Kurssi 2 tehtävät
Tältä sivulta löydät vanhoja ylioppilastehtäviä sekä muita hyviä haastavampia tehtäviä kurssi 2:een liittyen.
Tässä sivun sisällysluettelo:
- Ekologian perusteet
- Populaatiot, eliöyhteisöt ja ekosysteemit
- Kaupunkiekologia
- Ympäristöongelmat
- Ekosysteemipalvelut ja kestävä kehitys
Monivalintatehtävät:
1. Mikä seuraavista väittämistä luonnehtii pohjoisia havumetsiä? (yo kevät 2019)
2. Hajottajat ovat tärkeitä osatekijöitä ekosysteemissä. Mikä seuraavista väittämistä kuvaa hajottajien toimintaa? (yo kevät 2019)
3. Mikä seuraavista termeistä kuvaa ekosysteemin trofiatasoja? (yo kevät 2019)
4. Mikä seuraavista tapahtumista kuvaa sukkessiota? (yo kevät 2019)
sukkessio tarkoittaa tietyllä paikalla tapahtuvaa lajiston (vähittäistä) muuttumista.
5. Ilmakehän typpeä pystyvät sitomaan: (yo syksy 2018)
typensitojabakteerit kykenevät tähän
6. Mikä seuraavista käsitteistä tarkoittaa sitä energiaa, jonka kukin trofiataso käyttää omiin elintoimintoihinsa? (yo kevät 2018)
7. Mikä seuraavista ilmaston lämpenemiseen liittyvistä väitteistä on virheellinen? (yo syksy 2018)
Asia on päinvastoin: lämpötila nousee napa-alueilla enemmän kuin tropiikissa
8. Mikä seuraavista käsitteistä tarkoittaa ravinteiden vapautumista järven pohjasta hapettomissa olosuhteissa? (yo kevät 2018)
9. Isopanda on eurooppalaisen karhun sukulainen, joka käyttää ravinnokseen lähes yksinomaan bambua, ja jota tavataan luonnonvaraisena ainoastaan Kiinassa. Panda on siis laji, … (lääk. pääsykoe 2018)
10. Mikä/mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkaansa? (lääk. pääsykoe 2015)
Please select 3 correct answers
11. Millä seuraavista on pienin ekologinen tehokkuus? (lääk. pääsykoe 2019)
Ekologinen tehokkuus on hyötysuhde, joka kertoo kuinka suuri osuus eläimen ravinnon energiasta sitoutuu sen kudoksiin. Koiranpentu on kasvuiässä, joten sen ravinnon energiasta sitoutuu suurempi osa sen kudoksiin, kuin poron.
12. Kuinka monta prosenttia kasvit keskimäärin voivat hyödyntää saamastaan auringon energiasta fotosynteesin avulla? (lääk. pääsykoe 2019)
13. Mikä/mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkaansa? (lääk. pääsykoe 2016)
Please select 4 correct answers
happea siirtyy järven pohjaan, mutta ravinteita kulkeutuu pohjalta pinnalle
14. Mikä on nettoperustuotannon keskimääräinen osuus kokonais- eli bruttotuotannosta? (lääk. pääsykoe 2016)
15. Paljonko täysikasvuisen kasvinsyöjän (esim. jänis, lammas tai lehmä) käyttämän ravinnon energiamäärästä varastoituu sen kudoksiin? (lääk. pääsykoe 2016)
16. Mikä on tyypillistä kaupunkiekosysteemille? (lääk. pääsykoe 2019)
17. Mikä seuraavista typen yhdisteistä edistää eniten kasvihuoneilmiötä? (lääk. pääsykoe 2017)
18. Mikä seuraavista tekijöistä edistää eniten syanobakteerien loppukesän massaesiintymisiä Itämeressä? (lääk. pääsykoe 2017)
sisäinen kuormitus
19. Itämeren norppien ja harmaahylkeiden lisääntymiskyky heikkeni 1970-luvulla kohdunkurouma-sairauden takia. Nykyisin tätä sairautta esiintyy huomattavasti vähemmän. Mikä ympäristömyrkkyjä vähentävistä toimenpiteistä on vaikuttanut tähän eniten? (lääk. pääsykoe 2017)
20. Mikä/mitkä väitteistä pitävät paikkaansa? Kadmium on raskasmetalli, jota kertyy muun muassa … (lääk. pääsykoe 2013)
Please select 2 correct answers
21. Mikä on maapallon ekologinen kapasiteetti eli biologisesti tuottava maa-ala asukasta kohti (pyöristettynä puolen hehtaarin tarkkuudella?) (lääk. pääsykoe 2017)
Ekologian perusteet
1. Yhdistä käsitteet oikeisiin sanaselityksiin.
1.f 2.b 3.d 4.a 5.c 6.e
2. a) Millä tavoin eri ympäristötekijät vaikuttavat kasvien fotosynteesiin?
b) Miten eri kasvit ovat sopeutuneet erilaisiin ympäristöoloihin fotosynteesin suhteen? Mainitse myös esimerkkejä. (biologian pääsykoe 2014)
a)
kasvien fotosynteesiin vaikuttavia ympäristötekijöitä:
- valon määrä ja sen aallonpituus (sininen ja punainen parhaita fotosynteesille, vihreä heijastetaan pois)
- hiilidioksidi on usein rajoittava tekijä
- vedellä on tärkeä rooli ravinteiden kuljetuksessa, ilmarakojen sulkeminen kuivassa tai tuulessa (vedenhukan
vähentämiseksi) minkä vuoksi hiilidioksidia pääsee vähemmän lehden ilmaraoista solukoihin - hiilidioksidia ja vettä tarvitaan fotosynteesissä lähtöaineina
- lämpötila: fotosynteesi alkaa 0°C yläpuolella, kasvukausi käynnistyy +5°C lämpötila lisää fotosynteesiä +20–25°C jopa 30°C saakka minkä jälkeen (soluhengitys lisääntyy) ja fotosynteesiteho laskee. + 40°C jälkeen fotosynteesi vähenee ja lakkaa nopeasti entsyymien tuhoutuessa
- ravinteet: lannoittaminen lisää fotosynteesiä, pigmenttien ja entsyymien rakennusaine, kolme pääravinnetta ja niiden käyttötarkoitukset: typpi entsyymeissä, fosfori ATP:ssa, magnesium keskusatomina
- ilmansaasteet ja ympäristömyrkyt haittaavat yhteyttämistä
- UV-säteily haittaa yhteyttämistä
b)
- valokasvi, esim. auringonkukka,
harakankello, kissankello, päivänkakkara, mänty - varjokasvi, esim. metsätähti,
käenkaali=ketunleipä - kasvumuodolliset sopeumat, esim. maanmyötäinen kasvutapa kuivuuden ja tuulisuuden välttämiseksi, korkeakasvuisuus valokilpailun
vuoksi, lehtipinta-ala - sopeumat äärilämpötilojen ja kuivuuden/liian kosteuden välttämiseksi
esim. karvat, ilmaraot kuopissa, veden haihduttaminen, paksu vahakerros (esim. puolukka),
veden varastointi (esim. kaktus, maksaruoho), syväjuurisuus, laaja pintajuuristo - vesikasvien sopeumat, esim. hiilidioksidi otetaan veteen liuenneena tai kasvumuodot (esim. lumme) tai sopeuma käyttämään syvälle yltäviä valon aallonpituuksia
- pohjoisessa sopeuduttu lyhyeen kasvukauteen kompensoimalla kasvua valoisina öinä
- fotosynteesityypit C3, C4, CAM-kasvit
3. Jääkarhusta on tullut ilmanstonmuutoksen symboli. Mitkä eri bioottiset ja abioottiset tekijät voivat ilmaston lämpenemisen seurauksena heikentää jääkarhun edellytyksiä selvitä? Tarkastele asiaa yksilön, populaation ja lajin kannalta. (yo syksy 2013)
- Abioottiset tekijät: Keskilämpötilan kohoaminen muuttaa lajin elinympäristöä. Jäätiköt ja jääpeite supistuvat, jolloin tulee vaikeuksia lisääntymisessä ja ravinnonhankinnassa.
- Bioottiset tekijät: Ravinnonsaanti heikentyy, koska jääkarhun pääravintona ovat hylkeet, joita se pyydystää avannoista. Valkoinen ei toimi suojavärinä sulan maan aikana. Ilmaston lämpeneminen vaikuttaa välillisesti koko polaarialueen ravintoverkkoon, josta jääkarhu on
riippuvainen. Ilmaston lämpeneminen voi lisätä loisten ja tautien esiintymistä. - Yksilön kannalta saalistaminen vaikeutuu, koska laji on sopeutunut lumi- ja jäätikköoloihin. Ravinnon haussa eläin harhautuu lähelle ihmistä, jolloin vaino lisääntyy. Nälkiintyneet ja huonokuntoiset eläimet kärsivät loisista ja taudeista, niiden kasvu hidastuu.
- Populaatioiden pienentyessä lisääntymiskumppanin löytyminen vaikeutuu ja reviiririidat yleistyvät. Pirstaloituneiden populaatioiden geenipoolit pienenevät ja yksipuolistuvat. Sisäsiittoisuus kasvaa. Syntyvyys vähenee ja kuolleisuus kasvaa.
- Lajina jääkarhu on vaarantunut, ja sen uhanalaisuusaste kasvaa koko ajan. Eläintarhakasvatus ei poista jääkarhun uhanalaisuusongelmaa.
Populaatiot, eliöyhteisöt ja ekosysteemit
4. Miten kalastus vaikuttaa kohdelajin populaatiodynamiikkaan ja ravintoverkkojen rakenteeseen? Määrittele keskeiset käsitteet ja erittele seuraukset sekä populaatiolle että eliöyhteisölle. (biologian pääsykoe 2017)
Määritelmiä
- populaatio: Samaan aikaan samalla alueella elävät saman lajin yksilöt, jotka kykenevät saamaan lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä keskenään
- populaation koko = syntyvyys – kuolleisuus + immigraatio – emigraatio
- ympäristön kantokyky: Kantokyky on sellainen määrä tietyn eliölajin yksilöitä, jonka jokin ympäristö pystyy elättämään.
Kohdepopulaation dynamiikka
- lisää kohdelajin kuolleisuutta, jolloin populaatio pienenee tai jopa katoaa
- valikoiva kalastus vaikuttaa populaation ikäjakaumaan, yksilöiden kokojakaumaan ja näiden kautta syntyvyyteen
- lajin sisäinen kilpailu vähenee
Vaikutukset ravintoverkkoon
- eliöyhteisön rakenne muuttuu
- saalistussuhteet muuttuvat: vaikutus kalansyöjiin, jos kohteena petokala, niin saalislajipopulaatio(t) runsastuu, jos kohteena saaliskala, niin petolajipopulaatio pienenee
- vaikutusta myös alempiin trofiatasoihin
- kohdelajin kalastus vaikuttaa enemmän spesialistisaalistajan kuin generalistisaalistaja populaatiokokoon
- kilpailusuhteet: kohdelajin saalistajien (petojen) kilpailu kasvaa, kohdelajin trofiatasolla olevien kilpailu vähenee, kohteen saalislajien kilpailu kasvaa
Muut vaikutukset
- sivusaalis
- negatiivinen vaikutus monimuotoisuuteen
5. Kuvat 1a ja 1b esittävät köynnöstävää humalanvierasta eli nokkosvierasta, joka on lehdetön ja lehtivihreätön kasvi ja joka saa kaiken kasvuun, kukintaan ja siementuotantoon vaadittavan ravinnon varressaan olevien imujuurien avulla (kuva 1b) isäntäkasvista (kuvassa nokkonen). Kuva 2 esittää kuusenoksalla kasvavaa jäkälää.
Millaisia lajienvälisiä suhteita edustavat kuvissa olevat
a) humalanvieras
b) jäkälä?
Kuvaa suhteiden pääpiirteet. (yo syksy 2015)
a)
- Humalanvieraan ja nokkosen välillä vallitsee loissuhde, jossa humalanvieras (loinen) elää täysin nokkosen (isäntä) kustannuksella. Loinen vahingoittaa, mutta ei yleensä tapa isäntää.
- Humalanvieras saa kaiken ravintonsa nokkosesta, mikä mahdollistaa mm. humalanvieraan lisääntymisen. Koska humalanvieraalla ei ole lehtivihreää, se ei pysty yhteyttämään eikä siten tuottamaan glukoosia.
b)
Jäkälässä ilmenee kaksi yhteiselämän muotoa:
- Molempia osapuolia hyödyttävä mutualistinen suhde sienen ja syanobakteerin välillä. Syanobakteerit ovat yhteyttäviä eliöitä, jotka tuottavat auringonvalon energian, veden ja hiilidioksidin avulla orgaanisia ravinteita itselleen ja sieniosakkaalle. Sieni
puolestaan suojelee levää kuivumiselta ja kuljettaa sille veden mukana kasvualustasta hankkimiaan mineraaleja. - Puun ja jäkälän välinen suhde edustaa kommensalismia eli pöytävierassuhdetta, jossa epifyyttinä kasvava jäkälä hyötyy puusta kasvupaikkana (esim. valo), mutta ei ota ravintoa
puusta eikä oleellisesti haittaa puun elämää.
6. Millaisia vuorovaikutussuhteita voi esiintyä kahden lajin välillä? Selitä esimerkein miten nämä suhteet voivat toimia luonnonvalintana ja ohjata evoluutiota. (biologian pääsykoe 2012)
Lajien väliset suhteet:
- Lajienväliset suhteet voivat vaikuttaa lajeihin joko positiivisesti, negatiivisesti tai niillä ei ole vaikutusta
- Mutualismilla tarkoitetaan kahden lajin suhdetta, jossa kumpikin hyötyy (+/+).
- Kilpailua voi esiintyä kahden lajin välillä esimeriksi ravinnosta tai pesäpaikoista (resurssikilpailu), vaikutus usein molemmille negatiivinen (-/-)
- Saalistuksella tarkoitetaan lajienvälistä vuorovaikutussuhdetta, jossa toinen laji hyödyntää toista (esimerkiksi peto-saalis, kasvi-herbivori, loisinta) (+/-).
- Kommensalismilla tarkoitetaan kahden lajin välistä
vuorovaikutussuhdetta, jossa toinen osapuoli hyötyy ja suhde on toiselle merkityksetön esimerkiksi pöytävieraus (+/0). - (Ammensalismilla tarkoitetataan kahden lajin välistä
vuorovaikutussuhdetta, jossa toinen osapuoli kärsii vaikka toiselle ei siitä ole vaikutusta (-/0).)
Luonnonvalinta ja vuorovaikutussuhteet:
- Valinta vaikuttaa populaatioissa perintötekijöiden lukusuhteisiin suosimalla kelpoisuudeltaan parhaita yksilöitä ja siten johtaa näiden perintötekijöiden yleistymiseen populaatiossa
- Valinta voi olla:
- Suuntaavaa joka suosii ominaisuuden tiettyä ääripäätä.
- Hajottavaa, eli suosia tietyn ominaisuuden ääripäitä.
- Tasapainottava, eli valinta suosii keskimääräisiä yksilöitä
Esimerkit jokaisesta, esimerkkien oltava kuitenkin kaikkien
eri vuorovaikutussuhdekategoriasta (+/+, -/-, +/-) Esimerkeistä tulee ilmetä selvästi mekanismi, esim:
- Peto-saalissuhde vuorovaikutuksena voi suosia saalislajeissa nopeimmin liikkuvaa, jotka pääsevät saalistajaa pakoon sekä pääsevät lisääntymään, jolloin populaation keskijuoksunopeus voi kasvaa tai peto-saalissuhde voi suosia taustaansa paremmin sopeutuvaa väritystä, koska näkyvät yksilöt jäävät helpommin pedon suuhun ja vain taustaansa sopeutuvat pääsevät lisääntymään.
vuorovaikutussuhde ohjaa evoluutiota:
- Kilpailu vuorovaikutuksena voi johtaa siihen, että välttääkseen kilpailua kahden eri lajin yksilöt eriytyvät ravinnonkäytön suhteen, koska eri tavalla ravintoa käyttävät pystyvät lisääntymään paremmin.
- Symbioottiinen suhde voi johtaa rinnakkaisevoluutioon, jossa kummankin lajin rakenteet sopeutuvat aina vain paremmin toisiinsa, esimerkiksi pölyttäjähyönteisten kärsän pituus ja kasvin emin vartalon pituus sopivat paremmin ja paremmin toisiinsa.
7. a) Mistä metsätyypistä on alla olevassa kuvassa kysymys? Luonnehdi kyseisen metsätyypin erityispiirteitä.
b) Nimeä viisi kasvilajia, jotka ovat ominaisia tälle metsätyypille.
c) Pohdi, miten ihmisen toiminta on vaikuttanut kyseisen metsätyypin metsiin Suomessa. (yo kevät 2019)
a) Kyseessä on lehto:
- Metsässä on lehtometsälle tyypillistä puustoa, esimerkiksi jaloja lehtipuita.
- Kenttäkerroksessa on runsaasti ruohovartisia lajeja.
- Pohjakerroksessa ei ole jäkäliä.
- Metsässä on rehevä/ravinteikas ja kalkkipitoinen maaperä.
- Metsän maannos on multaa.
b) Vastauksessa on nimetty viisi lehdoille tyypillistä kasvilajia. Esimerkiksi seuraavat lajit hyväksytään:
- Lehdoille tyypillisiä lehtipuita ovat esim. tammi, (metsä)lehmus, saarni, (metsä)vaahtera, vuorijalava, kynäjalava, tuomi ja tervaleppä.
- Lehdoille tyypillisiä pensaita ovat esim. pähkinäpensas, lehtokuusama, taikinamarja, punaherukka ja koiranheisi.
- Lehdoille tyypillisiä sammalia ovat esim. lehväsammalet, lehtoruusukesammal ja isomyyränsammal.
- Lehdoille tyypillisiä sanikkaisia ovat esim. kotkansiipi, metsäalvejuuri ja hiirenporras.
- Lehdoille tyypillisiä ruohovartisia kasveja ovat esim. valkovuokko, sinivuokko, käenkaali, oravanmarja, imikkä, sudenmarja, kielo, mesiangervo, nokkonen, metsäkurjenpolvi, lehto-orvokki ja vuohenputki.
Myös muut tyypilliset lehtolajit hyväksytään. Lajistossa otetaan huomioon lehtojen maantieteellinen eroavuus Suomen eri alueilla.
c)
- Lehtometsissä on rehevä maaperä, joten niitä on raivattu paljon maanviljelystarkoituk-
siin. - Lehtoja on hyödynnetty eläinten laidunnukseen.
- Nykyään lehtometsiä pyritään myös hoitamaan esimerkiksi mahdollistamalla eläinten laiduntaminen alueella (erityisesti ns. perinnebiotoopeissa).
- Ihminen on hyödyntänyt lehtojen puustoa metsätaloudessa, esimerkiksi hakkaamalla lehtojen kuusikoita.
- Myös lehdoissa kasvavia jalopuita (esim. tammi) on hyödynnetty.
- Lehtoja on raivattu asutuksen, rakennusten ja teiden tieltä, etenkin Etelä-Suomessa.
- Nykyään lehtometsien vähenemistä pyritään ehkäisemään useilla eri tavoilla. Monet lehtometsät ovat nykyään virkistysalueita, joissa tapahtuu retkeily- ja virkistystoimintaa.
- Monet lehtometsäalueista on nykyään suojeltu ja useat lehtometsien lajit on rauhoitettu.
8. a) Millaisissa olosuhteissa suolla syntyy turvetta?
b) Mitä haittoja turpeen nostolla on suoluonnolle ja läheisille vesiekosysteemeille?
c) Millä tavoin soiden hyötykäyttö vaikuttaa hiilen kiertoon? (yo kevät 2018)
a)
- Turvetta syntyy kasvimateriaalista kosteassa tai märässä ja happamassa ympäristössä, jossa on vähän happea. Prosessi on hidas.
- Viileä ilmasto edistää turpeen kertymistä, sillä viileässä veden haihtuminen on vähäistä ja hajoaminen hidasta.
b)
- Turpeen nosto hävittää suoluonnon kokonaan kyseiseltä paikalta, jolloin suolle tyypilliset rahkasammalet, putkilokasvit ja linnusto taantuvat. Suoluonnolle tyypillisiä kasvi‐ ja eläinlajeja voi joutua sukupuuton partaalle.
- Läheiset vesiekosysteemit kärsivät happamasta suovedestä. Se tuo myös mukanaan
huomattavan määrän humusta, joka värjää veden ruskeaksi. - Suolta tulevien vesien mukana vesistöihin siirtyy myös elohopeaa.
- Luonnontilaiset suot toimivat vesivarastoina, jotka tasaavat keväisiä tulvahuippuja.
c)
- Luonnontilaiset suot toimivat hiilinieluina, sillä turpeeseen varastoituu huomattavat määrät suokasvien sitomaa hiilidioksidia.
- Turpeen nosto lisää hiilidioksidin vapautumista, mikä kiihdyttää ilmastonmuutosta.
- Mikäli turve käytetään energiantuotantoon, sen sisältämä hiili vapautuu hiilidioksidina ilmakehään.
- Jos turve käytetään kasvuturpeena, se alkaa lahota (korkean pH:n ja happipitoisuuden seurauksena) ja hiili vapautuu hiilidioksidina ilmakehään.
- Kuivatus ja turpeen nosto vähentävät metaanin vapautumista suosta ilmakehään.
- Mikäli ojitettu suo metsitetään, puut sitovat hiilidioksidia, jolloin alue voi kääntyä taas hiiltä sitovaksi ekosysteemiksi.
9. Selitä, mitä ravintoketjussa heinäkasvi-rusakko-kettu tapahtuu
a) heinäkasvin tuottamille proteiineille,
b) heinäkasvin sokeriin sitomalle hiilelle,
c) sille energialle, joka ei siirry ravintoketjussa seuraavalle portaalle (yo kevät 2016)
a)
- Heinäkasvin (tuottaja) valmistamat proteiinit joutuvat rusakon (kuluttaja, kasvinsyöjä) ruoansulatuselimistössä alttiiksi proteaaseille, jotka pilkkovat ne aminohapoiksi.
- Rusakko, ja sen jälkeen kettu (kuluttaja, petoeläin) käyttävät aminohappoja proteiinisynteesiin (osan mahdollisesti glukoosin tuotantoon).
- Osa proteiineista joutuu ravintoketjusta sivuun kasvinosien maatuessa, rusakon ja ketun eritteissä ja eliöiden kuollessa.
- Maaperän hajottajat hajottavat proteiinit lopulta hiilidioksidiksi ja ravinteiksi (typpi, fosfori, rikki jne.).
b)
- Heinäkasvin fotosynteesissä glukoosiin sitoma hiili käytetään muiden orgaanisten yhdisteiden (valtaosaltaan proteiinit, rasvat ja sokerit, ATP) valmistamiseen (biomassan kasvu).
- Osa hiilestä vapautuu ympäristöön hiilidioksidina heinäkasvin soluhengityksessä.
- Kun rusakko on syönyt heinäkasvin, sen sisältämät orgaaniset yhdisteet hajotetaan rusakon ruuansulatuselimistössä ja niissä ollut hiili käytetään rusakon tarvitsemien uusien orgaanisten molekyylien ja yhdisteiden valmistamiseen. Ketun syödessä rusakon käy samalla tavoin.
- Osa hiilestä poistuu ravintoketjusta eläinten hengityksessä, ulosteissa ja eliöiden maatuessa.
c)
- Ravintoketjun kaikilla tasoilla merkittävä osa energiasta kuluu elintoimintojen ylläpitoon ja menee sivuun ravintoketjusta = energian ohivirtaus.
- Heinäkasvilla energian ohivirtaus on suhteellisen pientä, ja sitä tapahtuu pääosin soluhengityksessä.
- Rusakolla ja ketulla suurin osa energiasta (n. 90 %) kuluu elintoimintoihin (kuten tasalämpöisyyden ylläpito, hengitys ja muu aineenvaihdunta, liikkuminen) ja vapautuu lämpönä.
- Eläinten ulosteissa ja eliöiden kuollessa energiaa siirtyy hajottajille eikä siirry kyseisessä ravintoketjussa seuraavalle portaalle.
10. Seuraavissa kuudessa aineiden kiertoon liittyvässä väittämässä (a-f) on kussakin virhe tai virheitä. Mitkä nämä virheet ovat? Perustele vastauksesi. (yo kevät 2015)
a) Hernekasvien juurinystyröissä tapahtuvassa biologisessa typensidonnassa on kyse mutualistisesta suhteesta, jossa typensitojabakteerit käyttävät energian lähteenään ilmakehän
typpikaasua ja kasvi saa käyttöönsä typpeä.
b) Nitrifikaatiobakteerit tuottavat proteiineja, jotka ovat kasvien tärkein typen lähde.
c) Lannoitteiden valmistuksessa sidotaan teollisesti ilmakehästä fosforia ja typpeä kasveille käyttökelpoiseen muotoon.
d) Rehevöityneessä järvessä pohjaan vajoava eloperäinen aines vapauttaa happea pohjaeliöiden käyttöön.
e) Ulkoisella kuormituksella tarkoitetaan ravinteiden vapautumista liukoiseen muotoon pohjan hapettomissa oloissa, mikä edistää vesistön rehevöitymistä.
f) Järvessä tapahtuu syksyllä täyskierto, kun +1 °C lämpötilaan jäähtynyt, happipitoinen ja runsaasti ravinteita sisältävä vesi painuu pohjaan
a) Typensitojabakteerit eivät saa energiaa typpikaasusta vaan isäntäkasvilta hiilihydraatteina. (Ilmakehän typpikaasun sitominen kuluttaa energiaa, ei vapauta sitä.)
b) Proteiinit eivät ole kasvien tärkein typen lähde. Nitrifikaatiobakteerit tuottavat nitraatteja, jotka yhdessä ammoniumionien kanssa ovat kasvien tärkeimmät typen lähteet.
c) Ilmakehässä ei ole fosforia. Fosforia (fosfaatteja) saadaan maaperän mineraaleista. (Typpilannoitteita voidaan valmistaa sitomalla ilmakehän typpeä Haber–Bosch‐menetelmällä).
d) Pohjaan vajonnut eloperäinen aines ei vapauta vaan kuluttaa hajotessaan happea.
e) Kyseessä on sisäinen kuormitus. Ulkoisella kuormituksella tarkoitetaan valuma‐alueelta vesistöön tulevaa kuormitusta.
f) Veden lämpötila (+1 °C) ja kuvaus veden runsaasta ravinnepitoisuudesta ovat virheellisiä. Vesi on tiheimmillään lämpötilassa +4 °C, ja syksyn täyskierto tapahtuu, kun vesi on jäähtynyt tähän lämpötilaan. Pohjaan vajoava kylmä vesi ei ole runsasravinteista.
Kaupunkiekologia
11. Kapunkiekosysteemin erityispiirteet ja siihen vaikuttavta tekijät. (biologian pääsykoe 2007)
Kaupunkiluonto:
- ihmisen muokkaama, evolutiivisesti nuori ympäristö
- ekologiset prosessit ja ilmiöt samat kuin luonnonympäristössä
- kaupunkiekologia tieteenalana ja kaupunkisuunnittelun tukena
Abioottiset ympäristötekijät:
- kohonnut lämpötila, kasvukauden pituus
- kohonnut sademäärä
- sadevesiviemärit
- ilmansaasteet
- keinovalo
- haitalliset kemikaalit
- rehevöittävät aineet
- pirstaleisuus
- melu
- aineiden kierto avointa ja ihmisten säätelemää
Kapunkiekosysteemin toimintaan liittyvät erityispiirteet:
- tuottajia vähän, hajottajia vähän
- ravinnonhankinta (ruokintapaikat ja jätteet)
- sukkession alkuvaihe
- ekolokeroiden suuri lukumäärä, eliöiden ekologinen laaja-alaisuus
- tulokas- ja kulttuurilajit
- reunavaikutus ja biodiversiteetti
Kaupunkieläimet ja -kasvit:
- esimerkkejä kasveista (pihasaunio, pujo, lehmus, syreeni jne.)
- esimerkkejä nisäkkäistä (rusakko, orava, siili, rotta, hiiri jne.)
- esimerkkejä linnuista (kesykyyhky, varpunen, varis, harakka jne.)
Ympäristöongelmat
11. a) Mitkä ovat ihmisen toimintaan liittyvät (antropogeeniset) hiilidioksidin (CO2), metaanin (CH4), dityppioksidin (N2O) ja fluorattujen hiilivetyjen (esim. CFC ja HFC) keskeiset päästölähteet?
b) Miksi kasvihuonekaasut voimistavat kasvihuoneilmiötä? (yo syksy 2018)
a)
- Hiilidioksidi (CO2): fossiilisten polttoaineiden (öljy, kivihiili, maakaasu ja turve) ja muiden orgaanisten aineiden polttaminen, (trooppisten) metsien tuhoaminen, maan muokkaus, liikenteen pakokaasut.
- Metaani (CH4): kivihiilikaivokset, kaasukentät, riisinviljely, kaatopaikat (mätänevä orgaaninen jäte), jäteveden käsittely, maaperän muokkaaminen, nautakarjatalous (ruoansulatuskanavan bakteeritoiminta), ikiroudan sulaminen.
- Dityppioksidi (typpioksiduuli) (N2O): typpilannoitteiden käyttö ja maaperän mikrobitoiminnan muutokset, karjanlanta, polttoprosessit ja katalysaattorien käyttö.
- Fluorattuja hiilivetyjä (esim. CFC, HFC) syntyy ainoastaan ihmistoiminnan tuloksena: käyttö sähkö- ja elektroniikkateollisuudessa (esim. kylmä- ja ilmastointilaitteet), palontorjunta-aineissa, muovien valmistuksessa sekä aerosoleina ja liuottimina.
b)
- Kasvihuonekaasut muodostavat ilmakehään kaasukerroksen, joka
päästää läpi auringosta tulevan lyhytaaltoisen säteilyenergian, mutta absorboi maan pinnan säteilemää pidempiaaltoista lämpösäteilyä ja estää siten energian palautumista avaruuteen. - Osa lämpösäteilystä myös palautuu takaisin maan pinnalle.
- Kasvihuonekaasujen pitoisuuksien kasvu voimistaa kasvihuoneilmiötä, jonka seurauksena on ilmakehän ja maan pinnan lämpeneminen ja siitä johtuva ilmastonmuutos.
- Ilmaston lämpeneminen on suhteellisesti voimakkainta napa-alueilla.
12. Ilmaston odotetaan muuttuvan ihmisen vaikutuksesta Suomessa ja koko maapallolla. Lämpötilan nousun odotetaan olevan suurempaa talvella kuin kesällä. Talvella sataa eri muodoissaan 10-40% nykyistä enemmän, mutta kesällä sademäärän muutos on todennäköisesti pieni.
Millaisia vaikutuksia edellä mainituilla muutoksilla on Suomen oloissa luonnon ekosysteemeihin sekä maa- ja metsätalouteen? (yo syksy 2014, muokattu)
Luonnon ekosysteemit
- Lämpenemisen seurauksena kasvukausi pitenee.
- Kevään fenologiset (vuodenaikaan liittyvät) ilmiöt tapahtuvat nykyistä aikaisemmin: esimerkiksi silmujen puhkeaminen sekä muuttolintujen saapuminen ja pesintä aikaistuvat.
- Muuttuvasta fenologiasta voi seurata ongelmia, jos esimerkiksi tietyn kasvilajin kukkimisen ja pölyttäjän kehittymisen vasteet lämpenemiseen eroavat toisistaan.
- Eteläisten lajien levinneisyysalueet siirtyvät pohjoiseen päin, tunturien lajit ylöspäin; erityistä haittaa lämpenemisestä voi olla pohjoisille lajeille.
- Metsäraja siirtyy tuntureilla ylöspäin.
- Eteläiset vieraslajit voivat yleistyä.
- Koska eri lajien vasteissa lämpenemiselle on eroja, eliöyhteisöjen koostumus voi muuttua.
- Lumipeitteinen aika lyhenee, mikä voi haitata lumesta riippuvaisten lajien talvehtimista.
- Järvissä jääpeitteen kesto lyhenee; kesän lämpötilakerrostuneisuuden aika pitenee, kun
kevään täyskierto aikaistuu ja syyskierto myöhentyy. - Lisääntyvä sadanta erityisesti talvikaudella voi lisätä ravinteiden huuhtoutumista maaekosysteemeistä vesistöihin ja Itämereen, mikä pahentaa rehevöitymistä.
- Kylmistä vesistä hyötyvien lohikalojen kannat voivat taantua.
- Lämpötilan ja sadannan muutokset vaikuttavat tulvien esiintymiseen.
- Merenpinnan kohoaminen voi aiheuttaa ongelmia etenkin rannikkoalueilla.
- Jokien virtaama Itämereen kasvaa, mikä pienentää meriveden suolapitoisuutta.
Maa- ja metsätalous:
- Lämpeneminen lisää metsien kasvua.
- Kesän kuivat kaudet voivat kuitenkin vähentää kasvua.
- Yleisimpien puulajien valtasuhteet muuttuvat; koivu ja mänty yleistyvät kuivilla paikoilla, ja jalojen lehtipuiden kasvun edellytykset paranevat.
- Lämpeneminen vähentää roudan muodostumista, minkä seurauksena maan kantavuus heikkenee ja talvinen puunkorjuu vaikeutuu.
- Myrskyt voivat yleistyä, mikä lisää tuulituhoja.
- Pitenevän kasvukauden vuoksi uusien viljelykasvilajikkeiden ja -lajien kasvatus on mahdollista (esimerkiksi rehumaissi ja auringonkukka).
- Syksyllä kylvettävien viljalajikkeiden viljelyn edellytykset paranevat, mikä voi lisätä satoa.
- Lämpeneminen voi tuoda uusia tauteja ja tuholaisia; tämä koskee maa- ja metsätalouden lisäksi myös luonnon ekosysteemejä.
- Edellinen lisää suojeluaineiden käytön tarvetta.
13. Millaisia ongelmia typpeä sisältävät yhdisteet aiheuttavat joutuessaan valumavesien mukana vesiekosysteemeihin? Miten typpeä poistuu vesiekosysteemeistä? (yo kevät 2013)
Typen aiheuttamat ongelmat vesiekosysteemeissä:
- Typpi on kasvien pääravinne, ja sen puute on normaalioloissa kasvua rajoittava tekijä.
- Kun typpeä joutuu vesiekosysteemeihin, se aiheuttaa rehevöitymistä (levien kasvu, vesikasvien kasvu), mikä voi johtaa pimeänä vuodenaikana jääpeitteen alla hapettomuuden syntyyn. Vesien pohjaan vajoava orgaaninen materiaali voi aiheuttaa myös syvänteiden hapettomuutta.
- Lisääntynyt typpikuormitus voi aiheuttaa myös veden samentumista, kalakuolemia ja järviruokokasvustojen lisääntymistä.
Miten typpeä poistuu vesiekosysteemeistä:
- Kasvibiomassaan sitoutunut typpi voi poistua esimerkiksi ruoppauksen ja niiton yhteydessä.
- Kertymällä orgaanisessa materiaalissa vesistöjen pohjasedimentteihin.
- Denitrifikaatiobakteerien toiminnan tuloksena, jolloin nitraattityppi muuttuu typpikaasuksi, joka vapautuu ilmakehään. Tätä tapahtuu hapettomissa olosuhteissa.
- Sitoutumalla eläinten (erityisesti kalat) biomassaan (valkuaisaineet). Maalla elävät pedot ja kalastus poistavat eläinbiomassaa vesiekosysteemistä.
- Järviekosysteemeistä valumaveden mukana mereen.
- Syanobakteerien kyky sitoa typpikaasua hidastaa typen poistumista.
14. Teollisuuden rikki- ja typpipäästöt aiheuttavat hapanta laskeumaa, jolla on monia vaikutuksia metsäekosysteemiin. Selosta mekanismit, joilla hapan laskeuma heikentää havupuiden kasvua. (lääk. pääsykoe 2016)
Happaman laskeuman suora vaikutus neulasiin:
- neulasten pintakerroksen vahingoittuminen
- altistuminen vieraille aineille, kuivumiselle ja tuholaisille
- vahanukan vahingoittuminen ja sen seuraukset
- rikkidioksidin vaikutus fotosynteesiin
- neulasten iän lyheneminen
- harsuuntuminen
Happaman laskeuman vaikutus maaperän happamoitumisen (pH:n laskun) kautta:
- ravinteiden huuhtoutumisen
- myrkyllisten metallien liukenemisen
- sienirihmaston vaurioitumisen vaikutukset.
15. Mikä tai mitkä ympäristömyrkyt liittyvät alla oleviin ominaisuuksiin? (lääk. pääsykoe 2018)
16. a) Arvioi lyhyesti, mitkä seikat vaikuttavat raakaöljypohjaisten muovituotteiden ekologiseen selkäreppuun. Miten raakaöljypohjaisten muovituotteiden ekotehokkuutta voidaan parantaa?
b) Pohdi, millä tavoin muoveja päätyy ympäristöön. Arvioi, millaisia haitallisia vaikutuksia muoveilla on ekosysteemeissä. (yo kevät 2019)
a)
- Tuotteen ekologinen selkäreppu: kaikki sen valmistamiseen, jakeluun, käyttöön ja kunnossapitoon sekä jätehuoltoon tarvittavat luonnonvarat (materiaalimäärät).
- Muovituotteiden raaka-aineina käytetään maaperän uusiutumattomia öljyvarantoja, ja öljyn poraaminen, kuljettaminen ja jalostaminen kuluttavat energiaa. Mahdolliset öljyonnettomuudet aiheuttavat energiaa kuluttavia operaatioita ja ympäristönkorjaustöitä.
- Energiaa kuluu myös varsinaisten tuotteiden valmistamiseen ja kuljetukseen. Lisäksi muovijätteen keräämiseen kuluva energia ja siihen tarvittava laitteisto kasvattavat muovin ekologista selkäreppua.
- Ekotehokkuudella tarkoitetaan sitä, että raaka-aineita, materiaaleja, energiaa ja teknologiaa käytetään mahdollisimman tehokkaasti ja tarkoituksenmukaisesti. Tuotteen ekotehokkuus paranee, jos sen tuottamiseen tarvittavaa materiaalipanosta onnistutaan pienentämään ja käyttökertoja lisäämään.
- Muovituotteiden ekotehokkuutta heikentävät niiden lyhyt käyttöikä ja vaikea korjattavuus. Ekotehokkuutta parantaa jätemuovien uusiokäyttö. Muovijätteen poltosta saadaan energiaa.
b)
Muovien päätyminen ympäristöön:
- Muovijätettä syntyy määrällisesti paljon, sillä muovit ovat edullisia valmistaa ja teknisten ominaisuuksiensa ansiosta muoveilla voidaan korvata monia materiaaleja.
- Muovijätettä leviää ympäristöön puutteellisen jätehuollon seurauksena. Jos muovia poltetaan, siitä voi vapautua raskasmetalleja ja myrkyllisiä yhdisteitä.
- Mikromuovia (pieniä muovipartikkeleita) päätyy luontoon kosmetiikkatuotteista ja keinokuituvaatteiden (esimerkiksi fleece) pesusta.
- Pienen partikkelikoon vuoksi mikromuovit läpäisevät jätevesien puhdistuksen ja päätyvät siten vesistöihin. Mikromuoveja päätyy ympäristöön jätevedenpuhdistamoilla syntyvän lietteen mukana. Mikromuovia irtoaa myös ajoneuvojen renkaista.
Muovien haitalliset vaikutukset:
- Ympäristöön kulkeutuneet muovit ovat pitkäikäisiä, sillä useimmat hajottajat eivät pysty hajottamaan muovia.
- Erityisen haitallista muovijäte on merissä, minne sitä päätyy sekä laivoilta että maalta. Muovijätettä kasaantuu valtamerien keskiosien suuriin jätepyörteisiin. Merinisäkkäitä ja lintuja kuolee, kun ne takertuvat verkkoihin, naruihin tai muovipusseihin.
- Eläimet saavat muovia elimistöönsä ravinnon mukana, ja muovi voi jopa tukkia ruoansulatuksen.
- Mikromuovit rikastuvat ravintoverkoissa, ja sitä kautta muovipartikkeleita päätyy ihmisenkin ravintoon. Mikromuovipartikkeleita voi olla myös talousvedessä. Mikromuovin terveysvaikutukset tunnetaan puutteellisesti.
17. Ulkona ollessaan ihminen on alttiina auringosta tulevalle säteilylle, joka koostuu useista aallonpituusalueista. Luonnehdi
a) ultraviolettisäteilyn
b) näkyvän valon
c) infrapunasäteilyn (lämpösäteilyn)
fysiologista merkitystä ihmiselle. (yo syksy 2015)
a)
- Auringon ultraviolettisäteily (UV‐säteily) on näkyvää valoa lyhytaaltoisempaa säteilyä. UVC‐säteily (100–280 nm) pidättyy ilmakehään, mutta osa UVB‐ (280–315 nm) ja UVA‐säteilystä
(315–380 nm) päätyy maan pintaan. - Ihmisen altistuessa ultraviolettisäteilylle ihon orvaskeden melanosyytit alkavat tuottaa melaniinia. Tämä suojaa UV‐säteilyn haitallisilta vaikutuksilta ja saa aikaan ihon ruskettumisen.
- Liiallinen altistuminen saa aikaan ihon palamisen: iho
alkaa punoittaa ja solut voivat kuolla. UV‐säteily saa aikaan soluissa mutaatioita ja voi siten aiheuttaa ihosyöpää. UV‐säteily myös vaurioittaa ihon säiemäistä kollageeniproteiinia ja si‐
ten vanhentaa ihoa. Pitkäaikainen altistuminen UV‐säteilylle voi lisätä harmaakaihin riskiä. - Kesällä ihossa syntyy runsaasti D‐vitamiinin esiastetta UV‐säteilyn vaikutuksesta.
b)
- Silmän verkkokalvon tappi‐ ja sauvasoluissa oleva rodopsiini absorboi näkyvää valoa (n. 380–700 nm), mihin perustuu näköaisti.
- Värikalvo eli iiris säätelee silmään pääsevän valon määrää.
- Altistuminen auringonvalolle vaikuttaa käpyrauhasen tuottaman melatoniinin tuotantoon. Esimerkiksi uni‐valverytmiä/vuorokausirytmiä säätelevän melatoniinin eritys lisääntyy vasta pimeän tulon jälkeen.
c)
- Pitkäaaltoinen infrapunasäteily (700 nm – 1 mm, ”lämpösäteily”) nostaa kehon lämpötilaa.
- Ihon hikirauhasista erittyvä hiki osallistuu lämmönsäätelyyn, sillä haihtuessaan iholta hiki sitoo lämpöenergiaa. Hien erittyminen vaikuttaa ihmisen nestetasapainoon ja janon tunteeseen.
18. Kosteikot, esimerkiksi suot, lähteiköt ja rannat ovat tärkeitä monimuotoisuuden eli biodiversiteetin ylläpitämisessä Suomen luonnossa. Monimuotoisuutta tarkastellaan usein kolmella tasolla: ekosysteemien monimuotoisuus, lajiston monimuotoisuus ja geneettinen monimuotoisuus. Mikä merkitys kosteikoilla on monimuotoisuuden ylläpitämisessä näillä kolmella tasolla? (yo kevät 2017)
Ekosysteemien monimuotoisuus:
- = erilaisten elinympäristöjen, kuten erityyppisten metsien, niittyjen, lampien, järvien ja soiden, laajaa kirjoa.
- Kosteikot lisäävät ekosysteemien monimuotoisuutta tarjoamalla toisistaan poikkeavia elinympäristöjä eli biotooppeja.
Lajiston monimuotoisuus:
- = lajirunsaus
- Reunavaikutuksen takia kosteikkojen lajisto saattaa olla hyvin runsas, sillä kosteikossa voi elää vesiekosysteemin tai kuivan
maan lajiston lisäksi myös juuri tähän biotooppiin sopeutuneita eläin‐ ja kasvilajeja. - Lajiston runsauteen vaikuttaa voimakkaasti kosteikon ravinteikkuus. Suomessa monet suotyypit ovat
niukkaravinteisia, jolloin lajistokin on niukka. Runsasravinteisilla letoilla ja lähteiköissä lajisto
on yleensä rikas ja monimuotoisuus siten suuri.
Geneettinen monimuotoisuus:
- = lajin sisällä on paljon perinnöllistä vaihtelua eli samaan ominaisuuteen vaikuttavia alleeleja on runsaasti. Näin lajin populaatiot voivat sopeutua ympäristössä tapahtuviin muutoksiin nopeasti.
- Esimerkiksi ilmastonmuutos voi edellyttää lajeilta kykyä sopeutua muuttuneisiin olosuhteisiin; kyky on sitä parempi, mitä
suurempi on alleelien vaihtelu. - Kosteikoissa on laaja kirjo ympäristötekijöitä, jolloin myös populaation alleelikirjo on laaja.
19. Geneettinen monimuotoisuus on edellytys lajien säilymiselle.
a) Käsittele yhden Suomessa elävän uhanalaisen eläinlajin geneettisen monimuotoisuuden kaventumiseen vaikuttavia syitä.
b) Kuvaa lyhyesti, millä keinoin ihminen voi turvata uhanalaisten eläinlajien geneettisen monimuotoisuuden säilymistä. (yo syksy 2016)
a)
Suomessa eläviä uhanalaisia eläinlajeja ovat mm. naali, saimaannorppa, itämerennorppa, jouhisorsa, rupilisko, jokihelmisimpukka, harjusinisiipi ja monet lohikalat. Myös Suomessa
elävät susi‐ ja karhukannat ovat pieniä, joskin niiden geneettistä monimuotoisuutta täyden‐
tää/ylläpitää Venäjän puolelta saapuva geenivirta.
Lajinsisäinen perinnöllinen muuntelu:
- = populaatiossa ilmenevä alleelimuuntelu. Alleeli tarkoittaa geenistä syntynyttä uutta muunnosta/varianttia. Perinnöllinen
muuntelu/alleelivariaatio tarjoaa materiaalia luonnonvalinnalle ja evoluutiolle, ja se auttaa populaatiota/lajia sopeutumaan ja selviämään ympäristön muuttuessa.
Lajikohtainen käsittely:
Populaation koon pienenemiseen ja lisääntymismenestykseen, ja siten lajin geneettisen monimuotoisuuden kaventumiseen, voivat vaikuttaa mm. seuraavat seikat:
- lajin kapeat ja spesifit reviirivaatimukset
- lajille ominaiset käyttäytymispiirteet
- ympäristömuutosten aiheuttama stressaantuminen ja esim. siitä johtuva elinkyvyn ja lisääntymiskyvyn (fitness) heikentyminen
- haitallisten mutaatioiden kertyminen pienentyvään populaatioon, pullonkaulailmiö, perustajavaikutus
- elinympäristön/reviirin pirstaloituminen, lisääntymisesteet ja geenivirran estyminen
- lajia saalistavien petojen lisääntyminen, lajin metsästys/saalistus
- ympäristön pilaantuminen/saastuminen, ilmastonmuutoksesta johtuvat haitalliset heijastusvaikutukset.
b)
Keinoja geneettisen monimuotoisuuden säilyttämiseen:
- lajin rauhoittaminen / riittävän geenireservin turvaaminen
- ympäristön saastumisen ja pirstaloitumisen estäminen, askelkivet (populaatioita yhdistävien luontoalueiden säilyttäminen), luonnonsuojelualueiden, eläintarhojen, alkio‐ ja
sukusolupankkien perustaminen - (säilyttämällä kotieläinten maatiaisrotuja, koska niiden geneettinen monimuotoisuus
on yleensä suurempi kuin jalostetuilla roduilla).
Ekosysteemipalvelut ja kestävä kehitys
20. Tehometsänhuoto yksipuolistaa metsiemme eliölajistoa. Tämä on myös maailmanlaajuinen ongelma. Millaisin toimin metsien biologista monimuotoisuutta voidaan turvata ja metsiä käyttää kestävän kehityksen mukaisesti? (yo kevät 2013)
Tehometsähoidon piirteitä:
- tehokas puuntuotto
- puiden samanikäisyys
- puulajien pieni määrä
- pieni istutustiheys
- maanmuokkaus
- oksien karsinta
- avohakkuut.
Kestävän kehityksen määritelmä:
Kehitystä, joka tyydyttää nykyisen yhteiskunnan tarpeet tekemättä myönnytyksiä tulevien sukupolvien kustannuksella. Voidaan jakaa neljään osa-alueeseen: ekologinen, taloudellinen, sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys.
Kestävän kehityksen mukaan metsissä tulisi olla seuraavia ominaisuuksia:
- Lajistollisesti laaja puusto ja kenttäkerros, jotta muille eliöille luodaan hyvät menestymismahdollisuudet. Erilaisia ekologisia lokeroita on runsaasti.
- Eri-ikäisiä puita samoin kuin lahopuita, jotta niillä elävä muu eliöstö säilyisi.
- Hakkuut suoritetaan niin, että puulajiston ikärakenne ei muutu rajusti ainakaan suurilla alueilla yhdellä kertaa.
- Metsien kenttäkerrosta häiritään mahdollisimman vähän.
- Metsien käyttöä virkistystoimintaan edistetään mahdollisimman paljon.
- Vielä jäljellä olevat aarniometsät suojellaan virkistyskäyttöön ja niiden monipuolisen eliöstön säilyttämiseksi.
- Sukkessiokehitykselle pyritään antamaan hyvät mahdollisuudet. Sukkession eri vaiheet suosivat monipuolista eliölajistoa.
21. Miten ekologista kestävää kehitystä voidaan edistää?
Jokapäiväisessä elämässä ekologista kestävyyttä voidaan parantaa pienentämällä ekologista jalanjälkeä:
- Suosimalla enemmän kasviksia ja vähemmän lihaa
- Suosimalla pyöräilyä, kävelyä ja julkisia liikennevälineitä ja vähentämällä yksityisautoilua sekä lentomatkoja
- Säästämällä energiaa
- Vähentämällä tuotteiden ja palveluiden kulutusta
Toisaalta ekologista kestävyyttä voidaan turvata ympäristöä suojelemalla:
- Hidastamalla ilmastonmuutosta (vähentämällä fossiilisten polttoaineiden polttoa ja lisäämällä hiilinieluja)
- Säilyttämällä biodiversiteetti (perustamalla suojelualueita, rauhoittamalla uhanlaisia lajeja, etäsuojelu)
- Ympäristöpäästöjä vähentämällä (rikinpoistolaitteiden asentamalla, katalysaattorit, jätevedenpuhdistus, päästörajat)
- Aavikoitumista estämällä
22. Sekajäte sisältää runsaasti materiaalia, jonka kierrättäminen säästäisi luonnonvaroja. Kuva A osoittaa kotitalouksista kertyvän sekajätteen koostumuksen (nk. jätejakeet) Helsingin seudulla vuonna 2012. Kuvassa B esitetään ympäristöministeriön asettama lähiajan tavoite jätteen kierrätyksen lisäämiseksi.
Tarkastele kuvien A ja B pohjalta kotitalouksien kierrätyskelpoisen jätteen merkitystä ekologisen kestävyyden kannalta ja sitä, miten kyseisiä jätteitä voidaan kierrättää. (yo syksy 2015)
Määritelmä:
Ekologien kestävyys on yksi kestävän kehityksen periaatteista. Ekologinen kestävyys tarkoittaa seuraavaa ja siihen liittyy seuraavia asioita:
- luonnon monimuotoisuuden (tunteminen ja) säilyttäminen
- ekosysteemien toiminnan (tunteminen ja) turvaaminen
- saastumisen estäminen
- luonnonvarojen liikakäytön estäminen
- ekologisesti kestävät tuotantomenetelmät
Sekajätejakeet ja niiden kierrättämisen yhteys ekologiseen kestävyyteen:
Kuva A.
- Biojäte koostuu orgaanisesta aineksesta, kuten ruokajätteistä. Biojäte muodostaa kuvaajan mukaan merkittävimmän osan kotitalouksien sekajätteestä (n. 35 %), ja se voidaan kierrättää kompostoimalla siitä aerobisissa oloissa multaa/maannosta (+ vesi ja hiilidioksidi). Multaa voidaan hyödyntää kasvintuotannossa ja maanparannuksessa. Anaerobisessa mädätyksessä biojätteestä saadaan biopolttoainetta, kuten metaania ja käymisreaktioissa bioetanolia. Metaania ja etanolia voidaan hyödyntää lämmön ja sähkön tuotannossa tai käyttää polttomoottoreissa, mikä vähentää öljyn käyttötarvetta.
- Muovijätteen osuus kotitalouksien sekajätteestä on noin 18 %. Muovijätteen kirjo on laaja, ja lähinnä siksi sen kierrätys on vaikeaa. Suurin osa muoveista tuotetaan uusiutumattomasta luonnonvarasta, öljystä. Öljyntuotantoon liittyy monia ympäristöongelmia ja ympäristön saastumista sekä kilpailua öljyvarannoista. Muovituotteet ovat hyvin pysyviä, joten luonnossa ne aiheuttavat merkittäviä roskaamisongelmia. Lisäksi hienot muovihiukkaset häiritsevät mm. valtamerissä eläinten elintoimintoja.
Kierrätetystä muovista voidaan valmistaa erilaisia uusiotuotteita, kuten pakkaus‐ ja rakennusmateriaaleja. Valtakunnallisesti muovipullojen palautusjärjestelmä on hyvin kehittynyt. Suurin osa muovijätteestä voidaan käyttää energiajätteenä sähkön‐ ja lämmöntuotannossa. Ekologisen kestävyyden kannalta on tärkeää vähentää tarpeetonta muovien käyttöä ja kor‐ vata muovi biopohjaisilla uusiutuvilla ja kierrätettävillä materiaaleilla.
- Paperi‐ ja kartonkijätteen osuus kotitaloussekajätteestä on noin 15 %. Paperi‐ ja kartonki‐ jätteeseen on sitoutuneena lähinnä orgaanista puuainesta, selluloosaa, mutta siinä on myös liima‐ ja väriaineita, minkä vuoksi esim. kompostointi ei ole mahdollista. Paperin ja kartongin kierrätyksellä säästetään puuraaka‐aineen keräykseen ja jalostukseen kuluvaa energiaa. Kierrätettävästä paperista ja kartongista voidaan valmistaa uusiopaperia ja uusiokartonkia ja muovia korvaavia tuotteita. Vaha‐ ja muovipinnoitettu paperi ja kartonki voidaan hyödyntää energiajätteenä.
- Asukasta kohden metallijätettä syntyy noin 3 % koko sekajätteen määrästä. Metallituotteiden valmistukseen liittyy runsaasti energiaa kuluttava kaivos‐ ja jalostustoiminta. Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset ovat alueellisia, mutta voivat haitata ympäristöä myös päästöinä (mm. raskasmetallit) vesistöissä, maaperässä ja ilmassa. Monet raskasmetallit ovat haitallisia eliöille ja rikastuvat ravintoketjuissa. Metalliteollisuuden aiheuttamat päästöt heijastuvat myös vesistöissä, maaperässä ja ilmassa. Metallijätteen kierrätyksellä vähennetään edellä kuvattuja haittavaikutuksia, kuten maaperän ja ilmaan saastumista. Kierrätyksellä voidaan myös vähentää energiankulutusta.
- Lasin osuus kotitalouksien sekajätteessä on noin 2 %. Lasia voidaan kierrättää lähes rajattomasti esim. uusien pakkausten ja lasivillan valmistukseen. Tällä tavoin säästetään luonnonvaroja ja energiaa sekä vähennetään hiilidioksidipäästöjä ja kaatopaikkojen kuormitusta.
- Puujätteen osuus kotitalouksien sekajätteessä on noin 2 %. Puuta voidaan kierrättää rakennusaineena. Haketettuna puuta voidaan käyttää kompostoinnissa, jolloin osa puuaineksesta palautuu luontoon. Puuta voidaan uusiokäyttää energiantuotannossa. Puun käyttöä rakennusaineena puoltaa se, että puu on uusiutuva luonnonvara ja metsien säilyttäminen on keskeinen osa kestävää kehitystä.
- Sähkö‐ ja elektroniikkaromun osuus kotitalouksien sekajätteessä on noin 0,5 %. Kyseisiin jätteisiin on sitoutuneena varsinkin muovia ja kallisarvoisia metalleja, joiden alkuperää on kuvattu edellä kohdissa 2 ja 4.
EU:ssa sähkö‐ ja elektroniikkaromun kierrätys on järjestetty nk. tuottajavastuulla. Sähkölaitteissa on useita ympäristölle haitallisia yhdisteitä (kuten raskasmetalleja). - Muu sekajäte käsittää kotitalousjätteestä noin 25 %. Tässä jätejakeessa on paljon kierrätyskelpoista jätettä, jonka hyödyntämisellä voidaan tukea ekologista kestävyyttä. Kaatopaikalle sijoittamisen sijaan voidaan tehostaa monien tuotteiden lajittelua, kierrätystä sekä uusio‐ tai energiakäyttöä (esimerkiksi vaatteet, kengät, keramiikkatuotteet, käyttökelpoinen lasi, vaipat, pölypussit, toimistotarvikkeet).
Kuva B.
- Kierrätykseen päätyvän jätteen määrän osuus kasvaa vuoden 2012 tasosta (n. 30 %) puoleen kaikista jätteistä. Muutos on myönteinen ekologisen kestävyyden kannalta. Sen toteuttami‐ nen edellyttää kuitenkin jätteen entistä huolellisempaa lajittelua ja kierrätystä varsinkin muun sekajätteen (kuva A) osalta.
- Toinen keskeinen muutos ympäristöministeriön tavoitteessa koskee kaatopaikalle päätyvän jätteen vähentämistä noin 30 %:sta 20 %:iin. Tämä muutos vähentää kaatopaikkasijoituksesta johtuvia ongelmia, kuten pinta‐ ja pohjaveden saastumista, metaanin (kasvihuonekaasun) vapautumista, hajuhaittoja, kuljetuskustannuksia, materiaalin hukkakäyttöä, ongelmajätteiden päätymistä kaatopaikoille, jne.