Klímaváltozási jelenségek modellezése egy elméleti vízi ökoszisztémában = Modelling of the phenomena of climate change in a theoretical aquatic ecosystem

Kivonat, rövid leírás

Napjainkra nyilvánvalóvá vált, hogy az emberi tevékenységek befolyásolni tudják a Föld időjárási és éghajlati viszonyait, az atmoszféra kémiai összetételét. A szervetlen anyagok áramlása és körforgása a légkör és az ökológiai rendszerek között folyamatosan fennáll, így az ember okozta hatások erősen befolyásolják az ökoszisztémák működését. Dinamikus vegetációs modellek és globális klíma-modellezés segítségével leírhatóak az Az ökológiai jelenségek lehetséges elméleti hátterének jobb megalapozása céljából egy erősen leegyszerűsített elméleti modellszituációban elemeztem a hőmérsékleti klímamintázatok hatását egy kompetitív fajegyüttes produkciós és közösségökológiai viszonyaira. A kísérletek lefolytatásához kidolgozott TEGM modell egy édesvízi, alga ökoszisztémát ír le. Doktori munkám során azt a célt tűztem ki, hogy az ökológiai jelenségek lehetséges elméleti hátterének jobb megalapozása céljából egy erősen leegyszerűsített elméleti modellszituációban elemezzük a hőmérsékleti klímamintázatok hatását egy kompetitív fajegyüttes produkciós és közösségökológiai viszonyaira. A TEGM modellel végzett szimuláció során vizsgáltam az ökoszisztéma forráskihasználásának, produktivitásának, diverzitásának és adaptálódó képességének alakulását a különböző hőmérsékleti függvények befolyásoló hatása esetén: - konstans hőmérséklet esetén; - az egy éven belüli szinuszos hőmérsékleti ingadozás során; - valós hőmérsékleti adatsorok, illetve különböző jóslások adatainak felhasználásával. Szimulációs kísérleteim során a magyarországi historikus hőmérsékleti adatsorok generálta ökoszisztéma-összetételi eredményeket hasonlítottam össze a különböző 2070-2100 időszakra jósolt hőmérsékleti adatsorok eredményeivel. A nagy klíma-központok (HC, MPI) globális előrejelzéseiből regionális illesztésekkel kapjuk a magyarországi területi eredményeket. Az újabb regionális előrejelzések (HC adhfa és MPI 3009) egyértelműen az egyedszám csökkenését jelzik előre az elméleti ökoszisztéma vizsgálata során. A klíma változásával nem csupán az évi átlaghőmérsékletek növekedésével számolhatunk, hanem a változékonysággal, a napi hőmérsékletek nagyobb mértékű ingadozásával (IPCC jelentés, 2007). A változékonyság vizsgálatára végeztem olyan szimulációs kísérleteket, hogy adott változás (hőmérsékleti impulzus, hőmérséklet ugrás, állandó hőmérséklet emelkedés és napok közötti hőmérsékleti ingadozások megváltozása) hogyan befolyásolja a kialakult, új egyensúlyra kerülő elméleti ökoszisztéma összetételét, diverzitását. Eredményként azt kaptam, hogy a szűk hőmérsékleti intervallumban szaporodó specialista fajok a konstans és lassan változó hőmérsékleti trendek esetén domináns fajként jelennek meg, de a hőmérséklet kismértékű ingadozása esetén már eltűnnek, elfogynak. Vagyis a diszturbancia növekedésével a tág tűrőképességű fajok lesznek dominánsak, a biodiverzitás le fog csökkenni. Az ökoszisztémák a bioszféra szerves részét képezik, nagy szerepük van az ökológiai egyensúly kialakításában és fenntartásában. A hőmérsékleti anomáliákat tekintve nem csupán a hőmérsékleti és egyéb környezeti viszonyok hatnak az ökoszisztéma összetételére, hanem a fotoszintetikus és respirációs ciklusokon keresztül a növények is hatnak a környezetükre, a szén-cikluson keresztül akár a hőmérsékleti viszonyokra. A szimulációs kísérletek harmadik részében az elméleti ökoszisztéma-klíma kölcsönhatásait modelleztem, az ökoszisztéma szabályozó hatásának vizsgálatára. A biotikus visszacsatolások eredményeként a globális felmelegedés során további hőmérséklet-emelkedés várható a jövőben.