Közösségek ökológiája
Mit nevezünk társulásnak? egy helyen különböző fajok potenciális kölcsönhatásban a közösség határait a kérdésfeltevés korlátozza növényközösség hangyaközösség madárközösség stb.
A közösség szerkezete fajdiverzitás (sokféleség) fajgazdagság relatív tömegesség megvalósuló kombinációk száma fajszám meghatározásának nehézségei mintanagyság megtalálhatóság
A közösség szerkezete Ritka fajok Gyakori fajok fajszám egyedszámok a mintában
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
A közösség szerkezete táplálkozási szerkezet táplálkozási szintek tápláléklánctáplélékhálózat
Harmadlagos fogyasztó Csúcsragadozó Harmadlagos fogyasztó Másodlagos fogyasztó Elsődleges fogyasztó Elsődleges termelő Szárazföldi tápláléklánc Tengeri tápláléklánc
Egy biocönózis táplálkozási hálózata (trópusi esőerdő, El Verde, Puerto Rico)
A közösség szerkezete
A közösség szerkezete a tápláléklánc hosszának korlátai milyen hosszú lehet egy tápláléklánc csomópontok láncolata
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
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)
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...
53.15
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
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
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
8 6 növényfajok száma 4 2 Figure 54.18 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
Közösség szabályzása bottom-up top-down ragadozó növényevő növény ásványi anyag
Közösség szabályzása top-down bottom-up ragadozó növényevő növény ásványi anyag
Közösség szabályzása biomanipuláció bottom-up top-down ragadozó növényevő növény ásványi anyag
Zavarás hatása a közösségre „ökológiai egyensúly” nem-egyensúlyi közösségek
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...)
Zavarás: gyakorisága erőssége
Zavarások közepes zavarás hipotézis gyakori kismértékű zavarás fenntartja a nagyobb biodiverzitást csökkenti az erős zavarás esélyét
Zavarások emberi zavarás mezőgazdaság fakitermelés települések közlekedés természetes élőhelyek feldarabolódása, elszegényedés
Ökológiai szukcesszió egy ökotóp életközösségének fokozatos változás elsődleges szukcesszió másodlagos szukcesszió szukcessziós folyamatok időtartama
Elsődleges szukcesszió
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 54.22 Glacial retreat and primary succession at Glacier Bay, Alaska Alaska 1760 4 lúcfenyő stádium 3 éger stádium
60 50 40 talaj nitrogén (g/m2) 30 20 10 pionír Dryas éger lúc Figure 54.23 Changes in soil nitrogen content during succession at Glacier Bay 10 pionír Dryas éger lúc szukcessziós stádium
Ökológiai szukcesszió kapcsolat a korai és késői szukcessziós fajok között facilitáció inhibíció tolerancia
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
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
Egyenlítő-pólus gradiens Malayzia: 6 ha 711 fafaj Michigan: 2 ha 10-15 fafaj Alpok: 2 millió km2 50 fafaj Brazília: 200 hangyafaj Iowa: 73 hangyafaj Alaszka: 7 hangyafaj
Egyenlítő-pólus gradiens evolúciótörténet trópusi élőhelyek öregebbek trópusokon hosszabb vegetációs periódus klíma besugárzás, hőmérséklet hozzáférhető vízmennyiség (evapotranspiráció)
aktuális párologtatás (mm/yr) fák 180 160 140 120 fafajok száma 100 80 60 Figure 54.25 Energy, water, and species richness 40 20 100 300 500 700 900 1,100 aktuális párologtatás (mm/yr) fák
(logaritmikus skálán) 200 100 Vgerinces fajok száma (logaritmikus skálán) 50 Figure 54.25 Energy, water, and species richness 10 500 1,000 1,500 2,000 potenciális párologtatás (mm/yr) gerincesek
Területnagyság hatása ha minden más tényező azonos nagyobb területű közösségben több faj található faj-terület görbék
területnagyság (hektár) 1,000 100 fajszám 10 Figure 54.26 Species-area curve for North American breeding birds 1 0.1 1 10 100 103 104 105 106 107 108 109 1010 területnagyság (hektár)
Szigetnagyság és fajgazdagság szigetnagyság hatása távolság hatása MacArthur és Wilson modellje szigetbiogeográfia
Szigetbiogeográfia Egy szigetet benépesítő fajok számát két tényező határozza meg az új fajoknak a szigetre bevándorlási rátája a szigetet benépesítő fajok kihalási rátája
Közösségszerveződési szabályok holisztikus és redukcionista szemlélet szegecs és redundancia modell
Közösségszerveződési szabályok
Közösségszerveződési szabályok
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’)
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