1

A fény hatása

• Napsugárzás mennyisége (szoláris koefficiens)

• Összetétele• Reflexiós koefficiens; albedo• Beesési szög → évszakok

A fotoszintetikus aktivitás fényfüggése

fényintenzitás

foto

szin

tézi

s

Fénykompezációs pont

A fény hatása a növényekre

2

A növények fényigénye

• fényigényes (heliofil)

• árnyéktűrő (helio-szkiofil)

• árnyékkedvelő (szkiofil)

• sötétségkedvelő (szkotofil)

A fény hatása az állatokra

• Fénykedvelés (heliofil, szkiofil, umbrofil)

• Hőtűréssel együtt

• Napi ritmus

• Tájékozódás

3

A hő hatása az élőlények közösségeire

A fotoszintetikus aktivitás hőmérsékletfüggése

4

Morfológiai alkalmazkodás

• Anatómiai jellemzők• Bergmann-szabály• Allen-szabály

5

A légkör összetétele

78%

21%

0,03%

1%

Az O2 -dús légkör kialakulása

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

A fotoszintézis nettó egyenlete:

kb. 3,5 Md éve

első kékmoszatok

6

O2 igény

a)aerob

b)anaerob

c) fakultatív anaerob

d)mikroaerofil

e)aerotoleráns

A levegő O2-tartalmának hatása az élővilágra

• legtöbb élőlény obligát aerob

• magashegységekben felfelé csökkenő oxigéntartalom → adaptáció

• talajban, vízben limitáló tényező

7

A légkör CO2 koncentrációja az utóbbi évezredben

A légkör CO2 tartalmának alakulása napjainkban

310

320

330

340

350

360

370

380

1955 1965 1975 1985 1995 2005év

CO

2 (p

pm)

8

A fotoszintézis CO2 koncentráció-függése

Páratartalom

• abszolút páratartalom [g/m3]

• relatív páratartalomaz adott hőmérsékletű levegő a telített állapothoz képest hány százalék vizet tartalmaz

9

Szennyező anyagok a levegőben

• természetes körülmények között nincs vagy igen kis mennyiség

• emberi tevékenység → felszaporodnak• élővilágra káros hatás

SOx, NOx, CH4, …

A levegő fizikai hatásai

• szél kialakulása, szélrendszerek

• párologtatást növeli → hűtés, vízvesztés

• szél nyíró hatása–növényzet fékező hatása

• beporzás, termésterjesztés

10

A víz funkciója az élővilágban

• tápanyag (fotoszintézis)

• testfelépítő anyag

• reakcióközeg

• oldószer

• hőszabályzó

• élőhely

Az éves produkció csapadékfüggése

11

A víz környezeti tényezőként jelentkező tulajdonságai

• sótartalom (salinitás)• oxigéntartalom

A víz környezeti tényezőként jelentkező tulajdonságai

• sótartalom (salinitás)• oxigéntartalom• hőmérséklet• széndioxid-tartalom• ásványianyag-tartalom

12

Növények vízháztartása

• poikilohidratúrás növényekváltozó vízállapotú

kiszáradástoleránsak, vízháztartásuk döntő mértékben függ a környezetük víztartalmától

• homoiohidratúrás növényekállandó vízállapotú

víztartalmukat a szabályozzák

Poikilohidratúrás élőlények

• cianobaktériumok• zöldmoszatok• zuzmók• mohák• néhány páfrány• kevés zárvatermő

13

Hajtásos növények vízigénye

• vízi növények (hidatofitonok)

• mocsári növények (helofitonok)

• közepes vízigényű növények (mezofitonok)

• szárazságtűrők (xerofitonok)

• sótűrők (halofitonok)

Szárazságkerülők• efemer növények

időben

• geofiton növényektérben

• szukkulens növényekraktározással

14

Calvincycle

CO2

RuBP

PGA(C3)

PGAL

mezofillumsejt

C3

CO2

C4

mezofillumC4

hüvelysejt

CO2

Calvincycle

PGAL

nappal

éjjelCO2

C4

CO2

Calvincycle

PGAL

CAM

A CO2 megkötés alternatív útjai

A C3-as és C4-es növények szöveti felépítése

C3 plant C4 plant

mezofillum sejt

nyalábhüvely sejt

15

C4 csukott sztómákkal is tudnak fotoszintetizálniC3 kisebb produktivitás evapotranspriáció miatt.

Az éghajlat

Ökológiai szempontbólSI rendszerek működését, elterjedését szabályozó kényszerfeltételek szinergizmusban ható csoportja.

éghajlat

talaj növényzet

16

A talaj abiotikus és biotikus részekből álló rendszer

Növények

gyökerek

mikrobák, állatok

A talaj kialakulása

• kőzetek fizikai mállása (aprózódás)• kémiai mállás

(oxidációs, hidratációs, hidrolitikus folyamatok)

agyag• biológiai mállás

1. légköri N2 fixálás2. ásványosodás3. humuszképződés

17

1. Biotikus humifikáció2. Abiotikus humifikáció

Humuszformák• Szárazföldi humuszformák

- Nyers humusz- Moder- Mull (intenzív humifikáció)

• Félig szárazföldi humuszformáktőzegek

• Víz alatti humuszformák

18

A talaj rétegei

avarszint

kilúgozódási szint

felhalmozódási szint

talajképződésiszint

ANYAKŐZET

Talajok ökológiai faktorként felmerülő tulajdonságai

• Összetétel- nedveségtartalom- levegőzöttség- humusztartalom- tápanyagtartalom

• Fizikai tulajdonságok- textúra- szerkezet

• Kémiai tulajdonságok- kolloid szerkezet- kémhatás

19

Növények igényeinek megfelelő „tipikus” talaj összetétele

20

A talaj levegőtartalma

• nagy CO2-tartalom (akár 100x)

• magas páratartalom

• alacsonyabb oxigéntartalom

A talaj víztartalma• higroszkópos vízkolloidok hidrátburka, erősen kötött

• kapilláris víznövények számára legfontosabb

• szivárgó vízkönnyen felvehető, de időleges

21

Élőlények talajvízigénye• talajvízben élőkProtozoa, Rotatoria, Nematoda

• nedvességigényes fajokNematoda, Collembola

• szárazságtűrőIsopoda, Formicidae

A talaj szervesanyag-tartalma

22

A humusztartalom megoszlása a talaj rétegeiben

A talaj tápanyagai

• makroelemek (10-0,01% növényi igény)N, P, K, Ca, Mg, S, Si• mikroelemekB, Mn, Fe, Zn, Cu, Mo, Co

Felvehető tápanyagtartalom < Összes

23

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).

Nitrofrekvens 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 szilikátjelző növények

24

A talaj magas sótartalmát jelziksziki 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).

Sótűrő növények

25

Talajok szerkezete

• darabosság

• kötöttség

• pórustérfogat

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)

26

27

A talaj összetétele

szervetlen anyagok93%

szerves anyagokhumusz

85%

egyébélőlények 5%

baktériumok40%

gombák40%

gyűrűsférgek12%

edafon

28

0,00060,000600--0,50,5EgyEgyééb b áállatokllatok0,0560,05600--2,52,5GyGyűűrrűűsfsféérgekrgek0,0020,00200--0,20,2FonFonáálflféérgekrgek0,070,0700--0,50,5EgysejtEgysejtűűekek1,631,6322--55GombGombáákk

--00--22SugSugáárgombrgombáákk0,730,7311--22BaktBaktéériumokriumok1,461,462020--9090GyGyöökerekkerek

ÁÁrpafrpafööldldRRéét, legelt, legelőőTalajTalajééllőőlléényeknyek

Talajélőlények tömege (t/ha)rét-legelőn és árpaföldön

Az edafon rendszertani összetétele• Baktériumok

• Egysejtűek

• Növényszerűek

• Gombák

• Növények

• Állatok

29

8 0008 0002 0002 0006 0006 000150150160 000160 000100 000100 00060 00060 000120120

1 400 001 400 00900 000900 000500 000500 00090902 800 0002 800 0002 000 0002 000 000800 000800 00060602 950 0002 950 0001 800 0001 800 0001 150 0001 150 00030303 800 0003 800 0001 300 0001 300 0002 500 0002 500 00022--55öösszessszesanaerobanaerobaerobaerob(cm)(cm)

BaktBaktéériumszriumszáám/g talajm/g talajRRéétegmtegméélyslyséégg

Baktériumok a talajban

Szerepük: lebontók, felszabadítják a tápanyagokat, betegségeket terjesztenek vagy semlegesítenek (penicillin).

Gram negatív baktériumok

• G (-) aerob pálcák és kokkuszok

Pseudomonasok

Azotobacter –N2 fixálás szabadon

Rhizobium –N2 fixálás szimbiózisban

RhizobiumRhizobium spsp..

30

Gram negatív baktériumok 4.

• Fakultatív anaerob G(-) pálcák

Escherichia coliShigella

Vibrio

Gram negatív baktériumok 5.

• Disszimilációs szulfát vagy kénredukáló baktériumok• Aerob kemolitotróf baktériumokNitrobacter NO2

-→NO3-

Nitrosomonas NH4→NO2–

• Anaerob fotoszintetizáló baktériumok

Rhodospirillum

31

Gram pozitív baktériumok

• Endospórás G (+) pálcák és kokkuszokBacillus anthracis

• Actinomycetes

• Streptomycetes

Ph.: Fonálférgek (Nematoda)

Ph.: Gyűrűsférgek - (Annelida)

Ph.: Ízeltlábúak (Artropoda)

Ikerszelvényesek (Diplopoda) osztálya

Pókszabásúak (Arachnida) osztályaMalacostraca - Felsőrendű rákokInsecta – Rovarok osztálya

32

A domborzat

• nagy domborzati tényezők (macrorelief)– hegységek elhelyezkedése,– tengerszintfeletti magasság

• kis domborzati tényezők– kitettség– lejtőszög

33

A domborzat hatása a csapadékmennyiségre

Cickafark populációka Sierra Nevada hegységben

34

Clausen, Keck és Hieseykísérletei

Ökotípusfogalma

Különböző tengerszint feletti magasságból vett egyedek klónjait3, különböző magasságban lévő közös kertben nevelték.