8. Aineet kiertävät elottoman ja elollisen luonnon välillä

Elävissä eliöissä typpi kiertää tuottajilta kuluttajille ja hajottajille. Orgaanisen aineen typpiyhdisteet muuttuvat tuottajille sopivaan muotoon hajottajien toimesta. Nitrifikaatio bakteerit muuttavat ammoniumyhdisteet nitriiteiksi ja edelleen nitraateiksi, joita tuottajat pystyvät käyttämään elintoimintoihinsa.

Ilmakehän typpeä pystyy sitomaan vain tietyt typensitojabakteerit. Tulivuorenpurkauksissa typpeä vapautuu takaisin ilmakehään. Denitrifikaatiota tapahtuu hapettomissa oloissa, silloin nitraattitypestä syntyy typpikaasua tai dityppioksidia. Tällöin maaperästä siirtyy typpeä ilmakehään.

Salamoinnin yhteydessä typpeä sitoutuu typenoksideiksi ja sateen mukana typpeä joutuu maaperään, missä se muuttuu nitraatti-ioneiksi ja päätyy tuottajien käyttöön.

Nitrifikaatio on reaktio, jossa nitrifikaatiobakteerit muuttavat ammoniumtypen nitriitti- ja nitraattiioneiksi.







4. Hajottajien toiminta

Hajottamalla kuolleita eliöitä hajottavat saavat tarvitsemansa energian.
Muuttavat eliöiden sisältämän orgaanisen aineen epäorgaaniseksi.
Hajottamisessa syntyy lämpöä.

Hajottajia ovat esimerkiksi sienet ja bakteerit, lierot ja hyönteiset.
Bakteeri ja sienet hajottavat eliöiden kemiallisia yhdisteitä ympäristöön.

7. Luonnonsuojelun avulla biodiversiteetti voidaan saada säilymään

Elinympäristöjen sojelu on täkeä osa biodiversiteetin
säilymiselle, mutta tärkein lajien suojelukeino on kuitenkin
rauhoitus. Rauhoittaminen voi olla rajoitettua esimerkiksi lisääntymiseen liittyen, tai sitten sitä tehdään ympärivuoden. Kasvien rauhoittaminen näkyy niiden kavupaikan rauhoittamisena ja keräilyn kieltämisen Suomessa saimaannorppa on esimerkki rauhoitetusta lajista. Sen esiintymisalueella verkkokalastus on kielletty vahinkojen välttämiseksi. Salametsästystä ja eläinten salakuljetusta yritetään estää rangaistuksilla ja kansainvälisillä sopimuksilla (CITES-sopimus).

Joskus lajin rauhoittaminenkaan ei kuitenkaan auta. Esimerkiksi metsäpalot ovat osa luonnon omaa kiertokulkua ja ne vaikuttaa lajien uhanalaisuuteen.

Lajeja voidaan suojella myös eläintarhoissa. Yksilöiden vapauttaminen takaisin luontoon on kuitenkin vaikeaa, sillä yksilöt sopeutuvat erilaiseen ympäristöön ja niiden luontaiset taidot eivät kehity samalla tavalla kuin luonnossa.

Geenipankki on elävien eliöiden siemenien kokoelma, jonka tarkoituksena on säilyttää uhanalaisten lajien geenit.

1. Uhanalaiset lajit

a. Lajien kuoltua sukupuuttoon sitä on enää mahdotonta saada takaisin, koska lajin yksilöt loppuvat.
Voidaan myös menettää ravintokasveja tai lääkeaineita.
b. Uhanalaisten lajien häviämistä voidaan hidastaa rauhoittamalla lajeja, luonnonsuojelualueilla, eläintarhoilla ja ihmisten asenteisiin vaikuttamalla.

6. Lajimonimuotoisuus on vähentynyt

 

Ekosysteemeissä on avainlajeja, joiden olemassaolo on välttämätöntä lajien ja ekosysteemien säilymiselle. Avainlajin hävitessä ravintoverkon toiminta on vaarassa. Suomalaisessa metsässä haapa on hyvä esimerkki avainlajista. Sen pinnalla elää sammal-, levä- ja jäkälälajeja, jotka eivät elä muiden puulajien rungoilla. Haavan kuori, versot ja norkot toimivat hirvien, jänisten, liito-oravien ja myyrien ravintoa. Haavan rungossa pesii esimerkiksi tikat, pöllöt ja tiaiset. Monet sienilajit elää haavan kanssa mutualistisessa suhteessa. Haapa vähentää metsän happamuutta ja parantaa kavien kasvuoloja.

Eri ekosysteemeillä on omat avainlajinsa esimerkiksi Itämeren vesiekosysteemissä rakkolevä ja sinisimpukka ovat avainlajeja. Sinisimpukat ovat selkärangattomien pohjaeläinten ja kalojen ravintoa.

Perinneympäristö on maatalousviljelyyn liittyvä maisema-alue.

5. Antarktiksen ravintoverkko

Jos krillit pyydystettäisiin loppuun, hetulavalaat, mustekalat ja pingviinit menettäisivät ainoan ravintonsa.
Eläinplanktonille olisi enemmän kasviplanktonia syötävänä.
Krilliä syövien eläinten ravinto vähenisi ja niiden kannat pienenisivät, myös niitä saalistavien eläinten ravinto vähenisi( kaskelotti, miekkavalas, kuningaspingviini, merileopardi).
 

5. Maapallon ekosysteemien monimuotoisuus on vaarassa

Tärkein ekosysteemien syntyyn vaikuttava tekijä on ilmasto. Lämpötila, sademäärä ja niiden vuodenaikainen jakautuminen vaikuttaa ekosysteemeihin. Ekosysteemit voidaan luokitella suurimmiksi kokonaisuuksiksi eli biomeiksi. On olemassa kaksi erilaista biomilajia, vesi- ja maabiomit.


Maabiomeihin kuuluvat trooppiset metsät, savannit, aavikot, arot, nahkealehtisen kasvillisuuden alueet, lehtimetsät, havumetsät ja tundrat.

Makean veden biomit; kuten järvet ja virtaavat vedet ja suolaisen veden biomit; eli meret ja suolajärvet kuuluvat vesibiomeihin.

Tällä hetkellä sademetsät, kosteikot ja koralliriutat ovat maailman monimuotoisimpia elinympäristöjä.

Biomi koostuu paikallisista ekosysteemeistä. Se vastaa lähinnä maapallon kasvillisuusvyöhykkeitä esimerkiksi tundraa ja sademetsää.



2. Vuoriston kasvillisuusvyöhykkeet

a. Vuoristoissa ylöspäin kuljettaessa näkyy samalainen kasvillisuusvyöhykkeiden muuttuminen kuin siirryttäessä päiväntasaajalta kohti napa-aluetta, koska merenpinnasta ylöspäin noustessa lämpötila laskee.
b. Ilmaston lämmetessä kasvillisuusvyöhykkeet nousevat ylöspäin. Jäätiköt alkavat pienentyä ja ne voivat lopulta hävitä kokonaan.
c. Tropiikin vuorilla on endeemisiä lajeja, koska tropiikissa vuorten välillä on savannia ja sademetsää, joten vuoret ovat kaempana toisistaan ja eliölajien välillä ei voi tapahtua geenien sekoittumista.

4. Biodiversiteetti on jakautunut maapallolla epätasaisesti

 

Kolme tärkeää tekijää, jotka vaikuttavat luonnon biodiversiteettiin ovat alueella tulevan energian määrä, abioottisten olojen pysyvyys ja alueen pinta-ala. Auringon säteily on tärkeä energianlähde maapallon ekosysteemeille. Eniten energiaa saa päiväntasaajan seutu ja vähiten napa-alueet. Siirryttäessä kohti kylmiä alueita eliöryhmien lajimäärät vähenevät, säteilyenergian vähentyessä.

Olojen pysyminen pitkään samanlaisina mahdollistaa ekosysteemien ja eläinlajiston kehittymisen monimuotoisemmaksi. Valtamerten läheisyydessä elävät eliöyhteisöt ovat saaneet kehittyä rauhassa kun taas pohjoisella alueella jääkausi on vaikuttanut eliöyhteisöihin.

Mitä suurempi pinta-ala on sitä enemmän alue voi sisältää elinympäristöjä ja ekolokeroita. Pinta-alan vaikutus näkyy erityisesti saarilla, jotka ovat selvästi rajattuja.

Avainbiotooppi tarkoittaa poikkeuksellisen arvokasta elinympäristöä, jossa elää vaateliaita eliölajeja, esimerkiksi lehto.


1. Oikein vai väärin?

a. Alueen lajimäärä ei ole riippuvainen alueen pinta-alasta. Väärin, alueen koon kasvaessa myös lajimäärä kasvaa.
b. Reunavaikutus ilmenee suurena lajimääränä kahden ekosysteemin raja-alueella. Oikein, koska raja-alueilla abioottiset tekijät ovat vaihtelevampia.
c. Normaali luonnontilainen ekosysteemi pysyy aina muuttumattomana. Väärin, ekosysteemeissä tapahtuu jatkuvasti muutoksia. (metsäpalot)
d. Kaikkien luonnonvaraisten nisäkäslajien perinnöllinen monimuotoisuus tunnetaan. Väärin, vain harvojen nisäkäslajien perinnöllinen monimuotoisuus tunnetaan.
e. Saimaannorppa on endeeminen alalaji. Väärin, jääkauden aikaan saimaannorppa jäi eristyksiin Saimaaseen ja kehittyi saimaannorpaksi. Tästä ei kuitenkaan ole niin kauan, että saimaannorpasta olisi tullut oma lajinsa.
f. Suomen avainbiotoopit ovat säilyneet hyvin ihmisen vaikutuksilta. Väärin, avainbiotooppien alueet on raivattu pelloiksi.

3. Kaupunkiekologia tutkii kaupunkiluonnon erityispiirteitä

 

Kaupungit eroavat elinympäristöinä monin tavoin ympäröivästä maaseudusta. Suurissa kaupungeissa lämpötila voi olla jopa 1-3 astetta korkeampi kuin sen ympäristössä. Korkeampi lämpötila näkyy etenkin talvisin, jolloin lunta on vähemmän kuin ympäröivällä maaseudulla. Kaupungeissa sademäärä on 15 % suurempi kuin maaseudulla. Sadevedet eivät kuitenkaan pääse imeytymään maaperään, koska ne kulkeutuvat viemäriverkostojen kautta pois kaupunkien alueelta.


Eliöt pystyvät hyödyntämään esimerkiksi liikenteestä ja lämmityksestä karkaavaa hukkalämpöä. Valojaksot poikkeavat myös lunnollisesta keinovalaistuksen vuoksi. Eliöiden kasvulle ja lisääntymiselle suotuisa aika on pidempi kuin maaseudulla. Kaupunkien ilmaan joutuu runsaasti erilaisia myrkkyjä, jotka vahingoittaa siellä eläviä eliöitä.

Kaupunkiekosysteemi toimii eri tavalla kuin luonnontilainen. Kasvillisuuden määrä on pieni. Kasvin syöjät käyttävät kasviravinnon lisäksi ruokintapaikkoja ja ihmisten tuottamia jätteitä. Pedoille on tarjolla helppoa saalistettavaa. Kaupungeissa viheralueita hoidetaan haravoimalla ja jätteet kuljetetaan suurimmaksi osaksi muualle, jolloin hajottajille ei jää paljon kuollutta eloperäistä ainesta hajotettavaksi. Tämän vuoksi kaupunkialueilla on vähän hajottajia.

Ekologinen käytävä on kaupunkiekologiassa käytetty käsite, sillä tarkoitetaan esimerkiksi viheralueita, joita pitkin eliöt voivat siirtyä alueelta toiselle.



1. Eläinten käyttäytymismuutokset

Kaupunkien lintujen ja nisäkkäiden luontainen käyttäytyminen on muuttunut niiden sopeutuessa kaupunkiympäristöön siten, että ne ovat oppineet joustamaan ravinnon, pesä- ja lepopaikkojen valinnassa.
Yksilöt, jotka ovat syntyneet kaupunkiin leimautuvat ympäristöönsä ja palaavat sinne pesimään.
Talvehtiminen on kaupungeissa helpompaa kuin maaseudulla.

2. Ympäristöekologista tutkimusta tehdään monella tasolla

 

Muutokset eliöiden runsaussuhteissa voi olla merkki ekosysteemin toiminan häiriöistä. Myöhemmi vaikutus voi heijastua myös muihin ekosysteemin lajeihin lajien riippuvuussuhteiden kautta. Eliöiden levinneisyys riippuu elinympäristön abioottisista tekijöistä, kuten lämmöstä, happamuudesta, vedestä ja valosta. Suomessa esimerkiksi kylmä ja pitkä talvi rajoittaa lajien kasvua.


Eliöiden elinympäristö muuttuu jatkuvasti ihmisen toimesta. Ihminen esimerkiksi päästää luontoon happamoittavia aineita. Jotkut lajit kestävät hyvin muutoksia, toisten sietokyky on taas hyvin kapea-alainen. Esimerkiksi lohi on on herkkä vesien happamoitumiselle ja happipitoisuuden alenemiselle. Ympäristössä tapahtuvat muutokset saattavat joskus tulla ilmi, vasta kun jonkin lajin yksilöt alkavat hävitä. Tämän välttämiseksi ympäristössä tehdään mittauksia, jotta muutokset havaittaisiin ajoissa. 

Ekotoksikologia on tiede, joka tutkii luonnossa esiintyvien ja sinne joutuvien myrkkyjen vaikutuksia elinympäristöön.


1. Taantuneita lajeja 

a. Kottarainen: Lajin väheneminen voi johtua ravinnon puutteesta, sopiven pesäpaikkojen vähenemisestä ja ympäristömyrkkyjen aiheuttamista vahingoista.
Ruiskaunokki: Maatalouden rikkaruohomyrkyt ja syysviljojen viljelyn väheneminen on voinut vaikuttaa Ruiskaunokin vähenemiseen.

b. Seuraamalla kantoja ja vertaamalla tietoja maankäytön muutoksiin voitasiin saada lisätietoja lajien vähenemisen syistä.

1. Ekologian avulla voidaan ymmärtää luonnon toimintaa

 

Aineet kiertävät ekosysteemissä elottoman ja elollisen luonnon välillä. Kasvit saavat tarvitsemansa aineet maasta, vedestä ja ilmasta. Toisenvaraiset eliöt puolestaan saavat tarpeelliset aineet käyttämätään ravinnosta. Hajottajat pilkkovat eliöiden kuoltua orgaaniset yhdisteet ja vapauttavat aineet epäorgaanisessa muodossa takaisin maahan, veteen ja ilmaan uudelleen tuottajien käyttöön.

Eliöt tarvitsevat toimiakseen myös energiaa. Kasvien yhteyttäessä Auringon säteilyenergiaa sitoutuu kemiallisena energiana muodostuviin orgaanisiin yhdisteisiin. Ravintoketjuissa energia siirtyy tuottajilta edelleen kuluttajille. Eliöiden kuoltua hajottajat hyödyntävät niissä olevaa energiaa, esimerkiksi bakteerit. Ravintoketjun jokaisessa osassa osa energiasta poistuu eliöistä lämpönä. Tätä eliöille käyttökelvotonta energiaa kutsutaan energian ohivirtaukseksi.

Biosfääri tarkoittaa sitä osaa maapallossa, jossa esiintyy elämää. Biosfääri koostuu kaikista maapallon ekosysteemeistä.


 

6. Hirvien määrä

Hirvikanta kasvoi voimakkaasti, kun taimikon ja nuoren metsän määrä kasvoi.
Karjan metsälaidunnuksen loppuminen lisäsi hirvien ravinnon saantia.
Vuoden 1985 jälkeen hirvikanta pieneni, koska metsälannoitus loppui lähes kokonaan.
Pedot vähensivät hirvikantaa.

Jos hirvien metsästys lopetettaisiin, taudit leviäisivät ja ravinto loppuisi.
Taimikko ja viljelykset kärsisivät.
Liikenneonnettomuudet lisääntyisivät ja hirviaitaa tarvittaisiin lisää.