1
ECOLOGIE
1. Inleiding
1.1. Historische ontwikkeling van de ecologie als wetenschappelijke
discipline
Ecologie en maatschappij (politieke context, ecologisten, groenen)
Mens en zijn omgeving, duurzaamheid
Enst Haeckel (1866), ecologie = economie van de natuur (biologie te eng)
—> oikos en logos, Darwin, relatie tussen organisme en omgeving
Alexandre Von Humboldt (1805), plantenaardrijkskunde
—> geografische verdeling beheerst door milieu- en klimaat, niet volgens Lineus
Auguste R.H. Grisenbach (1838), geobotanische benadering
—> phyto-geografische groeivorm, limieten voor uitbrijding van gemeenschap
Eugen Warming
Abiotische en biotische interacties, dynamiek, beweging van energie en voeding
Moderne visie: holistische benadering (R. Nys), nadruk op totaliteit, synthese
1.2. Ecologische subdisciplines en begrippen
Fysiologische voorwaarden, huishouding in organische wereld, meer waarom
Grensvoorwaarden voor het leven, verklaring van leefbaarheid, verhoudingen
Klimatologie en pedologie: eigenschappen van het milieu
Ethologie: gedragingsleer, verhouding tot andere organismen
Synecologie (ecologie van groepen) en autecologie (ecologie van individuen)
Mesologie: klimaat- en bodemkunde, milieustudie
Fysiologie: basis van ecologie, verschijnselen in organismen
Ecologie als synthese, levende wezens als leden van de natuur, contactpunt
Verschil in organisatie van levende en dode stoffen
Distributeit en densiteit verandert door interacties met (a)biotische omgeving
Ecofysiologie: fysiologische respons, feedback, verandering ipv ogenblik
Kringloop van materie, unidirectionele stroming van energie
1.3. Beginselen van de systeemecologie
1.3.1. Wat is systeemecologie?
Ecosysteem: abiotische en biotische verzameling van organismen
Natuurlijk / Man-made ecosystemen
Componenten en dynamisch gedrak van ecosystemen
1.3.2. Basisterminologie: interacties tussen individuen en hun fysische omgeving
Processen drukken een respons uit door uitwendige en inwendige veranderingen
Toestandsveranderlijke en stuurveranderlijke (niet door de tijd per se)
Functioneel verband, rechtstreeks gemeten of verschil van processnelheden
Infrarood gas-analysator + branch bag, linear variable displacement transducer
Citree
, 2
1.3.3. Verband tussen groei en temperatuur: concepten van basistemperatuur
en thermische tijd
Responscurve
Hoge temperatuur verhoogt reactiesnelheid, kardinale temperaturen
Arrhenius: k = A • exp(-Ea / R • T)
Ouderdom, deel van de plant, beschikbaarheid van nutriënten, … afwijking
RuBP-carboxylase, PEP-carboxylase, temperatuuroptimum
Groeisnelheid
Gecumuleerde groei of gewichtstoename aan drogestof
Basistemperatuur Tb
Thermische tijd, dag-gradensom
1.3.4. Effect van veranderingen in het fysisch milieu
Groeien, reproduceren, overleven of niet
1.4. Organisatie in ecosystemen
1.4.1. Organisatieniveaus en tijdsschalen
Organisme of individu, soort, populatie, gemeenschap, ecosysteem, bioom, biosfeer
Ruimte-tijdsdomeinen
Laagste 3 domeinen voor onderzoek
Toenemende complexiteit, terugkoppelingsmechanismen
Hiërarchisch continuüm
GCMs: global cirulation models
Upscaling: meting in modelsysteem, mathematische simulaties
1.4.2. Responstijden
Afhankelijk van organisatorisch niveau
Snelle respons van CO2-opname op lichtschommelingen, lichtresponsiekromme
Trage respons van groei op nutriëntengift
1.5. Gebruik van mathematische modellen in ecologisch onderzoek
1.5.1. Modelbeperkingen en mogelijke toepassingen
Ten hoogste 2 of 3 niveaus
Nut van modellen: beheer, synthese en opschaling
1.5.2. Empirische modellen en globale patronen van productiviteit
Black box, niet verklarend, bepaling van parameters
Productiviteitskaart van Lieth, jaarlijkse drogestofproductie, GIS
Liebig-principe, productiviteit bepaald door meest beperkende stuurvariabele
1.5.3. Mechanische modellen: van source naar sink-gedreven groei
Black box: geen ecologische betekenis van parameters, geen voorspellende kracht
Voordelen m.b.t. betekenis en geldigheid, mathematisch, interrelaties, voorspellend
Bottom-up model, uitgaande van de deelprocessen,
Submodellen, op bepaald niveau
Gevoeligheidsanalyse, dominante veranderlijken, reducerend karakter
Gestelde eisen: duidelijke hypothesen, ieder submodel moet gevalideerd worden
