Hidrobiológia struktúra és funkció információ és entrópia hőenergia biogeokémiai ciklus produktivitás diverzitás, stabilitás vízi ökoszisztéma

Ökoszisztéma, koncepció „superorganizmus koncepció“ – Clements (1905): a homeosztatikus képesség, egyedfejlődési szakaszokból álló „életciklus”. „individualisztikus koncepció“ – A populációk külső körülményekhez való alkalmazkodása a meghatározó. „Darwini koncepció“ – ökoszisztéma evolúció : szelekció és reprodukció útján a tulajdonság rögzül („optimalizáció“); organizmusok alaklmazkodnak a környezethez  környezet változik  adaptáció (ie. realizált niche)

ökoszisztéma – természeti (ökológiai) közösség, álatlában jól limitált rendszer: pl.. tározók, folyók–tavak… nyílt rendszer – energia és információ csere a környezettel  energia veszteség, entropia növekedés magasan szervezett rendszer – (genetikai)informació, folyamatos energia igény az alacsony entropia fenntartására Ökoszisztéma, termodinamika

közösség és ökoszisztéma – hatékonyság önszabályozás  magas szintű szervezettség és állandó energia felvétel napsugárzás  produktivitás – elsődleges termelés  szervesanyag (biomassza, detritusz, DOM…) = ökoszisztémán belül az univerzális energia hordozó az organizmusok és kapcsolataik meghatározzák az ökoszisztéma struktúráját  trofikus szintek (gildek) hatékony továbbítás és energia áramlás regeneráció és (korlátozott) anyagforgalom rendelkezésre álló tápanyagok  produktivitás Ökoszisztéma, energia áramlás, anyagforgalom

Trofikus szintek, tápláléklánc

általában 3–4 (2–5) szint (gild) ökológiai hatékonyság (predátor:préda) = 0,05–0,2  80–95 % energia veszteség produkció a magasabb szinteken csökken, azonban a biomassza egyre nő ~10 % PP ~1 % PP ~0,1 % Trofikus szintek, tápláléklánc

Produkció (termelés): időegység alatt termelt szervesanyag Produktivitás A szervesanyag termelés rátája (súlykülönbség * időegység -1 ) – Bruttó produktivitás Biomassza változás+predációs+nem predációs veszteség / idő intervallum – Nettó produktivitás Biomassza változás / idő intervallum Produktivitás, produkció

Biomassza, pillanatnyi állomány (standing stock) – Abundancia – Térfogat – Súly Nedves súly Száraz súly – Szén-tartalom Produktivitás

biomassza (standing stock) produkció 1× per nap

Globális produktivitás sugárzás, tápanyag, part morfometria (csapadék) besugárzás és az elsődleges termelés 10 6 J m -2 év -1

Struktura, kulcsfajok organizmusok (genom) és interakciójuk (niche) meghatározzák az ökoszisztéma struktúráját és stabilitását azonban a kulcsfajok (keystone species) – pl. daphnia, halak meghatározzák a plankton vagy a bentosz Daphni a fitoplankto n prvoc i bakterioplankto n kerekesférgek + Bosmina fitoplankto n

méret eloszlás, „size-efficiency“ plankton populációk – néha alig meghatározható (asexuális szaporodás, nehezen határozható stb.)  méret csoportok ~ funkcionális – gildek (Hrbáček et al. 1959) (kerekesférgek, „kis/nagy méretű“ vízibolha, „békés halak“, „fonalas fitoplankton“…)  hipotézis: „size-efficiency“ (Brooks & Dodson 1965) halállomány „becslése“ a plankton „alapján “

Trofikus kaszkád trofikus szint magába foglalja a predáció kaszkád hatását (Carpenter et al. 1985) „top-down“ – + – + biomanipuláció? hipotézis: ragadozó halak  „tiszta“ víz… „bottom-up“ + + +

Dilemma: „top-down“ vagy „bottom-up“? a vizek produktivitása a trofikus szintek számától (Fretwell–Oksanen) és az interakció komplexitásától függ konkurencia a forrásért predáció

antarktikus tavak (nincs hal)  két mechanizmus! Dilemma: „top-down“ vagy „bottom-up“?

Biomanipuláció… tiszta víz  vízibolha (o)  planktivor hal

Biomanipuláció… néha miért nincs eredmény? mert van konkurencia... Aphanizomenon flos-aquae

Fitoplankton szezonális változása, faktorok mérsékelt övi mono-/dimiktikus tavak

Fitoplankton szezonális változása, diverzitás H’ – Shannon-index faj diverzitás  K-stratégista (Ceratium spp.) nagy diverzitású közösség nem garantált stabilitás!

Plankton szezonális mintázata, PEG-model mono-/dimiktikus (eutrof) mérsékelt övi tavak/tározók (Sommer et al. 1986) tavaszi maximum  fitoplankton  őszi maximum  tiszta víz (clear-water) zooplankto n

 nanofitoplankton  „háló“ fitoplankton  nagyméretű kovaalga  kisméretű zooplankton  nagyméretű zooplankton

stochasztikus modellek = KÁOSZ! „zöldalga“ = G „kékalga “ = C C:PC:P szelektivitásvízibolha (Daphia)