Technická univerzita v Liberci fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická Doc. RNDr. Petr Anděl, CSc.
ZÁKLADY EKOLOGIE Studijní texty
2010
Struktura předmětu 1. ÚVOD 2. EKOSYSTÉM – MODELOVÁ JEDNOTKA 3. ABIOTICKÉ SLOŽKY – teplota, elmag. záření, voda chemismus, radioaktivita, hluk 4. BIOTICKÉ SLOŽKY – populace, společenstvo 5. 6. 7. 8.
TOK ENERGIE KOLOBĚH HMOTY ŘÍZENÍ VÝVOJ
2. EKOSYSTÉM – MODELOVÁ JEDNOTKA
2. EKOSYSTÉM – MODELOVÁ JEDNOTKA 2.1.
VÝBĚR MODELOVÉ JEDNOTKY
2.2.
DEFINICE A KLASIFIKACE EKOSYSTÉMŮ
2.3.
STRUKTURA EKOSYSTÉMU – ZÁKLAD TŘÍDĚNÍ
2.1. VÝBĚR MODELOVÉ JEDNOTKY
ZÁKLADNÍ MODELOVÁ JEDNOTKA Základní modelovou jednotkou v ekologii je ekosystém Ekosystém = společenstvo + prostředí (termín zavedl A.G.Tansley v roce 1935)
OSNOVA PRO POPIS BIOSYSTÉMU 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DEFINICE STRUKTURA TOK ENERGIE KOLOBĚH HMOTY ŘÍZENÍ VÝVOJ
ZÁKLADY KLASIFIKACE Různá hlediska třídění biologické – hierarchie biosystémů mapování krajiny – praktický přístup
2.2. DEFINICE EKOSYTÉMŮ A JEJICH KLASIFIKACE
BIOLOGICKÉ TŘÍDĚNÍ ZPŮSOB TŘÍDĚNÍ ZÁVISÍ NA PRAKTICKÉM CÍLI HODNOCENÍ VYCHÁZÍ Z HIERARCHICKÉHO USPOŘÁDÁNÍ BIOSYSTÉMŮ
BIOSFÉRA BIOCYKLY BIOMY BIOTOPY (ekosystémy)
2.2.1. BIOSFÉRA
BIOSFÉRA celá svrchní sféra povrchu zemského osídlená živými organismy (biotou) horní hranice – cca 11 km (troposféra) dolní hranice: - moře – až na dno – hloubky přes 10 km - souš v praxi pouze do desítek metrů Rozdělení: 3 biocykly –
mořský sladkovodní suchozemský
2.2.2. BIOCYKLY
MOŘSKÝ BIOCYKLUS
MOŘSKÝ BIOCYKLUS Charakteristické vlastnosti: • velká rozloha (70 % zemského povrchu) • velká hloubka • • • •
moře je souvislé – není rozděleno překážkami mořská voda je v neustálém oběhu a pohybu vyšší stabilita ekologických faktorů než na souši plynulé přechody (gradienty) ekologických faktorů
• hlavní limitující faktory: - salinita (obsah solí) - hloubka (tlak vody) - rozpuštěné živiny
Příliv a odliv
MOŘSKÝ BIOCYKLUS Příliv a odliv: • změna hladiny v důsledku přitažlivost Slunce a Měsíce • cyklus příliv – odliv se odehrává 2x denně důsledek: • neustálá změna podmínek v rozsáhlém pásmu na pobřeží • kategorizace biotopů • specializace různých druhů organismů
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
MOŘSKÝ BIOCYKLUS
Základní pásma: • přílivové pásmo – ovlivňuje kolísání přílivu a odlivu • neritické pásmo – pásmo nad kontinentálním šelfem • bathyální pásmo – pásmo kontinentálního svahu • abysální pásmo – oblast oceánských hlubin
Rozdělení podle produktivity
Rozdělení podle produktivity pobřežní vody • živiny z řek • vysoká produktivita
Rozdělení podle produktivity otevřené moře – nízká produktivita, „mořská poušť“
Rozdělení podle produktivity korálové útesy – vysoká produktivita
MOŘSKÝ BIOCYKLUS
Rozdělení: • pobřežní vody a korálové útesy – vysoká produkce biomasy • otevřené moře – nízká produkce a diverzita
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Charakteristické vlastnosti: • vyšší stabilita ekologických faktorů než na souši • plynulé přechody (gradienty) ekologických faktorů • hlavní limitující faktory: - koncentrace kyslíku - teplota - průhlednost (dosah slunečního záření) Rozdělení: • stojaté vody • tekoucí vody Brakické vody (v ústí řek) – přechod k mořskému biocyklu
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Říční pásma:
pstruhové
lipanové
parmové
cejnové
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Stojaté vody
jezera
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Stojaté vody
přehrady
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS 3 základní pásma: • litorální pásmo – mělké vody, světlo proniká až na dno • limnetické pásmo – pásmo otevřené vody do hloubky účinného pronikání světla • profundální pásmo – oblast hluboké vody, která leží hlouběji než pásmo účinného pronikání světla
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Stojaté vody
rybníky
PEVNINSKÝ BIOCYKLUS
PEVNINSKÝ BIOCYKLUS PEVNINSKÝ BIOCYKLUS - SOUŠ Charakteristické vlastnosti: • mimořádná proměnlivost ekologických prvků • voda – hlavní limitující faktor • nízká hustota vzduchu – umožňuje rychlé proudění a dostatečné zásobení kyslíkem • relativně nejstabilnější je prostředí půdní • dělí podle makroklimatu na 8 základních celků - biomů
2.2.3. BIOMY
BIOMY
BIOMY: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
TUNDRA TAJGA OPADAVÉ LISTNATÉ LESY VŽDYZELENÝ SUBTROPICKÝ A TROPICKÝ LES STEP SAVANA TROPICKÝ DEŠTNÝ PRALES POUŠŤ
BIOMY - TUNDRA
BIOMY - TUNDRA CHARAKTERISTIKA: • velmi nízká teplota, krátké vegetační období • půda chudá na živiny, téměř nerozmrzající • vegetace: arktické traviny, zakrslé křoviny, tundrová rašeliniště, lišejníky • primární konzumenti: severští hraboši, lumící, sobi • sekundární konzumenti: šelmy (polární liška), dravci, sovy • potravní řetězec s hospodářským významem: lišejník – sob - člověk
BIOMY - TAJGA
BIOMY - TAJGA CHARAKTERISTIKA: • lemuje jižní okraj tundry na euroasijském kontinentu a v Severní Americe • nízká teplota • vůdčí dřeviny: smrky, borovice, modřín, z listnáčů břízy a vrby • keřové patro slabě vyvinuto • bylinné patro: mechy, bažinné rostliny • primární konzumenti: hlodavci, drobní pěvci - hlavní potrava semena stromů (semenné roky ? opatření proti hlodavcům) • v místech výskytu listnatých stromů - los, zajíc, bobr, tetřívek • v horách střední Evropy odpovídá tajze smrkový vegetační stupeň (900 - 1300 m n.m.)
BIOMY - OPADAVÉ LISTNATÉ LESY
BUČINA – BROUMOVSKÉ STĚNY
BIOMY - OPADAVÉ LISTNATÉ LESY CHARAKTERISTIKA:
• příhodnější teplotní podmínky, rovnoměrně rozložené srážky, poměrně vysoká vzdušná vlhkost
• oblasti střídání ročních období • převaha listnatých stromů: buk, dub, habr ... + borovice, smrk • velmi dobře vyvinuté keřové a bylinné patro • výskyt stromových ptáků a ptáků vázaných na zemský povrch • výskyt obojživelníků a plazů • savci: zubr, los, srnčí, jelení a černá zvěř, z šelem - liška, medvěd, vlk, rys, kočka divoká, jezevec
BIOMY - VŽDYZELENÝ SUBTROPICKÝ A TROPICKÝ LES
JIHOZÁPADNÍ FRANCIE POBŘEŽÍ ATLANTIKU Lesy s vřesovci a planikou
BIOMY - VŽDYZELENÝ SUBTROPICKÝ A TROPICKÝ LES CHARAKTERISTIKA
• např.: akáciové lesy (Afrika), středomořská macchie, australské eukalyptové lesy, kalifornský chaparral, středoamerický hammock
• oblasti s vyšší teplotou a nevýraznými rozdíly mezi zimou a létem, v vydatnými, ale nerovnoměrnými srážkami
• časté lesní požáry tlumí rozvoj keřového patra
Požáry v Řecku
Středomořské ekosystémy
Lesní požáry
Lesní požáry
BIOMY - STEP
MAĎARSKÁ PUSTA
BIOMY - STEP CHARAKTERISTIKA
• travnaté společenstvo mírného pásu • rozsáhlé bylinné ekosystémy • teplá až horká oblast • srážky: nízké na rozvoj lesa, dostatečné pro rozvoj bylin (aby nevznikla poušť)
• převládají norující hlodavci, častý letní spánek • velcí savci se sdružují do stád - migrace • predátoři - hlavně psovité šelmy, sokolovití a krahujcovité dravci
BIOMY - SAVANY
BIOMY - SAVANY CHARAKTERISTIKA
• tropická travnatá společenstva s roztroušenými skupinami stromů
• vyšší srážky než step, ale nerovnoměrně rozložené, dlouhá období sucha
• časté požáry, součást přirozené sukcese • značná produkce biomasy, relativně chudší spektrum druhů • značná početnost populací • př. africké savany, rezervace Serengeti, stáda antilop, zeber, žiraf, slonů, nosorožců
• predátoři: lvi, gepardi, hyeny
BIOMY - POUŠTĚ
POUŠŤ SE SOLNÝM JEZEREM - TUNIS
BIOMY - POUŠTĚ CHARAKTERISTIKA
• horké suché pásmo subtropů • zaujímají velké rozlohy • úhrn srážek pod 250 mm ročně • v příhodných místech je řídký vegetační pokryv tvořen jednoletými bylinami, víceletými sukulenty a nízkými keři
• velmi nízká produkce biomasy - nejnižší ze všech biomů • živočišné druhy s úsporným vodním metabolismem (plazi, ptáci) • ze savců: pouštní hlodavci, stavba nor (tarbíci, pískomilové)
BIOMY - TROPICKÝ DEŠTNÝ PRALES
BIOMY - TROPICKÝ DEŠTNÝ PRALES CHARAKTERISTIKA
• opak pouštního biomu • vysoká, málo kolísající teplota • bohaté srážky přes 2000 mm ročně • nejvyšší produkce biomasy • bylinné, keřové a 3 stromová patra • druhově nejbohatší je nejvyšší stromové patro: opice, kolibříci, plazi, žáby, lenochodi, plodožraví ptáci
• typickým rysem je velký počet vzájemně si konkurujících druhů s nízkou populační hustotou.
2.2.4. BIOTOPY ČESKÉ REPUBLIKY
KATALOG
V - VODNÍ TOKY A NÁDRŽE
Přírodní park Východní Krušné hory, rybník na toku Slatina
M - MOKŘADY A POBŘEŽNÍ VEGETACE
Rákosina v NPR Novozámecký rybník (okres Česká Lípa)
R - PRAMENIŠTĚ A RAŠELINIŠTĚ
Vrchoviště se suchopýrem pochvatým – Hrubý Jeseník
S - SKÁLY, SUTĚ A JESKYNĚ
Suťové pole v PR Špičák – Krušné hory
A - ALPÍNSKÉ BEZLESÍ
Druhově chudý smilkový trávník na vrcholových plošinách Krkonoš u Harrachových kamenů
T – SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ
Úpolínová louka na úpatí PR Špičák – Krušné hory
T – SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ
Porost pcháče různolistého – Kamenný Dvůr
T – SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ
Rozsáhlé porosty kavylů – Hadcová step u Mohlelna
T – SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ
Sekundární vřesoviště – Nakléřov (Ústí nad Labem)
K – KŘOVINY
Mokřadní vrbiny v nivě Vltavy – PP Krňák (Praha)
L – LESY - L1 Mokřadní olšiny
Olšina s porosty ostřice řízné – u rybníka Jordán (Hradec Králové)
L – LESY – L2 Lužní lesy
Lužní les v údolí Robečského potoka - Zahrádky
L – LESY – L3 Dubohabřiny
Dubohabřinový porost – PP Modřanská rokle – Cholupice - Praha
L – LESY - L4 Suťové lesy
KRUŠNÉ HORY, údolí Rybného potoka
L – LESY – L5 Bučiny
Acidofilní bučina - Ralsko
L – LESY – L6 Teplomilné doubravy
Moravský kras
L – LESY – L7 Acidofilní doubravy
JEDLOVÁ HORA
L – LESY – L8 Suché bory
Novohradské hory
L – LESY – L9 Smrčiny
Novohradské hory
L – LESY – L10 Rašelinný bor
Rašelinný bor v PR Borkovická blata (Tábor)
X – BIOTOPY SILNĚ OVLIVNĚNÉ NEBO VYTVOŘENÉ ČLOVĚKEM
2.3. STRUKTURA EKOSYSTÉMU
ZÁKLADNÍ STRUKTURA Různé typy členění: na sféry prostředí - litosféra – geologický podklad - pedosféra – půda - hydrosféra – voda - atmosféra – vzduch - biosféra – živé organismy sféry se vzájemně prolínají
ZÁKLADNÍ STRUKTURA Různé typy členění: na živé a neživé složky - biotické složky - abiotické složky
BIOTICKÉ SLOŽKY (FAKTORY) Hlavní stupně z hierarchického uspořádání populace společenstvo
ABIOTICKÉ SLOŽKY (FAKTORY) 1. Teplota 2. Elektromagnetické záření 3. Voda 4. Chemismus 5. Radioaktivita 6. Hluk
