Ekologie společenstev Úvod do problematiky
Společenstvo: soubor populací všech druhů, obývajících jednotný úsek životního prostoru – biotop
Společenstvo = cenóza (z řeckého koinos – společný) ný
fytocenóza zoocenóza mykocenóza
Ekologie společenstev zkoumá: • • • •
Rozšíření seskupení druhů v přírodě Vznik společenstev Existenci společenstev Vztahy a interakce druhů v rámci společenstva a s prostředím
Uspořádání společenstev v prostoru: - většina společenstev nemá ostré hranice - přechod mezi společenstvy – ekoton ekotonální efekt
Prostorová struktura společenstva (stratifikace společenstva)
• Vertikální struktura – sleduje výšku pater a hloubku uložení kořenů • Horizontální struktura – plošná distribuce rostlinných populací v laterálním směru
Vertikální struktura – sleduje výšku pater a hloubku uložení kořenů Nadzemní část: Stromové patro – (rostliny vyšší než 3 m) E3 Keřové patro – (vyšší než 1 m a nižší než 3 m) E2 Bylinné patro – (do 1 m) E1 Mechové a lišejníkové patro – (pokrývají půdu) E0 Kořenový systém: Svrchní kořenové patro (do 20 cm) Střední kořenové patro (20 – 100 cm) Spodní kořenové patro (více než 100 cm)
Druhová bohatost X druhová diverzita • Druhová bohatost – prostý součet druhů na určité ploše – závisí na počtu odebraných vzorků a na velikosti sledované plochy • Druhová diverzita – popisována pomocí matematických nástrojů a indexů (např. Shanon-Weaverův, Simpsonův). Zohledňuje vyrovnanost (ekvitabilitu) druhového složení ¾ Diminantní druhy – představují většinu
společenstva (např. v biomase) a určují jeho strukturu a dynamiku ¾ Klíčové druhy – malá zastoupení a velký význam, např. predátoři
Význam populací ve společenstvu můžeme sledovat pomocí:
• Početnosti a hustoty populací • Disperze, sociability a frekvence jedinců • Pokryvnosti a dominance
• Početnost (abundance) – kvantitativní odhad zastoupení jedinců jednotlivých populací ve společenstvu na dané ploše nebo objemu. Lze rozlišit absolutní nebo relativní abundanci. • Hustota (denzita) – vyjadřuje počet jedinců na jednotku plochy (problém u modulárních organismů)
• Disperze – prostorové uspořádání jedinců populace k sobě navzájem v horizontální rovině společenstva. Rozlišujeme rovnoměrnou, náhodnou a shlukovitou disperzi • Sociabilita – shlukování jedinců téhož druhu do skupin – societ. Rozlišujeme 5 stupňů • Frekvence – četnost, častost výskytu. Četnost vzorků z daného biotopu ve kterých se vyskytl sledovaný druh.
• Pokryvnost – velikost plochy biotopu, kterou jedinci populace ve společenstvu zabírají. Závislá na velikosti populace a velikosti jedinců. • Dominance – ve fytocenologii vyjadřuje pokryvnost populace, v zoocenologii počet jedinců populace. Kvantitativně lze vyjádřit indexem dominance
Faktory ovlivňující vznik společenstva • Biotické – interakční působení mezi organismy
• Abiotické – – – – –
Orografické Geologické Klimatické Edafické Hydrologické
Biotické faktory • Vnitrodruhové vztahy (sexuální, asexuální) – Kompetice
• Mezidruhové vztahy – – – – –
Kompetice Predace a parasitismus Mutualismus (včetně protokooperace) Komenzalismus Amenzalismus
Biotické faktory • Trofické, potravní • Intraspecifické (homotypické) – vnitrodruhové • Interspecifické (heterotypické) – mezidruhové • Antropogenní (antropické) – působené člověkem
Abiotické faktory (~ekotop) • Orografické – nadmořská výška, utváření reliéfu, drsnost povrchu • Geologické – charakter podloží a matečné horniny • Klimatické – světlo, teplota, srážky, vzduch, jeho složení a pohyb, vlhkost, tlak, elektrické změny ovzduší • Edafické – fyzikální a chemické vlastnosti půd, přímo navazuje na geologické • Hydrologické – voda jako prostředí organismů a její chemické a fyzikální vlastnosti
Vznik společenstev • Společenstva vznikají a vyvíjejí se na základě využití ekologických nik jedinci v prostoru a čase v rámci ekologických optim těchto jedinců. • Vznik a vývoj společenstev označujeme termínem „ekologická sukcese“
Sukcese • Primární • Sekundární 9Cyklická sukcese 9Blokovaná sukcese 9Degenerativní sukcese
Životní strategie • r – strategie – rychle se množí, velký počet potomků, rychlý růst, krátké životní cykly, nízká konkurenseschopnost – pionýrské rostliny • K – strategie – dlouhověcí, méně potomstva, velká konkurenceschopnost – klimaxové druhy ¾ r-K kontinuum • S – strategie – odolávající stresům • R – strategie – odolávající disturbancím – rumištní druhy • C – strategie – značně konkurenčně schopné
Stádia sukcese • • • • •
Iniciální stádium Stádium bylin Keřové stádium Stromové stádium – les Klimax – výsledek dynamických změn společenstva, dosažení dynamické rovnováhy – Klimatický klimax – Edafický klimax
Změny ve společenstvech • Periodické – vlivem cyklických změn prostředí – v průběhu dne, roku a delších období • Necyklické – Disturbance – Evoluční přizpůsobení podmínkám
Ekologická stabilita společenstev Homeostáze – dynamická funkční rovnováha. Souborem zpětných vazeb se živý systém udržuje v poměrně ustáleném stavu, který se sám vyrovnává a nevyžaduje vnější zásahy nebo popudy ¾ Zpětné vazby – systém řízení a kontroly, kde příčina působí na systém, kde vyvolá následek, který zpětně ovlivní příčinu Resilience – pružnost ekosystému, schopnost vracet se do původního stavu, rychlost utlumení výchylky Resistence – odolnost, schopnost systému odolávat vychýlení z původního stavu Homeorhéza – evoluční stabilita (z hlediska evoluce není klimax závěrečné stadium)
Vegetace ČR
Česká republika leží v pásu opadavých listnatých lesů. Klimatické poměry s dostatkem srážek umožňují téměř všude vznik přirozených lesních porostů – strukturně a funkčně nejsložitějších ekosystémů. Přirozeně bezlesé plochy jsou omezené pouze na extrémní stanoviště – vrcholové partie hor (Krkonoše, Králický Sněžník a Hrubý Jeseník), místa silně zamokřená (prameniště, rašeliniště…) či naopak velmi suchá (skály) nebo plochy pravidelně narušované (např. pastvou velkých zvířat či pádem lavin). Současná středoevropská příroda vznikla koevolucí mezi přírodními procesy a vlivy antropogenními
Vertikální distribuce vegetace – vegetační stupně – Planární – do 200 m n. m., prům. roční teplota kolem 10°C, nížiny, převážně doubravy s dominantním dubem (KVT, ŘVT) – Kolinní – do 400 m n. m., prům. roční teplota kolem 7 - 10°C, pahorkatiny, doubravy přecházející k bučinám (ŘVT) – Suprakolinní – do 600 m n. m., prům. roční teplota kolem 7°C, pahorkatiny, převážně bučiny a bukojedliny (ŘVT až BVT) – Submontánní – do 850 m n. m., prům. roční teplota 4 – 7°C, hornatina, bučiny, bukojedliny až jedliny (BVT) – Montánní - do 1100 m n. m., prům. roční teplota kolem 4°C, hornatina, bučiny, bukojedliny, jedliny, jedlosmrčiny, smrčiny – Supramontánní – do 1300 m n. m., prům. roční teplota 1 – 4°C, hornatina, převážně smrčiny – Subalpinský – do 1600 m n. m., prům. roční teplota 0 – (-2)°C, hory, nad hranicí lesa, kleč, horské louky – Alpinský (v ČR se nevyskytuje) – nad 1600 m n. m., prům. roční teplota pod –2°C, vysoké hory, specifická vysokohorská vegetace
Horizontální distribuce vegetace • Dána rozmístěním biogeografických oblastí – – – –
Hercynská oblast Panonská oblast Karpatská oblast Polonská oblast
¾ Navazuje rozmístění regionálních fytogeografických oblastí – Oreofytikum – Mezofytikum – Termofytikum
Potenciální vegetace Evropy
Potenciální vegetace ČR • Zahrnuje následující vegetační jednotky: – – – – – – – – – – – – – – – – –
Lužní lesy Dubohabřiny a lipové doubravy Suťové a roklinové lesy Květnaté bučiny Vápnomilné bučiny Květnaté jedliny Acidofilní bučiny a jedliny Perialpidské bazifilní teplomilné doubravy Subkontinentální teplomilné doubravy Subacidofilní středoevropské teplomilné doubravy Acidofilní bikové, jedlové, březové a borové doubravy Bazifilní perialpidské bory Acidofilní bory Klimaxové a podmáčené smrčiny Montánní až supramontánní kapradinové smrčiny Subalpinská a alpinská vegetace Rašeliniště
Z hlediska pohledu na současnou vegetaci ČR lze rozlišit: • Přirozenou vegetaci (přirozené biotopy) – – – – – – – –
Vegetace vodních toků a nádrží Mokřady a pobřežní vegetace Vegetace pramenišť a rašelinišť Vegetace skal, sutí a jeskyň Vegetace alpínského bezlesí Sekundární trávníky a vřesoviště Vegetace křovin Lesy
• Biotopy silně ovlivněné nebo vytvořené člověkem
