Eindterm subdomein C3

De kandidaat kan met behulp van de concepten dynamiek en evenwicht ten minste in contexten op het gebied van duurzaamheid en wereldbeeld benoemen op welke wijze ecosystemen zich kunnen ontwikkelen en beargumenteren met welke maatregelen de mens de zelforganisatie van ecosystemen en het systeem Aarde beïnvloedt.

Subdomein C3.1 Dynamiek en evenwicht

Je kunt in een context:

1. de ontwikkeling van een ecosysteem beschrijven;
   
   
2. opeenvolgende veranderingen in een ecosysteem beschrijven en verklaren hoe daarbij overgangen tot stand komen;
   
   
3. verschillen tussen ecosystemen benoemen op basis van verschillen in populaties (biotische) en abiotische factoren;
   
   
4. de dynamiek in een ecosysteem beschrijven;
   
   
5. herkennen dat een ecosysteem in verschillende evenwichtssituaties kan verkeren;
   beargumenteren met welke maatregelen de mens de zelforganisatie van ecosystemen en het systeem Aarde beïnvloedt.
   

Deelconcepten
successie, pioniersoort, climaxecosysteem, gradiëntecosysteem, indicatorsoort, biodiversiteit, genenpool, concurrentie, draagkracht, tolerantiegrenzen, exoot, omslagpunt, groeicurves.

Stabiel ecosysteem

• Iedere factor blijft ongeveer constant.
• Sterke schommelingen worden afgeremd.
  
  
• Zelfregulatie
  • Populatiegroei wordt afgeremd (negatieve terugkoppeling) door:
    • voedselgebrek;
    • ruimtegebrek (voor territoria);
    • ziekten;
    • toename van het aantal vijanden.
    • draagkracht van het ecosysteem
• De maximale hoeveelheid dieren die kunnen overleven in een bepaald gebied.
• Populatieafname wordt geremd doordat:
  • meer voedsel beschikbaar komt.
  • meer ruimte beschikbaar komt.
  • aantal natuurlijke vijanden afneemt.
• Gevolg:
  • populatiedichtheid vertoont in de loop der tijd schommelingen.
    • Natuurlijk evenwicht (biologisch evenwicht)
      • Schommelingen rond een bepaalde waarde.
      • Natuurlijke selectie
        • Zwakkere dieren hebben minder overlevingskans --> minder kans om zich voort te planten --> geven minder genen door aan het nageslacht.
• In stabiel ecosysteem:
  • veel verschillende populaties.
  • geen sprake van sterke schommelingen.
  • bij iedere populatie is sprake van een natuurlijk evenwicht.

Veranderingen in het ecosysteem
Treden op door:

• verandering van abiotische factoren;
  Bijvoorbeeld:
  • hogere temperaturen;
  • minder beschikbaarheid van water.
• verandering van biotische factoren.
  Bijvoorbeeld:
  • onder invloed van veranderende abiotische factoren;
    • Minder voedsel beschikbaar.
      • Geboorte- en sterftecijfers veranderen.
      • Grotere concurrentie tussen en binnen populaties.
  • door immigratie van nieuwe soorten (exoten) uit een ander gebied.
    
    
• Draagkracht van ecosysteem
  • Maximale beïnvloeding van een ecosysteem door invloeden van buitenaf waarbij een ecosysteem zich nog kan handhaven.
  • Omslagpunt
    • Punt waarbij de veranderingen onomkeerbaar zijn.

Successie

• Soortensamenstelling van levensgemeenschap verandert geleidelijk in de loop van de tijd.
  • Successie
    Van belang hierbij zijn:
  • verandering van abiotische factoren.
  • natuurlijke selectie.
  • invloed van organismen op abiotische factoren.
    • Plantengroei kan voor afname van dynamiek zorgen.
  • Invloed van organismen op elkaar.
  • Uitsterven of verdwijnen van soorten.
  • Immigratie van soorten uit andere gebieden.
  • Primaire successie
    • Begint op kale ondergrond (zonder humus).
      • Bijvoorbeeld als door erosie de bovenste laag van de bodem verdwenen is.
  • Secundaire successie
    • Begint op een onbegroeide plaats maar waar nog wel humus aanwezig is.
      • Bijvoorbeeld na een bosbrand of na het kappen van een stuk bos.
        
        
• Successie begint met pioniersvegetatie.
  • Bestaat uit planten (pionierssoorten) die zich als eerste vestigen in een onbegroeid gebied.
    
  
  
• Verandering verloopt van pionier-ecosysteem (met pioniervegetatie) --> climax-ecosysteem (met climaxvegetatie).
  • Aantal soorten (biodiversiteit) neemt toe.
    Toename als:
    • de dynamiek in een ecosysteem afneemt (minder sterke schommelingen van de abiotische factoren).
    • de abiotische omstandigheden minder extreem zijn.
  • Meer soorten organismen kunnen zich dan handhaven.
  • Grotere diversiteit --> grotere capaciteit om verstoringen op te vangen --> stabieler ecosysteem.
• Voedselweb wordt ingewikkelder.
• Primaire productie neemt toe.
• Biomassa neemt toe.
• Ecosysteem wordt gevarieerder.
  • Meer verschillende typen begroeiing.
    • Meer gelaagdheid.
      
      
• Climaxstadium
• Ecosysteem verandert niet meer.
• Kan langdurig blijven bestaan (mits ongestoord).
  
  

  Pionier-ecosysteem	Climax-ecosysteem
  Eenvoudig voedselweb weinig soorten (soortenarm - geringe biodiversiteit)	Ingewikkeld voedselweb veel soorten (soortenrijk - grote biodiversiteit)
  Open kringloop	Gesloten kringloop
  Sterk wisselende abiotische factoren	Abiotische factoren veranderen matig
  Toename biomassa	Gelijkblijvende biomassa
  Abiotische factoren wisselen sterk	Abiotische factoren veranderen maar weinig
  Minder stabiel	Stabiel Natuurlijk evenwicht

  
  
• Verandering staat onder invloed van:
• klimaat.
• natuurlijke selectie.
  
  
• Of climaxstadium bereikt wordt hangt af van de dynamiek van het ecosysteem.
  Dynamiek is groot als:
• de abiotische factoren sterk schommelen.
  Bijvoorbeeld:
  • sterke temperatuur verschillen;
  • grote variatie in zoutgehaltes;
  • grote variaties in watergehaltes;
  • veel wind.
• Bij afnemende dynamiek --> stijging van aantal plantensoorten dat zich kan handhaven.
• Voorbeelden climax-ecosysteem (afhankelijk van klimaat):
  • tropisch regenwoud;
  • loofbossen.

Gradiënt- ecosysteem

• Ecosysteem met geleidelijke overgangen in milieufactoren.
  • Daardoor geleidelijke verandering in soortensamenstelling
    • Groter diversiteit aan planten en dieren.
• Bijvoorbeeld in onze duinen
  • Vanaf zee landinwaarts gradiënt in zout, kalkgehalte en ouderdom bodem.
    • Zone met kale duinen met door de wind aangevoerd zand
    • Zone met pioniersplanten (biestarwegras en helm)
    • Zone met de eerste kruidachtige planten
    • Zone met de eerste struiken
    • Zone met duinbos`
• Stadia in de successie kunnen herkent worden met behulp van indicatorsoorten.
• Soorten die specifieke eisen stellen aan de abiotische factoren.
  • Hebben een klein tolerantiegebied.
  • De aanwezigheid van zo'n soort zegt iets over de abiotische factoren in een gebied.

Invloed mens

Ernstige verstoringen door:

• toename wereldbevolking;
• toename welvaart.

Problemen ontstaan door:

• toevoegen van factoren (zie ook B8.2) ;
  • (over)bemesting en lozing rioolwater;
    
    • Hierdoor: eutrofiëring van bodem en oppervlakte water.
      Gevolgen:
      • waterbloei;
      • kenmerkende soorten van voedselarme milieus verdwijnen.
        • Afnemende biodiversiteit.
  • gebruik persistente bestrijdingsmiddelen;
    • Hierdoor ophoping accumulatie in voedselketens.
  • Introductie van organismen uit andere ecosystemen: Invasieve exoten;
    • Deze soorten komen in voor hen nieuw ecosysteem.
      • Kunnen plaag gaan worden door ontbreken van natuurlijke vijanden.
      • Concurreren met al aanwezige soorten.
        • Kunnen deze verdringen.
    • Introductie kan:
      • Bewust gebeuren;
        bijvoorbeeld: import van sierplanten en huisdieren.
      • Per ongeluk.
        bijvoorbeeld: meegelift met transporten van ander materiaal.
        
        
• onttrekken van factoren;
  • Onttrekken van water aan de bodem voor:
    • winning drinkwater;
    • verlagen van grondwaterstand om gebruik zware landbouwmachines mogelijk te maken;
    • aanleg van wegen. bestrating.
    • Leidt tot verdroging.
  • Kaalkap (Ontbossing):
  • kaalkap bossen voor langbouwgrond.
  • Leidt tot erosie, wegspoelen van de humuslaag;
    
    • Wortels houden grond niet langer vast.
  • Kan leiden tot::
  • woestijnvorming;
  • overstromingen.
    
    
• verkleinen van ecosystemen;
  • Door aanleg van wegen en bouw van huizen.
    • Soorten verdwijnen o.a. doordat leefruimte verdwijnt.
  • Leidt tot versnippering.
    • Ecosystemen worden in steeds kleinere stukken verdeel.
    • Gebieden raken van elkaar gescheiden door aanleg snelwegen, spoorwegen.
      Probleem:
• populaties worden kleiner.
  • --> Grote kans op inteelt.
  • Te kleine populatie --> gevaar voor uitsterven.
    • Voor instand houden van populatie:
      • voldoende erfelijke variatie nodig (verscheidenheid).
        Er zijn erfelijke verschillen tussen de individuen --> bij verandering milieu voldoende organismen met geschikte eigenschappen aanwezig

Mogelijke maatregelen

• Meer duurzame landbouw. Zie D5
• Biologische bestrijdingsmiddelen gebruiken.
• Verbindingszones maken tussen verschillende natuurgebieden.
• Het uitzetten van exoten verbieden.
• Rioolwater zuiveren.
• Stoppen met kappen tropisch regenwoud ten behoeve van grootschalige landbouw.