közösségek ökológiája
DESCRIPTION
Közösségek ökológiája. Mit nevezünk társulásnak?. egy helyen különböző fajok potenciális kölcsönhatásban a közösség határait a kérdésfeltevés korlátozza növényközösség hangyaközösség madárközösség stb. A közösség szerkezete. fajdiverzitás (sokféleség) fajgazdagság relatív tömegesség - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Közösségek ökológiája
Mit nevezünk társulásnak?
• egy helyen különböző fajok• potenciális kölcsönhatásban• a közösség határait a kérdésfeltevés korlátozza
– növényközösség– hangyaközösség– madárközösség– stb.
A közösség szerkezete
• fajdiverzitás (sokféleség)– fajgazdagság– relatív tömegesség– megvalósuló kombinációk száma
– fajszám meghatározásának nehézségei• mintanagyság• megtalálhatóság
A közösség szerkezete
egyedszámok a mintában
fajs
zám
Ritka fajok Gyakori fajok
A közösség szerkezete
1. közösség 2. közösség
A B C D
A: 25% B: 25% C: 25% D: 25% A: 80% B: 5% C: 5% D: 10%
a sokféleséget (diverzitást) egyrészt a fajszámmal, másrészt a fajpopulációk tömegarányainak egyenletességével mérjük
A közösség szerkezete
• táplálkozási szerkezet
– táplálkozási szintek
– tápláléklánctáplélékhálózat
Csúcsragadozó
Harmadlagos fogyasztó
Másodlagos fogyasztó
Elsődleges fogyasztó
Elsődleges termelő
Szárazföldi tápláléklánc Tengeri tápláléklánc
Egy biocönózis táplálkozási hálózata(trópusi esőerdő, El Verde, Puerto Rico)
A közösség szerkezeteVipera
Lacertilia
AcariFormi-coidea
Tettigono-idea
AraneaeAcridoi-
dea"Sustin. Diptera"
"Hyme-noptera"
"Lepidoptera"
IsopodaDiplo-poda
Gastro-poda
Coleop-tera
Collem-bola
AcariLepidop-
teraHeterop-
teraCicadi-
neaAphidina
Coleop-tera
"Lárva"Coleop-
tera
Növényi detritusz
Zöld növények
"Állati detritusz"
A közösség szerkezete
• a tápláléklánc hosszának korlátai
– milyen hosszú lehet egytápláléklánc
– csomópontok láncolata
A közösség szerkezete
• Tápláléklánc hossza– a legtöbb tápláléklánc viszonylag rövid,
általában 5-nél nem több kapcsolatot tartalmaz
– két fő hipotézis van, amely azt magyarázza, hogy a tápláléklánc miért rövid
A közösség szerkezete
• Energetikai hipotézis: a táplálkozási szintek közötti energiaáramlás nem hatékony (átlagosan 10% jut át egyik szintről a másikra); kevés energia maradna a “csúcsragadozónak”
• ezért nincs tigrisevő madár nagyon nagy szervezetek a táplálékhálózat aljáról fogyasztanak (elefánt, bálna)
A közösség szerkezete
• Dinamikus stabilitás hipotézis:a hosszú láncok kevésbé stabilak, mint a rövidek, mert a lánc alján lévő populációk ingadozásai a csúcsragadozó kipusztulásához vezetnének– az eddigi eredmények az energetikai
hipotézis támasztják alá– a lánc hosszabb lehet, ha az alján bővülnek a
készletek...
53.15
Az egyes fajok hatása a közösségben
• domináns fajok – vagy a leghatékonyabb kompetítor– vagy a leghatékonyabban kerüli el a predációt – (removal experiment táplálkozási
közösségét borítja)
• kulcsfajok– nem szükségszerűen tömegesek– (removal experiment táplálkozási
közösségét borítja)
Kulcsfajok• Robert Paine kísérlete
a Pisaster nevű tengericsillagot eltávolította egy sziklás tengerpartról
• a Pisaster kagylókat fogyaszt; a kagylók a tengericsillag hiányában túlszaporodtak, és kiszorították a többi gerinctelent
Az egyes fajok hatása a közösségben
• Ökoszisztéma mérnökök– az élőhelyi viszonyokat alakítják át, így más
fajok számára kedvező vagy kedvezőtlen lesz a térésg
– hód– Juncus gerardi
szittyó jelenlétében
0
2
4
6
8
nö
vén
yfaj
ok
szám
a
Szikes mocsár szittyó (Juncus) jelenlétében
szittyó nélkül
a szittyó gátolja a felszíni sófelhalmozódást, és hozzájárul a talaj oxigénben dúsulásához, így több faj számára teremt kedvező feltételeket
ragadozó
növényevő
növény
ásványi anyag
Közösség szabályzása
• bottom-up• top-down
ragadozó
növényevő
növény
ásványi anyag
Közösség szabályzása
• bottom-up
• top-down
ragadozó
növényevő
növény
ásványi anyag
Közösség szabályzása
• bottom-up• top-down
• biomanipuláció
Zavarás hatása a közösségre
• „ökológiai egyensúly”
• nem-egyensúlyi közösségek
Zavarások
• zavarás – diszturbancia• különböző erősségű és időtartamú hatás,
amely megváltoztatja a közösséget, eltávolít belőle élőlényeket, és megváltoztatja a források hozzáférhetőségét
• (tűz, vihar, árvíz, túllegeltetés, mezőgazdálkodás stb.)
• (vakondtúrás...)
Zavarás:
gyakorisága
erőssége
Zavarások
• közepes zavarás hipotézis
• gyakori kismértékű zavarás – fenntartja a nagyobb biodiverzitást– csökkenti az erős zavarás esélyét
Zavarások
• emberi zavarás– mezőgazdaság– fakitermelés– települések – közlekedés
természetes élőhelyek feldarabolódása, elszegényedés
Ökológiai szukcesszió
• egy ökotóp életközösségének fokozatos változás
• elsődleges szukcesszió
• másodlagos szukcesszió
• szukcessziós folyamatok időtartama
Elsődleges szukcesszió
erdei deréce stádium1
1941
1907
1860
1760
Alaska
GlacierBay
Kilometers5 10 150
magcsákó stádium2
éger stádium3lúcfenyő stádium4
szukcessziós stádiumpionír Dryas éger lúc
tala
j nit
rog
én (
g/m
2 )
0
10
20
30
40
50
60
Ökológiai szukcesszió
• kapcsolat a korai és késői szukcessziós fajok között– facilitáció– inhibíció– tolerancia
Növényi szukcesszió stádiumai homoki gyepen (Margóczi 1995 után)
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
0 10 20 30 40 50 60
Rang
1 2
3
4
5 6 7
A közösség diverzitását befolyásoló biogeográfiai faktorok
Darwin és Wallace
• a fajgazdagság az Egyenlítőtől a sarkok felé csökken
• a fajgazdagság függ a szigetek méretétől és a szárazföldtől való távolságától
Egyenlítő-pólus gradiens
• Malayzia: 6 ha 711 fafaj
• Michigan: 2 ha 10-15 fafaj
• Alpok: 2 millió km2 50 fafaj
• Brazília: 200 hangyafaj
• Iowa: 73 hangyafaj
• Alaszka: 7 hangyafaj
Egyenlítő-pólus gradiens
• evolúciótörténet– trópusi élőhelyek öregebbek– trópusokon hosszabb vegetációs periódus
• klíma– besugárzás, hőmérséklet– hozzáférhető vízmennyiség
(evapotranspiráció)
fákaktuális párologtatás (mm/yr)
fafa
jok
szám
a
160
120
100
140
180
80
60
40
20
0100 300 500 900 1,100700
gerincesek
Vg
erin
ces
fajo
k sz
áma
(lo
gar
itm
iku
s sk
álán
)
200
100
50
10
0 500 1,000 1,500 2,000
potenciális párologtatás (mm/yr)
Területnagyság hatása
• ha minden más tényező azonos nagyobb területű közösségben több faj található
faj-terület görbék
területnagyság (hektár)
fajs
zám
1,000
100
10
10.1 1 10 100 103 104 105 106 107 108 109 1010
Szigetnagyság és fajgazdagság
szigetnagyság hatásatávolság hatása
MacArthur és Wilson modellje szigetbiogeográfia
• Egy szigetet benépesítő fajok számát két tényező határozza meg
– az új fajoknak a szigetre bevándorlási rátája– a szigetet benépesítő fajok kihalási rátája
Szigetbiogeográfia
Közösségszerveződési szabályok
• holisztikus és redukcionista szemlélet
• szegecs és redundancia modell
Közösségszerveződési szabályok
Közösségszerveződési szabályok
Életközösségek és biodiverzitás
• egy biocönózis működéséhez mennyi fajra van szükség?
• van-e szükséges minimális fajszám?
• a fajok egyenértékűsége• a fajok helyettesíthetősége• a fajok redundanciája• kulcsfajok (‘rivet – szegecs – hypothesis’)
• John Lawton „ökotronja”(állandó körülmények, különböző populációszám)
• Sam McNaughton szabadföldi vizsgálatai(legelő állatpopulációk száma)
• David Tilman kísérletei(Lawtonéhoz hasonló szabadföldön)
• fajgazdagabb biocönózisok primer produktivitása nagyobb, anyag-energiaáramlás hatékonysága jobb
• az egyes fajkomponensek hatékonysága eltérő