Ökoszisztéma – Fenntartható technológiák

Ökológiai fenntarthatóságot szolgáló élőhely-kezelések kísérletes vizsgálata szárazföldi ökoszisztémákban

Az ENSZ által elfogadott 17 Fenntartható Fejlődési Célból a 15. a “Szárazföldi ökoszisztémák védelme”, mely nevesíti az ökoszisztémák és ökoszisztéma-szolgáltatások megőrzését, helyreállítását és fenntartható használatát. Ehhez kapcsolódik a Biodiverzitás és Ökoszisztéma-szolgáltatás Kormányközi Platform (IPBES) tevékenysége, mely a meglevő tudás szintézisét végzi. Tervezett kutatásunk fókuszterületei a különböző erdei, gyepi és szántóföldi ökoszisztémák fenntartható kezelése és helyreállítása illetve az aszály hatásának felmérése gyepekre. Kutatásainkat kiterjedt hazai és nemzetközi együttműködésekben végezzük, több egyetem BSc, MSc és PhD hallgatóinak bevonásával (ELTE, MATE, SzTE, ÁOT), köztük külföldi diákokkal is.

A projekt a kísérletes megközelítést teszi a fókuszba hogy olyan kérdéseket teszteljen és demonstráljon, mely hozzájárul a fenntarthatósági célokhoz. Eddigi kutatásaink során kimutattuk a gyepek hagyományos, extenzív kezelésének a fontosságát a biodiverzitás és a vidéki táj megőrzése érdekében, illetve a hazai gyepek európai szinten kiemelkedő diverzitását. Az erdők a gazdasági hasznosításuk mellett fontos védelmi és rekreációs funkcióval és ökoszisztéma szolgáltatással bírnak, ezért napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt kapnak azok az erdőgazdálkodási módok, amelyek a faanyagot az erdők ökológiai funkcióinak és biodiverzitásának fenntartása mellett tudják biztosítani. A klímaváltozás, Magyarországon kiemelten az aszály hatásainak megértése és a probléma kezelése alapvető feladat, melyet terepi kísérletes kutatással céloztunk meg. Az ÖK ÖBI három komplex terepi kísérleti rendszert is fenntart, a gyep-restauráció, az erdő-kezelés és az aszály hatásának megértésére (https://ecosystem-services.ecolres.hu/research/field-experiments, https://www.kiskun.lter.hu/en/node/837, https://piliskiserlet.ecolres.hu/).

Célunk (1) a fenntartható mezőgazdálkodáshoz szükséges megalapozó ökológiai kutatások végzése, továbbá az eredmények továbbvitele a gazdálkodási és szakpolitikai területekre. Vizsgálataink kiindulása az ú.n. ökológiai intenzifikáció, melynek lényege, hogy a gazdálkodáshoz szükséges folyamatokat, például kártevők elleni védekezést, vagy beporzást, nem mesterséges úton kívánja elősegíteni (pl. agrokemikáliák), hanem a természetes folyamatokat, ökoszisztéma-szolgáltatásokat támogatja. Így a természetes ellenségek kontrollálják az elszaporodó kártevőket, illetve a vadon élő méhek biztosítják a hatékony beporzást. Részben saját kísérleti rendszereinkben, illetve nagyobb térléptékben fogjuk a hazai beporzók és egyéb ízeltlábúak állományát nyomon követni, és az abban változást okozó tényezőket kísérleti illetve megfigyeléses úton megállapítani.

Másik fő célunk (2) a városi környezetben elősegíteni a beporzók, lepkék, méhek stb. megtelepedését. Hipotézisünk szerint a rovarbarát közterület kezelés hatására megnövekednek a beporzó rovarok állományai. Több, a beporzó rovarok fennmaradását különböző módszerekkel (ritkább kaszálás, diverz virágmagkeverékek vetése, méhhotel telepítés) segíteni szándékozó városi önkormányzattal alakítottunk már ki együttműködést. A városi vizsgálatok jó lehetőséget biztosítanak egyetemi hallgatók szakdolgozati munkájára.

Harmadik kutatási célkitűzésünk (3) az időjárási szélsőségek gyepekre gyakorolt hatásának vizsgálata, különös tekintettel a 2022. évi aszályra. Szélsőséges időjárási események korábban is előfordultak, azonban a klímaváltozással ezek gyakorisága és intenzitáse növekedni fog. Ráadásul, az ökoszisztémák nagy részét sok egyéb tényező (túlhasználat, szennyezés, biológiai invázió, klímaváltozás) is veszélyezteti, és korábbi vizsgálataink azt mutatták, hogy ezek a hatások egymást erősíthetik. Ezért kulcsfontosságú annak megértése, hogy az egyre erősebb szélsőséges időjárási események milyen hatással vannak a már egyébként is stresszelt ökoszisztémákra. Ehhez kapcsolódik a kérdés, hogy az extrém körülmények, például a hőhullámok, mennyire befolyásolják a beporzók viselkedését, esetleg veszélyeztetve a populációkat, és az általuk biztosított ökoszisztéma-szolgáltatásokon keresztül az élelmezés biztonságot.

Negyedik témánkban a Pilis Üzemmód Kísérletben folytatni kívánjuk a mikroklímára, talajviszonyokra, a vizsgált élőlénycsoportokra és a felújulásra vonatkozó mintavételeket (4a). Hipotézisünk szerint a felújulás előrehaladtával a kezelések közötti mikroklímatikus különbségek csökkenni fognak. A Pilis Lék kísérletben (4b) az elnyújtott lékekben kisebb mértékű talajnedvesség növekedést várunk, mint a kör alakúakban, ami az aljnövényzet kisebb mértékű megerősödését eredményezi kedvezőbb feltételeket teremtve tölgy felújulásának. Ugyanakkor a nagyméretű kör alakú lékekben a szeder borításának növekedése kedvezőtlenül hathat mind a felújulásra, mind az aljnövényzet összetételére.

Jelentős antropogén terhelésnek kitett környezetek humán- és ökológiai szempontú fenntarthatósága

A városokban a közlekedés és a szél által az utak felületéről felverődő, illetve a gépjárművek mechanikai kopásából származó aeroszol részecskék akár 30-50%-ban is hozzájárulhatnak a városi PM10 terheléshez. A kiülepedett, reszuszpendálható por belélegezhető frakciójának mintavételezésére on-line mintavételi módszert fejlesztettünk ki, mely segítségével lehetőség nyílt korábban nem alkalmazott analitikai vizsgálatok elvégzésére. A légköri PM10 aeroszolban a reszuszpendálható hányad becslése a mai napig csak modellezéssel volt lehetséges. A kutatás során reszuszpendált és légköri PM10 aeroszol minták kémiai összetételéből meghatározzuk ezen aeroszol forrás hozzájárulásának mértékét, továbbá a légkörben található természetes radionuklidokat nyomjelzőként alkalmazva megbecsüljük a reszuszpendált aeroszol tartózkodási idejét. Emellett olyan toxikológiai vizsgálatokat végzünk, melyek során megállapítható, hogy a reszuszpendálható városi por milyen genetikai és sejtbiológiai változásokat, illetve DNS károsodásokat okozhat az emberi szervezetben. A reszuszpendált városi aeroszol azonosítása, hozzájárulás mértékének és tartózkodási idejének meghatározása, illetve humán egészségügyi kockázatának becslése a tudományos eredmények mellett társadalmi és gazdasági szempontból is hasznos, mivel segítségükkel az önkormányzatok és a szakhatóságok hatékony levegőminőség védelmi intézkedéseket dolgozhatnak ki. A nagyvárosok PM10 szennyezettségének csökkentésével mérsékelhető a légzőszervi, valamint a szív- és érrendszeri megbetegedések gyakorisága és súlyossága.

Az elmúlt időszakban a városi állatpopulációk szaporodási sikere jelentősen változott az urbanizált területek megváltozott táplálékkínálata és a természetes táplálékforrások hiánya miatt. Az intenzív emberi zavarás negatív hatással lehet a városi állatok reprodukciójára, ugyanakkor számos városban élő állatfaj alkalmazkodik az állandó emberi zavaráshoz. Ez gyakran konfliktusok forrása, ezért a városi állatpopulációkkal való tartós együttélési stratégiák megtalálásához szükség van az emberrel szembeni tolerancia/bátorság kialakulását eredményező mechanizmusok feltárására. A projekt során összefüggéseket keresünk a releváns lokális környezeti jellemzők és a városi állatok szaporodási sikere, túlélése és viselkedése között. Terepi, térinformatikai és rádió-telemetriás nyomkövetésen alapuló, kombinált megközelítéssel jellemezzük a frissen kirepült madarak mortalitását és területhasználatát, és azonosítjuk ebben az érzékeny életszakaszban legkedvezőbb városi élőhelytípusokat. Vizsgáljuk városi madárfészkeknél az antropogén táplálékforrások szaporodási sikerre, valamint a fiókák fejlődésére és egészségi állapotára gyakorolt hatásait. Teszteljük kísérletesen azt a hipotézist, miszerint a vadon élő állatok zavaráshoz történő gyors alkalmazkodásában és az ehhez kapcsolódó bátorság kialakulásában epigenetikai változások is szerepet kapnak. Vizsgáljuk az emberi zavarás közösségi szintű hatásait, azaz hogy mely fajok reagálnak érzékenyen a tartós zavarásra, és melyek nem. Vizsgálataink hozzájárulnak az urbanizáció életközösségekre gyakorolt hatásainak alaposabb megértéséhez, a városi élővilágra nehezedő kihívások és az ezekre adott válaszok feltárásához. Mindez elengedhetetlen feltétele annak, hogy az eredeti ökoszisztémát eredményesebben és fenntarthatóbban őrizhessük meg épített környezetünkben.

A klímaváltozás és nyersanyaghiány szélsőséges hatásai miatt átalakuló környezetünk már rövidtávon is kihívást jelent. Elengedhetetlen, hogy minden szinten felkészüljünk az elkerülhetetlen változások társadalmi és gazdasági hatásainak előrejelzésére és enyhítésére. Ennek legfontosabb pillére a szemléletformálás, mely a mitigációs és adaptációs célkitűzések megvalósíthatóságának előfeltétele. A projekt során az adaptációs felkészültség mérését és annak értékelését lehetővé tevő módszertant fejlesztünk ki, az adaptációs felkészüléssel összefüggő képzési tematikát dolgozunk ki, online képzési formákat valósítunk meg magyar és angol nyelven, végül megfelelő tudással rendelkező szakembereket képzünk. Létrehozunk egy tudományos alapú és igényességű, magyar nyelvű információs adatbázist. A platform célja az adaptációval kapcsolatos, közérthető képi, hangi és írott információk rendszerezett módon történő terjesztése, hogy segítse a szervezetek, közösségek és magánszemélyek felkészülését az erőforrások kimerülése, az éghajlatváltozás összetett következményei és számos egyéb tényező együttes hatásai miatt bekövetkező gyorsuló változásokra. A folyamatokat és összefüggéseket bemutató, a legfontosabb nemzetközi kutatásokat érthetővé tévő hiteles adaptációs platform segítségével rendszerezett módon terjeszthetők az alkalmazkodással kapcsolatos, hiteles és közérthető képi, hangi és írott információk. Lehetővé teszi a párbeszédet az érdeklődők között, továbbá az aktuális tudományos információk gyors feldolgozásával és eljuttatásával segíti őket a változásokkal kapcsolatos tájékozódásban.

Inváziós fajok és a tájhasználat hatása a Balaton és vízgyűjtőjének ökológiai rendszerére

Az inváziós fajok térnyerése világszerte komoly problémákat okoz az őshonos ökoszisztémákra nézve, és sajnos hasonló a helyzettel találkozunk a Balaton és vízgyűjtőjének esetében is. Az elmúlt 100-150 évben számos idegenhonos faj betelepülése történt meg a Balaton vízrendszerébe, amelyek közül több nagy mennyiségben elszaporodott és jelentősen befolyásolja az ökoszisztéma működését és az őshonos fajok életfeltételeit. Szintén komoly befolyással bír a tó és környezete élővilágára az intenzív emberi jelenlét, amely a tájhasználat formájától függő mértékben alakítja át, vagy szélsőséges esetben szünteti meg az érintett területek természetes ökoszisztémáját. Többek között, a lakóövezetek, a mezőgazdaság és a halastavi gazdálkodás jelentős hatást gyakorolhat a Balaton és környékének élővilágára, hiszen ezen tevékenységek jelentős területekre terjednek ki. A tájhasználat következménye a környezetbe jutó szennyező anyagok is, amelyek a közvetlenül hasznosított területekről a még megmaradt természetközeli élőhelyekre is eljuthatnak és kifejthetik kedvezőtlen hatásukat.

Az inváziós fajok és a fokozott emberi jelenlét, tájhasználat az ökoszisztémára kifejtett hatásuk révén visszahatnak az emberi jólétre is. A Balaton és környezetének értéke számunkra alapvetően a természetes környezet nyújtotta „ökoszisztéma szolgáltatásokon” alapú, például, mint a táj szépsége, a fürdés és a vitorlázás lehetősége egy tiszta tóban, a horgászat izgalma, de ide sorolható a tiszta vízbázis megléte, a szennyező anyagok természetes kiszűrése és a mikroklíma alakítása is. Mindezen vonzó értékek rendelkezésre állását meghatározza az ökoszisztéma állapota.

A jelen projekt keretében ezért célunk átfogóan vizsgálni a Balatonban és vízgyűjtőjén az inváziós élőlények jelenlétét, terjedését és annak okait, ökológiai hatásait és az ellenük való védekezés lehetőségeit. Szintén vizsgáljuk, hogy az emberi tájhasználat eltérő formái és intenzitása miként befolyásolják az ökoszisztéma folyamatait, stabilitását és az általuk nyújtott „ökoszisztéma szolgáltatásokat”.

A projekt konkrét célkitűzései és kutatásai

Az eseti algavirágzások okainak feltárása és az elsődleges termelést befolyásoló tényezők pontosabb megismerése: az algaösszetétel meghatározása a Balaton vízében és üledékének felszínen mikroszkópos és molekuláris biológiai módszerekkel; a planktonikus és bentikus elsődleges termelés anyagforgalmi súlyát meghatározó tényezők vizsgálata; az alga-tömegprodukciók kialakulását elősegítő faktorok feltárása az üledék-víz-bentikus algák kapcsolatrendszerének megismerése révén; az üledék fizikai és kémiai jellemzőinek meghatározása; az üledék szerves szén tartalmának és „légzésének” vizsgálata; az üledék foszforforgalmának megismerése; az üledéklakó algák tápanyagforgalomra gyakorolt szerepének meghatározása.A Balatonba bejutó szervesanyag bekapcsolódása a tavi anyagforgalomba: a szerves szén biológiai hozzáférhetőségének és az UV sugárzás ez irányú szerepének vizsgálata mezokozmosz rendszerben, balatoni befolyókból származó vizeken.
Az inváziós kagyló fajok elterjedésének és verseny előnyének vizsgálata: a Dreissena fajok egyedszámának és a biomasszájának felmérése és a hosszútávú folyamatok elemzése; a Dreissena fajok fajon belüli és fajok közötti versengésének kísérletes vizsgálata különböző feltételek mellett, terepen és laboratóriumban; laboratóriumi tesztek elvégzése a Dreissena fajok teljesítményét illetően különböző üledék típusok és extrém környezeti feltételek (hipoxia, magas hőmérséklet) mellett; az egyes fajok pusztulását követő tápanyag felszabadulás meghatározása.
A tájhasználat makroszkopikus gerinctelen közösségek összetételére, diverzitására és működésére kifejtett hatásának vizsgálata: a balatoni nádasok és kövezések makroszkopikus gerinctelen faunájának funkcionális összevetése; természetes, valamint a települések és a halastavak területére eső, illetve azok alatti patakszakaszok faunájának funkcionális összevetése; az emberi hatás (tájhasználat) és a funkcionális diverzitás kapcsolatának elemzése.
A tájhasználat és az inváziós halfajok hatása a halközösségek szerveződére és működésére: a halközösségek szerveződésének, az idegenhonos és őshonos halfajok élőhelyhasználatának vizsgálata a Balatonban, a Kis-Balatonban és a vízgyűjtőn; a halállomány trofikus szerveződésének vizsgálata stabil izotópon alapuló eljárással; az inváziós feketetörpeharcsa táplálkozás ökológiájának vizsgálata laboratóriumi kísérletek révén; a Balaton parti régiójában élő, modell értékű inváziós halfajok (naphal, folyami géb) állományainak populációgenetikai vizsgálata.
A települések beépítettség függő hatása a kockás sikló elterjedésére, morfológiájára és égészségi állapotára.
A vidra élőhelyhasználata, tápláléka és egészségi helyzete a Balaton vízrendszerében: a jelenlegi előfordulás feltérképezése és az előfordulási mintázat hosszú távú alakulásának és az emberi tájhasználat szerepének elemzése, élőhelyminősítés; táplálékelemzés ürülékből közvetlenül, DNS és stabil izotóp alapú technológiákkal – az idegenhonos/inváziós fajok szerepének vizsgálata a táplálkozásban; post mortem ökotoxikológia és fertőzöttségi vizsgálatok.
Humán-eredetű kémiai szennyezők (pl. gyógyszermaradványok, UV-szűrő vegyületek) tér- és időbeli felmérése a Balatonban és annak vízgyűjtő területén.
A Balaton vízrendszerében előforduló humán-eredetű kémiai faktorok hatásának vizsgálata vízi gerinctelen teszt szervezeteken: a vízi szervezetekre kifejtett egyed, sejt és molekuláris szintű hatások azonosítása a környezetben kimutatott és annál magasabb dózisok esetén; a hatóanyagok felhalmozódásának vizsgálata; új marker molekulák azonosítása, amelyek jelzik a stressz hatásokat alacsonyabb rendű szervezeteknél; a napvédő krémekből származó UV-szűrő vegyületek ökológiai hatásainak modellezése, egyszerű vízi szervezeteken, mezokozmosz kísérleti rendszerekben.
A Balaton ökoszisztéma szolgáltatásainak és az azokat befolyásoló emberi hatásoknak és környezeti tényezőknek az időbeni elemzése.

Műtrágyázásból eredő nitrogénveszteség mértékének vizsgálata. A környezeti nitrogénterhelés becslése szántóföldi kultúráknál, fizikai mérési módszerekkel.

Műszer- és módszerfejlesztés

A projektben kifejlesztésre kerül egy olyan mérőrendszer, amely az NH₃ mellett alkalmas az üvegház hatású és sztratoszferikus ózonbontó N₂O fluxus egyidejű mérésére is, melynek forrása a talaj, de a növény is kibocsáthatja. Klímakamrás kísérletek tervezése. Modellfejlesztés a talaj – növény és a légkör közti NH₃ és N₂O fluxus szimulálására.

További tervezett feladat egy, az aeroszol részecskék koncentráció mérésére alkalmas nyitott kamrás, fotoakusztikus (PA) mérőrendszer tesztelése, kalibrációja és az analitikai paraméterek meghatározása. Áramlásakusztikai és PA jelkeltési numerikus modellezések végzése az áramlási sebesség növelésével. A PA mérőrendszer drónra telepítésének, illetve terepi használat tervének kidolgozása. A lézer fényforrás és a nyitott kamra integrálása, tesztelése.

Lézeres gerjesztésű biomassza és elemi szén (korom) részecskék kontrollált laboratóriumi modellezésére alkalmas mérési elrendezés kifejlesztése. Gázfázisú kereszteffektusok és hatásaik feltérképezése.

Szántóföldi vizsgálatok

Egyik cél az NH₃ és N₂O fluxus folyamatos nagyfrekvenciás PA mérése örvény-kovariancia módszerrel szántóföld fölött. Ezen kívül kiegészítő talaj, növény, meteorológiai méréseket tervezünk, több ponton a talaj NH₃ és N₂O kibocsátásának folyamatos mérésével. Az állomány teljes gázkibocsátásának és a talaj kibocsátásának párhuzamos mérése, a talaj és növény NH₃ és N₂O fluxusainak elkülönítése céljából.

A talaj – növény és a légkör közti NH₃ és N₂O fluxus modellezése. Modellek kidolgozása, tesztelése és alkalmazása.

Klímakamrás vizsgálatok

Klímakamrás tenyészedény kísérletek végzése. NH₃ és N₂O koncentráció mérése a kamrákban PA módszerrel, külön a növényeknél, külön a talajoknál, annak a megállapítására, milyen mértékben történik a gázcsere a talaj – légkör, illetve a növény – légkör között.

A növényi szárazság stressz és a nitrogénellátottság hatása a gázok kibocsátásának mértékére. A klímaváltozás hatásának becslése a gázemisszióra. Fontos kérdés, hogy a klímaváltozás miatt jelenleg és a jövőben is várhatóan gyakrabban előforduló abiotikus eredetű növényi stressz (pl. hő stressz, szárazság stressz) hogyan befolyásolja a kibocsátást ezért klorofill fluoreszenciás vizsgálatokat végzünk stresszhelyzetekben és kontroll körülmények között.

A 14N/15N izotóparány PA nagy pontosságú, ppb szintű mérésének kifejlesztése. 14N/15N izotóparány mérése. A talaj – növény – légkör rendszerben lejátszódó folyamatokat nyomon követhetjük a 14N/15N stabilizotóp-arány mérésével, ugyanis minden fizikai és kémiai átalakulás izotópdúsulás-változással jár. Mivel a 15N aránya csupán 0,36% szükség lehet a dúsításra, a szubsztráthoz adagolt 15NH₄Cl formájában. További vizsgálati lehetőségek és célok között szerepel a 15N nyomjelzéses technika alkalmazása a 15NH⁴⁺ mellett a 15NO^3– izotóp dúsítással is. A két módszer vagy-vagy kombinációjával és a felszabaduló gázok izotóparány mérésével fontos információt nyerhetünk a talajban végbemenő, nem teljes mértékben tisztázott folyamatok mechanizmusára vonatkozóan.

Égetés eredetű részecskék vizsgálata

Biomassza és alacsony érettségű elemi szén részecskék kontrollált laboratóriumi körülmények közötti előállítása és fotoakusztikus vizsgálata. Hullámhossz és lézerparaméter meghatározás a PA rendszerfejlesztéshez. Rezonátor és PA detektoregység tervezése és fejlesztése. Drónra telepíthető nyitott kamrás rendszer tervezése, fejlesztése. Biomassza eredetű részecskék spektrális válasza és az energetikai sajátosságai közötti összefüggések vizsgálata drónra telepített rendszerrel. Légköri emissziós mérések. Kátránygömb részecskék spektrális válaszának laboratóriumi körülmények közötti mérése. Szavanna tüzek emissziós vizsgálata nemzetközi együttműködések keretein belül. Biomassza eredetű részecskék spektrális válaszának vizsgálata drónra telepített rendszerrel. Mérési modell kidolgozása és véglegesítése. Spektrális válasz alkalmazhatóságának igazolása a kibocsátó biomassza forrás beazonosítására. Klimatikus hatások becslése. Drónra telepített PA rendszerek alkalmazhatóságának igazolása a kibocsátás közvetlen közelében és távoli emissziós környezetben. A spektrális válaszban rejlő összetétel és kibocsátó forrás jellemzők feltárása.

Fenntartható városok: a városi élőhelyek biodiverzitásának ökológiai és humán vonatkozásai

Bevezetés és problémafelvetés

Napjainkban a világ népességének több mint fele városokban él, és ez az arány folyamatosan nő. A városi életminőség és jóllét fenntartásához, javításához nélkülözhetetlen a városi ökoszisztémák működésének megértése. A városlakók számára ezek az ökoszisztémák jelentik a mindennapi, közvetlen kapcsolatot az élővilággal és a természettel. Az urbán ökoszisztéma fontos elemei a fennmaradt városi természetes élőhelyek, vízparti folyosók, kistavak, felhagyott területek, kezelt parkok, privát kertek, balkonok, tetőkertek. Ezekhez az élőhelyekhez jelentős biodiverzitás kötődik. A projekt kutatói terepi vizsgálatokban és meta-analízisekben azt találták, hogy számos élőlénycsoport fajszáma jelentősen csökken a városiasodással elsősorban a belvárosok közelében, és az urbanizációs gradiens az állatok viselkedésére is jelentős hatással van. A városi élőhelyek nélkülözhetetlen ökoszisztéma szolgáltatásokat nyújtanak, mint a talaj, a víz és a levegő minőségének védelme és a klímaszabályozás. A nagy népsűrűség miatt a fokozott vízhasználattal kapcsolatban számos vízminőségi és vízkezelési kérdés merül fel (pl. mikroszennyezők, csatornabűz).

A városokban bonyolult közösségi dinamika bontakozik ki az ember és számos élőlény között, így a városi rezervoár gazdáknak, vektoroknak és kórokozóknak köszönhetően megnövekedett járványügyi veszély fenyegeti az ott élő lakosságot. A jelentős népsűrűség és a városok központi kereskedelmi és közlekedési szerepe elősegítik a távoli területek kórokozóinak és vektoraiknak behurcolását, és az emberek közti fertőzések gyors létrejöttét. A hősziget jelenség hozzájárul, hogy a kórokozók, vektoraik és rezervoár gazdáik könnyebben átvészeljék a téli hónapokat.

A városok zöld és kék infrastruktúrájának és a hozzájuk kötődő biodiverzitás fenntartása szempontjából fontos kérdés, hogy a városi élőhelyek képesek-e funkcionális élőhely-hálózatot alkotni. A jelentős mennyiségű és jól összeköttetett zöld infrastruktúrával rendelkező városokban a városiasodás hatása jelentősen mérsékelhető. Jelen kutatás egyik fontos kérdése, hogy a természetes élőhelyek rekonstrukciójára kidolgozott módszerek milyen módon adaptálhatóak a városi környezetben.

A kutatási program célja

A programban három egymásra épülő témacsoportban, egységes keretrendszerben vizsgáljuk a városi ökoszisztémák működését, ezek humán vonatkozásait és a rendszer működésének fenntartásához és helyreállításához szükséges beavatkozásokat.

1. A városi élőhelyek biodiverzitásának feltárása és a városi ökoszisztémák működésének megértése.
Multi-taxon vizsgálataink célja a városi terresztris és vízi élőhelyek biodiverzitását és ökoszisztéma szolgáltatásait befolyásoló mechanizmusok feltárása.

Kiemelt kutatási témák:
1.1. Városi zöldinfrastruktúrák biodiverzitásának multi-taxon elemzése urbán – szuburbán – rurál gradiens mentén.
1.2. Beporzók a városokban, virágsávok és virágágyások biodiverzitása, a városi pollinátorközösségek összetételét és működését befolyásoló tényezők vizsgálata.
1.3. Városi kistavak biodiverzitási potenciáljának országos szintű feltérképezése és a kistavak növény, állat és mikroba-közösségeit befolyásoló tényezők feltárása.
1.4 A városi életmódhoz való alkalmazkodás ökológiai stratégiáinak, feltételeinek és következményeinek megértése, urbán és rurál populációk jellegeinek és viselkedésének összehasonlító elemzésével.

2. A városi ökoszisztémák és a városlakók közötti kapcsolatok feltárása, a városi ökoszisztémák humán vonatkozásai.
A városokban bonyolult közösségi dinamika bontakozik ki az ember és számos élőlény között, és az ember élettevékenysége alapvető hatással van a városi ökoszisztémákra. Kutatásaink célja az ember és a városi ökoszisztémák közötti változatos kapcsolatok, kölcsönhatások feltárása.

Kiemelt kutatási témák:
2.1. Városok vízellátása, vízminőség, a vizes ökoszisztémák összetétele, működése és anyagforgalma.
2.2. Városi zöldterületek járványökológiai vizsgálata szúnyogok és kullancsok által terjesztett kórokozókkal való fertőződés rizikója szempontjából.
2.3. Városi élőhelyek humán- és állategészségügyi vonatkozásainak vizsgálata citizen science programokban gyűjtött országos adatsorok elemzésével.
2.4. Ember-élővilág konfliktus az épített környezetben: útökológiai vizsgálatok.
2.5 Termesztésre szánt élelmiszernövények minőségének javítása a hiányelemek pótlásán keresztül

3. A városi élőhelyek rendszerszintű kezelése és restaurációja, megoldások a városi ökoszisztémák biodiverzitásának és funkcióinak fenntartására és fejlesztésére.
A városi zöldterületek méretének és biodiverzitásának növelése az EU Biodiverzitás Stratégia egyik kiemelt célkitűzése. Kutatásainkban arra keressük a választ, hogy a természeti területeken kifejlesztett élőhelyrekonstrukciós módszerek és természet-alapú megoldások milyen módon alkalmazhatóak a városi környezetben.

Kiemelt kutatási témák:
3.1. Városi zöld és kék infrastruktúra fejlesztésének perspektívái; tudományosan megalapozott útmutató készítése bizonyíték-alapú kezelési tervek kidolgozásával.
3.2. Városi zöldinfrastruktúrák restaurációs potenciáljának értékelése, a restaurációs módszerek költség-hatékonyság elemzése.
3.3. A kertekhez kötődő multi-taxon biodiverzitás feltárása és az eredmények alapján a természetközeli kertek kialakításához egy tudományosan megalapozott gyakorlati útmutató készítése.

A kutatási program szorosan kapcsolódik az ENSZ „Egészség és jóllét’, „Tiszta víz és alapvető köztisztaság”, „Fenntartható városok és közösségek”, „Szárazföldi ökoszisztémák védelme” Fenntartható Fejlődési Céljaihoz. Kutatásaink eredményei beépíthetőek a városi zöld és kék infrastruktúra tervezésébe és várostervezési stratégiákba.

Különböző erdőkezelések hatása, a talaj lebontó közösségeire és a talajegészségre

Az erdők természetességének megőrzése és növelése elsősorban a fenntartható (tartamosság) erdőgazdálkodás révén lehetséges. A gazdasági fenntarthatóság mellett, az erdők védelmi, ökológiai és turisztikai funkcióinak fenntartásához a biológiai sokféleségük növelését, termékenységüket, megújuló képességüket, vitalitásukat biztosító erdőkezelési technológiákra van szükség.

Az Ökológiai Kutatóközpont és a Pilisi Parkerdő Zrt. szakemberei 2014-től kezdve a Hosszú-hegy 70 éves gyertyános-kocsánytalan tölgyes erdőállományában öt, jelentősen eltérő megjelenésű állományképet (egyenletes bontás, lék, mikrotarvágás, hagyásfacsoport, kontroll) alakítottak ki. A 2018-ban indított Pilis Lék kísérlet folyamatos erdőborítás mellett különböző méretű és alakú lombkoronalékek (kis területű záródáshiányos foltok) hatásaival foglalkozik.
Kutatásunk során a különböző erdészeti beavatkozások erdei talajra, a lebontó közösségek biodiverzitásra gyakorolt hatását vizsgáljuk a Pilis Üzemmód és Pilis Lék Kísérletekben. A jelen kutatást két ELKH kutatóhely (ÖK és TAKI) együttműködésével valósítjuk meg.

Célunk felmérni, hogy az egyes erdészeti beavatkozások miként hatnak a talajlakó mezofauna és rizoszféra mikroorganizmusok (baktériumok, szimbionta gombák) közösségeire (genetikai és funkcionális diverzitásukra), s ezen keresztül a talajegészségre. Azt feltételezzük, hogy az erdei biodiverzitás és talajegészség, a zavarás mértékével ellentétes kapcsolatban van.

A kutatás hozzájárul a globális kihívásoknak megfelelő ökológiailag fenntartható erdőgazdálkodás és az integrált természetvédelem gyakorlati megvalósításához. Az eredmények ismeretében, a későbbiekben ki lehet választani azt az erdőgazdálkodási formát, ami legkevésbé károsítja a környezetet.

MTA FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS ÉS TECHNOLÓGIÁK NEMZETI PROGRAM

Fenntartható technológiák alprogram

Blog Archives