Környezetvédelem (KM002 1)horvbal/Kv2.pdf · Egyetem Ökológiai környezet és tűrőképesség • Ökológiai környezet: a külvilág azon feltételeinek halmaza, amelyek ténylegesen

1

SzéchenyiIstvánEgyetem

Környezetvédelem

Környezetvédelem (KM002_1)

2. A környezetvédelem ökológiai alapjai

2007/2008-as tanév I. félév

Dr. Zseni Anikó egyetemi docens

SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki Tanszék

SzéchenyiIstvánEgyetem Az ökológia fogalma

Környezetvédelem

SzünfenobiológiaAz egyed feletti szerveződési

szintek jelenségeivel foglalkozik

(biogeográfia, populációdinamika

stb.)

ÖkológiaA szünfenobiológia által leírt

jelenségek okaival foglalkozik(tájökológia, közösségi ökológia,

evolúciós ökológia, viselkedésökológia stb.)

Szünbiológiaaz egyed feletti szerveződési

szintekkel foglalkozik

„ecology” = szünbiológia

2


• Az ökológia olyan szünbiológiai tudomány, amely azt vizsgálja, hogy melyek a növények, állatok és mikroorganizmusok egyed feletti szerveződési szintjeire ható kényszerfeltételek, és hogy e feltételek hogyan határozzák meg térbeli eloszlásukat, viselkedésüket, működésüket.

Környezetvédelem

Az ökológia fogalma

SzéchenyiIstvánEgyetem Egyed feletti szerveződési szintek

Környezetvédelem

Egyed

Csoport

Populáció

Koalíció

Életközösség

Biogeocönózis

Biom

Bioszféra

= Biocönózisklímazonális

társulás

intrazonálistársulás

kocsányos tölgy

kocsányos tölgyes

mérsékelt övi lomberdő

3


Zonális biomok


Trópusi esőerdő

Környezetvédelem

4


Trópusi szavanna

Környezetvédelem


Trópusi sivatag

Környezetvédelem

5


Mérsékelt övi lomberdő

Környezetvédelem


Mérsékelt övi füves puszta

(sztyepp)

Környezetvédelem

6

SzéchenyiIstvánEgyetem Boreális tűlevelű erdő (tajga)

Környezetvédelem


Tundra

Környezetvédelem

7


ökoszisztéma• ~: élőlények és élettelen környezetük teljes

kapcsolatrendszere, mely nyílt rendszer (azaz komponensei változhatnak), és bizonyos mértékű önszabályozásra képes

• ~: egy populáció vagy populációkollektívumökológiai szemléletű tanulmányozására létrehozott rendszermodell

biotóp (élőhely): az életközösség (biocönózis) élőhelye, természetes határait az élőlények kapcsolatai határozzák meg

Környezetvédelem

SzéchenyiIstvánEgyetem Ökológiai környezet és tűrőképesség

• Ökológiai környezet: a külvilág azon feltételeinek halmaza, amelyek ténylegesen és közvetlenül hatnak valamely szünbiológiai objektumra

Környezetvédelem

Környezeti tényezők

abiotikus

(fény, víz, talaj, hő, levegő,

domborzat stb.)

biotikus

(populációk egymásra gyakorolt hatása)

8


• tágtűrésűek• szűktűrésűek (indikátor szervezetek)• generalisták• specialisták

Környezetvédelem

Ökológiai környezet és tűrőképesség

• ökológiai alkalmazkodás (adaptáció)

• Shelford toleranciatörvénye

környezeti tényező

tűrőképesség


9

SzéchenyiIstvánEgyetem Az ökológiai niche

Környezetvédelem

Kétdimenziós niche

~: a populációra ténylegesen ható környezeti tényezőkre vonatkozó tűrőképességet reprezentáló modell

- fundamentális niche

- realizált niche

SzéchenyiIstvánEgyetem Biomok a hőmérséklet és a nedvesség függvényében

Környezetvédelem

10

SzéchenyiIstvánEgyetem A populációk csoporttulajdonságai

A, a populáció nagysága• meghatározza: születések, halálozások, be-

és kivándorlás

Környezetvédelem

SzéchenyiIstvánEgyetem Túlélési programok

Környezetvédelem

túlélési görbe halálozási arány

11


B, Az egyedek térbeli eloszlása (diszpergáltsága)

Környezetvédelem

szabályos (szegregált)

véletlenszerű (random)

csoportosuló (aggregált)

A populációk csoporttulajdonságai

SzéchenyiIstvánEgyetem Populációdinamika

• Nt+1 = Nt + B – D + I – E• Nt+1 = R*Nt

• R: nettó szaporodási ráta ( =, >, < 1)

Környezetvédelem

A környezet eltartóképessége (K): összesen hány egyedet tud eltartani egy adott fajból hosszú távon

populációnövekedési görbék

N: populáció egyedszáma

12

SzéchenyiIstvánEgyetem Életmenet stratégiák

Környezetvédelem

jelentősaligIvadékgondozáserősgyengeKompetíciós képességtöbb1Szaporodások száma

későnkoránIvarérettséghosszúrövidÉlettartamlassúgyorsEgyed növekedésenagykicsiTestméret

előrejelezhetőelőrejelezhetetlenÉlőhelyK-stratégistar-stratégista

SzéchenyiIstvánEgyetem Populációk közötti kölcsönhatások

Interspecifikus kölcsönhatások

• (-,-) Kompetíció (versengés)Gaus-féle elv (kompetitív kizárás elve)

• (+,-) Predáció (ragadozás)• (+,-) Parazitizmus (élősködés)• (+,+) Mutualizmus (kölcsönös segítség)• (+,0)

kommenzalizmus (asztalközösség)dögevésürülékevésmimikri (álcázás)

• (-,0) amenzalizmus (pl. antibiózis)

Környezetvédelem

13

SzéchenyiIstvánEgyetem Életközösségek (biocönózisok,

társulások)

• adott helyen egy időben létező, együtt élő és kölcsönhatásban álló növény- és állatpopulációk együttese

• jellemző tulajdonságai:

diverzitás (sokféleség)

térszerkezet

horizontális és vertikális elrendeződés

Környezetvédelem


gyepszintmohaszint

5

10

15

20

25

30

35

40

45

alsó lombkoronaszint

középső lombkoronaszint

felső lombkoronaszint

liánok

14

SzéchenyiIstvánEgyetem Táplálkozási hálózatok

Az élőlények alapvető típusai:

A, autotróf szervezetek• termelő (producens) szervezetek: zöld növények,

fotoszintézis → primer produkció

B, heterotróf szervezetek• fogyasztó (konzumens) szervezetek: növényevők,

mindenevők, ragadozók, élősködők → szekunder produkció

• lebontó (reducens) szervezetek: dögevők, szerves törmelékevők, gombák, baktériumok → szekunder produkció

Környezetvédelem


Termelő (producens) szervezetek

Környezetvédelem

15


Fogyasztók (konzumensek) → növényevők: pl. gazella

Környezetvédelem


Konzumensek:

növényevő

(hócipős nyúl)

ragadozó (hiúz)

Környezetvédelem

16


Konzumensek:

ragadozó (lazac)

ragadozó (barnamedve,

halászsas)

Környezetvédelem


Konzumensek:

élősködők

(a: kullancs, (b: fagyöngy),c: aranka)

17


Lebontó (reducens) szervezetek

(ganajtúró bogár)

Környezetvédelem


• Tápláléklánc• Táplálékhálózat

Környezetvédelem

Elton-féle piramis

18


Környezetvédelem

egy tengeri táplálékhálózat

SzéchenyiIstvánEgyetem Társulások változása

• Aszpektus: az évszakok változásával kapcsolatos szezonális ritmus, évente ismétlődik

• Szukcesszió: növénytársulások egymás után következése

szekuláris szukcesszió

biotikus szukcesszió

elsődleges (primer) szukceszió

másodlagos (szekunder) szukcesszió: az eredeti növényzet nem minden faja semmisült meg, a növényzet fejlődése a talajban megmaradt propagulumokból indul meg

Környezetvédelem

időlépték szerint

19


Környezetvédelem

elsődleges szukcesszió


Környezetvédelem

20


Környezetvédelem

Zátonyok benépesülése:

1. Csupasz homok- vagy kavicsfelület

2. Pionír növények megtelepedése (pl. keserűfüvek)

3. Igényesebb fajok megjelenése (pl. fűzbokrok)

4. Fűz-nyár ligeterdő kialakulása


Környezetvédelem

21


Környezetvédelem

Zátonyok benépesülése


Környezetvédelem

Felhagyott termőföldek szukcessziója:

1. Egyéves növények

2. Évelő fűfélék és más évelő lágyszárúak megjelenése

3. Fás növényzet kialakulása

22


Környezetvédelem


Környezetvédelem

Felhagyott termőföldek szukcessziója

- Az évenkénti talajműveléssel az ember meggátolja a szukcesszió előrehaladását, ezáltal a termőföldek növényzete permanensen iniciális fázisban marad, ami kedvez az r-stratégista gyomnövények tartós fennmaradásának.

- a tipikus szántóföldi gyomok csak az első évben képesek a fennmaradásra, ha a zavarás elmarad, a szukcesszió folyamán hamar kiszorulnak. A szántóterület felhagyása után néhány évtizeddel az adott területre jellemző zárótársulás alakul ki. (Pinke-Pál: Gyomnövényeink)

23


Környezetvédelem

Felhagyott termőföldek szukcessziója

- „A gyomnövények a másodlagos szukcesszió pionír fajai, ahol a szántóföld egy speciális terület.” (in Pinke-Pál: Gyomnövényeink eredete, termőhelye és védelme)


Szántóföldi szukcesszió:

Mezőgazdasági ökoszisztéma

Egyéves gyomnövények

Fás növények

(zárótársulás)

Évelő fűfélék és más évelő lágyszárúak

24

SzéchenyiIstvánEgyetem Ökoszisztémák anyag- és energiaforgalma

Környezetvédelem

A szén körforgása


Környezetvédelem

Ökoszisztémák anyag- és energiaforgalma

A nitrogén körforgása

25


KörnyezetvédelemA nitrogén körforgása


Anyag- és energiacsere az élőszervezetekben

producens növények fotoszintézise → szerves anyag

6 CO2 + 6 H2O + napfény + klorofill

C6H12O6 (glükóz) + 6 O2 + 2850 kJ/mol (megkötődik)

glükóz:1. nyersanyag (glükóz + N, P, K, Ca stb. a talajból →

szerves molekulák)2. energiaszolgáltató (sejtlégzés)

26


fotoszintézis


konzumens élőlények sejtlégzése:

C6H12O6 (glükóz) + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O - 2850 kJ/mol felszabadul

táplálék → emésztés → lebontás → glükózt minden sejthez eljuttatja → O2 is jön a vérrel ⇒ energiafelszabadítás a

sejtekben

Anyag- és energiacsere az élőszervezetekben

27

SzéchenyiIstvánEgyetem Az energia útja az ökoszisztémában

• az ökoszisztémák energia-átalakító rendszerek• forrás: a Nap sugárzó energiája

növényekben tárolt energia

növényevőkben tárolt energia

hőenergia

hőenergia

ragadózókbantárolt energia

fotoszintézis

az elfogyasztott táplálék egy része lebontódik, hogy energiát kapjon az élőlény ⇒ kevesebb növényevő, mint növény

⇒ kevesebb ragadozó, mint növény⇒ a biomassza tömege szintenként csökken

Környezetvédelem


Hő Hő Hő Hő

Hő

Hő

Hő

1. Táplálkozásiszint




Nap-energia

Producensek(növények) Elsődleges

konzumensek(növényevők)

Harmadlagoskonzumensek

(csúcsragadozók)

Másodlagoskonzumensek(ragadozók)

Reducensek(dögevők, törmelékevők, baktériumok, gombák)

Az energia veszteséggel lép tovább!

28


Környezetvédelem

Documents

Környezetvédelem (KM002 1)horvbal/Kv2.pdf · Egyetem Ökológiai környezet és tűrőképesség • Ökológiai környezet: a külvilág azon feltételeinek halmaza, amelyek ténylegesen