A tájökológia fogalma és tárgya •
A táj fogalmának fejlődése:
•
Humboldt (1807): a táj egy földfelszíni egység összes tulajdonságainak megjelenése,
•
Troll (1971): a táj térbeli és vizuális megjelenésének összessége,
•
Buchwald-Engelhardt (1978-80): minőségi jellemzőinek összessége,
•
Kádár L: egy földfelszíni részlet fizikális és humán egysége,
•
Bulla B: minden táj a tájalkotó tényezők (szerkezet, domborzat, éghajlat, hidrológiai hálózat, természetes növénytakaró és az ember kultúra teremtő tevékenységének) természetes együttese, szintézise. Minden táj önálló indivídum.
egy földfelszíni részegység
Mai értelmezés
•
A táj a földfelszín meghatározott részlete, amely megjelenése és müködése alapján a szomszédos területektől (tájaktól) elkülönül. Olyan funkcionális egység, aminek természetes működésébe az ember beavatkozik, ugyanakkor annak maga is része.
• • • •
Különböző tájtípusok: - természetes táj - kulturtáj - épített táj
•
A tájak nagysága eltérő, általában síksági területeken nagyobbak, mint hegy-, vagy dombvidékeken.
Az ökológia fogalmának fejlődése •
Haeckel: az ökológia az élőlények és környezetük élő- és élettelen tényezőinek kapcsolatával foglalkozó tudomány (1866). Beszélt azonban "Naturhaushaltlehre" értelemben is az ökológiáról.
•
Odum (1973): az ökológia nem más, mint a strukturájának és funkcionális működésének vizsgálata.
•
Magyar Tudományos Akadémia (1985): az ökológia az egyedfeletti szerveződési szintekkel foglalkozó szünbiológiai tudományág, feladata azoknak a szabályozott és vezérelt jelenségeknek és folyamatoknak a kutatása, amelyek a populációk tér- és időbeni mennyiségi eloszlását és viselkedését okozzák.
természet
A tájökológia fogalma •
Troll (1971) szerint a tájökológia az a tudomány, amely egy adott területre jellemző életközösségek (biocönózisok) és környezetük közti komplex ok-okozat viszonyt kutatja. A kapcsolat térbeli elterjedéseként, vagy a természeti környezet különböző nagyságrendű tagoltságaként jelenik meg.
•
Haber és Naveh (1978,1984) a tájökológia gyakorlati vonatkozásait hangsúlyozzák, s alkalmazott ökológiai területtervezésnek tartják. Szerintük a kutatásnak a természeti és antropogén folyamatok funkcionális vizsgálatát kell megadni a jelenlegi és várható területhasznosítás keretén belül.
•
Neef (1984): a tájökológia a térbeli elrendeződések sokszínűségének feltárására, az ember helyének, lehetőségeinek meghatározására hívatott tudomány.
A tájökológia feladata, alapfogalmak
• A tájökológia azt vizsgálja, hogy a különböző társadalmi tevékenységeket hová lehet elhelyezni a tájban a legkisebb kockázattal. • A tájökológia fogalmát jellemeznie kell: - térbeliségnek, - rendszerelvű és funkcionális megközelítésnek, -az élőlények (köztük az ember) és környezetük kapcsolatának.
A tájökológia feladata Leser szerint •
az ökoszisztéma anyagáramlási folyamatainak idő-és térbeli feltárása,
• az anyag és energia háztartás egyensúlyának vizsgálata, • az antropgén hatásra kialakult zavaró tényezők kutatása, • a konkrét terepi adatok általánosítsa valamilyen célból • a táji ökoszisztémák állapotának alkalmas modell kidolgozása.
jellemzésére
Alapfogalmak: •
Tóp: a geo- és biotudományok térbeli szemléletmódjával kifejezhető területi- és funkcionális egység.
•
Ökotóp: egységesnek tekinthető megjelenés, működés és funkció jellemzi, a geoszféra legkisebb részlete, amelynek biotikus és abiotikus összetevői vannak. Homogén, mert azonos a szerkezeti felépítése, hatásmechanizmusa, tájháztartása és viselkedése (Neef). Az ökotóp a területi tagolás topológikus szintje, 1:5000 vagy 1:10.000 térképpel ábrázolhatjuk. Az ökotóp topográfiai általánosítás (domborzat, klíma, biológiai adottság eredménye). Az ökotópok heterogén tájszerkezetet adnak.
Rendszer fogalmak •
Ökoszisztéma: a komplex környezet funkcionális egysége, az abiotikus és biotikus ökotóp faktorokból aggregálódott a geo-, illetve biorendszerben. Modellként egy része a geobioszférának, amely önregulációs képességgel rendelkezik, s amelynek anyag és energia rendszere dinamikus egyensúlyban van. Legkisebb egysége az ökotóp.
•
Geoökoszisztéma: a geobioszféra térbeli egysége, amely egy önregulációs hatászónát képez az abiotikus és a hozzárendelt biotikus faktorokkal, s amelyek nyílt anyag és energia rendszerként dinamikus egyensúlyban vannak. Legkisebb egysége a geotóp.
•
Bioökoszisztéma: Növény- vagy állatközösségek funkcionális egysége, amelyek a bioökotópban kölcsönhatásban vannak, s amelyekben önregulációs hatás mechanizmusok működnek. Legkisebb egysége a biotóp.
A georendszer és az ökorendszer kapcsolata
Az ökorendszer tágabb értelmezése
Topológiai egységek
Bioökológiai fogalmak •
Bioökológia: a geo-ökológia rokontudománya, amely biológiai nézőpontból foglalkozik az élő környezeti rendszerrel. Kutatási tárgya a bioökorendszer.
•
Bioökotóp: jól elhatárolható bioökológiai területegység, tópikus dimenzióban tartalmi és strukturális vonatkozásban homogén.
•
Biocönózis: a biotópban élő növény és állatfajok egymásrautaltságon alapuló életközössége, amelyet sajátos faji összetétel jellemez.
•
Biogeocönózis: az életközösség és annak élőhelye, illetve azok funkcionális egysége. Az ökorendszer térbeliségét hangsúlyozza.
A táj, mint a kutatás és tervezés tárgya • A táj társadalmi aspektusú vizsgálatára Haase német kutató hívta fel először a figyelmet. Kutatásainak tárgya a társadalom és természet kölcsönhatásának vizsgálata volt. • A kölcsönhatást elsősorban ökológiai és esztétikai szempontjából értékelte.
művészeti, attraktivitás
A táj, mint a kutatás és tervezés tárgya • Troll (1939) a tájökológiát úgy definiálta,mint „egy meghatározott tájrészlet biológiai életközössé-gei és azok környezeti feltételei közötti komplex hatás kapcsolatok tanulmányozása”. • A 40-es években a gyakorlat orientált tájökológiai kutatásokban került előtérbe a térbeli összefüggések vizsgálata, amely a tájökológiai alapon elsősorban a tájképi és pihenőhelyi funkciót értékelte.
A táj, mint a kutatás és tervezés tárgya • A tervezés fogalmát általában a konfliktusok problémájának megoldására használták. • A tájfogalom meghatározása a geográfusok egész generációját foglalkoztatta, tudományos iskolák jöttek létre, hosszú időn keresztül a szakfolyóiratokban zajlott a táj fogalmáról a vita.
A táj, mint a kutatás és tervezés tárgya • A XVIII. század végéig nem alakult ki tudományos tájfogalom. Mint fentebb említettük. az első földrajzi tájfogalmat Humboldt adta. Neef mai megfogalmazásában a táj „egy egységes struktúrájú és azonos hatás- mechanizmusú földfelszíni egység”. • Haase és Richter (1980) szerint a táj „tartalmát és lényegét tekintve egy a természeti adottságok által kijelölt, a társadalom által befolyásolt és átalakított tér földfelszíni kivágata”.
A táj, mint a kutatás és tervezés tárgya • A táj rendkívül sokrétegű, komplex jelenség. A tudomány nem látott lehetőséget korábban arra, hogy a komplikált (összetett jelenségeket) egyedi vagy meghatározott mennyiségi tapasztalatok (vizsgálatok) alapján analizálja. • A tájkutatásoknak a régebbi szakmai kapcsolatrendszerek diszciplináris fogalmából kellett kiindulni és az ember életterének és mozgásterületnek az összes társadalmi berendezéséhez integrálódni (Neef, 1983).
A táj, mint a kutatás és tervezés tárgya •
Az 50-es években kezdődtek meg a kultúrtáj kutatások, amelyek természet- tudományi, szociológiai, ökológiai-technikai fogalmakat kapcsoltak össze (Neef 1965).
•
A modern tájökológia ügyel arra, hogy tradicionális kutatások eredményeit egy interdiszciplináris tudományban egyesítse (Zonneweld,1995)
•
A tájfogalom rendszerelméleti definiciója
:
„A
táj egy georendszer, a térnek - az abban elfoglalt helyzetének, a georeliefnek és a geoszféra minden más természeti és félig természeti, illetve ember által létrehozott elemének és jelenségének - szinergetikai rendszere."
Tájváltozások a Ruhr-vidéken
Tájhasznosítás változások a Ruhrvidéken •
Területe: 4.432 km2. Lakossága: 5,3 millió
• •
4 járása, 53 települése, 11 járási jogú városa van. A lakosság összetételének változása: 1960
1990
• •
15 éven aluli 22% 65 éven felüli 9,5%
14% 15,6%
•
400. 000 külföldi vendégmunkás, ebből
•
török 49%, jugoszláv 9,8%, olasz 7,5%, görög 4,8%.
• •
Népsűrűség: 1.193 fő/km2 (ötször magasabb a német átlagnál). 1988-ban 97.000 fő elvándorolt a Ruhr-vidékről.
•
Megváltozott a foglalkoztatási összetétel: az alkalmazotti réteg : 1970-től 19%-ról 50,3%-ra nőtt.
Tájhasznosítás változások a Ruhrvidéken •
A foglalkoztatottak száma:
•
1961 2.982.937
• • • • • • • • • • • • • •
Évente 14.000 munkahely szünt meg, a munkanélküliség 11,5%. A bányászatban a munkaerő 19,4%-a dolgozik. A környezetvédelemben 27.000 ember dolgozik (290 vállalatnál) Környezetvédelmi adatok: 1.400 meddőhányót erdősítettek 200 ha vasuti töltést füvesítettek 2000 ha vizes területet rendeztek 30 millió fát és bokrot ültettek be 40 ha hulladék deponálót telepítettek. 14 víztározó építettek a Ruhr felső folyásán 53 vízkinyerő berendezést szereltek fel 144 víztisztító művetállítottak üzembe évi 22 millió tonna hulladékot kezelnek a kéndioxid és nitrogénoxid kibocsátást csökkentették.
1987 2.056.500
A Rajnai barnaszén kialakulása •
• • •
15-20 millió évvel ezelőtt keletkezett. 25 millió évvel ezelőtt kezdett erősen süllyedni a Rajnai Palahegység és a Rajna öblözete. Szubtrópusi klíma alatt, és az ezzel együttjáró vegetáció lesüllyedése a tektonikus zónában hozta létre a nagykiterjedésű tőzeges, mocsaras területet, ahol megindult a szenesedés. A 20 millió évvel ezelőtt megkezdődött folyamat 6 millió évig zajlott. Sok millió év alatt alakult ki ezekből a különböző vastagságú barnaszén telep. Mintegy 100 m vastagságban települt ez a barnaszén, váltakozva homokos és agyagos rétegekkel. A rajnai barnaszén előfordulás 3 fő területre osztható: 1. A Villerücke-i telep az Ős-Rajna mentén, amely a földtörténet során áttelepült. A letermelhető réteg sekély, 0,3 m3/tonna. A 19 század közepén volt nyereséges. 2. Jühlich és Eschweiler közötti telep nyugaton. Itt a telepvastagság 300m, a meddő aránya a szénhez 3:1. Ebben a telepben folyik napjainkban a legintenzívebb termelés. 3. A harmadik terület Erft és Rurh között Hambach, a ma szintén intenzív kitermelési terület. Ez a telep süllyedt a legmélyebbre, több 100 m meddő letermelésre van szükség. Itt a meddő és a szén aránya 6:1-hez.
Az Alsó-Rajnai barnaszén terület geológiai szelvénye
A Rajnai barnaszén hasznosítása •
A barnaszén 55% víztartalommal kerül ki, amit 15%-ra le kell csökkenteni. A
•
Barnaszénbrikett előállítás is van itt, amelynek igen jó a fűtőértéke ca. 19.500 KJ/kg. A háztartások, és az ipar hasznosítja. A barnaszénpor is hasznosításra kerül. Teljesen zárt rendszerben modern égető áll rendelkezésre. Elsősorban a cement és mészipar használja, de kazánfűtésre is alkalmas, fűtőértéke kicsi. Új termék a 4 mm átmérőjű szemcsékből álló finom barnaszén, amely égetéskor nem bocsát ki légszennyező anyagokat. Igen jó minőségű barnaszénkoksz előállítás is van. Ezeket az elektrokémiai ipar és a kohászat használja.
•
Napjainkban Németország áramtermelésének 30%-a barnaszénből származik. Észak-Rajna Westfália áramának 40%-a származik barnaszénből, amely a Kölntől nyugatra külszíni fejtéssel kerül a hőerőművekbe . A Rajnai Barnaszén AG évenként 120 millió tonna barnaszenet termel. Ennek 85%-a külszíni bányából jut az energia központokba. A barnaszén jó minőségű, így kedvező áron termelhető az elektromos áram.
•
A rajnai területen az emberek többsége barnaszénből él, mintegy 40.000 embernek biztosít munkahelyet a bányászat, s az erőművek több mint egy évtizede. Egyedül a Rajnai Barnaszén AG-nak 15.000 munkása van.
bánya erőművében szárítják, termelnek, a hatásfok 80%-os.
és
gőzturbinák
segítségével
áramot
Az Alsó-Rajna vidéki felszíni kőszén kitermelés
A tájökológiai rendszerek felépítése • A tájak működésének feltárásához ismerni kell a tájak szerkezetét, belső összefüggéseit, mert csak ennek ismeretében lehetséges a tájhasznosítás optimalizálása. • A táj szerkezetét a tájak komponensei között térben és időben érvényesülő külső és belső kapcsolatok rendszere adja, amely anyag- és energia formájában valósul meg. • A térszerkezet megismerése mellett fontos az anyagés energiaáramlás meghatározása, mivel ez utóbbi adja a tájökológiai rendszer funkcionális szerkezetét. A térbeli- és funkcionális szerkezet feltételezi egymást.
A tájökológiai rendszerek felépítése • A kutatók többségének véleménye szerint (Troll, Leser, Schreiber, Zonneveld) a tájökológia az ökoszisztémák kutatásával foglalkozik. • Odum(1973):a táji ökorendszer az élet-telen és élőközösség közötti funkcionális kapcsolat megjelenési formája. Jellemzői: az anyag és energia áramlás, a táplálék-lánc, a diverzitás, a biokémiai tápanyag-ciklus, a fejlődés. • Ellenberg (1973): az ökoszisztéma képességét hangsúlyozza.
önszervező
• Stoddart(1970): szerinte az ökosziszté-ma térsemleges. Ez azért nem igaz, mert a tájökológia éppen a térbeliséget hangsúlyozza a kapcsolatrendszerrel.
A tájökológiai rendszerek felépítése • Luder(1980): A táji ökoszisztéma egy magasabb komplexitású rendszer, amelyben a szukessziós törvény-szerűségek az antropogén hatások miatt regresszívek is lehetnek. • Tomásek(1979):ökoszisztéma élőlényekből, technikai rendszerekből és élettelen alkotórészekből álló rendszer, amelynek elemeit egymással és környezetükkel az anyag- és energiacsere köti össze. Ez tájökológiai meghatározás. • Ökoszisztéma típusok: - természetes ökoszisztéma - természetközeli „ - természetestől távoli „
Az ökorendszerek tér- és időbeli változása
A Kolon-tó tájváltozásai • A védett terület a Duna-Tisza közén, 2962 ha-on terül el, melyből a Kolon-tó tényleges felülete 800 ha. A tó megközelítőleg észak-déli irányban 94-95 m tengerszint feletti magasságban húzódik. Átlagos vízálláskor kb. 5,5 km hosszú, 1,5-2,5 km széles. • A tó felületét a nádas mellett nyílt vizek, zsombékosok, fűzlápok teszik változatossá. A legjelentősebb nyílt vízfelület a kb. 6,4 ha kiterjedésű mesterségesen létrehozott „Kotrás”. • A védett területen kívül eső határos, kb. 6000 ha is nagy változatosságot mutat, láprétek, láperdők és homokbuckás területek váltakoznak itt, közöttük a láprétek, illetve láperdők ún. ex lége védettséget élveznek.
A Kolon-tó tájváltozásai • 18. század második fele: • Az I. katonai felmérés idején (1783-84) készült szelvények (méretarány 1: 28. 800) viszonylag részlet gazdagok. A települések, a vizenyős, mocsaras területek, az erdőfoltok, a szántók, a szőlő- és gyümölcsfa ültetvények, a legelő, ill. gyepterületek vannak feltüntetve. • A tófelületet összefüggő mocsárként ábrázolták. A Kolon-tó területe az első katonai térképeken többnyire a ma időszakosan vízjárta területeket fedte le.
A Kolon-tó tájváltozásai
• Ebben az időben legnagyobb hányadban a gyepterületek fordultak elő. Nedvesebb és szárazabb rétek, illetve a sík területi és a buckásabb területek gyepjei különíthetők el. A Kolon-tótól nyugatra homokbuckákon nyílt vagy zárt homoki gyepek találhatók. • Található néhány összefüggő erdőfolt is a területen a Kolon-tótól délkeletre. Ezek kőrises égerláp-erdők. A foltok alakja alapján telepített erdők lehetnek.
A Kolon-tó tájváltozásai A 19. század második fele: • Az 1883-84-ben készült katonai felmérés modernebb térképezési technikákkal készült 1: 25.000-es méretarányban. • A mocsaras, vizenyős területek aránya csökkent. A tó alakja megváltozott száz év leforgása alatt. Alapvető különbség az, hogy a homokbuckás rész sokkal jobban benyúlik a tóba, mint azt a száz évvel korábban. A tó kelet-nyugati kiterjedése kisebb lett. A tó északnyugati és északkeleti részén egy-egy területrész szárazabbá vált. A vízfelület csökkenésének eredményeképpen a tó déli vége „nyíl” alakot vett fel.
A Kolon-tó tájváltozásai • A 18. század végi gyepek mennyisége lecsökkent, szántók, szőlők, gyümölcsösök, esetenként az erdők is nagy területet hódítottak el a gyepektől. A rideg szürkemarhatartás felszámolásával a homokbuckások spontán erdősödni kezdtek. • A Kolon-tótól nyugatra a homokbuckákon korábban homokpuszta gyepek virultak itt, most többnyire erdők találhatók helyükön. Az erdők itt cserjékkel, bokrokkal váltakoznak, s a záródás 20-30 % fölötti. • A közlekedési hálózat bővült.
A Kolon-tó tájváltozásai • A 20. század első fele: • Felerősödött az emberi beavatkozás a vízrendezéssel. Megépült a Dunavölgyi főcsatorna, több vízzel borított terület között a Kolon-tavat is lecsapolták.A Kolon - tóból elvezették a vizet a Dunavölgyi főcsatornába. Az 1883-ban még nagy nyílt vízfelület fokozatosan csökkent • A lecsapolás után a tó keleti partján szikes tócsák jelentek meg, a rétek és legelők is szikesedni kezdtek. Előtérbe került a tómeder mezőgazdasági hasznosításának gondolata. A Szegedi Talajtani Kísérleti Állomás és a Növénytermesztési Kísérleti Állomás 193539-ben megállapította, hogy akkori állapotában a terület csak rét- és legelőgazdálkodásra volt alkalmas. 1939-ben pedig megépült a vizsgált terület északi határát kijelölő 52-es út, mely Kecskemétet Dunaföldvárral köti össze.
A Kolon-tó tájváltozásai A 20. század második fele: • A második világháború, és az azt követő években nem gondozták a lecsapoló csatornákat, ezért 1953-55 körül a Kolon-tó újra elmocsarasodott, ismét sás és nád borította be az évről évre regenerálódó tavat. • 1952-1959 között a tó északi részén tőzegkitermelés folyt, nyomai jól láthatók az 1975-ös, de még a 2000-es légifényképeken is.1955-ben megépült a Kulléri-zsilip a vízszint szabályozására. • 1975. január 1-én megalakult a Kiskunsági Nemzeti Park, és a Kolon-tó az azt környező láprétekkel, láperdőkkel együtt annak részévé vált. Ettől az időszaktól kezdve az elsődleges szempont a természeti értékek megóvása lett a területen.
A Kolon-tó tájváltozásai A 2000-es állapot • A 20. Század második felére tájváltozásokat a 2000-es tavaszi légifelvételek, s a terepi kontroll mellett a területet lefedő 1998-as SPOT műholdfelvétel segítségével értékeltük a változást. •
Meglepően sok helyen jelentkezett elvizesedés. A 19. század végi vizenyős részek helyén kisebb mocsaras foltok jelentkeznek a tótól délre, a láperdős zónában. Ex lege védettséget élvező terület itt a Káposztás-turjános, amely a legnagyobb, és a legértékesebb is.
•
1989 - 1990 között mesterségesen kialakítottak egy nyílt vízfelületet a tóban, melynek területe megközelítőleg 6 ha, mélysége A másik nagy változás, a telepített fenyvesek nagy mértékű előretörése a gyepek rovására.
• •
A szőlő területek megfogyatkoztak. Selyem-kóró-erdő alakult ki a szőlőtelepítések felhagyása következtében. A gyümölcsösök mennyisége már 1975-ben sem volt túl nagy, de 2000-re, még inkább lecsökkent területük.
A tájökológiai rendszer tulajdonságai - Az alkotórészek önmagukban is rendszert alkotnak, az elemek közötti kapcsolat erősebb, mint a rendszeren kívüli, az elemek rendező elvek alapján kapcsolódnak össze, -
az elemek között alá-és fölérendeltségi viszony van,
összegező tulajdonságok nem vezethetők le az alkotó-elemek tulajdonságaiból,
A tájökológiai rendszer tulajdonságai - az alkotó elemek kapcsolódási módja a rendszer szerkezete, - a rendszer határai kimenet(output) helye, -
a
bemenet
(input)
és
a változó rendszer pillanat-nyi helyzete az állapot,
- szabályozók áramlását,
befolyásolják
az
anyag-és
energia
a rendszer működését erő-sítő és gyengítő visszacsatolások jellemzik.
A tájalkotó elemek vizsgálata A tájalkotó elemek vizsgálatát Haase (1978) szorgalmazta, a táji rendszert 3 alrendszerre osztotta: - ökológiai alrendszer - geofizikai " - technogén „ Az alrendszerek egymásközti kapcsolatát a geoszinergetikus (egymás hatásait átszövő) jelleg uralja, ezért a tájökológiát geoszinergetikai tájkutatásnak nevezi. Meg kell ismerni a kapcsolatok mennyiségi jellemzőit, s így megállapíthatjuk a táji rendszer teljesítőképességét, terhelhetőségét.
A tájalkotó elemek vizsgálata • Szocsava (1974) a georendszert állapotváltozások kombinációjaként értelmezte, a tájháztartás vizsgálatát tartja fontosnak. • A rendszerszervező elem a "kritikus geokomplex" ami a domináns rendszerelem. • Arnold (1969) szerint a tájak önálló georendszereketalkotnak:táj=geokomp-lex=geoszisztéma=geoökoszisztéma. • Preobrazsenszkij (1984): az ökológiai rendszerkutatás monocentrikus, a georendszerek kutatása policentrikus.
A tájökológiai rendszer működése • A vertikális kapcsolatok tópikus szinten fejlődnek ki. Ennek a kapcsolatrendszernek alapos feltárására van szükség. Bármely tényező megváltoztatása a többi tényező megváltozását eredményezi. • A horizontális kapcsolatok értékelése is elengedhetetlen, mivel egyetlen tájökológiai rendszer sem értelmezhető a szomszédos rendszerektől függetlenül. Paragenetikusnak rendszernek nevezzük azokat a rendszereket, amelyek keletkezése és fejlődése szoros kapcsolatban áll egymással. Ezek többségükben a szomszédos tájak. • A területi tervezés, az optimáls tájhasznosítás csak a környező területek sajátosságainak figyelembevételével történhet.
A tájökológia, bioökológia, geoökológia és az ökológiai tervezés kapcsolata
A tájökológiai rendszerek kutatásának módszerei • Több tudományág módszerét használja, a használatos módszerek az alábbiak: • Elsőgenerációs módszerek: - kartográfiai, - történeti, - összehasonlító • Második generációs módszerek: - geofizikai - geokémiai • Harmadik generációs módszerek - matematikai - távvérzékelési • Komplex termőhely analízis: a fő komponensek (domborzat, klíma, víz, talaj,élővilág) funkcionális kapcsolatainak vizsgálata.(Mosimann, Leser)
Tájökológiai alrendszerek •
A tájökológiai rendszerek kutatása a tájalkotó komponensek és a köztük lévő kölcsönhatások vizsgálatát jelenti. A tájalkotó elemek a kőzet, domborzat, légkör, talaj, víz, a növényzet, állatvilág és az ember. Az egyes faktorok hatása a rendszer többi komponensére különböző. (Szolncev elv).
• • •
A tájalkotó komponensek vizsgálata történhet: önálló rendszerként (pl. domborzat) mint a magasabb funkcionális egységet alrendszere
• •
Tájökológiai alrendszerek: 1. Kőzetszféra
• • • • • •
2. Domborzat 3. Klíma 4. Vízrendszer 5. Talajszféra 6. Növény és állatvilág 7. Emberi társadalom
•
Tájökológiai szempontból a funkcionális hatás akkor válik fontossá, ha az alrendszer hatása egyszerre több alrendszer működését befolyásolja.
képező
rendszer
Kőzetszféra tájökológiai funkciói • a talajok kialakításában jelentős (litomorf talajok, tápanyag ellátottság), • a bányászat révén hat a tájváltozásra (felhagyott bányák, meddőhányók, rekultiváció), • hulladéktárolás (impermeábilis és permeábilis kőzetek), • földrengés veszélyesség (atomerőművek, vasutak, felhőkarcolók tervezésénél fontos), • hidrológiai sajátosságok (toxikus hulladékok elhelyezésének problémái).
és
radioaktív
Domborzat tájökológiai funkciói: • A domborzat a táji adottságok meghatározó rendszere, térbeli rendező erőként hat a többi komponensre. • Funkciói: • meghatározó jelentőségű a klíma típus kialakulása szempontjából (hőmérséklet, csapadék, mikroklíma, lefolyás, beszivárgás, felszínalatti vizek) • lejtőviszonyok jelentős szerepet játszanak az eróziós és akkumulációs viszonyok kialakulásában (lejtőszög, lejtőhossz, kitettség) • élőlények létfeltételeinek kialakulására van hatással (pl. síksági, hegyvidéki életközösségek) • tájhasznosításra van hatással (erdő, mezőgazdasági hasznosítás, rekreációs hasznosítás, tájszépség, tájesztétika)
A domborzat szerepe az erózióban és a tájhasznosításban
Klíma tájökológiai funkciói: Több tájkomponens megváltoztatásával hat a tájfejlődésre, ebből a szempontból a többinél magasabb rendű tájkomponens. Funkciói: • meghatározza a morfológiát, s annak megfelelően alapvető létfeltételeket biztosít, • meghatározza a mezőgazdasági hasznosítás típusát • döntőszerepe van a tájak anyag-és energiaháztartásában • adatokkal jól jellemezhető a táj a klímamérések birtokában, ezért a tervezésnél fontos • a mikroklíma tovább tagolja a tájat, az állományklíma, városklíma vizsgálatok speciális klímafolyamatokat tükröznek, s meghatározóak a hasznosítás szempontjából
Vízrendszer tájökológiai funkciói Részt vesz a tájak felépítésében, a Föld felszínén különböző halmazállapotban mindenütt jelen van. Állandó körforgásban van, az anyag és energiaszállítás közege, vízháztartási egyenleg írható le a tájban. Funkciói: - aprózódás (pl. fagy okozta) folyamataiban szerepet játszik, - anyagszállítás közege (hordalékszállítás, lerakás), - felszín formálás (völgyképződés, kanyarulat átvágás, arealis és lineáris) tényezője, - kémiai mállás (korrózió, karsztosodás, bauxitképződés, talajosodás) feltétele, - biológiai folyamatok közvetítője (élőanyag alkotóeleme, élettér, tápanyag közvetítő)
Talaj tájökológiai funkciói A tájalkotó komponensek kölcsönhatásában jön létre fontos szerepet játszik a tájökológiai rendszerek kialakulásában, a külső hatások kiegyenlítésében. Funkciói: • biológiailag aktív közeg (ez az aktivitás a környezeti hatásokra változik), • puffer képessége jelentős (a talaj eredeti tulajdonságai biztosítják a puffer képességet, ha megváltozik, változik a tájfejlődés iránya, pl. savanyodás), • filter képessége ugyancsak fontos (túlzott terhelése csökkenti a szűrőképességet), • a tájháztartást térben differenciálja (különböző tápanyag-ellátottság), • humusztartalma különböző hasznosítást tesz lehetővé (pl.csernozjomok vagy savanyú erdőtalajok).
Élővilág tájökológiai funkciói: Az élővilág elrendeződését a domborzat és a klíma befolyásolja, ezért az abiotikus tényezőkkel szemben alárendelt. Funkciói: • tevékenységével visszahat a tájra (erózió csökkentés, fényviszonyok megváltoztatása), • az emberi tevékenységgel szemben kicsi a védekező képessége, s ez tájökológiai szempontból figyelembe veendő, • a terület potenciális természetes vegetációja tükrözi a geoökológiai adottságokat, ami a tájhasznosítás számára fontos, • a termőhely produktivitása a biomassza produkcióval adható meg (ez a megkötött energiamennyiséget adja), ami szintén a hasznosításban fontos.
Emberi társadalom tájökológiai funkciója A
különböző alrendszerek működését különböző erősséggel befolyásolja, meg-határozó lehet a működés szem-pontjából.
Funkciói: • a kőzet, a domborzat és a klíma kevésbé befolyásolható (vannak példák azonban az erős befolyásolásra is pl. gátépítés, globális felmelegedés), • a víz, talaj, növény- és állatvilág jobban változtatható az emberi tevékenység hatására (települések- felszín minősége megváltozása, klíma változás, zaj és légszennyeződés stb.).
A tájökológiai alrendszerek stabilitása • A tájalkotó elemek nem egyformán stabilak: - Kőzet - relatíve állandó, kis mértekben változik (kőbányászat) - Domborzat - jelentősebb változás (gátak, meddőhányók) - Klíma - globális felmelegedés igen gyors változás, de a városklíma változása még gyorsabb Vízrajzi tényezők folyószabályozás, lecsapolás, öntözés stb.- hatására változnak - Talaj - művelés, öntözés, beépítés során gyorsan és radikálisan változik - Élővilág - legfeltűnőbb változások (szukcesszió változása). Potenciális és reális növényzet eltér.
A tájökológiai alrendszerek stabilitása Természetközeli vagy félig természetes ökoszisz-témák és agroökoszisztémák vannak. • A szárazföldek 10%-át települések, utak beépített felszínek képezik, • 11%-át szántók, gyümölcsösök foglalják el, • 19%-át erdők borítják (fele bolygatott) • Az ökológiai stabilitás: az ökoszisztéma látszólagos változatlansága, a zavaró hatásokkal szembeni ellenállása, dinamikus egyensúlya. • Általános felfogás, hogy csak annál stabilabb az ökoszisztéma, minél több faj alkotja (biodiverzitás nagy). Van ellenpélda is pl. a nádas. A trofikus diverzitás lehet a kulcskérdés (tápláléklánc).
Az ökorendszerek egyensúlya • A táji ökoszisztémák külső egyensúlya fontos kérdés. • Az ökoszisztéma a külső hatásokra kétféleképpen válaszol: - rezintenciával (ellenállás), - fllexibilitással (rugalmas ellenállás) • Biológiában: – k- stratégia (erősen konkurrenciatűrő) - r- stratégia (gyorsan változó). • Haber 3 tájökológiai diverzitás típust különít el: - alfa div.= faji változatosság - béta div. = belső strukturális változatosság - gamma " = a tájalkotók térbeli egységeinek, mozaikjának területi változatossága. • A tájökológia a két utóbbit vizsgálja elsősorban
A tájökológiai rendszerek felépítése, szerkezete • A tájak működésének feltárásához ismerni kell a tájak szerkezetét, belső összefüggéseit, mert csak ennek ismeretében lehetséges a tájhasznosítás optimalizálása. • A táj szerkezete: a tájak komponensei között térben és időben érvényesülő külső és belső kapcsolatok rendszere, amely anyag- és energia áramlás formájában valósul meg. • A térszerkezet megismerése mellett tehát fontos az anyag- és energiaáramlás meghatározása, mivel ez utóbbi adja a tájökológiai rendszer funkcionális szerkezetét. A térbeli- és funkcionális szerkezet feltételezi egymást. • A tájökológiai rendszer működése horizontális és vertikális kapcsolatokban megy végbe. A vertikális kapcsolatok tópikus szinten fejlődnek ki. Bármely tényező megváltoztatása a többi tényező megváltoztatását eredményezi.
A tájökológiai rendszerek felépítése, szerkezete • A horizontális kapcsolatok értékelése is elengedhetetlen, mivel egyetlen tájökológiai rendszer sem értelmezhető a szomszédos rendszerektől függetlenül. • Paragenetikusnak rendszernek nevez-zük azokat a rendszereket, amelyek keletkezése és fejlődése szoros kapcsolatban áll egymással. Ezek többségükben a szomszédos tájak. • A területi tervezés, az optimális tájhasznosítás csak a környező területek sajátosságainak figyelembe vételével történhet.
A tájökológiai rendszerek kutatásának módszerei • A tájökológia interdiszciplináris tudomány, ezért több tudományág módszerét használja. A használatos módszereket az alábbiak szerint csoportosítjuk: • Elsőgenerációs módszerek: – kartográfiai – történeti – összehasonlító • Második generációs módszerek: – geofizikai – geokémiai – biológiai • Harmadik generációs módszerek: – matematikai – távérzékelési
A táji ökorendszer A rendszer tulajdonságai: - az alkotórészek önmagukban is rendszert alkotnak, - az elemek közötti kapcsolat erősebb, mint a rendszeren kívüli, - az elemek rendező elvek alapján kapcsolódnak össze, - az elemek között alá-és fölérendeltségi viszony van, - összegező tulajdonságok nem vezethetők le az alkotóelemek tulajdonságaiból, - az alkotó elemek kapcsolódási módja a rendszer szerkezete, - a rendszer határai a bemenet (input) és kimenet (output) helye, - a változó rendszer pillanatnyi helyzete az állapot, - szabályozók befolyásolják az anyag-és energia áramlását, - a rendszer működését erősítő és gyengítő visszacsatolások jellemzik.
A táji ökorendszer Széky P.szerint: • "a rendszer alkotóelemek szervezett együttese, amelyek egymással dinamikus kölcsön-hatásban állva, az elemekre külön-külön nem jellemző, új integráns tulajdonságokat és ehhez tartozó struktúrát hoznak létre". Kerényi A. szerint (1995): • A georendszerek a környezeti rendszerek csoportjába tartoznak legfontosabb tulajdonságuk, hogy szerkezetük fennmaradása, amely szüntelen anyag-és energia áramlás eredménye.
A táj szerkezeti elemei • A táj térben és időben változik, sokszínű, szerkezeti elemei jól felismerhetők. A szerkezeti elemek fragmentálttá teszik a tájat, tulajdonképpen felszabdalják az ökoszisztémát. • Általában tájfoltokat, ökotonokat, ökológiai folyosókat, gátakat és matrixot különítünk el a tájban, ezek együttesen alkotják a táj mintázatát.
Tájökológiai foltok • A tájökológiai foltok háromdimenziós rendszerek, mindenütt jelen vannak a tájban és időben változnak. • A tájökológiai foltok eltérő alakú, nagyságú, nem lineáris elemek. • Természetes körülmények között a növénytársulások, állatok populációi alkotnak foltokat, de az ember is sokféle mesterséges foltot alakít ki. • Osztályozásuk fontosságát csak az utóbbi időben kezdték felismerni a kutatók (Forman, 1995). A tájfoltokat alakjuk és állapotuk alapján különböz-tetjük meg.
Tájökológiai foltok • Alak szerint lehet: • Nagy folt (pl. természetes vegetációjú környezetben pl. szőlő területek), • Kis folt (pl. lápfoltok fenyőerdőkben), • Dendrites folt (pl. folyóvölgyet kísérő erdők), • Egyenes vonallal határolt folt (pl. sövénykerítés a legelőterületeken), • Táblaszerű folt (pl. a mezőgazdasági táblák az Alföldön), • Ujjszerű folt (pl. mélyföldek a hegyvidéki területek előterében).
Tájökológiai foltok • Állapot szerint lehet: • Zavart folt: amelyben megbomlott a természetes tájháztartás egyensúlya (pl. mezőgazdasági terület), • Maradvány folt, amelyben az eredeti társulások, vagy hasznosítási típus megmaradt (pl. az alföldi gyertyános tölgyesek foltjai), • Regenerálódott folt, amely rehabilitáció után természetközeli hasznosítású (pl. löszpuszta gyepek a Nemzeti Parkokban), • Környezeti potenciál folt, amely megőrizte eredeti állapotát (pl. hegyvidéki lombos erdők, állóvízi környezetek), • Mesterséges foltok, amit az emberi tevékenység hozott létre (pl. települések).
A tájökológiai foltok vizsgálata • A tájökológiai foltok (patch) vizsgálata energia- és anyagfogalom vizsgálat is, de ugyanakkor a mintázat (landscape pattern) vizsgálata is és a táj stabilitásának és terhelhetőségének vizsgálata is. • A foltok és folt mozaikok területi kiterjedése a táj stabilitással mutat kapcsolatot. Minél nagyobb a folt, annál stabilabb (pl. egy tölgy - kőris - szíl erdő 40-50 hektár nagyságban stabil). • A különböző tájak érintkezési felületének hossza is hatással van azok stabilitására, annál stabilabb az ökológiai egység, minél rövidebb a szomszédos területtel a közös határa.
Tájökológiai foltok a Kataréti patak vízgyűjtőjén (Mátra előtere)
Tájökológiai foltok karsztos területen
Ökotonok • Az ökoton kompenzáló (kiegyenlítő) zóna, kiegyenlíti a humán aktivitás elkerülhetetlen outputjait, biztosítja az anyag és energia áramlását, •
akkumulálja az anyagot és energiát, elsősorban azt az energia fajtát, amely energiát az ember vitt be a tájba,
• ártalmatlanná tesz mindent ami a kultúr területekről származik, pl. a szennyezett víz, levegő, vagy szilárd hulladék, • helyreállítja, regenerálja az erőforrásokat, • menedék a természetes populációk számára, konzerválja a gén készletet, • biztosítja az elterjedési területet a bióta számára (beleértve az embert), • az ember rekreációs területe, • puffer, filter és barrier terület,
Az ökotonok jellemzői • Az ökoton vagy átmeneti szegélyzónák területének szélessége néhány 10 m a szántóföldeken csak 1-2 m. • Vizsgálatuk napjainkban nagyon gyakori. Kérdés, hogy milyen széles sávot érdemes vizsgálni? • Különböző ökotonok vannak, ilyen pl. a természetes, városi stb.ökoton. • A tájmintázat vizsgálatok segítségével tájökológiai diverzitás indexeket lehet megállapítani.
Tájökológiai folyosók • A tájökológiai folyosók lineáris elemek (erdősáv, galéria erdősáv) • Tájökológiai folyosók kapcsolatrendszerének működését. •
biztosítják a táj meg-teremtésével,
belső annak
Gyűjtő fogalom, valamely tájtulajdonságot hangsúlyozza (habitat network, wild life corridor stb) "environmental corridor" is használatos, de a "greenbelt" a leggyakoribb.
• A folyosók egyidejűleg gátak is. • Az tájökológiai ökológiai folyosó biztonsági kapcsolat - növeli a rendszer stabilitását. • Az elszigetelt foltok folyosókon keresz-tül kerülnek kapcsolatba.
Tájökológiai gátak • A tájökológiai gátak vagy barrierek a folyosókhoz hasonlóan lineáris (vonalszerű) elemek. Az azonos hasznosítású tájfoltokat, élőhelyeket választanak el egymástól (pl. erdő területeken áthaladó úthálózat). Ezek gyakran fontos élőhelyeket választanak el egymástól (pl. béka átjárók) • A tájökológiai gátak többségükben antropogén elemek a tájban.
Mátrix
• A mátrix az alap ökoszisztéma, vagy tájhasznosítási típus a táj mozaikban. • A tájdinamika szempontjából a háttér funkciót tölti be. • Két erdőfolt körül pl. a mezőgazdaságilag hasznosított terület képezi a mátrixot.
Foltok és folt mozaikok Az ökológia és a management számára a természetes és az ember által kialakított foltok a fontosak. Ilyenek a bokrok a füves pusztákon, az erdő folt a fátlan területeken. Néhány folt ezek közül szigetszerűen helyezkedik el a környező, folytonos tájban. A természetes mechanizmusok által létrehozott magukba foglalják a biotikus és abiotikus tényezőket.
foltok
A folyó a hordalékát felhalmozásával hoz létre akkumulációs foltokat. A geológiai felépítés is foltokban mutatkozik, pl. a bázikus kőzeteken bázikus talajokat, a savanyú kőzeteken savanyú talajokat találunk foltszerűen. Kialakíthatunk mezőgazdasági területből erdőfoltot és fordítva is.
Az élőhelyek feldarabolódása • Az ökológusok egybehangzó véleménye szerint ma a Föld élőközösséget fenyegető legveszélyesebb hatás az élőhelyek feldarabolódása. • A populációk létét, működését alapvetően megkérdőjelezi, ha a rendelkezésére álló tér annyira összeszűkül, hogy az egyedek viselkedésében, táplálkozási zavar áll be. Az összezsugorodó élettérben csökken az egyedszám, s ha a szaporodási közösség nem ér el egy bizonyos számot, az törvényszerűen genetikai erózióhoz, az élőközösség végzetes leromlásához vezet.
Az élőhelyek feldarabolódása • Minden növény és állatfajnak más kiterjedésű fizikai élettérre van szüksége, és az élőközösségek, társulások szintén eltérő nagyságú térrészlet-igénnyel jellemezhetők • Ma még nem rendelkezünk kellő ismerettel ahhoz, hogy megmond-hatnánk, mekkora a minimális térigénye egy gyöngyvirágos tölgyesnek, vagy egy alhavasi gyepnek. Az azonban nehezen cáfolható, hogy elsősorban a tartós beépítések és a vonalas infrastruktúra gyarapodásával mindenütt jellemző az élőhelyek feldarabolódása.
Az élőhelyek feldarabolódása • A folyamatos, és egyre fokozódó taposás, bolygatás, szennyezés, zajhatás miatt egyre kisebb területekre szorulnak a természetes, vagy természetközeli élőhelyek. • A turistaösvények élőhely-feldaraboló hatása meg sem közelíti azt, amit a forgalmas utak, főképpen az autópályák kiváltanak. Az autóutak építésének komoly ökológiai következményei annyira nyilvánvalóak, hogy ezek a beruházások már sok országban elérték a társadalmi ingerküszöböt, és a közvélemény erős nyomása nehezedik a döntéshozókra, hogy keressék a leginkább környezetkímélő vonalvezetés lehetőségét. • Az autóutak alatt és fölött kiépített átjárók ma már magától értetődően részei az építkezéseknek, bár ezeknek a kármentő létesítményeknek az ökológiai hatékonyságáról megoszlanak a vélemények
Az élőhelyek feldarabolódása • A táji mozaikossága vagy egyveretűsége függ a tájalkotó elemek - domborzat, vízrajz, talaj - változatosságától, s e tekintetben beszélhetünk természetes táji sokszínűségről, vagy viszonylagos homogenitásról. • A Kelet-európai síkág pl. nyilvánvalóan kevésbé változatos élőhely, mint pl. a Balkán-félsziget. Egy skóciai erdei ökoszisztéma fajösszetétele is lényegesen elmarad egy közép-európai erdő faji gazdagságától. • A trópusi erdők, hegyvidékek, tengerek magas faji diverzitását pedig mára nem szakmai közvélemény is ismeri. Ehhez a domborzati-éghajlati-vizellátottsagbeli sokféleséghez azonban évszázadok, évezredek alatt sikeresen alkalmazkodott az élővilág. Bizonyos típusú élőhelyek természetes zsugorodása globális változásokra, pl. kontinensek mozgására, éghajlatváltozásokra, evolúciós irányváltásra, természeti katasztrófákra vezethető vissza.
Az élőhelyek feldarabolódása • A gyakorlati célú tájelemzésnek, tájtervezésnek azonban gyakrabban kell foglalkozni az emberi tevékenység kiváltotta élőhely-feldarabolódással, a beépítések, valamint a vonalas műszaki létesítmények tájtagoló hatásával. • A geográfia a tér tudománya, s ennek a térnek a tulajdonságait mindig igyekezett mérésekkel is jellemezni. A mérések szerepe az utóbbi évtizedekben a földrajzi kutatásokban is egyértelműen nőtt, a jelenségeket pusztán leíró tanulmányok száma határozottan visszaszorult. • Az élőhelyek mesterséges feldarabolódásának elemzése mérések nélkül el sem képzelhető, vagyis ebben a témában a legtermészetesebb dolog, hogy a megállapításokat nagyszámú méréssel kell alátámasztani.
Az élőhelyek feldarabolódása • Az élőhely-fragmentációs mérések nálunk még nem jelentek meg a tájökológiai munkákban, holott néhány amerikai, német, holland folyóirat legalább 20 éve rendszeresen közöl ilyen cikkeket. Az elméleti tanulmányokat leggyakrabban a Landscape Ecology, a Conservation Biology folyóirat közöl. • A gyakorlatiasabb vizsgálatok ered-ményei pedig pl. a Wildlife Society Bulletin, az Environmental Reviews, a Conservation Ecology hasábjain jelennek meg. A német szakirodalom különösen gazdag e témába vágó tanulmányokban, a Natur and Landschaft, a Veröffenlichtung Landesanstalt Naturschutz und Landschaftspflege folyóirat cikkei irnak legtöbbet a témáról.
A Kataréti patak vízgyűjtőjének foltmintázata
A foltok felaprózódása a birtokbavétel során
Mozaikok és azok hatása – A kisebb foltok a természeti környezetben léteznek, változásuk, az élőszervezetek növekedése és átalakulása révén diverzitást hoz létre. A biológiai diverzitás felelős a környezet heterogenitásáért. A foltokat az ott élő fajok alakítják ki, a folt tulajdonságaiért ezek a fajok a felelősek, néha a foltosság adja a biodiverzitást. – A foltosság másik hatása, hogy létrehozza és ellenőrzi az anyag, energia, valamint a szervezetek és információ áramlását és továbbítását. Pl. a N ciklus a víz közvetítésével, vagy a nitrogén bontó és megkötő szervezetek segítségével alakul ki. A magasabb koncentrációjú területekről az alacsonyabb koncentráció irányába történik mozgás. Ilyen például amikor a mikorrhiza szállítja a foszfort a növényhez. Az információ a környezeti szabályozók, vagy genetikai anyagok formájában átáramlanak a mozaikon.
A foltdinamika feltárása • A foltok meghatározása két lépésben történik: 1. a foltok kijelölése, 2. a változás meghatározása a foltban. • A kisebb foltmintázat vonala igazodik a szomszédos nagyobb foltok méretéhez. A gyors változások kimutathatóak a különböző területhasználat határainál. • Egyik módszer a jellemzők hasonlóságának a megállapítása egy metszet mentén a mozgó ablak technikájával. A mintavételi „ablak” mozog a metszet mentén. A határok jelzik az eltéréseket és a fokozat különbséget. •
A belső foltok és mozaikok legjobban remote sensinggel határozhatók meg. A légi fotótól a digitális tematikus térképezésig (SPOT felvételek) sokféle módszer van.
A menedzsment számára fontos folt tulajdonságok • A folt objektív valóság. Reprezentálja az aktuális tájtípust, tájhasznosítást, mint a táj részét, amit részletesen kezelni akarunk. • A foltok átjárhatók. Fragmentált világban élünk és dolgozunk. Az ember a természetes táj folytonosságát fragmentekre és antropogén hatás alatt álló foltokra szakítja. • Az antropogén foltok száma növekszik. A világ sok részén a mezőgazdasági területek, a suburbiák, ipari létesítmények, egyáltalán a foltosság növekedőben van.
A foltdinamika a természetes erőforrások kezelésében • A foltdinamika igen hasznos a természetes erőforrások kezelésében, magába foglalja a fenntartható hasznosítást, a konzerválást és visszaállítást (White, 1994). • Hasznos a gyakorlat számára, amely a megfelelő foltdinamikát javasolja a menedzsereknek és a hatóságoknak. A foltosság kulcsa a térbeliség. • A diverzitás, az adottság, a funkció, és a folt típus lényeges a menedzser számára. Minden emberi léptékű környezet a gyakorlati tervezés és kezelés tájfoltja. Ezért a foltosság alkalmas a folytonos menedzsment kialakítására.
A tájszerkezet változásai • A Föld felszínének a természetes sokszínűségét jelentős mértékben befolyásolta az ember. Jelentősen csökkent az ember megjelenését követően a bio- és geodiverzitás. •
Változások: erdőírtások és erdőtelepítések, – monokulturás termelés – haszonnövények termesztése – intenzív legeltetés – ipartelepek létrehozása – bányászat – települések kialakítása – urbanizáció
• Ezek részben homogenizáló (mg. művelés), részben változatosságot növelő folyamatok voltak. A XIX.sz.-t megelőzően volt legnagyobb a táji diverzitás.
Hemeróbia szintek
Tokaj-Hegyalja hemeróbia térképe
Tájökológiai mintázat •
Mintázat analízist először a biológusok csináltak. Először társulás felvételek készültek – majd a vízszintes és függőleges szintezettséget vizsgálták.
•
A vízszintes strúkturáltság szoros kapcsolatban van a geotényezőkkel. A növénytársulásokat bizonyos fajok előnyben részesítik, mások közömbösek. Azok a fajok, amelyek tömegesen csak 1-2 struktúrára jellemzőek, azok a karakter fajok (indikátor fajok)
•
A fajok diszpergáltsága vagy szétterülése egy tájban ugyancsak fontos. A mintázat analízis a fajok diszpergáltságát vizsgálja azt mutatja meg, hogy mekkora az a területnagyság, amelynél már a fajok csoportosulva jelennek meg. Fogalmak:
•
– hasonlóság (faji összetétel hasonlósága) – diverzitás (vízszintes-függőleges) – aszpektusok (növénytársulás időbeli struktúrája, évenként ismétlődik) – fenológia ( a növény fejlődésének a szakaszai )
Gyakori területi mintázatok • Szabályos mintázat: általában megközelítőleg egyenlő távolságokkal határolt ökoszisztéma vagy tájhasználati típus. Pl a településekben az iskola udvarok, a sövénykerítésekkel elhatárolt tájfoltok, a polygonok a poligonális tundrában, a dolinák a karsztokon stb. • Aggradációs mintázat: pl. a hódtavak tipikus aggradációs ökoszisztémák a hegyvidékek völgyeiben, tankállomások a mezőgazdasági területeken, a drumlin vidékek a periglaciális területeken, szőlőskertek a dombvidékeken.
Gyakori területi mintázatok • Lineáris mintázat: a foltok lineáris kiterjedése gyakori, ilyen pl. a folyók mentén az erdők, a partmenti települések, stb. • Párhuzamos mintázat: a pár- párhuzamos folyosók gyako-riak pl. a települések útjai, folyók az alföldeken, irtásos sávok az erdőkben stb. • Társult mintázat: amikor két vagy több ökoszisztéma alkotja a mintázatot, amelyek között érvényesül a kiegyenlítő (puffer) hatás. Pl. ilyen az északi és déli lejtő, két vegetáció típus foltja stb.
Táj és környezet • A táj és a környezet kifejezést még szakcikkekben is néha egymást helyettesítő fogalomként használják. Mindkettő térfogalom, a környezet topográfiai határa azonban többnyire nem pontosan definiálható, vagy nem is állandó, a táj viszont egy objektív térrészlet. • A különböző tájegységek elvileg hézagtalanul lefedik a szárazföldek egész felszínét. A kontinenseken minden földfelszíni pont valamely tájegységhez tartozik. A „ környezetek” ilyen formában nem értelmezhetők.
Táj és környezet • MAROSI S. (1985) megfogalmazása szerint, míg a táj állandóbb objektív valóság, ezzel szemben a környezet antropo -szemléletű változó térrészlet”. • Az emberi tevékenységhez kötődő „tópok” betagozódnak a természetes táj struktúrába, térbelileg tehát pl. fiziotópra, a pedotópra stb. tagolhatók. • A környezet állapotának tanulmányozása során nem feltétlenül fontos a táji keretek figyelembevétele, a tapasztalatok szerint azonban a társadalmi tevékenység vizsgálata egész tájegységekre terjed ki. • A táj csak a rá jellemző módon szervezett területi egység, amelynek pl. a növényzete, talajai stb. másképpen reagálnak a savas ülepedésre, a talajvíz szennyeződésre, mint a szomszédos, más adottságokkal rendelkező tájak.
Tájökológiai vizsgálat folyamata A vizsgálati terület kiválasztásának szempontjai: - jól körülhatárolható természeti egység legyen a terület, - kőzettanilag egységes legyen, - valamennyi lejtőkategória és kitettség megtalálható legyen, - fontosabb területhasznosítási típusok előforduljanak, - lehetőség szerint teljes vízgyűjtő legyen (3-10 km2). - előnyös, ha már különböző mérések voltak a területen.
A vizsgálat előkészítése A vizsgálat előkészítése: - terepbejárás, - térképek beszerzése. - alaptérképekből segédtérképek készítése, - konkrét munkaprogram összeállítása. Tájökológiai analízis - a tájháztartás fontos komponenseinek felvételezése, - szomszédos területekkel a kapcsolatok meghatározása, - geotópok és ökotópok lehatárolása, - térképi ábrázolás
Domborzat és talaj vizsgálata: Domborzat vizsgálata: - kvantitatív geomorfológiai jellemzés, - recens morfodinamika meghatározása, - kőzet meghatározása. Talaj vizsgálata: - talajszelvény készítés, - talajképző kőzet meghatározása, - genetikai típus meghatározása, - fizikai és kémiai paraméterek meghatározása, - humusztartalom meghatározása - erózió meghatározása
Vízháztartás és klíma vizsgálata Vízháztartás: - felszíni vizek, - felszínalatti vizek, - kőzetek és talaj vízáteresztése. Klíma: - mikroklíma, mezoklíma, makrok-líma, - csapadék, - hőmérséklet, - párolgás, - szél.
Vegetáció vizsgálata: - adaptációs típusok, - növekedési típus, - természetesség, - érettség, - diverzitás, - antropogén károsítás, - veszélyeztetettség, - ökotópképző érték, - természetvédelmi érték.
Tájökológiai szintézis • A begyűjtött adatokból adatbázist kell létrehozni. - először csoportosítjuk az adatokat, ebből már bizonyos összefüggések (pl. korreláció) megállapíthatók - egymáshoz rendeljük a terepi és vizsgálat adatait,
labor
- elkészítjük az első alaptérképet ( ez első lépése).
a szintézis
A korrekt értékelés nehézségei • A tájökológiai folyamatokat nagyon sok tényező befolyásolja. Pl. egy terület művelésbe vonása vagy parlagon hagyása (tőkehiány, munkaerőhiány, talajminőség, közlekedés földrajzi helyzet stb.). • A súlyozás során sok a hibalehetőség. • Adatbázis kezelési nehézségek: - egy területre vonatkozó tájtuladonságok együttes értékelése nagyon nehéz , - egyazon tulajdonság adatsorainak időbeli változását bemutatni, s a megfelelő térképet elkészíteni is, komoly szakmai felkészültséget igényel (GIS
Térképek 1. Amennyiben pl. egy talajtulajdonság területi ábrázolását végezzük el, akkor kartogramot készítünk 2. A geomorfológiai térkép információ tartalma nagy: - bemutatja a domborzatot, - a formák genetikáját - a jövőbeni felszínfejlődés irányát. - litológiai, talajtani, hidrogeográfiai és biogegráfiai jellemzőket is tartalmaz. 3. Dinamikus térképi ábrázolások: - lejtőmozgások, - növényzet változások.
Számítógép használata az adatbázis kezelésében Adatrendezés és kiértékelés: - nyers adathalmaz rendszerezése - az egyes adatokból file-kat hozunk létre, - az adatbázisból kialakul az adatbank, azaz információs rendszer (FIR), - a tájökológiai szintézisben a nagy adatszám és a folyamatok összetettsége megkívánja a számítógépes kiértékelést, - a számítógépes térképek egymásra helyezése után a térkép elemzése (overlapping) sokat segíthet a szintézisben, - szükséges a vektortechnika, rasztertechnika, területfoltos (poligram metszési) technika alkalmazása.
A tájháztartás teljesítő képességének értékelése Tájháztartás teljesítőképessége: • A teljesítőképesség a táji ökorenszer térbeli és anyagi szerkezetének, működésének és funkciójának, valamint az anyag és energia folyamatainak eredménye (Marks et. al 1989). • A képesség és teljesítmény fogalma mindig hasznosítás orientált. Nagyságrendje a táj egymást követő funkcionális teljesítményétől függ.
A tájháztartás teljesítő képességének értékelése • A kutatás leglényegesebb eleme e táji funkciók, potenciálok mérése, ill. hosszabb távon a természeti környezet működésének jobb megértése, annak méréseken alapuló modellezése, földrajzi prognózisa. • Természetesen a funkciók és a teljesítőképesség együtt a táj értékét jelentik, mindet azonban általában nem határozzuk meg.
Funkciók és teljesítő képesség • Az alábbi funkciókat határozhatjuk meg: • Domborzati- talajtani alrendszerhez kapcsolódóan: • - a talaj filter- és puffer funkciója • - felszín erózióval szembeni ellenállásának funkciója • A hidrológiai alrendszerhez kapcsolódóan: • - a talajvíz-képződési funkció • - lefolyás szabályozási funkció • Az éghajlati alrendszerhez kapcsolódva: • - levegő regenerálódási funkció • - bio- és agroklimatikus funkció
Funkciók és teljesítő képesség • A biotikus tényezőkhöz kapcsolódóan: • - ökotópképző funkció • - természetvédelmi funkció • • • • •
Komplexebb funkciók: rekreációs funkció (természetes) fejlődési funkció anyagháztartás energiaháztartás
• Potenciálok: • termőhelypotenciál • vízellátottság
A geoökológiai térképezés • A tájökológiai kutatás fontos része a geoökológiai térképezés. • A kutatás leglényegesebb eleme e táji funkciók, potenciálok mérése, ill. hosszabb távon a természeti környezet működésének jobb megértése, annak méréseken alapuló modellezése, földrajzi prognózisa.
A geoökológiai térképezés • A geoökológiai térképezés során a hangsúly nem a genetikai vagy kronológiai szempontból fontos tényezőkön van. A tájminősítő irányzat a Magyarországon is jelentős hagyományokkal rendelkező táj- és geoökológiai elemzéseket végez. • Mind a kistérszíni (1:10.000 méretarány) tájelemek foltjait, folyosóit és gátjait, valamint környezetüket is elemző tájökológiai kutatásnak, mind a kistájakig menő tájkutatásnak nemzetközileg értékes eredményei vannak. Láthatóan hiányzik azonban a mezoléptékű tájökológia. Főként a funkcionális szemléletű vizsgálatok hiányoztak vagy voltak összemérhetetlenül heterogének. A mintaterületek vonatkozásában 1:10.000, ill. 1:25.000-es méretarányban készülő térképek jelentős feladatok adhatnak a következő évek természetföldrajzi kutatásainak.
A geoökológiai térképezés • A rendkívül összetett táji (természeti környezeti) rendszerben tekintettel a potenciális használhatóságra az alábbi funkciókat és potenciálokat elemezhetjük: • Domborzati- talajtani alrendszer-hez kapcsolódóan: - a talaj filter- és pufferfunkciója - felszín erózióval szembeni ellenállásának funkciója • A hidrológiai alrendszerhez kapcsolódóan: - a talajvíz-képződési funkció - lefolyásszabályozási funkció
A geoökológiai térképezés (GÖT) • Az éghajlati alrendszerhez kapcsolódva:
- levegő regenerálódási funkció - bio- és agroklimatikus funkció • A biotikus tényezőkhöz kapcsolódóan:
- ökotópképző funkció - természetvédelmi funkció • Komplexebb funkciók: - rekreációs funkció funkció - (természetes) fejlődési funkció - anyagháztartás - energiaháztartás
A geoökológiai térképezés • Potenciálok: - termőhely-potenciál - vízellátottság A kutatási eredményeket geoökológiai térképen jelenítjük meg. Egyszerűbb esetben egy három térképből álló térképsorozatot jelent, ahol az egyes lapokon a funkciók és potenciálok kombinált értékelése található.
A geoökológiai térképezés • A GÖT (geoökológiai térképezés) folyamata 3 nagy egységet jelent: - az első lépés az adatgyűjtés, amelynek során a különböző (térképi, táblázatos, mérési stb.) forrásokból származó adatokat egységes adatbázisba transzformáljuk. (Itt igen nagy mennyiségű adatról van szó, hisz általában minden információs szintre (pl. talaj pH esetén 6 adat/ha sűrűséget kell biztosítani). Nem beszélve az ennél bővebb távérzékelés és légifénykép adatsorokról). - második lépése a funkciók és potenciálok értékelése, - a harmadik 3 kombinált geoökológiai térkép megszerkesztése.
A geoökológiai térképezés • A térképszerkesztéshez AutoCAD és Arc/Info, • az értékeléshez Arc/Info és IDRISI programokat, ill. azok FIR részeit használjuk. • Lefolyás szabályozási funkció • A csapadék- és olvadékvizek felszínen történő gyors lefolyása jelentősen hátráltatja a talaj- és ezáltal a növényzet vízfelvételét, ugyanakkor – ha a gyors lefolyás nagy területen érvényesül – árvizek okozója lehet.
Lefolyás szabályozási funkció • Mind mezőgazdasági, mind vízügyi szempontból egyaránt nagy jelentőségű a magas lefolyási értékkel rendelkező területek feltérképezése, ahol a kiegyenlítettebb lefolyási viszonyokra, a direkt lefolyás csökkentésére kell törekedni. • A direktlefolyás alatt a csapadék azon részét értjük, amely a lehullás vagy az elolvadás után rövid időbeli késleltetéssel a területről elvezetődik. Minél nagyobb a direktlefolyás részesedése, annál szélsőségesebbek a lefolyási viszonyok és annál nagyobb az árvíz veszélye. • A táji ökorendszerekben lezajló természeti folyamatok alapvetően a lefolyási viszonyok kiegyenlítettebbé tétele és a direkt lefolyás mérséklése irányába hatnak. E képességet az ökorendszer lefolyás szabályozási funkciójának nevezzük.
A lefolyás szabályozás értékelése Az értékeléshez a következő tényezőket értékeljük: - talajfedettség, növényborítás, - lejtésviszonyok, - infiltrációs kapacitás, - a növényzet által felvehető vízkészlet, - alapkőzet. • Az infiltrációs kapacitás minősítése a talaj mechanikai összetétele alapján történik. A magas vázanyag tartalom (> 30 % esetén +1 pont), a zárt avartakaró (-1pont) módosító tényezőként jelentkezik. •
A növényzet által felvehető vízkészlet a talaj felső 1 mes részében általában rövid ideig tárolt, a növények számára rendelkezésre álló vízmennyiség mm-ben.
• A kapott pontértékeket minden ökológiai egységre külön kell összesíteni, osztályba sorolni. Beépített, aszfaltozott területek alapértelmezés szerint mindig a V., erdőterületek mindig az I. osztályba tartoznak.
A lefolyás szabályozási funkció a Kataréti patak vízgyüjtőjén
A lefolyás szabályozási funkció a Kataréti patak vízgyűjtőjén
A növényzet tájökológiai értékelése
Ökotópképző funkció • Az ökotóp, mint homogén "környezeti hely" (Marosi S.1980) az élővilág számára alapvető, mivel a környezeti tényezők (domborzat, klíma, talaj, víz stb) határozzák meg az élővilág összetételét, fejlődését, megújulási lehetőségeit. A növényzet és állatvilág, de a termesztett kultúrák is a táj abiogén adottságaihoz vannak rendelve. • Sok esetben a hasznosíthatóság indikátora az életközösségek összetételében bekövetkező változás tendenciáinak ismerete (pl. a gyomok megjelenése, vagy a savanyú talajokat kedvelő növények megjelenése egy növénytársulásban). Nem kétséges tehát, hogy a tájháztartás vizsgálatokat ki kell egészíteni a biogén tényező értékelésével. Ebben a vizsgálatban tehát nem az élőszervezetek állnak a központban.
Ökotópképző funkció • Az ökotópképző értéket (tájháztartás teljesítőképessége) a tájpotenciálok határozzák meg. A táji adottságok azonban önmagukban nem képeznek ökotópot. Az ökotópképző érték a tájnak az abiotikus és biotikus tájösszetevői közötti hatásrendszeren keresztül, az ökotópban jön létre. A biotópok zavaró tényezők mellett is megtartják, vagy vissza tudják állítani egyensúlyi állapotukat. Általában tehát magas stabilitással, vagy regeneráló képességgel rendelkeznek. •
Az ökotópképző érték vagy funkció a növénytársulásban az asszociáció érettségével, természetességével, diverzitásával, az antropogén hatások mértékével meghatározható. Ezek az értékek terepvizsgálattal és felvételezésekkel számszerűsíthetők. A vizsgálat a biogén tényező értékelését célozza, azonban a táj eltartó képességét mutatja.
Érettség vagy maturitás • Maturitás alatt a növénytársulásoknak azt az állapotát értjük, amit az a jelenlegi hasznositás mellett a szukcessziós sorban elér. A szukcesszió egy adott területen belül az időben egymást követő növénytársulások sorát jelenti. A szukcesszió fejlődését a külső ökológiai tényezők - mint pl. a makroklíma, a talajok tápanyag mennyisége - irányítják. • A szukcesszió fejlődése a klimax felé halad (a klimax az adott társulástípus záró társulása). A klimax társulás a terület környezeti (abiotikus) adottságaival egyensúlyban van, szervezettsége magas fokú. A szukcesszió sor különböző stádiumokra osztható, s a stádiumoknak van kezdeti, azaz iniciális, kifejlődött, azaz optimális és hanyatló, vagy degradációs állapota. •
Antropogén károsodás • A természeteshez közeli és az antropogén hatások által meg-változtatott növénytársulások és ökoszisztémák az emberi tevékenység káros hatásaira csökkent teljesítő képességgel válaszolnak. • A károsítás bekövetkezhet pl. mezőgazdasági hasznosítás, útépítések, vízkivételek, elárasztások, szabálytalan deponálás és csatornázás, sövények telepítése, település rombolás, egyéb építkezési beavatkozások, tehát antropogén hatásra . •
Érettség, természetesség, diverzitás
Természetvédelmi érték vagy funkció • A szűkebb értelemben az ökotópképző érték, valamilyen stabilitást, teljes-séget és önszabályzó képességet fejez ki, amit az ökoszisztéma ritkaságának és veszélyeztetettségének a figyelembevétele nélkül határoztunk meg. • A természetvédelmi funkció a védettséget és a különleges védettségi igényt (ritkaság) fejezi ki. Az értékeléshez tartozik a maturitás, természetesség, diverzitás és antropogén behatás kritériumán kívül még a ritkaság, veszélyeztetettség, fejlődési tendencia, fejlődési tartam és a jelenlegi érték.
Ritkaság, veszélyeztetettség, fejlődési tendencia • A fejlődési tendenciájából levezethető a fajok védelmének szükségessége. • A faj természetes ritkasága, a faj antropogén hatásra bekövetkezett visszaszorulását jelenti. A ritkaság a veszélyeztetettséggel és védelmi igénnyel adható meg. • A veszélyeztetett növény és állatfajok vörös listái és eszmei értékei alkalmasak a veszélyeztetettség meghatározására.
A jelenlegi érték, megújulási képesség • A jelenlegi érték a még előforduló eredeti vegetációtípusok százalékos felszíni kiterjedését fejezi ki a potenciális természetes vegetáció összterületéből, egy természeti tájban. • A különböző ökoszisztémáknak a teljes megújuláshoz különböző időtartamra van szükségük. Zavaró tényezők a legnagyobb érettségi fok elérését megakadályozhatják. Egy gyomtársulás például csak néhány évet igényel, ezzel szemben egy dagadó lápnak több ezer évre van szüksége a megújuláshoz, amennyiben az állomány nem olyan mélyrehatóan változott meg, hogy az újraképződés teljesen kizárt.
Geoökológiai térképezés •
A tájökológiai kutatás fontos része a geoökológiai térképezés, amely az elemzés egyik adatforrása. A geoökológiai térképezés során a hangsúly nem a genetikai tényezőkön van.
•
A tájminősítő irányzat a Magyarországon is jelentős hagyományokkal rendelkező táj- és geoökológiai elemzéseket végez.
•
A kistérszíni (1:10.000 méretarány) tájelemek foltjait, folyosóit és gátjait, valamint környezetüket is elemző tájökológiai kutatásnak, nemzetközileg is ismert eredményei vannak.
•
Hiányzik a funkcionális szemléletű vizsgálat. A mintaterületek vonatkozásában 1:10.000, ill. 1:25.000-es méretarányban készülő térképek képezhetik az alapját a következő évek természetföldrajzi kutatásainak
Tájökológiai típus alkotás • A tájökológiai típus alkotás a szintézis magasabb foka a lokális érvényességtől a globális érvényesség felé. A középső szintet jelenti. • A típus meghatározásánál a tájrészletek tulajdonságai összegződnek. Ugyan-akkor a sajátos vonások kifejezik az adott táj különbözőségét a környező területektől. Pl. Bükk-fennsík: közös tájökológiai tulajdonságok a klíma, talajtípusok, erdőtípusok, hidrológia. Ettől eltérnek az un. Kövek ökotópjai (Örvénykő, Háromkő, Tarkő stb.
A modellek jelentősége a tájökológiai kutatásban Modell: • a tájökológiai szintézis legmagasabb absztrakciós szintje, a valóság egy speciális vetülete, annak idealizált képe.
• A modell kritériumai: - rendszerelemek alkotják (szerkezet) - hierarchia jellemzi (működés) - kapcsolatai vannak (elemek között) - kapcsolat a környezettel
Modellek típusai Fő típusok: • topográfiai • működési (szimulációs) • térbeli megjelenéstől független Időbeli aspektus szerint: • statikus • dinamikus Kapcsolat jellege szerint: • mennyiségi • minőségi kapcs.
