2011.03.05. 19:44
1. Bevezetés 2. Alapfogalmak
Ökológia
3. Az abiotikus (élettelen) környezeti tényezők
2010/2011
„A természet varázsát ontja bőven, A fűben, a virágban, a kőben. Ó, nincs a földön oly silány anyag, Mely így vagy úgy ne szolgálná javad, De nincs oly jó, amelyben ne volna vész, Ha balga módon vele visszaélsz.” Shakespeare
GEOLÓGIAI ÉS FÖLDI IDŐ Január 1.
Világegyetem keletkezése 10-20 M év
Május 1.
Tejútrendszer keletkezése
Szeptember 9.
Naprendszer keletkezése 5-6 milliárd év
Szeptember 15.
Föld kialakulása
Október 9.
Első élőlények
November 15.
Első sejtmagvas élőlények
December 1.
Oxigénes légkör kezdete
December 16.
Férgek megjelenése
December 19.
Halak megjelenése
December 22.
Kétéltűek megjelenése
December 24.
Hüllők és fák megjelenése
December 26.
Emlősök megjelenése
December 27.
Madarak megjelenése
December 28.
Dinoszauruszok kihalása
December 31.
Az első ember
FENNTARTHATATLANSÁG ÁLDOZATAI A 21. század globális környezeti, gazdasági és társadalmi problémái
HÚSVÉT – szigetek
SZÁHEL-övezet
KLÍMAVÁLTOZÁS VIHAROK ÁRADÁSOK ASZÁLY MOSZKÍTÓK, SZÚNYOGOK… ÖKOSZISZTÉMÁK VÁLTOZÁSA
1
2011.03.05. 19:44
Újabb területeket fenyeget az ausztrál árvíz 2011. január 23.
Változó vizek
a közép-ázsiai Aral-tó 1967-es állapotához képest vizének 75%-át elveszítette a Holt-tenger vize 25 méterrel lett alacsonyabb, mint 50 évvel ezelőtt az afrikai Csád-tó 1963 óta 95%-ára zsugorodott a Rio Grande, a Sárga-folyó, a Colorado és a Tigris egyes szakaszai nyaranta teljesen kiszáradnak, az év bizonyos részében pedig vizük nem éri el a tengert a térképeken újra kellett rajzolni Bangladesh tengerpartját, miután a heves esőzések és az emelkedő tengerszint miatt a partszakaszokat elöntötte a tenger
19-re emelkedett a november vége óta tartó áradásokban meghalt emberek száma. 72-en eltűntek, amikor a heves esőzések után hirtelen jött árvíz csapott le Anna Bligh egyben arra figyelmeztette az Toowoomba polgármesterének embereket, hogy a halottak száma elmondása szerint a tragédiát az "várhatóan nagyon drámaian" emelkedni okozta, hogy a heves esőzések miatt a fog. városon átfolyó két, egyébként csendes folyó vízszintje olyan gyorsan emelkedett, hogy az árhullám figyelmeztetés nélkül csapott le a városra. Sokan "belső cunamiként" jellemezték az árhullámot, amely autókat és házakat sodort magával.
ÚJABB ÁLDOZATOK?
FENNTARTHATATLANSÁG ÁLDOZATAI
a csendes-óceáni Kiribati, Tokelau, Vanuata és a Marshall-szigetek a tengerszint emelkedése miatt komoly veszélybe kerültek
Tengerszint emelkedése 2100-ig 1 méter is lehet
Tuvalu is, amelynek lakói ÚjZélandra költöznek át az elkövetkező ötven évben a tengerszintjének emelkedése miatt.
A problémák megoldása pozitív visszacsatolás
Teher áthárító struktúra Tüneti kezelés
A probléma tünetei
(Éghajlatváltozás Kormányközi Bizottsága, 1992.)
Mellékhatások, késedelem
A klímaváltozás oka az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása. A klímaváltozás nagy viharokat, hőséget, hideget, szeleket, áradást stb. okoz. A nagy hőség miatt légkondicionálásra van szükség; a szárazság miatt öntözésre; az áradás miatt gátakra és újjáépítésre. A megoldáshoz energiára van szükség, ami további üvegházhatást okozó gázok kibocsátását eredményezi.
Igazi megoldás
„Egy problémát sem lehet megoldani azzal a logikával, mely létrehozta a problémát”
2
2011.03.05. 19:44
A három „tartóoszlop” kapcsolata
Következtetések • •
•
•
Az antagonizmusokat nem lehet feloldani. Ha fel akarunk oldani egy antagonizmust, még nagyobb problémát okozhatunk. Az ember el akarja kerülni a negatív visszacsatolást. A negatív visszacsatolás elkerülésével létrejön a problémaspirál.
társadalom gazdaság
természet
Okok és okozatok
A három „tartóoszlop” kapcsolata
társadalom
gazdaság
természet
Jelenlegi környezetszemlélet
A környezet elemekből, levegő, víz, talaj, biológiai sokféleség, ember által létrehozott környezet A szabályozás célja a tényezők jó állapotának megőrzése.
Az okozatokat látjuk, érzékeljük és mérjük. Az okokat nem látjuk. A környezet állapota mérhető. A környezet állapota a társadalom szerkezeti problémáiban gyökerezik, pl. termelési és fogyasztási minták. A szerkezeti problémák a társadalom értékszemléletétől, tudásától, gondolkodásmódjától stb. függnek.
Nézőpontváltás
A környezet állapot, erőforrás és tér egyszerre. Ha javítani akarjuk az állapotát, átterheljük a térre, vagy az erőforrásokra Ezáltal csökkentjük a környezetminőség színvonalát.
3
2011.03.05. 19:44
MÉRLEGEN A FÖLD ÉHEZÉS
A gazdasági rendszer ma figyelmen kívül hagyja a nehezebben mérhető és eladható javak értékét, mint a tiszta levegő, a tiszta víz vagy az erdei élet gazdagsága (Al Gore, 1993.) VÍZHIÁNY
SZEMÉTHEGYEK
KÖRNYEZETI PROBLÉMÁK KEZELÉSÉNEK SZÜKSÉGESSÉGE
„VALÓ VILÁG”?
HOGYAN TOVÁBB?
„Környezetünkre az életkörülmények és a jólét javításának forrásaként, táplálójaként kell tekintenünk” (WHO,1990)
ÖKOLÓGIAI SZEMLÉLET FEJLŐDÉSE
Ösztönös szemléletmód a XIX. század közepéig Tudatos ökológiai szemlélet a XX. század közepéig Szükségszerű ökológiai szemlélet a XX. század közepétől (Juhász- Nagy Pál)
4
2011.03.05. 19:44
NAGY A FELELŐSSÉGÜNK
Az ökológia a biológia tudományterülethez kapcsolódó önálló tudományág • Ernst Haeckel német zoológus
Fotó: www.uni-jena.de/Personenkult.html
először használta az ökológia kifejezést (1866) oikosz (ház, lakóhely, élőhely, háztartás, környezet) logosz: tudomány véleménye szerint az ökológia az egyes élőlények és élettelen környezetük közötti kölcsönkapcsolatok
vizsgálata
• Juhász-Nagy Pál botanikus, elméleti biológus és biomatematikus, a XX. század nagy magyar ökológusa, az operatív ökológia szükségességének felismerője, a Magyar Tudományos Akadémia tagja volt.
Ökológia
Értelmezésében az ökológia azzal foglalkozik, hogy miért nem élhetnek az élőlények bárhol, bármikor, bármekkora számban a Földön. (Ez a Juhász-Nagy Pál-féle metametodológiai quadruplet.)
Az ökológia az élőlények és környezetük kölcsönhatásait az egyedek, a populáció (azonos fajhoz tartozó, azonos biotópon egy időben élő, szaporodási közösséget alkotó egyedek összessége), az életközösség és a bioszféra (a földi élet színtere) szintjén tanulmányozza. Az ökológia – biológiai tudomány, amely azt vizsgálja, hogy melyek azok a feltételek, melyek a növények, állatok és mikroorganizmusok populációira, társulásaira ill. az ökoszisztémákra hatnak, és hogy e feltételek – beleértve az emberi hatásokat is - hogyan határozzák meg térbeli eloszlásukat, viselkedésüket, működésüket.
Fotó: http://members.iif.hu/visontay/ponticulus/images/szemelyek/surany2.jpg
Az MTA Ökológiai Bizottságának meghatározása (1988):
Az MTA Ökológiai Bizottságának meghatározása (1988):
„ Az
Feladata
ökológia a biológiához, azon belül pedig az
egyed
azoknak a limitálással irányított (szabályozott és
feletti (szupraindividuális) szerveződési szintekkel foglalkozó
vezérelt)
szünbiológiához tartozó tudományág.
jelenségeknek és folyamatoknak
(pl. együttélés,
sokféleség, mintázat, anyagforgalom, energiaáramlás,
Tárgya a populációkra
és populációkollektívumokra hatást
gyakorló „ökológiai-környezeti” és az ezeket a hatásokat fogadó és ezekre reagáló „ökológiai tűrőképességi” tényezők közvetlen összekapcsoltságának (komplementaritásának) vizsgálata.
produktivitás, szukcesszió, stb.)
a kutatása,
amelyek a populációk és közösségeik tér-
időbeni mennyiségi eloszlását és viselkedését (egy adott minőségi állapothoz kapcsolható változásokat) ténylegesen okozzák.
Az ökológia tehát élőlényközpontú tudomány , művelése élőlényismeret hiányában nem lehetséges.”
HEFOP 3.3.1.
5
2011.03.05. 19:44
Az ökológia fogalma
ÖKOLÓGIA
„ecology” = szünbiológia
Jellemzői:
Szünbiológia
Kauzális (oknyomozó) Operatív (gyakorlatias) Szünbiológiai- szupraindividuális (egyed=autoökológia populáció=demökológia társulás=szünökológia) Transz- és interdiszciplína
az egyed feletti szerveződési
szintekkel foglalkozik
A szünfenobiológia által leírt
Az egyed feletti szerveződési szintek jelenségeivel foglalkozik (biogeográfia, populációdinamika stb.)
AZ ÖKOLÓGIA FELADATAI
Ökológia
Szünfenobiológia
jelenségek okaival foglalkozik (tájökológia, közösségi ökológia, evolúciós ökológia, viselkedésökológia stb.)
•FOGALMAK, MEGHATÁROZÁSOK
Kérdések megválaszolása:
autökológia:
Hogyan jellemezhetők az élőlények csoportjai (ritkaság, gyakoriság)? Mennyiben különböznek a véletlenszerűtől a vizsgált populációk előfordulási sajátosságai? Milyen módon alkalmazkodóképes az élőlény/társulás a változó környezethez?
Mennyire képes az adott életközösség elkerülni a káros hatásokat?
•egy faj egyedeinek a környezettel való kapcsolatát elemző és rendszerező (rész)tudomány
demökológia (populációs ökológia): •a faj bizonyos területen együtt élő egyedei közötti sajátos kölcsönhatásokat és mennyiségi viszonyokat vizsgáló (rész)tudomány
szünökológia (közösségi ökológia):
A természetben észlelt előfordulási viszonyok okainak feltárása!
•az együtt élő fajok kölcsönhatásait vizsgáló (rész)tudomány
HEFOP 3.3.1.
• F. Schwerdtfeger (német ökológus) felosztása: - autökológia
FOGALMAK, MEGHATÁROZÁSOK
- demökológia - szünökológia
populáció:
recens élővilág (ma élő) állat növény humán
egyedek
szárazföldi
társulások
óceáni
életközösségek
belvízi
faj
Környezet SZÜNÖKOLÓGIA biocönózis Populációk társulás
AUTÖKOLÓGIA
DEMÖKOLÓGIA
az egyazon fajba tartozó, adott helyen és időben együtt tartózkodó,egymással tényleges szaporodási közösséget alkotó egyedek összessége
populációkollektívum: a populáció feletti szerveződési szinteken összerendezendő populációkat összefoglaló néven populációkollektívumként lehet értelmezni.
paleo-ökológia egykor élt élőlények és környezet kapcsolata
6
2011.03.05. 19:44
FOGALMAK, MEGHATÁROZÁSOK
AZ ÖKOLÓGIA A SZÜNBIOLÓGIAI TUDOMÁNYTERÜLETEKBEN SZÜNBIOLÓGIA
szünfenobiológia produkcióbiológia
biocönózis:
ökológia
fitogeográfia
tartósan fennmaradó populációtársulások; életközösség
biogeográfia zoogeográfia antropogeográfia
biom:
auto~ dem~ szün~ paleo~
fitocönológia
legnagyobb életközösségek, biorégiók
cönológia zoocönológia populációdinamika
2011.03.05. 20:17
37
FOGALMAK
•• Az ökológiai kutatások főbb területei
Egyed alatti (infraindividuális) szerveződési szintek: •szervrendszerek •szervek •szövetek •sejtek •sejtalkotók •molekulák Egyed feletti (szupraindividuális) szerveződési szintek: •populáció •faj •biocönózis •holocönózis •biom (bioformáció) •bioszféra
Forrás: Pásztor E. és Oborny B. (szerk.) 2007: Ökológia. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest
HEFOP 3.3.1.
A szünbiológia vizsgálati módszerei
ÖKOLÓGIAI IRÁNYZATOK
Antropocentrizmus 1.
Terepi megfigyelés, adatgyűjés
a természet nem jogalany, az emberiségnek kell saját érdekében megóvni
Egalitarizmus 2.
Kisérletezés
a természet és az emberiség egyenlő súlyú jogalany, egyenlőség elve
Ökocentrizmus 3.
Számítógépes szimuláció
az univerzum egésze jogalany, ezért az emberi tevékenységtől is meg kell védeni
7
2011.03.05. 19:44
Jegesmedvék a Pilisben?
Biológia
Szünbiológia: szupraindividuális szervezetek egzisztenciális rendezettségét vizsgálja Kérdései:
Cenntrális hipotézis hamis
- hol? - mennyi? - miért?
Centrális probléma
milyen mértékben
miért hamis ?
Általános indikáció
2.
Komplementációs
3.
Multiplurális környezet
4.
Limitációs
deviáció
kényszerfeltételi alapkérdés
Általános indikáció
Alapelvek 1.
„Bárhol, bármikor, bármilyen populáció a természetben bármilyen mennyiségben előfordul.”
indikáció→ indikátum tér-idő-tömeg változások (jelzés) (jelzett) indikátor (jelző)
populációk
Indikandum (jelzendő)
kényszerfeltételek-háttér
Liebig-féle minimum törvény
Mi az indikátorfaj?
fitoindikátor
A levélcikória és a gyermekláncfű
a priori ható potenciális (lehetséges) vs. és a posteriori (tapasztalati) ténylegesen hatónak bizonyult kényszerfeltételek egy adott kutatás szemszögéből az a releváns (lényeges), ami szignifikánsan (jelentősen) hatónak, effektíve (valóságosan) befolyásolónak minősülhet, Az ökológiai kutatás kulcskérdése: az irrelevanciák (jelentéktelenségek) hatékony kiszűrése a növény, mint fitométer (környezetindikáló), ami a műszer helyettesítője, vagy vice-versa – helytelen álláspont
a víz és a talaj kadmium szennyezettsége A felvett kadmium tartalommal arányosan lecsökkent a levelek klorofill tartalma.
A levélcikória alkalmas a talaj galvániszapból vagy szennyvíziszap komposztból származó nehézfém (első sorban a Cd, Zn és a Mn) –szennyeződésének jelzésére és mérésére oly módon, hogy szöveteinek kémiai összetétele, illetve sejtjeinek enzimaktivitása megváltozik.
8
2011.03.05. 19:44
Miliő-környezet Miliő spektrum Exterior komplexum
az indikátorfaj
minden faj jó indikátor, de csak a megfelelően megnevezett, rá ténylegesen hatónak bizonyuló tényezők szempontjából. nem keverendő a környezetvédelmi szempontok szerint indikátorfajnak nevezett fajok fogalma (embercentrikus) az ökológiai szempontú indikációs elvvel
Ökológiai faktorok Egy adott szerveződési szinten értelmezve
Multiplurális környezet
ami az előfordulási viszonyokat nem befolyásolja, de az élőlény fiziológiai állapotát, viselkedését vagy a populáció genetikai összetételét annál inkább, a fiziológiai-, etológiai-, evolúcióbiológiai- stb. környezet a multiplurális környezetek elve
Tolerancia-tűrőképesség Toleranciaspektrum Interior komplexum
Limitáció Shelford tolerancia törvénye: egy élőlény elterjedését az a környezeti tényező határozza meg, amelyre nézve a legszűkebb az élőlény toleranciája.
Liebig-féle minimum törvény: bármely biológiai folyamat sebességét az a tényező korlátozza, amely a szükségletekhez képest a legkisebb mennyiségben van jelen.
Egyed feletti szerveződési szintek Bioszféra
A bioszféra felosztása
mérsékelt övi lomberdő
Biom Biogeocönózis
kocsányos tölgyes
Életközösség Koalíció
kocsányos tölgy
= Biocönózis
klímazonális társulás intrazonális társulás
Populáció Csoport Egyed
9
2011.03.05. 19:44
FOGALMAK
Populáció
AZ ORGANIZÁCIÓ SZINTJEI
A szünbiológia vizsgálatok igazi tárgya:
Az egyed a biológiai szerveződés egysége, amely a környezetétől jól elhatárolható, a másiktól különálló formában létezik, vagyis az élővilág szerkezeti és működési alapja.
2011.03.05. 20:17
Mi? Miért? Mikor? Hol?
55
HEFOP 3.3.1.
Újabb definíciók Populáció: egymással szaporodásra képes egyedek azonos időpontban, azonos helyen élő csoportjai (minden szó fontos!!!!! Ld. folyók autópályák stb. hatásai )
Populáció ("népesség")
Az élővilág egyedfeletti szerveződésének szerkezeti és működési alapegysége, valamely szünbiológiai vizsgálati szempont szerint azonosnak tekinthető élőlényközösség (pl. tényleges szaporodási közösség). A populáció feletti szerveződési szinteken - az adott szint sajátosságai szerint - összerendeződő populációkat összefoglaló néven populációkollektívumként lehet értelmezni.
Mi a populáció? A populáció azonos fajhoz tartozó egyedek csoportja, amelyek térben és időben többé-kevésbé jól elkülönülnek azonos fajhoz tartozó más egyedcsoportoktól. Minden faj foltos elterjedésű, így minden faj többé-kevésbé elkülönülő populációk formájában fordul elő, amelyeket be nem népesített foltok választanak el egymástól. Dempster (1975)
Bióta Egy adott topográfiai térszektorban, megadott időpontban előforduló fajképviseletek halmaza.
MTA Ökológiai Szakbizottság (1987)
10
2011.03.05. 19:44
Életközösség+élettelen környezet= ökoszisztéma (nincs általános definíció, nehezen meghatározható határok ld. populáció fogalma)
Életközösségek: Térben és időben együtt élő, egymással kapcsolatban álló populációk összessége. Több ezer hektáros erdő vagy egy fa odvában összegyűlő esővíz A rendszeren belüli energiaáramlás lényegesen nagyobb, mint a környezettel folytatott csere
Biocönózis (életközösség)
Biom (bioformáció)
Egyedfeletti organizációs szint, amelyben az élőlénypopulációkat meghatározott felépítettség jellemzi. A térbeli elrendeződés lehet horizontális (pl. egy gyep mozaikossága) és vertikális (pl. mohaszint, gyepszint, cserjeszint). Az időbeli változások lehetnek rövid idejűek (pl. ár-apály változás), ill. hosszabb időt igénylők (pl. biotikus ill. szekuláris szukcesszió).
A bioszféra kontinensnyi méretű elemei pl.: eurázsiai tajga, Amazonas menti esőerdők stb. Nehezen vizsgálható, komplex egységek (costa rica-i nyílméreg béka populációk eltűnése). Biom+élettelen környezet=ökozónák
Ökoszisztéma - Rendszerelméleti fogalom - absztrakt fogalom – nem lehet benne sétálni - elemei és a közöttük lévő viszonyok nélkül nem létezik
Ökoszisztéma
Egy populáció vagy populációkollektívum ökológiai szemléletű tanulmányozására létrehozott, absztrakción alapuló rendszermodell (határozott módon elrendezett és összekapcsolt elemekből álló, kvantifikálható egység). Alkalmas arra, hogy a valóság bonyolult jelenségeiből az adott szempontból leglényegesebb folyamatokat és összefüggéseket (pl. trofikus kapcsolatokat, energiaáramlási folyamatokat) egyszerűsített formában hűen tükrözze, s a rendszerelemzés eszköztárával leírhatóvá és tanulmányozhatóvá tegye.
11
2011.03.05. 19:44
Bioszféra:
Fajegyüttes
A jelenleg ismert legmagasabb szervezeti szintje az élőlényeknek, az egész bolygóra kiterjedő komplex rendszer
Bármely szabadon választott összetételű élőlénycsoport, amelyek valamely szempont szerint egyszerre vizsgálunk egy adott habitatban.
Társulás
Környezet
azon fajok együttese jelenti a társulást, amelyek között a fennálló kapcsolatokat már sikerült bizonyítani.
A környezet a külvilág azon része, amely ténylegesen hat az élőlényre (környék= minden tényező, ami az élőlényt körülveszi)
Ökológiai rendszer
Ökológiai tényezők
Biotikus tényezők Abiotikus tényezők ökoszisztéma
Fajok száma Tűrőképesség Egyedszám
Fogalma: A külső környezetből eredő, az élőlényeket befolyásoló hatások. Lehetnek: abiotikus (élettelen) és biotikus (élő) tényezők
12
2011.03.05. 19:44
ABIOTIKUS KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK
Ökológiai tényezők
Abiotikus tényezők: Víz, hőmérséklet, fény, levegő, talaj Biotikus tényezők: 1. Szervezetek kölcsönhatása 2. Antropogén tényező (az ember hatása)
Szárazföldi vízi környezetben: Fény Hőmérséklet Víz Levegő Talaj
sótartalom oxigéntartalom nyomás
2011.03.05. 20:17
KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK A környezet faktorai: • élettelen (abiotikus) tényezők • hőmérséklet • nedvesség klimatikus tényezők • fény
74
ÖKOLÓGIAI IGÉNY • Az ökológiai igény: öröklött tulajdonságok szabják meg, hogy a fajok milyen környezetben képesek fennmaradni. Egy adott fajra nézve minden ökológiai tényezőnek van olyan értéktartománya, amely a fejlődés és a szaporodás szempontjából a legkedvezőbb (optimum). Az ez alatti és feletti értékek kevésbé kedvezőek (alsó és felső pejusz). Azokat a szélső értékeket, amelyeken túl az állatok szaporodása és fejlődése megszűnik, és előbbutóbb el is pusztulnak, alsó ill. felső pesszimumnak nevezzük.
• közeg (talaj, víz, levegő) edafikus tényezők
• élő (biotikus) tényezők • fajtársak (homotipikus hatások) • más fajhoz tartozó élőlények (heterotipikus hatások)
• emberi tevékenységből eredő (antropogén) tényezők
Környezeti tényezők és az életfolyamatok intenzitásának összefüggése
HEFOP 3.3.1.
Ökológia faktorok Az élőlényekre ható ökológiai faktorok lehetnek: - élettelen (abiotikus) környezeti tényezők, - élő (biotikus) hatótényezők. A környezet részéről az élőlényre zúduló hatótényezők egy része áttételekkel jut érvényre, hiszen nincs olyan abiotikus tényező, amely ne okozna változást a biotikus környezetben.
13
2011.03.05. 19:44
Abiotikus környezeti tényezők
1.
Klimatikus faktor - napsugárzás
- a víz mint ökológia tényező - levegő és légmozgás 2.
Abiotikus tényezők I. Klimatikus faktorok Fény és egyéb sugárzás. A Nap sugárzó energiája a legfontosabb és szinte egyetlen energiaforrás az ökoszisztéma számára.
Hőmérséklet A sugárzó energia egy része mint hő hat az élő szervezetre, a fajok, ökoszisztémák előfordulásának meghatározó tényezője. Hőmérséklet Pszichrofil Mesofil Termofil
A talaj és a domborzat - a talaj mint abiotikus környezeti tényező - domborzati viszonyok
optimális 6-15 25-37 45-55
minimális -12 3 30
maximális 25 45 70
Az élettelen környezeti tényezők együttes hatása
Balneologusok felfedezése Alsó – kambrium sóból 600-650 millió évvel azelőtt élő baktériumokat sikerült kitenyészteni !!!
Környezeti tényezők változásának hatása a biocönózisra
A környezeti tényezők megváltozása
3.
A környezeti tényezők lassú, fokozatos megváltozásával új egyedek jelennek meg, és új egyensúlyi helyzet alakul ki a biotóp és biocönózis között (pl. egy tó lassú feltöltődése).
Minden biotópnak meghatározott biocönózisa van, a biocönózis élőlényei egymással meghatározott, kölcsönös kapcsolatban vannak.
A környezeti tényezők gyors megváltozása, ökológiai tényezők nagymértékű szennyezése együtt a fajok adaptációjával, nem alkalmazkodni az új feltételekhez és az pusztulását okozhatja.
vagy az nem jár képesek élővilág
A fény hatása
Napsugárzás mennyisége (szoláris koefficiens) Összetétele Reflexiós koefficiens; albedo Beesési szög → évszakok
a tárgyra érkező látható fény mennyiségének a tárgy által visszavert (százalékos) arányát értjük rajta. a 0%-os abszolút fekete test. a Föld átlagos albedója: 39% friss hófelszín: 80 – 90% füves terület: 20 – 30% erdő: 5 – 10% a Hold átlagosan: 7%, helytől függően: 4 – 14% között
14
2011.03.05. 19:44
ABIOTIKUS KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK
A fény hatása a növényekre
A fotoszintetikus aktivitás fényfüggése
FÉNY •a természetes biotópokban lévő energia szinte teljes mértékben a Nap sugárzásából származik, ez az energia biztosítja az életet a Földön 2011.03.05. 20:17
A fénykompenzációs pont az a fényerősség, amely mellett a képződött szerves anyag pótolja a légzési veszteséget.
85
HEFOP 3.3.1.
A növények fényigénye
A NÖVÉNYEK FÉNYTŰRÉSE • Fénykedvelő (heliofil) pl.: tavaszi hérics
fényigényes (heliofil) árnyéktűrő (helio-szkiofil) árnyékkedvelő (szkiofil) sötétségkedvelő (szkotofil)
• Fény-árnyékkedvelő (helio-skiofil) pl.: kéküstökű csormolya
•Árnyékkedvelő (skiofil) •pl.: gímpáfrány
HEFOP 3.3.1.
A NÖVÉNYEK FÉNYTŰRÉSE A megvilágítás ideje szerint:
• rövidnappalos (pl.: téltemető) • nyár hosszú nappalai helyett tipikusan ősszel virágoznak. • A virágok kifejlődéséhez általában 12-nél több órányi sötétségre van szükségük 24 órás periódusonként. • Ha a napi fotoperiódus hosszabb, a rövid nappalos növények virágképződése gátolt, vagy teljesen szünetel. A túl rövid napi megvilágítás is gátló hatású.
AZ ÁLLATVILÁG ALKALMAZKODÁSA A FÉNYHEZ
Az aktivitás alapján: • nappal aktív (pl.: nappali lepkék) • éjjel aktív (pl.: denevérek, baglyok) • teljes sötétségben élők (pl.: talajlakók, barlanglakó vagy mélytengeri fajok)
• hosszúnappalos (pl.: réti margaréta) • késő tavasszal vagy kora nyáron virágoznak. • A virágok kifejlődéséhez 12 óránál kevesebb órányi sötétségre van szükségük 24 órás periódusonként. • A nappali megvilágítást (9-14 óra) meghaladva egyre gyorsabb, bőségesebb a virágképződés • fotoperiodikusan közömbös (pl.: napraforgó)
15
2011.03.05. 19:44
FÉNYSZENNYEZÉS
Fény: - fényerősség hatással van a protoplazmára, a pajorok az UV fényre érzékenyek - méhekre: „belső időmérő”, tájékozódás - Szinre reagálnak a rovarok: - sárga tál (krómsárga: 500-550 nam hullámhossz): levéltetvek és kétszárnyúak csapdázására - világoskék tál (fritlégy, hártyásszárnyúak) - sárga lapok (cseresznyelégy) - fehér lapok és ágak (pajzstetvek, kétszárnyúak) - repellens anyagok (tükröződő felület)
FÉNYSZENNYEZÉS •A fényszennyezés következményei:
•A földfelszínt elérő természetes fény mennyisége régiónként változik. •A nappalok és éjszakák változása az élőlények számára természetes feltételeket jelent. •Az urbanizáció jelentősen növeli a fénykibocsájtást. • A fényszennyezés különösen nagyobb települések, agglomerációk térségében jelentős.
•A FÖLD FÉNYSZENNYEZÉSE AZ ŰRBRŐL NÉZVE
• az egyes élőlények biológiai órája változik • navigációs nehézségek (pl.: madárvonulás)
• vegetáció kitolódása • jelentős pusztulás • (pl.: rovarok) – világítótestek (hő- és fény)
A HŐMÉRSÉKLET, MINT KÖRNYEZETI TÉNYEZŐ
forrás: http://www.geocities.com/kayleelayne/images/earthlights_dmsp_big.jpg
ABIOTIKUS KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK
• egyenetlen eloszlás HŐMÉRSÉKLET
• Egyenlítőnél évi legkisebb hőingás • sivatag: évi hőingás kicsi, napi nagy • tajga, tundra: évi hőingás itt a legnagyobb
•A rovarok poikilotherm állatok (van bizonyos szabályozás helioreguláció (melegkedvelő rovarok) és kemoreguláció (nagytestű éjjeli lepkék) •az alsó, felső pesszimum esetén, irreverzibilis változások állnak be: hideghalál vagy hőhalál •a téli minimum hőmérséklet erősen megszabja egy faj északi irányú elterjedését •a mérsékelt égövi fajoknak mindig van olyan fejlődési alakjuk, ami képes elviselni a telet •a rovarok többségénél a letális magas hőmérséklet 40-60 0 C (az ölő hatás függ a behatás időtartamától!)
2011.03.05. 20:17
96
16
2011.03.05. 19:44
akklimatizálódás által az élőlények képesek a megváltozott körülményekhez alkalmazkodni, kitágulnak az elviselhető hőmérsékleti övezet határai (hozzájárul még az éghajlat változása is) az élőlények tevékenysége is bizonyos hőmérsékleti tartományokban lehetséges (mozgás, repülés!, táplálkozás, szaporodás) = hőmérsékleti preferendum
A hő hatása az élőlények közösségeire
Hőmérséklet: - állandó és változó hőmérsékletű állatok - hőmérsékleti preferendum meghatározása - a vertikális mozgást - a migrációt - a fejlődési sebességet - fejlődési idő számitása: fejlődési küszöb v biológiai null pont feletti hatások hőmérséklet (effektiv hőm.) Fejlődési hőm. kiszámitása: C n= fejlődési idő napokban n= --------T = mért hőmérséklet T-To To= biológiai null pont C= hatásos v. effektiv hőösszeg
A fotoszintetikus aktivitás hőmérsékletfüggése
•A HŐMÉRSÉKLET, MINT KÖRNYEZETI TÉNYEZŐ
A NÖVÉNYEK ÉS A HŐMÉRSÉKLET melegkedvelők
• Az élőlények hőmérsékleti igénye eltérő
hidegtűrők kora tavasszal,
illetve késő ősszel virágzó
• A növények és az állatok hőtűrése is lényegesen eltérő
növények;
• A növényi élet számára a kardinális pont a 0°C. • Ez alatt nincs aktív növényi élet. nagy és színes virágzat pl. hangafélék, primulák
• A növények hőigényük szerint: • melegkedvelők (pl.: trópusi fajok, szőlő, gyapot) • hidegtűrők (pl.: fenyőfélék, magashegyi fajok)
állandóan
időszakosan
pl. ananász,
pl. termesztett
kakaó,
növények
kávé • tág hőmérsékleti tűrőképességűek (pl.: gyomok)
HEFOP 3.3.1.
védekezés: inaktív állapot
HEFOP 3.3.1.
17
2011.03.05. 19:44
•AZ ÁLLATOK HŐREGULÁCIÓ SZERINTI FELOSZTÁSA
változó testhőmérséklet
állandó testhőmérséklet
(polikiloterm) sztenoterm
(homoioterm) euriterm
tökéletlen hőregulációval tökéletes hőreg. pl. fiatal madarak, méhlepény nélküli
kifejlett madarak, méhlepényes emlősök
és téli álmot alvó emlősök
hideg
meleg
pl. mélytengeri szirtkorallok, állatok
melegvízi
hőreg. nélkül
hőreg-val
vízi állatok, talajlakók
tökéletlen
szervezetek,
fakultatív tökéletes pl. cserebogár, szender
felmelegedést korlátozó berendezés nélkül pl. bogarak, hüllők
berendezéssel vándorsáskák, némely hüllő
HEFOP 3.3.1.
AZ ÁLLATOK ALKALMAZKODÁSA A HŐMÉRSÉKLETHEZ
AZ ÁLLATOK ALKALMAZKODÁSA A HŐMÉRSÉKLETHEZ pl.: sarki róka, vörös róka, sivatagi róka
Bergmann-szabály: közelrokon fajok esetében a hidegebb égövön élők tömege nagyobb Allen-szabály: közelrokon fajok közül a hidegebb égövön élők külső szervei kisebbek forrás: http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/accounts/classification/Vulpes.html#Vulpes
Gloger-szabály: közelrokon fajok esetében a hidegebb
pl.: jeges medve, grizzli medve, barna medve
égövön élők színe (általában) világosabb hermelin: télen fehér, nyáron barna
mimikri!!!
HEFOP 3.3.1.
forrás: http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/accounts/classification/Ursus.html#Ursus HEFOP 3.3.1.
18
2011.03.05. 19:44
HŐMÉRSÉKLETÖKOFAKTOR Üvegházhatás: -20ºC helyett 25 ºC (besugárzás-hőátadás-kisugárzásvisszaverődés=üvegházhatás)
Tenyészidőszak (IV-IX) hőösszege (napi középhőmérsékletek összege) =hőigény fotoszint. egyenlítői max.55-61ºC optim.31 ºC szubtrópusi
43-48 ºC
mérs.lombhullató boreális, alpi
40-46 ºC 35-39 ºC
25 ºC 20 ºC
VÍZ- ÖKOFAKTOR 1. Sűrűsége függ:sótartalom, TºC,nyomás (hidegebb kisebb sűrűségű-jég úszik) Fényáteresztő képesség~200méterig -felsőbb régiókban a látható és vörös tartomány-zöld színanyag köti megzöldmoszatok; -alsóbb régiókban-rövid hullámhosszú sugarakat vörös színanyag köti megvörösmoszatok
17 ºC
A víz funkciója az élővilágban
Az éves produkció csapadékfüggése
tápanyag (fotoszintézis) testfelépítő anyag Reakcióközeg Oldószer Hőszabályzó élőhely
A víz környezeti tényezőként jelentkező tulajdonságai
A víz környezeti tényezőként jelentkező
Tulajdonságai sótartalom (salinitás) oxigéntartalom
• sótartalom (salinitás) • oxigéntartalom • hőmérséklet • széndioxid-tartalom • ásványianyag-tartalom
19
2011.03.05. 19:44
Növények vízháztartása
Poikilohidratúrás élőlények
• poikilohidratúrás növények változó vízállapotú kiszáradástoleránsak, vízháztartásuk döntő mértékben függ a környezetük víztartalmától • homoiohidratúrás növények állandó vízállapotú víztartalmukat a szabályozzák
Hajtásos növények vízigénye
Szárazságkerülők
vízi növények (hidatofitonok) mocsári növények (helofitonok) közepes vízigényű növények (mezofitonok) szárazságtűrők (xerofitonok) sótűrők (halofitonok)
• cianobaktériumok • zöldmoszatok • zuzmók • mohák • néhány páfrány • kevés zárvatermő
efemer növények
Időben
geofiton növények
Térben
Raktározással
Hőkapacitás: fajhője 4x nagyobb, mint a szárazföldi kőzeteké felszíni vízréteg-epilimnion-felmel.lehűl középső - metalimnion- hőváltóréteg mélyebb-hipolimnion-egyenletes hideg
áttelelő szerveik száraz talajban rejtőznek.
szukkulens növények
VÍZ- ÖKOFAKTOR 2.
néhány hétig, legfeljebb néhány hónapig tenyésző növényfajok, tehát egy év alatt több nemzedéket
szárazságtűrőek, a kaktuszok és sok sivatagi növény is. Mo.-on kövirózsák és varjúhájak.
VÍZ- ÖKOFAKTOR 3. Sótartalom: halin (35%o<), mixohalin(0,5- 35%o) , limnohalobikus(0,5 %o>); 1NK=10 mg CaO/1liter víz) Stenohalin=szűk tűrés, állandó só cc. Eurihalin=tág t.,változó só cc. torkolatok
20
2011.03.05. 19:44
VÍZ- ÖKOFAKTOR 4. pH: neutrális-6,5-7,5 Vízi élettér felosztása: / felszíni nyíltvízi pelágikus mélységi bentális
\ parti litorális profundális
• a nedvesség befolyásolja a rovarok mozgását pl.: a lenbolha telelésből hamarabb jön elő száraz talajból, ha a talaj víztartalma eléri a 26%-ot, teljesen megakadályozza előjövetelüket; • drótférgek páratelt talajban lassabban mozognak • ismert a terrikol kártevők horizontális és vertikális mozgása a talajban, amit nagyrészt a talaj nedvességtartalma befolyásol • pozitív és negatív geotaxis (pl.: a burgonyabogár nedves környezetben pozitív foto- és negatív geotaxis, száraz környezetben az előjelek megcserélődnek)
VÍZ- ÖKOFAKTOR 5. Alkalmazkodás: száraz körny-hez nedves körny-hez sűrű, mély gyökérzet sekély szétágazó raktározó szár gyökérzet kis levélfelület nagy levélfelület viasz, szőr spec.víznyílás bőrnemű levél vékony levél
Nedvesség: - fejlődés szempontjából fontos - levegő relativ páratartalma - talaj viztartalma - táplálék (termény, növény) viztartalma - a test állandó viztartalmát biztositja az optimális nedvességtartalmú környezet
Biomok a hőmérséklet és a nedvesség függvényében • sok rovar tojásaiban az embrionális fejlődés csak akkor indul meg, ha vizet vesz fel (cserebogarak, repcedarázs) • pusztító hatású is lehet a cseppfolyós víz (pl.: burgonyabogár lárvák heves esőben 60%-os mortalitás, ezzel szemben az imágók két hétig is kibírják vízben úszva) • a fejlődési sebességet is befolyásolja a nedvesség, a hőmérséklettel együtt • hatással van a szaporodásra is (pl.: a lisztatka szaporodása optimális, ha a liszt nedvességtartalma 13% fölötti, ez alatt nem tud szaporodni)
21
2011.03.05. 19:44
Az O2 -dús légkör kialakulása
A légkör összetétele
kb. 3,5 Md éve Első kékmoszatok
A fotoszintézis nettó egyenlete: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
A levegő O2-tartalmának hatása az élővilágra
O2 igény a)aerob b)anaerob c) Fakultatív anaerob d)mikroaerofil e)aerotoleráns
A légkör CO2 koncentrációja az utóbbi évezredben
legtöbb élőlény obligát aerob magashegységekben felfelé csökkenő oxigéntartalom → adaptáció talajban, vízben limitáló tényező
A fotoszintézis CO2 koncentráció-függése
22
2011.03.05. 19:44
LÉGKÖRFIZIKAI MÉRÉSEK Radar: visszajelzés a vízcseppeket tartalmazó felhőkről. Műhold: (METEOSAT, NOA) a földfelszín kisugárzását mérik, így láthatóvá válnak az árvizek, nagyobb kiterjedésű tüzek, vulkánkitörések.
LÉGKÖRFIZIKAI MÉRÉSEK Hőmérséklet mérése: platina ellenállás hőmérő, nedves-száraz hőmérő, minimummaximum hőmérő Talajfelszíni hőmérséklet : 2, 5, 10, 20 cm-ig mér. Mélységi hőmérők: 0,5, 1, 1,5, 2 m.
LÉGKÖRFIZIKAI MÉRÉSEK
Napsugárzás mérő Sztratoszferikus ózonvastagság- mérő a Nap UV-B sugárzásmérő
LÉGKÖRFIZIKAI MÉRÉSEK
Szél állapota Csapadék mérés billenőedényes mérő zúzmara mérő (mérés mm-vastagság+leolv.) Látástávolság mérő
LÉGKÖRFIZIKAI MÉRÉSEK Magas légköri mérés: Hidrogénnal töltött ballon + szonda Emelkedési sebessége kb. 300 m/min, kb. 30 km-es magasságig emelkedik.
23
2011.03.05. 19:44
LEVEGŐ
LEVEGŐ – ÖKOFAKTOR
Kémiai összetevői→élőlényekre hatás / | \ Állandó gázok változó alkotók szennyező N2 , O2 , O3, H2O, CO2 szilárd-por Nemes g. Cseppf. UV légn.gáz
Sejtlégzés
fotoszintézis
gátol
Fizikai tulajdonsága: szél (levegő-áramlás) előnyei: túlzott felmelegedés csökk. megporzás illatanyagok továbbítása hátrányai: egyirányú szél-fa deformálása talaj szárítása, erózió
ABIOTIKUS KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK
Páratartalom
NEDVESSÉG
[g/m3]
abszolút páratartalom relatív páratartalom az adott hőmérsékletű levegő a telített állapothoz képest hány százalék vizet tartalmaz
•a rovarok esetén a normális élettevékenység alapvető feltétele, hogy testük víztartalma bizonyos határok között mozogjon •az élettani folyamatok által fenntartott egyensúly, csak akkor őrződhet meg, ha a környezet nedvességtartalma optimális, egy adott fajnak meghatározott nedvességigénye van •ettől az optimumtól való eltéréseket egyes fajok jobban tűrik (eurihigr), mások kevésbé (sztenohigr) pl.: a félsivatagi területről származó burgonyabogár teste víztartalmának 50%os elvesztését is elviseli
2011.03.05. 20:17
Szennyező anyagok a levegőben
természetes körülmények között nincs vagy igen kis mennyiség emberi tevékenység → felszaporodnak élővilágra káros hatás SOx, NOx, CH4, …
142
HEFOP 3.3.1.
A levegő fizikai hatásai
szél kialakulása, szélrendszerek párologtatást növeli → hűtés, vízvesztés szél nyíró hatása–növényzet fékező hatása beporzás, termésterjesztés
24
2011.03.05. 19:44
A talaj kialakulása
TALAJ
Kialakulása fizikai vált. kőzet kőzettörm.
Kémiai vált. kőzetszemcse agyagásvány nedvesség levegő
Biol.vált. elhalt élő humusz
•kőzetek fizikai mállása (aprózódás) kémiai mállás (oxidációs, hidratációs, hidrolitikus folyamatok) agyag biológiai mállás 1. légköri N2 fixálás 2. ásványosodás 3. humuszképződés
Humuszformák Abiotikus humifikáció
Szárazföldi humuszformák
Biotikus humifikáció
Félig szárazföldi humuszformák
Nyers humusz Moder Mull (intenzív humifikáció) tőzegek
Víz alatti humuszformák
TALAJ Talajszelvény: A szint: humusz (avarszint) –kilúgozódás B szint: ásv.anyagok- akkumulációs szint C szint: kőzettörmelék-talajképződési sz. D szint: anyakőzet Talajerózió: Magyarországon: 80-110 millió m3/év
25
2011.03.05. 19:44
Növények igényeinek megfelelő „tipikus” talaj összetétele
Talajok ökológiai faktorként felmerülő tulajdonságai
Összetétel
Fizikai tulajdonságok
nedveségtartalom levegőzöttség humusztartalom tápanyagtartalom textúra szerkezet
Kémiai tulajdonságok
kolloid szerkezet kémhatás
A talaj levegőtartalma
nagy CO2-tartalom (akár 100 ) magas páratartalom alacsonyabb oxigéntartalom
A talaj víztartalma
higroszkópos víz kolloidok hidrátburka, erősen kötött kapilláris víz növények számára legfontosabb szivárgó víz könnyen felvehető, de időleges
Élőlények talajvízigénye
talajvízben élők
Protozoa, Rotatoria, Nematoda
nedvességigényes fajok Nematoda, Collembola
szárazságtűrő
Isopoda, Formicidae
26
2011.03.05. 19:44
A humusztartalom megoszlása a talaj rétegeiben
A talaj szervesanyag-tartalma
A talaj tápanyagai
makroelemek (10-0,01% növényi igény)
Nitrofrekvens növények
N, P, K, Ca, Mg, S, Si
mikroelemek
B, Mn, Fe, Zn, Cu, Mo, Co
Felvehető tápanyagtartalom < Összes
A szilikátjelző növények
Sótűrő növények
savanyú, ásványi anyagokban szegény talajokon nőnek: tőzegmohák (Sphagnum fajok), csarab (Calluna vulgaris), áfonya (Vaccinium fajok), szőrfű (Nardus stricta), erdei sédbúza (Deschampsia flexuosa), seprőzanót (Sarothamnus scoparius), egynyári szikárka (Scleranthus annuus).
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).
A talaj magas sótartalmát jelzik sziki mézpázsit (Puccinellia limosa), bárányparéj (Camphorosma annua), sziki sóballa (Suaeda maritima), sziki útifű (Plantago maritima), sziki csenkesz (Festuca pseudovina), sziki szittyó (Juncus gerardi), sziki őszirózsa (Aster tripolium ssp. pannonicum), magyar sóvirág (Limonium gmelini ssp. hungaricum).
27
2011.03.05. 19:44
Az uralkodó alap-folyamatok: szükségesek egy-egy talajtípus kialakulásához, jellemző: minőségi változást okoz a t.képződésben, kísérő: a t.képz. jellegét már nem változtatják meg, módosító: emberi hatások. A talajtípus meghatározásánál a jel-lemző folyamatok a megh. Egy talajtípus: azok a talajok, melyeknél képződés körülményei hasonlók, és a folyamattársulások is, ill. a t. termékenységét megh. minden lényeges tulajdonságuk közelálló. A rokon típusok főtípusokba sorolhatók, az altípusok elkülönítése bizonyos folyamatok összessége (pld. humuszosodás, podzolosodás, szikesedés).
Hazai genetikus és talajföldrajzi osztályozás: az osztályozás egysége a talajtípus. A talajképződés folyamatai dialektikus ellentétpárokat alkotnak és a folyamatpárt alkotó két jelenség egymással egyensúlyban van. Egy-egy talajnál több folyamatpár is lehetséges, más-más jelleggel, az adott talajra jellemzően, eltérő erősséggel. Stefanovits 4 folyamatszintet különböztet meg.
Altípusok változatai: talaj termékenységre gyakorolt hatása a jellemző (humusz vastagsága, talajvíz mélysé-ge, sófelhalmozódás), mindig alacsonyabb kategóriából indulunk ki (romtalaj). Égh. tényezők hatása: a kőzet fokozatosan gyengül a csernozjomig, ezek a zonális talajok. Víz hatása: mocsári erdők –szikes talaj (azonális t.). Domborzat, talajképző kőzet hatása: intra-zonális talajok.
Talajok szerkezete
Váztalaj: biológiai t.képz. jelentéktelen,
kőzethatású t.: kis kilúgozódás, talaj nem savanyodik el,
barna erdőt: kilúg., humuszosodás kis mértékben függ a t.képző
kőzettől, az erdei mikroklíma és a szervesa. forgalom befolyásolja,
darabosság kötöttség pórustérfogat
csernozjom : füves növ. állományból jó minőségű szervesanyag, mor-zsás talajszerk.,
szikes : Na sófelhalmozódás,
réti : redukciós folyamatok, a láptalajoknál jobban érvényesülnek.
28
2011.03.05. 19:44
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)
29
2011.03.05. 19:44
Az edafon rendszertani összetétele
Baktériumok a talajban
Baktériumok Egysejtűek Növényszerűek Gombák Növények Állatok
Gram negatív baktériumok
G (-) aerob pálcák és kokkuszok Pseudomonasok Azotobacter N2 fixálás szabadon Rhizobium N2 fixálás szimbiózisban
Gram negatív baktériumok
1 billió baktérium, 500 milliárd ostoros egysejtű, 1 milliárd gomba, 1 millió alga és fonálféreg, 100 bogár, 80 földigiliszta, 50 pók
Disszimilációs szulfát vagy kénredukáló baktériumok Aerob kemolitotróf baktériumok Nitrobacter NO2-→NO3Nitrosomonas NH4+→NO2– Anaerob fotoszintetizáló baktériumok Rhodospirillum
Gram pozitív baktériumok
TALAJ Talajban élők összessége: 1 m2 30 cm vastag talajban:
Szerepük: lebontók, felszabadítják a tápanyagokat, betegségeket terjesztenek vagy semlegesítenek (penicillin).
Endospórás G (+) pálcák és kokkuszok Bacillus anthracis Actinomycetes Streptomycetes
1 ha - on 20 tonna biomassza
30
2011.03.05. 19:44
Ph.: Fonálférgek (Nematoda) Ph.: Gyűrűsférgek - (Annelida) Ph.: Ízeltlábúak (Artropoda) Ikerszelvényesek (Diplopoda) osztálya Pókszabásúak (Arachnida) osztálya Malacostraca - Felsőrendű rákok Insecta – Rovarok osztálya
erdőirtás
TALAJ Talaj színe: sötét – magas szerves anyag tartalom kékes-szürke- anaerob viszonyok vöröses- sok O2, sok vasoxid, jól szellőzik világos-fehér- meszes v. szilikátos (SiO2) Energia transzfer: albedó sötét 2,5%) világos 70-80%), reflexió
1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8.
Erdőirtás Meredek lejtőn gazdálkodnak Monokultúrás növénytermesztés Földcsuszamlás Halfogás csökken a sekély vizekben Eliszaposodás (csökken vízi erőmű élettartama) Vízmosásos erózió Zátonyok csökkentik hajózhatóságot a folyókon
9.
10. 11.
12.
13.
A városi nyomornegyedek (a vidéki lakosság vándorol a városba) Árvizek által lerombolt hidak Gazdálkodás nagy és védtelen területeken Szélerózió érinti rosszul menedzselt legelőket Gyakran elárasztott falu elnéptelenedett
31
2011.03.05. 19:44
TALAJ
TALAJ
Talaj szövete (textura): mechanikai összetétele kavics: 10-2 mm homok: 2- 0,02mm iszap: 0,02- 0,002 mm= 2 mikron agyag: < 0,002 mm Talaj szerkezete (kötöttség, részecskék kapcsolódása): morzsás, rögös, szemcsés, oszlopos, lemezes
Talaj pH: < 4,5 erősen savanyú 4,5-5,5 savanyú 5,5-6,5 enyhén savanyú, PO4felvét 6,5-7,5 semleges 7,5-8,2 gyengén lúgos 8,2-9 lúgos 9< erősen lúgos
TALAJ Talaj nedvesség: nedves talaj(g) – szárított talaj(g) X 100 nedves talaj(g) Talajsűrűség: talajsúly(kg) térfogat(dm3) CaCO3 mennyiség: 1% > nincs pezsgés 5%
TALAJ
Talaj vízgazdálkodása: -Erősen kötött higroszkópos víz= kötőerők által visszatartott víz- holt víz= minimális vízkapacitás (homok < vályog talaj) -Kapilláris víz= pórus térfogat= teljes vízkapacitás -Talajvíz= vízzáró fölött áramló víz
Jól felvehető: Zn, Mn Rosszul felvehető: Ca, S, Mg, N Acidofil (savanyúság kedvelő) hidrogén talajok- gombák, mohák élettere Jól felvehető: Mo(molibdén) Rosszul: Fe, Mn, Cu,sok baktérium-nitrofil, bazofil talaj
TALAJ
Talaj hőkapacitása: 1 cm3 talaj 1 ºC-os hőmérséklet növekedéséhez szükséges érték (nedves talaj > száraz talajok, mert a víz fajhője nagyobb) Talaj hőmérséklete: napi változás: kb. 1 méterig évszakos változás: 7,5 méter mélységig figyelhető meg.
A talaj hőgazdálkodása A talajhőmérséklet változásai A talajba érkezett hő: Sugárzással: átlagos mennyisége 0,13 J/cm2/s, de 42%-a a visszasugárzás. A napsugárzás 50-80%-a járul hozzá a talaj hőmérsékletének emelkedéséhez A rövid hullámhosszú sugárzás átalakul hosszúvá (!) (transzformátor) A sugárzás intenzitása függ: sugarak beesési szögét,
- a földrajzi helyzettől, ez meghatározza a - a tengerszint feletti magasságtól, - lejtős területen a kitettségtől
Befolyásolja a felszín tulajdonsága:
- növényi fedettség - talajfelszín színe és szerkezete
32
2011.03.05. 19:44
A hővezető-képesség, hőmérséklet-vezető képesség A hőgazdálkodást befolyásolja:
A száraz és nedves talaj hővezető-képessége kicsi.
Legnagyobb hőmérséklet-vezető képességük a közepesen nedves talajoknak van.
a talaj szerkezete szervesanyag tartalma, víztartalma, levegőzöttsége.
A sötét színű, jó szerkezetű, levegős talaj – gyorsan felmelegszik, de gátolja az alsóbb rétegek felmelegedését és lehűlését.
Abiotikus tényezők Páratartalom csapadék A mikrobák 75-85 %-a víz.
hidrofil xerotolerans xerofil ozmofil
Különböző talajnedvesség-tenziók hatása a talajbaktériumok és aktinomiceták összes csíraszámára
szaporodási optimum ozmotikus nyomás (bar) 0-75 70-140 140-220 660-680
ERP 100-95 95-90 90-85 61-60
Szárazságtűrés Bacillus subtilis Bacillus anthracis Gombák
300 év 80 év 16 év
A domborzat
nagy domborzati tényezők (macrorelief)
A domborzat hatása a csapadékmennyiségre
hegységek elhelyezkedése, tengerszintfeletti magasság
kis domborzati tényezők
kitettség lejtőszög
33
2011.03.05. 19:44
Cickafark populációk a Sierra Nevada hegységben
Az ökotípus
1922-ben Turesson (svéd ) egy populáció, ha egy adott helyi környezeti termőhelyi feltételhez jobban alkalmazkodott, mint más feltételekhez, (illetve, amelyek az adott feltételekhez kevésbé alkalmazkodottak. ) Az ökotipikus mintázat termőhelyi feltételei foltszerűen, diszkontinuus módon jelentkeznek pl. vízgazdálkodási, tápanyagtartalmi eltérések, ennek megfelelően az ökotípusok is foltszerű, többé-kevésbé elhatárolható előfordulást mutatnak
Clausen, Keck és Hiesey kísérletei
Különböző tengerszint feletti magasságból vett egyedek klónjait 3, különböző magasságban lévő közös kertben nevelték.
34
