TÁRSULÁSOK ÉS DIVERZITÁS

Átírás

1 TÁRSULÁSOK ÉS DIVERZITÁS Vadbiológia és ökológia h Jellemezôi g Törvényszerûen ismétlôdô, g Állandó megjelenésû, g Meghatározott környezeti igényû élôlényegyüttes h Biocönózis = fitocönózis + zoocönózis g Populációk és a közöttük lévô kapcsolatok alkotják g Kialakulására hatnak: Versengés: realizált niche források megosztása specialiták vs. generalisták Ragadozás: realizált niche Az élôhely változatossága niche lehetôségek növekedése Egyed feletti szervezôdési szintek h Bioszféra g Biom Ökoszisztéma w Populáció w ================= h Egyed h Gondolkodásmódbeli problémák Egyszerû komplex Diszjunkt folytonos Determinisztikus sztochasztikus h A társulások jellemzése g Domináns fajok g Diagnosztikai értékû fajok Jobb elkülönítés, hierarchia Karakterfajok sajátos jellemzés Differenciáló fajok csak egyes társulásokban fordulnak elô indikátorok! Hasonlósági fok számítása < Hasonlósági indexek < Kapcsolat a környezeti tényezôk valamely grádiensével < Grádiens = valamilyen több-kevesebb folytonossággal változó tényezô Táplálkozási hálózatok alapján kialakított társulások

2 h A társulások összetétele Fauna Flóra Térbeli összerendezettség Egyedszám Kevés közönséges faj nagy egyedszámban domináns faj Sok ritka faj < Néha véletlen a jelenlétük < Hosszú távon fontosak lehetnek < Grádiensek hatását jelezhetik Diverzitás < A sokféleség/változatosság számszerûsítése < Miért vannak ritka fajok? h A társulások átalakulása szukcesszió A társulások általában átalakulnak Az átalakulás általában nem véletlenszerû g Szukcesszió Szabályszerû Egymást követô fejlôdési lépések sorozata < Amely egy irányban megy végbe, ezért PROGNOSZTIZÁLHATÓ A változás sebességét meghatározó tényezôk < A társulás korábbi állapota < A környezet hatására bekövetkezô szukcesszió lassú < A biológiai hatásokra bekövetkezô szukcesszió gyors h A társulások stabilitása Befolyásolják A társulást alkotó populációk belsô jellemzôi A populációk közötti kapcsolatok < A populáción belüli versengésnek nagyobbnak kell lennie, mint a populációk közöttinek < A fajok közötti versengés minimalizálása < A ragadozók stabilizálhatnak kikapcsol(hat)ják a versenytárs hatását h A szukcesszió szakaszai Pionír épülô érett hanyatló < Pl. jonnan kialakult területen (vulkáni sziget): w Élettelen betelepülés bevándorlás birtokba vétel fajok versengése strukturált társulás kialakulása állandósult társulás kialakulása Végeredmény stabil állapot (klimax) w Maximális biomassza w Nem lefagyott, hanem lehet ciklikus w Lehet primer (természetes) és szekunder (emberi hatás utáni)

3 Ökoszitéma Biocönózis + biotóp = ökoszisztéma (Mûködési egység) h Bonyolult rendszer g Fizikai, kémiai, biológiai részrendszerek együttmûködése, illetve összjátéka hozza létre g Jellemzôi Benne anyag, energia és információ áramlik Szabályozott és vezérelt rendszer Nyílt rendszer Különbözô méretû lehet Minél nagyobb és változatosabb, annál függetlenebb és stabilabb lehet! g Szerkezete 2D vs. 3D < Az ember 2 dimenzióban és a talaj szintjén lát és gondolkodik < Vertikális rétegzettség, horizontális foltosság Fizikai szempont: klíma, életközeg (víz, talaj) Kémiai szempont: anyagforgalom, anyagok mennyisége, eloszlása, mozgása Részrendszerek dinamikus kölcsönhatásai Diverzitás h Diverzitás = sokféleség, változatosság g Az ökológiában: a sokféleség kvantitatív megjelenítése g Biodiverzitás: a biológiai változatosság matematikai (kvantitatív) megjelenítése Ökoszitéma Biocönózis + biotóp = ökoszisztéma (Mûködési egység) h Mûködése Anyagforgalom Energia áramlása Ökológiai szabályozottság Két biológiai rendszer Autotóf Heterotróf Trófikus szinteket összekötô táplálékhálózatok Biomassza az egyes szinteken h Anyagkörforgás az ökoszisztémában Biogeokémiai ciklusok < Kémiai elemk körpályája az élôk és az élettelen környezet között < Ciklusokban résztvevô anyagok < Rezervoárok a ciklusból kilépô anyagok Energiaáramlás < Nem körforgalom, hanem egyirányú áramlás < Nap surárzó energiája hôként távozik el a rendszerbôl Diverzitás h Biodiverzitás diverzitás-szintek g a populáció biokémiai, genetikai, fiziológiai, morfológiai sokfélesége szimultán pl. a genetikai diverzitás és az agancsméretek kapcsolata fehérfarkú szarvasnál g faj- és egyed diverzitás g társulások és ökoszisztémák diverzitása telített és telítetlen közösségek diverzitása

4 Diverzitás, komplexitás, stabilitás Mitôl stabil az ökoszisztéma? h Diverzitás: a változás és a fejlôdés feltétele h Komplexitás: diverzitásszerkezet, kompozíció h Stabilitás: ellenállás a perturbációknak h Rezisztencia (reziliencia): regenerálódó képesség Faj- és egyeddiverzitás elmélete A társulások fajdiverzitását meghatározó tényezôk g A leggyakrabban használt mutató trópusi esôerdô - tundra különbsége sok faj kevés egyed - kevés faj sok egyed azonos éghajlati övben lévô ökoszisztémák különbségei < pl. füves puszta tölgyerdô diverzitás-gradiensek É-D, alacsony magas tengerszint feletti részek g Mérés: fajszám (ST) fajok sûrûsége (denzitás) fajok gyakorisága (p i ) - domináns és ritka fajok -a fajok elôfordulását és gyakoriságát meghatározza, hogy milyen széles az adott forrástengely g Mutatószámok és módszerek dzsungele az adott élôhelyen található fajpopulációk egyedszáma g Mérési módszerek változatosság (fajgazdagság): a fajok száma nem súlyoz a sûrûségi viszonyokkal heterogenitás vizsgálata: fajszám és egyedszám kombinálása ott nagyobb, ahol több faj és nagyobb egyedszám található

5 A diverzitások kategorizálása A diverzitások kategorizálása h Alfadiverzitás g a fajok diverzitása egy élôhelyen vagy egy társulásban g Eloszláson és valószinûségen alapuló diverzitások Statisztikai eloszláson alapuló eljárás a fajok relatív gyakoriságára görbét illeszt a források valamilyen összefüggés szerinti eloszlását, hasznosítását tételezi fel < Geometrikus < Logaritmus < Lognormális < MacArthur-féle "töröttpálca"-eloszlás < Valószínûségi számításon alapuló diverzitás Nem eloszláson alapuló diverzitás számítások Simpson-Yule-index (D): < mi a valószinûsége annak, hogy ha egy élôlény közösségbôl véletlenszerûen kiemelünk egy fajt, majd egy másodikat, akkor a második különbözik az elsôtôl? < D = {n i *(n i -1)} / {N*(N-1)} Shannon-Wiener függvény (H) < H = -1* 3 p i *ln(pi ) A diverzitások kategorizálása h Gammadiverzitás valamilyen nagyobb egység élôhelysorozatai fajgazdagságának egyetlen mutatóval való kifejezése h Epszilondiverzitás g nagy földrajzi térség diverzitása h Bétadiverzitás g nem területre vonatkozik, hanem a fajösszetétel változását méri egyik társulásból a másik felé haladva g $ =S / ("-1)

6 A "diverzitások kategorizálása" h A minták közötti hasonlóság mérése a hasonlósági indexek szintén használhatók a diverzitás kifejezésére mennyi faj (kvalitatív) milyen számban (kvantitatív) fordul elô az összahasonlított társulásokban Jaccard-index, Sörensen-index, Morita-Horn-index A diverzitás kölönbségeket elôidézô tényezôk h Mi határozza meg a diverzitás mértékét? h Miért a trópusok a leggazdagabbak? h Tényezôk g Idô Evolúciós földtörténeti idôben mérhetô pl. mérsékelt övben a jégkorszakok óta eltelt idô, egy-egy faj kialakulásának ideje pl. egy faj betelepülése, egy társulás kialakulása A klíma stabilitása diverzitás-stabilitás kérdése stabil trópus szûk niche-k szabályos szezonalitás szélsôségesen ingadozó g Térbeli változékonyság domborzat vegetáció szintezettsége Diverzitás, komplexitás, stabilitás h Diverzitás: a változás és a fejlôdés feltétele h Komplexitás: diverzitásszerkezet, kompozíció h Stabilitás: ellenállás a perturbációknak h Rezisztencia (reziliencia): regenerálódó képesség

7 A diverzitás kölönbségeket elôidézô tényezôk g Produktivitás nagy produktivitás több faj élôhelyek "primér meghatározottsága" nagy produktivitás nagyobb specializálódás g Versengés mérsékelt öv: elsôsorban a környezet fizikai tényezôi meghatározók < generalista fajok < tág niche-k < átfedések trópusok: erôs a fajok közötti versengés < specializáció < szûk niche-k a verseny miatt mindenki beszorul g Ragadozók: az egyes zsákmányfajok szintjét alacsonyabban tartják, ezért azok nem képesek egymást kiszorítani, hanem képesek együtt élni keystone species: kis egyedszámú, de az egész ökoszisztéma képét meghatározó fajok tengeri vidra, elefánt Általános megoldás h Szabályok Általános megoldás h Energia -- Stabilitás -- Area = ESA g Több energia nagyobb diverzitás g Stabilabb klíma nagyobb diverzitás (évi és szezonok között) g Nagyobb terület nagyobb diverzitás Észak-Amerika < növényi produkció sugárzás & nedvesség evapotranszspiráció biomasszaprodukció Trópusi esôerdôk legnagyobb sugárzás & legnagyobb csapadék & nagyon stabil! Klimatikus stabilitás + terület óceánok azonos ásványi táplálékbázis mellett a csapadékosabb és melegebb helyek a produktívabbak A hidegebb klíma nagyobb alkalmazkodást kíván < Többféle körülményt kell tudni elviselni/hasznosítani Rapoport-szabály: < a hidegebb klímán élô állat- és növényfajok szélesebb környezeti spektrumhoz alkalmazkodtak < szélesebb a geográfiai elterjedésük és nagyobb magassági intervallumban fordulnak elô < az Egyenlítô felé haladva a fajok átlagos elterjedési területe beszûkül.

8 A diverzitás-értékek gyakorlati haszna g Természetvédelem védett területek értékelése diverzebb terület értékesebb különbözô ökoszisztémák? természetes szukcessziók? g Környezetvédelem a szennyezés csökkenti a diverzitást monitoring g Erdôpusztulás erdôalkotó fák rasszdiverzitása hagyományos erdészeti beavatkozások a helyi rasszok jól, spontán érvényesültek A változatosság nagyobb produktivitást tesz lehetôvé modern-nagyüzemi erdôgazdálkodás mesterséges korlátok kevesebb / kevésbé alkalmas rassz "minél inkább elszegényedik a rassz-készlet, annál inkább gyérülnek' a szünbiológiai rendszerek reakció-lehetôségei, valamint: annál inkább nônek az elemek (populációk) extinkciós valószinûségei" (JNP) A diverzitás-értékek gyakorlati haszna g Vadgazdálkodás vadeltartóképességre gyakorolt hatások nagyobb diverzitás nagyobb eltartóképesség szukcesszionális változások más-más fajok számára kedvezôbb az élôhely diverzitás-növelése élôhelyek javítása