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 erÅ‘teljes hatást gyakorol az élÅ‘ rendszerek egészére illetve azok egyes elemeire, nagymértékben hozzájárul a természetes élÅ‘helyek degradációjához és homogenizálódásához. Az urbanizáció során a természeti környezet átalakul, és ez a folyamat az itt élÅ‘ közösségek létét is veszélyezteti. A genetikai diverzitás vesztesége is jelentÅ‘s 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 élÅ‘helyek 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 eltérÅ‘ 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 élÅ‘helygradiensek mentén egységes protokoll alapján (Niemelä et al., 2002).
A zavarás közösségekre gyakorolt hatásáról több hipotézis ismert. Ezek a zavarás és diverzitás viszonyának különbözÅ‘ 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 élÅ‘helyeken. A növekvÅ‘ zavarási hipotézis szerint a fajgazdagság a legalacsonyabb az erÅ‘sen zavart élÅ‘helyeken (Gray, 1989). A növekvÅ‘ zavarás elsÅ‘sorban a specialista élÅ‘lényeket érinti hátrányosan, így a habitat-specialista hipotézis szerint az eredeti élÅ‘helyekhez kötÅ‘dÅ‘ élÅ‘lények sokfélesége csökken az erÅ‘sen zavart, átalakított élÅ‘helyek 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 megfelelÅ‘en Debrecenben és szomszédságában egy városi, egy városszéli és egy városon kívüli, erdÅ‘vel borított (száz évnél idÅ‘sebb gyöngyvirágos tölgyes) mintavételi területet választottunk ki (Magura et al., 2004). A városi élÅ‘hely parkjellegű, a cserjéket erÅ‘teljesen ritkítják, aszfaltozott sétányokkal sűrűn behálózott. A városszéli élÅ‘helyen a kidÅ‘lt fákat folyamatosan eltávolítják. A városon kívüli élÅ‘hely a természeteshez közeli állapotú (Török – Tóthmérész, 2004).
Mindhárom élÅ‘helyen (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 élÅ‘hely × 4 mintavételi hely × 10 csapda). A talajcsapdák ölÅ‘- és konzerváló anyagként 75 %-os etilén-glikolt tartalmaztak. A csapdákat kéthetente ürítettük, március végétÅ‘l november végéig, 2001-ben.
A három élÅ‘helyen 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 élÅ‘helyen (1. a ábra), míg a csapdánkénti fajszám értékei között nem volt szignifikáns különbség a három élÅ‘helyen (1. b ábra). Az erdei specialista futóbogárfajok csapdánkénti egyed- és fajszáma egyaránt szignifikánsan nÅ‘tt a városi élÅ‘helytÅ‘l a városon kívüli élÅ‘hely felé haladva (1. c és 1. d ábrák).
A szárazföldi ászkarákok csapdánkénti egyed- és fajszámértékei között nem volt szignifikáns különbség a három élÅ‘helyen (2. a és 2. b ábra). Az erdei specialista szárazföldi ászkarákfajok csapdánkénti egyedszáma szignifikánsan nÅ‘tt a városi élÅ‘helytÅ‘l a városon kívüli élÅ‘hely felé haladva (2. c ábra), míg csapdánkénti fajszáma a városszéli és városon kívüli élÅ‘helyen volt a legmagasabb és szignifikánsan különbözött a városi élÅ‘helyen tapasztalt értéktÅ‘l (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 megegyezÅ‘en az eddig publikált vizsgálatok egyikében sem igazolódott a közepes zavarási hipotézis, amely szerint a mérsékelten zavart városszéli élÅ‘helyeken 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 igényüktÅ‘l függÅ‘en bizonyos fajok elÅ‘térbe 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 számszerűsíthetÅ‘, ami gondot jelent a zavarás tényleges mértékének megítélésében. A jelentÅ‘s mértékben fragmentálódott és részben izolált városi és városszéli élÅ‘helyek esetén számos további hatás is érvényesül (Lövei et al., 2006).
A növekvÅ‘ zavarási hipotézisnek megfelelÅ‘en Finnországban és Japánban a futóbogarak egyed- és fajszáma az erÅ‘sen zavart városi élÅ‘helytÅ‘l fokozatosan emelkedett a legkevésbé zavart városon kívüli élÅ‘hely 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 elegendÅ‘.
Kutatásaink során, hasonlóan a korábbi eredményekhez azt kaptuk, a habitat-specialista hipotézisnek megfelelÅ‘en, hogy az eredeti élÅ‘helyekhez kötÅ‘dÅ‘ specialista fajok egyed- és fajszáma csökken az erÅ‘sen zavart, átalakított élÅ‘helyek felé haladva. Az urbanizáció egyrészt megsemmisíti, feldarabolja és elszigeteli az eredeti élÅ‘helyeket, másrészt teljesen átalakítja a megmaradt élÅ‘helyeket (cserjék ritkítása, kidÅ‘lt, elhalt fák eltávolítása).
Eredményeink megerÅ‘sítik, hogy az urbanizáció hatására az eredeti élÅ‘helyekben bekövetkezett változások fÅ‘ként a specialista fajokat érintik hátrányosan. Ugyanakkor a városi parkok és zöldterületek hozzájárulnak a városi élet minÅ‘ségének javításához, ezért megÅ‘rzésük mindenképpen kívánatos. Hogyan érhetÅ‘ el, hogy a városi élÅ‘helyek megÅ‘rizzék a biodiverzitást, és kielégítsék a városlakók rekreációs igényét? Kutatásaink alapján azt javasoljuk, hogy kerülni kell a fák és cserjék erÅ‘teljes ritkítását, az elhalt, kidÅ‘lt, korhadó faanyag eltávolítását, és minimalizálni kell az aszfaltborítású sétányok létrehozását.
Kulcsszavak: egyedszám, fajszám, habitat-specialista hipotézis, mérséklet zavarási hipotézis, növekvÅ‘ 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 élÅ‘helygradiens mentén. Az átlagértékek fölötti különbözÅ‘ 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 élÅ‘helygradiens mentén. Az átlagértékek fölötti különbözÅ‘ 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 NagyerdÅ‘ növényzeti arculatának vizsgálata. Természetvédelmi Közlemények. 11, 107–116.
Vida Gábor (1979): Természetes génbankok: pótolhatatlan erÅ‘forrásaink. MTA Biológiai Osztály Közleményei. 22, 351–360.
<-- Vissza a 2006/6 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra