Gyepek ökológiája

bb2n1e23 Gyepek Ökológiája EA

BIO/01/02E Gyepökológia, KÖR/28E Természetes gyepek ökológiája dotori tárgyak

Kalapos Tibor (kalapos@caesar.elte.hu

Tantárgy célja, célkitűzései

A  Bioliógia MSc Ökológia, Evolúcióbiológia és Konzervációbiológia szakirányon, valamint a biológia, ill. környezetttudományi doktori képzésben bemutatni a természetközeli gyepközösségek felépítését, szerkezetét és mûködését, valamint az azokat meghatározó ill. befolyásoló legfőbb ökológiai tényezõket. Az alapképzés során elsajátított ökológiai ismeretekre épülve cél a részletesebb megismerkedés a gyepekkel.

A tantárgy tematikája

 

1.) Természetközeli gyepek

A gyepvegetáció kiterjedése bolygónkon. A Föld jelentős gyep formációi: sztyepp, préri, pampa, campos, veld. Trópusi füves területek: szavannák és a llanos. Füves félsivatagok. Fiziognómia, domináns fûnemzetségek, jellemző vegetációdinamika az egyes gyepformációkban. Hazánk fő gyeptípusai (sziklagyepek, pusztagyepek, rétek, legelők, kaszálók).

2.) Gyepalkotó pázsitfűfélék

A pázsitfûfélék (Poaceae) családja, mint a gyepvegetáció domináns alkotója: evolúciójuk, sokféleségük és taxonómiájuk. Milyen sajátságaik révén válhattak a fûnemûek a gyepek tömeges komponenseivé? További jelentős gyepalkotó taxonok (pl. pillangósok (Fabaceae), ernyősök (Apiaceae), fészkesek (Asteraceae)), speciális ökológiai szerepük, funkciós csoportok.

3.) A gyepek éghajlati meghatározottsága

Az éghajlat szerepe a gyepek kialakulásában: csapadék- és hőellátottság, a csapadék mennyiségének, eloszlásának és rendszerességének jelentősége. A füves formációk helye a Whittaker-féle hőellátottság-vízellátottság fázistérben. Időszakos szárazság, hőmérsékleti évszakosság: a markáns szezonalitás jelentősége.

4.) Edafikus maghatározottság: a talaj és az alapkőzet hatásai

Talaj-gyep kölcsönhatások, gyepekre jelemző fizikai, kémiai és biológiai talajsajátságok. A talaj vízgazdálkodása, mint a gyepek éghajlati meghatározottságát módosító tényező.

5.) Fű – gomba kölcsönhatások

Gyepalkotók kapcsolata arbuszkuláris mikorrhizákkal (AM): általánosság (taxonómiai és ökológiai elterjedés), funkcionális jelentőség (ásványi tápanyagok, elsősorban a foszfor felvétel hatékonyságának emelése), működési összehangoltság az AM és a gazdanövény között. Az AM kapcsolat specifikussága, az együttműködés hatékonysága különböző faj-faj kapcsolatokban. Több növényfajt összekötő AM-hálózat: ásványi tápanyag megosztás és epiparazituzmus. Endofiton gombák: az együttélés jellemzői, szerepe a növény életműködéseiben, ökológiai sikerességében (pl. növényevők fogyasztásának befolyásolásán keresztül).

6.) Félszáraz gyepeket fenntartó bolygatás: a tűz

A markáns éghajlati évszakosság szerepe az éghető növényi anyag felhalmozódásban. A gyepekben domináns fûnemûek speciális alkalmazkodottsága a tûzhöz. A tûz kiterjedésének, gyakoriságának, rendszerességének és intenzitásának szerepe a gyepközösségek szerveződésében. A növényevők legelésükkel potenciális éghető anyagot távolítanak el, interakció a tûzzel. A tûz szerepe a szavannák terjeszkedésésben az esőerdők rovására a földtörténeti negyedkorban. A gyepégés és az erdőtüzek eltérő vonásai. A tûz hatása gyep fajgazdagságára, hő-, víz- és ásványi tápanyaggazdálkodására, a tûz növényzeti mintázatokat homogenizáló hatása.  

7.) Növényevők gyepekben

A növényevők általános és specifikus hatásai: fogyasztás, szelektív legelés és fajösszetétel, a nagytestû legelők és a gyepek (ill. füvek) koevolúciója. Taposás, az éghető anyag eltávolítása, új mikroélőhelyek kialakítása, a talaj tápanyag-gazdálkodásának módosítása: az anyagáramlás felgyorsítása. A nagytestû legelők fogyasztási mintázata és a gyep növényzeti mintázata, foltdinamikája. Kistestû (gerinctelen) növényevők speciális hatásai.

8.) Gyepek ásványi tápanyag-gazdálkodása

Az ásványi tápanyagok eloszlása a talajban gyepekben. Füvek gyökérzetének speciális sajátságai a tápanyag felvételére. A pillangósok különleges szerepe: légköri nitrogén kötés. Ásványi tápanyagban gazdag szigetek a gyepekben felnövő cserjék és fák alatt. Tápanyagellátottság és fajgazdagság kapcsolata gyepközösségekben. Bolygatások hatása a tápanyaggazdálkodásra.  

9.) Gyepalkotók ökofiziológiai válaszai korlátozó környezetben

A növényi növekedést korlátozó tényezők gyepekben és a gyepalkotók főbb ökofiziológiai sajátságai: a különböző fotoszintézisutak (C3 és C4) előfordulása, adaptáltsági és akklimatizációs mechanizmusok és azok szerepe a korlátozó tényező élettani hatásának mérséklésében. Az időszakos szárazság elviselésének különböző módjai a lágyszárú hajtásos növények körében. A másodlagos anyagcseretermékek ökológiai szerepe gyepekben.

10.) Szervesanyag termelés gyepekben

A növényi élő anyag (fitomassza) mennyiségének és újratermelődésének (produkció) jellemző vonásai gyepekben. Globális adatok, a gyepek produktivitása hazánkban. A fitomassza megoszlása a föld feletti és föld alatti részek között, adaptív módosulása környezeti terhelésre (stressz). A növényi anyag tömeg-fotoszintetizáló felület kapcsolata gyepekben: fajlagos levélterület és komponensei, módosulásuk környezeti hatásokra.

11.) Gyepek szukcessziója

Vegetációdinamika és szukcesszió gyepvegetációban. A bolygatás hatása a gyepek fajösszetételére, szerkezetére és mûködésére, degradációs jelenségek. Ismétlődő bolygatás által fenntartott nem-egyensúlyi gyepek, szukcessziós változások a zavarás megszûnését követően. Az ember gyephasznosító tevékenységeinek (kaszálás, legeltetés, trágyázás, felülvetés, felégetés) hatásai a gyepvegetációra.

12.) Növényi invázió gyepekben

Tömegesen terjedő idegenhonos fajok gyepekben. Milyen sajátságok révén válhat egy faj invázióssá és mely élőlényközösségek fogékonyak az inváziós faj behatolására. A természetes ellenségtől felszabadulás (enemy release) és az ingadozó forrásellátottság hipotézisei, a kettő lehetséges kapcsolata. Pillangós virágú és fás szárú özöngyomok hatása gyepekben. Inváziós fûfajok (pl. Bromus tectorum, Cynodon dactylon) hatása a meghódított közösség összetételére és mûködésére.

13.) A klímaváltozás várható hatásai gyepekben

A klímaváltozás fő vonásai, mechanizmusa, kiváltó tényezők, mértékének eltérő globális mintázata. Potenciális növényi válaszreakciók, mi lehetséges ebből a tér- és időbeli megkötöttségek mellett? A CO2-trágyázás kedvező rövid távú hatása gyepekben, eltûnő serkentés hosszabb távon: más források korlátoznak („N-éhezés”, a széna N-ben szegényebb, növényevők számára alacsonyabb tápértékû). Gyepekben jelentősebb a melegedés, az időjárás rendszertelenebbé és szélsőségesebbé válása (pl. hosszabb esőmentes időszakok, gyakoribb heves esőzések) hatása. Változás a gyep faj- ill. funkciós csoport összetételében. Klímaváltozás hatásának kísérletes vizsgálata gyepekben.

14.) Gyepek természetvédelme

A fennmaradt természetközeli gyepterületek természetvédelmi problémái: fragmentáció és izolálódás, a regionális fajkészlet szegényedése, a biodiverzitás csökkenése. Aktív természetvédelem, fenntartó természetvédelmi kezelések és gyepek restaurációja. Gyepek nyújtotta ökoszisztéma szolgáltatások. Hazánk legértékesebb gyepterületei.

 

Letölthető anyagok (órai bemutatók pdf változatai) a kurzus Neptun MeetStreet felületén érhetők el

Ajánlott irodalom

Hazai

  • Altbäcker V. (1998): Növényevő emlősök és a vegetáció kapcsolatának vizsgálata homoki társulásokban. In: Fekete G. (szerk.): A közösségi ökológia frontvonalai. Scientia Kiadó, Budapest, pp.125-143.
  • Boros Á. (1958): A magyar puszta növényeinek származása. Földrajzi Értesítő 7: 33-45.
  • Figeczky, G. (szerk.) (2004): A legeltetéses állatartás szerepe és helyzete napjainkban.WWF-füzetek 24. WWF Magyarország, Budapest.[pdf]
  • Illyés E. & Bölöni J.(szerk.) 2007: Lejtősztyepek, löszgyepek és erdősztyeprétek Magyarországon. Budapest. 236p. [letölthető teljes kötet, pdf]
  • Kelemen J. (szerk.) 1997: Irányelvek a füves területek természetvédelmi szempontú kezeléséhez. Természetbúvár Alapítvány Kiadó, Budapest.
  • Molnár Zs. & Kun A. (szerk.) (2000): Alföldi erdőssztyepp-maradványok Magyarországon. WWF füzetek 15. WWF Magyarország, Budapest. [pdf]
  • Pannon gyepek élőhely kezelése Magyarországon. Magyar Madártani Egyesület - Természetvédelmi Tanácsadó Szolgálat. http://www.grasshabit.hu/index_hun.php?i=page&id2=100016
  • Rév, Sz., Marticsek, J. and Fülöp, Gy. (2008) Természetvédelmi szempontú gyephasznosítás. Duna-Ipoly Nemzeti Park, Budapest [pdf]
  • Varga, Z. (1998): Steppe-like grasslands in Hungary: Conservation and sustainable use. In: Nagy, G. (ed.): Ecological Aspects of Grassland Management, Grassland Science in Europe, Vol.1. Proceedings of the 17th General Meeting of the European Grassland Federation, Debrecen, Hungary. Debrecen, pp. 299-311.
  • Viszló, L. (2007) A természetkímélő kaszálás gyakorlata. ProVértes Közalpítvány.[pdf]

Külföldi

  • Daubenmire, R. (1968): Ecology of fire in grasslands. Adv. Ecol. Res. 5: 209-266.
  • Collins, S.L.; Knapp, A.K.; Hartnett, D.C. & Briggs, J.M. (1998): The dynamic tallgrass prairie. Synthesis and research opportunities. In: Knapp, A., Briggs, J.M., Hartnett, D.C. & Collins, S.L. (eds.): Grassland dynamics. Long-term ecological research in tallgrass prairie. Oxford University Press, New York, pp.301-315.
  • Scholes, R.J. & Archer, S.R. (1997): Tree-grass interactions in savannas. Ann. Rev. Ecol. Syst. 28: 517-544.

A tantárgy felvételének előfeltétele

Számonkérés módja

A nappali (MSc) képzésben résztvevő hallgatóknak kollokvium (2 kredit). A doktori képzés keretében a tárgyat teljesítők 4 kreditet kapnak, ebből 2 kredit a kollokvium, 2 kreditért pedig előre kiadott vagy az oktatóval egyeztetett saját kezdeményezésű témából.

 

Esszé témajavaslatok a BIO/01/02E Gyepökológia és KÖR/28E Természetes gyepek ökológiája dotori tárgyakhoz

Elsősorban angol nyelvû szakirodalom alapján:

A1. Inváziós növényfajok hatása ökoszisztéma folyamatokra gyepekben

(invasive species, grasslands, ecosystem processes, ecosystem services)

A2. A Föld valamelyik jelentős füves biomjának (pl. préri, pampa, szavanna, veld) bemutatása

 

Magyar nyelvû szakirodalom:

M1. Természetvédelmi kezelések hazai gyepekben

M2. Gyeprestaurációs kísérletek hazánkban

M3. Legeltetés szikespusztáinkon: lehetőségek és természetvédelmi vonatkozások

M4. Rideg (extenzív) legelő állatartás Magyarországon

M5. Kezdeményezések fenntartható (magas biodiverzitást biztosító, hagyományos) gyepgazdálkodásra hazánkban

M6. Magyarország gyepterületei a számok tükrében

(összeállítás országos statisztikai adatok alapján a hazai füves élőhelyekről, hasznosításukról (legelő állat, tulajdonviszonyok), területük várható módosulása a jövőben)

 

Vegyes (magyar és angol) szakirodalom

V1. Földön fészkelő nagytestû madarak füves élőhelyeken