10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken....

30
1 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie Leerdoelen De natuurgids… kan het begrip ‘ecologie’ omschrijven; kan de abiotische factoren van een ecosysteem beschrijven; kan een definitie geven van het begrip ‘soort’; kan omschrijven hoe populaties zich ontwikkeling; begrijpt dat een populatie predatoren wordt geregeld door de populatie prooidieren en niet omgekeerd; kan de begrippen ecosysteem, levensgemeenschap, biotoop, habitat en ecologische niche omschrijven; kan de belangrijkste vormen van symbiose beschrijven en aantonen met voorbeelden in het veld; kan de waterkringloop, de stikstofkringloop en de koolstofkringloop beschrijven; kan de kringloop van opbouw, consumptie en afbraak beschrijven en illustreren met voorbeelden in het veld; kan concrete voorbeelden geven van voedselketens en voedselwebben; kan in hoofdlijnen de verontreiniging van het milieu beschrijven; begrijpt wat ‘verzuring’ is en kan dit in eenvoudige bewoordingen omschrijven. Inhoud 10 Ecologie 1 Wat is ecologie? 2 Abiotische factoren 3 Relaties tussen individuen van dezelfde soort 3.1 Het begrip ‘soort’ 3.2 Voortplanting 3.3 Ontwikkeling van populaties 3.3.1 Populatieaangroei 3.3.2 Densiteitsregeling 3.4 Zich voeden 3.5 Andere relaties 4 Relaties tussen individuen van verschillende soorten 4.1 Nog enkele ecologische begrippen 4.2 Concurrentie en ecologische niche 4.3 Eten en gegeten worden 4.4 Symbiose 5 Processen in ecosystemen 5.1 Kringloop van het water 5.2 Opbouw, consumptie en afbraak 5.2.1 Producenten 5.2.2 Consumenten 5.2.3 Reducenten 5.2.4 Biomassa 5.3 Voedselketen, voedselweb en voedselkringloop 5.3.1 Voedselketen 5.3.2 Voedselweb 5.3.3 Voedselkringloop 5.3.4 Plaats van de zwammen in het ecosysteem 5.4 Voedselpiramide 6 Verstoring van het milieu 6.1 Bodemerosie 6.2 Bodemverontreiniging 6.3 Luchtverontreiniging 6.3.1 Opwarming van de aarde 6.3.2 Zure neerslag 6.4 Waterverontreiniging 6.4.1 Biotische index 6.4.2 Het zelfreinigend vermogen van een waterloop 6.4.3 Eutrofiëring 6.5 Verzuring 6.5.1 Zuurgraad (pH) 6.5.2 Zuurgraad van het water 6.5.3 Zuurgraad van de bodem

Transcript of 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken....

Page 1: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

1© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Leerdoelen

De natuurgids…

• kan het begrip ‘ecologie’ omschrijven;• kan de abiotische factoren van een ecosysteem beschrijven;• kaneendefinitiegevenvanhetbegrip‘soort’;• kan omschrijven hoe populaties zich ontwikkeling;• begrijpt dat een populatie predatoren wordt geregeld door de populatie prooidieren en niet omgekeerd;• kan de begrippen ecosysteem, levensgemeenschap, biotoop, habitat en ecologische niche omschrijven;• kan de belangrijkste vormen van symbiose beschrijven en aantonen met voorbeelden in het veld;• kan de waterkringloop, de stikstofkringloop en de koolstofkringloop beschrijven;• kan de kringloop van opbouw, consumptie en afbraak beschrijven en illustreren met voorbeelden in het veld;• kan concrete voorbeelden geven van voedselketens en voedselwebben;• kan in hoofdlijnen de verontreiniging van het milieu beschrijven;• begrijpt wat ‘verzuring’ is en kan dit in eenvoudige bewoordingen omschrijven.

Inhoud

10 Ecologie

1 Wat is ecologie?

2 Abiotische factoren

3 Relaties tussen individuen van dezelfde soort3.1 Het begrip ‘soort’3.2 Voortplanting3.3 Ontwikkeling van populaties

3.3.1 Populatieaangroei3.3.2 Densiteitsregeling

3.4 Zich voeden3.5 Andere relaties

4 Relaties tussen individuen van verschillende soorten4.1 Nog enkele ecologische begrippen4.2 Concurrentie en ecologische niche 4.3 Eten en gegeten worden4.4 Symbiose

5 Processen in ecosystemen5.1 Kringloop van het water5.2 Opbouw, consumptie en afbraak

5.2.1 Producenten5.2.2 Consumenten5.2.3 Reducenten5.2.4 Biomassa

5.3 Voedselketen, voedselweb en voedselkringloop5.3.1 Voedselketen5.3.2 Voedselweb

5.3.3 Voedselkringloop5.3.4 Plaats van de zwammen in het ecosysteem

5.4 Voedselpiramide

6 Verstoring van het milieu6.1 Bodemerosie6.2 Bodemverontreiniging6.3 Luchtverontreiniging

6.3.1 Opwarming van de aarde6.3.2 Zure neerslag

6.4 Waterverontreiniging6.4.1 Biotische index6.4.2 Het zelfreinigend vermogen van een waterloop6.4.3 Eutrofiëring

6.5 Verzuring6.5.1 Zuurgraad (pH)6.5.2 Zuurgraad van het water6.5.3 Zuurgraad van de bodem

Page 2: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

2 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

1 Wat is ecologie?

Ecologie werd in 1866 door de Duitse bioloog Ernst Haeckel als wetenschappelijk begrip geformuleerd: de studie van de relaties tussen soortgenoten, tussen soorten en tussen de levende en de niet-levende natuur. De term is samengesteld uitdeGrieksewoordenοίκος(huis)enλογος(leer),deleervande‘woning’vaneensoort.Sedert de jaren zeventig van de twintigste eeuw is het een maatschappelijk begrip geworden. Om zich af te zetten tegende‘maatschappelijkeinflatie’vanhetbegripecologie,hanterensommigeecologende(niet-officiële)spelling‘oecologie’ om aan te geven dat het woord in een strikt wetenschappelijke betekenis wordt gehanteerd.

De ecologische theorie is de laatste decennia aan grote ontwikkelingen onderhevig. Kort na de Tweede Wereldoorlog kwam de ecosysteemtheorie op. Deze zag de natuur als een verzameling ecosystemen die zichzelf en elkaar in evenwicht houden. Deze evenwichtstoestand wordt stabiliteit genoemd en in verband gebracht met diversiteit (complexiteit).Hoecomplexereenecosysteem,hoestabieler.EenbelangrijkeverspreidervandezeideewasdeAmerikaan Eugene Odum. De grote aantrekkingskracht van het concept lag in de veronderstelde mogelijkheid om ecosystemen–netalsanderesystemen–testurenentebeheersen.Zowerdenmilieuhygiënischeproblemenalsvervuiling en verzuring binnen het domein van de ecologie gebracht. Midden jaren zeventig werd evenwel vastgesteld dateengroterecomplexiteitvaneenecosysteemleidttotinstabiliteit.Ditleiddetoteendynamischenatuuropvatting,waar toeval en onzekerheid een grote rol spelen. Momenteel is de aandacht van de ecologen gericht op de vraag hoe ecosystemen zich in stand houden ondanks, of is het juist ‘dankzij’, hun chaotische aard.

2 Abiotische factoren

Alle levende wezens zijn in de natuur afhankelijk van bepaalde abiotische factoren: licht, warmte, water en chemische stoffen.(Zieookhoofdstuk1‘Fysischmilieu’.)

Licht wordt in eerste instantie bepaald door de plaats op aarde. Niet zozeer de totale hoeveelheid licht verschilt, wel de spreiding ervan over het jaar.Voorgroeneplantenislichtvooralvanbelangalsenergiebronbijdebladgroenverrichting(fotosynthese–ziehoofdstuk‘Planten1’,punt2).Plantenstapelentijdensditproceshuneigenenergieopinsuikers.Zezijnautotroof(letterlijk‘zelfetend’).Lichtisechterookinformatiedrager.Zozullenplanten‘naarhetlichtgroeien’.Deverschillenin dag- en nachtlengte doorheen het jaar sturen bij planten een aantal levensprocessen.Dierenenandereorganismenhalenhunenergieuitandereorganismen.Zezijnheterotroof(letterlijk‘vaneenanderetend’).Lichtisookvoorheneeninformatiedrager,bv.omhetdag-ennachtritmeaantehouden.Eenaantaldiersoorten kan in volslagen duisternis overleven, bv. grottenbewoners of bewoners van de diepzee.

Warmteisafhankelijkvanhetklimaat,maarookvandetopografie.Zoheerstopeenzuidgerichtehellingeenheel ander microklimaat dan op een noordhelling. Voor elk organisme bestaat er zowel een minimum- als een maximumtemperatuur.Debewegingenvandeluchtmassa’st.g.v.temperatuurverschillenveroorzakenwind.Windkaneengroeibeperkendefactorzijnvoorplanten(bv.aankusten)maarisookvanbelangvoorbestuivingenzaadverspreiding.

Water komt op het land terecht als neerslag en dit is ook afhankelijk van het klimaat. Dit water is aanwezig in het oppervlaktewater (waterlopenenstilstaandwater)enindebodem(grondwater).Waterisdeleefruimtevoor waterorganismen, het transportmiddel voor plankton en voor chemische stoffen

(bv.bijwatererosie).Waterisookbouwsteen(alleorganismenbestaaninbelangrijkemateuitwater)eninwendigtransportmiddel(sap-enbloedstroom).

Temperatuurverschillen op kleine afstand: schematische doorsnede van een zuidrand van een dennenbos midden op een zonnige dag eind februari.

Page 3: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

3© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Chemischestoffenzittenzowelindelucht(atmosfeer),inhetwater(hydrosfeer)alsinvastestoffen(lithosfeer).De atmosfeer bestaat voor 78 % uit stikstofgas en voor 20 % uit zuurstofgas. De rest bestaat uit enkele andere gassenzoalswaterdampenkoolstofdioxide.Dezelaatstestofisvangrootbelangvoordefotosyntheseenvoordeklimaatregelingopaarde.Zuurstofgasisnoodzakelijkvoordeademhalingvanaërobeorganismen.Stikstofiseenbouwsteen voor groene planten. Dehydrosfeerbestaatuitzoutenzoetwater.Brakwateriseenmengingvandetwee(bijonsindeZeeschelde).Zoetwater vormt slechts 2,5 % van de totale watermassa op aarde, 71 % van het aardoppervlak wordt bedekt door zee. In het water zijn allerlei chemische stoffen opgelost.De lithosfeer bestaat uit de chemische stoffen van de bodem en de ondergrond. De bodem is het bovenste gedeelte van de aarde waarin de planten groeien die er water en mineralen uit halen. In de bodem leven ook heel wat dieren en andere organismen.

Indeeersteplaatsbeïnvloedtdeabiotiek(deniet-levendenatuur)debiotiek(delevendenatuur).Deabiotischefactoren vertonen schommelingen in de tijd. Op korte termijn zijn er de dag- en nachtcyclus, de werking van de getijden en de wisselende weersomstandigheden. Op middellange termijn situeren zich de seizoenswisselingen en op lange termijn klimaatsveranderingen. - De veranderingen op korte en middellange termijn hebben een grote invloed op de biotiek. Dieren en planten

vertonen gedragingen die op deze schommelingen afgestemd zijn. - De klimaatsveranderingen kunnen leiden tot aanpassing of verdwijning van bestaande soorten maar ook tot het

ontstaan van nieuwe soorten.

Maar de biotiek kan ook de abiotiek beïnvloeden. • Zo veroorzaken in bosverband groeiende bomen voor de eronder groeiende planten een lichtarme situatie.

Enkel schaduwplanten kunnen hier overleven. Bovendien is hier een afwijkend microklimaat, o.a. met een hoge luchtvochtigheidenminderextremetemperaturen.

• De verterende bladeren vormen humus, een bijzondere verbinding tussen organisch materiaal, chemische bodembestanddelen en water.

• Beversdieeenwaterloopafdammencreëreneentijdelijkmeer,waardoorplaatselijkbomenkunnenafstervenenerook meer licht komt. Dit leidt dan weer tot andere planten- en diersoorten.

3 Relaties tussen individuen van dezelfde soort

De relaties tussen individuen van dezelfde soort zijn vooral afgestemd op de voortplanting. Een gevolg van de voortplanting is dat de populatie van die soort kan blijven bestaan of toenemen.

3.1 Het begrip ‘soort’

Klassiekedefinitievansoort:eengroepvanindividuendiezichmetelkaargeslachtelijk(kunnen)voortplanten.Dergelijke omschrijving gaat op voor dieren. Planten zijn primitievere organismen en sommige soorten vermenigvuldigen zich nog zelden of helemaal niet meer geslachtelijk o.a. bramen en paardenbloemen. Er ontstaan geregeld mutaties die zich ongeslachtelijk vermeerderen: ze vormen nakomelingen zonder bevrucht te zijn geweest. Biologen zijn er nog niet volledig uit wat nu precies het statuut van dergelijke ‘soorten’ is.

3.2 Voortplanting

Bijdegewerveldedierenblijftdesoortvoortbestaanomdatzezichgeslachtelijkvoortplanten(waarbijonderlingseksueleuitwisselingvangenetischmateriaalgebeurt)waardoorernieuweindividuengeborenworden.

Veel ongewervelde dieren planten zich ook geslachtelijk voort. •Sommigesoortenzijnechterhermafrodiet(tweeslachtig):elkindividumaaktzowelmannelijkealsvrouwelijkegeslachtscellen(o.a.slakkenenregenwormen).Meestalwordendemannelijkegeslachtscellentussentwee individuen uitgewisseld.•Bijbijenenwespenbepaaltdekoninginhetgeslachtvanhaarnakomelingen:dooreeneitjetelatenbevruchten(metspermadatzeinhaarlichaambewaart)wordteenwijfje(werkster)geboren;uiteenonbevruchteitjekomteen mannetje.•Bladluizenplantenzichenkelgeslachtelijkvoortopheteindevanhetseizoen.Deeitjesoverwinteren.Denieuwebladluizen(allemaalwijfjes)barenzonderbevruchtingnakomelingen(parthenogenese).Ditzijnookallemaal

Page 4: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

4 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

wijfjes.Enkelopheteindevanhetseizoenontstaanook(zonderbevruchting)mannetjes.•Sommigesoortenongewerveldenvermenigvuldigenzichdoordeling.

Dieren zijn meestal beweeglijk en gaan actief op zoek naar een partner. Hierbij worden soms signalen uitgezonden zoals kleuren, geuren of geluiden. Vaak treedt competitie op tussen mannetjes om met een wijfje te kunnen paren. De natuurlijke selectie die hierbij optreedt, is dikwijls tegengesteld aan die welke voortvloeit uit de nood om voedsel te kunnen bemachtigen of om zelf aan eventuele vijanden te kunnen ontsnappen. Zo zijn bij heel wat soorten de mannetjesopvallendgekleurd,daarwaarcamouflagekleurenmeeroverlevingskansenbiedenbijhetvoedselzoekenof het ontsnappen aan vijanden. De bevruchting kan uitwendig of inwendig zijn. Bij diersoorten kunnen mono- enpolygamie,mono-enpolyandrieenbijzonderesamenlevingsvormen(zoalsbijen-ofmierenstaten)wordenonderscheiden.(Zieookhoofdstuk‘Dieren2’–punten2.2en3.2.)

Plantenblijvengedurendehunleventerplaatse.Devoortplantingscellenwordendooreenmedium(wind,water,insecten,enz.)verplaatst.Bij veel plantensoorten komt ongeslachtelijke vermenigvuldiging voor, ook al planten ze zich gewoon seksueel voort. Nieuwezelfstandigeindividuenontstaandano.m.uiteenwortelstok(varens),eenwortelknol(Speenkruid),eenstengelknol(aardappel),eenbol(Wildenarcis),eenpenwortel(tweejarigeplanten)ofopeenuitloper(Hondsdraf).(Zieookhoofdstuk‘Planten2’–punt2.2.5.)

3.3 Ontwikkeling van populaties

Alle individuen van eenzelfde soort in eenzelfde gebied vormen samen een populatie of voortplantingsgemeenschap.

3.3.1 Populatieaangroei

Populatieaangroei = nataliteit - mortaliteitAls er geen beperkende factoren optreden, is de groei onbeperkt, zodat de populatie toeneemt volgens een meetkundigereeks(2,4,8,16,32,64,...):depopulatieneemtexponentieeltoe(grafiekA).Exponentieeltoenemenvandepopulatieiszekernietoneindig.Hetkanslechtsdoorgaantoteenzekere‘verzadiging’isbereikt.Daarnaontstaatdoorbeperkendefactoren(voedselaanbod,ziekten,aanwezigheidvanroofvijandenenparasieten,onderlingeconcurrentie,enz.)eenevenwichtsniveau,datovereenkomtmetdedraagkrachtvanhetgebied(grafiekB).

In werkelijkheid zullen rond dit evenwichtsniveau schommelingen optreden: in de tijd is er een permanenteregulatievanaantallen(grafiekC).Wanneer de beperkende factoren niet meer optimaal functioneren zal een populatie die rond een evenwichtsniveau schommelt, plots boven het evenwichtsniveau uitschieten. De populatie gaat dan steeds meer ruimte in beslag nemen envertoonteenexponentiëlegroei(grafiekDa).Ditkomtgeregeldvoorbijsoortenmeteengrote voortplantingscapaciteit. Ze kunnen echter slechts gedurende korte tijd het voedselaanbod overexploiteren,zodatdepopulatiegroeibijniveau2 wordt tegengehouden. Een nijpend voedseltekort

evenwichtsniveau = draagkracht

A B C

Page 5: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

5© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

doetdepopulatieinstorten(grafiekDb),maarnaeenbepaaldetijdzaldepopulatiezichopnieuwrondhetevenwichtsniveau stabiliseren. Was de druk op het gebied zeer hoog en de daardoor toegebrachte schade zo groot dat het gebied volledig of gedeeltelijk werd ‘vernield’, dan kan de populatie zo klein worden dat ze slechts zeer langzaam opnieuw het oorspronkelijk evenwichtsniveau bereikt of zelfs verdwijnt.

Een voorbeeld uit de praktijkDoorhetontbrekenvannatuurlijkevijandenkanhetreeën-enhertenbestandtehoogoplopen.Dedraagkrachtvanhet(productie)boswordtdanoverschreden:ertreedtvoedsel-enruimtegebrekop(steedskleinereterritoria),steedsmeerjonge twijgen en knoppen worden vernield; ten slotte worden de bomen ontschorst. Zulke vernielingen kunnen nefast zijn en een bos zodanig aantasten dat herstel slechts over zeer lange tijd mogelijk is. Hierdoor zal uiteindelijk dan weer de populatie in aantal worden beperkt. Een op ecologische beginselen steunend jachtbeheer kan dergelijke situaties voorkomen. In als natuurgebied beheerde bossen kan het daarentegen een bewuste keuze zijn om niet in te grijpen. Er zal dan mogelijk een open bossituatie ontstaan.

3.3.2 Densiteitsregeling

Voorbeeld: de prooi-roofdierverhouding. Een stijgend aantal prooidieren betekent meer voedsel voor de roofdieren, wat zal leiden tot uitbreiding van het roofdierenbestand. Hierdoor gaat automatisch het prooidierenbestand teruglopen. Zo komt er opnieuw voedseltekort, wat weerom het aantal roofdieren doet achteruitgaan. Deze prooi-roofdiercyclus wordt in feite door het prooidier bepaald, wegens zijn grotere voortplantingscapaciteit.

De populatie van een predator wordt door de populatie van de prooidieren bepaald. De populatie van de prooidieren wordt door het voedselaanbod bepaald. In zomer 3 was weinig voedsel aanwezig voor de prooidieren. De schommelingen van de predatorpopulatie volgt met vertraging die van de prooidierpopulatie.

Uiteraard is dit een sterk vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Grotere roofdieren zijn zelden gespecialiseerd in maar één type prooi. Ze kunnen ook migreren als voedselgebrek optreedt. Anderzijds is het voedselaanbod niet de enige populatielimiterende factor. Er speelt nog een hele reeks andere elementen mee, zoals de geschiktheid van een plek om jongen groot te brengen (dekking).

- Factoren eigen aan de soort Voorbeeld:migratie(immigratieenemigratie)isperiodiek.Bijweinigmobielesoortenspelendezefactoreneengeringeofhelemaalgeenrol.Bijmobielesoorten,zoalsvogels,zijnzevrijbelangrijk(zomergasten,wintergasten,invasies,...).

Wat als de densiteit te klein wordt?Het grootste probleem voor kleine populaties planten of dieren is dat ze onderhevig kunnen zijn aan genetische drift. In een populatie zijn de eigenschappen van de soort verspreid over alle individuen van die populatie. Sommige van die eigenschappen zijn op een bepaald ogenblik minder gunstig, maar zouden gunstig kunnen worden als de milieuomstandigheden wijzigen. Bij een grote populatie kunnen die ongunstige eigenschappen niet overheersen en ze hebben dus weinig invloed op de densiteit van die populatie. Maar bij kleine populaties kan dit bij toeval wel gebeuren.

predatorpopulatie

prooidierpopulatie

zomer 1 zomer 2 zomer 3 zomer 4

prooidierenpopulatie

roofdierenpopulatie

Page 6: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

6 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Draagkracht van 3 biotopen in het Gentse. De densiteit schommelt voor beide soorten parallel in de drie gebieden. Een minimum trad op na de zeer koude winter van 1963 (naar d’Hondt 1987)

Genetische drift - een beeld om dit te illustreren: Neem een muntstuk en gooi ‘kruis of munt’… - Als je dit honderd maal achter elkaar doet, is het statistisch te verwachten dat dit vijftig maal kruis en vijftig maal munt oplevert. - Als je dit slechts tien maal doet, zal in de praktijk het resultaat niet altijd vijf-vijf zijn. Bij vier worpen is twee-twee nog minder evident. - Stel dat ‘kruis’ voor de ongunstige genetische eigenschappen staat, en elke opgooi voor een bevruchting, dan is het duidelijkdatkleinepopulatiesextragevoeligwordenvoor(lokaal)uitsterven.

Eens de ongunstige eigenschappen gaan domineren, zal de populatie zich nog minder kunnen handhaven dan voorheen. Genetische drift leidt dus tot ‘genetische erosie’.

Inonsmodernelandschapzijnerheelwat(natuur)gebiedenversnipperdendusookdedaaroplevendepopulaties.Genetische drift is dan ook een bijzonder aandachtspunt voor de ecologen. Beleidsplannen zoals het Vlaams Ecologisch Netwerk en het Europese Natura-2000 zijn erop gericht versnipperde natuurgebieden door middel van corridors opnieuw tot een groter geheel samen te brengen om zo het versnipperen van populaties tegen te gaan.

Wat als de densiteit te groot wordt?In bepaalde gevallen kan uitbreiding van de populatie ook storend werken, zelfs indien het aantal dieren lager blijft dan de draagkracht van het gebied.Voorbeeld: in het natuurreservaat het Zwin is er mogelijkheid om de kolonie zilvermeeuwen te laten uitbreiden, een belangrijkelementinhetstrand-duincomplex.DoordatdeZilvermeeuweenvrijhoogaantaljongeneneierenvananderebewoners(visdief,kluut,bergeend,...)totprooineemt,schepteenaangroeivandezilvermeeuwpopulatieonvermijdelijk een aantal problemen. De taak van de ecoloog bestaat erin deze evolutie te onderzoeken, wat moet resulteren in het opstellen van een aantal beheeradviezen t.o.v. de uitbreiding van de zilvermeeuwkolonie.

3.4 Zich voeden

Bij planten treedt tussen individuen van eenzelfde soort concurrentie op voor licht, water en mineralen. Het is de ruimtebehoefte per individu en de beschikbare ruimte die bepalen hoeveel individuen van een soort ergens kunnen leven. Zo hebben bomen uiteraard meer ruimtebehoefte dan grasplanten.

Bijdierenbestaanverschillendevoedselzoekstrategieën.Bijsommigesoortenwordthetbeschikbarevoedselgedeelddoor alle individuen afzonderlijk. Andere soorten werken samen om het voedsel te bemachtigen, zoals jagende dieren. Demanieromvoedseltezoekenkanvariërenoverdeloopvanhetjaar.Zobakenenvelevogelsoorteninhetvoorjaarbroedterritoriaaf,diedoorde(zingende)mannetjeswordenverdedigd.Opdiewijzeiselkbroedpaarerzekervanovervoldoende voedsel voor zichzelf en voor het nageslacht te beschikken. Maar in de winter troepen een aantal van die soorten samen om op die manier op zoek naar voedsel te gaan. Bij ons zijn de mezen hiervan een bekend voorbeeld. (Zieookhoofdstuk‘Dieren2’–punt3.3.1.)

Page 7: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

7© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

3.5 Andere relaties

Tussen soortgenoten bestaan nog andere relaties dan betreffende voortplanting en voeding. Heel wat diersoorten vertonen aanpassingen in gedrag om vijanden te verschalken. Zo zijn er soorten die in grote kleine of grote groepen leven. Denk aan vissen die in scholen zwemmen. Grazende dieren vormen kuddes en kunnen zo eventuele predatoren beterdetecteren.(Ziehoofdstuk‘Dieren2’–punt2.2.11en3.3.1)

Bij planten bestaat het zgn. massa-effect. Dit bestaat zowel tussen soortgenoten als tussen planten van verschillende soorten. Door met velen dicht bij elkaar te groeien kunnen planten de uitwendige omstandigheden beter aan. Zo groeit Adelaarsvaren steeds in dichte vegetaties, waarbij de ene varenplant met zijn blad in de naburige planten haakt. Op diemanierblijvenzeookmethundunnestengelsovereind.Eénenkelexemplaarinopenterreinzoubijdeeerstewindstoot tegen de vlakte gaan. Hetzelfde geldt in zekere mate voor bomen die in bosverband groeien.

4 Relaties tussen individuen van verschillende soorten

4.1 Nog enkele ecologische begrippen

De populaties van verschillende soorten organismen leven samen in een biotoop. Dit is een afgelijnd gebied met eenaantalabiotischekenmerken(licht,temperatuur,vochtigheid,wind,bodem,klimaat).Eenbiotoopisdustebeschouwen als de ‘woonplaats’ van een aantal soorten. Voorbeelden: een begroeide vijver, een vochtig bos, een duinpan, maar ook bv. een oude eik. De biotoop van de vlindersoort oranjetip is vochtig hooiland.

In een biotoop leeft een aantal soorten organismen in een natuurlijke samenhang: ze vormen een levensgemeenschap. Ze hebben dezelfde vereisten aan abiotische factoren. Voorbeeld: de soorten organismen die in een zoetwaterpoel leven hebben alle onder andere niet-stromend zoet water nodig.

Een ecosysteem is het geheel van organismen en de abiotische elementen in een biotoop Ecosysteem = biotoop + levensgemeenschap.(Hoewelditeenduidelijkeindelingis,wordtzenietalgemeengevolgd.InhetNatuurrapport1999wordtbiotoopomschrevenzoalshiervoorhetecosysteem.)

Belangrijk is in elk geval dat het landschap kan onderverdeeld worden in een aantal afgelijnde delen die wat kenmerkenbetreftzichduidelijkonderscheidenvandeomgevingenwaarmeespecifiekeabiotischeenbiotischeelementen samenhangen. Dergelijke onderdelen kunnen dan naar believen ‘biotoop’ of ‘ecosysteem’ genoemd worden. De abiotische factoren zullen grotendeels bepalen welke soorten organismen in dat ecosysteem kunnen overleven. Een zoetwaterecosysteem zoals een poel hier zal andere soorten herbergen dan een landecosysteem, en zelfs een zoetwaterpoel in Zuid-Europa. De laatste jaren wordt evenwel steeds meer gebruik gemaakt van het begrip ecotoop: het kleinst mogelijke herkenbare en afgrensbare landschapsonderdeel dat gekenmerkt wordt door een karakteristieke combinatie van abiotische en biotische eigenschappen.

Een vijverbiotoop of –ecosysteem kan op volgende manier worden opgedeeld in een aantal ecotopen: de zone met open water; de zone met drijvende of ondergedoken waterplanten; de rietkraag; het wilgenstruweel. Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren.Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)wordengebruikt, zonder dit begrip te moeten gebruiken en toe te lichten. Voor wie er nog niet genoeg van heeft, kunnen we hier nog vermelden dat het begrip ‘ecotoop’ grotendeels samenvalt met het begrip habitat zoals dit in de belangrijke Europese Habitatrichtlijn wordt gehanteerd, hoewel habitat in de ecologie ook een andere betekenis heeft, nl. de leefplaats(het‘adres’)vaneenbepaaldesoort.Dehabitatvandevlindersoortoranjetipomvatpinksterbloemenenbramen.

Areaal: verspreidingsgebied van plant of dier. Voorbeeld: het areaal van de zomereik strekt zich uit van Europa (behalvehetnoorden)totWest-Azië.

Milieu:hetgeheelvanabiotischeenbiotischefactorendievaninvloedzijnopdeleefomstandigheden(hetwelzijn)van planten, dieren en mensen.

Page 8: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

8 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

4.2 Concurrentie en ecologische niche

Organismen in eenzelfde biotoop leven in concurrentie om voedsel en leefruimte met elkaar. Dit heeft in de loop van de evolutie geleid tot meerdere soorten, die zich ten opzichte van elkaar gespecialiseerd hebben. Elke soort bekleedt opdiemaniereeneigenecologischeniche(=defunctievandesoortbinnenhetecosysteem).Bomen zijn gewoonlijk zeer grote planten en hebben, vergeleken met boskruiden of struiken, minder lichtgebrek. Door specialisatie kan een zwakkere soort toch overleven, omdat sterkte en concurrentiekracht veel energie vragen. Soorten die zich specialiseren in armere of moeilijkere omstandigheden hebben dus minder concurrentie. Zo komen varens in een bos toe met minder licht. Wanneer echter de bomen gekapt worden en de lichthoeveelheid toeneemt zullen grassen en brandnetel de varens verdringen. Heideplanten die aangepast zijn aan armere bodem worden verdrongen door pijpenstrootje als de bodem verrijkt.

Soorten die ruimtelijk van elkaar gescheiden zijn kunnen zich ook op een gelijkaardige manier ontwikkelen. Aan weerszijden van de Atlantische oceaan komen gelijkaardige klimatologische e.a. abiotische condities voor. Daar leven dan ook sterk op elkaar gelijkende soorten. Als dergelijke soorten door menselijk toedoen van de ene kant van de oceaan naar de andere kant worden gebracht, kunnen zich problemen voordoen: de geïntroduceerde soorten kunnen immers sterker blijken dan de oorspronkelijke. •DoordeintroductievandeAmerikaansegrijzeeekhoorninGroot-Brittanniëiserdeinlandserodeeekhoornnu grotendeeld teruggedrongen tot de arme streken van Schotland, waar de Amerikaanse soort onvoldoende voedsel vindt, en op het kleine eiland White. •BijonsverdringtdeAmerikaanseeikopheelwatplaatsenindeKempendezomereikendeAmerikaansevogelkers groeide zelfs uit tot een echte ‘bospest’.

Van nature zoeken twee nauw verwante soorten zoals koolmees en pimpelmees toch op verschillende plaatsen hun voedsel; ze bezetten aparte ecologische niches. De Koolmees is net te zwaar om beukennootjes te verzamelen aan het uiteinde van de twijgen, iets waar Pimpelmees wel in slaagt. Koolmees zoekt vooral naar op de grond gevallen nootjes. Maar van zodra voldoende voedsel beschikbaar is, zoals ’s winters op een voedertafel, voeden beide soorten zich op dezelfde plaats.Koolmezen zijn sterker dan pimpelmezen en verjagen die bij nestholtes.

Gewone

grootoorvleermuis

Kerkuil Torenvalk

Huiszwaluw Gewone grootoorvleermuis

Een ecologische niche wordt ook bezet binnen een bepaalde tijd.

Zo worden de niches die overdag worden ingenomen door roofvogels en zwaluwen in de schemering en ’s nachts ingenomen door resp. uilen

en vleermuizen.

Page 9: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

9© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

4.3 Eten en gegeten worden

Predatie:eenindividuvaneendiersoort(depredator)eeteenindividuvaneenanderesoort(deprooi).Predatiegebeurtdoorvleeseters(carnivoreneninsectivoren)ofdooralleseters(omnivoren).Predatorenzullenvooraljongeenzwakke dieren uit een populatie prooidieren halen. Op die manier houden ze de conditie van de prooisoort hoog. Camouflageenmimicryzijnaanpassingendiebijdierenzijnontstaanalsgevolgvanhetvoedselzoekenc.q.hetgezochtwordenalsvoedsel.(Ziehoofdstuk‘Dieren2’–punten2.2.3en2.2.6.)

Vleesetende planten groeien in voedselarme vochtige heidegebieden, venen en vennen. Deze biotopen zijn arm aan nitraten en andere mineralen, nodig voor de opbouw van eiwitten. Het zijn insectivoren. •Bijdezonnedauwplantenisderandvandebladerenbezetmethaarfijneuitsteeksels,detentakels.Dezeeindigenin een knopje, waaraan bij zonnig weer een kleverige vochtdruppel glinstert. Insecten die op de blaadjes neerstrijken, blijven door het vocht kleven. De tentakels buigen zich langzaam over het diertje en dit wordt door het secreet, dat in samenstelling veel gelijkt op maagsap, verteerd. De bruikbare bestanddelen worden via de tentakels door de plant opgenomen.•Blaasjeskruidsoortenzijndrijvendewaterplantendienietindebodemwortelen.Tussendefijnebladslippen bevinden zich blaasjes met een klepje, dat alleen naar binnen opent. Microscopisch kleine diertjes worden in het blaasje gezogen en verteerd.

Herbivoren(planteneters)voedenzichmetplantenevenalsdealgenoemdeomnivoren.Plantensoortendiegeregeldworden afgegraasd zijn normaal hiertegen bestand. Ze groeien na het afgrazen opnieuw uit. Bij sommige grassoorten wordtdegroeizelfsbevorderddoorhetafgrazen(ofmaaien).

•Wittedovenetelisdikwijlstevindenindebuurtvangrotebrandnetel.Devormenstandvandebladerenvandeze twee soorten vertoont een grote overeenkomst. Het is niet uitgesloten dat hier sprake is van een plantaardige vorm van mimicry.•Stekelsendoornszijnaanpassingentegenvraat.

Belangrijkste groepen van parasieten en predatoren bij paardenbloem, met plaats van aantasting (naar Sterk 1987).

Bloemen en bloemhoofdjes insecten - mycoplasma’s

slakken - schimmels spinachtigen - virussen

zoogdieren

Pollenkorrels insecten

Hoofdjessteel aaltjes - insecten

schimmels zoogdieren

Vruchten schimmels - insecten

vogels

Blad aaltjes - insecten

mycoplasma’s schimmels - slakken spinachtigen -

virussen vogels - zoogdieren

Wortel aaltjes - bacteriën

insecten - schimmels zaadplanten

Wortelhals schimmels

Bladsteel aaltjes - bacteriën

insecten - schimmels zoogdieren

Bloemen en bloemhoofdjes insecten - mycoplasma’s

slakken - schimmels spinachtigen - virussen

zoogdieren

Belangrijkste groepen van parasieten en predatoren bij paardenbloem, met plaats van aantasting (naar Sterk 1987)

Page 10: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

10 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Paul Stryckers CVN

•Heelwatplantenproducerenbepaaldegiftigestoffendiealschemischeverdedigingsmiddelenhunbelagersop afstand houden. De ontwikkeling van chemische afweerstoffen kan in de evolutie leiden tot een echte ‘chemische oorlogvoering’ tussen plant en belager.

De chemie van planten:• Taxushoudtinsectenopafstanddoorhetbezitvaneenstofdiebijdezedierenalsvervellinghormoonwerkzaam

is:hetetenvantaxusontregelthetvervellingprocesvanhetinsect.Grotegrazerswordenafgeschriktdoorde blauwzuurverbindingenindetaxus.Anderzijdswordttaxuspreciesomzijnchemischeeigenschappengebruiktinde behandeling van kanker.

• Zwartewalnootscheidtviahetwortelstelseleenstofuitdiebepaaldeplanten(o.m.luzerneentomaten,maarnietmaïs)doetafsterven.

• Op onze inheemse eiken leven meer dan 400 soorten insecten. Eikenloof bevat veel looistoffen, die over het algemeen giftig zijn voor dierlijke organismen: de looizuren binden zich aan eiwitten en enzymen waardoor die onverteerbaar respectievelijk onwerkzaam worden. Het verteringsproces wordt er dus sterk door gehinderd. Het verteringsstelsel van vele insecten en enkele vogels en zoogdieren is hier echter aan aangepast: er wordt proline afgescheiden dat het looizuur onschadelijk maakt.

• Wolfskersendoornappeldietotdegiftigstevanonzeflorabehorenwordengegetendoorkonijnen,dietijdensde vertering een enzym afscheiden dat de gifstof neutraliseert.

• Blijkbaar is er een constant proces aan de gang van soorten die zich trachten te beschermen tegen gevaren en andere die dit weer trachten te omzeilen. Dat kan leiden tot heel gespecialiseerde soorten planteneters. Zo is driekwart vandeongeveer600soortenbladluizenquavoedsel striktbeperkt totéénplantensoort. Ook bij vlinders en plantetende kevers zijn ongeveer 80 % van de soorten min of meer gespecialiseerd.

Die chemische bescherming is dus niet voor 100 % effectief maar verkleint toch sterk de predatiekans. Het heeft wel zijn prijs. Veel plantensoorten zijn daarom zuinig met de aanmaak van de gifstoffen tot er effectieve predatie optreedt. Sommige plantensoorten zoals witte klaver bezitten twee types van planten, één met gifstoffen en één zonder. Bij predatie overleeft één groep, zonder predatie doet de andere groep het dan weer beter.

Jakobskruiskruid wordt belaagd door bladluizen en door rupsen van de Jakobsvlinder.

Maakt het Jakobskruiskruid weinig gifstoffen aan dan is dat een zwakke directe verdediging tegen bladluizen en kunnen er op de plant veel bladluizen aanwezig zijn. De honingdauw die de bladluizen afscheiden lokt mieren aan. Die mieren nemen de rupsen van de Jakobsvlinder mee naar hun nest als voedsel, met het gevolg dat er minder rupsenvraat op het Jakobskruiskruid zal zijn. Dat is een sterke indirecte verdediging tegen Jakobsvlinderrupsen.Maakt het Jakobskruiskruid veel gifstoffen aan dan is dat een sterke directe verdediging tegen bladluizen. Er zijn geen bladluizen en er komen dus ook minder mieren zodat en er veel rupsen aanwezig zijn die de plant zullen kaalvreten omdat ze geen probleem hebben met de gifstoffen. Dat is een zwakke indirecte verdediging tegen Jakobsvlinderrupsen.

Van het verdedigingsmechanisme van bepaalde planten kunnen andere plantensoorten profiteren. Illustratie van het zgn. ‘kooieffect’: doorn- en stekelstruiken worden gemeden door grote grazers. Gaaien graven eikels bij voorkeur onder dergelijke struiken in. Als een eikel of een zaadje van een boom erin slaagt onder in de struik te ontkiemen, kan het beschermd tegen vraat opgroeien. Uiteindelijk zal de toenemende beschaduwing van de opgroeiende boom de struik doen verdwijnen. Er is hier een relatie tussen 4 soorten (groepen) (naar Poortinga en Van der Lans 1986)

Page 11: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

11© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Geregeld worden op bladeren en takken van kruiden, struiken en bomen gallen gevormd. Deze weefselwoekeringen wordenveroorzaaktdoordieren,meestalinsecten(o.m.galwespen,galvliegen,galmuggen,bladluizen)ofgalmijten.Deze galverwekkers deponeren hun eieren in bepaalde plantendelen. Hierop reageert de plant door de vorming van een gal.

Nog over gallen:• Het speeksel van de larf in een gal bevat een enzym dat het zetmeel in de galcellen omzet tot suiker.• De galcellen bevatten tannine, die het speekselenzym inactiveert.• Het speeksel bevat echter ook het enzym tannase, dat de tannine inactiveert.• Hetplantenhormoonauxineregeltdegroei,vruchtvorming,vrucht-enbladerval.Inplantengallenistot100xmeer

auxineaanwezigdaninderestvandeplantalsgevolgvaneenstofdiedegalverwekkerbijdeeiafzettingmeeinde plant brengt.

• Ook het plantenhormoon cytokinine is in de gallen in een hoger gehalte aanwezig dan in de rest van de plant. Dit hormoonisvanbelangbijdeceldeling(o.m.bijdeknopvorming)entrektvoedingsstoffenaan,vooralaminozuren(eiwitsynthese!).

De algemeenste en best onderzochte galwesp is de Cynips quercusfolii.Begin juni: de bevruchte vrouwtjes leggen hun eieren op zijnerven van eikenbladeren. Het bladweefsel gaat op de geïnfecteerde plaats woekeren en groeit uit tot een gal waarin de larve zich ontwikkelt, etend van het galweefsel dat het blad produceert. In het midden van de zomer groeien de gallen in een paar weken sterk uit, zodat de bekende rozige galappels ontstaan. Tegen het eind van de zomer verpoppen de larven zich.Herfst: het eikenblad met de gal valt van de boom. Tegen de winter komt de tweede generatie van uitsluitend vrouwelijke galwespen te voorschijn. Ze zijn veel forser gebouwd en bevleugeld dan de eerste generatie. Zonder te zijn bevrucht leggen deze vrouwtjes in het hartje van de winter eitjes in knoppen van de eik. Lente: als het jonge blad in de knop niet door nachtvorst werd gedood ontstaat hierop het paarse fluweelgalletje. Uit de fluweelgalletjeskruipen in mei de galwespen van de eerste generatie. De mannetjes bevruchten de vrouwtjes en daarna is de cyclus gesloten.De galappel is dus een bladgal en het paarse fluweelgalletje eenknopgal.

Gallen zijn eigenlijk woonplaatsen: ze bieden huisvesting en voedsel aan de larven van de galverwekker. Die larven verblijven in deze gallen gedurende een gedeelte van hun ontwikkeling of zelfs tot ze volwassen zijn. De dieren verlaten de gal via een eventueel zelf gemaakte uitgang.(Weefselwoekeringenveroorzaaktdoorschimmels,zoalsdeheksenbezem,ofdoorbacteriën,zoalsdeknolletjesbijvlinderbloemigen,wordendoordeenenwel,doordeanderenniettotdegallengerekend.)

Gallen zijn van mekaar te onderscheiden door hun vorm en door de plaats waar ze zich bevinden. Naargelang de vorm is het een beursgal(1-opereprijs),blaasgal(2-opels),buidelgal(3-opiep),hoorngal, knobbelgal, spiraalgal(4-opItaliaansepopulier).

Naargelang het plantendeel waarop ze ontstaan heten ze bladgal, bloemgal, knopgal, meeldraadgal, schorsgal, stengelgal, wortelgal.Een aantal gallen hebben ook een eigen naam: aardappelgal(5-opeik),ananasgal(6-opspar),ananasgal, hopgal of eikenroos(7-opeik),galnoot of knikkergal(8-opeik),knoppergal(9),mosgal of bedeguaar(10-oprozen),stuitergal(11–opeik),sigaargal(12-opriet),…(ziefig.volgendeblz.)

Paul Stryckers CVN

Page 12: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

12 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

5

6

7

9

8

10 11

12

Afbeeldingen uit het Gallenboek (uitgeverij KNNV 2009).

Detritivoren(afvaleters)voedenzichmetafgestorvenplantenofdieren.Zeverkleinenhet afgestorven materiaal.• Dieren die leven van afgestorven plantenresten worden saprofagen genoemd.• Dieren die leven van afgestorven dieren worden aaseters genoemd.• Niet-dierlijkeorganismenzonderbladgroen(bv.zwammenendeplantenstofzaad,

spookorchis,paarseaspergeorchis,koraalwortelenvogelnestje)wordensamenmetdereducenten(zie5.2.3)saprofyten genoemd. Ze fungeren als opruimers in de natuur en zetten samen met saprofagen en aaseters, de ingewikkelde organische stoffen van afgevallen bladeren, afgestorven kruiden, dood hout en kadavers om tot eenvoudigeanorganischebouwstenen(mineraliseren–zie5.2.3).

Een natuurlijke versnipperingsmachine:• Duizendpoten, pissebedden, insecten, slakken en aardwormen verkleinen en verkruimelen het dode organisch

materiaal(o.m.vochtigstrooisel,dierenlijken).Vooralaardwormenzijnhierbijbelangrijk:zesleurenorganischmateriaal in hun gangen en verluchten hiermee meteen de bodem. Op een hectare grond kunnen tot 30 000 aardwormen leven die samen per seizoen 1,5 ton organische resten met 15 ton droge aarde verorberen. In rijk bemeste akkers en tuinen komen tot 2 500 000 aardwormen per hectare voor. Elke aardworm scheidt per jaar 500 gram uitwerpselen uit.

• Springstaarten(tot40000perm2),mijten(10000–100000perm2),wormen,vliegenlarvenensommigekleinekevers voeden zich met het verkleinde plantenstrooisel.

• Protozoa,nematoden,rotiferenendeallerkleinstespringstaartenenmijtenvoedenzichmethetfijnstedetritus.

4.4 Symbiose

Het begrip symbiose werd vroeger –en nu ook nog wel– uitsluitend gebruikt in de betekenis van ‘mutualisme’. Nu wordt hiermee echter elke vorm van samenleving tussen organismen van twee verschillende soorten bedoeld, een samenleving die tijdelijk of blijvend kan zijn.Er zijn vier vormen van symbiose: mutualisme, coöperatie, commensalisme en parasitisme.

Mutualisme: twee verschillende organismen leven samen waar elk van die organismen baat bij heeft en ze kunnen niet zonder elkaar.

Mutualisme bij plantenHet is meestal een symbiose van planten met organismen uit een ander rijk.• Korstmossenzijneensamenlevingvanzwamdraden(meestaleenascomyceet,somseenbasidiomyceet)met

eencelligegroenwiertjes(somscyanobacteriën).Degroenwierenproducerenvoedselvoorzichzelfenvoorhunpartner. De schimmels leveren water en de nodige mineralen.

Page 13: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

13© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

• Wortelknolletjesbacteriënleveninmutualistischesymbiosemetvlinderbloemigen.Debacteriënzijninstaatde stikstof uit de bodemlucht om te zetten tot ammoniak. Stikstofverbindingen zijn noodzakelijke minerale bouwstenenvoordeeiwitsynthesevanelkeplant(endier).Debacteriënbetrekkenwater,anderemineralenensuikersvandeplant.(Zieverderpunt5.1.1.)Eengelijkaardigesymbiosemetmicro-organismenisbekendvanzwarte els en duindoorn. Door dit verschijnsel is de bodem rondom deze plantensoorten dikwijls rijk aan nitraten, wat de vestiging van stikstofminnende planten voor gevolg kan hebben.

Mutualisme bij dieren:darmbacteriënbijdemens;eencelligeorganismendieindemaagvanrunderenzorgenvoordeverteringvandecellulose(zie5.2.2-Consumenten).(Zieookhoofdstuk‘Dieren2’–punt3.3.2.)

Coöperatie: twee verschillende organismen leven samen waar elk van die organismen baat bij heeft maar ze kunnen wel zonder elkaar.

Coöperatie met planten: de vliegenzwam komt meestal in de buurt van berken te voorschijn. Het mycelium van deze paddenstoel leeft namelijk in symbiose met de berkenwortels: de zwamdraden zijn vergroeid met de wortels tot een mycorrhiza(samenlevingvanschimmeldradenmetwortelsvanhogereplanten).Deboomlevertvoedselaandezwam.Inruilkrijgthijbouwstenen,vrijgemaaktdoorsaprofytisme.(Zieookhoofdstuk‘Indeling’–punt3.3.)

Coöperatie bij dieren: zeeanemonen op de schelp van heremietkreeften; koraalvisjes met zeeanemonen.

Commensalisme: twee verschillende organismen leven samen waarbij het ene individu voordeel heeft, het andere geen nadeel.

Commensalisme bij planten• Sommigegroeneplantengebruikeneenandereplantalsgroeiplaats.Hetzijnepifyten.Intropischegebieden

groeien zeer veel obligate epifyten: ze kunnen niet anders dan op een andere plant leven. In onze streken komen meer facultatieve epifyten voor. Het zijn planten die gewoonlijk op de grond groeien en soms op andere planten. Oude knotwilgen kunnen tal van facultatieve epifyten dragen, o.m. de eikvarensoorten, wilgenroosje en zelfs struiken zoals gewone vlier en bramen. Bij de sporenplanten groeit wel een aantal obligate epifyten vnl. op boomstammen.(Afbeeldingvaneikvarenopboomstam,ziehoofdstuk‘Planten2’.)

• Eenbijzonderevormvanepifytenzijndeepixylen:mossenenkorstmossendieuitsluitendofhoofdzakelijkopdood hout groeien.

• Klimplantenwortelenwelindebodem,maargebruikenandereplantenalssteun.Erbestaanzowelkruidachtigealshoutigeklimplanten(lianen).Zehalengeenvoedseluitdeplantwaarzetegenaangroeienenzijndusgeenparasieten(zieverder).Deplantdiealssteundientmoetuiteraardwelextrainvestereninsteunweefsel.Klimopbeschikt over zgn. hechtwortels, die in oneffenheden van boomschors en muren haken. Wikke en andere vlinderbloemigen bezitten bladranken evenals de heggenrank. Bosrank zit vast met zijn bladstelen. Hondsroos en bramenmakengebruikvanhunstekels.(Afbeeldingvanlianen,ziehoofdstuk‘Bos’.)

• Slingerplantenslingerenronddewaardplant(hopiseenkruidachtigeslingerplant;Wildekamperfoelieiseenslingerendeliaan).

Commensalisme bij dieren • Zeepokkenopeenwalvis:dezeepokprofiteertvandebeweeglijkheidvandewalvis.Tochheeftdezeepokde

walvis niet echt nodig; ze kan evengoed op een steen vastzitten. Het vastzitten op de zwemmende walvis biedt echterwelvoordelen.Dezeepokkannuprofiterenvandewaterstromingenenmogelijkevoedseltoevoer.

• Huismussenenmezenlevendikwijlsincommensalismemetdemens.Zebouwenhunnestenonderdedakpannen

1 = wiertje 2 = zwamdraad

(naar Vandecan en Busschaert 1964).

Page 14: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

14 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

van onze woningen en stallingen. Mezen broeden wel eens in een brievenbus en uiteraard in nestkastjes. • Debittervoornlegthaareierenindemantelholtevaneenzwanenmossel,waarookdelarvenbeschermdzitten.• Escherichiacolimaaktdeeluitvanonzedarmflora:indedikkedarmvaneengezondemensleven1012vandie

bacteriën.(Alsdiebacteriënechterviademondinhetlichaamterechtkomenkunnenzediarreeenontstekingenvandeurinewegenveroorzaken.)

Parasitisme: twee verschillende organismen leven samen waarbij het ene organisme voordeel heeft ten koste van het andere.

Parasieten betrekken hun voedsel uit andere levende organismen. In tegenstelling met predatie blijft de waardsoort doorgaans in leven. Het is echter mogelijk dat door de parasiet ziekten worden overgebracht waaraan de waardsoort uiteindelijk wel sterft.

Parasieten bij plantenhebbengeenbladgroen(geenfotosynthese!)endebladerenzijnmeestalgereduceerdtotschubben.Zeonttrekkenwatermetvoedingsstoffenaandewaardplant:dezuigwortels(haustoriën)vandeparasietdringeninhetbastgedeelte(floëem)vandevaatbundelsvandewaardplant.Voorbeelden:• warkruid(opstengelsvanklaver,brandnetel,heide…);• rhizomorfenvandeechtehoningzwamonderdekorstvanbomen;• roestzwammenenbrandzwammenophunwaardplant.Veelplantenziekten,o.m.moederkorenopgraansoorten,

worden veroorzaakt door parasiterende schimmels. Bekend bij bomen is de heksenbezem, die vooral op berken aangetroffen wordt;

• bremraap(opwortelsvanklaver,klimop,hennep…);• schubwortel(opwortelsvanpopulierenhaagbeuk);• stofzaadenvogelnestje(=orchideeën)parasiterenopdeschimmelsrondhunmycorrhizas.

Halfparasietenhebbenwelbladgroen(fotosynthese!)maaronttrekkenwatermetmineralendoordezuigwortels(haustoriën)inhethoutgedeelte(xyleem)vandevaatbundelsvandewaardplant.Voorbeelden:• maretakoptakkenvanpopulierenenappelbomen(opkalkhoudendegrond–afbeeldingziehoofdstuk‘Bos’);• ratelaar,hengel,ogentroostenkartelbladonttrekkenhunwateraandewortelsvandewaardplant(grassen).

Parasieten bij dieren:luizenentekenopeengastheer;ziekteverwekkendebacteriën;lintwormenenleverbotten.Dehierboven vermelde zwanenmossel leeft in het larvestadium als parasiet op de slijmlaag van vissen. Op die manier wordtdittragedierooksnellerverspreid.(Zieookhoofdstuk‘Dieren2’–punt3.3.2.)

Een bijzondere vorm van parasitisme is het leggen van eieren op of in andere organismen, zoals bij sluipwespen. Na het uitkomen van de eieren eten de larven de door het moederdier verlamde prooi grotendeels op. In feite gaat het hier om een uitgestelde vorm van predatie. Een variante op het voorgaande is het leggen van eieren waarna de uitgekomen larven de voedselvoorraad die bestemd is voor de larven van een andere soort opeten. Dit komt voor bij koekoekshommels, die hun eieren in hommelnesten leggen. De larven van de aldus geparasiteerde soort komen grotendeels om wegens voedselgebrek. Ook het broedparasitisme van koekoek is hiermee verwant. Het koekoeksjong gooit de eieren van de waardvogel uit het nest en groeit op met het voedsel dat de ‘pleegouders’ voor hun eigen jong denken aan te voeren.

5 Processen in ecosystemen

5.1 Kringloop van het water

Een deel van de neerslag komt op de vegetatie terecht en wordt langzaam naar de bodem afgeleid.Deneerslagdieindebodeminfiltreertzal doorsijpelen naar het grondwater.

Page 15: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

15© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

5.2 Opbouw, consumptie en afbraak

5.2.1 Producenten

Groene planten zijn onmisbaar in een ecosysteem. Ze liggen aan de basis van de voedselvoorziening, hetzij rechtstreeks, hetzij onrechtstreeks. Daarom worden ze de producenten genoemd.

Groene planten zijn de enige organismen die uit zeer eenvoudige energiearme chemische verbindingen (koolstofdioxide,water)ingewikkeldeenergierijkeorganischestoffenkunnenopbouwen(suikersenzetmeel).Bijdeopbouw van deze organische koolstofverbindingen wordt aldus een vrij grote hoeveelheid energie vastgelegd die van buiten de plant afkomstig is.Dit proces is de bladgroenverrichting of fotosynthese. De energie nodig om het proces te laten verlopen is de lichtenergie afkomstig van de zon. Alleen planten waarvan de cellen bladgroenkorrels bevatten, kunnen aan fotosynthesedoen.(Ziehoofdstuk‘Planten1’–punt2.)

Belangrijk is het feit dat bij dit fotosyntheseproces zuurstofgas gevormd wordt. Dit ‘afvalproduct’ van de fotosynthese is nodig als de opgeslagen energie gemobiliseerd moet worden voor de levensfuncties van een organisme. Dit proces,waarbijdoorverbranding(verbindingmetzuurstof)vandeenergierijkeorganischeverbindingenenergiewordt vrijgemaakt, heet verademing. Het treedt in elk organisme op, dus ook in de groene planten die voor de zuurstofproductieinstaan.(Ziehoofdstuk‘Planten2’–punt2.1.1.)

Planten hebben verder het element stikstof nodig om hun eiwitten te vormen. Alhoewel in de lucht grote hoeveelheden ‘ongebonden’stikstofvoorkomen(4/5vanhetluchtvolume),kunnendeplantendiestikstofnietrechtstreeksgebruiken. Stikstof wordt vooral uit de bodem opgenomen onder de vorm van nitraten of, in sommige gevallen, onder de vorm van ammoniumzouten.•Eenaantalbacteriëniswelinstaatstikstofverbindingenaantemaken.Zezijnondermeeractiefbijdeafbraakvan

doodhout.Stikstofverbindingenwordenookgevormdbijbliksem(stikstofoxiden).Dezekomenviaderegenindebodem terecht. Verder wordt stikstof aan het ecosysteem toegevoegd door de uitwerpselen van organismen of bij de afbraak van deze organismen, na hun dood.

•Vlinderbloemigenhebbeneenbijzondereaanpassingvoorhetopnemenvanstikstof.Opdewortelszittenknolletjesdiegevormdwordenonderinvloedvanwortelknolbacteriën,waarmeevlinderbloemigeninmutualistischesymbioseleven(ziehoger).Debacteriënonttrekkenwater,mineralenensuikersaandeplant.Aandeluchtonttrekken ze stikstofgas dat ze omzetten tot ammoniakgas. De vlinderbloemige gebruikt dit ammoniakgas bij

Koolstofkringloop (vereenvoudigd).

opgegeten

koolstofverbindingen in

autotrofe organismen

koolstofverbindingen in heterotrofe organismen

fotosynthese

organische fossielen steenkool aardolie

calcium-carbonaat schelpen

kalksteen

ademhaling

koolstofdioxide

in de lucht en

opgelost in water

koolstofdioxide in de lucht

en opgelost in water

ademhaling

in autotrofe organismen

in heterotrofe organismen

Page 16: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

16 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

de vorming van aminozuren, de elementaire bouwstenen van de eiwitten. Op die manier zijn vlinderbloemigen onafhankelijk van het stikstofgehalte van de bodem.

•Bijstikstoftekort(nitratenwordensnelweggespoeld)kandemensingrijpendoorgroenbemesting.Hetstikstofgehalte in de bodem wordt hierbij verhoogd door het onderploegen van uitgezaaide vlinderbloemigen zoals Klaver, Lupine, Luzerne,... Bij het openbarsten van de knolletjes komen grote hoeveelheden stikstof vrij: klaver brengt per zomer en per ha 150 tot 300 kg stikstof in de bodem.

•Zonnedauwsoortenkunneneveneensopstikstofarmebodemsleven.Dezesoortenhalendenodigestikstofuitdeeiwitten van de gevangen prooien: dierlijke organismen zijn hoofdzakelijk opgebouwd uit eiwitten waaruit bij de vertering de stikstof vrijkomt.

Er zijn nog andere kringlopen van elementen die belangrijk zijn voor het leven.• Fosfor:eenbelangrijkbestanddeelvanheterfelijkgecodeerdmateriaal(DNAenRNA)envandeenergierijke

fosfaatbinding(ATP)waarmeedeenergiedoorhetorganismegetransporteerdwordt.Komtindenatuurvooralsfosfaten. I.t.m. stikstof verdwijnt fosfaat pas heel langzaam uit de bodem. Natuurontwikkeling op voormalig zwaar met fosfaat bemeste akkers is daarom erg moeilijk; soms wordt tot afgraven van de bemeste toplaag overgegaan.

• Zwavel:eenonmisbaarbestanddeelvoorverscheideneaminozuren(bouwstenenvandeeiwitten).Komtindenatuurvoorindeatmosfeeralszwaveldioxideenindebodemalssulfaten.

5.2.2 Consumenten

De consumenten worden in drie groepen onderverdeeld.

Verbruikers van de eerste orde:levenrechtstreeksvandeproducenten(planteneters,parasietenopplanten).Plantenkost bevat in verhouding weinig energie. Om voldoende energie binnen te krijgen moeten herbivoren veel eten. Terwijlbv.eenleeuwmaaréénkeerindedriedagenopjachtzalgaan(vleesisenergierijk),iseenkoemeerdan18uur per dag bezig met eten.Plantaardige cellen bestaan grotendeels uit cellulose en houtstof. Een ‘gewone’ maag kan deze cellen niet verteren. De mensisdusnietgoedinhetverterenvanplantaardigvoedsel(voedingsvezels!).Ookvleeseterskunnendiestoffennietof moeilijk verteren. Planteneters hebben een aangepaste spijsvertering.

Stikstofkringloop (vereenvoudigd).

eiwitsynthese in

autotrofe organismen

in bodem (en water)

organisch

afval eiwitten in

heterotrofe organismen

afsterven

stikstoffixerende bacteriën

opgegeten

uitwerpselen

eiwitrotting ammoniumionen nitraationen

denitrificerende bacteriën nitraationen stikstofgas

wortelknolletjesbacteriën

stikstofgas

in de lucht in de lucht

autotrofe organismen

heterotrofe organismen

denitrificerende bacteriën →nitraationen →stikstofgas

stikstoffixerende bacteriën

eiwitrotting →ammoniumionen →nitraationen

Page 17: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

17© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Spijsvertering bij de koe:

(1)Eenkoeeetperdagzo’n80kilogras(ofvoer).Hetgraswordtweinigofnietgekauwd:devooroudersvandehuidige koeien moesten in een korte tijd veel eten want er was een grote kans dat ze werd aangevallen door roofdieren. Ze aten zich helemaal vol en gingen dan op een veilige plek het gras ‘herkauwen’. (2)Hetgrasgaatviadeslokdarmnaardepens.Dieheefteeninhoudvan±120-160liter.Indepenswordthetgrasgemengdmet speeksel enwordt de cellulose vergist doormeer dan 200 soorten anaërobe bacteriën (Clostridum,Ruminococcus),20 soortenprotozoa (protistenmetdierlijkekenmerken)enheelwat schimmels.Eendeelvandeproductendiebijdegistingontstaan(o.m.vitamineneneiwitten)wordtgeabsorbeerd.Hierbijontstaanongeveer30tot50litergassenperuur,zodateenkoenogaleenseenboermoetlaten.Debacteriënmakenhuneiwittenaan,deprotozoaleventenkostevandebacteriën.(3) Het niet verteerde materiaal komt indenetmaag(±3 liter),dievanhetvoedselballetjes maakt die ongeveer zo groot zijn als een tennisbal. (4) Het voedselballetje gaat terug naarde mond. Het grootste deel van de meegekomen vloeistof wordt direct daarna weer doorgeslikt. De koe kauwt de vaste massa. Dit is het zgn. herkauwen, alhoewel het voedsel hier voor de eerste maal gekauwd wordt. Dat duurt 10 - 20 minuten, het voedsel wordt met speeksel vermengd en dan weer ingeslikt. Een koe ‘herkauwt’ 6-8 uur per dag. Daarbij wordt tot 280 liter speeksel aan het voedsel toegevoegd. Het speeksel neutraliseert de zure maaginhoud, waardoordebacteriënenprotozoabeterfunctioneren.(5)Dangaathetgekauwdegrasnaardeboekmaag(15-20liter).Hierwordtdevloeistof(metopgelostestoffen)uitdegekauwde voedselbrij geresorbeerd. (6)Indelebmaagtenslottewordenallemicro-organismenverteerd.Dewandvandelebmaagproduceertzuurmaagsapzoalsineen‘echte’maag.(Hetgrootstedeelvanhetvoedselvandekoebestaatduseigenlijkuitbacteriënenprotozoa.)De voedselbrij gaat dan naar de darmen waar er de nog nuttige stoffen worden uitgehaald. Wat er dan nog overblijft is de alom bekende koeienvlaai.

Eenkonijnheeftgeenviermagen,maarweleenzeergroteblindedarmwaardebacteriënhunwerkdoen.Eenkonijn‘herkauwt’ wel: ’s nacht komen vochtige voedselvlokken uit de aars die terug opgegeten worden.

Verbruikers van de tweede orde: voeden zich met verbruikers van de eerste orde. Het zijn vleeseters die zich voeden met planteneters. Dat zijn roofdieren of parasieten op dieren.

Verbruikers van de derde orde: omvatten de vleeseters die zich voeden met de vleeseters van de tweede orde. Dat zijn roofdieren of parasieten op dieren.

Detritivoren zijn ook consumenten, die in elke orde kunnen voorkomen. De mens, als omnivoor, is gelijktijdig verbruikervande1steorde(groentenenfruit)envandevolgendeorden(rundsvlees,vis…).

5.2.3 Reducenten

Reducentenwordenookafbrekers,mineralisatorsofontbindersgenoemd.Bacteriën(ééntotmeerderemiljardenpergramgrond)enschimmelsscheidenenzymenuitwaardoordeoverblijvendeorganischestoffeninderestantenvandedetritivoreneninuitwerpselengemineraliseerdwordentoteenvoudigeanorganischeverbindingenenionen(water,koolstofdioxide,mineralen,ammoniak,waterstofsulfide,...)dieopnieuwdoordeautotrofeplantenkunnenwordenopgenomen.Bijdezeverrottingengistingkomtveelenergievrij(cf.temperatuurstijginginmestvaaltenennattehooioppers).Er blijft humus als restproduct over: een bruin tot zwart gelachtig mengsel van zand, organische humuszuren en anorganische verbindingen zoals fosfaten, sulfaten en nitraten.

Page 18: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

18 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

5.2.4 Biomassa

Dehoeveelheidorganismendieopeenbepaaldmomentaanwezigisopdeverschillendeniveaus(producenten,planteneters,vleeseters,…)vaneenecosysteemwordtbiomassagenoemd.

Biomassa van een hectare oud eikenbos (120 jaar)houtgewassen 4 ton bladeren 30 ton takken 240 ton stammenkruiden 1 tongrote zoogdieren (wildzwijn,ree,edelhert) 2kgkleine zoogdieren 5 kgvogels 1,3 kgRegenwormen 600 kg

Dehoeveelheidbiomassakanuitgedruktwordenuitgedruktineenaantalorganismen,hunmassa(zoalshierboven)ofdoor de hoeveelheid energie die ze vertegenwoordigen.De afname aan bruikbare energie bij iedere stijging van niveau in de voedselketen maakt dat er telkens minder biomassa kan worden opgebouwd. Er moet altijd meer biomassa opgenomen worden dan de biomassa die er uit ontstaat. De overgang van energie van het ene niveau naar het andere verloopt met een laag rendement. Gemiddeld wordt 10 % van het opgenomen voedsel omgezet tot biomassa. Dit verklaart tevens waarom het aantal schakels in de voedselketen zelden meer dan vijf is.

5.3 Voedselketen, voedselweb en voedselkringloop

De organismen in een ecosysteem zijn afhankelijk van elkaar wat hun voeding betreft.

5.3.1 Voedselketen

Voorbeelden: bladafval→regenworm→spitsmuis→adder→slangenarend vruchten→merel→havik bladeren→bladluizen→mezen→sperwerEen dergelijke aaneenschakeling is een voedselketen.

warm

te

energie die door het organisme zelf verbruikt wordt producenten

reducenten

1 % → BM TM TM VM VM

TM

o o u u

Page 19: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

19© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Het grootste gedeelte van de zonne-energie die onze aarde bereikt, gaat over in warmte. Slechts 1 % van de energie wordt gebruikt voor fotosynthese. BM: totale opbrengst (biomassa) van de fotosynthese.De groene planten, die zorgen voor deze productie, hebben zelf ook energie nodig om te groeien, bloeien, zaden te vormen,... Deze energie kan slechts verkregen worden door het omzetten (verbranden) van een gedeelte van de energierijke verbindingen (zetmeel, suikers) die ze zelf opgebouwd hebben via fotosynthese.TM: hoeveelheid biomassa (energie) ter beschikking voor de volgende consument. De oorspronkelijke hoeveelheid is verminderd.VM: de hoeveelheid biomassa die gebruikt werd voor de opbouw en het functioneren (verbruikte energie) van die consument.O: de hoeveelheid biomassa die niet gebruikt wordt door de volgende consument.U: de hoeveelheid biomassa die met de uitwerpselen verwijderd wordt.

Deenergieovergangvanheteneniveaunaarhetandereineenvoedselketen(fluxofenergiestroom)gaatsteedsgepaard met een belangrijke vermindering aan beschikbare energie. 5.3.2 Voedselweb

Voedselketens vertonen een enorm aantal onderlinge relaties omdat bv. een dier uit de ene voedselketen ook als voedsel wordt gebruikt door een dier uit een andere keten. Zo ontstaat een echt voedselweb.

5.3.3 Voedselkringloop

De activiteiten van producenten, consumenten en reducenten vormen samen een voedselkringloop. De energie die dient om het systeem draaiend te houden moet telkens aangevuld worden: zonnelichtenergie!

PRODUCENTEN CONSUMENTEN

REDUCENTEN

lichtenergie

energievermindering

energievermindering

energievermindering

Page 20: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

20 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Dehoeveelheidorganismendieopeenbepaaldmomentaanwezigisopdeverschillendeniveaus(producenten,planteneters,vleeseters,...)vaneenecosysteemwordtbiomassagenoemd.

5.3.4 Plaats van de zwammen in het ecosysteem

5.4 Voedselpiramide

In een ecosysteem komen planten- en diersoorten niet in even grote aantallen voor. Een planteneter heeft veel planten nodig om volwassen te worden en een roofdier moet meerdere planteneters tot prooi nemen om in zijn bestaan te voorzien. Die hoeveelheden kunnen worden weergegeven in een voedselpiramide.

Energiestroom in een ecosysteem

Er moet altijd opnieuw energie wordt toegevoegd, die bij de overgang naar een ander niveau omgezet wordt in warmte. De warmte verlaat het systeem.

Het is altijd mogelijk dat er organismen uit het systeem verdwijnen of van ergens anders worden aangevoerd (invoer – uitvoer).

ZWAMMEN

ZWAMMEN

Groene planten Carnivoren Herbivoren

Organische resten

mycorrhiza

parasietparasiet

voedsel

mineralen

saprofiet

Page 21: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

21© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Hieronder staat een theoretisch voorbeeld, waarbij verondersteld wordt dat kalveren uitsluitend luzerne eten en een jongen uitsluitend kalfsvlees. De luzerne wordt gekweekt op een akker van 4 ha en als voedsel gebruikt voor kalveren die op hun beurt als voedsel dienen voor een jongen van 12 jaar. Voedselketen:luzerne→kalf→jongen.

Eenhoeveelheidenergiewordtuitgedruktindeeenheidjoule(J–spreekuit‘djoele’).Dieenergiekomtvrijalsdevoedingsstoffenverbrandworden.(Terinformatie:1‘verouderde’caloriekomtovereenmet4,1kilojoule.)

De energiepiramide leidt tot de volgende eenvoudige vaststellingen:• lagecapaciteitvangroeneplantenomdoorfotosyntheseenergievastteleggen.Slechts0,24%vandegeleverde

zonne-energie wordt door luzerne gebonden;•slechts8%vandeenergieopgeslagenindeluzernewordtgebruiktvoordegroeivanhetkalf;• slechts0,7%wordtbenutvoordeontwikkelingvanhetkind.Meernog:vandezonne-energiewordtslechtsiets

meer dan een miljoenste deel benut om voedsel te produceren voor een jongen van twaalf jaar.

Dit zijn enkele voedselketens in piramidevorm, waarbij geen rekening werd gehouden met de werkelijke aantallen. Zulke piramiden zijn goed bruikbaar tijdens een natuurwandeling.

jongen 8,3x4200Jkalf 1,19x4200000J

aantal jongen 1kalf 4,5luzerne 2x107

massa jongen 48 kgkalf 1035 kgluzerne 8211 kg

energie

luzerne 1,49x42000000Jzonne-energie6,2x4200000000J

jongen 8,3x4200Jkalf 1,19x4200000J

bladeren

bladluizen

gaasvliegen

mezen

sperwer

Page 22: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

22 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

6 Verstoring van het milieu

Ineenecotoop(ziehierboven)iseenaantalsoortenorganismensoms(zeer)algemeen.

Voorbeeld: een zoetwaterpoel Producenten: hoornblad is dominant en zal het grootste deel van de biomassa aan levend materiaal in het ecosysteem produceren. Verder groeien er algen. Planteneters: watervlooien leven van de microscopische algen in het water. De biomassa is stukken lager. Predatoren:schaatsenrijders,waterwantseneneenkikker.Zemakenquabiomassaeennogkleinerdeeluit.De levensgemeenschap in deze poel verkeert in een natuurlijk evenwicht. Indien echter om een of andere reden alle watervlooien uit het systeem zouden verdwijnen dan zullen de eencellige algen zich massaal gaan reproduceren en hetwatervertroebelen.Daardoorzullenhethoornbladenalleanderebodemplantenafstervenbijgebrekaanlicht.Uithet systeem verdwijnen ook de predatoren die rechtstreeks of onrechtstreeks van watervlooien afhankelijk zijn. Het systeem is dus sterk uit evenwicht geraakt. In de meeste ecosystemen leven echter veel meer soorten dan in het voorbeeld werden opgesomd. Na het verdwijnen van de watervlo kunnen roeipootkreeftjes, die ongeveer dezelfde rol vervullen, zich sterk gaan vermenigvuldigen en op die manier mogelijk de algen onder controle houden.

Uitditvoorbeeldblijktdathetnatuurlijkeevenwichtgebufferdis,mitsdesoortenrijkdomgrootgenoegisombijproblemen verschuivingen toe te laten. Deze soortenrijkdom wordt biodiversiteit genoemd, en die is vitaal voor het voortbestaan van ecosystemen. Het wegvallen van een aantal soorten hoeft geen drama te zijn, alhoewel het verlies van die soort op zich natuurlijk onomkeerbaar is als dat op wereldschaal gebeurt.

Op een gegeven moment zijn de verschuivingen echter niet meer gebufferd en treedt er onherstelbare schade op. Dat is het geval als een populatie verdwijnt van soorten die een cruciale rol vervullen in hun ecosysteem. • Hetkappenvanbossenindetropenensubtropenveroorzaaktonomkeerbareverwoestijningdoordatdezeer

dunne maar vruchtbare bodem, ooit beschermd door een dicht plantendek, na enkele jaren landbouw opgebruikt of weggespoeld is.

• Hetmassaalschietenvanroofdierenkaneenoverpopulatieprooidierenveroorzakendiehunbiotoopzosterkgaanoverbegrazen dat de populatie uiteindelijk wegens voedselgebrek instort.

• Dezeproblemenkunnenzichookvannaturevoordoen.Eenonverwachthevigeziekte,eenklimaatsveranderingofeengebrekaanvoldoendeefficiëntiealssoortkunnenleidentotuitsterven.Anderzijdskomenerooksteedsnieuwesoorten bij, algemeen door evolutie of plaatselijk door immigratie. Die soorten moeten hun plaats vinden in het systeem.

De mens maakt ook deel uit van de meeste ecosystemen. Naarmate de menselijke populatie gestadig aangroeit, neemt ookdeimpactvanzijnactiviteitentoe:hijbeïnvloedtdestructuurendefunctievandeecosystemendoorexploitatieen verontreiniging. Dit kan zelfs tot milieuvernietiging leiden.

6.1 Bodemerosie

In natuurlijke ecosystemen wordt de bodem beschermd door het plantendek dat werkt als een spons: het houdt het regenwater vast zodat het de tijd heeft om door te sijpelen naar de ondergrondse waterlagen. Van daar vloeit het geleidelijk af naar de rivieren en stromen.Wanneer het plantendek wordt weggenomen op een hellende bodem dan stroomt het water naar beneden en heeft hetnietdetijdomintesijpelen.Debovenstelaagvande(vruchtbare)bodemwordtdaardoorweggeërodeerd.Dezebodemerosie kan ook het gevolg zijn van overbeweiding, vernietiging van de natuurlijke vegetatie of verkeerde bebouwing.

Sinds het begin van de geschiedenis heeft de mens op die manier waarschijnlijk evenveel productieve hectaren verwoest als er nu nog in de wereld voorhanden zijn: de kale streken van het Nabije Oosten, Noord-Afrika en Griekenland zijn ooit goed beboste en vruchtbare landen geweest.

6.2 Bodemverontreiniging

Voorbeelden zijn legio:• hetstortenvanhuishoudelijkeenindustriëleafvalstoffenbrengtgrotehoeveelhedenzwaremetalen(koper,zink…)

in de bodem terecht die het bodemwater vergiftigen;

Page 23: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

• demodernelandbouwtechnieken.Bemestingveroorzaakttoenamevandegehaltesaanfosfor,stikstof(ziezureregen)enkoper(uitvarkensvoer)indebodem.Riool-enzuiveringsslibdatalsbodemverbeteraargebruiktwordtkanzwaremetalenenchloorhoudendekoolwaterstoffen(o.a.PCB’s)bevatten.Debestrijdingsmiddelenzijnnietallemaal biologisch afbreekbaar. De geaccumuleerde hoeveelheden stikstof in de bodem zijn op bepaalde plekken al zo hoog, dat het grondwater in toenemende mate wordt verontreinigd;

• hetverkeer(uitlaatgassenmeto.a.looddatopdebodemneerslaat);• hetgebruikvanwegenzoutindewinter;• lekkendeondergrondsepijpleidingenenolietanks;• incidenteleongelukkenbv.bijhettransportvanschadelijkestoffen.

6.3 Luchtverontreiniging

Vooral in industriegebieden en grote centra wordt de lucht verontreinigd door de uitstoot van stof en verbrandingsgassen(koolstofdioxide,zwaveldioxide,waterstofsulfidee.a.).

6.3.1 Opwarming van de aarde

Een deel van de zonnestraling komt de atmosfeer binnen. Een deel hiervan wordt door de atmosfeer geabsorbeerd en omgezet in warmte. De zonne-energie die op het aardoppervlak valt wordt ook omgezet in warmte waarvan een deel wordt teruggekaatst in de atmosfeer. Hetbroeikaseffectwordtveroorzaaktdoordeatmosfeer(dampkring)ronddeaarde,eendunnelaaggassendiedezonnewarmte doorlaat, maar een deel van de warmte die de aarde terugkaatst en de interne aardwarmte tegenhoudt. Eengedeeltevandebroeikasgassenwordtopnatuurlijkewijzegeproduceerd(verdampingvanwateropaardeuitmeren,oceanen,doorderegenofdoordeontbindingvanorganischmateriaal).Ditnatuurlijkebroeikaseffectzorgtervoor dat het op aarde gemiddeld zo’n 15 °C is. Zonder deze gassen zou de warmte ontsnappen en zou het op aarde gemiddeld20°Ckouderzijn.Hetbelangrijkstebroeikasgasiswaterdamp(H2O)datgevormdwordtuitdezeeënenoceanen.Danvolgenkoolstofdioxide(CO2)enozonO3eninminderematemethaan(CH4)endistikstofoxide(N2O).

Hoe hoger de concentratie aan broeikasgassen, hoe meer warmte wordt vastgehouden met als gevolg dat de aardeopwarmt.Sindshetbeginvandetwintigsteeeuwisdegemiddeldetemperatuurmet±0,74°Cgestegen.De opwarming van de aarde is de stijging van de gemiddelde temperatuur van de aarde. De klimaatdeskundigen wijten de opwarming van de aarde tijdens de voorbije vijftig jaar aan de door de menselijke activiteiten uitgestoten broeikasgassen.

verbranding (in industrie)

industrie

verbranding (hout e.d.)

Menselijk ingrijpen in de koolstofkringloop (vereenvoudigd).

opgegeten

fotosynthese

organische fossielen steenkool aardolie

ademhaling

calcium-carbonaat schelpen

kalksteen

koolstofverbindingen in autotrofe organismen

koolstofdioxide

in de lucht en opgelost in

water

koolstofverbindingen in heterotrofe organismen

kalksteen

koolstofdioxide opgelost in de lucht en in het

water

Page 24: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

24 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

• Doorhetverbrandenvanfossielebrandstoffen(kolen,olieenaardgas)stijgthetpercentageCO2 in de atmosfeer. Jaarlijkswordtzo'n25miljardtonkoolstofdioxideindeatmosfeergebracht.HierdoorvergrootdeCO2-mantel rondom de aarde zodat meer teruggekaatste warmte wordt vastgehouden, wat leidt tot de opwarming van de aarde.

• Dezeopwarmingveroorzaaktmeerwaterdampwatweerresulteertineenverdereopwarming.• DoorgrootschaligeontbossingzijnersteedsminderbomendieCO2 weer omzetten in zuurstofgas. • DoordeversneldeopwarmingsmeltdepermafrostlaaginSiberië,waardoorervoorradenmethaangasvrijkomenin

deatmosfeerdieopnieuwvooreensnelleresmeltingzorgenzodathetprocesdusherhaald(versterkt)wordt.• Deconcentratievananderebroeikasgassen(cfk’s,distikstofoxide,methaan)dievrijkomenbijdeverbrandingvan

fossielebrandstoffenenpiepschuim,opstortplaatsen,indeveestapel,uitmeststoffen,bijindustriëleactiviteiten,uitkoelstoffen,bijdealuminiumproductie,...)namindevoorbijeeeuwooktoe.Hunconcentratiesindeatmosfeerzijn lager maar hun broeikaswerking is hoger.

• Dedonkerekleurvanderoetneerslagopdesneeuwvandepoolkappenabsorbeertmeerwarmtewaardoordesneeuw sneller smelt.

Gevolgen van de klimaatverandering.• Modelberekeningengevenaandatdegemiddeldetemperatuurmet1,1°C-6,4°Czalstijgentussen1990en2100.

Temperatuurstijgingen van meer dan 2 °C zouden zeespiegelstijging, toename van droogte- en hitteperioden, extremeneerslagenandereeffectenvoorgevolghebben.

• Hettotvoorkortpermanentepakijsopdepolenenbergtoppensmeltweg,waardoordezeespiegelstijgtengebieden overstromen. Geschat wordt dat bij ongewijzigd beleid tegen 2080 de woongebieden van meer dan 330 miljoen mensen onder water verdwenen zullen zijn.

• Ronddekeerkringenveroorzakenheftigestormenenoverstromingenveelschade,terwijldemensenronddeevenaar moeten kampen met intensere en langere periodes van droogte.

• Inbeidegevallendaaltdelandbouwproductieaanzienlijkzodatermindervoedselvoordegestaaggroeiendewereldbevolking zal zijn.

• Doordehittegolvenenoverstromingenkrijgenvelenademhalingsproblemenenanderegezondheidsproblemen(doordesnellereverspreidingvanziekten).

6.3.2 Zure neerslag

Zie ‘Mens en natuur 1’ – punt 3.2 – Verzuring.

• Zureregenontstaatwanneerdezuredepositie(1/3)oplostinderegenwolken.Samenmetwatervormenzijdaarzwavelzuur(H2SO4)ensalpeterzuur(HNO3).

emissie

droge depositie natte depositie

Page 25: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

6.4 Waterverontreiniging

Water: enkele cijfersTotale watervoorraad in de wereld: 1 386 000 000 km3.Hiervanis97,5%zoutwater.Totalevoorraadzoetwaterindewereld:35029000km3. Hiervan is 68,7 % ijskap of gletsjers, 30,1 % grondwater, 0,9%inpermafrostofmoerassen.Effectieftegebruiken:0,3%(105087km3)uitmerenenrivieren.Van de totale hoeveelheid neerslag per jaar is 45 000 km³ beschikbaar. Theoretisch geeft dit 18 000 liter per dag per mens–alswedoenalsofwedeenigewaterverbruikerszijnopaarde!Het dagelijks directe waterverbruik in Vlaanderen bedraagt 120 liter. Dit resulteert voor een groot deel in de vorming van afvalwater, waarvan 30 % afkomstig van toiletten. Dit verbruik betreft het effectieve water.Veel omvangrijker is de consumptie van virtueel water. Dit gaat over de hoeveelheid water die vereist is voor de productie van de goederen en diensten die we aankopen. Gemiddeld verbruikt de Vlaming 21 000 liter virtueel water perdag,eenzwembadvan5mlang,4mbreedenietsmeerdan1mdiep!Hetisduidelijkdatweookwatwaterverbruikbetreft ons ‘eerlijke aardeaandeel’ ver overschrijden.Als je de hoeveelheid neerslag die in Vlaanderen valt deelt door het aantal inwoners, kom je op 2 750 liter per dag. Dit is ongeveer acht maal minder dan het totale verbruik. Er wordt dus in grote mate effectief water onttrokken aan de bodem,effectiefwateringevoerdvanuitWalloniëenFrankrijkenviaproductenvirtueelwateringevoerdvanuitdehelewereld.ZoexporteertNoord-AfrikawaternaarEuropa.

6.4.1 Biotische index

Vervuiling, zelfs gedurende een vrij korte periode, leidt tot het afsterven en verdwijnen van bepaalde soorten. Ook na het verdwijnen van de verontreiniging blijven de schadelijke gevolgen nog lange tijd merkbaar.

Het voorkomen van bepaalde diergroepen is dikwijls sterk afhankelijk van de hoeveelheid zuurstofgas die in het water opgelost is. Weinig vervuild water bevat veel zuurstofgas, vervuild water weinig. Meestal wordt de daling van dehoeveelheidzuurstofgasveroorzaaktdoorverontreinigingmetorganischmateriaal(zieeutrofiëring6.4.2).Dieorganischestofwordtdooraërobebacteriënbiologischafgebrokenwaardoordezuurstofgasconcentratievanhetwaterdaalt. Waterdieren kunnen echter niet zonder zuurstofgas en sommige soorten, zoals haftenlarven, hebben er constant veel van nodig. Ze verdwijnen vaak als eerste wanneer de hoeveelheid zuurstofgas afneemt.

De(Belgische)biotischeindexiseenwaardecijferwaarmeedekwaliteitvanrivier-,vijver-ofvenwaterbeoordeeldwordt op een schaal van 0 tot 10, waarbij 0 overeen komt met de slechtste en 10 met de beste kwaliteit. Deze 10 waarden worden verder ingedeeld in 5 kwaliteitsklassen.

klasse BBI waterkwaliteit betekenisI 9-10 zeer goed weinig tot niet

verontreinigdII 7-8 goed weinig verontreinigdIII 5-6 matig verontreinigdIV 3-4 slecht zwaar verontreinigdV 0-2 zeer slecht zeer zwaar verontreinigd

De kwaliteit van het water wordt bepaald op basis van het wel of niet aanwezig zijn van voor verontreiniging gevoelige macro-invertebraten en het totaal aantal aangetroffen soorten. Omdat het determineren tot op de soort moeilijkentijdrovendiswordtslechtsbepaaldtotopgrotere‘groepen’,diesystematischeeenheden(S.E.)genoemdworden.(Macro-invertebratenzijnongewerveldediertjesdiemethetbloteoogtezienzijn.)

BEPALING VAN HET AANTAL SYSTEMATISCHE EENHEDEN

Bloedzuigers Hoeveel soorten?Eendagsvliegen (platte larven)

Hoeveel geslachten?

Eendagsvliegen (ronde larven)

Hoeveel geslachten?

Eenoogkreeftjes Zo ja, noteer 1

Page 26: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

26 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Hoornschalen Hoeveel soorten?Kaphoornslakken Zo ja, noteer 1Kevers & keverlarven Hoeveel soorten?Kokerjuffers Hoeveel

families?Libellenlarven Hoeveel soortenMosselkreeftjes Zo ja, noteer 1Mossels Hoeveel soorten?Mosselwantsen Zo ja, noteer 1Muggenlarven Hoeveel soorten?Platwormen Hoeveel soorten?Rattenstaartlarve Zo ja, noteer 1Rode muggenlarven Zo ja, noteer 1Slakken Hoeveel soorten?Steenvlieglarven Hoeveel soorten?Tubifex/slingerworm Zo ja, noteer 1Watermijten Hoeveel soorten?Watervlooien Zo ja, noteer 1Waterwantsen Hoeveel soorten?Zoetwaterpissebedden Zo ja, noteer 1Zoetwatervlokreeftjes Zo ja, noteer 1(Deindicatorsoortenstaaninvetjes.)

Totaal aantal S.E.

Aantal aanwezige systematische eenheden0 - 1 2 - 5 6 - 10 11 - 15 16 +

Indicatorsoorten S.E. BIOTISCHE INDEXSteenvlieglarvenPlatte larven van eendagsvlieg

> 11

- 7 8 9 105 6 7 8 9

Kokerjuffers met koker > 11

- 6 7 8 95 5 6 7 8

KaphorenslakRonde larven van eendagsvlieg

> 2≤2

- 5 6 7 83 4 5 6 7

MosselwantsenLibellenlarvenZoetwatervlokreeftjesWeekdieren, behalve hoornschaal en kaphoornslak

≥1 3 4 5 6 7

ZoetwaterpissebeddenBloedzuigersHoornschalenWaterwants, behalve mosselwants

≥1 2 3 4 5 -

TubifexofslingerwormRode larven van vedermug

≥1 1 2 3 - -

Rattenstaartlarven ≥1 0 1 1 - - Indelinkerkolomstaandeindicatorsoorten:hetzijnkenmerkendegroepenvooreenbepaaldezuiverheidsgraad(enzuurstofgasconcentratie)vandewaterloop.Bovenaanstaandegroependiealleeninzuiverenzuurstofrijkwaterkunnen leven en dus het minst tolerant voor vervuild water zijn. Hoe lager in deze kolom, hoe vuiler en zuurstofarmer het water kan zijn waarin deze dieren voorkomen. De rechtse kolommen vermelden de diversiteit: het totaal aantal S.E. die in het waterstaal aangetroffen wordt. Hoe

Page 27: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

vuiler het water is, hoe minder het aantal diersoorten dat in dat water kan leven. Het aantal S.E. is dus een tweede aanwijzing voor de kwaliteit van het water.

Voorbeeld:Ineenwaterstaalkomen2ofmeergeslachtenrondelarvenvaneendagsvliegen(haften)voor,maargeenlarvenvansteenvliegen, platte larven van eendagsvliegen of kokerjuffers. De haftenlarven zijn volgens de tabel de minst tolerante indicatorsoortenindatwater.Debiotischeindexvarieertdantussen5en8,afhankelijkvanhetaantalanderediersoortendatinhetstaalvoorkomt.Indienerintotaal12systematischeeenhedengevondenwerdenisdebiotischeindex7.

6.4.2 Het zelfreinigend vermogen van een waterloop

Sedimentatie: wanneer de stroomsnelheid afneemt slaan onoplosbare in suspensie verkerende vaste stoffen neer in het slib.

Oplosbaremineraleverbindingen(bv.zoutNaCl)verdunnensteedsmeernaarmatehetdebietvanhetwatertoeneemt.Ditgebeurtmetdemeesteanorganischezouten.Sommigeanorganischeverbindingen(bv.zinksulfaatZnSO4)reagerenmetdenatuurlijkebicarbonaationeninhetwaterenslaanneerinhetslib.(Bicarbonaationenontstaanwanneerkoolstofdioxideuitdeluchtoplostinwater.)

Waterzuivering is vooral een biochemisch proces waarbij de afbraak van organische verontreinigingen wordt uitgevoerd door micro-organismen. Eerst wordt organisch afval verkleind door detritivoren. De resterende organische verbindingenwordenafgebrokendoorbacteriëneneencelligen.Zegebruikendeorganischestofalsvoedselbronenbreken ingewikkelde moleculen af tot eenvoudige en betrekkelijk onschadelijke eindproducten.

De zelfreiniging van een waterloop is vooral afhankelijk van de aanwezigheid van voldoende opgelost zuurstofgas dat noodzakelijkisvoordeaërobebacteriën.Hetzuurstofgasontstaatbijdefotosynthesevanalgenendiatomeeën.Hetwordt ook opgenomen uit de atmosfeer: wind verhoogt het contactoppervlak water-lucht en vermengt zuurstofgasrijk wateraandeoppervlaktemetzuurstofgasarmdiepergelegenwater.Zuiver(zuurstofgasrijk)waterwordtookdoorde waterloop zelf aangevoerd, waarbij de stroomsnelheid, de diepte, de aard van het stroombed de snelheid van zelfreinigingbeïnvloeden(eensnelle,ondieperivierzalzichsnellerreinigendaneendiepe,traagstromenderivier).Ookhogereplantenkunnenineenwaterloopdezelfreiniginggunstigbeïnvloeden.Deaërobebacteriënbrekendeorganischeverbindingensnelenvolledigaf,waarbijdebiomassavandebacteriëntoeneemtenhoofdzakelijkkoolstofdioxide(CO2)ontstaat.Organischestikstofverbindingen(eiwitten)wordendoormicro-organismenafgebrokentotammonium-stikstof(NH4+).Datwordtdooraërobebacteriënomgezettotnitraat.

Deafbraakvanorganischslibgebeurtdooranaërobebacteriën.Deanaërobeverteringvanorganischmateriaaliseenveellangzamerprocesdandeaërobeafbraak.Hierwordendeorganischestoffenomgezettotalcoholen,oplosbarezurenenuiteindelijktotkoolstofdioxide(CO2)envooralmethaangas(CH4).Dezeafbraakproductenzijnverantwoordelijkvoordetypischegeurdievrijkomtdooranaërobeafbraak.Verderwordennitrietennitraatdooranaërobebacteriënomgezetinstikstofgas.

6.4.3 Eutrofiëring

Eutrofiëringvanzoetwaterishetverschijnseldatdoortoevoervaneenovermaataan‘voedingsstoffen’eensterkegroei en vermeerdering van bepaalde soorten optreedt, waarbij meestal de soortenrijkheid of biodiversiteit sterk afneemt.Eutrofiëringvanoppervlaktewaterkanbloeivanalgenofcyanobacteriënveroorzakenofeenuitbraakvanbotulisme.

Instilstaandwatermetweinigofgeendoorstromingkanopnatuurlijkewijzeeutrofiëringvoorkomen.Inhetnajaarvallen bladeren en takken in het water en in de winter sterven ook grote hoeveelheden waterplanten af. In de loop van de jaren hopen resten zich op de waterbodem op. Dit brengt een teveel aan ‘meststoffen’ in het water. De afbraak vangrotehoeveelheidorganischmateriaaldooraërobebacteriëngeeftaanleidingtoteensterkeschommelingeninhet zuurstofgehalte. Een mogelijke indicatie voor voedselrijk water is de aanwezigheid van een dichtgesloten laag drijvendeplanten(kroos).Dezelaaghoudthetlichttegen,waardoordewaterplantenenalgenonderhetkroosdeknietgroeienendusgeenzuurstofgasproduceren.Inhetergstegevalwordthethelewaterdaardoorzuurstofloosennemenanaërobebacteriënhetafbraakprocesover.Hierbijkomenstoffenvrijdieschadelijkzijnvoordevissen.Ditkanopgemerkt worden aan donkere wateren die daarbij ook behoorlijk stinken.

Page 28: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

28 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Eutrofiëringwordtechtervooralveroorzaaktdooruitspoelingvanmeststoffenenkanookoptredenwanneerafvalwater ongezuiverd of onvoldoende gezuiverd wordt geloosd in oppervlaktewater. Het afvalwater van papierfabrieken,suikerraffinaderijen,conservenfabrieken,melkfabriekenenz.bevatnogveelorganischmateriaaldatookafgebrokenwordtdooraërobebacteriën.

Eutrofiëringwordtookweldevermestingvanhetwatergenoemd.Zieverder‘Mensennatuur1’–punt3.2-Vermesting

6.5 Verzuring

6.5.1 Zuurgraad (pH)

DepHiseenwaardenschaalvan0tot14voordezuurgraadvaneenwaterigeoplossing(ookdetermzuurtegraadwordtveelvuldiggebruikt).Dezuurgraadisafhankelijkvandehoeveelheidwaterstofionen.•Zureoplossing:pH0-6(citroensap,azijn,maagsap).•Neutraleoplossing:pHrond7(zuiverwater,speeksel).•Basischeoplossing:pH8-14(tandpasta,waspoeder,afbijtmiddel).

6.5.2 Zuurgraad van het water

Enkele weetjes.• ZeewaterheefteenpHvanongeveer8,5.Ookindeduinenenpoldersishetwaterbasisch.• VooralindeKempenishetwaterzuur.• Dezuurgraadisbelangrijkvoordierenmeteenuitwendigkalkskelet.Indezurevennetjesopdehei(pH5,5en

minder)komendanookgeenhuisjesslakkenvoor.• DemeestewaterorganismenverdragengeengrotepH-schommelingen.Voorvissenmoetdezetussen9en5liggen,

bij lagere waarden worden de kieuwen aangetast.• DezoetwatermosselsterftbijeenpH<6;indiendepH<5verdwijnenookdemeesteschaaldieren.De

rugzwemmer(bootsmannetje)overleeftpH-waardenvan3,5.• DeamfibieënvermijdenwatermeteenlagepHalzijnzeernietallemaalevengevoeligvoor.Demeerkikker

is er heel gevoelig voor, de heikikker is de meest tolerante soort. De pH is van belang voor het uitkomen van amfibieëneieren:bijeenpH<4,5beschimmelendeeieren.BijpH>8,6zijnerafwijkingenbijjongepaddenensalamandersblijveninhunjuvenielstadiumhangen(enplantenzichindievormvoort).

• ErzijnookdiersoortendiehetzowelinwatermeteenhogealseenlagepH-waardegoeddoen.• IndiendepHboven9stijgtwordtdeconcentratieaanhetgiftigeammoniaktehoogwatzeerschadelijkis.• RegenwaterheeftnormaaleenneutralepHmaardoordeuitstootvaneenaantalstoffen(o.a.koolstofoxidenen

zwaveloxiden)ligtdezewaardelager,dezogenaamdezureregen(zie6.3.2).Wanneerpoelenvoornamelijkofzelfsuitsluitend met regenwater worden gevoed, verlaagt de zuurgraad zo sterk dat de meeste organismen er niet kunnen in leven.

Verzuring kan cumulatief optreden met vermesting van het water. Het gevolg is dat meren verzuren, visbestanden worden aangetast en het grondwater geraakt door uitspoeling verontreinigd met nitraat en zware metalen.

6.5.3 Zuurgraad van de bodem

Zure bodem: pH 0 - 6.Neutrale bodem: pH rond 7.Basische(ofalkalische)bodem:pH8-14.

De pH van de bodem hangt af van de minerale samenstelling van de grond, de mate van humusvorming uit afgestorven plantmateriaal, omzettings- en uitspoelingsprocessen van minerale zouten, de werking van de seizoenen, hetgebruikvanchemischemeststoffen,deinvloedvanzureregen.Dezuurgraad(pH)vandebodemisbelangrijk,omdat voor elke plantensoort een optimum geldt. De zuurgraad wordt beïnvloed door het kalkgehalte van de grond.

De pH van de bodem beïnvloedt o.m. de oplosbaarheid van de chemische elementen die de plant nodig heeft. Als de pH verandert kan het zijn dat •erteveelvaneenchemischelementvrijkomtdatdantoxischgaatwerkenopdeplant;•erchemischeelementenonbeschikbaarwordenvoordeplantdiedangebrekgaatlijden.

Page 29: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

Voorbeeld: bij een pH > 8 worden ijzer, mangaan en boor moeilijk opneembaar en de fosfaten worden onoplosbaar. Dezuurgraad(pH)vandebodemiséénvandefactorendiebepalendzijnvoordebodemvruchtbaarheid.Dezuurgraadbeïnvloedt de opname van voedingselementen via de wortels, bepaalt mee de grondstructuur en is van levensbelang voor de bodemfauna. • Zandgrondenzijninhetalgemeenzuurder(pHvan4,5tot5,6)dankleigronden(pHhogerdan6,7).• Demeesteplantenvrageneenzwakzuretotneutralegrond(pH6,5-7).• Plantensoortenvanzure(=arme)bodem:blauwebosbes,bochtigesmele,adelaarsvaren,struikhei,valsesalie,

schermhavikskruid, rododendron en azalea.• Plantensoortenvannatte(zure)bodem:dotterbloem,pinksterbloem,moerasspirea,bosandoorn,valeriaan.• plantensoortenvankalkhoudendebodem:lavendel,vlier,vlinderstruik,buxus,clematis,lavendel,boerenjasmijn,

rozemarijn,sering,taxus.• Plantensoortenvanstikstofrijke(=rijke)bodem:grotebrandnetel,kleefkruid,ruwbeemdgras,dagkoekoeksbloem,

robertskruid.

Verzuring kan cumulatief optreden met vermesting op de bodem. Dit geeft de volgende effecten. De bodem bevat stoffen(kalk,mineralen,humus,aluminium-enijzeroxide)diezurenverwerken.Ditisdebuffercapaciteitvandebodem.Zodradiebuffercapaciteitopis,verzuurtdebodem.Hierdoorkomeno.a.giftigemetalen(aluminium)ennitraat vrij, die uitspoelen en in het het grond- en oppervlaktewater terecht komen. Ook belangrijke elementen als kalium, calcium en magnesium spoelen weg. Veel veranderingen in de bodem zijn onomkeerbaar. In uitgespoelde bodems vinden de planten niet de juiste voedingsstoffen. Dat maakt ze vatbaar voor ziekten. Naast uitspoeling is ook sprake van verdringing van voedingsstoffen. Als er relatief veel ammoniumzouten (vermesting)indebodemzitten,kunnendeplantenanderemineralenmindergoedopnemen.Stikstofinverbindingenis een belangrijke element voor de planten, maar een teveel aan stikstof is niet goed. Vooral bodems die van nature armzijn(heidegrondenendebodemsvanvennen)zijngevoeligvoorvermesting(eutrofiëring).Deplantensoortendie goed op schrale grond gedijen worden dan verdrongen door snelgroeiende soorten die meer stikstof nodig hebben (grassen,bramenenbrandnetel).

Page 30: 10 Ecologie - Natuurpunt...Het begrip ecotoop stoelt vooral op uiterlijk waarneembare kenmerken. Voor de natuurgids is dit een hulpmiddel om een terrein teanalyseren. Naarhetpubliekkangewoondeconcretebenamingvandeecotoop(rietkraag,grasland,enz.)worden

30 © Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 10: Ecologie

Vragen

• Wat wordt bedoeld met het begrip ‘ecologie’?• Welke abiotische factoren bepalen het leven op aarde?• Hoe kan de biotiek de abiotiek beïnvloeden?

Geef een voorbeeld.• Wat is een ‘soort’?• Hoe wordt de ontwikkeling van een populatie beïnvloed?• Wat is ‘genetische drift’?• Welke vormen van symbiose ken je?

Geef telkens een voorbeeld.• Gebeurt predatie steeds ten voordele van één soort en ten nadele van een andere?• Hoe verdedigen planten zich tegen vraat?• Wat is het verschil tussen een saprofyt, een saprofaag en een aaseter?• Wat is het verschil tussen een parasiet en een halfparasiet?

Geef telkens een voorbeeld.• Wat wordt bedoeld met ‘ecologische niche’?• Wat zijn de producenten, de consumenten en de reducenten in een ecosysteem?

Geef telkens een voorbeeld.• Waarom is stikstof belangrijk en hoe komen planten daaraan?• Wat wordt aangegeven met een voedselketen, een voedselweb en een voedselpiramide?• Wat is het broeikaseffect? Welk voordeel heeft dat voor het leven op aarde?• Wat veroorzaakt de opwarming van de aarde?• Wat is zure neerslag en hoe ontstaat die?• Watisdebiotischeindex?• Watiseutrofiëring?Hoewordtdieveroorzaakt?• Wat is de pH?• Hoe ontstaat de verzuring in de bodem en in water?

Kernbegrippen

AaseterAbiotiekAfvaleter Areaal AtmosfeerAutotroofBiodiversiteit Biomassa Biotiek BiotischeindexBiotoop Bodemerosie Bodemverontreiniging Broeikaseffect Competitie Consument

Coöperatie Densiteitsregeling Detritivoor EcologieEcologische nicheEnergiestroom EutrofiëringGal Genetische driftHabitat Halfparasiet Herbivoor Hermafrodiet HeterotroofHydrosfeer Koolstofkringloop

Lithosfeer Luchtverontreiniging Massa-effectMicroklimaatMilieu Mutualisme Parasiet Parasitisme Parthenogenese Planteneter Populatie Predatie Predator Producent Reducent Saprofaag

Saprofyt SoortStikstofkringloop Symbiose Verzuring Vleesetende plantVoedselketenVoedselkringloop Voedselpiramide Voedselweb Waterkringloop Waterverontreiniging Zure neerslagZuur(te)graad