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Corso di formazione integrata scientifica e tecnologica (A.S. 2002/03) Corso di formazione integrata scientifica e tecnologica (A.S. 2002/03)

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Presentazione sul tema: "Corso di formazione integrata scientifica e tecnologica (A.S. 2002/03) Corso di formazione integrata scientifica e tecnologica (A.S. 2002/03)"— Transcript della presentazione:

1 Corso di formazione integrata scientifica e tecnologica (A.S. 2002/03) Corso di formazione integrata scientifica e tecnologica (A.S. 2002/03) Aspetti chimico-fisici e biologici dellambiente "suolo" Modulo 6: Aspetti chimico-fisici e biologici dellambiente "suolo" Daniela Lippi e Maria Rita De Paolis Istituto di Biologia Agroambientale e Forestale Area della Ricerca di Roma1 Montelibretti - Consiglio Nazionale delle Ricerche

2 Come raggiungere l'Area di Roma1-Montelibretti LArea, al km. 29,300 della via Salaria, traversa via della Neve, direzione Palombara Sabina, è raggiungibile da Roma: con la Linea ferroviaria FM1 (Fiumicino Aeroporto-Fara Sabina), una corsa ogni 15 minuti, direzione Fara Sabina; fermata Pianabella di Montelibretti, la prima dopo Monterotondo-Mentana. Il tempo medio di percorrenza è di 30 min. circa dalla stazione Tiburtina. in auto: via Salaria in direzione Rieti, min. circa dal GRA. Lingresso dellArea si trova a poche decine di metri dalla fermata del treno, sulla sinistra salendo verso Palombara.

3 Calendario degli incontri del modulo 6: Aspetti chimico-fisici e biologici dellambiente "suolo" 1. Ecosistema suolo06/02 Artov 2. Pedogenesi13/02 Mlib 3. Turnover della sostanza organica nel suolo20/02 Mlib 4. Ecologia delle popolazioni microbiche del suolo27/02 Mlib 5. Ciclo dellAzoto04/03 Mlib 6. Ciclo del Carbonio13/03 Mlib

4 Aspetti chimico-fisici e biologici dellambiente "suolo" 1. Ecosistema suolo Introduzione Concetti di ecologia Organismi viventi e cicli degli elementi nutritivi Produttori, consumatori e decompositori Proposte di lavoro con gli alunni

5 1. Ecosistema suolo 1. Ecosistema suolo Introduzione Il suolo è una struttura dinamica che hauna origine una vita una fase terminale La qualità e lo stato di salute del suolo sono vitali per la sostenibilità della vita sulla terra: determinano la produzione alimentare la qualità dellambiente lequilibrio globale le molteplici funzioni degli ecosistemi e come conseguenza, la vita di piante, animali, uomo. La qualità del suolo è definita come linsieme delle proprietà fisiche, chimiche e biologiche che forniscono un substrato per la crescita delle piante regolano e ripartiscono lacqua nei diversi comparti del sistema ambientale governano le trasformazioni di composti potenzialmente nocivi per lambiente.

6 Il suolo è una comunità di organismi, ricca di relazioni, nella quale la vitalità e la funzionalità delle popolazioni sono essenziali per lefficienza. La qualità del suolo dipende da Condizioni strutturaliSostanza organica Tuttavia lesistenza dellecosistema suolo si basa sulle comunità microbiche Il suolo stesso è un organismo vivente: il numero di organismi contenuto in circa 10 grammi di suolo può superare 9 miliardi, vale a dire una volta e mezzo lintera popolazione umana.

7 1. Ecosistema suolo 1. Ecosistema suolo Concetti di ecologia Economia deriva ugualmente da oikos + nomics (gestione) Ecologia termine del biologo tedesco Ernst Heinrich Haeckel (1869) deriva da oikos= casa o posto per vivere logos= discorso Quindi,l'ecologia è lo studio della "vita nella casa,in particolare di tutte le relazioni tra gli organismi ed il loro ambiente. gestione del posto in cui si vive Sinecologia = studio delle relazioni tra lambiente e gli organismi che lo popolano Autoecologia = studio di una specie e dei fattori ambientali che la influenzano

8 geosfera idrosfera atmosfera biosfera insieme di tutti gli ambienti naturali esistenti sulla Terra e di tutti gli organismi viventi che li popolano. La biosfera (o ecosfera) comprende la superficie terrestre, con il sottosuolo fino a poche decine di metri di profondità, Biosfera gli oceani, mari, fiumi, laghi... l'atmosfera fino a qualche migliaio di metri di quota.

9 Ecosistema unità funzionale di base, definito come insieme dei componenti biotici e abiotici Fase biotica o biocenosi costituita dalle comunità degli organismi viventi Fase abiotica le condizioni fisiche e chimiche in cui gli organismi vivono Bioma costituito dallinsieme delle associazioni di piante, animali e altri organismi viventi, caratteristico di una particolare area geografica, definito in base al tipo di vegetazione dominante: foresta, tundra …

10 lambiente che presenta tutte le caratteristiche fisico-chimiche favorevoli per la sopravvivenza di una popolazione. E la strada e il numero della casa dove un organismo vive (indirizzo). non si riferisce al luogo dove si trova una data popolazione, ma al suo ruolo funzionale nella comunità. E la funzione di un organismo (professione). Ampiezza ecologica Limiti fisiologici Ecotipi Sovrapposizione di nicchia Corporazioni Interazioni Habitat Nicchia ecologica

11 Ampiezza ecologica, o range di tolleranza, è la capacità di ogni specie di crescere, riprodursi e sopravvivere in un ambiente. E determinata dal livello dei fattori abiotici dellhabitat (temperatura, luce, umidità, pH, potenziale di ossidoriduzione,…) Ogni specie vivente ha dei propri limiti fisiologici di tolleranza, oltre i quali non riesce a sopravvivere e ad avere delle funzioni vitali. un massimo un minimo un ottimale Ecotipo Stenotipo stretto Euritipo ampio Interazione di fattori - Compensazione Fattore limitante Una popolazione ben adattata, con valori ottimali e limiti adattati alle condizioni locali è un

12 Sovrapposizione di nicchia Corporazione = specie della stessa comunità con ruolo e dimensioni di nicchia comparabili. Interazioni = rapporti tra popolazioni che regolano distribuzione e crescita. Possono essere Equivalenti ecologici = specie con simili nicchie, in regioni geografiche diverse. Commensalismo+ 0 Cooperazione+ + Mutualismo (o Simbiosi)+ + Neutralismo 0 0 Competizione- - Amensalismo- 0 Parassitismo+ - Predazione+ - Distanza tra i vertici della nicchia Ampiezza Specie J Specie K Sovrap= posizione Dimensione di nicchia Risorse utilizzate BeneficheNeutreDannose

13 Gli organismi viventi e l'ambiente sono legati tra loro in maniera inseparabile e interagiscono reciprocamente, in modo tale che un flusso di energia porta a una ben definita struttura trofica e ad una ciclizzazione degli elementi nutritivi. Organismi viventi e cicli degli elementi nutritivi 1. Ecosistema suolo

14 Costruzione : da composti inorganici sintesi di sostanza organica fotosintesi - anabolismo Le fasi anabolica e catabolica sono intermedie e rappresentano la costruzione e la demolizione della sostanza organica nell'organismo vivente. Ne costituiscono il metabolismo La sostanza vivente (protoplasma) è soggetta a trasformazioni cicliche. Demolizione : da sostanza organica ripristino dei composti inorganici mineralizzazione - catabolismo

15 Ciclo dellazoto L'azoto è il nutriente più richiesto da tutti gli organismi viventi che lo assumono generalmente sotto forma di ammonio, nitrati e composti organici. Queste forme azotate sono piuttosto scarse nelle acque e nel terreno per cui l'azoto diviene spesso il fattore limitante nello sviluppo e nella crescita di tutti gli organismi viventi.

16 Il carbonio, elemento centrale nella struttura della materia vivente, viene attraverso funzioni diverse e meccanismi di trasferimento che interessano tutti i livelli trofici e lintera biosfera, utilizzato e Ciclo del carbonio prelevato come CO 2 restituito allambiente come CO 2

17 1. Ecosistema suolo Produttori, consumatori e decompositori Tutti gli organismi viventi sono divisi in tre grandi gruppi: Produttori primari organismifotosintetici,aut otrofi Consumatori organismi eterotrofii Decompositori microrganismi batteri e funghi

18 autotrofi: sono gli organismi in grado di sintetizzare molecole biologiche ad alta energia a partire da molecole inorganiche a bassa energia. eterotrofi : sono gli organismi che per il proprio metabolismo utilizzano molecole organiche complesse sintetizzate dagli organismi autotrofi.

19 Catena alimentare Trasferimento di energia alimentare dagli organismi produttori agli organismi consumatori Catene alimentari di pascolo Catene alimentari di detrito Le catene alimentari si dividono in :

20 In una catena alimentare naturale la quantità di energia diminuisce da un livello allaltro, ma la sua qualità, cioè la capacità di compiere un lavoro, aumenta. Il flusso di energia e di materia allinterno di un ecosistema è rappresentato anche dalle PIRAMIDI ECOLOGICHE, o dei numeri o di biomassa, che raffigurano graficamente le biocenosi Flusso di energia Piante terrestri Lucertole Insetti Serpenti Terraferma

21 Corrispondenze Habitat Nicchia Ecosistema Produttore Consumatore Decompositore 1. Ecosistema suolo Proposte di lavoro con gli alunni

22 Cerca gli intrusi Decompositori Consumatori Produttori


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