szigetbiogeográfia és...

1

A szigetbiogeográfia és a tájökológia természetvédelmi alkalmazása

• Napjainkban az életközösségeket fenyegető veszélyek közül kiemelkedő jelentősége van a fragmentációnak

• Nagyobb összefüggő természetes vagy féltermészetes területek ma már nagyon ritkák

• Ma már inkább a kiterjedt „kultúrsivatagokba” vannak beágyazva a kisebb-nagyobb természetközeli élőhelyszigetek

• A szigetszerűség negatívan befolyásolja az életközösségek fennmaradását

• A fragmentáció ma is zajlik (pl. utak, autópályák építése, területhasználat)

• A fragmentáció és a vele járó szegélyhatás problémája a közösségek és populációk térszerkezetével kapcsolatos

• Az illető populációk számára alkalmas élőhelyfoltok, és az ezeket körülvevő alkalmatlan területek léteznek

• A valóságban azonban rendszerint egy többféle foltból állómozaikkal van dolgunk

• A tájökológia feladata a foltmintázat, vagyis a táj struktúrája és a különböző ökológiai folyamatok közötti összefüggések vizsgálata

• A táj a biocönózis szint felett helyezkedik el, különbözőtípusú élőhelyek és az itt élő, egymással kölcsönhatásban lévőélőlénytársulások alkotják

A fragmentáció közösség szintű hatásai

• Előfordulhat az is, hogy több részpopuláció mérete a a minimális életképes populációméret alá esik és ez tömeges kihalást okozhat

• Ennek közösségszintű következménye a fajszám drasztikus csökkenése, a kulcsfajok elvesztésével járó lavinaszerűfajvesztés és a közösségszerkezet átalakulása

• A fragmentáció két különböző komponensre bontható:

•1) izoláció•2) szegélyhatás

• Az egyes metapopulációknak (részpopulációk) viselni kell a populációméret csökkenésének valamennyi káros hatását

2

Izoláció

• 1914-ben a környező terület elárasztásakor ez a 15,7 km2

hegy szigetté változott, izolálódott a környező területektől

• A nagyragadozók megfelelő méretű terület hiányában eltűntek a szigetről

• Ennek következménye volt a kisméretű emlősök elszaporodása

• Jól szemlélteti azt a Barro Colorado sziget esete

• Ezek az emlősök fosztogatták a földön fészkelő madarak fészkeit, így a 1938 és 1970 között a 208 madárfajból 45 eltűnt

• Azon madarak száma is csökkent, amelyek a hangyák által felvert rovarokkal táplálkoztak

Szegélyhatás

• Az élőhelyek külső zónájában az életfeltételek (fényviszonyok, hőmérséklet, szennyezés, zaj, stb.) oly mértékben megváltozhatnak, hogy az számos populációszámára alkalmatlan lesz

• A természetes élőhelyek feldarabolódása erdőirtás, beszántás, szennyezés, stb. következtében, mindig együtt jár az effektív területméret csökkenésével

Szegélyhatás Szegélyhatás

• A betelepülő fajok nagy része azonban kozmopolita, igénytelen, kis természetvédelmi értékkel bíró inváziós faj, amely az értékesebb fajok kipusztulását is meggyorsíthatja

• Ezért ez a fajszámnövekedés természetvédelmi szempontból nem értékes

• Gyakran előfordul azonban, hogy a természetes élőhelyfoltok peremén meglepően nagy a fajgazdagság, a fragmentáció a fajszám növekedését okozza

• Léteznek olyan értékes fajok, amelyek bizonyos típusúszegélyekben érzik jól magukat, de itt az élőhelyek elkülönülése természetes, hosszantartó folyamat eredménye

• Pl. az erdőfoltokat határoló bokorszegély énekesmadár faunája kimondottan gazdag

3

Szegélyhatás• Egyes értékes növények is kifejezetten szegélytársulásokhoz, ún. ecotonokhoz kötődnek

A fajok eltérő érzékenysége

• Különösen érzékenyek azok a fajok, amelyeknek•1) nagy a területigényük•2) kicsi a diszperziós, kolonizációs potenciáljuk•3) specializálódottak•4) a táplálékláncban magasabban helyezkednek el

• A különböző fajok eltérő érzékenységgel reagálnak a fragmentációra

• Diamond és May (1974) tanulmánya kimutatta, hogy a kisebb testű, generalista növényevők több szigethegyen maradnak meg, mint a nagyobb testű specialisták, vagy ragadozók

A szigetbiogeográfia főbb törvényszerűségei

• Elméletük kisebb módosításokkal szárazföldi élőhelyszigetekre is alkalmazható

• MacArthur és Wilson (1967) kidolgoztak egy elméletet, amely a tengeri szigeteken kialakuló életközösségekre vonatkozott

Területhatás

• Ha mindkét oldal logaritmusát vesszük:

Log S = log c + z log Aegyenes egyenletét kapjuk

• Minél nagyobb egy sziget, annál több fajt képes eltartani:

S = cAz

ahol S a fajszám, A a sziget területe, z és c pedig állandók

• Az állandók értéke megfelelő számú minta esetén lineáris regresszió alkalmazásával kiszámítható

4

Területhatás Területhatás

• Gallé és mtsai (1990) hangyákra érvényes összefüggést kaptak (z = 0.22), növényekre és növényeken élő, szívogatókabócákra viszont nem volt érvényes a törvény

• Sok vizsgálat alapján megállapították, hogy z állandó értéke meglehetősen szűk határok között mozog, általában 0.18 és 0.35 közötti érték

• Ennek lehetséges oka, hogy a környező területekről betelepülő gyomok növelték meg a fajszámot kis területűélőhelyszigetek esetén

Távolsághatás

• Pl. Hawaii-szigetek és Krakatau sziget növényvilága

• A szárazföldtől, ill. a kolonizációs forrástól távolabbi szigetek fajszáma kisebb, mint a közelebbieké

• A Hawaii-szigetek a kontinenstől 4000 km távolságra vannak, míg Krakatau szigete a kolonizációs forrásnak tekinthető Jáva és Szumátra szigetektől 40 km távolságra van

Egyensúlyi fajszám

• A szigetek kontinenstől való távolságuktól és nagyságuktól függően meghatározott számú fajt képesek eltartani egyensúlyi állapotban, amikor a betelepülés és a kihalás azonos mértékű

5

A szigetbiogeográfia alkalmazása védett területek tervezésénél

• Wilson és Willis (1975) felismerték, hogy a szigetbiogeográfia törvényszerűségeinek fontos következményei vannak a védett területek tervezésénél

• Kedvezőbb, ha egy védett terület,• a) egy tömbben van• b) ha kerek, vagyis kicsi a kerület/terület arány• c) ha fragmentált, akkor a részek közel vannak egymáshoz• d) és ha folyosók kötik össze őket

• Ezt a véleményt sokan vitatták

• Egyesek szerint az egyetlen nagy, mások szerint a több kicsi védett terület a kedvezőbb (SLOSS-vita: „Single Large orSeveral Small?”)



Természetes foltdinamika lehetőségeJárványok izolálódása

Nehezen terjedő fajok nagyobb esélye

Kisebb diszturbancia gyakoriságTöbbféle kihalási sorrend –többféle közösségösszetétel

Környezetszennyezési hatások kisebb valószínűsége

Populáció genetikai differenciáció, endemizmus kialakulásának lehetősége

Nagyobb területigényű fajok fennmaradási lehetősége

Kisebb „célpont” de szélesebb eloszlás

Több zavartalan, belső élőhelyNagyobb diszturbancia gyakoriság

Bizonyos élőhelyek csak nagyobb területen „férnek el”

Relative több átmeneti élőhely

Lassúbb fajvesztésTöbbféle populációméret –többféle közösség összetétel

Nagyobb egyensúlyi fajszámTöbbféle betelepülési sorrend –többféle közösség összetétel

Egy nagyTöbb kicsi


• Egyik elrendezés mellett sem lehet egyértelműen dönteni

• Előnyös ha nagy a védett terület és több van belőle

• Választási kényszer esetén az aktuálisan jelenlévő, megőrzendő fajok és közösségek alapján kell választani

• Hazánkban jelenleg olyan kevés természetes és természetközeli terület van, hogy valamennyi fennmaradását biztosítani kell

6

A tájökológia és természetvédelmi alkalmazásai

• A tájökológia célja, hogy feltárja a táj mintázatát és vizsgálja ennek hatását a tájban élő életközösségekre és populációkra

• Ennek ismeretében a természetvédelem olyan tájmintázat megőrzésére vagy kialakítására törekszik, amely az adott terület természeti értékeinek fennmaradását szolgálja

A táj mintázatának feltárása, tájindexek megállapítása

• Egy adott terület természetvédelmi szempontból releváns foltmintázatként való leképezéséhez el kell döntenünk:• a) milyen térskálát választunk• b) a foltokat milyen kritériumok alapján különítjük el

• Ezen döntések függenek attól, hogy,• a) milyen objektumot vizsgálunk• b) milyen kérdésre keressük a választ• c) milyen időléptékben kívánunk dolgozni

• A foltmintázatot leggyakrabban az előfordulóvegetációtípusok alapján állítják elő• Pl. ható faktorok térképének és az előfordulási térképeknek az összevetése segíthet a védendő objektum viselkedésének megértésében


• Hangyák, gyíkok esetében ha a napi mozgásra vagyunk kíváncsiak, akkor a terület hőképét kell előállítanunk

• Ha a növények elterjedését vizsgáljuk, akkor viszont talajtérképek szükségesek• A foltmozaiknak dinamikája van, időben különbözőhatásokra (pl. diszturbanciák miatt) változik

• Egy vizsgált kérdéshez és az adott objektumhoz adekvát foltmintázat tulajdonságait számszerűen kifejezhetőformában kell megadni

• Természetvédelmi problémák megoldására jól használhatók a Nemzeti Élőhely-osztályozási Rendszer (á-NÉR) élőhelytípusai, mint folttípusok


• Erre azért van szükség, hogy a különböző jelenségeket és folyamatokat egzakt módon vizsgálhassuk

• Erre alkalmasak a tájindexek, amelyek nagy része a foltok tulajdonságain alapul, ezek a táj fiziognómiai struktúráját jellemzik:• 1) méret megoszlás• 2) kerület/terület arány• 3) a határok lefutása• 4) a foltok irányultsága• 5) a szomszédos foltok típusa• 6) a foltok kontrasztja• 7) a foltok összefüggősége

7



• A kerület/terület arányát és a határok lefutását gyakran az ún. fraktál dimenzióval jellemzik

• Ezzel a módszerrel egyetlen szám segítségével jól megkülönböztethetjük a kerekded, sima határvonalú foltokat és a bonyolult alakú, kacskaringós határvonalú foltokat• Tájindexek másik része az egész mozaikra vonatkozik és a táj kompozíciós struktúráját írják le:• 1) foltdiverzitás (két komponens: folttípusok száma és gyakorisági megoszlása)• 2) térbeli diszperzió (az aggregáltság mértéke)• 3) a mintázat előrejelezhetősége (szabályossága)

A tájmintázat funkcionális vizsgálata

• Természetvédelmi szempontból az a legfontosabb, hogy a fentiek alapján jellemzett táj tulajdonságait összefüggésbe hozzuk a populációk és közösségek viselkedésével, túlélési esélyeikkel

• Ezen összefüggések felismerése segít a természetvédelmi kezelések megtervezésében és a tájstruktúra változásainak természetvédelmi objektumokra gyakorolt hatásainak előrejelzésében

A mintázat objektumfüggősége

• A populációk és közösségek tolerencia-tulajdonságaikalapján „képezik le” az élőhelyeket

• Más élőlények számára ezek a különbségek nem fontosak, így ők homogénnek találják ugyanazt a területet

• Ez azt jelenti, hogy bizonyos paraméterek térbeli változása egyes élőlények számára fontosak ezek heterogénnek érzékelik az élőhelyet

• Az hogy egy élőlény hogyan minősít egy élőhelyet több tényezőtől függ:• 1) táplálékforrás• 2) ragadozó hatása• 3) kompetíció hatása• 4) fiziológiai igények• 5) magatartási kényszerek

8

A mintázat objektumfüggősége

• A populáció mintázatát ezeken kívül az élőhelyfoltok térbeli tulajdonságai is befolyásolják• Wiens és mtsai (1993) szerint mozgó élőlényeknél az egyedek területhasználata alapján áll össze a populációtérmintázata és dinamikája

Néhány funkcionális tájellemző

• Dunning és mtsai (1992) szerint a táj fiziognómiai és kompozíciós struktúrája 3 fontos ökológiai alapfolyamatot befolyásol• Ezeknek nagy szerepe van a populációk dinamikájának és a közösségek struktúrájának alakításában:• 1) komplementáció• 2) szupplementáció• 3) source-sink dinamika

Tájszintű komplementáció

• Ha egy fajnak olyan egymással nem helyettesíthető igényei vannak, amelyek két különböző élőhely foltban elégíthetők ki, ott ahol a két folt viszonylag közel van egymáshoz több egyedet képes eltartani, mint ahol az egyik típus ritka

Tájszintű szupplementáció

• A vonalkázott területek a faj számára alkalmas területeket jelentik. A és B folt túl kicsi ahhoz, hogy egyedül eltartson egy populációt. Azonban az A foltban élők használhatják a közeli többi foltot, míg B foltot nem tudja a faj huzamosabb ideig elfoglalni

9

Source-sink viszonyok

• A vonalkázott foltok olyan „gazdag” élőhelyeket jelentenek, amelyek képesek „fölös” egyedeket produkálni (sourcehabitatok), míg az üres foltok nem képesek egy helyi populációt fenntartani (sink habitatok), így a közeli sourcefoltokból távozó egyedek biztosítják az utánpótlást

• Ezek sorsa ugyanis jelentősen befolyásolja a védett területek élővilágának alakulását is

• A tájökológiai folyamatok alapján azt mondhatjuk, hogy a természetvédelem nem korlátozódhat csak a védett területekre, hanem valamennyi természeti területet figyelembe kell venni

• A tájszintű folyamatok befolyásolják a populációk előfordulását, így hatva a közösségek szerveződésére

A földrajzi információs rendszerek alkalmazása a tájszintű természetvédelmi kezelésben

• Pl. ha egy környezeti paraméter értéke és annak térbeli elrendeződése változni fog és ismert a vizsgálandó populációérzékenysége, valamint términtázata, előrejelezhető a sorsa

• Megfelelő modellek alkalmazásával kísérletek végezhetők GIS segítségével

• A földrajzi információs rendszer (GIS) egy számítógépes térinformatikai program, amelyen egy terület különbözőszempontok alapján előállított términtázata, a populációk és közösségek előfordulása tetszőleges kombinációban megjeleníthető, összefüggéseik vizsgálhatók

A földrajzi információs rendszerek alkalmazása a tájszintű természetvédelmi kezelésben

10

A tájökológia humán-orientált értelmezése

• Természetvédelmi szempontból nagyon fontos az emberi tényezők figyelembevétele is, hiszen a közösségek védelmét és a területhasználat szempontjait állandóan egyeztetni kell

• Sokszor egy mozaikstruktúra leképezésének legfontosabb kritériuma a területhasználati típusok megkülönböztetése

• Egy adott táj arculatát ma már jelentősen befolyásolják az emberi hatások

• Pl. fontos a differenciált területhasznosítás elveit érvényesíteni



• Fő célja az ember és a táj kapcsolatának vizsgálata, a tájtervezés, kezelés, fejlesztés és helyreállítás elméleti alapjainak megteremtése, a táj mint emberi élettér egészségének és integritásának biztosítása

• Ezen értelmezés alapján a tájökológia egy interdiszciplináris tudomány és az ökológián kívül földrajzi, szocio-pszichológiai, közgazdasági, kulturális és területhasználati vonatkozásai is vannak

• Többen elvetik a tájökológia biocentrikus értelmezését, és a tájat elsősorban emberi élettérnek tekintik

• A tájszintű természetvédelem valóban nem nélkülözheti a társadalmi szempontok figyelembevételét sem, de a természeti értékek megőrzése az elsődleges feladat


• Ezt a célt össze kell hangolni a tájban élő emberek igényeivel, és megtalálni mind a természeti, mind az emberi értékeket megtartó harmóniát

szigetbiogeográfia és...

Documents