FUNKCJONOWANIE I 

OCHRONA EKOSYSTEMÓW 

MORSKICH

 dr TERESA RADZIEJEWSKA

(Zakład Paleooceanologii
ul. Mickiewicza 18, p.118

e-mail: tera@univ.szczecin.pl)

 

 

 

Lektura : 

Duxbury, A.C., Duxbury, A.B., 

Sverdrup, K.A., OCEANY 
ŚWIATA, PWN Warszawa 2002

EGZAMIN

 

 

ŚRODOWISKO 

MORSKIE JAKO 

SYSTEM 

EKOLOGICZNY; 

METODY BADAŃ

 

 

PLANETA OCEAN

Planeta Ziemia: 510 mln km

2

morza i oceany: 71%
zasadnicza część hydrosfery 
w systemie przyrodniczym Ziemi

 

 

SYSTEM PRZYRODNICZY 

(EKOLOGICZNY

)

SYSTEM (układ) = zbiór elementów 

sprzężonych ze sobą w pewną całość 
wyodrębnioną z otoczenia,

pozostających we wzajemnych relacjach
i w relacjach z otoczeniem;

- relacje przyczynowo-skutkowe
- system NIEREDUKOWALNY do cech 
charakterystycznych dla elementów 
składowych

 

 

SYSTEM: organizacja 

(uporządkowanie elementów i 

funkcji) - powiązania materialne i 

funkcjonalne

Różne poziomy organizacji =

 system 

hierarchiczny

- organizm
- populacja
- biocenoza
- ekosystem
- układy 
ekosystemów
- 

Granice ostre

Granice nieostre

 

 

Systemy przyrodnicze = 

SYSTEMY DYNAMICZNE

Stan zmienny w czasie (dynamika = przebieg 

zmian)

czas geologiczny (systemy względnie trwałe, 

niezmienne w określonym przedziale 
czasu); zmienność rekonstruowana

czas historyczny (ekologiczny); zmienność 

postrzegana

Utrzymywanie organizacji systemu = 

przeciwdziałanie rozpadowi = działanie 
wbrew entropii (rozpraszaniu energii)

 

 

Cechy systemów 

przyrodniczych

• OTWARTOŚĆ = wymiana składników materii i 

energii z otoczeniem

• WZROST I ROZWÓJ poprzez dopływ energii oraz 

uleganie przemianom prowadzącym do wzrostu 
złożoności (= EWOLUCJA) - WZROST POZIOMU 
ORGANIZACJI = wzrost ilości elementów i 
różnorodności powiązań

• OPIERANIE SIĘ ZMIANOM (do czasu) poprzez 

modyfikowanie się (=adaptację) dzięki informacji 
(genetycznej - osobniczej i ponadosobniczej)

• ZACHOWANIE ZŁOŻONOŚCI i tendencja do 

OBNIŻANIA ENTROPII (działanie antyentropijne)

 

 

Trwanie systemu: wydatkowanie 

energii dla ADAPTACJI 

(przystosowania)

przez: - reagowanie na bodźce = 

odpowiedź (przystosowanie) do 
warunków stawianych przez otoczenie

Brak możliwości odpowiedzi (adaptacji) 

= destrukcja systemu (śmierć)
znaczenie negatywne i pozytywne 
(zapewnia obieg materii)

 

 

Procesy: 
- funkcje (role)
- interakcje (wzajemne 
oddziaływania)

Poznawane przez:
- obserwacje, pomiary
- modelowanie 

(odwzorowywanie)

Przewidywanie efektów

 

 

Poznawanie struktury i 

funkcjonowania systemów 

przyrodniczych

• Podejście 

redukcjonistycz
ne:

SYSTEM = suma 

właściwości 
części 
(elementów; 
podsystemów)

• Podejście 

holistyczne

SYSTEM = suma 

właściwości części 
(elementów) PLUS

właściwości całego 

zespołu 
elementów

 

 

Podsystemy w globalnym 

systemie środowiska 

morskiego

Podział 

środowiskowy:
- Pelagial 
- Bental

dodatkowe 

podziały ze 
względu na 
gradienty:

- gradient oddalenia 

od brzegu

- gradient głębokości

 

 

Podsystemy w systemie 

środowiska morskiego

Podział 
siedliskowo-
strefowy

1. Estuaria (i ich 

charakterystyczne siedliska)

2. Wybrzeża otwarte (i ich 

charakterystyczne siedliska)

3. Rafa koralowa
4. Pelagial morski
5. Bental szelfu i stoku 

kontynentanego

6. Oceaniczne rejony 

głebokowodne (i ich 
charakterystyczne siedliska)

7. Morskie obszary polarne

 

 

Regulacja procesów

Energetyczna i materialna podstawa 

funkcjonowania ekosystemu: produkcja

Ograniczniki („sterowniki”) funkcjonowania 

ekosystemu morskiego (struktury i procesy 
oceanograficzne: chemizm wody morskiej, 
osady denne, 
zjawiska dynamiczne - falowanie, pływy i 
prądy; klimat i procesy wielkoskalowe; 
czynniki antropogeniczne)

Rozkład materii; eksport materii i energii

 

 

Poznawanie środowiska 

morskiego

Długa historia; terra cognita et incognita
I. 5000 BP - 999 AD

4500 BP nurkowania (Grecja, Chiny)
4000 BP pierwsze żaglowce (Egipt)
 600 BP rejsy Fenicjan
900 AD ekspedycje Wikingów

II. 1000 - 1799 AD

wielkie wyprawy: Kolumb, Magellan, Cook
rozwój techniki eksploracyjnej (dzwon nurkowy)

III. 1800 - dziś

ekspedycje („Challenger”!), laboratoria, technika, 
obserwacje z przestrzeni kosmicznej

 

 

Poznawanie środowiska 

morskiego

 

Zbieranie informacji naukowych:

obserwacje w rejonach przybrzeżnych - stacje 

i laboratoria morskie, nurkowanie

Plymouth (GB)

Southampton
(GB)

Hel (PL)

Woods Hole (USA)

 

 

Poznawanie środowiska 

morskiego

Morskie wyprawy badawcze - statki 

badawcze

 

 

Poznawanie środowiska 

morskiego

Pojazdy podwodne, pojazdy 

bezzałogowe, roboty i landery

 

 

Poznawanie środowiska 

morskiego

Przyrządy i aparatura

 

 

Praktyczne wykorzystywanie 

wiedzy o ekosystemach 

morskich

- żywność (rybołówstwo i 

marikultura)

- surowce:

- mineralne
- biologiczne (farmakologia, 
biotechnologia - zasoby 
genetyczne)

- turystyka i rekreacja

 

 

Praktyczne wykorzystywanie 

wiedzy o ekosystemach 

morskich

Przeciwdziałanie tendencjom, 

procesom i zjawiskom 
negatywnym -

ochrona

 

 

ENERGETYCZNE 

PODSTAWY 
FUNKCJONOWANIA 
EKOSYSTEMU 
MORSKIEGO

 

 

Przypomnienie: Cechy 

systemów przyrodniczych

• OTWARTOŚĆ = wymiana składników materii i energii 

z otoczeniem

• dopływ energii z zewnątrz:

ENERGIA SŁONECZNA zawarta w promieniowaniu 

słonecznym docierającym - w postaci fal świetlnych - 

do powierzchni morza i pod powierzchnię; 

- odbicie - utrata części energii
po przejściu granicy atmosfera-woda:
- załamanie
- rozpraszanie
- selektywne pochłanianie na kolejnych głębokościach

 

 

- selektywne pochłanianie

konsekwencja: stopniowe 
osłabianie 
intensywności oświetlenia ze 
wzrostem głębokości - strefa 
fotyczna i afotyczna

 

 

Dopływ energii słonecznej

Energia słoneczna wykorzystywana 

bezpośrednio przez florę morską

- fitoplankton

- makrofity

przyrost ich biomasy (dzięki obecności soli 

biogennych i zdolności do fotosyntezy) = 
PRODUKCJA PIERWOTNA

 

 

PRODUKCJA PIERWOTNA 

Materialna i energetyczna 

podstawa funkcjonowania 
ekosystemów morskich = 
zachodzenia procesów w tych 
ekosystemach

 

 

Mechanizm produkcji 

pierwotnej : 

fotosynteza

Asymilacja dwutlenku węgla = pochłanianie 

nadmiaru CO

2 

przy obecności soli 

biogenicznych (azotany, fosforany) i 
dopływie energii świetlnej    
wytwarzanie związków organicznych 
magazynujących energię

przyrost biomasy roślin 

(= produkcja pierwotna) 

 

 

„Sterowniki” produkcji 

pierwotnej

• Dostępność światła, jakość 

światła; barwniki fotosyntetyczne 
(głównie chlorofil a)

• dostępność biogenów (azotany, 

fosforany)

• temperatura wody
• usuwanie (wyżerowywanie) - 

sezonowość; 

 

 

Produkcja pierwotna mórz i oceanów na 

tle produkcji pierwotnej innych 

ekosystemów Ziemi

 

 

Rozkład produkcji pierwotnej we 

Wszechoceanie; obszary 

oligotroficzne i eutroficzne

Roczna produkcja pierwotna w oceanie 17-
51x10

9

 t C r

-1

 (średnio 40x10

9

 t C r

-1

)

 

>90% morskiej produkcji pierwotnej = 
fitoplankton; 

rejony najbardziej produktywne: przybrzeżne

 

 

 

Rośliny morskie

Glony:

fitoplankton

makrofity

Morskie rośliny wyższe (naczyniowe)

 

 

Fitoplankton

Grupy (taksony):

okrzemki  wiciowce  zielenice  sinice

sezonowość występowania
zakwity
gatunki toksyczne

Nodularia spumigena

 

 

Sezonowość występowania fitoplanktonu i produkcji 

pierwotnej

 

 

Makrofity

Specyficzne siedliska: 
- łąki trawy morskiej
- lasy laminariowe

 

 

Szczególny przypadek 

produkcji pierwotnej w 

oceanie - 

chemosynteza

• Głębie oceaniczne - 

źródła 
hydrotermalne;

• brak światła, wysoka 

temperatura,

• woda przesycona 

siarkowodorem

• producenci - 

bakterie siarkowe; 
swobodnie żyjące i 
symbiotyczne

 

 

Produkcja wtórna i morskie 

łańcuchy pokarmowe (sieć 

pokarmowa w ekosystemie)

• Zależności pokarmowe; 

sprawność energetyczna 
przepływu energii

Straty energii przy 
przejściu do
kolejnego poziomu
troficznego

 

 

Eksport materii i 

energii

Szlaki eksportu:

– transport poziomy - adwekcja
– transport pionowy - sedymentacja 

- podstawa istnienia i 
funkcjonowania biocenoz bentalu, 
zwłaszcza głębokowodnych; 
zależność od procesów strefy 
fotycznej; rejony oligo- i 
eutroficzne w oceanie

 

 

Sedymentacja i jej 

konsekwencje

• w czasie ekologicznym: 

deponowanie materiału na 
dnie - zasilanie biocenoz 
bentalu w materię i energię

 

 

Sedymentacja i jej 

konsekwencje

• deponowanie i akumulacja 

zanieczyszczeń

 

 

Szczególny przypadek 

sedymentacji - „syndrom 

martwego wieloryba”

 

 

Sedymentacja i jej 

konsekwencje

•

w czasie geologicznym:

  diageneza - przetwarzanie materiału 

sedymentowanego na minerały w osadzie 
dennym; osady biogeniczne i hydrogeniczne)

powstawanie „archiwum
osadowego” - możliwość
rekonstrukcji dawnych
stanów 
(mikropaleontologia)

 

 

Procesy rozkładu

Detrytus i jego „recykling”:

- w toni wody
- na dnie

rola mikroorganizmów: 

mineralizacja materii organicznej 
(produkcja wtórna mikrobów;  
destrukcja - rozkład - detrytusu, 
najczęściej z wykorzystaniem tlenu 
zawartego w wodzie i/lub w osadzie;

powstawanie deficytu tlenowego)

 

 

Ostateczna regeneracja 

biogenów i jej znaczenie

• powrót biogenów do obiegu - 

do strefy powierzchniowej toni 
wody

• upwelling

produkcja

pierwotna