Erdei életközösségek Magyarországon

Az előadások a következő témára: "Erdei életközösségek Magyarországon"— Előadás másolata:

1 Erdei életközösségek Magyarországon
2018/19

2 Előszó AZ ERDŐ FOHÁSZA:
VÁNDOR, ha elhaladsz mellettem ne emelj rám kezet! ÉN VAGYOK tűzhelyed melege hideg, téli éjszakákon ÉN VAGYOK tornácod barátságos fedele, amelynek árnyékába menekülsz a tűző naptól és gyümölcsöm oltja szomjadat. ÉN VAGYOK a gerenda, amely házadat tartja, én vagyok asztalod lapja, én vagyok az ágy amelyben fekszel a deszka, amelyből csónakodat építed. ÉN VAGYOK házad ajtaja, bölcsőd fája, a koporsód fedele. NE BÁNTS!

3 Cél Megláttatni a hazai erdők szépségét, változásainak sokszínűségét.
Felkelteni a tanulók érdek­lődését az erdő életközösségének élőlényei és évszakokhoz kötődő változásai, valamint az élet­közösségekben betöltött szerepük iránt. Megláttatni a hazai erdők jelentőségét, veszély­ez­te­tettségét. Elsajátíttatni olyan magatartásformákat, viselkedésmintákat, melyek az erdei élet­kö­zösség életének zavartalanságát biztosítják. Kialakítani az erdővédelemben való aktív részvétel igényét.

4 Az erdő mint életközösség
Hazánk erdői zömmel lombhullatók. A fák alatt és közöttük növények és állatok, gombák és baktériumok élnek. Ezek alkotják az erdő életközösségét. Erdeink leggyakoribb fái a tölgyek, fenyők és a bükkök. Előfordulásuk a domb- és hegyvidékeken magasságtól függően változik. Alul helyezkednek el a fény és melegkedvelő tölgyesek. Fölöttük a tápanyagban szegényebb talajt és hűvösebb éghajlatot is elviselő bükkösök. A legmagasabb régiókban találhatóak a fenyvesek.

5 Az erdő szintjei növények a lombkoronán átszűrődő fényhez igazodva telepednek meg az erdőben talaj felszínén a mohaszinten élnek a kis fényigényű zuzmók és mohák gyepszint: lágyszárúak, harasztok és gombák élőhelye cserjeszint fényben gazdag lombkoronaszint

6 Lombhullató fák és cserjék
Az egyik leggyakoribb erdőalkotó lombhullató a kocsánytalan tölgy. Magassága eléri a métert, dombvidékeken és a középhegységekben m-es magasságig húzódik törzse hosszában mélyen repedezett kérgű, levele fényes, sötétzöld, karéjos Virága barkavirágzat Egylaki növény: ugyanazon a növényen külön fejlődnek a porzós és a termős virágok Termése a makk, melyben két sziklevél helyezkedik el

7 Cserjék A tölgyerdőben gazdagon nő az aljnövényzet, a fás szárúakat cserjéknek nevezzük kökényt a nép tövises szilvának is nevezi kemény, szúrós szára miatt. Tövisben végződő oldalszárait ágtöviseknek nevezzük. Levelei tojásdad alakúak, virágzata apró, illatos gyepűrózsa az erdőszéleken él Hajtásait és a levelek főereit tüskék borítják. Virágzata rózsaszín, illatos.

8 Gombák az erdőben erdő életközösségének nélkülözhetetlen élőlényei a gombák Mindenütt megtalálhatók, ahol nedves a talaj, és bőven van élő vagy korhadó szerves anyag Korhadéklakók vagy élősködők erdő gombáinak legnagyobb része a talajban él; testük egy vagy több sejtből épül fel legtöbbjük a baktériumokkal együtt az elpusztult élőlények testének lebontásában vesz részt - jelentős szerep az életközösségek tápanyag körforgalmában

9 Gombák az erdőben Erdőszéli csiperke: Egyik leggyakoribb, jóízű, korhadéklakó gombánk könnyű összetéveszteni mérgező párjával, a gyilkos galócával  ízletes vargánya gyökérkapcsolatban élő kalapos gomba

10 Rovarok a fákon és a fában
fák törzsén, a lombok között és a fa belsejében gazdag a rovarvilág fák táplálékot, búvó- és ivadéknevelő helyet is adnak legnagyobb védett rovarunk a szarvasbogár hím 8-9 cm, a nőstény 4-6 cm hosszúra nő

11 gyapjas lepke Erdeink egyik legveszedelmesebb rovara a gyapjas lepke
nőstény piszkosfehér színű, vaskos, lomha mozgású hím barnásszürke, karcsú és rendkívül mozgékony kifejlett állatok színét kitinpikkelyei adják Szájszervük a pödörnyelv, mellyel a növényi nedveket szívogatják

12 madarak a lombok között
legtöbb erdei állat élettere egy-egy növényszinthez kötődik. A madarak azonban a talajtól a lombkoronaszintig mindenütt megtalálhatók hazánk erdeiben a nagy fakopáncs a leggyakoribb Fiókái fészeklakók Főbb tulajdonságai

13 cserjék rejtekén A cserjék között él a koronás keresztes pók
Nevét utótestének fehér, kereszt alakú rajzolatáról kapta Testének két testtája az előtest és az utótest négy pár ízelt láb van, elülső felső részén a nyolc pontszem és a csáprágó található csáprágóhoz méregmirigy kapcsolódik Petéiből május elején kikelő pókok átalakulás nélkül, gyorsan fejlődnek Legyekkel, szúnyogokkal táplálkozik

14 élősködők közönséges kullancs a pókok közeli rokonságához tartozik
A parányi élősködő bokrok, levelek alsó oldalán vagy az avarban él Lapos teste éhesen 4 mm, jóllakottan 1 cm is lehet Csáprágóival az áldozata bőrén sebet ejt, majd a horgos tapogatólábával megkapaszkodva elkezdi a vérszívást Csípésével veszélyes betegségeket terjeszthet!

15 lombok árnyékában A mohaszinten hűvös van és nedves a talaj
A mohaszint egyik legszebb növénye erdeinkben az erdei pajzsika Összetett levelei, és a vékony sötétbarna gyökerek a föld alatti szárból, a gyöktörzsből erednek Virágtalan növény, spórákkal szaporodik, melyek a levelek fonákján lévő spóratartó tokban képződnek Lombhullató erdeink mohafajokban gazdagok. Nincs igazi száruk, gyökerük, levelük. Virágtalanok, spórával szaporodnak. A gombák az erdő életközösségének nélkülözhetetlen részei. Nem tud önállóan táplálékot készíteni, mert nem fotoszintetizál, más növényekből szívja ki a tápanyagot. Jelentős szerepe van az életközösség tápanyagainak lebontásában.

16 Élet az avarban Az avar egyik legismertebb lakója az éti csiga
Házának anyaga főként mész Belső váz nélküli testén jól elkülönül a fej- és a hasláb Zsigerzacskója a csigaházban rejtve marad A fején két pár tapogató helyezkedik el, a fej hasi oldalán pedig a szájnyílás. A szájban redős állkapocs, alul a reszelőnyelv található Haslába alján nyálkát termelő mirigy nyílik. Házának csúcsában lévő zsigerzacskóra bőrredő és köpeny borul A csiga növényevő Petével, átalakulás nélkül szaporodik Téli álmot alszik

17 Élet az avarban Az erdei egér alig 10 cm hosszú állat
Farka szőrtelen, feje és fülkagylója nagy, hátának és hasának szürkésfehér a szőrzete Mindenevő Az erdei vöröshangya Főleg fenyvesekben él Fészkük kúp alakú, gyakran méternyi magas. A boly tagjai a dolgozók, a rövid életű szárnyas hímek és a nagy potrohú királynő

18 Nagyvadak az erdőben Erdeinkben kevés nagyvad él
gímszarvast az erdő koronás királyának is nevezik. Testhossza hímeknél 2 m, testtömege kg Rövid, testhez simuló szőre nyáron vörösesbarna, télen szürkésbarna bikák fejét agancs díszíti, mely minden tavasszal lehull. A tömör csontú agancsszár alakja és ágainak száma az állat korától és táplálkozási viszonyaitól függ.

19 Nagyvadak az erdőben gímszarvas páros ujjú patás állat
nagyon éber, éles hallású, kitűnő szaglású állat esténként táplálkozik, majd órákig kérődzik. Friss füvet, leveleket, gombát, különböző szántóföldi növényeket , néha magvakat is fogyaszt szeptember-októberben párzanak, ez a szarvasbőgés ideje. Ekkor a szarvasbikák megküzdenek a nőstényért szarvastehén nyár elején hozza világra egy vagy két borját újszülöttek fejlettek, és mindenhová követik anyjukat

20 Nagyvadak az erdőben Erdeink másik nagyvadja a vaddisznó
Feje hosszúra nyúlt, vaskos, teste két oldalról kissé lapított, lábai erősek. szőrzete durva, barnásfekete, serteszerű Mindenevő, táplálékának megszerzésében túrókarimás ormánya és agyara segíti öreg kanok és a malacokat nevelő kocák kivételével kondákban élnek ellés ellőtt a nőstény a bozótban puha vackot készít, tavasz végén itt hozza világra 4-10 szürke-fehér csíkos malacát

21 erdei ragadozók A táplálkozási lánc utolsó láncszemei az élő állatokkal táplálkozó ragadozók; képviselőik közül az erdei fülesbagoly és a róka hazánk valamennyi erdejében él erdei fülesbagoly jellemzése

22 erdei ragadozók Ahol erdő van, ott róka is
testét hátoldalán rozsdavörös, hasán, nyakán, fején, és a farka végén szürkésfehér bunda borítja Feje széles, hosszú, keskeny az orra, szeme ferde vágású és hosszú, farka jellegzetesen lompos. Mozgása gyors, jól lopakodik Zsákmányát szemfogaival fogva tartja, tépőfogaival pedig szétszaggatja. Tápláléka főleg egerekből, pockokból áll. A nőstény kora tavasszal a rókavárban hozza világra 4-6 kölykét

23 Erdőtársulások Magyarországon

24 Bevezetés egyes vizsgálatok már pl. az es években elindultak Svájcban (Lake Geneve) és Németországban (Holstein) (Fischer 1999); egyedi és országos kutatások; időtávlatban rövid- és hosszú-távot felölelők (ILTER); számos modell és adatbázis használata, matematikai statisztikai módszerek;

25 Mintavétel alapszabályai
Randomizáció (véletlenszerű választás) cél: a statisztikai populáció tagjai egyenlő eséllyel kerülhessenek a mintába torz a minta, ha bizonyos egyedek nagyobb valószínűséggel kerülnek a mintába, mint mások bekerülése befolyásolja más egyedek bekerülését a reprezentativitás legfőbb biztosítéka használható zavaró tényezők, tendenciák hatásának kiszűrésére (pl.: napszakos, évszakos v. térbeli különbségek)

26 Mintavétel alapszabályai
Standardizálás egy változó bizonyos szinten való tartása pl. napszakos, évszakos, térbeli stb. különbségek kiiktatására; Ismételt mérés „egy mérés nem mérés” ® ismételt mérés ® statisztikai minta mérés hibája becsülhető mérés pontossága: precizitás: ismételt mérések közelsége akkurátusság: mért és valós érték közelsége

27 A terepi kutatások jellegzetességei
terep: számos tényező hat, minden mindennel összefügg   ® nehéz az egyes hatásokat és okokat azonosítani a kutatás eredményessége nagyban függ a körülményektől (időjárás stb.), és jelentős a kutatón kívüli okok szerepe megfelelő tervezéssel a bizonytalanság csökkenthető makrohabitat (közösség) és mikrohabitat (faj vagy populáció) élőhely-szintű vizsgálatok alkalmazása

28 A terepi kutatások jellegzetességei
Terepi vizsgálatok növényeken  helyhezkötöttség, viszonylagos állandóság mennyiségi viszonyok, társulástani sajátosságok jobban becsülhetők, mint az állatoknál cönológia: társulástan hazánkban: Braun-Blanquet iskola (Soó R., Zólyomi B., Jakucs P.) karakterfajok, indikátorfajok azonosítása társulások megkülönböztetése, leírása;

29 Terepi vizsgálatok (nem csak) növényeken
1. Közvetlen számlálás  alap-mérések populációkon és közösségeken: denzitás, gyakoriság, borítás, biomassza további fontos változók: populáció eloszlása, faj-szintű diverzitás, produkció (termelés) minden egyedek megszámlálása: census (ritka), ha ez nem lehetséges mintavétel ha mintavétel alul- vagy felülbecsli a vizsgált jellemzőt, a minta torzul denzitás: egyedek területre v. térfogatra vonatkoztatott „sűrűsége”, egyedszáma egy populáció esetén: abszolút denzitás: egyedszám per összterület ökológiai denzitás: egyedszám per alkalmas élőhely területe

30 Terepi vizsgálatok (nem csak) növényeken
2. Kvadrát-mintavétel  ismert területű négyszögben, ált. négyzeten belül zajlik az egyedek számlálása, esetleg mérése vízben vagy talaj esetén: ismert térfogatban adott élőhelyen megfelelő számú, random kiválasztott kvadrátban ismételjük a számlálást szárazföldi növények esetén hasznos, ha a kvadrát téglalap alakú megfelelő méret: ideális esetben fajszám-terület kumulatív görbék alapján határozzuk meg, gyepek: 2×2m, erdők: 10×10m kvadrátok kijelölése: standard módon (pl. hálózatban) randomizálás (NE befolyásolja a kvadrát helyét, hogy mennyire „jellemző” az adott helyen a növényzet!)

31 Terepi vizsgálatok (nem csak) növényeken
3. Transzekt mintavétel  különösen alkalmas egymásba átmenő szukcessziós stádiumokból álló élőhelyeken típusai: vonal-érintő transzekt: (növények) mintavétel kijelölt, kihúzott vonal mentén vonal által érintett fajok kerülnek a mintába csak relatív becslés -- vonaltranszekt: (szárazföldi gerincesek) mintavétel egy vonal mentén haladva vonaltól bizonyos távolságon belül észlelés

32 Mintaterület eltérő nagyságú és számú mintanégyzetek: 58x58 m, 20x20m;
Franciaország: Abies alba évgyűrűinek növekedése és a klímaváltozás kapcsolatának feltárására egy területen 31, egyenként 1.0 hektáros mintanégyzet, melyekben összesen 310 fatörzs; Szlovénia: az ország 9, eltérő területein kocsánytalan- és kocsányos tölgy társulások; minden egyes tölgytár-sulás kutatására egyenként 25 négyzetet (20×20m) jelöltek ki;

33 Mintaterület Ausztria: 1179 db Picea abies fát jelöltek ki tetszőlegesen, mintaterületek nélkül a növekedés és a klímaváltozás összefüggéseinek a bemutatására; Dél-Svédország: 33 mintaterület tölgyek kutatására, 20×10m vagy 25×15 m alapterület és bennük random módon választottak ki minden egyes alkalommal 7-15 db egyedet; Görögország: a karmazsintölgy Quercus coccifera lombborítás és a rendelkezésre álló biomassza tömeg kapcsolatának vizsgálatára 47 db, egyenként 0.1 hektáros mintaterület;

34 Mintaterület Finnország: a kocsányos tölgy Quercus robur általános egészségi állapotának felmérésére a város egy kiválasztott parkjából random módon választottak ki 30 db fát; Németország: a lucfenyő Picea abies kutatására két egymástól elkülönülő területet jelöltek ki, mindkét helyen egyaránt 6 db 1.0 hektáros kísérleti mintaterületet alapítottak. a mintákat pedig 20 db 20×20 méteres kutatási négyzetre osztották fel; mit tekintünk fának?

35 Mintavétel A minta mindig tartalmaz hibákat! Ezek egy része elkerülhetetlen, ez a statisztika szükségszerű velejárója; Oka: tömörítés, közelítés, becslés; Nem mintavételi hiba: oka: emberi mulasztás, pl.: té- ves adatfelvétel, téves válaszadás Mintavételi hiba oka: részleges adatfelvétel;

36 Síkfőkúton zajló kutatások
Avarmanipulációs (DIRT) Kutatások: a talajba történő avar input az erdő ökoszisztémákban szabályozza a növények által felvehető tápanyagok mennyiségét és minőségét; jelenleg zajlanak: talajoldat analízise; szén dinamika és respirációs vizsgálatok; avarprodukció mérése; talaj biomassza széntartalma; talaj biomassza nitrogén tartalom; talajminták C : N : S aránya;

37 Síkfőkúton zajló kutatások
Florisztikai Kutatások: DIRT kísérleti négyzetek lágyszárú növényeinek dinamizmusát is tanulmányozzuk; Síkfőkút Project területén 2000-ben avarmanipulációs kísérletek indultak amerikai kutatókkal együttműködve; kísérletekhez 18 db 7x7m-es tartós négyzetet állítottak be= kezelések, a dupla avar - (DL), nincs avar- (NL), dupla fa- (DW), nincs gyökér- (NR), nincs input- (NI) parcellák ill. a kontrol parcellák hármas ismétlésben kerültek kijelölésre. A négyzetekben négy év során követtük a lágyszárú növényzet dinamizmusát, fajlistákat készítve és a fajok borításait feljegyezve. E megfigyelések előrevetítették a 2005-ben elindított magbank vizsgálatokat

38 Síkfőkúton zajló kutatások
Magbank vizsgálatok 2005 tavaszán az eltemetett flóra és az erdő lágyszárú növényzete regenerációs potenciájának megismerésére magban-vizsgálatokat indítottak el csíráztatásos módszert alkalmazva. a kora tavaszi időszakban két mélységből vettünk adott mennyiségű és ismétlésszámú talajmintákat, az erdő "A" negyed-hektárjában regenerációs vizsgálatokra tartósan kijelölt 10 db 4x4m-es parcellából, minden négyzetből 6-6 furatot;

39 Síkfőkúton zajló kutatások
Erdő újulati vizsgálat Az erdő struktúrájában bekövetkezett változás megértéséhez folyamatosan felmérik a fás szárú újulatot; Az újulat vizsgálatához mindegyik negyed-hektárban random módon darab 4x4 méteres permanens felvételi kvadrátot jelölnek ki, valamint 9 db olyan kvadrátot, melyekben kizárják a vadrágás illetve az idősebb egyedek árnyékoló hatását; A kvadrátokban fajonként megszámolják a fás szárú újulatot és lemérik a magasságukat; magassági kategóriákat határoztak meg, melyek a következők voltak: 0-10 cm-ig, cm-ig, cm-ig és 50 cm felett

40 Új kutatások, új eszközök
Gage-Clip sensor: fa kerület-növekedését méri; kézi mérésekhez a Járó által módosított Liming-féle szalagot alkalmazzuk. minimum fát választottunk ki a főfafajból úgy, hogy megfelelően jellemezzék az állományt (magassági osztály, vastagsági csoportok figyelem bevételével). Az ékek közötti távolságot április elejétől november végéig hetente, a nyugalmi időszak többi részében kéthetente mérjük 0,01 mm pontosságú digitális tolómérővel;

41 Új kutatások, új eszközök
automata mérésekhez az UMS német cég által gyártott Strain-Gage Clip-Sensor mérőeszköz a fák kerületváltozásának nagy pontosságú és folyamatos mérésére készült; Könnyű súlya és egyszerű felszerelése, rögzítése miatt nem károsítja a fát (annak kérgét) és nem befolyásolja a növekedést. A mérés a méretvál-tozás okozta ellenállás-, illetve feszültségváltozás mérésén alapszik. könnyen mérhető elektromos jel arányban áll a méretváltozással. Ezt a mV-ban mért jelet konvertáljuk mm-re. A mérés pontossága 5

42 Új kutatások, új eszközök
dendrometer: minden eszköz, mely a fák mérésére használtatik; szűkebb értelemben a fák magasságának a meghatározására használják; h=1.3+(dbh/a0 + a1×dbh)3

43 MÉTA program Magyarország Élőhelyeinek Térképi Adatbázisa
általános célkitűzése a hazai természetközeli növényzet mai állapotának pontos megismerése, felmérése, megmaradt természetes növényzetünk tudományos értékelése térképezés során az ország teljes területéről, aktuális terepi felmérés alapján készült dokumentáció. A MÉTA adatbázis és térkép maradéktalanul lefedi a mai ország területét

44 MÉTA program Részletesen felmérték a természetes és természetközeli gyepeket, mocsarakat, vizes élőhelyeket, őshonos fafajú erdőket, cserjéseket; csak vázlatosan a szántókat, mezőgazdasági területe-ket, településeket, faültetvényeket, ipari területeket; 199 térképező vett részt, botanikus kutatók, oktatók, tanárok, természetvédelmi szakemberek, diákok nap terepen, adatlap között

45 MÉTA program űrfelvételek, topográfiai térképek, erdészeti üzemtervi adatok segítették a térképezők munkáját; 2 834 MÉTA-kvadrát hálózatot használtak; Minden kvadráthoz MÉTA-hatszögek 100-as csoportja tartozik;

46 MÉTA program a hatszögön belül az élőhelytípusok állományai vannak;
A hatszögek 35 hektárosak; 86 különböző természetes élőhelyet különbözetnek meg;

47 MÉTA program Élőhely foltmérete, kiterjedése,
Természetes és természetközeli élőhelyek kiterjedése, Élőhelyek természetessége 1-5: 1=teljesen jellegtelen, vegetáció nélküli; 5=szentély jellegű területek, Tájökológiai információk: környezet, elszigeteltség stb.

48 Általános Nemzeti Élőhely-osztályozási Rendszer (Á-NÉR)
Magyarország növényzetének és élőhelyeinek térképezéséhez leggyakrabban használt, többszörösen tesztelt és javított élőhely-osztályozási rendszere; Első 1997-ben a Nemzeti Biodiverzitás-monitorozási Rendszer fejlesztéseként. A kategóriarendszert 2001-ben módosították. A 2007-es az Á-NÉR 2003 kiegészítése az Á-NÉR 1997 másodlagos és mesterséges felszíneket osztályozó kategóriáival (szántóterületek, faültetevények, települések).

49 Erdőkutatások és erdőpusztulások a mérsékelt égövben. Európa
Misik Tamás EKF, TTK Környezettudományi Tanszék III. Környezettani Tudományos Nap 2009. november 20. Eger

50 Kutatások struktúra-, erdődinamikai-, ökológiai- ökofiziológiai vizsgálatok; erdőtüzek, hajtásledobás (kladoptózis), avarprodukció-, évgyűrű-, gyökér-, kerületnövekedés- és hajtás-biomassza vizsgálatok elsősorban a boreális erdők zónájában: széldöntés, szúfajok és az olvadás; az erdőpusztulások különösen a 70-es, 80-as években erősödtek fel; ezt követően a vizsgálatok középpontjába az erdőhanyatlások okainak feltárása és a változások monitorozása került;

51 Anyag, módszer egyedi és országos kutatások;
időtávlatban rövid- és hosszú-távot felölelők (ILTER); egyes vizsgálatok már pl. az es években elindultak Svájcban (Lake Geneve) és Németországban (Holstein) (Anton 1999); számos modell és adatbázis használata: FOREST-BGC, DCA, ANOVA, COFECHA, post hoc Fisher LSD; eltérő nagyságú és számú mintanégyzetek: 58x58 m, 20x20 m stb. mi számít fának? - 1,3 m-en eléri v. meghaladja a 10 cm-es törzsátmérőt (DBH), Oroszországban min. 8 cm, Svájcban min. 12 cm;

52 Évgyűrű vizsgálatok az éghajlat és az évgyűrűk kapcsolata;
számos időjárási elem, különösen a megelőző évek időjárása befolyásolja az évgyűrűk növekedését; pl. az augusztusi csapadék (meleg augusztus pont ellentétes hatású), a magas hőmérsékleti értékek mind pozitív hatást gyakorolnak; a száraz évek visszavetik a növekedést és betegségek előidézői is lehetnek; a rovarok kártételét a fiatalabb erdők már egy év után kiheverik, míg a 80 év feletti állományoknak 4 év szükséges; vízháztartás a leglényegesebb faktor a radiális növekedésben (Rolland 1993, Drobyshev 2007);

53 Fanövekedés vizsgálatok Európában
számos kutatás bizonyítja (pl. Spiecker et al. 1996, EUROSTAT, Hasenauer et al. 1999), hogy Európa legtöbb országában az elmúlt években a fák átlagos mérete növekedett; jelentős a faállomány növekedés: Ausztria, Franciaország, Lengyelország, Svédország, Olaszország; csak néhány helyen voltak között negatív folyamatok: Albánia, Görögország, Portugália, Románia; a teljes erdőterület mill. ha -ról millió ha -ra nőtt között; a faállomány 13 billió m3 -ről 18,5 billió m3 -re nőtt, ez + 43% (UN 1955 és 1992; Kuusela 1994);

54 Erdőtüzek és hatásaik a globális felmelegedés is szerepet játszik abban, hogy évről-évre több és hevesebb erdőtűz pusztít világszerte; 2007-ben erdőtüzekben 7,3 millió tonna biomassza égett el, és ennek következtében mintegy 12,3 millió tonna CO2 került a légkörbe; terjedő időszak az terjedő időszak-kal összehasonlítva tapasztalható, hogy az erdőtüzek száma megnégyszereződött, átlagos élettartamuk egy hétről öt hétre, az általuk elpusztított terület nagysága pedig hat és félszeresére növekedett, (EFFIS);

55 Erdőtüzek Erdőtüzek Spanyolországban 1994-1998 között.
vizsgálat éve tűzesetek száma (< 1 ha) 12, ,352 tűzesetek száma (> 1 ha) 8, ,089 tűzesetek száma (> 500 ha) leégett erdők (ha) 80, ,235.9

56 A fapusztulások nyomában
számos hipotézis: abiotikus és biotikus faktorok egyaránt (Klein – Perkins 1987, Kutnar 2003, Nilsson 1986, Smith 1989, Schütt ed. 1984); leggyakoribbak a klímaváltozás, antropogén hatások- légszennyezés (CO2 és nitrogén), nehézfémek, talajvízszint süllyedés, talaj kémhatás, kártevők, a növekvő ózon szint stb.; biotikus tényezők: gyapjaslepkék, gombák, bogarak (pl. Agrilus biguttatus); kontinens szerte a tölgyek pusztulásáról számolnak be (Q. petraea, Q. robur, Q. suber, Q. ilex);

57 A szupraindividuális szerveződési szintek szerkezete és működése
A szupraindividuális szerveződési szintek szerkezete és működése. Környezet és tolerancia. Az ökológia alapelvei. Az szerkezet és működés egységének bemutatása a vizes élőhelyek és a füves élőhelyek életközösségeinek példáin keresztül. Alkalmazkodás a változó környezethez

58 KÖRNYEZET FOGALMA KÖZNAPI: ami körülvesz bennünket
( ökológiában = környék) ÖKOLÓGIAI: A környék azon elemeinek összessége, amelyek adott helyen, adott időpontban a konkrét élőlényre (élőlény-közösségre) ténylegesen hat és az a toleranciatartományának megfelelően válaszol a hatásra.

59 Környezeti tényezők Élettelen (abiotikus: - Atmoszférikus (klimatikus)
Fény, hő, levegő - Hidroszférikus víz - Litoszférikus (pedoszférikus) talaj tényezők

60 Környezeti tényezők Élő (biotikus):
- populációkon belüli (intraspecifikus) hatások (egyedek hatása egymásra) - populációk közötti (interspecifikus) hatások ( közösségek hatása egymásra)

61 Biológiai környezet Biológiai környezet: mindazon élő tényezők összessége (biotikus tényezők), amelyek az élőlényre vagy az élőlény-közösségre ( populáció, biocönózis), illetve ezek életfeltételeire hatnak; Az élőlény elképzelhetetlen biológiai környezete nélkül. Ha ez kedvezőtlenné válik és nem elégíti ki az élőlény igényét, akkor vagy: alkalmazkodik (adaptáció) megváltoztatja a környezetet (diszturbáció) Elvándorol (migráció), Lappangó (látens) állapotba kerül, Elpusztul adaptáció, alkalmazkodás: 1.Tágabb értelemben az élőlények azon tulajdonsága, hogy folyton változó környezetükben – bizonyos élettani határok közt – anyagcseréjük és energiaforgalmuk változtatásával képesek alaki és működésbeli azonosságukat, egyensúlyi állapotukat (homeosztázis) megőrizni. Szűkebb értelemben az élőlények biológiai plaszticitásán alapuló azon képesség, hogy a környezeti hatásokhoz alkalmazkodnak olyképpen, hogy közben strukturális és funkcionális változások következnek be szervezetükben. Az ~ határai mindenkor genetikailag determináltak. A megváltozó ®genotípus-összetétel eredményezi a populáció jobb alkalmazkodottságát, azaz az élettartam-növekedését és az utódgenerációban való nagyobb mértékű genetikai reprezentáltságot (adaptív érték). A ®fenotípusos ~ban pedig csak a genotípusok reakciónormájának módosulásával (morfológiai, egyedfejlődési, élettani, viselkedési tulajdonságok) nő az alkalmazkodottság. Az ~ egyensúlyi állapot kialakulásának folyamata a haszonállatok és az elhelyezésükre szolgáló természeti v. műszaki környezet feltételei között is. A haszonállatok életük során eltérő környezeti feltételek közé kerülnek, amelyekhez életfunkcióiknak alkalmazkodniuk kell. A tartástechnológiai rendszerek a magas termékprodukció előállítása érdekében igyekeznek a gazdasági haszonállat környezeti igényeit kielégíteni. A fenotípusos funkcionális ~ a haszonállatok értékmérő tulajdonsága, amely a genotípus–környezet interakcióban jut kifejezésre. A környezeti hatásokra bekövetkező egyedi változások (modifikáció) ált. nem öröklődnek (®etológiai adaptáció). Az állati szervezetekben az alkalmazkodás a neurohormonális szabályozás révén valósul meg az adaptációs hormonok (ACTH, STH, glüko- és mineralokortikoidok) segítségével. A regulációs zavarok esetén következik be a Selye János (1907–1982) által leírt általános adaptációs tünetegyüttes (®stressz) következményeképpen jelentkező neuroszomatikus betegségek (gyomorfekély, hipertónia betegség, arterioszklerózis,reumás láz stb.). – 2. Az érzékszervek adaptációja a tartós ingerekhez (erős fény, hang, szag, hőmérséklet, pl. bőré) való alkalmazkodás, amely a receptorok ingerküszöbének megemelkedésén és az ingerületi folyamatok fokozatos csökkenésén alapul. Így pl. az erős szagot csak rövid ideig érzékeljük. környezeti adaptáció: az élőlényeknek olyan alaki és működésbeli hozzáigazodása a környezet változásaihoz, amely lehetővé teszi, hogy a szervezet a megváltozott körülmények között fennmaradhasson és szaporodhasson. A ~ során a környezet és a szervezet között egy állandó mozgásban lévő dinamikus egyensúly alakul ki. Ezt nevezik a szervezet alkalmazkodottságának, mely lehet múló v. bizonyos mértékig rögzített. A ~ mélysége és tartóssága alapján a rövid életű szabályozástól az öröklődő rögzítettségig igen sok átmeneti forma alakulhat ki. Így olyan fajok, ill. fajták keletkeznek, amelyek a környezethez különlegesen alkalmazkodtak,ill. olyanok, amelyek nagy mértékű környezetváltozásokat tűrnek el. Az élő szervezeteknek alkalmazkodniuk kell a légszennyezettséghez, a vizek megváltozott minőségéhez, a talaj szennyezettségéhez, a változó hőmérsékleti és csapadékviszonyokhoz. A túladagolt műtrágyák és peszticidek szintén adaptációra kényszerítik az élővilágot.

62 Fő vonulási útvonalak Európából
Gibraltár Szicília Boszporusz

63 Biológiai környezet Környék: élő és élettelen tényezők összessége;
Környezet: az élőlényekre ható élő és élettelen tényezők összessége; élő = biotikus környezeti tényezőknek az élő környezet által okozott hatásokat nevezzük. Ezek lehetnek kedvező, sőt nélkülözhetetlen hatásúak (pl.: talaj mikroflórája, mikrofaunája), de károsak is (pl.: kórokozók, kártevők, vadak), populációk kölcsönhatása;

64 A környezet társadalmi értelmezése
élettelen = abiotikus környe- zeti tényezők: a természet olyan élettelen elemei, melyek az élőlé-nyekre hatnak, vagy kölcsönhatásban állnak velük;

65 Környezeti tényezők élőlények közösségei egy adott földrajzi térben, az élőhelyen élnek; az illető közösséget számos hatás érheti, például a hőmérséklet ingadozása, a változó fény- és talajviszonyok, vagy a környező élővilág összetételének megváltozása; ezek a hatások természetesen eltérő módon érintik a különböző fajok közösségeit;

66 Biológiai környezet környezet sohasem állandó; részben azért, mert változik az évszakok, napszakok szerint, mert a földrajzi jelenségek minduntalan át- meg átalakítják; változik az élõlények reagálása is; környezet és a környezetre való reagálás tehát elválaszthatatlan egymástól; Az, hogy a környezet változását mennyire viseli el az élõlény, miként változik viselkedése, anyagcseréje attól függ, hogy milyen az adott környezeti feltétellel szembeni tûrõképessége

67 Tűrőképesség tűrőképesség: egy adott faj populációja hogyan tud a változó környezethez alkalmazkodni ill. hogyan reagál a környezeti változásokhoz; A különböző fajok populációi azonos tényezőkre, más és más tűrőképességet mutatnak. Az optimum tartományt az egyedek leggyakoribb előfordulása jelzi. tágtűrésű fajok: amelyek a környezeti tényezők értékeinek megváltozását tág határok között is elviselik (pl. vándorpatkány); szűktűrésű fajok: csupán kismértékű ingadozást viselnek el (pl.: korallok);

68 Környezeti tényezők egy populáció számára gyakran igen fontos a biotikus környezete (kompetitorok, predátorok, paraziták); a biotikus környezet a többi faj evolúciója révén még akkor is változik, ha a fizikai környezet nagyjából állandó marad; Az a populáció, mely nem rendelkezik a szükséges genetikai variabilitással, menthetetlenül lemarad (ezért is fontos a génkészletek megőrzése pl. Lipicai ménes).

69 Környezeti tényezők Egyes, szélsőséges körülményekhez alkalmazkodott ősi baktériumfajok kivételével minden földi élet energiaforrása a Nap fénye a fotoszintetizáló növények életéhez nélkülözhetetlen. Fontos környezeti feltétel mind a fény mennyisége, összetétele - színe, hullámhossza, mind a megvilágítás időtartama (pl. fény- és árnyékkedvelő növények). a hőmérséklet, és a besugárzott hőmennyiség: hőmérséklet magasság illetve középhegységeinkben a kitettség szerinti változása függőlegesen is övezetessé teszi az élővilágot;

70 Környezeti tényezők víz a növények számára a tápanyagok felvételéhez nélkülözhetetlen, de egyetlen élőlény sem képes víz nélkül élni; oxigént egyetlen légzést folytató élőlény sem nélkülözheti; vizeknek az oldott oxigéntartalma nagyon különböző lehet; növények számára környezeti tényező a talaj tápanyagtartalma; bármilyen bőség is legyen valamelyik szükséges elemből, a növények csak a legkisebb mértékben rendelkezésükre álló elem arányában fogják tudni azokat hasznosítani (Liebig-féle minimum törvény);

71 Populációk kölcsönhatásai
együttműködés (mutualizmus): két populáció mindkét fél számára előnyös kapcsolata (+,+); egyik formája az együttélés (szimbiózis): két populáció mindkét fél számára előnyös együttélési, elsősorban táplálkozási kapcsolata jön létre (pl. zuzmók, cellulózbontó baktériumok gerincesek bélcsatornájában) (+,+); versengés (kompetíció): két egyed vagy populáció mind-két fél számára hátrányos kapcsolata, élőhely hasonló forrásait használják (-,-);

72 Populációk kölcsönhatásai
asztalközösség (kommenzalizmus): két populáció közti kapcsolat, amely az egyik fél számára előnyös, a másik számára közömbös (pl. oroszlán + keselyű) (0,+); táplálkozási kapcsolat (predáció): két populáció közti kapcsolat, amely az egyik fél (predátor=ragadozó) számára előnyös, a másik fél (préda = zsákmány)számára hátrá-nyos; Az egyik populáció a létfenntartásához szükséges anyag és energia egy részét egy másik populáció tagjainak elfogyasztásával vagy feldolgozásával nyeri (+,-).

73 Szukcesszió szukcesszió: egy adott élőhelyen található közösség(ek) átalakulási folyamata egy másik közösséggé. Folyamatos, de nehezen megfigyelhető, mert hosszabb léptékű időskálán történik; lehet: földtörténeti léptékű (szekuláris szukcesszió) egyirányú (irreverzibilis), nagy területre kiterjedő, nem ismétlődő folyamat, általában az éghajlat megváltozása döntő szerepet játszik; rövidebb (biotikus szukcesszió) évtizedekben számolható időszakon belül történő, azonos éghajlati körülmények között zajló, kisebb területre kiterjedő, megfordítható (reverzibilis) változás;

74 Szukcesszió pionír társulás: a szukcessziós folyamat első társulása; Általában fajszegény, de a fajok egyedszáma nagy. zárótársulás (klimax): jellegzetes felépítésű, viszonylag állandó szerkezetű társulás, amelynek kialakulása felé a szukcesszió halad. Általában fajgazdag és a populációk közti sokrétű kapcsolat jellemzi. A legjobban megfelel egy adott terület éghajlati körülményeinek.

75 Szukcesszió primer szukcesszió: a frissen keletkezett felszínen lezajló vegetációfejlődést jelenti. szekunder szukcesszió: korábban már vegetációt hordozó felszíneken valamilyen katasztrófa után beinduló szukcesszió; a két típus között a döntő különbség a kiindulási feltételekben van (itt már van talaj);

76 Anyag- és energiaforgalom
bioszférában az anyag állandó körforgást végez miközben különböző változásokon megy át, és különböző formát vesz fel; bioszféra élő és élettelen alkotói között anyagforgalom játszódik le;

77 Anyag- és energiaforgalom
csak a növények képesek arra, hogy a fotoszintézis eredményeként víz és szén-dioxid felhasználásával, a fény energiáját hasznosítva szerves anyagot (szőlőcukrot) készítsenek; szerves anyag szervetlenből történő előállítására képes élőlények az ökoszisztéma termelő szervezetei; a növényekkel vagy egymással táplálkozó állatok pedig a fogyasztó szervezetek; a termelő szervezeteket közvetlenül elfogyasztó növényevőket elsődleges fogyasztónak nevezzük;

78 Anyag- és energiaforgalom
növényevő állatokkal táplálkozókat másodlagos fogyasztóknak nevezzük; másodlagos fogyasztókat, azaz a ragadozókat prédálókat harmadlagos fogyasztóknak nevezzük; azok a fogyasztók, melyeknek az életközösségben nincsen természetes ellensége, azaz fogyasztója: a csúcsragadozó; Milyen szerepe van a medvének??

79 Biogeokémiai ciklusok szén
szén körforgásában a levegő és a víz szén-dioxid tartalma jelenti az élőlényeknek a szénforrást; az autotróf élőlények ebből alakítják át a fotoszintézis folyamatában a szerves anyagokat heterotróf élőlények; elpusztult élőlényekben is sok a szénvegyület, amit a lebontó szervezetek használnak fel, majd szén-dioxid formájában visszajuttatják a légkörbe;

80 Biogeokémiai ciklusok nitrogén
nitrogén körforgásában a legnagyobb mennyiséget a levegő tartalmazza, és a növények többsége képtelen közvetlenül felhasználni; ezt csak a talajban lakó nitrogénkötő baktérium fajok képesek elvégezni; nitrogén megkötéséből ammónia ammóniumvegyületekké, ill. a nitrifikáló baktérium hatására nitrátokká alakul át; ez már vízben oldható és a növények számára is felvehető táplálék;

81 Biogeokémiai ciklusok foszfor
foszfor körforgása során a víz a foszfátokat is kioldja a kőzetekből; növények a foszfort a szervetlen vegyületek vizes oldataiból veszik fel; az állatok a növényi táplálékkal jutnak hozzá; az elpusztult élőlényekből a baktériumok szabadítják fel a foszfor tartalmú szervetlen vegyületeket;

82 Biogeokémiai ciklusok víz
víz körforgásához a fő víztömeget az óceánok és tengerek adják; a nap melege hatására a víz elpárolog, majd felhők képződnek, amelyekből csapadék jut a Földre; a szárazföldről mint elfolyó víz visszajut a tengerekbe, részben beszivárog a talajba; a beszivárgott víz jelentős részét a növények veszik fel; a növények a felvett víz egy részét a leveleken keresztül párologtatás útján a légkörbe juttatják;

83 Biogeokémiai ciklusok kén
mind biológiai, mind geokémiai szempontból a mozgékony elemek közé tartozik az ökoszisztémában; a fotoszintetizáló növények és az állatvilág aránylag kisebb mennyiségben hasznosítja; különböző vegyületei számos baktérium- és gombafajnak szolgálnak energiaforrásul; növények a ként a talajból szulfátionként, a levegőből kén-dioxidként veszik fel;

84 Ökológia alapelvei 1. Általános indikáció elve
Az élőlények a rájuk ható tényleges környezeti tényezőkre választ adnak, ez a válasz az indikandum, maguk az élőlények az indikátorok 2. Komplementációs elv külső és belső környezet együttes kapcsolata: ható és hatást érzékelő - exterior-interior komplexum, környék-élővilág 3. Ökológiai faktorok (ökológiai tényezők) azok az ökológiai-környezeti és ökológiai-tűrőképességi tényezők, amelyek egy adott helyzetben egymással közvetlenül összekapcsolódnak

85 Ökológia alapelvei 4. Multiplurális környezeti elv
Ökológiai környezetek sokasága egy adott topológiai és idő térben 5. Limitációs elv A populációk válaszreakciója az olyan ökológiai-környezeti hatásra vagy hatásokra, amelyek az ökológiai-tűrőképességi tartományuk határait minimum vagy maximum irányban megközelítik vagy átlépik. Ezáltal befolyásolják tér-időbeni mennyiségi előfordulásukat és viselkedésüket.  A környezeti tényezők együttesen hatnak, bármelyik, amely eléri a tűrőképesség határát limitálóvá válik.

86 Ökológia alapelvei / alkalmazkodás
6. Liebig-féle minimum törvény (1840) A növények fejlődésének ütemét a rendelkezésre álló elemek közül mindig az szabja meg, amelyik a legkisebb mennyiségben van jelen. Biológiai adaptáció (latin Adaptatio) - a szervezet adaptációjának folyamata a külső körülményekhez az evolúció folyamatában, beleértve a morfofiziológiai és viselkedési komponenseket. Az adaptáció biztosíthatja a túlélést egy adott élőhely körülményei között

87 alkalmazkodás Az adaptáció biztosítja az abiotikus és biológiai tényezők hatásával szembeni ellenállást, valamint a más fajokkal, populációkkal és egyénekkel való versengést Minden fajnak képesnek kell lennie arra, hogy bizonyos „keretek között” adaptálódjon Charles Darwin evolúciós elméletében a természetes szelekcióra épülő adaptációs folyamat tudományos magyarázatát javasolta