TALAJÖKOLÓGIA

1. TALAJÖKOLÓGIA TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI BSc

2. AZ ÖKOLÓGIA HELYE ÉS SZEREPE • Az ökológia helye és szerepe a biológiai tudományágban; • Az ökológiai rendszer, vagy ökoszisztéma fogalma, jellemzői; • Környezeti tényezők változásának hatása a talajban élő szervezetekre. HEFOP 3.3.1.

3. Ökológia • Az ökológia fogalmát 1866-ban Ernst Haeckel német biológus alkotta meg. • Az ökológiaaz 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. • A talajökológia a talajban élő szervezetek és sajátos élőhelyének összefüggéseit tekinti át, figyelembe véve a környezeti és emberi tevékenység hatását HEFOP 3.3.1.

4. Az ökoszisztéma kölcsönkapcsolatainak vázlata (Kreeb, 1974) HEFOP 3.3.1.

5. Az ökoszisztémák (ökológiai rendszerek) jelentősége • Az „Ökoszisztéma” a bioszférának kisebb, vagy nagyobb része, • Amely a biotóp, vagy élettelen környezet és a biocönózis, vagy növény- és állattársulás együttes funkcionálása, (együttélése), • Ezek dinamikus egysége, meghatározott anyag és energiaforgalommal. A különböző ökoszisztémák létezése, funkcionálása ad lehetőséget a Földön az élethez, az emberiség fennmaradásához. HEFOP 3.3.1.

6. Ökoszisztéma Ökoszisztéma - (ökológiai rendszer) - egy populáció vagy populáció csoport 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) tükrözze egyszerűsített formában, s a rendszerelemzés eszköztárával leírhatóvá és tanulmányozhatóvá tegye. HEFOP 3.3.1.

7. Ökoszisztémák csoportosítása • Természetes • Szárazföldi ökoszisztémák • Vizi ökoszisztémák • Mesterséges • Agrárökoszisztémák • szántóföldi • erdő • gyep • tavai • Városi ökoszisztémák HEFOP 3.3.1.

8. Ökoszisztémák összeteveői Ökoszisztéma biotóp biocönózisok klíma, talaj, víz, levegő növények  mikrobák  állatok abiotikus hatásai cönózisa hőmérséklet (fitocönózis) (zoocönózis) páratartalom és csapadék fény, egyéb sugárzás kémiai faktorok mechanikai faktorok környezet HEFOP 3.3.1.

9. 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. HEFOP 3.3.1.

10. Ökoszisztémák kialakulása és fejlődése Az ökoszisztémák térbeli kiterjedése a biotóp, emellett időbeli kiterjedése is van, ez a szukcesszió. A szukcesszinális fejlődés során meghatározott ideig tart, amíg egy bizonyos termőhelyen kialakulhat a meghatározott életközösség. A szukcesszió a növényzet fejlődésének folyamata, a biocönózisok időbeli egymásutánisága. A fejlődési folyamat stádiumokon keresztül (biocönózisok) jut el a zárótársulásig (klimax). A zárótársulás a klimatikus viszonyokkal egyensúlyban van, stabil és relatíve állandó, ilyen zárótársulás hazai viszonyok között az erdő. HEFOP 3.3.1.

11. Az ökoszisztéma trofikus szintjei • Producensek (termelők) anorganikus anyagokból organikus anyagot állítanak elő. • Elsődleges konzumensek (fogyasztók) -primer konzumensek, növényevők 3. Szekunder, tercier konzumensek, ragadozók 4. Dekompenzálók (lebontók)a különböző mikroorganizmusok, baktériumok gombák. HEFOP 3.3.1.

12. Egy gyertyános-tölgyes erdőben nyáron mért biomassza 1 ha-ra vetített, becsült adatai (Innes és Krauchli, 1995 adatai felhasználásával, módosítva) HEFOP 3.3.1.

13. Abiotikus környezeti tényezők • Klimatikus faktor- napsugárzás - a víz mint ökológia tényező- levegő és légmozgás • A talaj és a domborzat- a talaj mint abiotikus környezeti tényező- domborzati viszonyok • Az élettelen környezeti tényezők együttes hatása HEFOP 3.3.1.

14. Környezeti tényezők és az életfolyamatok intenzitásának összefüggése HEFOP 3.3.1.

15. 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 optimális minimális maximális Pszichrofil 6-15 -12 25 Mesofil 25-37 3 45 Termofil 45-55 30 70 Balneologusok felfedezése Alsó – kambrium sóból 600-650 millió évvel azelőtt élő baktériumokat sikerült kitenyészteni !!! HEFOP 3.3.1.

16. 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: - a földrajzi helyzettől, ez meghatározza a sugarak beesési szögét, - a tengerszint feletti magasságtól, - lejtős területen a kitettségtől Befolyásolja a felszín tulajdonsága: - növényi fedettség - talajfelszín színe és szerkezete HEFOP 3.3.1.

17. A talaj hőgazdálkodása • Vezetéssel: a földi hőáram által szállított hő növeli a talaj hőmérsékletét. Mennyisége 7*10-5 J/cm2/S átlagban 33m-ként 1°C-kal nálunk 15-20m-ként 1°C-kal nő (a geotermikus gradiens) • Áramlással: (levegőrétegek mozgása és eső által) • Talajban termelt hő (fizikai, kémiai, biológiai) Ugyanez a négy tényező érvényes a hővesztésre is. A beérkezett hő többek között függ még a : - hővezető képességtől - hőkapacitástól HEFOP 3.3.1.

18. A hővezető-képesség, hőmérséklet-vezető képesség A száraz és nedves talaj hővezető-képessége kicsi. Legnagyobb hőmérséklet-vezető képességük a közepesen nedves talajoknak van. A hőgazdálkodást befolyásolja: • a talaj szerkezete • szervesanyag tartalma, • víztartalma, • levegőzöttsége. A sötét színű, jó szerkezetű, levegős talaj – gyorsan felmelegszik, de gátolja az alsóbb rétegek felmelegedését és lehűlését. HEFOP 3.3.1.

19. Abiotikus tényezők II. Páratartalom csapadék A mikrobák 75-85 %-a víz. szaporodási optimum ERP ozmotikus nyomás (bar) hidrofil 100-95 0-75 xerotolerans 95-90 70-140 xerofil 90-85 140-220 ozmofil 61-60 660-680 Szárazságtűrés Bacillus subtilis 300 év Bacillus anthracis 80 év Gombák 16 év HEFOP 3.3.1.

20. Különböző talajnedvesség-tenziók hatása a talajbaktériumok és aktinomiceták összes csíraszámára HEFOP 3.3.1.

21. Környezeti tényezők változásának hatása a biocönózisra Minden biotópnak meghatározott biocönózisa van, a biocönózis élőlényei egymással meghatározott, kölcsönös kapcsolatban vannak. 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). A környezeti tényezők gyors megváltozása, vagy az ökológiai tényezők nagymértékű szennyezése nem jár együtt a fajok adaptációjával, nem képesek alkalmazkodni az új feltételekhez és az élővilág pusztulását okozhatja. A biológiai indikátorok, olyan élő szervezetek, amelyek előfordulásukkal, vagy hiányukkal jelzik a környezet tulajdonságait, a levegő, a talaj, a víz szennyezését. HEFOP 3.3.1.

22. Szukcesszió Olyan ökológiai folyamat, amelynek során élőlényközösségek tér-idő átalakulásai játszódnak le. Eredményeként csökken a társulás fennmaradásának valószínűsége, elősegítve a következő stádiumba való átmenetet. A változás iránya meghatározott: pionír növénytársulástól több lépcsőn keresztül a klimax társulás felé mutat. A primer szukcesszió a frissen keletkezett felszínen lezajló vegetációfejlődést jelenti. Szekunder szukcessziónak viszont a korábban már vegetációt hordozó felszíneken valamilyen katasztrófa után beinduló szukcessziót nevezzük. HEFOP 3.3.1.

23. Szukcessziós sorok Pl. futóhomok beerdősülése • pionír növényzet (mohák, zuzmók) • egyéves növényfajok • évelő fajokból nyílt homokpusztai gyep • zárt homokpusztai gyep • nyílt homoki tölgyes • zárt homoki tölgyes PIONYÍR TÁRSULÁS ZÁRÓTÁRSULÁS HEFOP 3.3.1.

24. Tó feltöltődése (szukcesszió)(Felföldy, 1943 nyomán) HEFOP 3.3.1.

25. Tó feltöltődése (szukcesszió) nádas, magas sás társulások lebegő hínárok, gyökerező hínárok fűz-nyár ligeterdő láp- és mocsárrétek, fűzbokor ligetek HEFOP 3.3.1.

26. ELŐADÁS ÖSSZEFOGLALÁSA 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. Az „Ökoszisztéma” a bioszférának kisebb, vagy nagyobb része, amelyben a biotóp, (élettelen környezet) és a biocönózis (növények állatok és mikrobák) együttesen funkcionál. Ezek dinamikus egységet alkotnak, meghatározott anyag és energiaforgalommal. Az ökoszisztémák főbb élettelen tényezői: klíma, talaj, víz, levegő. Az ökoszisztémák térbeli kiterjedése a biotóp, emellett időbeli kiterjedése is van, ez a szukcesszió. A különböző ökoszisztémák létezése, funkcionálása ad lehetőséget a Földön az élethez, az emberiség fennmaradásához. HEFOP 3.3.1.

27. ELŐADÁS ELLENÖRZŐ KÉRDÉSEI • Definiálja az ökológia fogalmát! • Sorolja fel az ökoszisztémák komponenseit! • Jellemezze az ökoszisztémákat! • Ismertesse az abiotikus tényezők hatásait! • Definiálja a szukcesszió fogalmát, ismertessen primer és szekunder szukcessziót! HEFOP 3.3.1.

28. ELŐADÁS Felhasznált forrásai Szakirodalom: • Kátai J. (szerk.): Talajtan - talajökológia Egyéb források: • Filep Gy.: Talajtani alapismeretek I-II • Kovács M.: A környezetvédelem biológiai alapjai • Szabó I. M.: Az általános talajtan biológiai alapjai • Széky P. : Ökológia A természet erői a mezőgazdaság szolgálatában HEFOP 3.3.1.

29. KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKETKÖVETKEZŐ ELŐADÁS CÍME:Az agrárökoszisztémák és funkcióik. A talaj, mint a szárazföldi biocönózisok élőhelye. • Előadás anyagát készítették: • Dr. Kátai János egyetemi tanár • Zsuposné dr. Oláh Ágnes egyetemi docens • Sándor Zsolt tudományos segédmunkatárs HEFOP 3.3.1.