Potravní a produkční ekologie Tomáš Zapletal
[email protected]
Autotrofie - heterotrofie • autotrofie (fotosyntéza, chemosyntéza u bakterií a sinic) heterotrofie (živočichové, saprofágové – houby) • mixotrofie (podle okolností, zelení bičíkovci)
Potravní řetězec • přenos látek a energií v potravě od autotrofních organismů ke konečným konzumentům řadou organismů, které se požírají • energie: řetězcem protéká, část se spotřebovává (pohyb, životní funkce obecně) – kratší řetězce – méně ztrát – nejkratší řetězce ve vodním prostředí s extrémními podmínkami (horké prameny, slaná jezera) – Dlouhé řetězce v mořích (7 článků) • látky (živiny): mohou recyklovat • Ekologické pyramidy: – početnosti – biomasy – energie – základna vždy širší
Jednoduchý řetězec Producenti
Konzumenti
Reducenti
Několikastupňový potravní řetězec
Pastevní potravní řetězec • Od zelených rostlin přes býložravce k masožravcům:
Koloběh živin
Produktivita • Schopnost společenstva vytvářet organickou hmotu • Limitující faktory primární produktivity: • Nedostatek živin (obvykle N, P) • Nedostatek světla • Intenzita pastvy Bottom-up nebo top-down mechanismy řízení • Bottom-up – živiny, světlo • Top-down – predace
Produkce
Primární produkce • Celkové množství organické hmoty (biomasy) vytvořené biocenózou za určitou dobu na jednotku plochy či objemu • Primární produkce • TPP = BPP - T • Hrubá primární produkce, čistá primární produkce, dýchání • Dříve metoda černých a bílých lahví • Nyní chlorofyl a
Primární produkce • Vliv na rozvoj primární produkce má dlouhodobý postupný nárůst teploty vody a dotace nutrienty Teplota vody u hráze (průměr z patnácti nejvyšších hodnot) 25 24 23 22 21 0
C 20 19 18 17 16
2000
2001
Červenec + Srpen
2002
2003
Červen + Září
2004
2005 Trend
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Sekundární produkce • Sekundární produkce množství organické hmoty (biomasy) fixované v tělech konzumentů za určitou dobu na jednotku plochy či objemu – Čistá produkce se měří růstem jedinců a reprodukce (různé metody podle typu růstu – plynulý, v odlišitelných stádiích a nebo v kohortách
Sekundární produkce • Dvouvrcholová dynamika zooplanktonu VD Hamry - rozvoj planktonu v nádrži
3
mg/m sušiny a biomasy
300
25000 20000
200
15000 10000
100
5000 0
2001
2002
2003
2004
2005
0
zoo fyto
Terciální produkce Terminální produkce Určitý článek potravního řetězce, jehož produkt člověk odčerpává (čím kratší řetězec, tím vyšší výnos)
Tady bych to viděl na přestávku
Získávání potravy vodními živočichy • Živá potrava - biofágové – Zoofágové (predátoři, konzumenti 2. a vyšších řádů) např. piscifágní ryby – štika, okoun… – fytofágové (např. filtrátoři fytoplanktonu - mlži, seškrabávači nárostů ostroretka)
• Mrtvé organismy - nekrofágové (detrito-) prvoci, houbovci, máloštětinatci….tolstolobik bílý, plotice • Mikrofágové (potravou je detrit, bakterie, fytoplankton…) • Makrofágové (potravou jsou větší organismy)
Druhy potravy Potrava: • Plnohodnotná • Stravitelná • Dostupná • • • •
Hlavní Vedlejší Příležitostná Nouzová
Potrava - příjem • Diferencovaný příjem – lov: aktivní pohyb, pronásledování kořisti, číhání – pastva: při konzumaci makrofyty, nárosty nebo málo pohyblivými živočichy (např. býložravé ryby)
• Nediferencovaný příjem – filtrace: aktivní, pasivní – sedimentace – jednoduchá u nálevníků a bičíkovců – Kombinace obou metod: např. velcí mlži
Potrava - výběrovost • Výběrovost: preference x diskriminace – Index výběrovosti: procentické zastoupení dané potravní složky v zažívacím traktu minus procentické zastoupení dané potravní složky v okolním prostředí
• Nedostatek potravy – Prahová koncentrace potravy - množství potravy, při níž je mortalita a natalita v rovnováze • Nižší u malých organismů
Trofické skupiny makrozoobentosu spásači a seškrabávači
získávají rostlinnou potravu z minerálních a organických povrchů
drtiči - kouskovači
drtící či drobící hrubou organickou hmotu
sběrači
živí se sběrem nebo shrnováním detritu, sedimentů nebo biofilmu
Trofické skupiny aktivní filtrátoři
druhy vybavené filtračním aparátem umožňujícím jim získávat z volné vody jemnou organickou hmotu
pasivní filtrátoři
druhy vytvářející sítě nebo sítím podobná zařízení na zachytávání jemné organické hmoty
dravci
dravé druhy, požírající celé živočichy či jejich části
Trofické skupiny ryb herbivoři
druhy specializované na příjem rostliné potravy (amur, tolstolobik, perlín)
karnivoři
druhy přijímající masitou potravu, např. ryby (piscivoři – okoun, štika)
omnivoři
Druhy potravně nevyhraněné živící se smíšenou potravou (kapr, lín)
Složení potravy ryb teorie herbivoři
Perlín ostrobřichý
Amur bílý
vegetace ostatní
vegetace ostatní
karnivoři Okoun říční
Štika obecná ryby bentos plankton
omnivoři
Kapr obecný
ryby bezobratlí
Lín obecný bentos plankton ostatní
bentos ostatní
Složení potravy ryb praxe 500
4+
450 400
3+
350 300 2+
250 200 150
1+
100 50 0 1 2
3 4 5
6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Ryby
Ryby
Copepoda
Copepoda
Cladocera
Cladocera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Mucus
Mucus
Makrovegetace
Makrovegetace
Perifyton
Perifyton
minerální částice
Minerální částice
Metody hodnocení potravy ryb Index naplnění
Hmotnost plného zažívacího traktu/hmotnost ryby * 100
Hmotnostní podíl potravy
Hmotnost potravy obsažené v zažívacím ústrojí/hmotnost ryby * 100
Frekvence složky
výskytu
potravní Počet ryb s daným taxonem v zaživadlech /c elkový počet ryb s potravou
Potravní migrace – chemismus vodního prostředí
Rozvoj anoxie, teplotní distribuce
Potravní migrace – roční období
Kontinuální pohyb ryb i v průběhu zimního období
Biomanipulace rybami • vysazování dravých ryb, tj štiky, candáta a pstruha • eliminace doprovodných druhů, tj kaprovitých ryb a okouna
Schema biomanipulace Fytoplankton
Nedravé ryby
Zooplankton
Dravé ryby
Podporované druhy Vysazovány jsou druhy, jejichž potravou jsou hlavní konzumenti zooplanktonu, nebo mají bioindikační význam. Candát obecný
Bolen dravý Pstruh obecný potoční
Regulace doprovodných druhů ryb Zaměření: kaprovité ryby, okoun kaprovité ryby
tenatní síť
okoun
elektrický agregát typ BMA
