YFO0010 Sissejuhatus okeanograafiasse ja limnoloogiasse

9. Ülevaade veekogude bioloogiast (1)

Elustiku tsoneerimine:

ookean

Eufootiline tsoon - fotosünteesiks piisavalt valgust saav veekiht

Bentos - põhjaelustik

Elustiku tsoneerimine:

järv, rannikumeri

Littoraal - fotosünteesiks piisavalt valgust jõuab veekogu põhjani

PLANKTONzooplankton (loomad)fütoplankton (vetikad)bakterioplankton (bakterid)

DETRIIDIDelustiku surnud “jäägid”

ZOOBENTOSveeputukadmolluskid, ussid jne

FÜTOBENTOS= põhjataimed

BAKTERID JA SEENED

KALADSuurem zooplankton ja

putukad

Iseliikuvad loomad

Passiivselt veesambas hõljuvad mikroorganismid

Veekogu põhjas elavad organismid

Vee-elustiku toitahelad

Autotroofid ehk primaarprodutsendid - taimed vetikad, ja mõned bakterid mis on võimelised kasutama valgusenergiat “toitumiseks”

Heterotroofid ehk tarbijad – loomad, seened, protistid, bakterid ja “mitterohelised” taimed – kasutavad toiduks autotroofide poolt sünteesitud molekule

Primaartarbijad – toituvad otseselt autotroofidest (herbivoorid/taimesööjad)

Sekundaartarbijad – toituvad primaartarbijatest (karnivoorid/lihasööjad ja parasiidid)

Lagundajad – lagundavad teistes organismides akumuleerunud orgaanilised ained anorgaanilisteks aineteks

Detritivoorid – toituvad surnud jääkidest (kõik lagundajad), aga samuti krabid, shaakalid jne

Toitahela lülid

Maismaa- ja vee-elustiku toitahelad

Vee-elustiku toitahelad, aine- ja energiaringe

Elustiku hoiab “käigus” toitahela esimene lüli (primary producers, vetikad ja põhjataimed, kasutavad mineraalseid toitaineid ja päikeseenergiat), mis on toiduks toitahela järgmistele lülidele. Surnud organismide lagunemisel vabanevad mineraalsed toitained lähevad uuesti ringesse.

Vee-elustiku toitevõrgustik

Toitahel on järjestikune: kes keda sööb

Toitevõrgustik sisaldab mitmeseid üleminekuid ning aine- ja energiaringet

Fotosüntees

Päikeseenergia mõjul taimed muudavad vees lahustunud süsihappegaasi (CO2) hapnikuks ning karbohüdraatideks (süsivesikuteks). Annab veekogude elustikule toidubaasi.

Klorofüll: taimede roheline pigment, mis fotosünteesi abil muudab päikeseenergia keemiliseks energiaks.

Fotosünteesiks kättesaadav valgus Päikesekiirgus neeldub vees üldiselt soojuseks. Nähtav kiirgus lainepikkuste vahemikus 400 nm and 700 nm kasutatakse autotroofide (vetikate) poolt fotosünteesiks. See osa kiirgusest on PAR - Photosynthetically Available Radiation. PAR on ca 46% kogu veepinnale jõudvast päikesekiirgusest.

Fotosüntees: 6 CO2+ 6 H2O kiirgus C6H12O6 + 6 O2

Respiratsioon: C6H12O2 -------- 6 CO2 + 6 H2O

Fotosünteesi intensiivsus: ühikulise klorofüllimassiga organismidesse seotud anorgaanilise süsiniku hulk ruumi- ja ajaühiku kohta mg C (mg Chl)-1 m-3 hr-1

Respiratsioon (hingamine): metaboolne (rakkude käigushoidmiseks toimuv) protsess, kus orgaanilised süsinikuga molekulid oksüdeeritakse süsihappegaasiks. Aeroobsel hingamisel tarbitakse hapnikku. Mõned bakterid võivad anaeroobsetes (hapnikuta) tingimustes kasutada “hingamiseks” lämmastikku või väävlit.

Respiratsiooni intensiivsus: ühikulise klorofüllimassiga organismidest vabanev anorgaanilise süsiniku hulk ruumi- ja ajaühiku kohta mg C (mg Chl)-1 m-3 hr-1

Kompensatsioonivalgus

Valguskiirgus, mille korral fotosüntees ja respiratsioon on süsiniku sidumise ja vabanemise osas võrdsed (netoproduktsioon on null)

Valgus kahaneb veekogus sügavusega. Leidub sügavus, kus 24 tunni keskmine PAR on võrdne kompensatsioonivalgusega. See - kompensatsioonisügavus võetakse eufootilise kihi baasiks ja seal on valgus ca 1% veepinna valgusest.

Kompensatsioonisügavusest

• ülalpool produktsioon ületab tarbimist ning fütoüplanktoni arvukus saab kasvada (kui on piisavalt toitaineid)

• allpool tarbimine ületab produktsiooni ning arvukus kahaneb

Fotosüntees ja eufootiline kiht

Primaarproduktsioon näitab orgaaniliste ainete moodustumise intensiivsust anorgaanilistest ainetest fotosünteesi tõttu: seotud süsinik ruumi- ja ajaühikus.

Ühik: mg C m-3 hr-1

Arvestab vetikate biomassi (klorofülli hulga) varieeruvust.

Mõõtmineheleda ja tumeda pudeli meetod, mõõdetakse O2 teket ja CO2 neeldumista. hele pudel – fotosüntees ja respiratsioon b. tume pudel – ainult repiratsioon c. mõõdetakse hapnikku enne ja pärast inkubeerimist (veekogus)d. netofotosüntees: hele pudel – algolek e. respiratsioon: tume pudel – algolek f. Fotosünteesi tulem: NPP + respiratsioon (hele – tume)

14C meetod, lisatakse radioaktiivselt märgistatud süsinikku ning mõõdetakse kui palju koguneb peale inkubatsiooni (laboris) vetikatesse

Primaarproduktsioon

Primaarproduktsioon

on piiratud

• veekogudes peamiselt toitainete kättesaadavusega

• maismaal peamiselt vee kättesaadavusega

Primaarproduktsiooni jaotus ökosüsteemide kaupa

Suurima osa kogu Maa primaarproduktsioonist annavad ookeanid (24%) ja troopilised vihmametsad (22%)

Klorofülli keskmine jaotus (SeaWIFS andmed)

Veekogudes ja maismaal on erinevad värviskaalad