Közösségek ökológiája

Az előadások a következő témára: "Közösségek ökológiája"— Előadás másolata:

1 Közösségek ökológiája

2 Mit nevezünk társulásnak?
egy helyen különböző fajok potenciális kölcsönhatásban a közösség határait a kérdésfeltevés korlátozza növényközösség hangyaközösség madárközösség stb.

3 A közösség szerkezete fajdiverzitás (sokféleség) fajgazdagság
relatív tömegesség  megvalósuló kombinációk száma fajszám meghatározásának nehézségei mintanagyság megtalálhatóság

4 A közösség szerkezete Ritka fajok Gyakori fajok fajszám
egyedszámok a mintában

5 A közösség szerkezete A B C D 1. közösség 2. közösség A: 25% B: 25% C: 25% D: 25% A: 80% B: 5% C: 5% D: 10% a sokféleséget (diverzitást) egyrészt a fajszámmal, másrészt a fajpopulációk tömegarányainak egyenletességével mérjük

6 A közösség szerkezete táplálkozási szerkezet táplálkozási szintek
tápláléklánctáplélékhálózat

7 Harmadlagos fogyasztó
Csúcsragadozó Harmadlagos fogyasztó Másodlagos fogyasztó Elsődleges fogyasztó Elsődleges termelő Szárazföldi tápláléklánc Tengeri tápláléklánc

8

9 Egy biocönózis táplálkozási hálózata
(trópusi esőerdő, El Verde, Puerto Rico)

10 A közösség szerkezete

11 A közösség szerkezete a tápláléklánc hosszának korlátai
milyen hosszú lehet egy tápláléklánc csomópontok láncolata

12 A közösség szerkezete Tápláléklánc hossza
a legtöbb tápláléklánc viszonylag rövid, általában 5-nél nem több kapcsolatot tartalmaz két fő hipotézis van, amely azt magyarázza, hogy a tápláléklánc miért rövid

13 A közösség szerkezete Energetikai hipotézis: a táplálkozási szintek közötti energiaáramlás nem hatékony (átlagosan 10% jut át egyik szintről a másikra); kevés energia maradna a “csúcsragadozónak” ezért nincs tigrisevő madár  nagyon nagy szervezetek a táplálékhálózat aljáról fogyasztanak (elefánt, bálna)

14 A közösség szerkezete Dinamikus stabilitás hipotézis: a hosszú láncok kevésbé stabilak, mint a rövidek, mert a lánc alján lévő populációk ingadozásai a csúcsragadozó kipusztulásához vezetnének az eddigi eredmények az energetikai hipotézis támasztják alá a lánc hosszabb lehet, ha az alján bővülnek a készletek...

15 53.15

16 Az egyes fajok hatása a közösségben
domináns fajok vagy a leghatékonyabb kompetítor vagy a leghatékonyabban kerüli el a predációt (removal experiment  táplálkozási közösségét borítja) kulcsfajok nem szükségszerűen tömegesek

17 Kulcsfajok Robert Paine kísérlete a Pisaster nevű tengericsillagot eltávolította egy sziklás tengerpartról a Pisaster kagylókat fogyaszt; a kagylók a tengericsillag hiányában túlszaporodtak, és kiszorították a többi gerinctelent

18 Az egyes fajok hatása a közösségben
Ökoszisztéma mérnökök az élőhelyi viszonyokat alakítják át, így más fajok számára kedvező vagy kedvezőtlen lesz a térésg hód Juncus gerardi

19 8 6 növényfajok száma 4 2 Figure Facilitation by black rush (Juncus gerardi) in New England salt marshes szittyó jelenlétében szittyó nélkül Szikes mocsár szittyó (Juncus) jelenlétében a szittyó gátolja a felszíni sófelhalmozódást, és hozzájárul a talaj oxigénben dúsulásához, így több faj számára teremt kedvező feltételeket

20 Közösség szabályzása bottom-up top-down ragadozó növényevő növény
ásványi anyag

21 Közösség szabályzása top-down bottom-up ragadozó növényevő növény
ásványi anyag

22 Közösség szabályzása biomanipuláció bottom-up top-down ragadozó
növényevő növény ásványi anyag

23 Zavarás hatása a közösségre
„ökológiai egyensúly” nem-egyensúlyi közösségek

24 Zavarások zavarás – diszturbancia
különböző erősségű és időtartamú hatás, amely megváltoztatja a közösséget, eltávolít belőle élőlényeket, és megváltoztatja a források hozzáférhetőségét (tűz, vihar, árvíz, túllegeltetés, mezőgazdálkodás stb.) (vakondtúrás...)

25 Zavarás: gyakorisága erőssége

26 Zavarások közepes zavarás hipotézis gyakori kismértékű zavarás
fenntartja a nagyobb biodiverzitást csökkenti az erős zavarás esélyét

27 Zavarások emberi zavarás mezőgazdaság fakitermelés települések
közlekedés  természetes élőhelyek feldarabolódása, elszegényedés

28 Ökológiai szukcesszió
egy ökotóp életközösségének fokozatos változás elsődleges szukcesszió másodlagos szukcesszió szukcessziós folyamatok időtartama

29 Elsődleges szukcesszió

30 1941 1907 magcsákó stádium erdei deréce stádium 1860 Glacier Bay
2 magcsákó stádium 1 erdei deréce stádium 5 10 15 1860 Kilometers Glacier Bay Figure Glacial retreat and primary succession at Glacier Bay, Alaska Alaska 1760 4 lúcfenyő stádium 3 éger stádium

31 60 50 40 talaj nitrogén (g/m2) 30 20 10 pionír Dryas éger lúc
Figure Changes in soil nitrogen content during succession at Glacier Bay 10 pionír Dryas éger lúc szukcessziós stádium

32 Ökológiai szukcesszió
kapcsolat a korai és késői szukcessziós fajok között facilitáció inhibíció tolerancia

33

34 Növényi szukcesszió stádiumai homoki gyepen (Margóczi 1995 után)
-1 -0,5 0,5 1 1,5 2 10 20 30 40 50 60 Rang 3 4 5 6 7

35 A közösség diverzitását befolyásoló biogeográfiai faktorok
Darwin és Wallace a fajgazdagság az Egyenlítőtől a sarkok felé csökken a fajgazdagság függ a szigetek méretétől és a szárazföldtől való távolságától

36

37 Egyenlítő-pólus gradiens
Malayzia: 6 ha  711 fafaj Michigan: 2 ha  fafaj Alpok: 2 millió km2  50 fafaj Brazília: 200 hangyafaj Iowa: 73 hangyafaj Alaszka: 7 hangyafaj

38 Egyenlítő-pólus gradiens
evolúciótörténet trópusi élőhelyek öregebbek trópusokon hosszabb vegetációs periódus klíma besugárzás, hőmérséklet hozzáférhető vízmennyiség (evapotranspiráció)

39 aktuális párologtatás (mm/yr) fák
180 160 140 120 fafajok száma 100 80 60 Figure Energy, water, and species richness 40 20 100 300 500 700 900 1,100 aktuális párologtatás (mm/yr) fák

40 (logaritmikus skálán)
200 100 Vgerinces fajok száma (logaritmikus skálán) 50 Figure Energy, water, and species richness 10 500 1,000 1,500 2,000 potenciális párologtatás (mm/yr) gerincesek

41 Területnagyság hatása
ha minden más tényező azonos  nagyobb területű közösségben több faj található faj-terület görbék

42 területnagyság (hektár)
1,000 100 fajszám 10 Figure Species-area curve for North American breeding birds 1 0.1 1 10 100 103 104 105 106 107 108 109 1010 területnagyság (hektár)

43 Szigetnagyság és fajgazdagság
szigetnagyság hatása távolság hatása MacArthur és Wilson modellje  szigetbiogeográfia

44 Szigetbiogeográfia Egy szigetet benépesítő fajok számát két tényező határozza meg az új fajoknak a szigetre bevándorlási rátája a szigetet benépesítő fajok kihalási rátája

45

46

47

48 Közösségszerveződési szabályok
holisztikus és redukcionista szemlélet szegecs és redundancia modell

49 Közösségszerveződési szabályok

50 Közösségszerveződési szabályok

51 Életközösségek és biodiverzitás
egy biocönózis működéséhez mennyi fajra van szükség? van-e szükséges minimális fajszám? a fajok egyenértékűsége a fajok helyettesíthetősége a fajok redundanciája kulcsfajok (‘rivet – szegecs – hypothesis’)

52 John Lawton „ökotronja” Sam McNaughton szabadföldi vizsgálatai
(állandó körülmények, különböző populációszám) Sam McNaughton szabadföldi vizsgálatai (legelő állatpopulációk száma) David Tilman kísérletei (Lawtonéhoz hasonló szabadföldön) fajgazdagabb biocönózisok primer produktivitása nagyobb, anyag-energiaáramlás hatékonysága jobb az egyes fajkomponensek hatékonysága eltérő