Thema 1, deel 3: Energiestromen en kringlopen in ecosystemen

• Biologie
• Secundair onderwijs

Energiestromen en kringlopen in ecosystemen

3. Energiestromen en kringlopen

3.1 Voedselkringloop

3.2 Energiestromen door een ecosysteem

3.3 Materiekringlopen:

• De watercyclus
• De koolstofcyclus
• De stikstofcyclus

3.1 Voedselkringloop

Ecosysteem = geheel van relaties binnen een levensgemeenschap. Dit zowel tussen de organismen en de abiotische factoren als tussen de organismen onderling. 

Voorbeeld van een relatie: voedselrelatie

3.1 Voedselkringloop

Voedselketen = keten van organismen waarbij elk organisme een voedselbron is voor het volgende organisme

                                 "Ik word gegeten door"

3.1 Voedselkringloop

Voedselweb  = geeft de verschillende voedselbronnen van meerdere organismen in een ecosysteem weer. 

3.1 Voedselkringloop

Trofisch niveau = plaats van een organisme in de voedselketen

• Autotrofe organismen: de producenten 

• Heterotrofe organismen: de consumenten

3.1 Voedselkringloop

Autotrofe organismen =  de producenten 

vb: planten, algen, sommige bacteriën

• Doel: leveren van voedingsstoffen waar de hele levensgemeenschap van leeft. 
• Hoe: door middel van fotosynthese

3.1 Voedselkringloop

Heterotrofe organismen =  de consumenten 

• Consument v/d 1e orde: eten producenten
• Consument v/d 2e orde: eten consumenten v/d 1e orde
• Consument v/d 3e orde: eten consumenten v/d 2e orde
• ...

3.1 Voedselkringloop

Heterotrofe organismen =  de consumenten 

• Herbivoren = consumeren ...
• Bacteriovoren = consumeren ...
• Carnivoren = consumeren ...
• Omnivoren = consumeren ....
• Detrivoor = leeft van ....
• Reducenten = ....

3.1 Voedselkringloop

Heterotrofe organismen =  de consumenten 

• Herbivoren = consumeren planten
• Bacteriovoren = consumeren bacteriën
• Carnivoren = consumeren vlees
• Omnivoren = consumeren planten en vlees
• Detrivoor = leeft van dood organisch materiaal
• Reducenten = bacteriën en schimmels: mineralisatie

3.1 Voedselkringloop

Mineralisatie = laatste resten organisch materiaal van elk trofisch niveau omzetten in mineralen. Deze mineralen zijn dan opnieuw beschikbaar voor de producenten. 

Dankzij mineralisatie sluit de voedselketen: VOEDSELKRINGLOOP

3.1 Voedselkringloop

Voedselkringloop

3.1 Voedselkringloop

Kwalitatieve voorstellingen

• Voedselketen
• Voedselweb
• Voedselkringloop

Kwantitatieve voorstelling

• Ecologische voedselpiramide

3.2 Energiestroom door een ecosysteem

Energie is nodig zodat organismen kunnen overleven. 

Zon = bron van alle energie in een ecosysteem. Producenten zetten stralingsenergie (van zon) om in chemische energie. 

Bij overgang van ene trofische niveau naar andere: energieverlies

3.2 Energiestroom door een ecosysteem

3.2 Energiestroom door een ecosysteem

Biomassaverlies:

• Producenten sterven zonder te worden gegeten
• Producenten worden gedeeltelijk opgegeten
• Producenten worden opgegeten: deel verlaat lichaam onverteerd (zaden)

3.2 Energiestroom door een ecosysteem

3.3 Materiekringlopen

Stoffen die circuleren binnen het ecosysteem

• De watercyclus
• De koolstofcyclus
• De Stikstofcyclus 

3.3 De watercyclus of waterkringloop

= alle processen waarbij water door het systeem Aarde circuleert

• Voortdurende beweging van water in en tussen de hydrosfeer (= water op, onder en boven het oppervlak:  oceanen, zeeën, rivieren, sneeuw, grondwater) , atmosfeer (=dampkring) en lithosfeer (=steenschaal, het buitenste gedeelte van de vaste Aarde)  

3.3 De watercyclus of waterkringloop

3.3 De watercyclus of waterkringloop

Korte waterkringloop:

Water in oceanen en zeeën verdampt --> waterdamp stijgt --> condenseert tot waterdruppels of desublimeert tot ijskristallen --> wolken --> bewegen door atmosfeer --> neerslag, regen, hagel of sneeuw --> oceanen en zeeën

3.3 De watercyclus of waterkringloop

Lange waterkringloop:

• Oppervlaktewater = via rivieren en beken
• Bodemwater = water in de bovenste laag bodem
• Grondwater = water dat dieper in bodem dringt
• Verdamping of evaporatie = van oppervlaktewater
• Transpiratie = waterdamp via huidmondjes in bladeren

3.3 De koolstofcyclus

of koolstofkringloop

3.3 De koolstofcyclus of koolstofkringloop

Autotroof = maken zelf voedsel aan

• Foto-autotroof: zon is energiebron                                                       --> Fotosynthese: CO2 + H2O -> O2 + glucose (Planten)

• Chemo-autotroof: energie uit chemische bronnen (bacteriën)
  

3.3 De koolstofcyclus of koolstofkringloop

Korte koolstofkringloop = koolstof dat in maximaal enkele honderden jaren rondgaat in de biosfeer

3.3 De koolstofcyclus of koolstofkringloop

Lange koolstofkringloop = koolstof dat in duizenden tot miljoenen jaren rondgaat in de biosfeer

Vb: aardolie:

3.3 De stikstofcyclus

3.3 De stikstofcyclus

• Onmisbaar in het leven: vorming eiwitten en DNA
• Atmosfeer: 79% uit stikstofgas of N2
• N2 kan niet rechtstreeks worden opgenomen --> N2 omzetten naar amonium  (NH4+)

3.3 De stikstofcyclus

• Stikstoffixatie = omzetting N2 uit lucht naar stikstofverbindingen in de bodem
• Stikstofassimilatie = stikstofverbindingen in de bodem worden door producenten omgezet in biomassa
• Ammonificatie = rottingsbacteriën zetten stikstofverbindingen uit organisch afval om in amoniak 

3.3 De stikstofcyclus

• Nitrificatie = ammoniak en ammoniumionen oxideren tot nitraationen

• Denitrificatie = in een zuurstofarme bodem

4. Het belang van ecosystemen voor de mens

• Bepaalde processen in ecosystemen zijn noodzakelijk voor voortbestaan mens 

• Ecosysteemdiensten = alle voordelen zichtbaar maken die de natuur levert aan de mens

4. Ecosysteemdiensten: 4 soorten

• Producerende: voedsel, drinkbaar water, zuurstofgas, grondstoffen en energie = ons leven mogelijk maken
• Culturele: rust, ontspanning en recreatie
• Regulerende: stranden, duinen, bestuiving door diersoorten = beschermen tegen natuurlijke bedreigingen
• Ondersteunende: energiestroom, voedsel- en materiekringloop

4. Ecosysteemdiensten: 4 soorten

5. De invloed van de mens op ecosystemen

Negatief:

• Klimaatverandering: bosbranden, pakijs polen smelt
• Ontbossing --> minder hectare bos

Positief:

• Ecoduct: verbinding tussen habitatten
• Natuurreservaten: behoud natuur

Ecoduct

Natuurreservaat de Westhoek