Az urbanizáció hatása
a talajfelszíni ízeltlábúakra
Magura Tibor
PhD, Hortobágyi Nemzeti Park Igazgatóság
magura @ www.hnp.hu
Tóthmérész Béla
az MTA doktora, Debreceni Egyetem Ökológiai Tanszék
tothmerb @ delfin.klte.hu
Hornung Erzsébet
a biológiai tudomány kandidátusa
Szent István Egyetem Zoológiai Intézet Ökológiai Tanszék
Hornung.Erzsebet @ aotk.szie.hu
Bevezetés
Az ipari országok népességének mintegy 80 %-a városokban lakik, és a világ teljes népességének is több mint 60 %-a urbanizált területeken él. Az emberi népesség növekedése és a tájhasználat gyökeres átalakulása erőteljes hatást gyakorol az élő rendszerek egészére illetve azok egyes elemeire, nagymértékben hozzájárul a természetes élőhelyek degradációjához és homogenizálódásához. Az urbanizáció során a természeti környezet átalakul, és ez a folyamat az itt élő közösségek létét is veszélyezteti. A genetikai diverzitás vesztesége is jelentős lehet, ami további, rejtett veszélyforrás (Vida, 1979). Az urbanizáció hatására kialakul egy természetességi gradiens, amelynek egyik végén a sűrűn beépített, utakkal gazdagon behálózott és emberi hatásoktól nagymértékben terhelt, kevéssé természetes élőhelyek találhatók, míg a gradiens másik oldalát az emberi hatások mértékének csökkenése és a természetesség fokának növekedése jellemzi.
Annak ellenére, hogy az urbanizáció egyre nagyobb mértékű, keveset tudunk arról, hogy milyen konkrét hatással van a biodiverzitásra, és hogy ez a hatás a földrajzilag eltérő területeken hasonló módon jelentkezik-e. Éppen ilyen céllal, az urbanizáció biodiverzitásra gyakorolt hatásának tanulmányozására hozták létre 1998-ban Helsinkiben a GLOBENET nemzetközi programot. Jelenleg tizennégy országban végeznek mintavételeket városi, városszéli és városon kívüli élőhelygradiensek mentén egységes protokoll alapján (Niemelä et al., 2002).
A zavarás közösségekre gyakorolt hatásáról több hipotézis ismert. Ezek a zavarás és diverzitás viszonyának különböző aspektusait ragadják meg, így részben átfednek, részben pedig kiegészítik egymást. A közepes zavarási hipotézis (IDH) a leghíresebb és a leggyakrabban idézett (Connell, 1978). Eszerint a diverzitás növekszik az enyhén vagy mérsékelten zavart élőhelyeken. A növekvő zavarási hipotézis szerint a fajgazdagság a legalacsonyabb az erősen zavart élőhelyeken (Gray, 1989). A növekvő zavarás elsősorban a specialista élőlényeket érinti hátrányosan, így a habitat-specialista hipotézis szerint az eredeti élőhelyekhez kötődő élőlények sokfélesége csökken az erősen zavart, átalakított élőhelyek felé haladva (Magura et al., 2004). Kutatásaink során ezeket a hipotéziseket teszteltük talajfelszínen mozgó ízeltlábúak (szárazföldi ászkarákok, futóbogarak) esetén.
Anyag és módszer
A GLOBENET protokollnak megfelelően Debrecenben és szomszédságában egy városi, egy városszéli és egy városon kívüli, erdővel borított (száz évnél idősebb gyöngyvirágos tölgyes) mintavételi területet választottunk ki (Magura et al., 2004). A városi élőhely parkjellegű, a cserjéket erőteljesen ritkítják, aszfaltozott sétányokkal sűrűn behálózott. A városszéli élőhelyen a kidőlt fákat folyamatosan eltávolítják. A városon kívüli élőhely a természeteshez közeli állapotú (Török – Tóthmérész, 2004).
Mindhárom élőhelyen (városi, városszéli és városon kívüli) négy mintavételi helyet jelöltünk ki, egymástól legalább 50 méterre. A szárazföldi ászkarákok (Isopoda: Oniscidea) és futóbogarak (Coleoptera: Carabidae) gyűjtéséhez mintavételi helyenként 10 talajcsapdát használtunk (3 élőhely × 4 mintavételi hely × 10 csapda). A talajcsapdák ölő- és konzerváló anyagként 75 %-os etilén-glikolt tartalmaztak. A csapdákat kéthetente ürítettük, március végétől november végéig, 2001-ben.
A három élőhelyen a csapdánkénti egyedszámban, fajszámban és az erdei specialisták egyed- és fajszámában tapasztalható különbségek kimutatására varianciaanalízist (nested ANOVA) alkalmaztunk. Az adatok normalitását Kolmogorov-Smirnov-próbával teszteltük.
Eredmények
A vizsgálat során a futóbogarak csapdánkénti egyedszáma szignifikánsan magasabb volt a városon kívül, mint a másik két élőhelyen (1. a ábra), míg a csapdánkénti fajszám értékei között nem volt szignifikáns különbség a három élőhelyen (1. b ábra). Az erdei specialista futóbogárfajok csapdánkénti egyed- és fajszáma egyaránt szignifikánsan nőtt a városi élőhelytől a városon kívüli élőhely felé haladva (1. c és 1. d ábrák).
A szárazföldi ászkarákok csapdánkénti egyed- és fajszámértékei között nem volt szignifikáns különbség a három élőhelyen (2. a és 2. b ábra). Az erdei specialista szárazföldi ászkarákfajok csapdánkénti egyedszáma szignifikánsan nőtt a városi élőhelytől a városon kívüli élőhely felé haladva (2. c ábra), míg csapdánkénti fajszáma a városszéli és városon kívüli élőhelyen volt a legmagasabb és szignifikánsan különbözött a városi élőhelyen tapasztalt értéktől (2. d ábra).
Diszkusszió
A GLOBENET nemzetközi program keretében eddig hét országból (Belgium, Dánia, Bulgária, Finnország, Japán, Kanada, Magyarország) közöltek eredményeket. Négy országban (Belgium, Bulgária, Japán, Kanada) csak a futóbogarakat vizsgálták. Dániában a futóbogarakról jelent meg publikáció, de az ászkarákok reagálását is kutatták. Finnországban a futóbogarakon kívül vizsgálták a talajfelszíni pókokat is, míg Magyarországon a futóbogarak mellett a szárazföldi ászkarákokat és a pókokat is tanulmányozták.
Eredményeinkkel megegyezően az eddig publikált vizsgálatok egyikében sem igazolódott a közepes zavarási hipotézis, amely szerint a mérsékelten zavart városszéli élőhelyeken a legmagasabb a diverzitás. Ez abból adódhat, hogy az urbanizáció diverzitásra gyakorolt hatásának tanulmányozásakor az összegyed- és összfajszám vizsgálata nem tükrözi híven a bekövetkezett változásokat. Ökológiai igényüktől függően bizonyos fajok előtérbe kerülhetnek, míg mások háttérbe szorulhatnak az urbanizáció hatására. Az ellentétes változások kiolthatják egymást. Futóbogarak elemzése kapcsán Magura Tibor és munkatársai (2001) kimutatták, hogy a fajok ökológiai sajátosságainak figyelmen kívül hagyásával még az elemi sziget-biogeográfiai törvényszerűségek is összemosódhatnak. Emellett az is problémát okoz, hogy szárazföldi közösségek esetében a zavarás nagysága nehezen számszerűsíthető, ami gondot jelent a zavarás tényleges mértékének megítélésében. A jelentős mértékben fragmentálódott és részben izolált városi és városszéli élőhelyek esetén számos további hatás is érvényesül (Lövei et al., 2006).
A növekvő zavarási hipotézisnek megfelelően Finnországban és Japánban a futóbogarak egyed- és fajszáma az erősen zavart városi élőhelytől fokozatosan emelkedett a legkevésbé zavart városon kívüli élőhely felé. Azonban a többi országban a futóbogarak, a talajfelszíni pókok és szárazföldi ászkarákok esetén sem mutattak ki ilyen összefüggést. Az egyes országokban tapasztalható eltéréseket okozhatják a lokális különbségek. Valószínű azonban, hogy fontosabb szerepe van az okok között a fentebb már említett ténynek, miszerint az urbanizáció diverzitásra gyakorolt hatásának kimutatásához a fajok ökológiai tulajdonságainak figyelmen kívül hagyásával az összfajszám és összegyedszám rutinszerű vizsgálata nem elegendő.
Kutatásaink során, hasonlóan a korábbi eredményekhez azt kaptuk, a habitat-specialista hipotézisnek megfelelően, hogy az eredeti élőhelyekhez kötődő specialista fajok egyed- és fajszáma csökken az erősen zavart, átalakított élőhelyek felé haladva. Az urbanizáció egyrészt megsemmisíti, feldarabolja és elszigeteli az eredeti élőhelyeket, másrészt teljesen átalakítja a megmaradt élőhelyeket (cserjék ritkítása, kidőlt, elhalt fák eltávolítása).
Eredményeink megerősítik, hogy az urbanizáció hatására az eredeti élőhelyekben bekövetkezett változások főként a specialista fajokat érintik hátrányosan. Ugyanakkor a városi parkok és zöldterületek hozzájárulnak a városi élet minőségének javításához, ezért megőrzésük mindenképpen kívánatos. Hogyan érhető el, hogy a városi élőhelyek megőrizzék a biodiverzitást, és kielégítsék a városlakók rekreációs igényét? Kutatásaink alapján azt javasoljuk, hogy kerülni kell a fák és cserjék erőteljes ritkítását, az elhalt, kidőlt, korhadó faanyag eltávolítását, és minimalizálni kell az aszfaltborítású sétányok létrehozását.
Kulcsszavak: egyedszám, fajszám, habitat-specialista hipotézis, mérséklet zavarási hipotézis, növekvő zavarási hipotézis, futóbogarak, szárazföldi ászkarákok, urbanizáció
1. ábra • A futóbogarak egyedszámának (A), fajszámának (B), az erdei futóbogarak egyedszámának (C) és fajszámának (D) átlagértékei (± S. E.) a vizsgált élőhelygradiens mentén. Az átlagértékek fölötti különböző betűk szignifikáns (p<0,05) különbséget jelölnek.
2. ábra • Az ászkarákok egyedszámának (A), fajszámának (B), az erdei ászkarákok egyedszámának (C) és fajszámának (D) átlagértékei (± S. E.) a vizsgált élőhelygradiens mentén. Az átlagértékek fölötti különböző betűk szignifikáns (p<0,05) különbséget jelölnek.
Irodalom
Connell, Joseph H. (1978): Diversity in Tropical Rain Forests and Coral Reefs. Science. 199, 1302–1310.
Gray, John S. (1989): Effects of Environmental Stress on Species Rich Assemblages. Biological Journal of the Linnean Society. 37, 19–32.
Lövei Gábor L. – Magura T. – Tóthmérész B. – Ködöböcz V. (2006): The Influence of Matrix and Edges on Species Richness Patterns of Ground Beetles (Coleoptera: Carabidae) in Habitat Islands. Global Ecology and Biogeography. 15, 283–289.
Magura Tibor – Tóthmérész B. – Ködöböcz V. (2001): Effects of Habitat Fragmentation on Carabids in Forest Patches. Journal of Biogeography. 28, 129–138.
Magura Tibor – Tóthmérész B. – Molnár T. (2004): Changes in Carabid Beetle Assemblages along an Urbanisation Gradient in the City of Debrecen, Hungary. Landscape Ecology. 19, 747–759.
Niemelä, Jari – Kotze, J. D. – Venn, S. – Penev, L. – Stoyanov, I. – Spence, J. – Hartley, D. – Montes de Oca, E. (2002): Carabid Beetle Assemblages (Coleoptera, Carabidae) across Urban-Rural Gradients: An International Comparison. Landscape Ecology. 17, 387–401.
Török Péter – Tóthmérész Béla (2004): A debreceni Nagyerdő növényzeti arculatának vizsgálata. Természetvédelmi Közlemények. 11, 107–116.
Vida Gábor (1979): Természetes génbankok: pótolhatatlan erőforrásaink. MTA Biológiai Osztály Közleményei. 22, 351–360.
<-- Vissza a 2006/6 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra
[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]