{"id":"biologia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad/20.1","paper_id":"biologia-2017-maj-matura-rozszerzona","number":"20.1","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2017,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 20.1. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego grochodrzew stanowi zagrożenie dla składu gatunkowego zbiorowisk\nroślinnych w ekosystemach leśnych na terenach chronionych. W odpowiedzi uwzględnij\nwpływ tego gatunku na warunki glebowe.","answer":null,"answer_text":"20.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja. Zdający\nobjaśnia i komentuje informacje, odnosi się\nkrytycznie do przedstawionych informacji,\n[ ] wyjaśnia zależności przyczynowo-\n-skutkowe, [ ] formułuje i przedstawia\nopinie związane z omawianymi\nzagadnieniami biologicznymi, dobierając\nracjonalne argumenty.\nVII. Ekologia.\n3. Zależności międzygatunkowe. Zdający:\n1) przedstawia źródło konkurencji\nmiędzygatunkowej, jakim jest korzystanie\nprzez różne organizmy z tych samych\nzasobów środowiska\n2) przedstawia skutki konkurencji\nmiędzygatunkowej w postaci zawężenia się\nnisz ekologicznych konkurentów lub\nwypierania jednego gatunku z części jego\nareału przez drugi.\nVIII. Różnorodność biologiczna Ziemi.\nZdający\n4) przedstawia wpływ człowieka\nna różnorodność biologiczną, podaje\nprzykłady tego wpływu (zagrożenie\ngatunków rodzimych, introdukcja gatunków\nobcych).\nSchemat punktowania\n1 p. - za wyjaśnienie uwzględniające zmiany wilgotności lub żyzności gleby oraz tego skutki\nw postaci ustępowania gatunków leśnych, lub inwazji gatunków azotolubnych lub\nodpornych na przesuszenie gleby.\n0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\n• Robinia wysusza glebę oraz wzbogaca ją w azot - może to spowodować zanikanie\ngatunków charakterystycznych dla niektórych siedlisk leśnych.\n• Grochodrzew wpływa na zmiany w siedliskach leśnych poprzez zmianę stosunków\nwodnych, co może powodować zanikanie rzadkich gatunków leśnych.\n• Gatunek ten powoduje wzbogacanie gleby w azot, co może sprzyjać inwazji gatunków\nazotolubnych.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nGrochodrzew zagraża składowi gatunkowemu zbiorowisk leśnych, ponieważ **wzbogaca glebę w azot** (przez symbiozę z bakteriami brodawkowymi) oraz **wysusza głębsze warstwy gleby** (rozległy system korzeniowy). Zmienione warunki glebowe sprzyjają gatunkom azotolubnym i odpornym na suszę, a **eliminują rodzime gatunki roślin przystosowane do ubogich, wilgotniejszych siedlisk** - typowych dla naturalnych polskich lasów.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm zmiany warunków siedliskowych krok po kroku\n\n**Krok 1 - zmiana zasobności gleby w azot:**\nGrochodrzew żyje w symbiozie z bakteriami brodawkowymi (*Rhizobium* sp.) wiążącymi azot atmosferyczny \\(\\ce{N2}\\) do postaci dostępnej dla roślin (\\(\\ce{NH4+}\\), \\(\\ce{NO3-}\\)). Powierzchniowa warstwa gleby zostaje silnie **wzbogacona w związki azotu**.\n\n**Krok 2 - zmiana składu gatunkowego przez nitrofilizację:**\nRodzime rośliny runa leśnego (np. mszaki, wrzos, borówka) są często **oligotrofami** - przystosowanymi do gleb ubogich. Wzrost poziomu azotu:\n- **sprzyja** ekspansywnym gatunkom nitrofilnym (pokrzywa *Urtica dioica*, bez czarny, trybula leśna)\n- **wypiera** gatunki oligotroficzne, które nie tolerują nadmiaru azotu\n\n**Krok 3 - zmiana uwilgotnienia gleby:**\nRozległy, głęboki system korzeniowy pobiera wodę z głębszych warstw profilu glebowego → **przesuszenie głębszych horyzontów** → zmieniają się warunki wilgotnościowe dostępne dla innych roślin (szczególnie tych z głębszym systemem korzeniowym).\n\n**Wniosek:** Zmiany dwóch kluczowych czynników abiotycznych gleby (azot + woda) powodują, że **niszowy optimum ekologiczne** gatunków rodzimych przestaje być spełnione → wypadają ze zbiorowiska.\n\n## Sposób 2 - Argumentacja przez kontrast: gatunek inwazyjny vs. gatunki rodzime\n\n| Cecha siedliska | Naturalne lasy (tereny chronione) | Po ekspansji grochodrzewu |\n| Poziom azotu w glebie | Niski / umiarkowany (typowe oligotroficzne bory) | **Wysoki** (azotowanie przez bakterie brodawkowe) |\n| Wilgotność głębszych warstw | Naturalna / wyższa | **Obniżona** (silny pobór wody przez korzenie) |\n| Gatunki faworyzowane | Oligotrofy: wrzos, borówka, mszaki | Nitrofile: pokrzywa, perz, bez czarny |\n| Różnorodność gatunkowa | Wysoka (siedlisko stabilne, chronione) | **Obniżona** (homogenizacja siedliska) |\n\nGrochodrzew **przebudowuje niszę ekologiczną** - nie tylko konkuruje bezpośrednio o światło i przestrzeń, lecz zmienia same warunki abiotyczne, czyniąc siedlisko trwale niedostępnym dla gatunków chronionych.\n\n## Sposób 3 - Wnioskowanie z definicji gatunku inwazyjnego\n\nGatunek inwazyjny to taki, który poza obszarem swojego naturalnego zasięgu:\n1. **Szybko się rozprzestrzenia** (grochodrzew: szeroki system korzeniowy, obfite nasiennictwo)\n2. **Przekształca ekosystem** - właśnie przez zmianę warunków abiotycznych (tu: gleba)\n3. **Wypiera gatunki rodzime** - wskutek przewagi konkurencyjnej i zmiany siedliska\n\nW tym zadaniu punkt 2 jest kluczowy: grochodrzew to **ekosystem engineer** - inżynier ekosystemu, który aktywnie zmienia swoje otoczenie. Normalna konkurencja to walka o te same zasoby; tutaj grochodrzew **zmienia reguły gry** (skład chemiczny i wilgotność gleby), co jest szczególnie destrukcyjne dla gatunków chronionych.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **1 pkt** - za wyjasnienie uwzgledniajace zmiany wilgotnosci lub zyznosci gleby oraz ich skutek: ustepowanie gatunkow lesnych lub inwazja gatunkow azotolubnych / odpornych na przesuszenie gleby.\n> **0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.\n>\n> **Istota odpowiedzi CKE:** Grochodrzew (robinia) wysusza glebe i wzbogaca ja w azot, co powoduje zanikanie rodzimych gatunkow lesnych lub sprzyja inwazji gatunkow azotolubnych.\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów** - zadanie wymaga znajomości:\n- ekologii (pojęcie gatunku inwazyjnego, symbioza, konkurencja)\n- mikrobiologii (bakterie brodawkowe, wiązanie \\(\\ce{N2}\\))\n- procesów glebowych (nitrofilizacja, uwilgotnienie)\n\n> 📖 Jedyna powiązana notacja chemiczna to wiązanie azotu atmosferycznego: \\(\\ce{N2 -> NH4+ / NO3-}\\) - nie ma jej wprost na karcie, ale pochodzi z ogólnej wiedzy o metabolizmie azotu (biochemia mikroorganizmów).\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Samo napisanie „jest gatunkiem inwazyjnym i wypiera inne rośliny\" - **0 punktów**. Klucz WYMAGA mechanizmu przez glebę (azot / woda).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wielu uczniów pisze tylko o **wysuszaniu gleby**, zapominając o **wzbogacaniu w azot** - tymczasem to właśnie nitrofilizacja jest najważniejszym mechanizmem zmiany składu gatunkowego (azot faworyzuje ekspansywne chwasty azotolubne).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić „symbiozy z bakteriami brodawkowymi\" z pasożytnictwem - to **mutualizm**: drzewo dostarcza cukrów, bakterie wiążą azot. Oba organizmy korzystają, ale to **gleba i okoliczne rośliny płacą cenę**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Treść zadania **wprost podaje obie zmiany glebowe** (wysuszanie + azotowanie) - to podpowiedź, że odpowiedź powinna je zawierać. Czytaj informację wstępną jako **gotową bazę faktów do wykorzystania w odpowiedzi**.","image":"img/biologia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad-20.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":20,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2017 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 20.1. (0-1)
Wyjaśnij, dlaczego grochodrzew stanowi zagrożenie dla składu gatunkowego zbiorowisk
roślinnych w ekosystemach leśnych na terenach chronionych. W odpowiedzi uwzględnij
wpływ tego gatunku na warunki glebowe.

","answer_text_html":"

20.1. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
V. Rozumowanie i argumentacja. Zdający
objaśnia i komentuje informacje, odnosi się
krytycznie do przedstawionych informacji,
[ ] wyjaśnia zależności przyczynowo-
-skutkowe, [ ] formułuje i przedstawia
opinie związane z omawianymi
zagadnieniami biologicznymi, dobierając
racjonalne argumenty.
VII. Ekologia.

\n
  1. Zależności międzygatunkowe. Zdający:
  2. przedstawia źródło konkurencji
\n

międzygatunkowej, jakim jest korzystanie
przez różne organizmy z tych samych
zasobów środowiska

\n
  1. przedstawia skutki konkurencji
\n

międzygatunkowej w postaci zawężenia się
nisz ekologicznych konkurentów lub
wypierania jednego gatunku z części jego
areału przez drugi.
VIII. Różnorodność biologiczna Ziemi.
Zdający

\n
  1. przedstawia wpływ człowieka
\n

na różnorodność biologiczną, podaje
przykłady tego wpływu (zagrożenie
gatunków rodzimych, introdukcja gatunków
obcych).
Schemat punktowania
1 p. - za wyjaśnienie uwzględniające zmiany wilgotności lub żyzności gleby oraz tego skutki
w postaci ustępowania gatunków leśnych, lub inwazji gatunków azotolubnych lub
odpornych na przesuszenie gleby.
0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
• Robinia wysusza glebę oraz wzbogaca ją w azot - może to spowodować zanikanie
gatunków charakterystycznych dla niektórych siedlisk leśnych.
• Grochodrzew wpływa na zmiany w siedliskach leśnych poprzez zmianę stosunków
wodnych, co może powodować zanikanie rzadkich gatunków leśnych.
• Gatunek ten powoduje wzbogacanie gleby w azot, co może sprzyjać inwazji gatunków
azotolubnych.

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

Grochodrzew zagraża składowi gatunkowemu zbiorowisk leśnych, ponieważ wzbogaca glebę w azot (przez symbiozę z bakteriami brodawkowymi) oraz wysusza głębsze warstwy gleby (rozległy system korzeniowy). Zmienione warunki glebowe sprzyjają gatunkom azotolubnym i odpornym na suszę, a eliminują rodzime gatunki roślin przystosowane do ubogich, wilgotniejszych siedlisk - typowych dla naturalnych polskich lasów.

\n

Sposób 1 - Mechanizm zmiany warunków siedliskowych krok po kroku

\n

Krok 1 - zmiana zasobności gleby w azot:
Grochodrzew żyje w symbiozie z bakteriami brodawkowymi (Rhizobium sp.) wiążącymi azot atmosferyczny \\ceN2 do postaci dostępnej dla roślin (\\ceNH4+, \\ceNO3−). Powierzchniowa warstwa gleby zostaje silnie wzbogacona w związki azotu.

\n

Krok 2 - zmiana składu gatunkowego przez nitrofilizację:
Rodzime rośliny runa leśnego (np. mszaki, wrzos, borówka) są często oligotrofami - przystosowanymi do gleb ubogich. Wzrost poziomu azotu:

\n\n

Krok 3 - zmiana uwilgotnienia gleby:
Rozległy, głęboki system korzeniowy pobiera wodę z głębszych warstw profilu glebowego → przesuszenie głębszych horyzontów → zmieniają się warunki wilgotnościowe dostępne dla innych roślin (szczególnie tych z głębszym systemem korzeniowym).

\n

Wniosek: Zmiany dwóch kluczowych czynników abiotycznych gleby (azot + woda) powodują, że niszowy optimum ekologiczne gatunków rodzimych przestaje być spełnione → wypadają ze zbiorowiska.

\n

Sposób 2 - Argumentacja przez kontrast: gatunek inwazyjny vs. gatunki rodzime

\n

| Cecha siedliska | Naturalne lasy (tereny chronione) | Po ekspansji grochodrzewu |
| Poziom azotu w glebie | Niski / umiarkowany (typowe oligotroficzne bory) | Wysoki (azotowanie przez bakterie brodawkowe) |
| Wilgotność głębszych warstw | Naturalna / wyższa | Obniżona (silny pobór wody przez korzenie) |
| Gatunki faworyzowane | Oligotrofy: wrzos, borówka, mszaki | Nitrofile: pokrzywa, perz, bez czarny |
| Różnorodność gatunkowa | Wysoka (siedlisko stabilne, chronione) | Obniżona (homogenizacja siedliska) |

\n

Grochodrzew przebudowuje niszę ekologiczną - nie tylko konkuruje bezpośrednio o światło i przestrzeń, lecz zmienia same warunki abiotyczne, czyniąc siedlisko trwale niedostępnym dla gatunków chronionych.

\n

Sposób 3 - Wnioskowanie z definicji gatunku inwazyjnego

\n

Gatunek inwazyjny to taki, który poza obszarem swojego naturalnego zasięgu:

\n
  1. Szybko się rozprzestrzenia (grochodrzew: szeroki system korzeniowy, obfite nasiennictwo)
  2. Przekształca ekosystem - właśnie przez zmianę warunków abiotycznych (tu: gleba)
  3. Wypiera gatunki rodzime - wskutek przewagi konkurencyjnej i zmiany siedliska
\n

W tym zadaniu punkt 2 jest kluczowy: grochodrzew to ekosystem engineer - inżynier ekosystemu, który aktywnie zmienia swoje otoczenie. Normalna konkurencja to walka o te same zasoby; tutaj grochodrzew zmienia reguły gry (skład chemiczny i wilgotność gleby), co jest szczególnie destrukcyjne dla gatunków chronionych.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
1 pkt - za wyjasnienie uwzgledniajace zmiany wilgotnosci lub zyznosci gleby oraz ich skutek: ustepowanie gatunkow lesnych lub inwazja gatunkow azotolubnych / odpornych na przesuszenie gleby.
0 pkt - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.

Istota odpowiedzi CKE: Grochodrzew (robinia) wysusza glebe i wzbogaca ja w azot, co powoduje zanikanie rodzimych gatunkow lesnych lub sprzyja inwazji gatunkow azotolubnych.
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n

W tym zadaniu nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów - zadanie wymaga znajomości:

\n\n
📖 Jedyna powiązana notacja chemiczna to wiązanie azotu atmosferycznego: \\ceN2−>NH4+/NO3− - nie ma jej wprost na karcie, ale pochodzi z ogólnej wiedzy o metabolizmie azotu (biochemia mikroorganizmów).
\n

Typowe pułapki i uwaga

\n
⚠️ Uwaga: Samo napisanie „jest gatunkiem inwazyjnym i wypiera inne rośliny" - 0 punktów. Klucz WYMAGA mechanizmu przez glebę (azot / woda).
\n
⚠️ Uwaga: Wielu uczniów pisze tylko o wysuszaniu gleby, zapominając o wzbogacaniu w azot - tymczasem to właśnie nitrofilizacja jest najważniejszym mechanizmem zmiany składu gatunkowego (azot faworyzuje ekspansywne chwasty azotolubne).
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić „symbiozy z bakteriami brodawkowymi" z pasożytnictwem - to mutualizm: drzewo dostarcza cukrów, bakterie wiążą azot. Oba organizmy korzystają, ale to gleba i okoliczne rośliny płacą cenę.
\n
⚠️ Uwaga: Treść zadania wprost podaje obie zmiany glebowe (wysuszanie + azotowanie) - to podpowiedź, że odpowiedź powinna je zawierać. Czytaj informację wstępną jako gotową bazę faktów do wykorzystania w odpowiedzi.
"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"

Robinia wysusza glebę oraz wzbogaca ją w azot – może to spowodować zanikanie gatunków charakterystycznych dla niektórych siedlisk leśnych.

"}]}