Podmínky a zdroje 2 Michal Hejcman
Voda jako životní prostředí • Voda se pro rostliny nemůže stát faktorem v minimu – kutikulární a stomatární transpirace ztrácí svůj prvotní význam pro vodní bilanci • Relativní teplotně stabilní prostředí – vysoké měrné teplo (1°C=4,2J (1 kalorie) * g -1) • Vysoké latentní teplo výparu (2 244,23 J * g-1) • Vysoké skupenské teplo tání (334,96 J * g-1) • Teplotní anomálie vody (největší hustota při 4°C)
Voda jako životní prostředí • Světlo – 1% ozářenost je světelný kompenzační bod fotosyntézy pro vyšší rostliny, hlouběji jsou řasy (ruduchy) • Úhel dopadu světla – pokud je slunce nízko – reflexe záření • Vrstva vody umožňující fotosyntézu – fotická zóna
Voda jako životní prostředí • Koncentrace CO2 a O2 – ve vodě je kyslík často limitující, CO2 se snadno rozpouští – H2CO3, změny pH během dne a s hloubkou, pufrovací schopnost • Kyslík – koncentrace je maximálně dvacetinou ve srovnání se vzduchem, klesá s teplotou a nadmořskou výškou
Voda jako životní prostředí • Eutrofní vody – velký obsah minerálních živin • Oligotrofní – malý obsah minerálních živin • Dystrofní – obsahují velké množství humínových kyselin
Litorál • Litorál – pobřežní pásmo, vymezeno fotickou zónou • Ripál – pobřežní pásmo tekoucích vod • Sublitorál – vymezen letní hladinou podzemní vody, natantní a submerzní hydrofyty hlouběji, blíže břehu emerzní rostliny • Eulitorál – zóna s kolísající vodou během roku, emerzní makrofyty • Epilitorál – již není přeplavováno vodou, výskyt hygrofytů a mezofytů
Adaptace rostlin na vodní prostředí • Mikrofyty – fytoplankton (studuje se v rámci algologie a hydrobiologie) • Makrofyty – vyšší rostliny, mechy, chaluhy, ruduchy • Hygrofyty – vlastní vodní rostliny • Submerzní rostliny – ponořené • Natantní – vzplývavé, fotosyntetické orgány na vodní hladině • Emerzní (helofyty) rostliny – fotosyntetické orgány nad vodní hladinou
Submerzní rostliny • Vznášející nebo zakotvené – Utricularia, redukce či úplná absence kořenů, redukce cévních svazků, • Příjem látek celým povrchem těla, jemná kutikula, zvětšování povrchu těla – jemné dělení listů až na niťovité úkrojky • Častá je absence průduchů, vyvinut aerenchym (vzdušné pletivo – nadnáší a udržuje polohu rostliny) • Vznášející Lemna trisulca (okřehek trojbrázdý), Elodea canadensis (vodní mor kanadský), Ceratophyllum demersum (růžkatec ponořený), Hippuris vulgaris (prustka obyčejná) • Zakořeněné Myriophyllum spicatum (stolístek klasnatý), Hottonia palustris (žebratka bahenní), Potamogeton (rdest, některé druhy)
Natantní rostliny • Listy na hladině jsou často kruhovité či eliptické, nedělené, listy mají průduchy, vyvinutá aerenchymatická pletiva, značná intenzita transpirace • Častá heterofylie Např. u Batrachium aquatile (lakušník vodní) • Stulík, leknín, rdest vzplývavý, nepukalka plovoucí
Emerzní rostliny • Adaptace jak na vodní, tak terestrické prostředí, jsou schopny snášet vodní deficit, vyvinut mohutný kořenový systém • Rákos obecný, orobince, chrastice rákosovitá, zblochan vodní, šmel okoličnatý, kosatec žlutý, různé druhy ostřic
Půdní prostředí • Vliv vegetace na utváření půdního typu – černozem x hnědozem na spraši • Různá kvalita opadu (buk lesní – 2,46% Ca, dub 1,7, smilka 1, borovice 0,99, vřes 0,44) • Vznik různých forem humusu – surový (nadložní), tangelová forma (+ trus živočichů, často na vápenci), moder, mul, zrašelinění
Humifity (humikolní rostliny) • Rostliny vyžadující substráty bohaté na humus (rojovník bahenní, kyhanka sivolistá, kavyl) • Humikolní jsou i nezelené saprofyti – hlístník hnízdák, korálice trojklaná, hnilák smrkový
Rostliny a chemické vlastnosti půdy • Na hlubokých půdách se nemusí projevit vlastnosti matečné horniny (kyselé půdy na vápenci) • Petrofyty – rostliny rostoucí na skalách, bezprostřední vazba na geologický substrát • Litofyty – jsou petrofyty bezprostředně rostoucí na povrchu balvanů a skal (řasy, lišejníky) • Chasmofyty – petrofyty kořenící ve skalních štěrbinách (velký rozdíl chasmofylních společenstev vápenců a silikátových hornin)
Rostliny a půdní reakce • Acidofyty (acidofilní rostliny) – s pH amplitudou do 6,7 (kostřava ovčí, bika hajní, rosnatka okrouhlolistá) • Neutrofyty (neutrofilní rostliny) – s pH amplitudou kolem 7 • Alkalofyty (bazifyty, alkalo- či bazofilní rostliny) s pH amplitudou nad 7,2 (ostřice nízká, bělozářka liliovitá, pěchava vápnomilná) • Rozmezí pH které jsou vyšší rostliny schopny tolerovat: 3-9
Ca a rostliny • Kalcifyty (kalcikolní, vápnobytné, kalcitrofní rostliny) – druhy svým výskytem výlučně vázané na Ca bohaté substráty (pěchavy, lomikámen latnatý) • Kalcifobní (vápnostřezné) rostliny svým výskytem striktně vázané na nevápnité substráty (vřes, rosnatka okrouhlolistá)
Příklad z Kotelních jam • výchozy Ca bohatých hornin: druhově bohatá společenstva asociace Saxifrago oppositifoliaeFestucetum versicoloris •V bezprostředním okolí na silikátových horninách porosty metličky, brusnic, třtiny chloupkaté)
Příklad z Kotelních jam
Hadec a jeho vliv na vegetaci • Hadec (serpentin) – je převážně křemičitan železnato-hořečnatý • Půdy dobře propouštějí vodu – jsou suché a teplé • Mírně alkalická reakce • Uvolňování uhličitanu hořečnatého, který není vyrovnáván Ca ionty (Ca: Mg poměr je menší než 1), vysoký obsah železa a těžkých kovů (Cr, Ni)
Hadec a jeho vliv na vegetaci • Obligatorní serpentinofyty – rostliny rostoucí pouze na hadci (sleziník hadcový, sleziník nepravý) • Fakultativní serpentinofyty – rostliny schopné tolerovat hadec, rostou běžně i na jiných substrátech, hadcové formy – serpentinomorfózy (nanismus)
Rostliny a zvýšená koncentrace solí • Slaniska – vznik za specifických podmínek kde výpar převažuje nad vsakováním srážek • Dochází ke vzlínání roztoků solí ze spodních vrstev půdy, bezodtoké půdní deprese (sírany, chloridy a uhličitany Na, K, Mg, Ca)
Rostliny a koncentrace solí • Halofobní (slanostřezné) rostliny – nesnášejí zvýšenou koncentraci solí v půdě, většina našich rostlin, nemají adaptaci na zvýšený osmotický tlak půdního roztoku • Inhibice růstu solemi, nekrózy, předčasné opadávání listů, mrkev, květák, naše listnaté dřeviny
Rostliny a koncentrace solí • Obligátní halofyty (slanobytné rostliny) – slanorožec bylinný (Salicornia herbacea), zblochanec oddálený (Puccinellia distanc), hvězdnice slanistá (Aster tripolium) • Schopnost regulovat příjem solí, dokáží v buňkách akumulovat ionty Na a Cl, protoplasty snášejí až koncentraci 6 % NaCl v roztoku nebo více • Vysoký osmotický tlak – nízká hodnota vodního potenciálu kořenů (6 MPa) • Vylučování solí na povrch listů (exsudace) např. u Avicenia • Staré listy přesyceny solemi odumírají – u sítiny Juncus gerardii • Chenopodiaceae – soli vylučovány do puchýřkovitých chlupů na povrchu listů, ty pak odumírají a jsou nahrazovány novými • Sukulence – buňky přijímají se vzrůstajícím množství soli také zvýšené množství vody, koncentrace solí je tak poměrně stálá
Rostliny a koncentrace solí • Fakultativní halofyty – často ruderální rostliny (Chenopodium glaucum, Ch. rubrum, Atriplex hastata, A. rosea, Potentilla anserina, Trifolium fragiferum)
Citlivost stromů a keřů k zimnímu posypu půdy solemi • Dřeviny citlivé: Fagus sylvatica, Tilia americana, Picea glauca, Pinus strobus, Salix purpurea,Rosa canina • Dřeviny relativně tolerantní: Betula pendula, Acer platanoides, Fraxinus excelsior, Pinus nigra, Juniperus chinensis, Potentilla fruticosa
Rostliny a N • Nitrofyty (nitrofilní rostliny) – rostliny náročné na dusík, vytvářejí nitrofilní společenstva (Rumex, Urtica, Chenopodium, Elytrigia repens) • V suťových lesích – Geranium robertianum, Alliaria officinalis, Aegopodium podagraria • Špatná dostupnost dusíku je zejména na kyselých půdách
Architektura 12 let starých klonů šťovíku alpského z hustého porostu
Rostliny a N • Nitrofobní rostliny – zvýšená koncentrace N je inhibuje v růstu nebo v klíčení semen, často tuhé listy s podvinutými okraji při dostatečném zásobení vodou – erikoidní listy (Ledum palustre, Andromeda polyfolia, Empetrum)
Masožravé rostliny • Nedostatek N půdě doplňují dusíkatými sloučeninami z těl živočichů, rostliny nemají „xeromorfní“ anatomické znaky • Drosera, Pinguicula, Utricularia, Sarracenia, Darlingtonia, Dionaea -Sev. Am., Nepenthes – vlhké tropy od Madagaskaru po Indomalajsko, Drosophyllum – záp. Středomoří – vylučují proteolytické enzymy. Získávají P, N, K.
Těžké kovy • Zn, Pb, Ni, Hg, Co, Cr, Cu, Mn, Mg, Cd, a Se – horninové podloží, spad emisí, vliv výfukových plynů • Poruchy otevírání průduchů, poruchy dýchání, snížení fotosyntézy a růstu, inaktivace enzymů • Rezistentní jsou často nižší taxony než druh (variety, ekotypy, variety). Někdy jsou označovány jako metalofyty. • Rezistentní rostliny mají větší koncentrace těžkých kovů v biomase (0,5 – 25 g*kg-1) • Agrostis capillaris, Agrostis canina, Festuca ovina, Plantago lanceolata, Silene vulgaris – ekotypy se zvýšenou rezistencí proti Zn, Cu, Cd, Ni v půdě.
Oligotrofní písčité substráty • Váté písky v Polabí, u Hodonína a Bzence, Vlkovský přesyp • Aluviální písky (např. Petrovice na Sedlčansku) • Mořské břehy, pouštní duny • Psamofyty (psamofylní) rostliny – rostliny adaptované na písčité substráty. • Podíl jílnatých částic max. do 10 %, 90 % zrna o velikosti 0,1-2 mm. • Vysoký podíl hrubých (nekapilárních pórů), vysoké provzdušnění a rychlý odtok gravitační vody • Nízké půdní hydrolimity • Nízká tepelná vodivost • Oligotrofní podmínky
Adaptace rostlin na písčité substráty • Sklerofyty až afilní rostliny, sukulenty, efeméry • Kořenový systém povrchový (Thymus serpyllum – 3-15 cm) či naopak hluboký • Schopnost regenerace po zavátí pískem – vznik stupňovitého kořenového systému • Při odvátí mohou některé kořeny zasychat bez úhynu rostliny • Vegetativní šíření (stolony, rhizomy) a anemochorně (stepní běžci- Crambe tatarica, Gypsophila paniculata, Eryngium campestre, Falcaria vulgaris). • Plantago arenaria, Hilichrysum arenarium, Thymus serpyllum, Festuca psamophyla
Corynephorus canescens paličkovec šedavý
Dianthus arenarius subsp. Bohemicus Hvozdík písečný český Český endemit NPR Kleneč u Roudnice nad Labem
