Thema 6 Ecologie en duurzaamheid

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Bas 1 Organismen en hun omgeving

Leerdoelen:

• je kunt het verschil uitleggen tussen biotische factoren en abiotische factoren
• je kunt de verschillende niveaus in de biologie onderscheiden
• je kunt de voedselrelaties aangeven
• Je kunt de verschillende piramides gebruiken

• je kunt uitleggen waardoor bij accumulatie de hoogste schakel overlijdt 

Ecologie

Bestudeert de relaties tussen organismen en hun milieu.

De relatie werkt twee kanten op

Invloed op organisme leeft: biotisch

Invloed op organisme leeft niet: abiotisch

niveaus bij voedselrelaties

producenten: maken organische stoffen uit anorganische stoffen via fotosynthese, zijn autotroof

consumenten: moeten organische stoffen opnemen, zijn heterotroof

reducenten: breken organische stoffen af in anorganische stoffen; bacteriën en schimmels

Organische stoffen zijn stoffen met én C, én H vaak O in het molecuul.

Een voedselketen geeft informatie over voedselrelaties tussen organismen. Elke voedselketen start altijd met een producent! Dit is dus de eerste schakel. Het organisme dat de producent eet (een planteneter of herbivoor) krijgt de pijl naar zich toe, die betekent: wordt gegeten door.

voedselketen

wordt gegeten door

Voedselweb

wel een piramide

geen piramide door aantal producenten

geven het aantal individuen weer

Biomassa

• Het totale gewicht van energierijke stoffen in een organisme. 
• Per schakel: totale hoeveelheid biomassa van alle organismen.

biomassa per schakel in kg

piramide van biomassa

Gifstof wordt niet afgebroken, dus blijft gelijk;

biomassa wordt kleiner.

Herhaling

1. Wat zijn biotische factoren?

2. Waarom zitten afvaleters in een voedselweb?

3. Welke van de twee piramides is altijd een echte piramide?

4. Welke niveaus worden in de ecologie gebruikt?

5. Wat is accumulatie?

Bas 2 Voedselrelaties en kringlopen

Leerdoelen:

• de definitie van autotroof en heterotroof kennen
  
• water-, koolstof- en stikstofkringlopen kennen
• je kent het verschil tussen biologisch afbreekbaar en niet-biologisch afbreekbaar
• Je weet wat plastic soep is

Fotosynthese

Definities

Autotrofe organismen: kunnen energiearme stoffen door fotosynthese omzetten in energierijke stoffen, voeden zich niet met andere organismen

Heterotrofe organismen: Kunnen zelf geen energierijke stoffen maken uit energiearme stoffen, moeten die binnenkrijgen met voedsel

waterkringloop

koolstofkringloop

stikstofkringloop

Biologisch afbreekbaar: afkomstig van planten en/of dieren

Denk aan al het plastic dat tot nu toe geproduceerd is op de hele wereld. Hoeveel procent zou daarvan gerecycled zijn? 

Gyres: De vijf grote zeestromen 

Plastic vergaat niet.
Plastic wordt steeds
kleiner, het probleem
wordt steeds groter.

Plastic

• niet biologisch afbreekbaar : persistent
• microplastic
• nanoplastic
• opname in cellen

Via de rivieren
komt het in
de oceaan.

De oceanen
raken vervuild.

Dieren raken verstrikt.

Dieren 

eten 

het op.

Wij eten 

het op.

1. Wat is de definitie van autotroof?

2. Waardoor staan reducenten niet in een voedselketen?

3. Uit welke organismen bestaan reducenten?

4. Noem twee processen van de koolstofkringloop.

5. In welke voedingsstof komt opgenomen stikstof terecht?

6. Wanneer is afval biologisch afbreekbaar en wanneer niet?

7. Wat is plastic soep?

Bas 3 Samenleven

Leerdoelen:

• Je kunt uitleggen wat biologisch evenwicht is
• Je kunt uitleggen wat een optimum kromme is en deze aflezen en zelf maken
• Je kunt de verschillende manieren van samenleven herkennen en toepassen

Populatiegrootte

• Aantal organismen in een populatie hangt van verschillende factoren af (biotisch en abiotisch).
• Soms grote populatie en soms klein. 
  Gemiddeld: biologisch evenwicht.

Biologisch evenwicht

Samengevat

de populatiegrootte schommelt elk jaar rondom een evenwichtswaarde

= 

Biologisch evenwicht

Optimumkromme 

Samenleven

• Elk individu heeft een relatie met soortgenoten.
• Gericht op concurrentie of op samenwerking.
• Draait om voedsel en voortplanting.

Rangorde

• 1 dier is de 'baas'.
• Rest kent zijn plek.
• Hebben van territorium --> minder kans op gevecht.
• Territorium: gebied dat verdedigd wordt tegen soortgenoten.
• Zorgt voor voedsel en voortplantingsplek.

Symbiose = samenleven van twee verschillende soorten

Er zijn 3 vormen van symbiose:

• Mutualisme
• Commensalisme 

• Parasitisme

• niemand voordeel 

is geen symbiose

Muggen

Relaties tussen soorten

afb.  Korstmos

Mutualisme

Schimmels en algen

De schimmel zorgt voor water en een beschutte plek voor de alg.  De alg heeft bladgroen en kan aan fotosynthese doen.  Zo produceert ze voedsel voor de schimmel.

Hoe werken beiden samen?

Mutualisme

Parasieten

• Hierbij leeft een individu, de parasiet, op of in een individu van een andere soort, de
  gastheer.
• Eén soort heeft voordeel, de ander een nadeel.

• Wat wordt bedoeld met 

biologisch evenwicht?

• Noem twee zaken waar het samenleven van organismen om draait.
• Wat is een territorium?
• Wat is symbiose?
• Welke drie vormen van symbiose zijn er?

Terugblik

Hoe heet deze vorm van symbiose?

Hoe heet deze vorm van symbiose?

darmen

hond met spoelworm

Geef een voorbeeld van een biotische en abiotische factor waardoor een populatiegrootte kan veranderen

Bas 4 Natuurbeheer

Leerdoelen:

• Kunnen uitleggen dat de natuur in Nl gereguleerd is door de mens
• De manieren noemen en de verschillen kennen tussen behouden, beschermen en herstellen van natuur

Natuurbeheer

De mens en zijn omgeving

Cultuurlandschap

Twee derde wordt gebruikt voor landbouw, de helft daarvan is grasland.

Invloed van de mens

Gevolg: diersoorten bedreigd, sterven uit, afnemende variatie, minder biodiversiteit

Natuurbeheer

Alle maatregelen om natuur te behouden, beschermen en te herstellen

Herintroductie (terugbrengen van dier-of plantensoort): vorm van natuurbeheer

Ecoduct: vorm van natuurbeheer

Natuurbeheerder

• Wat wordt bedoeld met natuurbeheer?

• Wat is het gevolg van de aantasting van land en water door de mens?
• Welke functie heeft een ecoduct?
• Hoezo zijn runderen natuurbeheerders?

Bas 5 Mens en milieu

Leerdoelen:

• Je kunt enkele oorzaken en gevolgen van uitputting en vervuiling beschrijven.
• Je kunt enkele oorzaken en gevolgen van klimaatverandering beschrijven.
• Je kunt uitleggen wat het broeikaseffect is en wat het versterkte broeikaseffect is

Milieuproblemen

Uitputting

- Stoffen uit het milieu

Vervuiling

- Stoffen aan het milieu toevoegen

Uitputting

Grondstoffen

- Aardolie, fossiele brandstoffen, zand en metaalerts (oa voor mobieltjes)

Monocultuur

elk jaar dezelfde planten verbouwen en oogsten -->  bodem uitgeput -> niet genoeg mineralen

npokennis.nl

Vervuiling

Land bemesten

- Stikstof 

Stikstof in grondwater en lucht -> Luchtvervuiling 

Vervuiling

Bodemvervuiling

- afval chemische industrie

Watervervuiling

- Chemische gewasbeschermingsmiddelen

Atmosfeer

Klimaatverandering

Het gemiddelde weertype over een lange periode is veranderd

Zeespiegelstijging

Verdroging

- woestijnen worden groter

• Wat is uitputting?

• Noem twee oorzaken van uitputting;
• Wat is vervuiling?
• Noem twee voorbeelden van vervuiling;
• Wat is het broeikaseffect?
• Wat is het versterkte broeikaseffect?
• Wat is het gevolg van het versterkte broeikaseffect?

Bas 6 Duurzaamheid

Leerdoelen:

• Je kunt uitleggen wat de ecologische voetafdruk is
• Je kunt uitleggen wat duurzaamheid is
• Je kunt duurzame oplossingen voor milieuproblemen geven

Ecologische voetafdruk

Het land- en wateroppervlak dat nodig is voor de consumptie en afval.

Deze wordt uitgedrukt in hectare (ha, 100m x 100m).

Per persoon 1,7 ha beschikbaar, wij gebruiken 6,3 ha.

Ecologische voetafdruk

Duurzaamheid

Betekent dat het milieu geen schade ondervindt van activiteiten.

• Niet meer stoffen uit het milieu halen dan aangevuld kan worden
• Niet meer stoffen toevoegen dan verwerkt kan worden
• Belangrijk om de aarde niet te verpesten voor later: duurzame ontwikkeling.

duurzame oplossingen voor milieuproblemen

1. duurzame energie

2. duurzame grondstoffen

3. duurzame landbouw

4. minder vervuiling

5. minder broeikasgassen

6. zelf duurzame keuzen maken

1. Duurzame energie

Duurzame energie: geen milieuvervuiling, De bron raakt niet op:

Biomassa (energierijke stoffen in organisch materiaal) echt duurzaam???

Windmolens

Zonnepanelen

Waterkracht

ook zijn er bezwaren tegen windmolens en zonnepanelen.

-Mensen vinden ze niet mooi.

-Geluidsoverlast windmolens.

-Geen wind en /of geen zon = geen energie.

Kernenergie dan? Afval is gevaarlijk (radioactief).

2. Duurzame grondstoffen

Door hergebruik en recycling hoeven minder nieuwe grondstoffen te worden gebruikt.

Hergebruik: voorwerp wordt opnieuw gebruikt

Recycling: afvalproducten worden als grondstof gebruikt voor nieuwe producten.

3. Duurzame landbouw

Stadslandbouw

Verticale landbouw

Precisielandbouw

Kringlooplandbouw

Biologische landbouw

                    

Stadslandbouw

In stedelijke omgeving voedsel verbouwen

Minder transport.

                                  

Verticale landbouw 

Ruimte besparend

Door het spectrum van het

licht aan te passen naar de

behoefte van het gewas 

verkrijgen we een grote opbrengst

Precisie landbouw

Technologie waarmee je  precies kunt bepalen hoeveel mest en water er op een vierkante meter nodig is.

                                  

Kringlooplandbouw.

Afvalstoffen worden opnieuw 

gebruikt als bv. voedsel voor de 

bodem of voor dieren. 

 Ze gaan zuinig om met grondstoffen 

en ze zorgen voor zo min mogelijk 

vervuiling en uitputting.

 Biologische landbouw

-geen monocultuur

-vruchtwisseling

-geen kunstmest

-geen chemische gewasbestrijding

(onbespoten)

-dieren scharrelen

-natuurlijke bestrijding

-mechanische verwijdering van onkruid

4. Minder vervuiling

- Schepen en fabrieken mogen schadelijke stoffen niet lozen in het milieu. 

- Auto’s krijgen een katalysator , daardoor minder vervuilende uitlaatgassen

- Fabrieken moeten filters in hun schoorstenen aanbrengen 
- Boeren filteren de lucht uit de stallen

Eigen keuzes mbt vliegen, houtkachel, vleeseten

• geen vuurwerk afsteken met oud en nieuw

• geen hout stoken in houtkachel, vuurkorf of open haard

5.Minder broeikasgassen

Minder gebruik fossiele brandstoffen voor bijv.  energie.

Zorgen dat koeien en schapen minder methaan produceren.

6. Zelf duurzame keuzen maken

Terugblik

Wat is de definitie van ecologische voetafdruk?

Antwoord

Het land- en wateroppervlak dat nodig is voor de consumptie en afval.

Noem twee voorbeelden van duurzaamheid

Antwoord

Niet meer stoffen uit het milieu halen dan aangevuld kan worden;

Niet meer stoffen toevoegen dan verwerkt kan worden.

Waar is het plaatje een vb van?
Boven situatie jaar 1, onder jaar 2.

Bas 7 Energiestroom in een ecosysteem

Leerdoelen:

• uitleggen wat een trofisch niveau in een voedselketen is
• verschil in opbrengst uitleggen van verschillende trofische niveaus
• biomassa volgen in een ecosysteem

De verschillende schakels van een voedselketen: trofische niveaus. 

Organismen opgegeten worden: energierijke stoffen worden doorgegeven. Dus sprake van energiestroom van ene niveau naar volgende niveau.

Pikorde

Bij kippen

Plastic vergaat niet.
Plastic wordt steeds
kleiner, het probleem
wordt steeds groter.

Energie verdwijnt

• individuen sterven zonder gegeten te zijn
• uitwerpselen bevatten energierijke stoffen
• brandstoffen worden verbruikt voor beweging, etc
• restant gebruikt als bouwstof en doorgegeven aan volgende schakel

• Wat is het verschil tussen

trofisch niveau en de termen produ-

cent, consument etc?

• Door welke drie zaken verdwijnt energie van de ene schakel naar de volgende schakel?
• Waardoor is het voor het milieu beter om een koudbloedig dier te eten dan een warmbloedig dier?

Bas 8 Voedselproductie

Leerdoelen:

• Je kunt de drie soorten landbouw in Nederland benoemen;
• Je kunt per type uitleggen hoe dit in Nederland gebruikt wordt;
• Je kunt uitleggen hoe resistentie tegen een chemisch gewasbeschermingsmiddel ontstaat;
• Je kunt de voordelen van biologische landbouw uitleggen.

Voedselproductie

akkerbouw: grotere schaal dan tuinbouw, relatief minder arbeid

3 soorten landbouw.

Akkerbouw, hele grote velden met gewassen.  Meestal Trekkers nodig voor bewerking land.

verbouwen van granen, aardappelen, maïs.

Veeteelt, houden van landbouwhuisdieren o.a.  voor productie van vlees, melk, wol

Tuinbouw, ook akkers met gewassen, maar ook kassen met gewassen en boomgaarden(fruitbomen bij elkaar op een stuk grond).

Verbouwen van groente, fruit en planten

Vroeger:

veel gemengde bedrijven:

enkele dieren,

veel soorten gewassen,

minder van ieder gewas op klein stuk grond

Tegenwoordig

Meer dieren, minder soorten gewassen, meer planten of dieren van dezelfde soort, groot stuk grond.

Nu: grote akkerbouwbedrijven

Monocultuur

Wisselcultuur

grote veeteeltbedrijven

intensieve veehouderij---> weinig grond erom heen

bio-industrie of vee-industrie

• veel dieren geven veel melk, vlees of eieren

• dieren hebben vaak geen prettig leven
• mestoverschot
• milieuvervuiling

rekening houden met het milieu en de dieren

Volle grondstuinbouw

glastuinbouw

*gunstige omstandigheden

voor groei

*hele jaar voedsel produceren

*lampen en kachels gebruiken 

veel energie

*CO2 bij verbranding in de lucht

Chemische bestrijding

Chemische bestrijdingsmiddelen (gif), heten over het algemeen pesticiden

- Insecticiden - tegen insecten

- Herbiciden - tegen onkruid

Voordelen: snel, goedkoop, effectief

Nadelen: Persistentie, resistentie, niet soort-specifiek, komt in drink- en grondwater terecht. 

Biologische landbouw

• Milieu sparen en voldoende voedsel produceren
• Geen monocultuur, maar vruchtwisseling
• Biologische bestrijdingsmiddelen
• Meer ruimte

Biologische bestrijding

Gewassen worden op een natuurlijke manier beschermd

• Natuurlijke vijanden; deze kunnen de schadelijke dieren doden
• Schadelijke dieren lokken of onvruchtbaar maken
• Vruchtwisseling; door elk jaar een ander gewas te verbouwen voorkom je een plaag op een stuk land

Insecten eten, veel vitamines, ijzer en eiwitten

Een oplossing voor het voedselprobleem

Verstoord evenwicht

Haaien en koraal. De een kan niet zonder de ander.
Dat het aantal haaien bij koraalriffen aanzienlijk is afgenomen, is dan ook slecht nieuws voor de kraamkamers van de oceaan. 

Tijd om het evenwicht te herstellen.

Koraal is...

1. een dier
2. een plant
3. een schimmel
4. een bacterie

Wat denk je dat ze bedoelen met
'de kraamkamers van de oceaan'?
Wat zijn kraamkamers?

Deze baby-haaien krijgen eigen koraalrif om te overleven

Wetenschappers bedenken manier om koraal te redden

Bas 6 Populaties

Leerdoelen:

• inzicht dat optimumkromme voor bijna alle factoren die een populatie beïnvloeden te maken is
• Optimumkromme maken en kunnen gebruiken

Populaties

De grootte is afhankelijk van de omstandigheden: zijn deze gunstig, dan kan de populatie groter worden, zijn deze ongunstig, dan zal deze kleiner worden. Meestal schommelt de populatiegrootte om een evenwichtswaarde: het biologische evenwicht. Elke factor heeft invloed op de grootte en kunnen niet onder een minimum zakken of boven een maximum uitkomen. De meest gunstige waarde is het optimum.

optimumkromme

Bas 7 Successie

Op kale grond, een kale rots, nieuwe duin zal na verloop van tijd begroeid raken met korstmossen of kleine planten. Deze eerste vegetatie heten pioniers. Zij zijn erg tolerant wat de abiotische factoren als temperatuur betreft.

Deze planten trekken dieren aan, het eerste pionierecosysteem is ontstaan. Hierdoor worden de omstandigheden gunstiger voor nieuwe soorten om zich hier te vestigen.

Door doodgaan van planten en dieren ontstaat humus, waardoor de omstandigheden sterk verbeterd zijn. Hierdoor kunnen grotere planten op deze plek groeien, grotere dieren zich hier vestigen en het pionierecosysteem gaat over in een ander ecosysteem. Dit maakt de omstandigheden nóg gematigder, zodat weer andere planten en dieren zich hier vestigen: er is sprake van successie.

pioniersvegetatie

andere planten en dieren kunnen zich vestigen

struiken komen en grotere dieren

uiteindelijk komt er bos: het climaxecosysteem

www.zootrack.nl

Bas 8 Aanpassingen bij dieren

Dieren zoals die op dit moment leven, zijn het resultaat van aanpassing aan de omgeving waarin zij leven en waaraan zij het beste aangepast zijn, wat ook aan de nakomelingen doorgegeven wordt. Het aanpassen aan de omstandigheden noemt men adaptatie.

Mogelijke aanpassingen:

• aan water: kieuwen, stroomlijn, waardoor minder weerstand van het water plaatsvindt, ondanks groot gewicht geen zwaar skelet.
  
• aan land: bij groter gewicht een zwaarder skelet en stevige poten, aan ondergrond: harde ondergrond: topganger, zachte ondergrond: zoolganger.

poten van vogels

snavels van vogels

kegelsnavel: om zaden te kraken

pincetsnavel: om insecten uit schuilplaats te pikken

haaksnavel: vlees in stukken scheuren

priemsnavel: in de bodem van ondiep water dieren zoeken

zeefsnavel: wateroppervlak afslobberen naar organismen

www.ntr.nl

Bas 9 Aanpassingen bij planten

De twee uitersten qua aanpassing aan licht zijn de zonplanten, die veel licht nodig hebben om te kunnen groeien en schaduwplanten, die optimaal groeien bij weinig licht.

Ook aanpassingen aan de hoeveelheid beschikbaar water is zichtbaar bij planten: de planten die weinig water krijgen, hebben kleine, dikke bladeren en een groot wortelstelsel.

Planten in het water hebben soms wortels, soms niet,

www.ntr.nl

Bas 10 Samenleven

Relaties: met soortgenoten

Gaat altijd om voedsel en voortplanten. Hierbij kan competitie (concurrentie) of samenwerking plaatsvinden.

De relaties lopen alleen soepel als er 'afspraken' staan over rangorde (apen), territorium (wolf), staten (bijen).

relaties tussen 2 soorten

Bas 11 De bodem

Leerdoelen:

• het verschil in bodemeigenschappen tussen zand en klei kennen
• weten wat humus is

De bodem

Humus is belangrijk voor de bodem. Door reducenten worden organische stoffen omgezet in anorganische stoffen. Deze worden door planten als fosfaat, nitraat en andere zouten opgenomen.