TÉNYEZŐ KOMPLEXUMOK, EGYÜTTESEK KÖLCSÖNHATÁSA TÁJALKOTÓ TÉNYEZŐK A VÍZ ÉS AZ ÉGHAJLAT A VÍZ FUNKCIÓI A VÍZ MINT ÖKOLÓGIAI TÉNYEZŐ

Átírás

1 TÉNYEZŐ KOMPLEXUMOK, EGYÜTTESEK KÖLCSÖNHATÁSA TÁJALKOTÓ TÉNYEZŐK A VÍZ ÉS AZ ÉGHAJLAT Tájökológia 4. 31/1 Veinitschke, 1976 Tájökológia 4. 2 A VÍZ MINT ÖKOLÓGIAI TÉNYEZŐ A VÍZ FUNKCIÓI Víz! Se ízed nincs, se színed, se zamatod, nem lehet meghatározni téged, megízlelnek, anélkül, hogy megismernének. Nem szükséges vagy az életben: maga az élet vagy. (Anotine de Saint-Exupéry: Az ember földje) március 22.: A Víz Világnapja a víz az élet bölcsője, teljes mértékben meghatározza az élővilág képét leglényegesebb szervetlen vegyület, amely részt vesz az élővilág szervezeti felépítésében magvak 20-25, fás szár 50-60, levél 45-70, moszat 95-98, medúza 95-98, ember %-a víz szabad és kötött formában vesz részt az élő rendszerek felépítésében H 2 O, vér, nyirok, agy-és gerincvelői folyadék fehérjemolekulákhoz kötődő hidrát burok formájában növényeknél több a szabad, állatoknál, embernél több kötött víz reakcióközeg reakciók kiindulási anyaga (fotoszintézis) reakciók terméke (légzés) diszpergáló közeg szállító közeg magas fajhője miatt fontos a hőszabályozásban (globális, egyedi) Tájökológia 4. 3 Tájökológia 4. 4 A GLOBÁLIS VÍZFORGALOM A FŐBB VÍZKÖRFORGÁSI UTAK a globális vízforgalom hőigényes párolgás (felszín, vízfelszín, élőlények) minden szférára jellemző hőleadással járó kicsapódás és csapadékképződés gravitációs hatásra felszíni és felszín alatti vízáramlások Föld forgása által előidézett mozgások hőkülönbség okozta áramlások víztartalékok képződése (talajnedvesség, jég, tavak) vizet felhasználó élőlények, ásványok Tájökológia Tájökológia

2 A HIDROSZFÉRA A HIDROSZFÉRA hidroszféra: a Földön szilárd, folyékony és gőz halmazállapotban található víz összessége a Föld vízkészlete mintegy 3 milliárd éves a Föld a víz bolygója a felszín 71%-át borítja a Föld teljes vízkészlete ~2 milliárd km 3 ennek 30 %-a kötött (kőzetekben, ásványokban) ~ 0,6 mdkm 3 hozzáférhető vízkészlet ~ 1,4 mdkm 3 a hozzáférhető vízkészlet 99 %-a a troposzférában található Világóceán: Édesvízkészlet: Jégmező, gleccser: Mélységi-földalatti vizek: Felszíni víz: Tó: Talajvíz: Vízpára: Biogén víz: Folyók, patakok: 96,56 % 3,44 % 79 % 20 % 1 % 50 % 38 % 8 % 1-2 % 1-2 % Az emberiség a Föld teljes vízkészletének 0,0003 % -át kitevő folyókból és patakokból fedezi vízigényének 80 %- át!!! Tájökológia 4. 7 Tájökológia 4. 8 A VÍZ FELHASZNÁLÁSA ANTROPOGÉN VÍZIGÉNY A NÖVEKVŐ VÍZIGÉNY a víz az élet nélkülözhetetlen feltétele társadalmi igény 1. mezőgazdaság 2. ipar 3. közmű-felhasználás 4. tárolási veszteség az emberiség vízellátásával látszólag nem lehet probléma Földünk 71%-át óceánok és tengerek borítják + édesvizek felszíni és a felszín alatti vizek együttes mennyisége 1,7 x tonna» mennyire felhasználható ez amennyiség az ember számára? többféle célra csak tiszta édesvíz használható a vízburok 97%-a sós tengervíz ihatatlan, a legtöbb célra használhatatlan, ø öntözővíz! Tájökológia 4. 9 az emberiség vízellátásának zavarai egyre több régióban megmutatkoznak ENSZ kimutatása szerint a Föld lakóinak kb. egynegyede nem jut egészséges ivóvízhez a Föld lakóinak kb. fele nem él higiéniailag megfelelő körülmények között ezen a téren az elmúlt egykét évtizedben romlott a helyzet nő azoknak az aránya, akiket a társadalom nem tud ellátni megfelelő minőségű és mennyiségű vízzel Tájökológia A VÍZHIÁNYBÓL EREDŐ KONFLIKTUSOK AZ ORSZÁGOK VÍZELLÁTÁSA a víz a világ több régiójában első számú ásványkinccsé lépett elő politikai konfliktusok forrása lett (Mark Twain) a világ országainak édesvízzel való ellátottsága és a vízbeszerzés miatti ismertebb konfliktusok helyszínei: Szudán/Uganda Szudán/Etiópia Szudán/Egyiptom India/Banglades Izrael/Libanon Törökország/Irak USA/Mexikó az országok vízellátása: kritikus 1700 m 3 /fő alatt szűkös m 3 /fő problémamentes 3000 m 3 /fő felett kritikus vízellátású országok: sivatagos országok, Nagy-Britannia, Lengyelország szűkös vízellátású országok: Németország, Olaszország, Kína, India, Nigéria nagy vízfelhasználó országok, ehhez képest nem jelentős vízkészletek! Tájökológia Tájökológia

3 A VÍZ MINT TÁJALKOTÓ TÉNYEZŐ az egész hidroszféra fontos vízháztartás talajvíz-háztartás víz-talaj-növény kapcsolatban rendkívül jelentős sokak szerint ökológiai fő jellemző a víz szerepe megjelenési formájától nagyban függ folyó víz, állóvíz, talajvíz, stb. tájökológiai szempontból fontos a víz mennyisége, és minősége is annak fizikai és kémiai tulajdonságai a víz jellemzése biológiai szempontból! halobitás sótűrő képesség Tájökológia Tájökológia trofitás eutrofizálódás A víz trofikussága Algaszám (db/dm 3 ) Klorofill-a (mg/m 3 ) Oligotrófikus (tápanyagszegény) 0,01-0, Mezotrófikus (közepes termőképességű) Eutrofikus (tápanyagban és élő szervezetekben gazdag) Politrofikus (erős termőképességű) 0,1-0, , vagy több Tájökológia Tájökológia A VÍZ TÁJÖKOLÓGIAI SZEMPONTBÓL szaprobitás toxicitás indikátorfajok! a víz és a többi tájalkotó tényező kapcsolatának vizsgálata fontos tájökológiai feladat tájökológiai szempontból a talajban lévő víz (talajnedvesség és talajvíz) a legfontosabb tájalkotó tényezők kölcsönhatásának kifejezője legszorosabb kapcsolat felszínközeli kőzet talaj domborzat - növényzet adott helyen és időben rendelkezésre álló víz mennyisége és minősége meteorológiai tényezők e tényezők periodicitása a talajban rendelkezésre álló víz mennyisége időjárásfüggő a meteorológiai tényezők változására kevésbé intenzíven reagál meteorológiai tényezők változására későbbi reakció Tájökológia Tájökológia

4 A TALAJNEDVESSÉG-HÁZTARTÁS A TALAJOK VÍZGAZDÁLKODÁSÁT TARTALMAZÓ RENDSZER a talajvíz és a felette lévő kapilláris zóna tanulmányozása tájháztartás befolyásolása közvetlenül a talajnedvesség a tájháztartás változékonyságának okozója az ökológiai varianciát jellemző paraméter (Neef et al., 1961) a talajnedvesség eloszlása a talajban fizikai talajféleség függvénye talajnedvesség-típusok rendszere Thomas-Lauckner-Haase, 1967 és Leser, 1976 nyomán Kertész, 2003 talajnedvesség-rezsim- (TNR) típusok Magyarországon a talajok vízgazdálkodását tartalmazó rendszert használjuk (Várallyai et al., 1980) Tájökológia I. Igen nagy vízbefogadó képességű, gyengén víztartó talajok (pl. futóhomok, laza, nem humuszos homok) II. Nagy vízbefogadó képességű, közepes víztartó képességű talajok (mechanikai összetételük homok vagy vályogos homok; pl. az Alföld humuszos homoktalajai, homok mechanikai összetételű réti, öntés réti és csernozjom talajai) III. Jó vízbefogadó képességű, jó víztartó talajok (pl. a Tiszántúl csernozjom és réti csernozjom talajai, a Duna-Tisza köze réti csernozjom talajai, valamint öntés réti, réti öntés-és öntéstalajainak egy része) IV. Közepes vízbefogadó képességű, jó víztartó talajok (agyagos és agyagos vályog mechanikai összetételű réti öntéstalajok, vályogos réti talajok stb.) Tájökológia A TALAJOK VÍZGAZDÁLKODÁSÁT TARTALMAZÓ RENDSZER A TALAJOK VÍZGAZDÁLKODÁSÁT TARTALMAZÓ RENDSZER V. Közepes vízbefogadó képességű, erősen víztartó talajok (vályogos agyag, agyagmechanikai összetételű réti talajok, mélyen szolonyeces réti talajok egy része) VI. Rossz vízbefogadó képességű, erősen víztartó talajok (nehéz mechanikai összetételű, szolonyeces talajok, közepes és mély sztyeppesedő réti szolonyecek) VII. Igen rossz vízbefogadó képességű, igen erősen víztartó talajok (kérges és közepes réti szolonyecek, szoloncsák-szolonyec) A vízgazdálkodási kategóriák jellemző adatai (Várallyai et al., 1980) VÍZGAZDÁLKODÁSI VÍZKAPACITÁS DISZPONIBILIS VÍZ VÍZNYELŐ KÉPESSÉG KATEGÓRIA Tf% Vk% /óra I. < 16 % 60 >300 II > 300 III IV V VI. > VII. > 40 < 20 < 30 Tájökológia Tájökológia AZ EGYES VÍZFORMÁK JELENTŐSÉGE A VÍZFOLYÁSOK RENDJE (HORTON, 1949) talajvíz és talajnedvesség felszíni vizek állóvizek, tavak környezeti hatása nagyság, kiterjedés a felszíni vizek hálózata vízhálózat Földünkön rendkívül fontos térszerkezet a vízgyűjtő medencék (Horton, Strahler) nyílt rendszerek kiegyensúlyozott állapot felé törekszenek átmeneti állapot új vízhálózat további vízformák pl. mélységi vizek, hévizek, rétegvizek közvetlenül nem hatnak a táji-ökoszisztémára, csupán kis mértékben szólnak bele a tájháztartásba Tájökológia a vízhálózat rendek szerinti osztályozása Tájökológia

5 A FELSZÍNI VÍZGYŰJTŐK HÁZTARTÁSI MÉRLEGE JELMAGYARÁZAT A VÍZGYŰJTŐ MODELLHEZ a vízháztartás alapegyenlete: CS = P + B + L az alapegyenletet lehet finomítani a gyakorlati tervezés során a vízgyűjtő egészét kell figyelembe venni! JEL MÉRTÉKEGYSÉG JELENSÉG MAGYARÁZAT N N B AET területi csapadék, szabadtéri csapadék növényi állományra eső csapadék aktuális, illetve tényleges párolgás T transzspiráció E evaporáció E P E L intercepció (növényi intercepciós evaporáció) intercepció (avar, szalma intercepciós evaporáció) egy adott terület csapadékmennyiségének átlaga (közvetlenül a talaj, illetve a növénytakaró fölött mérve a szabadtéri csapadéknak az a része, amely a növénytakaró-állományon (társuláson) keresztül a talajfelszínre jut párolgás mennyisége adott meteorológiai feltételek esetén, a helyi növényzet által szabályozott vízutánpótlás mellett a növények párologtatása, részben biológiailag irányított folyamat, amelynek során a növények a felvett vizet a környező légrétegnek leadják az a fizikai folyamat, amelynek során a vízgőz a környező légrétegnek leadódik, az alábbi közegek révén: növényi felületek E B talajpárolgás talajfelület növényi maradvány-takaró (avar, szalma, mulcs) Wohrabet al., 1992 alapján Kertész, 2003 Tájökológia Tájökológia JELMAGYARÁZAT A VÍZGYŰJTŐ MODELLHEZ AZ ÉGHAJLAT MINT TÁJALKOTÓ TÉNYEZŐ JEL MÉRTÉKEGYSÉG JELENSÉG MAGYARÁZAT A területi lefolyás A 0 felületi lefolyás A S1 beszivárgás, infiltráció A S2 leszivárgás A S3 hozzáfolyás A I interflowing a lefolyás mennyisége: lefolyásit tényező (arányszám), amelyet egy bizonyos idő alatt lefolyt víz mennyiségéből a hozzá tartozó vízgyűjtő területéből számítunk ki; felszíni lefolyás (vízfolyásokban) és felszín alatti lefolyás csapadékvíz (vagy területi csapadék), amely a talajba nem szivárgott be (A S1), hanem a talaj területén folyik le (kivéve azt a vizet, amely vízfolyásokban áramlik) csapadékvíz, amely a talajfelszínről, vagy az avarról/mulcsról a gyökérzónába beszivárog szivárgó víz, amely a gyökérzónától a gyökérmentes zónába leszivárog szivárgó víz, amely a talajvízbe szivárog; talajvízújraképződés a talajvíz feletti takarórétegekben oldalirányban elfolyó víz A G talajvíz-lefolyás a talajvízben a fő folyó irányába és ahhoz lefolyó víz a hőmérséklet fontos éghajlati tényező egyenetlen eloszlás Egyenlítőnél évi legkisebb hőingás sivatag: évi hőingás kicsi, napi nagy tajga, tundra: évi hőingás itt a legnagyobb A ua felszín alatti elfolyás a szóban forgó vízgyűjtőből felszín alatt elfolyó víz A uz felszín alatti hozzáfolyás a szóban forgó vízgyűjtőből felszín alatt hozzáfolyó víz Dr. Juhász Lajos Dr. Juhász Lajos A K kapilláris vízemelés a talajvízből felfelé irányuló vízmozgás Tájökológia Tájökológia AZ ÉGHAJLAT MINT TÁJALKOTÓ TÉNYEZŐ ANTROPOGÉN BEFOLYÁS ALATT ÁLLÓ KLÍMÁK klímaövek növényzeti övek kialakulása a klíma szerepe általánosan meghatározza a földfelszíni folyamatokat meghatározza a lepusztulást erózió, aprózódás, mállás hat a talajképződésre, a talaj vízháztartására és hőmérsékletére a vegetációs periódus hosszára a dimenzió jelentősége állományklíma- terepklíma mikroklíma mezoklíma makroklíma mikroklíma tájrészek, területrészek klímája pl. völgyek, fennsíkok éghajlata városklíma alsó határa nincs» ennél kisebb területek klímája is lehet városi, ipari (urbanogén, technogén) ökoszisztémák klímája mikro- és városklimatológiai vizsgálatok elsősorban gyakorlati szempontból érdekesek klasszikus tájökológiai vizsgálatok napsugárzás hőmérséklet csapadék légnedvesség szél levegő kémiai összetétel városklimatológia - levegő minősége tisztasága szennyezettsége Tájökológia Tájökológia

6 AZ ÉGHAJLAT MINT TÁJALKOTÓ TÉNYEZŐ KUTATÁSA alkalmazott kutatásban, tervezésben egyre fontosabb éghajlat minőségének értékelése mezőgazdaság üdülés beépítés várostervezés globális klímaváltozás problémája elméleti-gyakorlati kérdésköre minden dimenzióban érezteti hatását hat a táji ökoszisztémára is Tájökológia