Az ökológia története

ÖKOLÓGIA

Az ökológia története Ókori természetszemlélet Ókori kelet (keleti vallások) Biblia Arisztotelész: Historia Animalium, Theophrastos XVI-XVII. sz. demográfia N. Machiavelli (1526), J. Graunt (1662), G. Buffon (1756)

Thomas Malthus (1766-1835) 1798 Essay on the Principle of Population 3500 3000 Malthus-modell népesség P 1 Verhulst-modell 2500 0.8 2000 1500 0.6 1000 500 javak 2 4 6 8 t 0.4 0.2 2 4 6 8 t P. F. Verhulst (1804-1849) Logisztikus populációnövekedés

Evolúció-elmélet G. Cuvier Erasmus Darwin, J. Lamarck, Ch. Darwin A. R. Wallace - biogeográfia Ökológia, mint tudomány A. Humbolt E. Haeckel 1866 + = ökológia K. Möbius biocönózis kifejezés

F. Clements (1874-1945) szukcesszió, szuperorganizmus elmélet Ch. Elton (1900-1991) 1927 Animal Ecology Ökológia= scientific natural history E. Odum (1913-2002) ökoszisztéma koncepció 1953 Fundamentals of Ecology

Matematikai modellek Alfred Lotka (1925) és Vito Volterra (1926) ragadozó-zsákmány modellje

G. F. Gause kompetitív kizárás elve

Produkcióbiológia Lindeman (1942), trofikus szintek, anyagforgalom Tansley (1935) ökoszisztéma fogalma IBP International Biological Program (1964-74) ökoszisztémák energiaforgalma biológiai produkció mérése (biomassza) Odum (geokémiai ciklusok)

Modern ökológiai irányzatok, új ágak Hutchinson niche, plankton paradoxon MacArthur elméleti ökológia megalapozása Etológia (Lorenz, Tinbergen és Von Frisch) viselkedésökológia 60-80 s Sok hibás használat, ökológia divatszó

Juhász-Nagy Pál (1935-1993) 1984 Beszélgetések az ökológiáról 1986 Egy operatív ökológia hiánya, szükséglete és feladatai JNP, Zsolnai László 1992: Az ökológia reménytelen reménye Az eltűnő sokféleség. (A bioszféra- kutatás egy központi kérdése) 1993. Juhász-Nagy Pál: A synbiológia alapjai. 1995.

Az ökológia megfogalmazása Centrális referencia Vizsgálati alapegység: a populáció Def.: Egy alkalmasan megadott bióta egy eleme. Centrális hipotézis (CH) Bárhol, bármikor bármilyen populáció bármilyen mennyiségben megtalálható a természetben. Centrális probléma CH milyen mértékben és miért hamis? SZÜNBIOLÓGIA

Ökológia - a biológiához, azon belül szünbiológiához tartozó tudományág, azt vizsgálja, hogy melyek a növények, állatok és mikroorganizmusok egyed feletti szerveződési szintjeire ható kényszerfeltételek, és hogy e feltételek beleértve az emberi hatásokat is hogyan határozzák meg a térbeli eloszlásukat, viselkedésüket, működésüket. A modern ökológia-tudomány három fő célja: 1. természet működésének megértése, 2. hogyan befolyásolja az emberiség a természetet, 3. módszerek természeti, emberi tevékenységekből eredő problémák enyhítésére

Az ökológia módszertani irányzatai terepökológia leíró, adatgyűjtő, -feldolgozó kísérletes ökológia részjelenség labor vizsgálata, hipotézistesztelés elméleti modellezés

Ökológiai alapfogalmak Egyed feletti szerveződési szintek (SIO) populáció, életközösség, biom, bioszféra Populáció: - közös tulajdonság - kölcsönhatásban állnak - kellően nagy számú egyed

A biológiai organizáció felső határa A SIO alsó határa Szünbiológiai elemzés Rendszerelemzés Entitás SIO egység Rendszer Bioszféra Globális rendszer Biom Élő és élettelen Biogeocönózis Ökoszisztéma Különféle élőlények Biocönózis Koalíció Cönoszisztéma Természet Egy élőlény Hasonló élőlények Populáció Csoport Egyed Demoszisztéma

TÁRSULÁS

Egyed alatti és feletti szerveződési szintek (infraindividuális és szupraindividuális organizáció)

Ökológiai alapfogalmak Egyed feletti szerveződési szintek (SIO) populáció, életközösség, biom, bioszféra RENDSZERMODELL ökoszisztéma Ökológiai környezet fogalma plurális környezet elv EGY OBJEKTUMRA ténylegesen és közvetlenül ható tényezők halmaza.

Ökológiai alapfogalmak Egyed feletti szerveződési szintek (SIO): populáció, életközösség, biom, bioszféra RENDSZERMODELL ökoszisztéma Ökológiai környezet fogalma plurális környezet elv Tűrőképesség (tolerancia) Alkalmazkodás Ökológiai niche

Környezet és tolerancia

pesszimum

euriök oligo- mezo- poli- sztenök

Élőlények csoportosítása tűrőképességük alapján Egy adott tényezőre tág tűrésű szűk tűrésű --- indikátor Több faktorral szemben generalista specialista

Ökológiai niche Hutchinson (1957) n dimenziós absztrakt hipertérben tolerancia- és preferencia reprezentáló ponteloszlás

Shelford toleranciatörvénye: egy élőlény elterjedését az a környezeti tényező határozza meg, amelyre nézve a legszűkebb az élőlény toleranciája. Liebig-féle minimumtörvény: bármely biológiai folyamat sebességét az a tényező korlátozza, amely a szükségletekhez képest a legkisebb mennyiségben van jelen.

Az állatvilág életformái Mozgás alapján ülő (szesszilis) helyváltoztató Táplálék alapján növényevő (fitofág) állatevő (zoofág) korhadékevő (szaprofág/ szaprofita) mindenevő (polifág)

Környezeti tényezők abiotikus fény hő víz levegő talaj domborzat biotikus (kölcsön)hatások

A fény hatása

A napsugárzás 40-45% IV 55% Látható fény UV Szoláris koefficiens PAR=10,5 10 23 J/év

látható A napsugárzás összetétele

A Földet érő napsugárzás egyenlege

Reflexiós koefficiens (albedo)

A napsugarak beesési szöge 1. Nyár (Északi félteke) Tél (Déli félteke)

A napsugarak beesési szöge 2. Tél (Északi félteke) Nyár (Déli félteke)

A napsütéses órák száma Magyarországon

Egy terület fényviszonyai függnek földrajzi szélességtől évszaktól domborzattól felhősödéstől biotikus tényezőktől

A fény hatása a növényekre

Fényabszorpció Különböző pigmentek elnyelési tartománya klorofill-a klorofill-b karotinoidok 400 500 600 700 hullámhossz (nm)

fotoszintézis A fotoszintetikus aktivitás fényfüggése Fénykompezációs pont fényintenzitás

Különböző fényigényű növények fotoszintézis görbéje

A növények fényigénye I. Megvilágítás erőssége szerint fényigényes árnyéktűrő árnyékkedvelő sötétségkedvelő II. Megvilágítás időtartama szerint rövidnappalos: virágzáshoz 8-12 óra megvilágítás hosszúnappalos: 12-16 óra megvilágítás szükséges

A növények fényigénye fényigényes (heliofil) árnyéktűrő árnyékkedvelő sötétségkedvelő

A növények fényigénye fényigényes (heliofil) árnyéktűrő (helio-szkiofil) árnyékkedvelő (szkiofil) sötétségkedvelő (szkotofil)

A fény hatása az állatokra Fénykedvelés (heliofil, szkiofil, umbrofil) Hőtűréssel együtt Napi ritmus Tájékozódás

A Földet érő napsugárzás egyenlege

A hő hatása az élőlények közösségeire Mezofil Termofil Hipertermofil Pszichrotróf Pszichrofil

A fotoszintetikus aktivitás hőmérsékletfüggése

Carex melanostachya Leucojum vernum Oxytropis tschuktschorum Larix decidua Citrus limonum Nephroma arcticum

Nephroma arcticum

Carex melanostachya Leucojum vernum Oxytropis tschuktschorum Larix decidua Citrus limonum Nephroma arcticum

Leucojum vernum

Carex melanostachya Leucojum vernum Larix decidua

Állandó és változó testhőmérséklet

Morfológiai alkalmazkodás Blacktailed jackrabbit http://homestudy.ihea.com/wildlifeid/043jackrabbit.htm

Bergmann-szabály Egy taxonon belül a hidegebb élőhelyen élő állatok nagyobb méretűek. 120 cm 70 cm 50 cm Császárpingvin Aptenodytes forsteri Magellan Spheniscus magellanicus Galapagos Spheniscus mendiculus

Allen-szabály A testből kiálló, sok hőt leadó szervek melegebb éghajlat felé nagyobbak lesznek.

sarki róka vörös róka Allen-szabály sivatagi róka (Sahara)

Allen-szabály

A levegő

Az atmoszféra szerkezete Cunningham & Cunningham, 2004, Fig. 9.1

A légkör összetétele 1% 0,03% 21% 78%

Az O 2 -dús légkör kialakulása kb. 3,5 Md éve első kékmoszatok A fotoszintézis nettó egyenlete: 6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

A légkör oxigéntartalmának alakulása

A levegő O 2 -tartalmának hatása az élővilágra legtöbb élőlény obligát aerob magashegységekben felfelé csökkenő oxigéntartalom adaptáció talajban, vízben limitáló tényező

cickány egér repülő mókus

Glaciális ciklusok és a légkör CO 2 -koncentrációja

A légkör CO 2 koncentrációja az utóbbi évezredben

A fotoszintézis CO 2 koncentráció-függése

A légnyomás magasságfüggése

Felhőképződés

Szennyező anyagok a levegőben természetes körülmények között nincs vagy igen kis mennyiség emberi tevékenység felszaporodnak élővilágra káros hatás SO x, NO x, CH 4, (Fazekas-Szerényi: 303-304.o.!)

Egy példa (Kensington Garden) 1925: 3900 madárból 2600 házi veréb 1975: alig több mint 500 1995: 81 2000: 8 2001: - Kerti rovarirtók? Csernobil? Macskák? Kevesebb fészkelőhely?

Denis Summers-Smith: - 70-80-as évek fordulója: áttérés az ólmozatlan benzinre - MTBE (metil-terc-butil-éter) az új kopogásgátló - elpusztítja az apró rovarokat, amelyekkel a fiókák az első 3 napban táplálkoznak - Allee-hatás: a szociális fajoknak szükségük van egy minimális populációméretre a költéshez - (vándorgalamb, XIX. sz.: 50 év alatt kipusztult)

Savas eső okozta károk (Smoky mountains)

Savas esők salétrom- és kénsav a csapadékban először Skandináviában lépett fel, Norvégiában 1978- ra a barna pisztráng populációja a felére csökkent, 1983-ra további 40% csökkenés Ma az iparosodott országokban általános, pl. É- Amerikában a csapadék ph-ja 5,6, New-Englandben 4,1, néha 3,0 (a ph=3,5 már közvetlenül károsítja a faleveleket) Kanada, tó ph-ja 6,6-ról 5,2 kénsavval. Nitrifikáló bakt. /N-körforgás/ blokkolódása. A kísérlet befejeztével a ph felment 5,4-re, de a nitrifikáció csak 1 év után indult be újra.

a szennyezőforrás és a savas esők távolsága több 100 km is lehet (Anglia, Németo. Skandinávia) /Csoportosítás: lokális (pl. eutrofizáció), regionális (pl. savas esők) és globális (pl. széndioxid-kibocsátás) hatású szennyezések/ a kémények füstgázaiból a N és a S oxidjai eltávolíthatók, de 90% hatékonyság felett megugranak a költségek nehézfémek kioldása a talajból!

A napfény erősségének csökkenése Izrael: 22%-os napfény-gyengülés az 1950-es és az 1990-es évek között Németország; Antarktisz (9%), USA (10%), Oroszország (30%), Nagy-Britannia (16%)? Globális felmelegedés

Global Dimming Ausztrália: a vízpárolgás sebessége ugyanebben a 30 évben szintén csökkent A párolgás függ: - a napfény erősségétől - a relatív páratartalomtól - a hőmérséklettől

Global Dimming A Maldív-szigetek északi (szennyezett levegőjű) tagjainak a levegőjében 10-szer annyi lebegő részecske van, mint a déli (tisztább levegőjű) tagjaiéban A 3 km-es levegőréteg 10%-kal csökkentette a napsugárzás erejét, ellentétben az addig feltételezett 1%-kal

Global Dimming A lebegő részecskék részben elnyelik a fényt, részben felhők kondenzációs magjaiként működve, a köréjük lecsapódott vízzel együtt türköként visszaverik A szennyezett felhő több, de kisebb vízcseppből áll jobb tükör

Global Dimming A szennyezett felhők megváltoztathatják a hőmérsékleti viszonyokat és a csapadékeloszlást É-Amerika és Európa szennyezett levegője miatt az É-i félgömb óceánjai lehűlnek, és a csapadéköv délebbre vándorol ( Száhel)

Global Dimming Európa: a levegő tisztulóban van a visszaverés csökken erősödik a felmelegedés (kondenzcsíkok) (2003: portugál tüzek, francia hőség, az Alpok gleccserei olvadnak stb.) Ha csökkentjük a GD-et, erősödik a GW!

Global Dimming Global Warming üvegházhatás GD GW melegedés hűlés

Global Dimming Alábecsültük az üvegházhatást a globális hőmérséklet kétszer olyan sebességgel növekedhet: 2030 2 o C Grönland jege felolvad (7-8 m) 2040 4 o C Az Amazonas-medence pusztulása CO 2 2100 10 o C az északi metán-hidrát instabillá válik CH 4

A levegő fizikai hatásai szél kialakulása, szélrendszerek párologtatást növeli hűtés, vízvesztés szél nyíró hatása növényzet fékező hatása beporzás, termésterjesztés

A víz

A víz körforgása

A víz funkciója az élővilágban tápanyag (fotoszintézis) testfelépítő anyag reakcióközeg oldószer hőszabályzó élőhely

Az éves produkció csapadékfüggése

A víz környezeti tényezőként jelentkező tulajdonságai sótartalom (salinitás) oxigéntartalom

Vizek O 2 tartalma oxigén oldhatósága (mg/l) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 0 10 20 30 40 hőmérséklet ( C)

A víz környezeti tényezőként jelentkező tulajdonságai sótartalom (salinitás) oxigéntartalom hőmérséklet

Fig. 8.5 A tengerfelszín hőmérséklete

Klorofill-koncentráció az Atlanti óceánban

Növények vízháztartása poikilohidratúrás növények változó vízállapotú kiszáradástoleránsak, vízháztartásuk döntő mértékben függ a környezetük víztartalmától homoiohidratúrás növények állandó vízállapotú víztartalmukat a szabályozzák

Poikilohidratúrás élőlények cianobaktériumok zöldmoszatok zuzmók mohák néhány páfrány kevés zárvatermő

Hajtásos növények vízigénye vízi növények (hidatofitonok) mocsári növények (helofitonok) közepes vízigényű növények (mezofitonok) szárazságtűrők (xerofitonok) sótűrők (halofitonok)

A C3-as és C4-es növények szöveti felépítése mezofillum sejt C 3 plant nyalábhüvely sejt C 4 plant

C 3 -mas és C 4 -es növények

C 4 -es növények

C 4 csukott sztómákkal is tudnak fotoszintetizálni C 3 kisebb produktivitás evapotranspriáció miatt.

vízfelvétel/leadás vízben élők Állatok vízigénye vízi állatok egyedfejlődésük egy szakaszát vízben töltők vízben/ből táplálkozók szárazságtűrők kompenzáció állandó víztartalom kiszáradástűrők nyári álom párolgáscsökkentés

Biomok Sarkvidéki Mérsékelt 30º N Szubtrópusi Trópusi Egyenlítő Egyenlítői 30º S Trópusi esőerdő Szavanna Sivatag Örök hó Mediterrán Füves puszta Lombhullató erdő Tajga Tundra Figure 34.9 Copyright 2003 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings

A talaj

A talaj abiotikus és biotikus részekből álló rendszer Növények gyökerek mikrobák, állatok

A talaj szerepe a geokémiai ciklusokban

A talaj kialakulása kőzetek fizikai mállása (aprózódás) kémiai mállás (oxidációs, hidratációs, hidrolitikus folyamatok) biológiai mállás agyag 1. légköri N 2 fixálás 2. ásványosodás 3. humuszképződés

A humuszsavak szerkezete (Schulten & Schnitzer, 1997)

avarszint kilúgozódási szint felhalmozódási szint talajképződési szint ANYAKŐZET A talaj rétegei

Talajok ökológiai faktorként felmerülő tulajdonságai Összetétel - nedveségtartalom - levegőzöttség - humusztartalom - tápanyagtartalom Fizikai tulajdonságok - textúra - szerkezet Kémiai tulajdonságok - kolloid szerkezet - kémhatás

Növények igényeinek megfelelő tipikus talaj összetétele

A talaj finomszerkezete Talajlakó mikroorganizmusok Víz és levegő a pórusokban Szerves anyag (növényi, állati v. gomba)

A talaj levegőtartalma nagy CO 2 -tartalom (akár 100x) magas páratartalom alacsonyabb oxigéntartalom

Élőlények talajvízigénye talajvízben élők Protozoa, Rotatoria, Nematoda nedvességigényes fajok Nematoda, Collembola szárazságtűrő Isopoda, Formicidae

A humusztartalom megoszlása a talaj rétegeiben

A talaj tápanyagai makroelemek (10-0,01% növényi igény) N, P, K, Ca, Mg, S, Si mikroelemek B, Mn, Fe, Zn, Cu, Mo, Co Felvehető tápanyagtartalom < Összes

Nitrofrekvens növények A talaj magas N-tartalmának indikátorai: nagy csalán (Urtica dioica), tatárlaboda (Atriplex tatarica), nagy útifű (Plantago major), szőrös disznóparéj (Amaranthus retroflexus), mezei sóska (Rumex acetosa), hagymaszagú kányazsombor (Alliaria petiolata), fekete bodza (Sambucus nigra), ragadós galaj (Galium aparine).

Galium aparine Plantago major

A talaj kémhatása erősen lúgos (9,5<) lúgos (8,5-9,5) gyengén lúgos (7,2-8,5) semleges (6,8-7,2) gyengén savanyú (5,5-6,8) savanyú (4,5-5,5) erősen savanyú (<4,5)

Mikroba csoport Növekedési phtartomány Penészek 0,2 11 Élesztők 1,5 8,5 Salmonella 3,6 9,5 Listeria monocytogenes 4,2 9,6 Yersinia entercolitica 4,2 9,0 Escherichia coli 4,3 9,0 Bacillus cereus 5,0 9,5 Campylobacter 5,0 9,0 Shigella 5,0 9,2 Vibrio cholerae 5,0 9,5 Clostridium botulinum 4,3 8,5

Hazai talajok ph értéke

A talaj összetétele szerves anyagok humusz 85% edafon egyéb élőlények 5% baktériumok 40% szervetlen anyagok 93% gombák 40% gyűrűsférgek 12%

Talajélőlények tömege (t/ha) rét-legelőn és árpaföldön Talajélőlények Rét, legelő Árpaföld Gyökerek 20-90 1,46 Baktériumok 1-2 0,73 Sugárgombák 0-2 - Gombák 2-5 1,63 Egysejtűek 0-0,5 0,07 Fonálférgek 0-0,2 0,002 Gyűrűsférgek 0-2,5 0,056 Egyéb állatok 0-0,5 0,0006

Az edafon rendszertani sokfélesége Baktériumok Egysejtűek Növényszerűek Gombák Növények Állatok

Az edafon összetétele Csoport (db/m 2 ) (g/m 2 ) Csoport (db/m 2 ) (g/m 2 ) MIKROFLÓRA MAKROFAUNA Baktériumok 1014 100 Televényférgek 3 10 4 5 Sugárgombák 1013 100 Giliszták 102 30 Gombák 1011 100 Rovarlárvák 1500 1 Algák 108 20 Légylárvák 100 1 MIKROFAUNA Bogárlárvák 100 1,5 Ostorosok 108 5 Százlábúak 30 0,4 Amőbák 107 5 Ikerszelvényesek 100 4 Csillósok 106 5 Ászkák 30 0,4 MEZOFAUNA Pókok 50 0,2 Fonálférgek 106 5 MEGAFAUNA Atkák 7 10 4 0,6 Gerincesek 0,01 0,1 Ugróvillások 5 10 4 1,5

Baktériumok a talajban Rétegmélység Baktériumszám/g talaj (cm) aerob anaerob összes 2-5 2 500 000 1 300 000 3 800 000 30 1 150 000 1 800 000 2 950 000 60 800 000 2 000 000 2 800 000 90 500 000 900 000 1 400 00 120 60 000 100 000 160 000 150 6 000 2 000 8 000 Szerepük: lebontók, felszabadítják a tápanyagokat, betegségeket terjesztenek vagy semlegesítenek (penicillin).

Gram negatív baktériumok G (-) aerob pálcák és kokkuszok Pseudomonasok Azotobacter N 2 fixálás szabadon Rhizobium N 2 fixálás szimbiózisban Rhizobium sp.

Ph.: Fonálférgek (Nematoda)

Ph.: Gyűrűsférgek - Annelida

Ikerszelvényesek (Diplopoda) osztálya 10 000 faj, 2-4 cm (30) 2-4. szelvényen 1 pár láb, többin 2 pár (max 350 pár)

Cl.: Pókszabásúak (Arachnida) osztálya Atkák (Acari) alosztálya páncélos atkák (Oribatida)

Cl.: Malacostraca - Felsőrendű rákok Ászkák (Isopoda) szürke gömbászka pinceászka

Hatlábúak (Hexapoda) altörzse Cl.: Parainsecta O: Protura O: Collembola Ugróvillások

A nation that destroys its soils, destroys itself. President Franklin D. Roosevelt, Feb. 26, 1937. National Archives: 114 SC 5089

Veszélyeztető tényezők

A domborzat nagy domborzati tényezők (macrorelief) hegységek elhelyezkedése, tengerszintfeletti magasság kis domborzati tényezők kitettség lejtőszög

A domborzat hatása a csapadékmennyiségre

Cickafark populációk a Sierra Nevada hegységben

Clausen, Keck és Hiesey kísérletei Különböző tengerszint feletti magasságból vett egyedek klónjait 3, különböző magasságban lévő közös kertben nevelték. Ökotípus fogalma

Fiziológiai és ökológiai környezeti igény fiziológiai igény laboratóriumban kimérhető toleranciatartomány (1 faktorra) ökológiai igény a természetben jelenlévő egyéb korlátozó tényezők hatása alatt megfigyelhető toleranciatartomány

Ellenberg kísérlete

Ellenberg kísérlete franciaperje sudár rozsnok réti ecsetpázsit

Biotikus tényezők Populációk jellemzése Populációk kölcsönhatásai (intraspecifikus és interspecifikus kh.) Populációk együttesei

Populációdinamika N(t) a populáció egyedszáma t időpillanatban B születések száma D halálozások száma I bevándorlók száma E kivándorlók száma Általános mérlegegyenlet: N = B D + I E

Exponenciális növekedés N db egyedből k db osztódással 2 k N db egyed lesz.

Logisztikus modell

Életmenet stratégiák Életmenet tulajdonság r stratégia K stratégia Testméret kicsi nagy Egyed növekedése gyors lassú Élettartam rövid hosszú Ivarérettség korán későn Szaporodások száma Egy szaporodásból származó utódok száma egy (szemelparitás) sok több (iteroparitás) kevés Utód mérete kicsi nagy Ivadékgondozás fejletlen fejlett

r-k kontinuum r K

Populációk közötti interakciók intraspecifikus kölcsönhatások egy faj populációi között versengés, kannibalizmus, altruizmus interspecifikus kölcsönhatások különböző fajok populációi között versengés, mutualizmus, táplálkozási kapcsolatok

Kompetitív kizárás elve (Gauze-elv) két versengő faj csak niche-differenciációval élhet együtt állandó környezetben két faj egy forráson nagy niche-átfedéssel nem élhet ha nincs a két faj között megfelelő különbség, akkor az egyik faj kompetitív kizárja a másikat

(0,-) Amenzalizmus szélsőségesen aszimmetrikus versengés allelopatikus kölcsönhatás méreganyag termelés, bomlástermékek gátlók antibiózis pl. gombák baktériumölő anyagokat termelnek

(+,-) kapcsolatok ragadozás (carnivoria) növényevés (herbivoria, fitofágia) predáció parazitizmus, parazitoid viselkedés exoparazita, endoparazita

Predáció csoportosítása Táplálékpreferencia szerint a ragadozó specialista generalista monofág oligofág polifág Növényevés levél gyökér faanyag mag

A hiúz és havasi nyúl populációk változása a Hudson Bay Company adatai szerint

(0,+) Kommenzalizmus asztalközösség az egyik populáció a másik aktivitása révén több forráshoz jut pl. : oroszlánok keselyűk, bivalyok pásztorgémek óriástatu (felbontja a termeszvárat) kisebb rovarevők

Egyéb (0,+) jellegű kapcsolatok dögevés dög-dögevő, ragadozó-dögevő ürülékevés lebontók (gyűrűsférgek, ízeltlábúak, gombák) mimikri

Mutualizmus (+,+) lazább kapcsolat megporzás, termésterjesztés levéltetvek hangyák levélvágó hangyák gomba tisztogatók riasztás szimbiózis

Mutualizmus (+,+) lazább kapcsolat szimbiózis ekto- vagy endoszimbiózis pl. zuzmók pillangósvirágúak+rhizobium fajok kérődzők gyomor és bélbaktériumai termeszek cellulózbontó bélbaktériumai OBLIGÁT/FAKULTATÍV

Populációk együttesei Életközösség (=társulás, biocönózis) meghatározott szerkezetű, alkotó populációk között kapcsolatrendszer Asszociáció (=növénytársulás, fitocönózis) Cönológia (=társulástan)

Biocönózisok tulajdonságai fajgazdagság (fajszám) fajlista diverzitás A) TEXTÚRA B) STRUKTÚRA térbeli szerkezet vertikális és horizontális kapcsolatrendszerek C) VÁLTOZÁS időbeli változás (szukcesszió, zavarás) stabilitás

Diverzitás

Melyiknek nagyobb a diverzitása?

Biocönózisok tulajdonságai fajgazdagság (fajszám) fajlista diverzitás A) TEXTÚRA B) STRUKTÚRA térbeli szerkezet vertikális és horizontális kapcsolatrendszerek C) VÁLTOZÁS időbeli változás (szukcesszió, zavarás) stabilitás

Vertikális szintezettség

45 40 35 felső lombkoronaszint liánok 30 25 20 15 10 5 középső lombkoronaszint alsó lombkoronaszint gyepszint mohaszint

A tajgaerdő szintezettsége

Ár-apály zóna szintezettsége

Társulások horizontális tagozódása Términtázat (mozaikosság) finom szemcsés durva szemcsés

A társulások trofikus szerkezete táplálkozási szintek termelők, elsődleges, másodlagos és harmadlagos fogyasztók, lebontók táplálékláncok táplálékhálózat

Növényevő lánc Parazita lánc Lebontó lánc Tápláléklánc-típusok

Táplálékláncok hossza energetikai okok területigény nagyság hipotézis optimális táplálkozás hipotézis stabilitási problémák

Tölgyerdei táplálékhálózat

aszpektusok Biocönózisok változása 1. ciklikus változások évszakos változás pl. koratavaszi aszpektus fluktuáció klimatikus környezeti tényezők okozzák 2. irányult változások megváltozik az összetétel szukcesszió degradáció

Primer szukcesszió

Szekunder szukcesszió

Szukcessziós sorok (szérieszek) Pl. futóhomok beerdősülése pionír növényzet (mohák, zuzmók) PIONÍR TÁRSULÁS egyéves növényfajok évelő fajokból nyílt homokpusztai gyep zárt homokpusztai gyep nyílt homoki tölgyes zárt homoki tölgyes ZÁRÓTÁRSULÁS = KLIMAX

Feltöltődési szukcesszió organogén (pangóvizes) sorozat társulásai lebegő hínárok, gyökerező hínárok, nádas, magassás társulások, láp- és mocsárrétek, fűzbokor ligetek, fűz-nyár ligeterdő

Feltöltődési szukcessziósorok mineralogén (frissvizes) sorozat iszaptársulások, fűzbokor ligetek, fűz-nyár ligeterdők, tölgy-kőris-szil ligeterdők, gyöngyvirágos tölgyes

Biológiai produkció Az élő rsz-ek által egységnyi idő alatt létrehozott ill. asszimilált élőanyag-mennyiség. Időegység egyed élete pop. generációs ideje vegetációs periódus fényenergia fotoszintetizáló szervezetek kémiai energia növényevők ragadozók

Élőlények csoportosítása energiaforgalom szempontjából elsődleges termelők; autotróf szervezetek fotoszintetizálók kemoszintetizálók másodlagos termelők; heterotróf szervezetek fogyasztók (konzumensek) élő szerves anyagot fogyasztanak visszaforgatók (rekuperálók) anyagcseretermékeket, holt szerves anyagot

Potenciális nettó primer produkció

Másodlagos produkció

Elton-piramis

Emberiség táplálása 300 ember 9,000,000 sáska 333,000 kg búza 600 ember 333,000 kg búza

A Föld teljes biomasszája 2425,2*10 9 t szárazanyag ~ 2,5*10 12

A bioszféra anyagforgalma bioszféra anyagforgalma zártnak tekinthető (kisebb ökoszisztéma nem) cirkuláció biocönózis és bioszféra szinten Termelők Fogyasztók Életettelen raktár Lebontók

Elemek körforgása gázciklusok ciklus nagy részében gázként van jelen szén (CO 2 ), nitrogén, oxigén, víz üledékes ciklusok üledékes kőzetekben hosszabb ideig raktározódnak foszfor, kén, kálium,

A szén körforgása