Környezeti tényezők, populációk és a környeztet kapcsolata

Szerző: Höhn Mária

Ökológiai környezet

Az élő populációk, így a növényi populációk is mindig a számukra alkalmas élőhelyeket népesítik be. Egy populáció számára alkalmas élőhelynek az a terület számít, ahol a populáció igényeinek megfelelő környezeti feltételek alakultak ki. Gyakorlatilag, a populációra ható környezeti tényező mindegyike befolyásolja a populáció létét. Ezért ha bármelyik tényező paraméterei a populáció tűrőképességi határain kívülre esnek, akkor a populáció léte, túlélése kérdésessé válik. Minden olyan környezeti tényező, amely megközelíti a populáció tűrőképességének határait, korlátozó (limitáló) tényezőként fogható föl.

A populáció tűrőképessége vagy toleranciája a környezeti tényező hatására adott válaszában, azaz a biológiai produkció értékében jut kifejezésre.

Fontos megjegyezni, hogy az ökológiai környezet csak a populációkkal összefüggésben értelmezhető. Vagyis csak azok számítanak ökológiai értelemben környezeti tényezőknek, amelyek éppen hatnak és ezáltal közvetlenül befolyásolják az adott populáció létét, fennmaradását.

Egy budapesti parkban élő fás közösség számára teljesen érdektelen az, hogy milyen fényviszonyok vannak mondjuk a Kis Szénáson (Pilis), mert rájuk az a tényező nem hat. Számukra a Budapesten beszűrődő és visszaverődő fény, mint környezeti tényező fontos és az erre adott válasz révén fejeződik ki a tűrőképességük.

Ha már a fény példáját vesszük, akkor azt is tudjuk, hogy a fény a fotoszintézisben elengedhetetlen energiaforrás. Ha nincs fény a növények fotoszintézise leáll, és nincs szervesanyag-előállítás. A fény erőssége tehát bármely környezetben a zöldnövények számára meghatározó tényező. A fényerősség bizonyos értéket elérve beindítja a növények fotoszintézisét. A túl intenzív megvilágítás azonban szintén káros lehet, stresszhatásként éri a növényt. Roncsolja a fotoszintetikus apparátust illetve megemeli a levél hőmérsékletét, így fokozza a párologtatás intenzitását is, ami kiszáradáshoz vezethet. A fényintenzitásnak tehát létezik egy minimum és egy maximum értéke, amely között a fényerősség értéke megfelelő a populáció számára.

A kettő között található valahol az optimális értékű fényerősség, amely mellett a produkció (a populáció növekménye) a legnagyobb (1. Ábra).

1

1. Ábra : A fénytényező változására adott válasz; a populáció tolerancia görbéje: y = f(x), ahol x – fényerősségi értékek, y – a biológiai produkció (növekmény)

A populáció toleranciája más környezeti tényezőre is megadható, mérhető. Ha a toleranciagörbéket összehasonlítjuk látható, hogy ugyanarra a tényezőre az egyes populációk válasza eltérő lehet.

Vannak szűktűrésű fajok és tágtűrésű fajok ugyanarra a tényezőre nézve (2. Ábra).

2

2. Ábra : A tűrőképesség összehasonlítása az egyes fajok populációinál egy környezeti tényezőre nézve

Ha egy faj populációja több környezeti tényezőre is szűktűrésű, akkor specialista fajnak tekinthető, hiszen populációjának megjelenése, tartós fennmaradása csakis olyan élettérben, környezetben várható, amelyben a környezeti tényezők értékei ezen szűk intervallumokon belül találhatók.

A specialista fajok ily módon indikátorai a környezetüknek, hiszen jelenlétük (esetleg hiányuk, eltűnésük) utal a környezeti tényezők meghatározott paramétereire. Pl. a tőzegmohalápok fajai az alacsony pH, kevés oldott szervetlen nitrogén, hüvős párás mikroklíma biztos indikátorai. Ilyen faj a tőzegeper (Potentilla palustris) vagy a harmatfű (Drosera rotundifolia) is.

Az ún. generalista fajok több tényezőre nézve is tágtűrésűek, gyakran és változatos környezetben jelennek meg. Széles elterjedésű gyomfajaink generalistáknak számítanak. Ilyen pl. a fehér akác (Robinia pseudoacacia) vagy a közönséges tarackbúza (Agropyron repens).

Ha több faj hasonló igényekkel rendelkezik, vagyis egy bizonyos környezeti tényező hatására hasonló módon válaszolnak, akkor azt mondjuk, hogy ezek a fajok kollektív toleranciát mutatnak. A kollektív tolerancia jelenségén alapul az ökológiai fajcsoportok kialakítása. A hő-, vízigény és talaj pH értékeire megállapított fajcsoportokat a környezeti állapotfelmérésben gyakran használják (lásd. Simon T. 2001. A Magyarországi edényes flóra határozója).

A környezeti tényezők alapvetően két csoportra oszthatók.

Az élettelen környezeti tényezőkre, mint a víz, a fény, a hőmérséklet, a talajtápanyagok stb. és az élő környezeti tényezőkre. Utóbbin az összes olyan populációt értjük, ami kapcsolatban (ökológiai kölcsönhatásban) áll az adott populációval (egyeddel), hiszen minden populációra hatnak az élőhelyen élő más populációk is, különösképpen azok, amelyekkel valamilyen kölcsönhatási viszony vagy egyoldalú befolyás érvényesül.

Élettelen környezeti tényezők

A fény

Az autotróf életmódot folytató növények energiaforrása, ugyanakkor az ökoszisztémák – mint energetikailag nyílt rendszerek – elsődleges külső energiája.

A fény a napsugárzás – mint elektromágneses sugárzás komponense, összetevői hullámhossz szerint a következők:

  • az ultraviola vagy ibolyán túli sugárzás (UV) rövid hullámhosszú: λ < 380 nm (az összsugárzás mindössze 1-5%). Ezek károsító sugarak, melyek csökkentik a növekedést, a 300 nm alattiak pedig az élő sejtek pusztulását okozzák. Áthatolva a sejteken az UV sugarak mutagén hatásúak, a szövetekben kóros elváltozásokat, égési sebeket okoznak. A Föld felső légkörében kialakult ózonpajzs védelmet nyújt az UV sugárzással szemben, enélkül a szárazföldi élet sem alakulhatott volna ki.
  • a látható fény: λ 380 - 720nm (az összes sugárzás több mint 50% - a): Ha a fény egy prizmán halad át, alkotóelemeire, a különböző színű hullámokra törik. Mindegyik színű sugárnak más hullámhossza van: az ibolya (λ=400-424 nm), kék (λ=429-491 nm), zöld (λ=491-575 nm), sárga (λ=575-585 nm), narancs (λ=585-647 nm), piros (λ=647-700 nm).
  • az infravörös sugárzás hosszú hullámhossz összetevőkből áll: λ > 720nm (az összsugárzás 40-44%-a). Az infravörös sugarakat az élő szervezetek hő formájában érzékelik, tehát mint hőtényező befolyásolja a populációkat.
  • A PAR (FAR) érték: (photosynthetically active r adiation angolszász kifejezés rövidítése, fotoszintézisben aktív radiáció), az a színképtartomány, amelyet a növények a fotoszintézis során hasznosítani tudnak: λ 380 750nm. A PAR tartomány a látható fény hullámhosszával majdnem teljesen egybeesik (3. Ábra).

3

3. Ábra: A fotoszintetikus aktivitás (380-720nm hullámhosszúság között)

A zöld növények színanyagai, a klorofillok a vörös és a kék fényt hasznosítják. A szórt fény számukra azért megfelelő, mert abban sok hosszú hullámhosszúságú sugárzás van. A szórt fény tehát nem éget, nem károsítja a szöveteket. Fényenergia (a direkt és a szórt fény aránya) eloszlása a Föld felszínén változik évszakosan és a földrajzi szélességgel is (4. Ábra).

4

4. Ábra: Fényviszonyok és sugárzás eloszlása a Föld felszínén
(Cain, M; Bowmann, W. D.; Hacker, S. D. 2011 nyomán)

A fény ökológiai hatásai és alkalmazkodási formák

A fénytényező esetében az intenzitás vagy fényerősség, a megvilágítás hossza és a fény spektrális összetevői is ökológiai hatásúak, amelyek adaptációt válthatnak ki. Az ökológiai hatás lehet egyedi és közösségi szintű.

A fényerősség egyedi hatásai

Abból érdemes kiindulni, hogy a fény azon környezeti tényező, mely nem halmozható föl, és ellentétben más tényezővel (pl. víz) a növények azt raktározni nem tudják. Ezért a fotoszintézis csakis megfelelő fényviszonyok mellett indul el, elégtelen megvilágítás esetén leáll és a primér szervesanyag előállítás szünetel.

A fény intenzitásának növekedésével a fotoszintézis intenzitása is nő, de csak egy bizonyos mértékig. Kísérletes módszerekkel megrajzolhatók a fény-fotoszintézis görbék és ez alapján megállapítható az egyes növények fényigénye vagyis milyen fényerősségi értékig nő a fotoszintézis rátájuk. A különböző növényfajok egyedei egymással is összehasonlíthatók. A nagyobb fényigényű (fényigényes) fajok görbéje magasabban telítődik, mert a fotoszintézis intenzitása a növekvő fényerősség hatására hosszabb ideig növekszik, mind egy olyan fajnál, amely kevésbé fényigényes (5. Ábra).

5

5. Ábra: fény-fotoszintézis görbék. (Láng 2007 nyomán)

A fényhiány számos jellemző tünetet okoz: a növények sápadtak, megnyúltak (etioláltak), sejtjeik fala vékony. A levelek anatómiai szerkezete módosul, a sejtek kloroplasztiszainak száma csökken. (részletesen lásd a 3. fejezetben!)

A szórt fény elérése, valamint a direkt, erős besugárzástól való védekezés a növényeknél a fototropizmus jelenségét válthatja ki. A fény miatti elmozdulás számos fa, cserje de lágyszárú egyednél is megfigyelhető. A fényerősség és a fénysugarak beesési szöge rendszerint együttesen határozzák meg a növények alakját. Mindenki tapasztalhatja szobanövényeknél a tropizmus jelenségét éppúgy, mint az egyenlőtlen növekedés okozta féloldalas forma kialakulását (ablak felé forduló levelek, sűrűbben növő ágak) (6. Ábra.).

6 abra

6. Ábra: Az egyirányból jövő megvilágítottság miatt a szobanövények féloldalasan nőnek és lombosodnak (Ficus benjamina)

Erdőkben, ha a fák sűrűn állnak, gyakran egyenes, magas törzsűek, felfelé törők, kevés oldaláguk van. A lombkorona nem szétterülő. Ugyanazon faj egy legelő közepén álló magányos egyedénél az ágak szétterülők, a törzs alacsony a korona gömbös. Erdőszéli fák pedig gyakran féloldalasak, fény felé eső, erdőszéli koronarészük fejlettebb, több elágazással és levéllel rendelkezik.

A fény fotoszintézis görbék összehasonlítása alapján látható volt, hogy a növények másképpen reagálnak a fényerősség növekedésére (7. Ábra). Az eltérő élőhelyek fényviszonyaihoz való alkalmazkodás következtében a növényfajok csoportosíthatók:

- Napfénynövények – heliofitonok -

Valamennyi életfolyamatukhoz igénylik a teljes megvilágítást. Ilyenek például a sziklai, sivatagi, parlagi, és magashegyvidéki gyepek növényei.

- Árnyéktűrők – helio-szkiofitonok -

Tűrik az árnyékot, de bizonyos életszakaszaikhoz, leggyakrabban a virágzáshoz, direkt napsugárzást igényelnek. Ilyenek például a lombhullató erdők gyepszintjének kora tavaszi növényei.

- Árnyékkedvelők – szkiofitonok -

A teljes megvilágítást nem tűrik, és nem igénylik semmilyen életfolyamathoz. Ilyenek a zárt növénytársulások alsóbb szintjeinek növényfajai, a zárt tű- és lomblevelű erdők gyepszintjében és cserjeszintjében élő fajok, sok páfrány és hasadéklakó sziklai növényfaj.

A fénymennyiség tehát, meghatározó a növények életében. Azt a fényerősségi értéket, amelynél a fotoszintézisben termelt szerves anyag mennyisége kompenzálni tudja a légzési vesztességet fénykompenzációs pontnak nevezzük. Ennek értéke is tükrözi a növény fényigényét: a fényigényes fajok esetében magasabb érték.

Ez az érték a nettó fotószintézis mennyiséggel is megadható; (kal)/ összfotoszintézis – légzési fogyasztás

7

7 ábra: A fényerősség és a CO2 felvétel összefüggése árnyéktűrő- és napfénynövényeknél

Az egyedek alkalmazkodásának sikere azon is múlik, hogy szerveik anatómiai felépítése hogyan alakul. Egy fa esetében a levelek a koronában való helyzetükből adódóan más-más megvilágítást kapnak, lehetnek árnyéklevelek és fénylevelek (lásd a 3. fejezetben!). a kertészeti gyakorlatban, ha egy rossz metszés következtében többségükben árnyéklevelek maradnak a fán és ezt egy hosszú erős napsugárzás követi, a fa lombozata teljesen eléghet, a fa lekopaszodhat.

A megvilágítás hossza – fotoperiodizmus

A növények életében meghatározó jelentőségű az évszakokhoz kötődő, szezonális periodicitású fényviszonyok változása, azaz hogy naponta hány órán át süt a nap. A nappalhosszúság és a sötétperiódushoz való alkalmazkodás eredményeképpen számos növényfaj életmenetét nagy pontossággal időzíti a napszakok változásához. A növények három csoportja különíthető el

- Rövidnappalos növények: kevesebb, mint 12-15 óra megvilágítás mellett virágoznak. A virágzás beindulása szempontjából a sötét periódus meghatározó. Ha ezeknél a növényeknél a sötét periódust megszakítjuk beindítható a virágzás. Rövidnappalos növények a Chrysanthemum, Nicotiana és a Dahlia fajok, egyes kutyatejfélék (Euphorbia).

- Hosszúnappalos növények: 12 óránál hosszabb megvilágítás mellett tudnak csak virágozni. A hosszúnappalok idején fejlődnek ki generatív szerveik, és a virágzás ezt követően indul el. Ha egy ilyen növénynél idő előtt, mesterséges körülmények között megnöveljük a világítás hosszát akkor beindul a virágzás. 15–16 órás megvilágítás hatására 15–21 °C-on már virágzati szárat fejleszt például a mák, a saláta. Hosszúnappalos növény a zab, az árpa de a sárgarépa is.

A hosszúnappalos növények északi területekről, többnyire a mérsékelt égőv északi tájairól származnak. A rövidnappalosok a trópusok fajai.

Mivel a fotoperiodikus aktivitás hatását a kertészeti gyakorlatban is használják fontos figyelembe kell venni azt a tényt is, hogy a növények különböző fejlődési szakaszaikban is (pl. termésképzés, csírázás) eltérő fotoperiodikus sajátosságokkal rendelkezhetnek.

- Közömbös növények: Néhány faj esetében a generatív szervek kialakulása független a fényviszonyok változásától. Az uborka, a paradicsom például, fotoperiodikus aktivitást nem mutat.(lásd. még a 4. fejezetben)

Spektrális összetevők

A fény hullámhossz összetevői is befolyásolják a növények fejlődését. Ezt nevezzük kromatikus adaptációnak. A vörös és narancssárga sugarakban gazdag fény (ilyen a szórt fény) jótékony hatású, növeli a nettó fotoszintézis értéket. Ha azonban a közeg például a levegő ritka, akkor a rövid hullámhosszú, káros sugarak is eljutnak a növények felszínéig. Az erős UV sugárzás a magashegyi növényeknél például sajátos morfológiai alkalmazkodást váltott ki. A sötét, gyakran piros levélszínszín, kevés virág, szőrözöttség, rövid ízközök és az egymást takaró levélzet a hidegtűrés mellett az UV védelmet is szolgálja.

Sűrű közegben a fénysugarak elnyelődnek ill. visszaverődnek. A vízi környezet mint optikailag sűrű közeg a kromatikus adaptációt erőteljesen befolyásolja. Ezt legjobban az algák esetében láthatjuk.

A zöld színanyag, a klorofillok a vörös fényhez adaptálódtak, ezért a zöldmoszatok mindig partközelben élnek. Mélyebbre ezek a hosszú hullámhosszú sugarak nem jutnak el, hamar elnyelődnek. A xantofil típusú színanyagok – így a barna moszatok fukoxantinjai – a zöld sugarakat hasznosítják ezért ezek mélyebb tengerekben is megélnek. Legmélyebben találjuk a vörösmoszatokat akik a kék-kékeslila fénysugarakat hasznosítják, és mivel ezek rövidebb hullámhosszúak, nem nyelődnek el könnyen és lejutnak a mélyebb vizek aljáig is. Ha a vörösmoszatokat felszínre hozzuk a vörös fényt visszaverve válnak élénk piros színűvé.

A fényviszonyok közösségi hatásai

A növénytársulások fényigénye és fényhasznosítási képessége különböző lehet. Ha kíváncsiak vagyunk egy közösség fényhasznosítására a levél a rea index (leaf area index) mérését alkalmazzuk (LAI), mely az egységnyi területre eső fotoszintétizáló levélfelületet adja meg, (m 2/m2).

A LAI értéke révén a növénytársulások fényhasznosítása összehasonlítható.

A hő

A napsugárzás hosszú hullámhossz tartományú, (λ > 720nm), infravörös sugarait az élő szervezetek hőtényező formájában érzékelik. A levegő hőmérsékletét azonban nem közvetlenül a légkör felől érkező sugárzás határozza meg, mivel az először a talajban nyelődik el, és a talajból visszasugárzott hőkomponens melegíti fel a levegőt. (Ezért csökken a tengerszint feletti magassággal az átlaghőmérséklet.) Ezzel magyarázható az is, hogy az egyes élőhelyek hőmérsékletét alapvetően meghatározza a talajfelszín albedója, azaz a talajban elnyelődő és visszavert sugárzás aránya.

Ahogyan a fényviszonyokat, a hőmérsékletet is befolyásolja a napsugarak beesési szöge, a kitettség, a terület tengerszint feletti magassága. Fontos tényező a talajról visszaverődő sugárzás is. A talajfelszínt felmelegítő sugarak nyáron a talajközelben lévő levegőt is hamar felmelegítik.

A városok, a sűrűn beépített területek nyári hőmérséklete több fokkal is magasabb lehet a természetes élőhelyekénél a felmelegedő falak kisugárzása, hővisszaverődése miatt. A CO2–ban gazdag, vagy szennyezett levegő pedig melegebb a környező területeknél, (üvegházhatás). A hőmérséklet meghatározza a populációk életciklusát, növekedését, befolyásolja a virágzást, a termésérést. A növényfajoknál szinte minden életfolyamatnak megvan a maga optimális hőigénye – ez alapján beszélhetünk például csírázási hőmérsékletről vagy virágzási hőmérsékletről.

A termesztői gyakorlat sikerének kulcsfeltétele a hőmérsékleti optimum biztosítása a termesztett növényfaj számára. A hőmennyiség tehát meghatározó a növények életében. Azt a hőmérsékleti értéket, amelynél a fotoszintézisben termelt szerves anyag mennyisége kompenzálni tudja a légzési vesztességet hőkompenzációs pontnak nevezzük.

Fontos mutató a termesztésben a Szeljanyivov-féle tenyészidõ alatti hőösszeg, amely a napi középhõmérsékletek összege a tenyészidõ alatt. Értéke az egyes növények termesztéséhez szükséges melegmennyiséget fejezi ki C°-ban. A kertészeti termelésre alkalmas, fagymentes időszak Magyarországon április végétõl szeptember végéig tart, és a hőösszeg értéke 2900C° és 3300C° között van. Ha egy termesztett növény hőigénye ennél magasabb (például a citromé) akkor az a növény nem vagy csak speciális körülmények között, üvegházban termeszthető nálunk. Ezzel szemben például a fűszerpaprika hőösszeg igénye 3000C° körüli, így Magyarország nagy részén termeszthető. Bár a tenyészidőszak elején a vetéstől a csírázásig 250C° hőösszegre van szüksége, a késő tavaszi fagyok károsíthatják.

Mérsékelt égövi növényeknél a hideg időszakhoz történő alkalmazkodás eredményeképpen a hideghatás biztosítása is szükséges lehet. A túl alacsony és túl magas hőmérséklet is egyaránt stressz faktor a növények életében, ezért ezt a növények megpróbálják elkerülni vagy kivédeni.

A hőstressz a sejtmembránok valamint az enzimfehérjék károsodását okozza. Ezt a növények egyrészt fokozott párologtatás biztosította hűtéssel igyekszenek elkerülni vagy oly módon, hogy leveleiket élükkel fordítják a napsugárzás irányába pl. Eucalyptus, ezzel csökkentve a felmelegedést (pánfotometria). A sejt szintű alkalmazkodás megvalósulása a sejtvédő hatású hősokk fehérjék felszaporodása a sejtekben.

Hasonlóan képesek védekezni a növények a fagystressz idején is. A fagy szintén membránkárosodást okoz, illetve a sejtekben lévő folyadék megfagyva a sejt fiziológiai kiszáradását eredményezi. A keletkező jégkristályok ráadásul fizikailag is károsítják a sejteket.

A növények a fagy okozta stressz ellen kikerüléssel vagy eltűréssel védekezhetnek. Előbbi esetben megakadályozzák a jégkristályok kialakulását például az anyagcsere fokozásával termelődő hő segítségével vagy „fagyálló” vegyületek (cukrok, aminosavak) koncentrációjának emelése révén. Más növényfajok szervezete a jégképződést is elviseli, például oly módon, hogy a vizet a fagypont körüli hőmérséklet elérésekor az apoplasztjukba (a növénynek a sejtfalakat, a sejtközötti /intercelluláris/ tereket és az elhalt /plazmát már nem tartalmazó/ sejteket magába foglaló része) juttatják vagy speciális „antifreeze”-proteinekkel védekeznek a kristályok károsító hatásával szemben.

A hideg égöv növényzete éppúgy, mint a magashegyi növények az extrém hideg periódushoz nemcsak élettanilag de morfológiailag is adaptálódtak. A hideg szelek, alacsony hőmérséklet kivédésére ezen populációközösségek egyedei alacsony növekedésűek, talajfelszín fölött szétterüve, tömötten növők, ún. törpecserjést alkotnak, mely a hőgazdálkodás szempontjából sokkal előnyösebb közösségi forma (8. Ábra).

8 abra

8 Ábra: északi sarki tundra törpecserjékkel: áfonya fajok (Vaccinium), csarab (Calluna vulgaris) és tőzegrozmaring (Andromeda polifolia)

A víz

A növények életében meghatározó környezeti tényező, mely minden formájában (talajvíz, csapadék, pára, dér) befolyásolja a növényi populációk életét. Hiánya kritikus.

A víz élettani és ökológiai szerepe igen összetett:

  • a víz az élet közege: a biokémiai folyamatokban reakció közeg (az enzimek vizes közegben aktívak), oldószer, reagens (hidrolitikus folyamatok, fotoszintézis)
  • a fotoszintézis kiinduló anyaga: a vízhasítással képződő hidrogén az elsődleges szerves anyag felépítésében vesz részt
  • a sejtek merevségét, a turgornyomást biztosítja
  • az ozmotikus jelenségek szabályozója, a tápanyagszállítás folyamatában vesz részt
  • hőmérséklet szabályozó; forróság idején a párologtatás fokozása révén hűti a növényi szöveteket.

A szárazföldi növények megjelenésével a vízhez való hozzáférés immáron nem egyenletes. A szárazföldek élőhelyeinek csapadék mennyisége és eloszlása a növényi populációk életében meghatározóvá vált. Ahol bőséges a csapadék ott humid területekről beszélünk, ahol kevés csapadék esik, és a forróság miatt erőteljes a párolgás is, arid területek alakultak ki.

A növények hidratúra viszonyai

A szárazföldi élőlényeknek így a növényeknek is alkalmazkodniuk kellett az egyenlőtlen vízellátáshoz. Az evolúció alacsonyabb fokán álló telepes növények még változó vízállapotúak, ún. poikilohidratúrásak. Anyagcseréjük teljes mértékben függ a környezet vízállapotától. Szárazságban kiszáradnak és életműködéseik leállnak, nincs önálló vízháztartásuk. Ilyenek például a mohák, zuzmók is, életműködéseik teljes egészében a környezet vízviszonyaitól függenek. A vizet teljes testfelületükön veszik fel. A mohák párnás növekedése lehetővé teszi, hogy a lehulló csapadékot hosszú ideig is visszatartsák.

A homoiohidratúrás fajoknak már önálló vízháztartásuk alakult ki, amely a szárazföldi élet során sikeresebb túlélést jelentett. A magasabbrendű, hajtásos növények vízháztartása rövidebb ideig független a külső környezet vízviszonyaitól. A vízfelvétel nem a teljes testfelületen történik, azt a talajból gyökerekkel veszik föl és a szállítószövetek által juttatják el a különböző szervekhez. Mint a vízfelvételt, mint a víz leadását aktívan szabályozni képesek. A harasztok és a virágos növények tartoznak ebbe a csoportba. A változó vízmennyiséghez történő alkalmazkodás eredményeképpen vannak erőteljesen vízigényes fajok és a szárazságot jobban tűrő növények.

A növények csoportosítása vízigény szerint

- hidrofitonok: a vízi élettér növényei, melyek teste vízben található, és a fotoszintézist is vízben végzik (alámerült hínárok), vagy vízi növények, amelyek már a levegőben végzik a fotoszintézist úgy, hogy leveleik a víz felszínén kiterülve kapják a fényt pl. tündérrózsák ( Nymphaea) . A hidrofiton fajok szöveteiben sok intercelluláris járat képződik, emiatt a szövetek szivacsosak ún. aerenchimákat tartalmaznak (9. 10. ábrák).

9 abra

9. Ábra: Vallisneria spiralis

10 abra

10. Ábra : Nymphaea sp.

A vízben vagy vizes iszapban gyökerező fajok többségének hajtásai magasan a víz fölé emelkednek, ilyenek egyes sás fajok (Carex), a gyékény ( Typha) vagy a nád (Phragmites) (11. Ábra). Ezeket más néven higrofitonoknak nevezzük.

11 abra

11. Ábra: Phragmites australis

A vízi növények sajátossága a nagyszámú és gyakran nyitott sztóma. A vízben álló fáknál előfordulhatnak légzőgyökerek is, melyek az iszapos levegőtlen aljzatból kiemelkedve biztosítják a gyökérlégzést.

A higromorfia jellemzői továbbá a vékony levéllemez kevés alapszövettel és kevés szilárdító szövettel, nagy intercelluláris járatokkal, a gázcserenyílások a levél alsó, felső epidermiszén (amfisztomatikus levél), gyakran kiemelkedők. Ezek a növények gyorsan párologtatni képesek a vizet és a víztöbbletet cseppfolyós víz eltávolításával is képesek elvégezni. Utóbbi a guttáció jelensége (12. Ábra).

12 abra

12. Ábra: vízcsepp kiválasztás vagy guttáció jelensége
(http://vadregeny.blogspot.hu/2012/08/kekturazas-zemplenben-2-nap.html)

- mezofitonok: az üde élőhelyek növényei, amelyek közepes vízigényűek, élőhelyük talaja közepes vízellátottságú (13 Ábra). Legtöbb termesztett növényfajunk is ide tartozik.

13a b abra

13c abra

13. Ábra: tulipán (Tulipa hybrida) (A), alma (Malus domestica) (B), és egy gyöngyvirágos tölgyes látképe ( C)

- xerofitonok: szárazságtűrő növények, amelyek környezetében hosszabb rövidebb ideig vízhiány lép fel

A szárazságtűréshez a növényeknek alkalmazkodniuk kell! A xerofitizmus (szárazságtűrés) a növényeknél igen változatos morfológiai, élettani és ökológiai adaptációt vált ki. A növények sohasem szeretik, csak tűrik a szárazságot, ezért nincs szárazságkedvelő csak szárazságot tűrő növényfaj.

Más szóval, semmi sem nyomja rá jobban a bélyegét a növények külső és belső megjelenésére, mint az adott élőhely talaj- és levegőnedvesség viszonyai. A populáció közösségek és társulások megjelenésében jelentkező, gyakran óriási különbségek az eltérő vízellátottsági viszonyokban keresendők.

Egyedi alkalmazkodási formák a xerofitizmushoz

- Morfológiai-anatómiai jegyek: a lombvesztés, levelek tövisekké módosulása, dús szőrözöttség (fedőszőr borítottság), kis levélfelület, bepöndörödő levél, mélyen ülő sztómák (sztóma kripták kialakulása), szerteágazó, mélyre hatoló gyökérzet (14. Ábra).

14

14. Ábra: adaptív morfológiai-anatómiai bélyegek növényeknél

Különleges vízraktározó képesség a szukkulencia, a ún. pozsgás levél vagy szár kialakulása.

15 abra

15. Ábra: pozsgás levelű (A. Agave sp.) és pozsgás szárú (B. Opuntia sp.) fajok

- Élettani adaptációk:

A száraz meleg élőhelyeken általános élettani probléma, hogy nappal, amikor elegendő fény áll a növények rendelkezésére a fotoszintézishez (pontosabban annak fényszakaszához), a magas hőmérséklet miatt fokozódik a párolgás. Ezt ellensúlyozandó a növények bezárják sztómáikat, ami azonban azt jelenti, hogy a fotoszintetizáló szövetekben erősen lecsökken a széndioxid koncentrációja. Ezt a nehézséget alternatív fotoszintetikus útvonalak kifejlesztésével oldották meg a száraz élőhelyek növényei.

A sivatagok pozsgás növényei ún. CAM (crassulan acid metabolism) típusú fotoszintézist folytatnak. Az éjjel fölvett széndioxidot a növény sejtjeinek vakuolumában szerves savak formájában tárolja, majd nappal, amikor a fény jelenlétében megindul a fotoszintézis, ebből szabadítja fel a széndioxidot, amit „hagyományos” módon (a Calvin-ciklus során) hasznosít a sejt, immáron a zárt sztómák mellett. (16. Ábra).

A C4–es növények alkalmazkodása már új anatómiai struktúrák megjelenésével járt (részletesen lásd a 3. fejezetben!). A jelenség nevét onnan kapta hogy a CO 2 megkötése nem az általánosan elterjedt három szénatomos molekulában történik (C3-as fotoszintézis), hanem egy négy szénatomos molekula formájában. Ezt a négy szénatomos terméket ezután a sejtek átadják egy olyan fotoszintetizáló sejtnek, amelyben felszabadul a megkötött széndioxid, és a Calvin-ciklusban hasznosul. A C4-es útvonal előnye, hogy számos sejtben keletkezhet négy szénatomos köztestermék, amelyek azután egyetlen sejtben gyűlnek össze. Az eljárás tehát valójában egyfajta széndioxid-koncentráló mechanizmust jelent, amellyel zárt sztómák mellett is elérhető a sötétszakaszhoz szükséges kritikus CO2-koncentráció

16

16 Ábra : a CAM növények CO2-asszimilációja (Erős- Honti Zs.)

17

17. Ábra: A C4–es növények CO2-megkötése (Erős- Honti Zs.) és néhány példafaj

A C4 –es fotoszintézis nem számít gyakori jelenségnek, mindössze 1000 körüli azon virágos növények, elsősorban egyéves fajok száma, melyek ezt a képességet kialakították (17. Ábra).

Az egyes növények adaptációjának morfo-anatómiai jellegzetességeit részletesen a 3. fejezet ide vonatkozó részei mutatják be.

Az életforma típusok

A növényeknél a vízhiány nyugalmi állapot kialakulásához vezetett. Ha a víz hosszú ideig a szárazság következtében nem elérhető a növények számára, vagy a hideg miatt nincs felvehető állapotban, bekövetkezhet a nyugalmi állapot. Aszerint, hogy milyen formában vészelik át a fajok ezt a kedvezőtlen időszakot csoportosítani tudjuk őket. A leginkább ismert a Raunkiaer-féle csoportosítás, amely a nyugalmi állapotban lévő rügy helyzete szerint csoportosítja a növényeket (18. Ábra). Az egyéves fajok mag formájában vészelik át a kedvezőtlen időszakot, a rügy valójában a mag embriójának (csírájának) rügyecskéjét jelenti. Az évelők már igen változatosak: a fásszárúak a föld felett, a lágyszárúak talajközelben vagy a talajban rejtve tartják életben a rügyeiket.

18

18. Ábra: A Raunkiaer-féle életforma típusok. A sötéttel jelölt részek a nyugalmi állapotban levő rügyek helyét jelölik.

Társulásszintű alkalmazkodás a vízhiányhoz

A száraz élőhelyek növényzetének struktúrája, arculata, gyakran tükrözi az ott élő populációk környezeti víz visszatartására tett erőfeszítéseit. A nyári forró nappalok után a csekély lerakodó reggeli pára számos növény számára elérhető. Az extrém vízhiányban a gyepes-párnás növekedés megtartja és felfogja ezt a párát, melyet a felszínen növő, ún. harmatgyökerek képesek felszívni. Ezeken a száraz félsivatagi élőhelyeken a cserjék is gömbös növekedésűek, alacsonyak, tömött hajtásrendszerrel. A hajtások ferde állásúak, levezetve a hajnali párát a cserje tövéhez.

A virágzás és magszórás időszaka szárazgyepek pázsitfüveinél és kétszikű évelőinél mindig az esős időszak kezdetére esik. Emiatt gyakori a tömeges virágzás. A hosszan elnyúló száraz évszak pedig, nyugalmi állapotot vált ki. Például a mediterrán térségben a téli nyugalom mellett a nyári szárazság miatt is számos lágyszárú faj nyugalmi állapotba kényszerül.

A talaj

Az élőhelyek egyik legbonyolultabb összetevője, és mint a földkéreg legfelső, termékeny rétege a növények elterjedésében meghatározó szerepet tölt be. A szárazföldi növények mindegyikénél korlátozó tényező, hiszen amellett, hogy a növények a talajban rögzülnek a talaj számukra az elengedhetetlen víz- és tápanyagforrás egyben.

Bármely területen a talajféleségek kialakulását földtani tényezők (alapkőzet), felszíni tényezők, az éghajlat és az élőlények együttesen befolyásolják. A felsorolt tényezők bonyolult összhatása révén a domináns alapkőzet aprózódásával, mállásával indulnak el a talajképződési folyamatok. A talaj élővilága, a növények, állatok, a talajlakó gombák és mikroorganizmusok az ún. edafon-t alkotják. Az edafon a talajban zajló rendkívül bonyolult átalakulási folyamatokért felelős.

A kialakult talaj egy háromfázisú polidiszperz rendszer, amelynek meghatározó komponensei (19. Ábra):

1. a talajoldat
2. a talajkolloidok: organo-minerális komplexek (agyag ásványok és szerves molekulák), melyek kolloid mérettartományba eső részecskéket képeznek a talajban.
3. a talajrészecskék közötti levegő
4. további szerves anyag összetevők és felhalmozódó humuszanyagok

19 abra

19. Ábra: A talajkomponensek

A humusz és kialakulása

A talaj fontos összetevője a humusz, mely a talaj speciális szerves anyagainak gyűjtő neve. A humuszanyagok humusz savakkal átitatott bonyolult makromolekulák, amelyek az elhulló élő szervezetek lebomlása során felhalmozódó szerves anyagokból keletkeznek.

A talajra jutó elhalt növényi és állat maradványok nagy része lebomlik a gombák és mikroorganizmusok tevékenysége révén, sőt a folyamat a mineralizálódáshoz (ásványosodás) vezet. Az így keletkező szervetlen anyagok mint a növények számára felvehető tápanyagok visszakerülnek az anyagkörforgásba.

Az elhalt szerves anyagok egy része azonban, nem mineralizálódik, hanem a humusz építőköveivé válik: ilyenek az egyszerű cukrok és az aminosavak, a fehérjék és bomlástermékeik, az aromás zártláncú vegyületek, melyekből fenolok, kinonok keletkeznek. Ezek a bomlástermékek egymáshoz kapcsolódva, kémiai folyamatok eredményeképpen (kondenzáció, polimerizáció) sötét színű humuszt alkotó makromolekulákká alakulnak át. A talaj mikroorganizmusai ezeket az anyagokat nem tudják, vagy csak nagyon lassan tudják lebontani, ezért átmenetileg kikerülnek az ökoszisztéma anyagforgalmából. Így a humusz a talaj és az ökoszisztéma tápanyagraktárává válik, hiszen igen lassú, hosszan elnyúló lebomlása lehetővé teszi a tápanyagok folyamatos utánpótlását, egy akadozó anyagkörforgalom számára is (lásd részletesen a 8. fejezetben).

A növények életét befolyásoló legfontosabb talajtulajdonságok:

- Szerkezet – mennyire laza, levegős vagy éppen kötött a talaj. A talajok szemcsézettsége, pórustérfogata fontos tényező, mivel ettől függ a gyökerek fejlődése, a talaj vízáteresztő képessége, levegőzöttsége. Minél kevesebb a pórustér, annál tömöttebb a talaj, ami akár vízzáró réteget képezhet és kevés életteret biztosít a mikroorganizmusok számára (agyagtalajok). A túl laza talaj viszont rossz vízmegtartó képességű lehet (pl. homoktalajok). A talajszerkezetet alapvetően befolyásolják a talajkolloidok felületén megkötődő ionok. A kalciumban gazdag talajok morzsalékosak, jól szellőznek, míg a magas Na-tartalmú talajok (szikesek) kolloidja koagulálnak és a talajt tömörré teszik. A tömör talajok rosszul levegőzők, kevésbé alkalasak a növények fejlődésére.

- Hőmérséklet: Nagymértékben befolyásolja a gyökerek fejlődését. Meghatározza a magok nyugalmi állapotát, a csírázást és a lebontó folyamatok révén a tápanyag-utánpótlás sebességét. A talaj mikroorganizmusainak aktivitására is jelentős hatással van. A szélsőséges hőmérsékletű talajokban élő növényeknél nyáron hőstressz léphet fel. Télen a fagyos talaj vízzel telített nappal is nehezen melegedik fel, és így jelentősen növeli a gyökerek stresszfaktorát.

- pH: jelentős tényező, mivel befolyásolja a talajtápanyagok oldékonysági sajátosságait. A növények általánosan a semleges és gyengén meszes talajokat kedvelik, amelyben a Ca-ion jelenléte miatt jó szerkezet és megfelelő vízviszonyok alakulhatnak ki. A kilúgzott, savanyú talajokat egyes növények elviselik, de ehhez különböző alkalmazkodási stratégiát alakítottak ki. Ilyen a mikorrhiza, a gombafonalakkal létesülő gyökér szimbiózisos kapcsolat, mely a tápanyagfelszívásban segíti a növényeket a szegényes tápanyagellátottság miatt.

- A humusztartalom és humusz tulajdonságok a tápanyag- és vízháztartásban és a talaj pH értékének szabályozásában meghatározó.

- A víztartalom: kapilláris víz, gravitációs víz, kolloidális víz

A talaj víztartalma általában három formában mutatkozik; a talajszemcsékhez kötődő kolloidális víz, a talajszemcsék között közlekedő edények formájában mozgó kapilláris víz és a csapadékból származó, lefelé (mélybe) haladó gravitációs víz. Ezek közül a növények életében csak a két utóbbi vízforrás hasznosítható.

A fentiek alapján látható, hogy bármely területen, élőhelyen a növényzet összetételét erősen befolyásolják a talajtulajdonságok. Számos növényfaj talajra érzékeny és a talaj paraméterek szűk intervallumát képes csak elviselni. Ezeket a növényeket talajindikátoroknak is nevezzük, mert jelenlétük a talaj valamely tulajdonságát jelzik.

A talajok savanyúságát jelző fajokat acidofil vagy acidofrekvens növényeknek nevezzük. Ilyenek például az áfonyák a Vaccinium myrtillus, V. vitis-idaea, az erdei madársóska (Oxalis acetosella) (20. Ábra), a csarab (Calluna vulgaris), számtalan Rhododendron faj, a juhsóska (Rumex acetosella).

20a b abra

 

20c abra

20. Ábra: Savanyú talajt jelző növényfajok
a fekete áfonya (Vaccinium myrtillus) A., a vörös áfonya (Vaccinium vitis- idaea) B,

az erdei madársóska (Oxalis acetosella) C.

A talaj magas sótartalmához alkalmazkodott növények szikeseinket népesítik be, jelenlétük gyakran a sós réti talaj szolonyec vagy a rossz szerkezetű szoloncsák talajokra hívják föl a figyelmet.

Ilyenek a sziki őszirózsa (Aster tripolium), a sziki utifű (Plantago maritima) vagy a nyárutón tömegesen virító sziki sóvirág ( Limonium gmelini subsp. hungaricum) (21. Ábra).

21 abra

21. Ábra: Szikes talajt jelző fajok. A. sziki őszirózsa (Aster tripolium subsp. pannonicum), B. sziki útifű (Plantago maritima), C. D. sziki sóvirág (Limonium gmelini subsp. hungaricum)

A talaj magas víztartalmát indikáló fajok például a mocsári nőszirom (Iris pseudacorus), a szittyófélék, például a békaszittyó ( Juncus effusus) (22. Ábra), egyes sás fajok, például a posvány sás (Carex acutiformis). A lápos, oxigénszegény talajok fás fajai az égerek, mint az enyves éger (Alnus glutinosa). Az égerfák gyökerein az Actinomycetales rendbe tartozó baktériumok (sugárgombák) élnek, melyek a lápos, szervetlen nitrogénben szegény talajokon segítik a nitrogén felvételében a fákat.

22a b abra

22. Ábra: Magas talajvízszintet jelző fajok A. békaszittyó (Juncus effusus), B. mocsári nőszirom (Iris pseudacorus).

Egyes fajok életében a fémionok koncentrációja játszik fontos szerepet. Vannak, olyan növények, amelyek inkább elkerülik, mások ezekben az ionokban telített talajokon élnek. A tavaszi kőhúr (Minuartia verna) például a talajban felhalmozodó ólom indikátoraként ismert, a mezei zsurló ( Equisetum arvense) a megemelkedett cink tartalom indikátora.

Vannak olyan növényfajok, amelyek a talaj magas nitrogéntartalmát képesek jelezni azáltal, hogy a populációjuk egyedsűrűsége a magas nitrogén koncentráció mellett látványosan megnövekszik, az egyedek magasak, erőteljesek, elborítják az élőhelyet. Mindenki ismeri a szemétlerakások melletti „nyakig érő” csalánost, az elhullt állatok teteme körül kirajzolódó komló és feketebodza „sátort”.

A talajok csoportosítása, osztályozása

Kialakulásukat befolyásoló tényezők alapján beszélünk:

1. zonális talajokról, amelyek a nagy éghajlati öveknek megfelelően húzódnak végig a Földön
Ilyenek például a trópusi laterites talajok, a mérsékelt égövi barna erdőtalajok
2. intrazonális talajokról, amelyeket helyi tényező, elsősorban az alapkőzet befolyása határoz meg
Ilyenek például a rendzinák, erubázok mint kőzethatású talajok
3. azonális talajokról, amelyek kialakulásában a klíma és az alapkőzet hatása kevésbé hangsúlyos, mert valamilyen más tényező (víz) közvetlenül befolyásolja a talajréteg kialakulását. Rendszerint tökéletlen szerkezetűek és nincs fejlett talajszelvényük.
Ilyenek például a lápi talajok, hordalék talajok, szikesek sós talajai.

Magyarország területén a mérsékelt égövre jellemző zonális talajtípusok mellett edafikus okokra visszavezethető, számtalan talajféleség alakult ki (23. ábra).

23 abra

23. Ábra: Magyarország talajtérképe a fontosabb talajtípusok előfordulásával

Légköri tényezők és a klíma

Több környezeti tényező együttes hatására alakul ki egy terület éghajlata, klímája. Alapvető fontosságú a hőmérséklet és a csapadék mennyisége és eloszlása, de az uralkodó szelek, a tengertől való távolság, a domborzat és a földfelszíni tényezők is meghatározó faktorok.

A Földön klímaövek különíthetők el és mindegyik jellemezhető az átlagos évi középhőmérséklettel és egy éves átlagos csapadékmennyiséggel.

Aszerint, hogy egy adott területen mennyi csapadék esik és a párologtatás milyen mértékű, elkülönítünk:

  • humid klímájú területeket: pozitív vízmérleggel (több csapadék esik mind amennyi elpárolog)
  • arid klímájú területek: negatív vízmérleggel, extrém szárazsággal
  • szemiarid területek: az év bizonyos szakaszában, így a vegetációs időszak idején vízhiányos időszakkal
  • szemihumid területek: az év bizonyos szakaszában, így a vegetációs időszak idején csapadék fölösleggel, csapadék többlettel

Bármely terület klímája jól jellemezhető a terület klimadiagramjának segítségével, melyben a havi középhőmérséklet és a csapadékmennyiség változását követhetjük nyomon.

A Gaussen –Walter által szerkesztett klimadiagramok a növényföldrajzban és a növényzeti övek klímajellegének leírásában, összehasonlításában általánosan elterjedtek. Alapjául a Szeljanyinov-féle hidrotermikus hányados (Qh) és a Walter-Bagnouls-féle xerotermikus index (I) szolgál. Ez utóbbi alapján az a hónap számít ökológiailag száraznak, amelyikben a havi csapadék összmennyisége nem éri a hőmérsékleti érték kétszeresét. Ennek grafikus ábrázolása, úgy történik, hogy a diagram két függőleges tengelyén a hőmérséklet és a csapadék eloszlását havi bontásban tüntetjük föl vigyázva arra, hogy 1°C mindig 2mm csapadéknak (vagy 10°C 20mm csapadéknak) feleljen meg. A vízszintes tengelyen a hónapok szerepelnek, így leolvasható a humid, arid és átmeneti jellegű időszakok tartama és erőssége. A Föld különböző klímazónáihoz tartozó városok klimadigramjait a 24. ábra mutatja be.

 

24. Ábra: a Föld fontosabb klimazónáinak klimadiagramjai (a függőlegesen vonalazott részek a humid klímát mutatják, míg a pontozott részek, ahol a csapadék görbe a hőmérsékleti alá kerül arid klímát mutat) http://www.ucm.es/info/cif .

Magyarország éghajlata

A Kárpát-medencét több irányból érik éghajlati hatások. Az alapvetően koranyári csapadékmaximummal jellemezhető közép-európai éghajlatot keletről aszályos kontinentális, délről a meleg és tavasszal-ősszel csapadékos szubmediterrán klíma hatása befolyásolja. Nyugaton a hűvös nyarú, nedves atlantikus-alpesi klímahatás érzékelhető. A különböző éghajlati hatások az ország területeit eltérő gyakorisággal érik el, és magyarázzák a növényfajok és társulásaik kialakulását és produktivitását.

Klimatikus szempontból fontos határvonal választja el hazánk humid és a szemiarid jellegű területeit. Mindezeknek megfelelően alakult ki a Dunántúlon és a Középhegységekben a zárt lomboserdő zóna az alföldi tájakon az erdőssztyep vegetáció (25. Ábra).

25 abra

25. Ábra: Magyarország két jellemző vegetációövének klimadiagramjai
A zárt lombos erdők (Bánkút) és az erdősztyepp (Szeged) területe.

A légköri adottságok közül a levegő összetétele és a levegő mozgása is fontos környezeti tényező.

A légkör alsó részét, amelynek változó hőmérséklete (pl. fűtőhatás a Föld felszínéről) miatt légáramlatok és örvénylő légmozgások lépnek föl troposzférának hívjuk. Magassága a 16km-től (trópusok) a 10km-ig terjed (60 szélességi fok). E fölött helyezkedik el a sztratoszféra, amelyben a hőmérséklet viszonylag állandó, de felső harmadában erőteljes gázmozgás zajlik. Ebben a rétegben találjuk az ózon (O3)-réteget is, körülbelül 32km magasan, mely az élőlények számára káros ultraibolya szűréséért felelős. A sztratoszféra gázai megakadályozzák továbbá a Föld felszín gyors kihűlését is. A sztratoszféra fölött helyezkedik el az ionoszféra, melyben a Nap ultraviola sugarainak hatására számtalan ion képződik és az oxigén molekula szétesése is bekövetkezik. Ez a réteg 100-110 km fölé esik. Bár az élet kialakulásában a légkör minden paramétere számított, a mai élővilág számára a légkör alsó része minősül ökológiai értelemben környezeti tényezőnek. A levegő tényező tehát a troposzféra tulajdonságaiból adódik.

A levegő összetételében állandó (N2; O2; nemes gázok) és változó mennyiségű (pl. CO2, vízgőz vagy pára) alkotók vannak. A levegő magasabb páratartalma jótékony hatású a növényekre, kiegyenlítetté teszi a levegő hőmérsékletét és a párologtatást (vízvesztés) csökkenti. A száraz levegő sokkal kedvezőtlenebb.

Változó alkotóelem a CO2 is. Ez a gáz kerül a levegőbe az élőlények légzése által, a talaj mikroorganizmusok tevékenységével és a vulkáni aktivitással is. Újabban, az emberi tevékenység hatása (főképpen az ipari méretű CO2 kibocsájtás) kritikusan növelte tovább a légköri CO 2 mennyiségét. A koncentráció növekedésével egy mértékig fokozódik a növényi fotoszintézis intenzitása, és így az elsődleges szervesanyag termelésével csökken a gáz mennyisége. A nagy erdőségek kivágásával, gyepek feltörésével éppen ezt a fontos CO2 megkötést akadályozzuk meg, ami a CO2 megszokott értéken felüli felhalmozódását idézte elő. A megemelkedő CO2-tartalom ugyanakkor jelentősen hozzájárul az üvegházhatás kialakulásához.

A földfelszín felmelegedését és az üvegházhatás erősödését az okozza, hogy a napsugárzástól felmelegedő talajfelszínről távozó infravörös sugarak nem tudnak a légkör felsőbb rétegeibe széterjedni, azokat a légkörben feldúsuló CO2 és más, főképpen emberi tevékenységgel kiszabaduló gázok megrekesztik, visszatartják (4. ábra).

Egyes vélemények szerint a száraz, forró időszakban a haszonnövények korlátozó tényezője a CO2, hiszen ezt a zárt sztómák mellett a növények nem tudják fölvenni. Kétségtelenül a C4-es fotoszintézisű növények a hatékony CO2 hasznosítás által kedvezőbb helyzetben kerültek. A Föld C körforgalmában a CO2 megkötése kulcs jelentőségű, ennek ökológiai hatásai igen szerteágazók.

Halmozódó gáznak minősül a SO2 is, mely az ipartelepek füstjéből származik és egyértelműen káros hatású a növényi szövetekre. A magas SO 2 tartalom és az ennek nyomán kialakuló savas esők, ma is több élőhelyet veszélyeztetnek.

A levegő szilárd komponensei is változó mennyiségűek. Ezek a légszennyezettségben játszanak fontos szerepet, ilyen a korom és a szmog is. A szmog vagy füstköd (angolul smoke=füst; fog=köd) a nagy városok és ipartelepek körül halmozódik fel, olyan károsító tényező, mely minden élőlény számára kerülendő. A füstköd különösen szélcsendes időszakokban, meleg nyári napokon, vagy ködös téli időszakban okoz problémát. A növények eltérő érzékenységűek, de a klorózisos jelek, ezüstösödés, bronzosodás többnyire ilyen típusú károsodásra utal. Néhány kertészeti növény, mint a paraj, a mángold, a paradicsom, a cékla igen érzékeny, mások mint a bab, kukorica káposzta ellenállóbb a füstködre.

A levegő mozgása → a szelek, a növényi populációk életében lehet pozitív és negatív hatású is. A megporzás és termés terjesztését számos növény a szél közreműködésével oldja meg. A szélmegporzású fajokat anemogám fajoknak nevezzük. Jellemzőik:

  • általában sok pollent termelnek,
  • virágtakarójuk jelentéktelen, redukált, vagy hiányzik.
  • virágaik gyakran egyivarúak a porzós virágok tömött barkavirágzatot alkotnak és kora tavasszal virágoznak még a lombfakadás előtt.
  • nektártermelés rendszerint nincs.

Anemogán fajok például a mogyoró (Corylus avellana), a dió (Juglans regia), a magyar kőris ( Fraxinus angustifolia subsp. danubialis), a lágyszárúak közül pedig a pázsitfüvek, sások. Lásd. még a 26. Ábra.

26

26. Ábra: Anemogám fajok
A. Betula pendula (közönséges nyír), B. Quercus robur (kocsányos tölgy)

Anemochor fajoknak nevezzük a széllel terjedő termésű és magvú növényeket. Ezek a termések gyakran:

  • nagy mennyiségben képződnek
  • pehelykönnyűek
  • szárnyasak vagy bóbitásak
  • az ilyen magok is szintén lehetnek szőrösek vagy szárnyasak

Anemochor termés típusok

A könnyű magok, mint a például füzek, nyárak vagy az orchideák magjai kevés tartaléktápanyagot tartalmaznak, ezért ezek rendszerint azonnal csírázók vagy az embrió fejlődéséhez gomba partnereket keresnek. A fenti termés típusokról és jellemzőikről fontos részletek a 4. fejezetben is olvashatók. A szeleknek számos közvetett hatása van a növényi populációk életére. Az uralkodó szelek lehetnek klímaalakító tényezők is, a humid vagy éppen az arid klíma felelősei. A szelek szárító hatása fokozhatja az ariditást és ezáltal a fiziológiai vízhiányt a növényeknél. A hirtelen jövő, tomboló szelek az erdődőlések felelősei, és a talajok kiszáradását okozzák. A talajok szél általi lepusztulását, erózióját deflációnak nevezzük. Egykoron az erdőkkel borított trópusi területeken többfelé ma súlyos defláció okozta talajpusztulás következményei láthatók (27. Ábra).

27 abra

27. Ábra: Defláció és talajpusztulás Hispagnola szigetén:
légifelvétel Haiti és a Dominikai Köztársaság határáról (Karib térség), Haitin a kivágott erdők miatt a defláció jóval erősebb
(Forrás: NASA/Goddard Space Flight Center - image from Seed)

Ellenőrző kérdések és feladatok

1. Mit nevezünk, a. fény- illetve b. hőkompenzációs pontnak?

2. Mire utal a Raunkiaer- féle életforma felosztás?

a. A növények alkalmazkodásának egyik formája.
b. Utal a növények növekedési formájára is.
c. A nyugalmi állapotban lévő rügy helyzetére vonatkozik.
d. A virágzási állapotra vonatkozik.

3. Mit jelent, ha egy faj szkiofiton?

a. Szárazságtűrő.
b. Vízigényes.
c. Fényigényes.
d. Árnyékkedvelő.

4. Melyik talajvízféleség hasznosítható a növényi populációk számára?

a. A kapilláris víz.
b. A kolloidális víz.
c. A gravitációs víz.
d. A talajban lévő vízkészlet bármilyen formában elérhető a növények számára.

5. Mit jelent a xerofitizmus?

a. Szárazságtűrést.
b. Egy speciális adaptációs formát fejezhet ki a növényi populációknál.
c. Jelezhet nagyfokú hővel szembeni ellenállóképességet.
d. Jelezhet fénnyel szembeni ellenállóképességet.

6. Értelmezze az alábbi klímadiagramot!

a. Hány évszak jellemzi az alábbi területet?
b. A havi csapadékátlag meghaladhatja-e a 100 mm-t?
c. Tartós fagyok előfordulhatnak a területen?
d. Melyik hónapban esik a legkisebb mennyiségű csapadék?

Irodalomjegyzék

Láng Ferenc (szerk.): Növényélettan, ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2007.    
Mátyás Cs. 1997: Erdészeti Ökológia. Mezőgazda kiadó.

Pásztor E., Oborny B. (szerk.) 2007: Ökológia. Nemzeti Tankönyvkiadó.
Simon T. (szerk.) (2001): Növényföldrajz, Társulástan és Ökológia. Tankönyvkiadó. Budapest.
Török p., Tóthmérész B. (2006): Növényökológiai alapismeretek. Kossuth Egyetemi kiadó. Debrecen.
Turcsányi G. (szerk.) 1998: Mezőgazdasági növénytan. Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó. Budapest. 2. kiadás

Facebook

kiskep

Hírek/News

Sajtóközlemény

A projekt célja magyar és angol nyelvű digitális tananyagok fejlesztése a Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Karának hét tanszékén. Az összesen 14 tananyag (hét magyar, hét angol) a kertészmérnök Msc szak és a multiple degree képzés keretében kerül felhasználásra. A digitális tartalmak az Egyetem e-learning keretrendszerével kompatibilis formában készülnek el.

Bővebben

Sikeres pályázat

A projekt célja magyar és angol nyelvű digitális tananyagok fejlesztése a Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Karának hét tanszékén. Az összesen 14 tananyag (hét magyar, hét angol) a kertészmérnök Msc szak és a multiple degree képzés keretében kerül felhasználásra. A digitális tartalmak az Egyetem e-learning keretrendszerével kompatibilis formában készülnek el.

A tananyagok az Új Széchenyi Terv Társadalmi Megújulás Operatív Program támogatásával készülnek.

TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0028

Félidő

A pályázat felidejére elkészültek a lektorált tananyagok, amelyek feltöltése folyamatban van. 

 

uszt logoTÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0028

Utolsó frissítés: 2014 11. 13.