Az életközösségek jellemzői

Átírás

1 Az életközösségek jellemzői 1. Fajkészlet Ökológia előadás 2013 Kalapos Tibor

2 Hány faj él a Földön? Fajok száma (milliókban) rovarok gombák pókok algák férgek növények puhatestűek tüskésbőrűek gerincesek ismert fajok még megismerésre váró fajok (becsült érték) A Föld ismert fajkészlete mintegy 1,8 millió, de az összes fajszámra a becslések 3-30 millió között mozognak (becslés: Erwin & Scott 1980) - a legfrisebb becslés (2011): 8,7 millió faj - az eddig még meg nem ismertek főleg rovarok, mélytengeri szervezetek, 2

3 Közösségi léptékben nézve egy földrajzi régióban a helyi közösségekbe a regionális fajkészletből válogatódnak az adott élőhelyi környezetben fennmaradni képesek minél gazdagabb a potenciális fajkészlet, annál fajgazdagabbak a helyi közösségek. Már a regionális fajszám meghatározása is egy nehéz feladat A regionális fajkészletből nem véletlen válogatódott egységek alkotják a lokális közösségeket 3

4 Helyi életközösségek - Több faj él együtt, mert a források (R) szélesebb választéka több niche befogadására alkalmas; a fajok specializáltak, így niche szélességük kisebb; a fajok niche-i között nagyobb átfedések lehetnek; Egy közösség különböző okok miatt lehet képes több faj befogadására a közösségi miliő jobban telített fajokkal (nincs üres niche) 4

5 Együttélő fajok száma: niche távolság, szélesség és átfedés egy dimenziós niche 5

6 Együttélő fajok száma: a közösségi niche-tér kitöltése két dimenziós niche 6

7 Helyi életközösségek Adott közösség fajszámának meghatározásához mintát kell venni belőle mekkora területről vegyük? foglalkozni kell a terület - fajszám összefüggéssel Fajszám-terület összefüggés Fontos a mintavétel miatt, közösségre jellemző: a) fajszáma b) az a legkisebb terület, ahol ez a fajszám megállapítható A fajszám (fajgazdagság) a biológiai sokféleség fontos mérőszáma, bolygatás hatására csökken! 7

8 log fajszám fajszám fajszám fajszám növények a Bahamák szigetvilágában tavi vizimadarak (Florida) Fajszám-terület összefüggés Arrhenius-i összefüggés S=cA z log S = z loga + log c sziget területe (ha) Tó vízfelszín területe (km 2 ) S= fajszám, A= terület c és z konstansok z: a log egyenes meredeksége denevérek barlangokban (Mexikó) halak sivatagi oázis tavacskákban (Ausztrália) z nagyobb (egységnyi terület növekedéshez magasabb fajszám növekmény) a trópusokon mint a mérsékelt vagy hideg övben log barlang terület (m 2 ) Nagy térléptékben (kontinens, földrész) Közvetlen kapcsolat, a regionlis fajkészlet becsülhető Species area relationships: (a) for plants on cays off the northeast coast of Andros, Bahamas (after Morrison, 1997); (b) for birds inhabiting lakes in Florida (after Hoyer & Canfield, 1994); (c) for bats inhabiting different-sized caves in Mexico (after Brunet & Medellín, 2001); and (d) for fish living in Australian desert springs that have source pools of different sizes (after Kodric-Brown & Brown, 1993). 8

9 Finom- vs. durva szemcsés közösségszerkezet Finomabb skálán (pl. egy gyep- vagy erdőállományra) a függvény alakját három változó befolyásolja: A fajok tömegessége (abundanciája) A fajok egymáshoz viszonyított eloszlása Az egyedek fajokon belüli eloszlása Finom szemcsés Durva szemcsés A különböző mintázatú kis négyzetek (különböző fajok egyedei) száma a két ábrán azonos. Az A) ábrán finom szemcsés az eloszása, a B) ábrán csoportos a fajonkénti eloszlás, így a közösség szerkezete durva szemcsés. 9

10 Fajoik száma mintavételi egységenként Finom- ill. durva szemcsés közösségszerkezet + egyenletesség finom szemcsés, magas kiegyenlítetteség A mintavételi egység területe és mintavételi egységenként észlelt fajszám kapcsolata finom szemcsés, kis kiegyenlítetteség durva szemcsés, magas kiegyenlítetteség durva szemcsés, alacsony kiegyenlítetteség Mintavételi terület Minél durvább szemcsézetű és kisebb egyenletességű a térbeli eloszlás, annál nagyobb lesz az a minimális mintavételi egység (a minimiárea), amiben a közösséget kellően hűen reprezentáló fajeggyüttest észlelni tudjuk. 10

11 Az élőhely térbeli változatosságával nő az együtt élő fajok száma élőhely változatossága és hajtásos növények fajszáma pókok fajszáma tűleveleitől különböző mértékben megfosztott duglászfenyőn (a kontroll a legdúsabb levélzetű) vizi növényzet változatissága és halak fajszáma fák és hangyák fajszáma 13

12 Mérsékelt zavarás esetén a legmagasabb fajgazdagság fajszám gördülő sziklákon gyakori (F), közepes (I) és ritka (R) görgésnél az élőhely bolygatásának intenzitása és rovarok fajszáma fitoplankton diverzitása és fajszáma ill. a bolygatások között eltelt napok száma 14

13 rendszeresen ismétlődő bolygatásnál magasabb az együtt élő fajok száma, mint a rendszertelennél a földtörténeti múlt hatásai: kihalási hullámok akadályok a fajok terjedésének útjában pl. kontinensvándorlás, jégkorszakok Földrajzi trendek: az egyenlítőtől a sarkok irányában csökken a közösségek fajszáma (S) nem monoton: alacsony a térítőknél, majd ismét nő a mérsékelt övben, végül csökken a hideg égövben hegyvidéken a tszf. magassággal alacsonyabb lesz S tengerekben a vízmélységgel egyre fajszegényebb közösségek közös elem ezekben: a környezet egyre korlátozóbbá válását egyre kevesebb, specialista faj képes elviselni 15

14 Földrajzi trendek: az egyenlítőtől a sarkok irányában csökken a közösségek fajszáma (S) MIÉRT?? magyarázó hipotézisek önmagában egyik sem elégséges, különböző súlyozású kombinációk érvényesek 1. Semleges modell: a benépesíthető területek határai (pólusok) között az áreák eloszlása a váletlen műveként is olyan, hogy középen (egyenlítő) gyakoribbak az átfedések, mint a széleken ott több faj 2. Termékenyebb terület több egyed él meg több faj életképes populációjára elég egyedszám több faj termékenység: magasabb hőmérséklet, több csapadék 3. Trópusok: idősebbek és nagyobb területen több faj evolúciója Földtörténeti Újkor (65 Mév-től): trópusok 20 Mév-ig égészen a mai mérsékelt övig kevésbé tizedelték meg a jégkorszakok 4. Diverzifikáció gyorsabb a trópusokon gyorsabb fajkeletkezés + kevesebb faj hal ki magasabb fajszám 16

15 Növényfajok száma Vizi gerinctelenek fajszáma A korlátozó élőhelyi környezet (stressz) mérsékli az együtt élő fajok számát Talaj ph Patakvíz ph 17

16 Fafajok száma Az élőhelyi környezet korlátozó állapota (stressz) mérsékli az együtt élő fajok számát Potenciális vízforgalom (az élőhely hőellátottságával arányos) Species richness of trees in North America north of the Mexican border (in which the continent has been divided into 336 quadrats following lines of latitude and longitude) in relation to (a) potential evapotranspiration (PET). (After Currie & Paquin, 1987; Currie, 1991.) 18

17 Az élőhelyi környezet korlátozó állapota (stressz) mérsékli az együtt élő fajok számát Fajok száma madarak emlősők hüllők kétéltűek Potenciális vízforgalom (az élőhely hőellátottságával arányos) Species richness of (a) birds, (b) mammals, (c) amphibians, and (d) reptiles in North America in relation to potential evapotranspiration. (After Currie, 1991.) 19