Abiotické faktory působící na vegetaci
Faktory ovlivňující strukturu a diverzitu rostlinných společenstev
Abiotické - sluneční záření - vlhkost půdy - chemismus půdy nebo vodního prostředí (pH, obsah žvin)
Biotické - kompetice - herbivorie - patogenní organismy a škůdci
Abiotické faktory?
Klesající vlhkost
Příliš sucho
Příliš vlhko
Rostoucí pH
Reakce rostlin na pH půdy Vztah acidity a počtu druhů (Chytrý a kol. 2007)
Reakce rostlin na pH půdy Význam pH pro vegetaci slatinišť (Hájek a kol. 2006)
Reakce rostlin na pH půdy Ekologické optimum skupin druhů v květnatých a acidofilních bučinách (Ellenberg 1996)
Reakce rostlin na pH půdy
pH v půdě - aktivní (aktuální) pH se měří ve vodním výluhu - výměnné pH bere v úvahu H+ adsorbované na koloidní částice - pH je ovlivněno matečnou horninou, vegetací. Zdrojem acidifikace půd je nitrifikace (NH4+ + 2O2 --> NO3- + H2O + 2 H+), rozklad organické hmoty (disociace karboxylových kyselin, dýchání mikroorganismů), odčerpávání zásad rostlinami, vyplavení zásad, kyselé deště…
Reakce rostlin na pH půdy
Nepřímé vlivy pH na rostliny - pH je zásadní pro dostupnost kationtů - dostupnost fosforu v nízkém pH ve formě nerozpustných Al fosorečnanů, v zásaditých půdách jako Ca2(PO4)3
- forma přístupného dusíku pro rostliny. V kyselých půdách převládá NH4+, v zásaditých NO3- (rychlejší nitrifikace a volatilizace NH3). - ve vodním prostředí závisí na pH forma rozpuštěného CO2 - uvolňování toxické formy Al3+ v nízkém pH, nadbytek dalších mikroelementů Fe, Cu, Zn, Mn (které jsou naopak v půdách s nízkou aciditou nepřístupné).
Kalcikolní vs. kalcifugní rostliny
Kalcikolní vs. kalcifugní rostliny
Asplenium ruta-muraria
Asplenium septentrionale
Kalcifugní r. • Symptomy deficitu P a Fe při růstu na karbonátových půdách (lime chlorosis) • nízká schopnost rozpouštět/přijímat fosfáty a/nebo železo ve formě přítomné na vápencových substrátech
Kalcikolní r. • Nízká odolnost vůči Al3+ v rhizosféře • kořeny vylučují oxalát a citrát velmi efektivně rozpouštějí fosfáty a železo z vápnitých půd
Biotopy na hadcích • Hadec – polymorfní minerál, vodnatý křemičitan železnatohořečnatý (zhruba H4(MgFe)3Si2O9) • hadec (serpentinit) – ultramafická, průteplivá hornina specifických chemických a fyzikálních vlastností – nesnadno zvětrává skeletovité A-C půdy, propustné pro vodu – neutrální až silně alkalické, střední až vysoká CEC, nízká produktivita – málo Ca2+, K+, Na+, dusičnanů a fosforečnanů, hodně Mg2+ a těžkých kovů (Ni, Cr)
• poměr Ca : Mg < 1, Mg působí toxicky především v alkalickém prostředí • deficit příjmu živin (hlavně N a P) • často chudý vegetační pokryv, endemická flóra
Serpentinofyty – rostliny hadcových substrátů • Serpentinofyty – akvizice Ca a zamezení nadbytečnému příjmu Mg, tolerance vůči toxicitě těžkých kovů (především Ni) – obligátní s. – v přírodě striktně vázané na hadce (sleziník hadcový Asplenium cuneifolium, s. nepravý) – fakultativní s. – hadce tolerují, ale rostou i jinde, většinou teplomilné druhy
• r. serpentinofugní – neschopné růstu na hadcích • serpentinový syndrom – odpověď rostlin na komplex fyzikálních a chemických faktorů serpentinových substrátů • serpentinomorfózy – odlišné morfologické ekotypy druhů rostoucích na hadcích (nanismus, plagiotropie, vyšší chlupatost)
Voda v půdě
Zaplavení půd • Snížení O2 a redox potenciálu půdy anaerobní mikrobiální aktivita – NO3- redukovány denitrifikačními bct na NH4+ – redukce Fe a Mn mobilita a potenciální toxicita
• hypoxie – parciální tlak O2 1–5 kPa – zastavuje se růst kořenů, kořenové špičky odumírají, indukce tvorby adventivních kořenů
• anoxie – úplná absence O2, respirace přechází na anaerobní disimilaci (akumulace etanolu a acetaldehydu) – indukce zavíraní stomat, epinastii, často také opad listů, rozpad buněčných membrán, atd.
Avoidance
Odpověď rostlin na zaplavení
Tolerance • tvorba kořenů ve svrchních patrech půdy, časování tvorby kořenů do období mimo zaplavení (např. trávy – pravidelná regenerace kořenového systému) • Tolerance na zaplavení a nízké koncentrace O2 – absolutní tolerance • zvýšení redox potenciálu oxidací v rhizosféře a vysrážení potenciálně neexistuje vzhledem k závislosti mitózy na O2, relativní tolerance dána toxických látek: aerenchymatická pletiva – respirace kořenů, detoxikace délkou doby, po které je anoxie pro rostlinu letální rhizosféry (helofyty – aerenchym tvoří 20–60% objemu kořene), • vlastní odumření často nepřímo působením půdních toxinů nebo patogenních pneumatofory, lenticely (Taxodium distichum, mangrovníky) mikroorganismů • hydrofyty, emerzní makrofyty – transport O2 řapíkem mladých listů do • extrémní schopnost přežít zaplavení u dřevin některézahřátý druhy dubů kořene/oddenku (stulík: různá porozita řapíku,– mladý list přežívají difúze O2 až 3 roky trvající zaplavení (např. Quercus lyrata) podél koncentračního gradientu proti atmosférickému tlaku, starý list – velká porozita, ventilace etanolu, 1 řapík až 20 l O2 za den) Eriophorum vaginatum
