Botanika III. Bevezetés a növénytanba, algológiába, gombatanba és funkcionális növényökológiába Szerkesztette Tuba, Zoltán, Szerdahelyi, Tibor, Engloner, Attila, és Nagy, János

partján (Fotó: Nagy János) Error: Reference source not found

VI.20. Szubmontán bükkös (Melittio-Fagetum) a Bükk hegységben (Corydalis-fajok alkotta) kora tavaszi geofiton aszpektussal (Fotó: Czóbel Szilárd) Error: Reference source not found

VI.21. Fehérfüzes ligeterdő a Bodrogközben (Fotó: Nagy János) Error: Reference source not found

VI.22. Fraxino pannonicae-Ulmetum gyöngyvirágos fáciese a Bodrogközben (Fotó: Czóbel Szilárd) Error: Reference source not found

VI.23. Tőzegmohás fűzláp (Salici cinerea-Sphagnetum) az öcsi Nagy-tavon (Fotó: Nagy János) Error: Reference source not found

-. Error: Reference source not found

VII.1. A C₄-es fotoszintézis sematikus ábrája. A C₄-es növények esetében térbeli elkülönülés van az elsődleges széndioxid-megkötés és a Calvin–Benson-ciklus között. Az előbbi a mezofillumsejtekben, az utóbbi a nyalábhüvelysejtekben játszódik le. A két folyamat közötti kapcsolatot karbonsavak plazmodezmán keresztüli transzportja biztosítja. A mezofillumsejt 4 szénatommal rendelkező karbonsavban (almasav, oxálecetsav) tárolja a légkörből megkötött CO₂-ot, erről kapta ez a fotoszintézis-típus a nevét. A folyamat energiaigényesebb ugyan a C₃-as fotoszintézisnél, de folyamatosan ellátja a Calvin–Benson-ciklust (a rubisCO-t) CO₂-dal, és nincs vagy elhanyagolható a fénylégzés okozta veszteség Error: Reference source not found

VII.2. A CAM típusú fotoszintézis sematikus ábrája. A CAM fotoszintézis nagyon hasonló a C₄-eshez, csak ebben az esetben nem térbeli, hanem időbeli elkülönülés van a két CO₂-fixációs mechanizmus között. Mivel a CAM-növények meleg és száraz körülmények között élnek, sztómáik nappal zárva vannak a vízveszteség megelőzése érdekében, így nappal nem képesek jelentős gázcserét folytatni környezetükkel. Éjjel azonban nyitják a sztómáikat, felveszik a CO₂-ot, és almasav formájában tárolják a vakuólumban. Nappal az almasav dekarboxilálódik, és a keletkező CO₂ a Calvin–Benson-ciklusban hasznosul. Ezzel jelentős mennyiségű vizet takarítanak meg Error: Reference source not found

VII.3. A relatív víztartalom (RWC), levél-vízpotenciál (napi minimum) és levélkonduktancia (napi maximum) trópusi, 25 napos vízhiánynak kitett, epifiton edényes növényekben. A Pyrrosia angustata páfrány (szaggatott vonal) egy hét alatt elveszti telítettségi víztartalmát, ezután sztómái bezáródnak, amíg ismét lesz rendelkezésre álló víz. Az Erica velutina orchidea (folyamatos vonal) sokkal lassabban szárad ki víztartó szöveteinek és CAM viselkedésmódjának köszönhetően (sztómái főleg éjjel vannak nyitva), és fenntartja a sztómanyitás képességét egészen a vizsgált időszak végéig (Larcher 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.4. Természetes körülmények között növekedett Tortula ruralis nettó fotoszintézisének (P_n) és szöveti egységnyi száraztömegre vonatkoztatott százalékos víztartalmának összefüggése. A legmagasabb víztartalom (180-200% fölött) nagy diffúziós ellenállást jelent a CO₂ bejutásával szemben, ezért ekkor alacsony a nettó CO₂-asszimiláció (P_n), amely maximumát 100% víztartalom körül éri el, majd attól kezdve a kiszáradás során lineárisan csökken megszűnéséig (Tuba 1987 alapján) Error: Reference source not found

VII.5. Egy tipikusnak tekinthető nyári éjjel és reggel folyamán a Tortula ruralis mohapárnák „in situ” relatívvíztartalom- és CO₂-gázcsereintenzitás-változása a mérsékelt övi homokpusztagyepben. A levegő harmatjából 40%-os víztartalomig történő hajnali újranedvesedés kb. 2 órás időtartamú nettó CO₂-asszimilációt biztosít a mohapárnák számára az esőmentes száraz időszakban. Mindezt a mohák és zuzmók kis sejtmérete és fotoszintézisük alacsony víztartalomigénye teszi lehetővé (Csintalan és mtsai 2000 nyomán) Error: Reference source not found

VII.6. A vízáram-ellenállásedényesnövényekben(A),egynedvesporózusszubsztrátonélőendohidrikusmohánál(B)ésegyatároltvízmennyiségtőlfüggőektohidrikusmohánál(C)azanalógelektromosáramkörökábrázolásával. A nagybetűk a hidraulikus ellenállásra (R_int – belső; R_ext – külső; R_soil – talaj), a kisbetűk (r) a gázok diffúziós ellenállására utalnak. A kutikuláris ellenállás (r_c) alapjában véve konstansnak tekinthető, míg a sztómarezisztencia (r_s) a sztóma nyitódásával, a felületi határréteg ellenállása (r_A) a szélsebességgel együtt változik; ezek a legfontosabb ellenállási tényezők a vízvesztés kontrollálásának szabályozásában. A külső hidraulikus ellenállás a víztartalommal változik, de általában alacsony marad (Rajz: Proctor 1982, 1990 alapján, Proctor–Tuba 20) Error: Reference source not found

VII.7. A növénybeli vízhiány és a hervadás kialakulása összefüggésben a talaj vízpotenciáljának a csökkenésével (a sötét szakaszok az éjszakákat jelölik) (Loomis–Connor 1992 nyomán) Error: Reference source not found

VII.8. Különböző növények toleranciája a magas talajvíztartalommal és az ebből adódómoxigénhiánnyal szemben. A) Különböző magvak toleranciája az oxigénhiánnyal szemben az etanoltartalom és százalékos csírázási képesség (vitalitás) alapján. A kísérlet során a magvakat 3 napig tartották víz alatt. B) Az alkohol-dehidrogenáz-aktivitás változása a növények gyökereiben 1 hónapos, vízzel telített talajbeli növekedés után. Az alkohol-dehidrogenáz enzim mennyisége nagymértékben nő az intoleráns fajokban, ahol az etilalkohol felhalmozódik. A hipoxiát elviselő növények gyökereiben létezik egy alternatív út az alkohol eltávolítására, így az alkohol-dehidrogenáz mennyisége csökken (Larcher 2001 alapján) Error: Reference source not found

VII.9. Különböző növények toleranciája a magas talajvíztartalommal és az ebből adódómoxigénhiánnyal szemben. A) Különböző magvak toleranciája az oxigénhiánnyal szemben az etanoltartalom és százalékos csírázási képesség (vitalitás) alapján. A kísérlet során a magvakat 3 napig tartották víz alatt. B) Az alkohol-dehidrogenáz-aktivitás változása a növények gyökereiben 1 hónapos, vízzel telített talajbeli növekedés után. Az alkohol-dehidrogenáz enzim mennyisége nagymértékben nő az intoleráns fajokban, ahol az etilalkohol felhalmozódik. A hipoxiát elviselő növények gyökereiben létezik egy alternatív út az alkohol eltávolítására, így az alkohol-dehidrogenáz mennyisége csökken (Larcher 2001 alapján) Error: Reference source not found

VII.10. Kukorica (Zea mays) gyökereinek szöveti struktúrája (A) oxigénnel jó ellátott (20,6 térfogat% O₂) és (B) oxigénhiányos (4 térfogat% O₂) szubsztráton. Hipoxiás körülmények között aerenchima (Ae) fejlődik a cortexben a megnövekedett cellulázaktivitás és a programozott sejthalál (apoptózis) hatására. Ezeket a folyamatokat az etilén váltja ki a gyökérben. CC: központi henger, CP: gyökércortex (Larcher 2001 alapján) Error: Reference source not found

VII.11. A fotoszintetikus elektrontranszport intenzitásának csökkenése és helyreállása a hőstressz után. A gátlás mértéke és a helyreálláshoz szükséges időtartam egyenes arányban nő a hőmérséklettel Error: Reference source not found

VII.12. A sótartalom hatása a növekedésre. Bal oldal: A szubsztrát NaCl-koncentráció-emelkedésének hatása a 1 halofita, 2 fakultatív halofita, 3 gyengén sótűrő és 4 halofób növényekre. Jobb oldal: Különböző halofita növényfajok szárazanyag-termelése a NaCl-koncentráció függvényében NaCl-mentes kontrollhoz viszonyítva. 1Salicorniaeuropaea,2Astertripolium,3Suedamaritima,4Spartinafoliosa,5Puccinelliapeisonis (Larcher 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.13. A magas intenzitású fény fotoszintézis-gátló hatása Error: Reference source not found

VII.14. Gyepállomány levélterületének (LA) vertikális megoszlása és az állományon belüli relatív megvilágításának csökkenése (Hortobágyi–Simon 2000 nyomán) Error: Reference source not found

VII.15. A fotoszintetikusan aktív sugárzás hatása fény- és árnyéklevelek CO₂-gázcseréjére. Balra: Fagussylvatica levelei a korona peremén (fényszint) és a korona belsejében (árnyékszint). Az árnyéklevelek sötétben kevésbé lélegeznek, mint a fénylevelek, valamint a fénykompenzációs pontjuk (I_c) is alacsonyabb. Emellett a fénytelítettséget (I_s) is alacsonyabb fényintenzitáson érik el, és kisebb gázcsereértékekkel, mint a fénylevelek. A mérések 30 °C-on és 30 Pa CO₂-nyomás mellett történtek. Jobbra: A Heritieratrifoliata – trópusi esőerdei árnyéktűrő fafaj – fény- és árnyékleveleinek fotoszintézise. A mérések CO₂-telítettség mellett történtek. A nettó fotoszintézis fénygörbéje a levelek fény-árnyék alkalmazkodásától függetlenül is módosulhat fiziológiai folyamatok hatására: 1. Az ún. Kok-effektus – a fénykompenzációs ponthoz közel a mitokondriális légzés a fotoszintetikusan aktív sugárzás emelkedésével alacsonyabb dekarboxilációs rátát mutat. Ez hatással van a görbe kezdeti meredekségére (φ_i), és figyelembe kell venni a kvantumhatékonyság mérésekor, ellenkező esetben túlbecsüljük azt. 2. A Calvin–Benson-ciklus fényindukciós állapota. Alacsony fényindukciós állapotban, például órákon át tartó alacsony fényintenzitás hatására mind a maximális fotoszintézis, mind a kvantumhatékonyság alacsonyabb értékű, és a fénykompenzációs pont is magasabb, mint magas fényindukciós állapotban (Larcher 2001 alapján) Error: Reference source not found

VII.16. Az atmoszféra CO₂-koncentrációja az utóbbi 420 000 évben az Antarktisz jégtakarójának mintáiból. Az észlelt fluktuációk a klíma változásával (glaciálisok – interglaciálisok) függenek össze. A maximumértékek (280 ppm körül) a meleg periódusokra, a minimumok (180 ppm körül) a hideg periódusokra jellemzőek. Az utóbbi néhány évszázad koncentrációértékei gyors emelkedést és az előző tartománytól való eltérést mutatnak (Larcher 2001 alapján) Error: Reference source not found

VII.17. Magyarországi (K-puszta – KPU és Hegyhátsál – HHS) légköri CO₂-koncentráció-méréseinek összehasonlítása Mauna Loa (óceáni háttér) obszervatóriumának mérési eredményeivel (Haszpra–Barcza 2007 alapján) Error: Reference source not found

VII.18. Egy évig 350 ppm (üres körök) és 700 ppm (teli körök) CO₂-koncentráción növekedett löszpusztagyepfajok: A) Dactylis glomerata és B) Salvia nemorosa nettó fotoszintézisének intercelluláris CO₂-koncentrációfüggése (A/ci görbéje). A D. glomerata „downward”, a S. nemorosa pedig „upward” akklimatizációt mutat (Tuba és mtsai nyomán 1996) Error: Reference source not found

VII.19. A vízhasznosítási efficiencia (WUE) és a reproduktív allokáció (RA ) viszonya a napraforgó és az Amaranthus chlorostachys tiszta és kevert állományaiban végzett mérések alapján (Szente és mtsai 1993 nyomán) Error: Reference source not found

VII.20. A sárga fagyöngynek (Loranthus europaeus) és gazdanövényének, a Quercus roburnak a transzspirációja (szürke vonal). A) A nőnemű (L♀) és hímnemû (L♂) fagyöngy és a tölgyfa (Qu) transpirációja. B) A xilémük vízpotenciálja egy napsütéses júliusi napon, közepesen száraz talaj mellett. Alacsony vízpotenciál-értékeknél a fagyöngy transzspirációja intenzívebb, mint a gazdanövényé. C) A kísérletes vízáramlás-csökkentés utáni (nyíl) fagyöngy- és a tölgyfalevél sztómazáródása egy támaszt adó tölgyfaágon (Larcher 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.21. A Raunkiaer-féle életformák Error: Reference source not found

VII.22. Növénytársulások térbeli szerkezete, jól (A) és rosszul (B) elhatárolható közösségek. Az egyes görbék egy-egy adott faj abundanciaértékét mutatják (Crawley 1986 nyomán) Error: Reference source not found

VII.23. Egyenletesség. Azonos fajszámú növénytársulások közül nagyobb diverzitású az, amelyben a fajok kiegyenlített tömegességgel vannak jelen, s kisebb az, amelyben valamely faj(ok) kiugró tömegességű(ek) (Crawley 1986 nyomán) Error: Reference source not found

VII.24. Példarang-abundanciagörbékrefelhagyottszántókszukcessziójasorán(afelhagyástólelteltidőfeltüntetésével) (Crawley 1986 nyomán) Error: Reference source not found

VII.25. Egy erdő pillanatnyi állapotának foltmozaikként való reprezentációja Error: Reference source not found

VII.26. A Grime-féle stratégiák Error: Reference source not found

VII.27. Grime-i stratégiák és a szukcesszió (Smith–Smith 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.28. Felül: Allokációs arányok a növényben. Alul: Tilman resource ratio” (forrás-arány) modellje. (Smith–Smith 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.29. Tilman szukcessziós modellje. (Smith–Smith 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.30. A fajgazdagság változásai a szekunder szukcesszió során (Smith–Smith 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.31. Populációk méretének alakulása a szukcesszió során háromféle zavarási gyakoriság mellett (Smith–Smith 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.32. Különböző felszíni hőmérsékletű testek sugárzásának egységnyi hullámhosszra jutó energiája a hullámhossz függvényében (a Nap felszíni hőmérséklete 6000 °K, a Földé 288 °K) (Loomis–Connor 1992 nyomán) Error: Reference source not found

VII.33. Az elektromágneses sugárzás energiájának hullámhossz szerinti felosztása Error: Reference source not found

VII.34. A napsugarak beesési szöge a Föld felszínének különböző pontjain eltérő. A felületegységre eső sugárzás mennyisége (Wm^–2) a Lambert-féle koszinusztörvénynek megfelelően alakulva a nagyobb földrajzi szélességek felé haladva csökken (Loomis–Connor 1992 nyomán) Error: Reference source not found

VII.35. A Föld keringési pályája a Nap körül. (d = deklináció) (Loomis–Connor 1992 nyomán) Error: Reference source not found

VII.36. A nappalhossz alakulása az év során egyes földrajzi szélességeken (Loomis–Connor 1992 nyomán) Error: Reference source not found

VII.37. A légkör energiamérlegét (hőmérsékletét) lényegesen befolyásoló egyes légköri összetevők (üvegházhatású gázok, aeroszolok, por), illetve egyéb tényezők becsült (IPCC, 2001) melegítő, illetve hûtő hatása egységnyi földfelszínre vonatkoztatva Error: Reference source not found

VII.38. A levegő telítési vízgőznyomása (e*) a léghőmérséklet függvényében (Loomis–Connor 1992 nyomán). Jellemző pontok: P: aktuális vízgőznyomás T_a aktuális léghőmérsékletnél. S: telítési vízgőznyomás T_a-nál, D: a P-ből a levegő hűtésével juthatunk el a D pontba. A T_d a P-hez és T_a-hoz tartozó harmatpont-hőmérséklet, a T_a–T_d különbség a harmatpont-depresszió. W: nedves hőmérsékleten (T_w) vett telítési vízgőznyomás. Ha a száraz-nedves hőmérőpár (lég)száraz tagja T_a-t mér, akkor a nedves hőmérő (vízzel átitatott szövetdarabbal fedett hőmérő) T_w hőmérsékletet mutat. A T_a–T_w különbségből a levegő páratartalma számítható, mivel a P–W szakasz meredeksége állandó, értéke 66 Pa.°K^–1 (pszichrometrikus állandó). Error: Reference source not found

VII.39. A beeső sugárzás (Rs), a nettó radiáció (Rn), továbbá a latens hőáram (LE) és a léghőmérséklet (Ta) jellemző napi alakulása (Loomis–Connor 1992 nyomán) Error: Reference source not found

VII.40. A hőmérséklet változása a magassággal a légkör rétegeiben (bal oldali ábra) és a hőmérséklet, valamint a CO₂-koncentráció alakulása földtörténeti léptékben jelenlegi értékekhez viszonyítva (jobbra) (Smith–Smith 2001 és www.mhhe.com nyomán) Error: Reference source not found

VII.41. A szélsebesség profilja alacsony, a légkörhöz gyengén kapcsolt, illetve magasabb, erősebben kapcsolt növényzet felett Error: Reference source not found

VII.42. A globális vízciklus. A feltüntetett mennyiségek km³/év-ben értendők. A keretezett mennyiségek a nagy vízrezervoárok, nyilakkal a fluxusok irányát és mellettük nagyságukat jelöltük (Chapin és mtsai 2002 nyomán) Error: Reference source not found

VII.43. Vízforgalom ökoszisztémaszinten Error: Reference source not found

VII.44. A globális szénforgalom sematizált ábrája. A fő széntárolók mellett (keretezett) feltüntettük a becsült szénmennyiséget is, valamint a szénfluxusok irányát és azok becsült mennyiségét. A számok pedagramm/év-ben értendők (1 pedagramm = 1015 g) (Chapin és mtsai 2002 nyomán) Error: Reference source not found

VII.45. A szárazföldi területek széntartalma (t/ha, talaj és föld alatti, föld feletti biomassza) (forrás: earthtrends.wri.org) Error: Reference source not found

VII.46. A bugaci homokpusztagyep CO₂-fluxusainak menete 2004 tavaszán eddy-kovariancia módszerrel mérve (lásd: VII.6. fejezet). A negatív értékek CO₂-elnyelést jelentenek Error: Reference source not found

VII.46. A metán légköri koncentrációjának emelkedése 1850-től. A légkörbe jutott metán kb. 85%-a fotokémiai reakciók során OH-gyökökkel reagál (víz és CO₂ keletkezik), így az atmoszféra tekinthető a legnagyobb metánnyelőnek. Kisebb mennyiségét a talajban élő metanotróf baktériumok használják fel (forrás: www.ipcc.ch) Error: Reference source not found

VII.47. A nitrogén globális körforgása. Az egységek teragramm/év-ben értendők (1 Tg = 1012 g) (Chapin és mtsai 2002 nyomán) Error: Reference source not found

VII.48. A foszfor globális körforgása. Az egységek teragramm/év-ben értendők (Chapin és mtsai 2002 nyomán) Error: Reference source not found

VII.49. A kén globális körforgalma. Az egységek teragramm/év-ben értendők (Chapin és mtsai 2002 nyomán) Error: Reference source not found

VII.50. Az alpesi erdőhatár lehetséges eltolódása és a hegyi növényzet elterjedésének módosulása klímaváltozás hatására a Közép-Alpokban. A melegebb időszakokban (pl. ötezer évvel ezelőtt) a hóhatár és a potenciális erdőhatár (antropogén hatástól mentesen) 200 méterrel magasabban volt (altitudinális migráció), mint a hideg időszakokban, pl. a „kis jégkorszak”-ban). Szórványosan elhelyezkedő növények és „mozgékony” alpesi és szubnivális növénytársulások vándorolnak lefelé kis térléptékben a mikroklimatológiailag kedvezőbb területekre (topográfiai migráció). Menedékhelyek (refugium) lehetnek melegebb periódusban a lavinahasadékok és az árnyékos zugok, hideg időszakokban pedig a szélvédett és napos kitettségû helyek. Az élőhelynek nemcsak a hőmérséklete, hanem a hótakaróval borítottság idejének hossza (az adott konkrét kis területen!) is fontos. A szürke nyilak a lehetséges vándorlási irányokat mutatják a klíma felmelegedése esetén, a fekete nyilak pedig a lehûlési, ill. hóban gazdagabb időszakokban (Larcher 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.51. A felső fahatár hosszú távú elterjedésének változása és a vegetációban bekövetkező változások a Kenya-hegységben, napjaink és a 18 000 évvel ezelőtti állapotok összehasonlításával. A rekonstrukció a pollen- és kovamoszatmintákon, C/N arányon és szénizotópos vizsgálati adatokon alapszik. Az utolsó jégkorszak maximuma alatt a trópusi Afrika időjárása sokkal szárazabb és hűvösebb volt, valamint a légköri CO₂-koncentráció is alacsonyabb volt (200 ppm), mint napjainkban (Larcher 2001 nyomán) Error: Reference source not found

VII.52. Biomassza-piramisok terresztris (bal oldali ábra) és vízi (jobb oldali