Formációk és biomok; sokféleség és jellemzőik

Szerző: Höhn Mária

A biom egy olyan szerveződési egység, amely nagy földrajzi térségek életközösségeinek láncolatából áll, és kialakulásában legfontosabb környezeti tényező a klíma, melynek hatására a növényzet és az állatvilág jellemző struktúrájú és fiziognómiájú csoportokba szerveződik.

Más szóval, a biomok a növényzet és a vele együtt élő állatok közösségei egy nagyobb léptékű földrajzi térségben.

A biomok felépítésében jól körülhatárolható, az adott biomra jellemző növényzeti formációk vesznek részt. Ilyenek például az amazóniai trópusi esőerdők formációja, a szibériai tajgaerdők, vagy a közép-ázsiai sztyeppék és az észak-amerikai prérik. Két utóbbi füves vegetáció például nagyon hasonló felépítésű, hasonló környezeti feltételek mellett alakul ki, és fajaik hasonló funkcionális csoportokba tömörülnek. De ha összehasonlítjuk a két növényzeti formáció fajkészletét láthatjuk, hogy az merőben eltérő, mert mindegyik a földrajzi területre jellemző flóra és fauna elemeiből épül fel. Az ázsiai sztyeppék és az amerikai prérik fajai nem azonosak, ugyanakkor hasonló fiziognómiájúak és azonos módon szerveződő funkcionális csoportokat építenek fel. Ez a hasonló felépítmény olyan, ami leginkább megfelel az uralkodó klimatikus viszonyoknak és az adott környezeti adottságoknak. Tehát a trópusi esőerdő biomja magába foglalja mind az amazóniai trópusi esőerdőket, mind a kelet-ázsiai síkvidéki esőerdőket.

A füves puszták biomja pedig a különböző kontinensek füves növényzeti formációit tömöríti, olyan területeket, ahol a kevés csapadék és annak szélsőséges eloszlása nem kedvez az erdők, a fás szárú vegetáció kialakulásának. (1. Ábra)

1. Ábra: A Föld fontosabb biomjai http://www.blueplanetbiomes.org/world_biomes.htm

A szárazföldi biomok földrajzi eloszlásának vizsgálata kapcsán kitűnik, hogy azok a klimatikus változók mentén terjedtek el, egyrészt a szélességi fokokat követik, másrészt a tengerszint szerinti magasság szerint szerveződtek. A legfontosabb szárazföldi biomok a jellemző növényzeti formációik alapján az alábbiak:

• trópusi esőerdők: síkvidéki és hegyvidéki-, köderdők
• trópusi lombhullató erdők és cserjések
• trópusi szavannák
• sivatagok: szubtrópusi forró és mérsékelt égövi, hideg telű sivatagok
• mediterrán erdők és szúrós cserjések
• mérsékelt égövi erdők: lomhullató erdők, örökzöld lombos erdők (babérlombú és keménylombú erdők) és mérsékelt égövi esőerdők
• mérsékelt égövi füves vegetáció
• fenyőerdők: boreális elegyes erdők- tajga, és hegyvidéki, alhavasi fenyvesek
• tundra és alpesi vegetáció: mérsékelt égövi és sarkvidéki tundra és trópusi havasi vegetáció
• szárazföldi, vízben gazdag vegetáció: lápok, mocsarak, delták vízi-vízparti növényzete

A biomok eloszlása a földrajzi szélesség és a fontosabb klimatikus régiók térbeli helyzete alapján van der Maarel (2006) ábráján látható.

2. Ábra: Egy nagyobb kontinens klimatikus régiói (E. van der Maarel: Vegetation ecology 2006) , I. – Trópusi egyenlítői; II. – Időszakos esős trópusi, III. – Szubtrópusi arid; IV. – Mediterrán; Vm. – óceáni; Ve – meleg mérsékelt égövi; VI. – tipikus mérsékelt égövi (nemorális); VII. – kontinentális mérsékelt égövi; VIII. – boreális; IX. – sarkvidéki.

Altípusok példával: a – extrém száraz (Ia. Kelet Afrika, VIIa. É-Amerika nyugati része), c – kontinentális (IVc. Közel Kelet, Vc, észak-kelet Kína, VIIIc. Kelet-Szibéria), m – maritim ( IIIm. Namib Atakama, VIm. Nagy-Britannia)

Minden biom élővilága, populációstruktúrája tükrözi a biom területén uralkodó fontosabb környezeti, klimatikus tényezőket, hiszen a fajok alkalmazkodtak ezekhez a körülményekhez. A fajok ökológiai magatartása morfológiai-anatómiai és élettani sajátosságoknak tulajdonítható és ezek a magatartásformák több fajra is jellemzőek lehetnek. Ezek alapján különíthetők el azok a funkcionális csoportok, melyek rendszerint jól jellemzik a biomot.

A növények esetében a funkcionális csoportok jellemzésére legegyszerűbben a növekedési formák ( Barkmann 1988) és az életforma csoportok (Raunkiaer 1934 ) használhatók (lásd az 5. fejezetben is!). A növekedési formák valamilyen funkcióval is párosulhatnak, ezért a hasonló növekedési típusok gyakran hasonló környezeti viszonyokra utalnak. Legáltalánosabban elterjedt osztályozás szerint 6 növekedési formacsoportot különítenek el a növényeknél: fák, cserjék, liánok, évelő széleslevelű lágyszárúak, füvek, és vízi növények.

3. Ábra: A növények növekedési formájának 6 alaptípusa  http://www.fws.gov/invasives/volunteersTrainingModule/invasives/plants.html

A fent bemutatott növekedési formák mellett sokkal precízebb a Raunkiaer-féle életforma rendszer, melyet ugyan a szerző eredetileg csak a mérsékelt égövi fajokra dolgozott ki, de több szerző azóta a trópusi fajokra is kiterjesztett. Ennek ellenére ma kevesebben használják. Az életforma-típusok csoportjainak eloszlásából is, a biomot felépítő élőhelyek természetére következtethetünk.

A növekedési formák csoportjaihoz további részletes, strukturális jellemzőket rendeltek, így összesen 6 szempontot lehet figyelembe venni a növényi formációk jellemzőinél (Box 1981): További öt bélyeg a levél formája és szöveti jellemzői (pl. puha vagy erősen merev, esetleg vastag levél), a levél mérete és a hajtáshossz, szezonális aktivitás (nyáron zöld, vagy esős évszakban zöld, örökzöld stb.). Az így leírt, több mint 90-féle funkcionális kombinációt és azok földrajzi eloszlását a biomok részletes leírására használják föl. Mivel az egyes biomok élővilágának részletes bemutatása messze túlmutatna a jelen jegyzet határain itt a kertészeti szempontból fontosabb növekedési jellemzőket említjük meg a biomok kapcsán mint a növények ökológiai alkalmazkodásának példáit.

- A mérsékelt és hideg égöv erdőiben hosszú nyugalmi időszakra kényszerülnek a fák, ezért a lomblevelű fás fajok lombhullatókká váltak. A mérsékelt égövi lombos erdők mellett a boreális övben a lombosfák fenyőfajokkal elegyednek. Ez a tajga, ahol a fenyőfajok többsége örökzöld maradhatott, mert keskeny levélfelületük, a tracheák hiánya, a vastag viasz és kutikula bevonatuk szárazság és fagytűrővé tette őket. Mindkét csoport esetében a fagyos talaj elviselésében jelentős tényező az intenzív gyökérlégzés, amely által a gyökerek mikrokörnyezetében elolvadhat a jég és a növények számára felvehető víz képződik 4. 5 Ábra.

4. Ábra : A boreális (tajga) övre jellemző klímadiagramok (balra: Finnország Malmö, jobbra: Oroszország, Moszkva)

A klímadiagramokon látszik a hosszan tartó fagyos időszak, amelyet a tajgai növényeknek valahogyan át kell vészelni.

5. Ábra: Boreális erdő képe nyír fajokkal (Betula pubescens, B. pendula) és erdeifenyyővel (Pinus sylvestris)

- Magashegyi és tundrai élőhelyeken az erős besugárzás, a hosszan tartó hideg és hónyomás, erősen fújó, hideg szelek a fás fajokat letörpítette, és a törpecserje életforma elterjedésének kedvezett. A hajtások és levelek tömötten állók, így az intenzív légzés által a növényi test körüli mikrokörnyezet kissé fölmelegedhet. A fedelékesen álló levelek a hideg mellett az UV elleni védelmet is szolgálják. A permafroszt zóna (állandóan fagyott talaj) növényeinél gyakran megfigyelhető a jegesedés elleni küzdelem. A sejtplazma koncentrációjának növelésével, cukrok és más molekulák (pl. aminosavak) felhalmozásával a sejttartalom cseppfolyós maradhat (6. Ábra).

6. Ábra: Az arktikus vegetációra jellemző növekedési formák: Betula nana heverő törpecserje; Salix arctica (lombhullató törpecserje);Cassiope tetragona (örökzöld cserje); Dupontia fisheri (tarackos egyszikű); Luzula confusa (gyepes egyszikű);Saxifraga nivalis (tőlevélrózsás kétszikű); Polygonum viviparum (felálló kétszikű); Cerastium beeringianum (szőnyegszerű kétszikű); Saxifraga caespitosa (párnás kétszikű); mohák(Pogonatum sp.) és zuzmók (Cladonia sp. ) (forrás: http://www.eoearth.org/article/Introduction_to_Arctic_Tundra_and_Polar_Desert_Ecosystems )

- A sivatagokban szerveződő funkcionális csoportok a szárazságtűrés változatos megjelenési formái. Elterjedt az egyéves életforma, ahol a növényfajok hosszú magnyugalommal vészelik át a száraz időszakot és gyors életciklussal fejlődnek, ha az eső megáztatja a felszínt, ezeket az egyéves fajokat nevezzük efemer növényeknek. Más fajok pozsgás termetükről ismerhetők fel. Több növénycsalád fajai képesek vízraktározása akár a hajtás átalakulásával, akár a levélzet pozsgássá válásával. Emellett fotoszintézisüket is specializálták, az ún. CAM típusú fotoszintézis alakult ki (7. Ábra). Lásd. Környezeti tényezők fejezet

7. Ábra : A sivatagi vegetáció Tunéziában és jellemző életformák: egyévesek, törpecserjék és más pozsgás fajok

A természetes fajok elterjedése és viselkedése, a biomokat felépítő vegetáció funkcionális csoportjainak ismerete és a csoportok jellemző paramétereinek mérése a mai klímaváltozás körülményei között számos gyakorlati haszonnal járhat. A gyors változások mellett, mint a légköri CO₂ koncentráció és az átlag hőmérséklet emelkedése, vizsgálható, hogy milyen változások várhatók a biomok struktúrájában. Nem tudjuk, csak prognosztizálható, hogy mely fajok lesznek a felboruló életterekből kiszabadulva az invázió főszereplői. Nem tudjuk továbbá, hogy az agrárkultúrák, kertészeti- és zöldfelületek, erdőültetvények hogyan reagálnak a változásokra, milyen fajstruktúra és populáció komplexek kialakulása, kialakítása lesz sikeres.

Nem utolsósorban, termesztett növényeink mindegyike valamelyik biom területéről származik, az ottani funkcionális csoportok kötelékéből emeltük ki. Ahhoz, hogy a legkorszerűbb és leginkább hatékony, költségkímélő termesztés technológiákat alkalmazzuk, tudnuk kell minden részletet a faj származásától kezdődően a biomokban elfoglalt helyéig, az alkalmazkodási képességétől a terjedési stratégiáig.

Ellenőrző kérdések és feladatok

1. Sorolja fel a Föld fontosabb biomjait és válasszon ki egyet közülük, amelyet ezt követően jellemezzen növényzeti struktúrájában és a funkcionális csoportok révén.

2. Milyen környezeti tényezők befolyásolják leginkább a növényzet alkalmazkodását egy sivatagi, félsivatagi ökoszisztémában? Sorolja föl a limitáló tényezőket és az ehhez való adaptációt a növényeknél, a jellemző életformákkal.

3. Milyen környezeti tényezők befolyásolják leginkább a növényzet alkalmazkodását egy sztyeppei ökoszisztémában? Sorolja föl a limitáló tényezőket és az ehhez való adaptációt a növényeknél, a jellemző életformákkal.

4. Mire utalhat, ha egy növény levelei sűrűn fedőszőrösek?

a. lehet fagytűrő
b. lehet szárazságtűrő
c. mindkettő lehet
d. egyikre sem utal a szőrözöttség

5. Vízhiányos szárazföldi területeken a növényi biomassza nagyrésze a földalatti szervekben koncentrálódik.

a. mert így a párologtatás minimális lehet
b. mert egyben a hősokk elkerülése a cél
c. mert a szerteágazó gyökérzet több víz felvételét teszi lehetővé
d. ez az állítás nem igaz.

Irodalomjegyzék

Pásztor E., Oborny B. (szerk.) 2007: Ökológia. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest.
van der Maarel, E. 2005. Vegetation ecology. Blackwell Publishing.