Az ökológia alapjai. Diverzitás és stabilitás

Átírás

1 Az ökológia alapjai Diverzitás és stabilitás

2 Diverzitás = sokféleség, változatosság a sokféleség kvantitatív megjelenítése biodiverzitás: a biológiai változatosság matematikai (kvantitatív) megjelenítése Biodiverzitás: a sokféleség sokfélesége (JNP) diverzitás-szintek minden magasabb szerveződési szint magába foglalja az előző(k) diverzitását is diverzitás az egyedek szintjén egy egyeden belül is genetikai sokféleség (pl. homo- és heterozigócia) emiatt biokémiai, fiziológiai stb. sokféleség diverzitás a populáció szintjén a pop. egyedei különbözőek a populáció genetikai diverzitása a meghatározó a környezettel való kölcsönhatásban alakul ki a biokémiai, fiziológiai, morfológiai sokfélesége pl. a genetikai diverzitás és az agancsméretek kapcsolata különböző élőhelyeken a pop. egyedei közti kapcsolatok sokfélesége (versengés, együttműködés, szaporodás, utódgondozás más viselkedési jellemzők)

3 diverzitás a társulások szintjén fajdiverzitás: a társulást alkotó fajok sokfélesége szerkezeti sokféleség a fajok közti kapcsolatok sokfélesége (pl. táplálkozási kapcsolatok, versengés stb.) ökoszisztémák diverzitása az alkotó társulások sokfélesége a társulás és az élettelen környezet kapcsolatainak sokfélesége az energia- és az anyagfelhasználás az információáramlás sokfélesége magasabb szerveződési szintek diverzitásai

4 Diverzitás, komplexitás, stabilitás Diverzitás: a változás és a fejlődés feltétele pl. az őslovak kül. testmérete a természetes szelekció a nagyobbaknak kedvez alkalmazkodás: gyors testméret-növekedés Komplexitás: diverzitásszerkezet, kompozíció (l. fent) az ökol. rendszerek komplexitása magas nehezen vizsgálható, a megértéshez modellek kellenek Stabilitás: ellenállás a bolygatásoknak (perturbációknak) puffer hatás: a bolygatás kezdetben hatástalannak tűnik, majd átcsap gyors változások regenerálódó képesség a bolygatás után milyen valószínűséggel alakul vissza ugyanolyanná, milyen gyorsan, hogyan segíthetjük ( új terület a resztorációs ökológia) a diverzebb lehet stabilabb (több mód a zavarás kivédésére vagy a regenerálódásra), de lehet sérülékenyebb is (több támadási pont több meghibásodási lehetőség, regenerálódás után már nem ugyanaz)

5 Faj és egyed diverzitásának elmélete a leggyakrabban használt mutató trópusi esőerdő - tundra különbsége sok faj kevés egyed - kevés faj sok egyed azonos éghajlati övben lévő ökoszisztémák különbségei pl. füves puszta - tölgyerdő diverzitás-gradiensek É-D, alacsony - magas tengerszint feletti részek Mérés: fajszám (ST) fajok sűrűsége (denzitás) fajok gyakorisága (Pi - domináns és ritka fajok a fajok elő fordulását és gyakoriságát meghatározza, hogy milyen széles az adott forrástengely

6 A társulások fajdiverzitását meghatározó tényezők mutatószámok és módszerek dzsungele az adott élőhelyen található fajpopulációk egyedszáma Mérési módszerek változatosság (fajgazdagság): a fajok száma nem súlyos a sűrűségi viszonyokkal heterogenitás vizsgálata: fajszám és egyedszám kombinálása ott nagyobb, ahol több faj és nagyobb egyedszám található

7 A diverzitás különbségeket előidéző tényezők: Mi határozza meg a diverzitás mértékét? Miért a trópusok a leggazdagabbak? Idő Evolúciós földtörténeti időben mérhető: pl. mérsékelt övben a jégkorszakok óta eltelt idő, egy-egy faj kialakulásának ideje pl. egy faj betelepülése, egy társulás kialakulása A klíma stabilitása diverzitás-stabilitás kérdése stabil trópus szűk niche-k szabályos szezonalitás szélsőségesen ingadozó Térbeli változékonyság domborzat vegetáció szintezettsége Produktivitás nagy produktivitás több faj élőhelyek "primér meghatározottsága " nagy produktivitás nagyobb specializálódás

8 Versengés mérsékelt öv: elsősorban a környezet fizikai tényezői meghatározók generalista fajok tág niche-k átfedések trópusok: erős a fajok közötti versengés specializáció Ragadozók: szűk niche-k a verseny miatt mindenki beszorul 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

9 Általános megoldás: Energia -- Stabilitás -- Area = ESA több energia nagyobb diverzitás stabilabb klíma nagyobb diverzitás (évi és szezonok között) nagyobb terület nagyobb diverzitás Észak-Amerika növényi produkció sugárzás & nedvesség evapotranszspiráció biomasszaprodukció Trópusi esőerdők 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 Rapoport-szabály: a hidegebb klímán élő állat- és növényfajok szélesebb környezeti spektrumhoz alkalmazkodtak szélesebb a geográfiai elterjedésük és nagyobb magassági intervallumban fordulnak elő az Egyenlítő felé haladva a fajok átlagos elterjedési területe beszűkül.

10

11 A diverzitás-értékek gyakorlati haszna Természetvédelem védett területek értékelése diverzebb terület értékesebb különböző ökoszisztémák hogyan lehet egy értékkel jellemezni? természetes szukcessziók a diverzitás természetes változása? Környezetvédelem: a szennyezés csökkenti a diverzitást monitoring Erdőpusztulás erdő alkotó fák rasszdiverzitása hagyományos erdészeti beavatkozások a helyi rasszok jól spontán érvényesültek modern, nagyüzemi erdőgazdálkodás mesterséges korlátok kevesebb / kevésbé alkalmas rassz "minél inkább elszegényedik a rassz-készlet, annál inkább 'gyérülnek' a szünbiológiai rendszerek reakció-lehetőségei, valamint: annál inkább nőnek az elemek (populációk) extinkciós valószinűségei" (JNP) Vadgazdálkodás vadeltartó-képességre gyakorolt hatások nagyobb diverzitás nagyobb eltartóképesség szukcesszionális változások más-más fajok számára kedvezőbb az élőhely diverzitás növelése élőhelyek javítása