Summary
Samenvatting Biosfeer: Partim Biosfeer + Bodem
- Course
- Institution
Partim. Biosfeer + Bodem
[Show more]
Seller
Follow
StudentUASEW
Reviews received
Content preview
Samenvatting Biosfeer: lucht (atmosfeer), water (hydrosfeer),bodem (geosfeer) en biota (biosfeer)
Examen
• Het examen is gesloten boek en zal bestaan uit 7 vragen, 2 per deel (= sfeer) en 1 vraag over de inleiding (biosfeer).
Elk deel / sfeer wordt toegelicht met 4 lessen.
Inleiding: Biosfeer
1.1 Inleiding
• De biosfeer is de regio op aarde (of andere planeten) waar aardse organismen leven, ook wel de wereldwijde som van
ecosystemen. De biosfeer bestaat op zijn beurt uit 3 sferen en maakt met zichzelf de 4 sferen van het Aardse systeem
uit. N.B: de term biosfeer wordt soms door elkaar gebruikt. In de biologie wordt meestal een minder ruimtelijke
definitie van biosfeer gebruikt: de biosfeer als reservoir of geheel van alle organismen op aarde (levend en dood).
Deze definitie sluit ook beter aan bij ‘biota’ (titel van dit onderdeel).
o De hydrosfeer, de regio waar leven in water mogelijk is. Deze kan zich uitstrekken tot zeer grote diepten.
o De lithosfeer of geosfeer1 (van Grieks gê: aarde, land, bodem): de bodem. De lithosfeer bevindt zich vooral op
enkele meters diep in de bodem, niet veel dieper.
o De atmosfeer (van Grieks atmós: damp, stoom): de lucht. Deze sfeer bevindt zich vooral tot op een hoogte
van enkele kilometers boven het aardoppervlak.
• Er zijn dus 4 aardse sferen die we kunnen onderscheiden, maar eigenlijk is er nog een 5e sfeer: de antroposfeer of de
menselijke sfeer. Dit is de regio op aarde waar de mens een grote invloed op heeft. Ze bestaat dus niet enkel
materiële steden of huizen maar ook bv ideeën, cultuur en klimaatverandering (invloed mens) maken deel uit van de
antroposfeer.
o Een voorbeeld van hoe de antroposfeer de 4 sferen verstoort is bv door de uitstoot van schadelijke stikstof
bestanddelen (dus niet N2 die overvloedig aanwezig is in de atmosfeer) zoals stikstofoxiden (NOx)2 bij
verbranding van fossiele brandstoffen (1/3e v/d stikstof neerslag) en ammoniak door gebruik van kunstmest
in de agricultuur (2/3e v/d stikstofneerslag). In Vlaamse natuurgronden valt er zo per hectaar ongeveer 25kg
schadelijke stikstof. Dit zorgt voor een verzuring, bemesting van bepaalde planten (vnl. grassen) en
eutrofiëring.
• In Earth system science (Systeem Aarde) die de interactie van de sferen in de geosfeer bestudeert, kan men spreken
van een open en een gesloten systeem.
o In een gesloten systeem wordt enkel energie uitgewisseld, geen materiaalstromen. De aarde is dus een
voorbeeld van een gesloten systeem omdat het enkel energie uitwisselt (krijgt) met de zon, bijna geen
materialenstroom. Het zendt infraroodstraling (energiestroom) weg van de aarde.
▪ Een consequentie hiervan is dat pollutie en vervuiling zonder biologische of fysische transformatie
permanent aanwezig zijn (!).
o De processen op aarde kan men wel zien als een open systeem door de materiële interacties tussen de sferen
bv .
• In de VS hebben ze tussen 1991 en 1994 het onderzoeksproject ‘Biosphere 2’ opgezet in de woestijn van Arizona na
de bouw van het gebouw ‘Biosfeer’ eind jaren ‘80. Oorspronkelijk om de haalbaarheid van een gesloten ecosysteem
te testen om menselijk leven te ondersteunen in de ruimte (8 mensen leefden in het gebouw voor 3 jaar), later om de
interacties tussen de Aardse sferen te onderzoeken. Ook het mogelijk ontdekken van mogelijk nieuwe problemen
waarvan niemand wist dat ze bestaan was niet van tafel.
o Ondanks dat het project enige vruchten afwierp (succesvolle oogsten) was er in de ‘atmosfeer’ na 16
maanden een te laag zuurstofniveau van 14.5%3, hoge CO2 schommelingen en viel de pollinatie weg. Dit
zorgde voor een afsterving van de planten en dierensoorten. Redenen voor deze afsterving en mens in
moeilijkheden waren:
1
De geosfeer wordt echter ook gebruikt in de kosmologie (theorieën astronomische fenomenen) om het geheel van alle Aardse sferen
te benoemen, de 4 sferen dus. Daarom is de lithosfeer een betere benaming.
2
De suffix -ide slaat op 2 verschillende elementen, ongeacht het aantal atomen in het molecule bv S4N2 is tetrasulfur dinitride.
3
T.o.v. de 21% in de aardse atmosfeer.
1
, ▪ Een slechte nitraatomzetting. De ammoniakale stoffen ammoniak & ammonium werden te traag
omgezet wat leidde tot een vervuiling van het water.
▪ CO2 was te hoog op bepaalde momenten. Het zuurstoftekort was een reden van stoppen. Deze zou
wellicht veroorzaakt geweest zijn door bacteriën in de atmosfeer die de cement gebaseerde want
afbraken en zo meer CO2 verbruikten. Hierdoor was zuurstofproductie bij fotosynthese niet meer in
evenwicht met respiratie van organismen.
▪ Gewasziekten en insectenplagen.
o Nu ligt de focus van Biosphere 2 niet meer op het nabootsen van gesloten systemen maar op onderzoek naar
interacties tussen de verschillende sferen bv bomen land en lucht, bestaansvoorwaarden van koraalriffen, etc.
Spijtig genoeg ook meer commerciële doeleinden (bv de Mol).
De woestijn bioom in 2005
• Er zijn veel interacties tussen de sferen van het aardse systeem:
o Er zijn koppelingen in het Aardse systeem. Een positieve koppeling betekent dat een verandering in een
component van één sfeer gepaard gaat met een verandering in dezelfde richting in een andere bv
fotosynthese: biosfeer (meer biomassa) en atmosfeer (meer zuurstof). Fotosynthese als negatieve koppeling:
meer biomassa (biosfeer) en minder CO2 (atmosfeer).
o Een feedback loop (of terugkoppeling) is een situatie waarbij een verandering in één sfeer een andere sfeer
beïnvloedt die weer de originele sfeer beïnvloed.
▪ Een positieve feedback loop is een zelf versterkend effect of vicieuze cirkel. Het is een feedback loop
waar de reactie in de originele sfeer toeneemt in snelheid of intensiteit.
• Bv meer CO2 (atmosfeer) leidt tot stijgende luchttemperatuur (atmosfeer) wat leidt tot een
lagere albedo van het aardoppervlak (lithosfeer) wat zorgt voor een verdere opwarming
(atmosfeer).
▪ Een negatieve feedback loop leidt juist tot een dynamisch evenwicht of homeostase. Een positieve
verandering in één sfeer leidt tot een verandering in een andere sfeer wat leidt tot een negatieve
verandering in de originele sfeer die de positieve verandering annuleert. De aarde heeft verschillende
negatieve feedback loops die zorgen voor een stabiele situatie. Deze negatieve feedback loops
kunnen wel duizenden jaren duren tot homeostase bereikt wordt.
• Bv meer CO2 (atmosfeer) leidt tot meer carbonzuur (CO2 dat reageert met water in
regendruppels) dat kalk of silicaatgesteente verweert. Bij deze verwering verandert het
carbonzuur in bicarbonaat (koolstof) dat uitgeloogd kan worden in de bodem en uiteindelijk
in de oceaan terecht komt waar het gebruikt wordt door algen en schaaldieren die bij hun
dood deels naar de bodem van de oceaan vallen en zo het koolstof uit de atmosfeer halen.
Om dit te doen voor al het overmate aan CO2 in de atmosfeer is echter duizenden jaren
nodig, die we niet hebben.
2
,• Enkel op lange termijn (miljoenen jaren) en op wereldschaal (niet lokale schaal4) is er altijd een dynamisch evenwicht.
o De zelfregulerende capaciteit van de aarde is dus allemaal gebaseerd op negatieve feedback loops.
1.2 Leven op aarde
• In de sfeer biota is een zeer lange hiërarchische structuur: organisme, genus, familie, tot het reservoir biosfeer (let op
definitie). Men kan stellen dat energie (zon) de basis vormt van alle leven voor het produceren van biomassa (in
nabijheid van materiaal). Producenten (planten) gebruiken de energie voor fotosynthese als brandstof voor
metabolisme (gebruik energie voor biomassa). Dit dient dan weer voor consumenten die een voedselketen vormen en
de reducenten die volgen.
• Organismen zijn blootgesteld aan polluenten (schadelijke stoffen). Deze kunnen opgenomen worden opgenomen via
verschillende wegen. 3 centrale concepten:
o Bioconcentratie is de opname en behoud (accumulatie) van chemische stoffen door organismen door
respiratie (voor aquatische organismen is dit water, voor terrestrische organismen is dit lucht).
Bioconcentratie maakt deel uit van bioaccumulatie, de opname van polluenten via alle mogelijke routes
(respiratie, contact en consumptie).
o Bioaccumulatie is dus de opname en accumulatie van chemische stoffen door organismen via 3 routes:
inademing, contact (denk Engelse poisonous vs. venomous) en consumptie.
o Biomagnificatie is de toename in concentratie van een chemische stof naarmate men hoger in een
voedselketen klimt.
▪ Een voorbeeld van biomagnificatie is een van de eerste insecticiden genaamd DDT die in de jaren 50-
60-70 veel gebruikt werd in de landbouw met grote schade tot het niveau als gevolg. Dit produceerde
een van de eerste milieuboeken ooit: Silent Spring. Kleine vogels aten de met DDT blootgestelde
insecten op. Roofvogels zoals slechtvalken aten dan de kleinere vogels en kregen zo een veel grotere
concentratie DDT in hun vetweefsel. DDT reduceerde de dikte van de eieren en zorgde voor een grote
daling in de populatie slechtvalken in de VS. DDT belandde ook in het water wat weer de
voedselketen van aquatische organismen verstoorde.
• NK. Een bioom is een regio op aarde waarin de gebieden een gelijkend klimaat (temperatuur, regen, wind) hebben en
gelijkende vegetatie vertonen. Biomen kunnen grofweg onderverdeeld worden volgens latitude (noord-zuid afstand
van de evenaar).
o De klassieke indeling telt 6 primaire biomen: tropische bossen (warm en vochtig, brede bladeren), loofbossen
(gematigde temperatuur en bladverliezend5, verliezen bladeren in herfst), taiga of boreaal bos6 (bossen in de koude
zone met lange winters), graslanden, toendra of arctische graslanden en woestijnen.
4
Zonlicht dat water evaporert (hydrosfeer naar atmosfeer) zal bij condensatie en precipitatie niet op dezelfde plek terechtkomen.
5
Loof in loofbos betekent ‘blad', verwant aan Latijnse folium (blad). Het verwijst dus naar bladverliezend. In het Engels heet loofbos
‘deciduous forest’ van ‘de’ (naar beneden) en ‘cadere’ (vallen). Tropische bossen zijn niet bladverliezend.
6
Boreaal komt van het Griekse ‘boreas’ wat noorderwind betekent. Meestal spreekt men van een boreale zone tussen arctische
toendra en gematigder klimaat met het bostype in de zone de taiga.
3
, • NK. Een ecosysteem is een natuurlijk systeem dat bestaat uit het geheel van organismen in een bepaald gebied samen
met de abiotische omgeving. Men spreekt van systeem omdat de interactie van organismen met hun abiotische
omgeving (bodem bv kleigrond) en organismen onderling centraal staat. Zo zijn er de producenten (fotosynthetische
organismen), consumenten (heterotrofe organismen7) en reducenten (4 typen micro-organismen8).
o Een ecosysteem kan alles voorstellen afhankelijk van het toepassingsbereik. Ze kunnen van grote
ecosystemen zoals een woestijn bioom gaan naar kleinere ecosystemen zoals een eik of boomholte.
o Symbiose is een interactie van organismen onderling binnen een ecosysteem. Zo bv de symbiose tussen de
bladluis en de mier in een loofbos. Bladluizen zitten met hun mondjes in de stengel van de plant. Mieren
‘melken’ de bladluis door erop te trommelen waardoor de honingdauw uitgescheiden wordt. Als
tegenprestatie hiervoor beschermt de mier de bladluizen tegen lieveheersbeestjes, een van de jagers van de
bladluis.
• Biodiversiteit ook wel biologische diversiteit is de (effectieve) verscheidenheid van biologische soorten in een gebied
en hoe gelijkmatig verdeeld ze zijn (waar effectief naar verwijst). Dit is echter soorten biodiversiteit (de belangrijkste
wel). Er bestaat ook genetische diversiteit (variatie van genen in één soort) en habitat diversiteit.
o Biodiversiteit is belangrijk voor de veerkrachtigheid van ecosystemen zodat ze beschermd zijn tegen plotse
verandering9.
o Soorten diversiteit wordt samengesteld in 3 delen:
▪ Het aantal verschillende soorten in een gebied. Ook wel ‘species
richness’. Leefgebieden A en B zijn in dat gelijk even biodivers.
• De biodiversiteitsindex legt hier het grootste gewicht
(NK).
▪ De relatieve gelijkmatige verdeling van soorten in een gebied.
Ook wel ‘species eveness’ geheten. Deze zit goed in A en B.
• De Shannon-Wiener diversiteitsindex legt hier het grootste gewicht (NK).
▪ De dominantie van enkele soorten. Ook wel ‘species dominance’. Dit is het geval in B. De species
eveness zou een grote score krijgen vanwege de gelijkmatigheid van soorten onderling (buiten één
soort). De dominantie is hier zeer slecht. Één soort domineert.
• Simpson’s diversiteitsindex legt hier het grootste gewicht (NK).
o Genetische diversiteit of de diversiteit van genen in één soort, wordt gebruikt in gevallen dat een soort
gevoelig of op risico tot uitsterving staat. Een hoge mate van genetische diversiteit in een soort betekent dat
ze zich sneller kan aanpassen aan de omgeving en grotere kansen heeft om te overleven. Alle honden zijn zo
één soort met zeer grote genetische diversiteit. Speurhonden zullen beter overleven indien men in een milieu
komt waar men goed moet kunnen ruiken.
o Habitat diversiteit als diversiteit van het aantal habitats in een gekozen gebied.
• Men kan fragmentatie (het proces waarbij grote en continue habitats gedeeld worden in
kleinere geïsoleerde habitats) momenteel zien als de grootste bedreiging voor
biodiversiteit. Het aandeel volbebouwing (built-up land) is een andere dreiging.
7
Heterotroof = anders voeden.
8
4 typen micro-organismen8: fotoautotrofen (zonlicht als energiebron, eet CO2 voor biomassa) zoals cyanobacteriën,
chemoautotrofen (oxidatie van anorganische stoffen bv ammoniak of CO2 als energiebron) zoals nitrificerende bacteriën,
fotoheterotrofen (komt niet vaak voor, enkel in aquatische ecosystemen) en chemoheterotrofen (haalt energie uit oxidatie
organische stoffen en haalt biomassa uit organische stoffen) zoals E-coli in darmen van dieren. Mensen zijn eigenlijk ook
chemoheterotrofen.
9
Een voorbeeld van de beschermingsfunctie van biodiversiteit voor ecosystemen is biodiversiteit van micro-organismen. Sommige
bodemorganismen kunnen overleven in droogte, vuur, overstromingen of menselijke activiteiten en zo de bodem herstellen. Een
ander voorbeeld zijn koraalriffen die kusten beschermen van stormen en landerosie.
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through EFT, credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying this summary from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller StudentUASEW. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy this summary for R69,30. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
77858 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy summaries for 14 years now