Estuáry, útesy, louky, lesy...
aneb
produktivní příbřežní ekosystémy
ESTUÁRY
oblasti, kde se mísí mořská voda s vodou říční, vzniká brakická voda
 Zatopená říční údolí
po poslední době ledové,
před. 11,6 -7 tis. lety
nárůst mořské hladiny o cca 60 m
 Fjordy
zatopená ledovcová údolí
 aluviální estuáry („mělčinové“)
písek a štěrk vytvářejí ostrůvky
nebo dlouhé písčité výběžky –
systémy propojených estuárů
nebo lagun
 tektonické estuáry
vzniké v geologických zlomech a
lokálním poklesem
Salinita v estuárech
Podélná zonace salinity v estuáru
Schéma vlivu různých parametrů na distribuci
organismů (zejména bentických živočichů) v estuárech
Spartina alterniflora - hlavní producent
(event. mořské „trávy“ rodu Zostera, Thalassia)
Bentické epipelické řasy
Fytoplankton
Spartina alterniflora
nízká Spartina
středně vysoká Spartina
vysoká Spartina
na okrajiJuncus
Salicornia, Distichlis
FytoplanktonEpipelické řasy
hladina při odlivu
hladina při přílivu
Producenti v estuárech
estuáry mívají velmi vysokou primární produkci
Potravní síť v Kariega estuary, J Afrika sledovaná pomocí izotopové analýzy 13C
Estuarinní fauna využívá jak rostlinného detritu, tak produkce fytoplanktonu
- dominují toky energie přes bentický potravní řetězec
Ukládání sedimentu v estuárech
Mikrotidální e. (microtidal estuaries) - výška přílivu menší než 2 m
Mesotidální e. (mesotidal estuaries) - výška přílivu mezi 2-4 m.
Makrotidální e. (macrotidal estuaries) - výška přílivu vyšší než 4 m
Příklady „tvrdého substrátu“ s pokryvem sedimentu
Vývoj chaluh na
lasturách slávek
Mytilus edulis
Silná populace naidek Nais
elinguis (až 200 000/m2)
v nárostech řas na jílovitém
dně („aufwuchs“)
Vliv substrátu
na distribuci bentosu
• Zabírání „půdy“ (land-claim, reclamation)
v 25-50 % ztráta pobřežních a estuarinních mokřadů v Británii a USA
 redukce množství vody v estuáriu
 redukce biomasy a produkce bentických živočichů a rostlin a ovlivnění
celého estuarinního potravního řetězce
• Přílivové elektrárny (barrages);
– omezení bouřlivého vlnobití; zásobárny sladké vody ... ALE
 zmenšení intertidální oblasti
 změna struktury potravních sítí v důsledku omezení proudění,
zvýšení sedimentace a eutrofizace
 migrační překážka pro ryby
Antropogenní vlivy v estuárech
Antropogenní vlivy v estuárech
Invazní druhy
Biologické invaze: velký dopad v estuarinních ekosystémech v
důsledku podobných abiotických faktorů v různých částech světa v
důsledku
1. široké ekologické valence místních druhů a toleranci k výkyvům
podmínek prostředí
2. časté přítomnosti diapauzujících stádií v životních cyklech
3. transportu vývojových stádií činností člověka
Invazní druhy
Změny v biomase mlžů v San Francisco Bay před rokem 1987 a
po zavlečení asijského druhu Potamocorbula amurensis
až 2000 ind/m2
Invazní druhy
Mořské louky
Posidonia oceanica
Mořské louky (seagrass beds)
• zapojené porosty „mořské trávy“
produkce běžně přes 1000 g C / m2 / rok
• jediné výhradně mořské druhy cévnatých rostlin
cca 50 druhů jednoděložných (4 čel. řádu Alismatales)
vzdálené příbuzné např. rdestům (nikoli trávy!)
př: Zostera, Thalassia, Cymodocea, Posidonia
• mělké pobřežní vody
obvykle do hloubky 5 m, vzácně >30 m, dostatek světla
mírné proudění, někt. rody tolerují i expozici za odlivu
• rozmnožování zejména vegetativně (oddenky)
kvetení a rozmnožování semeny vzácné
• vliv na složení sedimentu
zachycování jemných částic
• vysoká produkce
ale málokdo je žere
Posidonia oceanica
Hlavní rody mořských trav
Mutualistické vztahy mořských trav
• symbióza s mlži čeledi Lucinidae a „jejich“ bakteriemi
je možná klíčem k evolučnímu úspěchu mořských trav
• akumulace restlinného detritu a organického sedimentu
vede k anaerobnímu rozkladu a uvolňování toxického
sulfanu
• chemoautotrofní bakterie v žábrách mlžů oxidují H2S, ale
potřebují přísun O2
• kyslík je uvolňován do bezprostředního okolí kořenů, kde je
oblíbený mikrohabitat mlžů
• mlži se vyskytují ve většině
mořských luk (ve >90% v tropech
a >50% v mírném pásu)
• populační hustoty mlžů dosahují
až 1000 ind/m2
Mutualistické vztahy mořských trav
van der Heide et al. 2012, Science
„Mořské louky“ a „trávové útesy“
„Mořské louky“ a „trávové útesy“
Zanikání trávníků
eroze
(nebo omezená sedimentace)
„nekalá konkurence“
Chaluhové lesy (kelp forests)
Chaluhové lesy (kelp forests)
• vysoce produktivní subtidální společenstva
produkce běžně přes 1000 g C / m2 / rok
• dominance chaluh řádu Laminariales
cca 100 druhů čepelatek
př: Macrocystis, Nereocystis, Laminaria, Alaria
• extrémně rychlý růst
u rodu Macrocystis i >> 30 cm / den
• výskyt v chladnějších vodách
limitace nikoli teplotou, ale dostupností
reaktivního dusíku
• u hladiny v mořích mírného pásu nebo v tropech
oblasti výstupných proudů
• ve větších hloubkách i v tropech
Oblasti výskytu chaluhových lesů
Oblasti výskytu chaluhových lesů
Chaluhové lesy (kelp forests)
• výrazná patrovitá struktura srovnatelná s našimi lesy
• omezení hloubky dáno dostupností světla
• „mělké“ lesy: od hladiny, obvykle do 5-15 m, vzácně >50 m
kolísání hladiny za přílivu a odlivu nevadí
• „hluboké“ lesy: v hloubkách 30-200 m; limitace živinami a
proto vysoká průhlednost u hladiny
• vysoká diverzita asociovaná s chaluhami:
30 % z 275 běžných druhů v kalifornském
chaluhovém lese nalézáno přímo na chaluhách,
z toho 25% vázáno výhradně na tento ekosystém
• habitat pro velké množství živočichů
včetně ekonomicky významných druhů:
ryby, langusty, ušně...
Macrocystis pyrifera
Patrovitost
klíčový druh
pro strukturu
společenstva
mořská vydra žere ježovky
hodně mořských vyder = málo ježovek = hodně chaluh
člověk nosí kožichy z vyder
málo vyder = hodně ježovek = „pustina“
nejsou ryby, langusty...
Enhydra lutris
Mangal
Mangrove (pl. mangrovy)
ekosystém, v němž dominují
mangrovníky – dřeviny adaptované na
růst v zasoleném prostředí (mořské
pobřeží, estuáry).
Anglické ekvivalenty: mangrove swamp,
tidal forest, mangrove wetland, mangal.
Dvouděložné dřeviny morfologicky a fyziologicky
přizpůsobené následujícím podmínkám:
• změny hladiny při přílivu a odlivu
• slaná až brakická voda
• nedostatek kyslíku v substrátu
Mangrovníky
Vyžadují:
• vyrovnanou teplotu bez
poklesů pod bod mrazu
• jemnozrnný sediment
• ochranu před silným příbojem
Obvykle menší stromy, výjimečně až 15 m vysoké.
Výskyt mangrovů
Tropická a subtropická pobřeží celého světa,
celková plocha cca 180 000 km2.
Nejvíce mangrovů zbývá v Brazílii a Indonésii
(oba státy cca 25 000 km2); dále Myanmar,
Malajsie, Nigérie, Mexiko, karibská oblast
(přes 5 000 km2).
Největší souvislý mangal:
delta Gangy
(Indie, Bangladéš)
Nejbližší mangal:
Sinajský poloostrov (Egypt)
Výskyt mangrovů
Západní mangrovy po obou stranách Atlantského
oceánu a na tichomořské straně Severní Ameriky
mají menší diverzitu (10 druhů mangrovníků)
než východní mangaly (47 druhů), v Indickém
oceánu, východní Asii, Australasii a Oceánii.
Rozdíl zřejmě důsledkem
• historických procesů
(rozdílné geol. stáří
pobřežních partií)
• rozdílů v členitosti
pobřeží, počtu estuárií
a rozsahu říčních delt.
Výskyt mangrovů
Nejbližší porost mangrovníků
(Avicennia)
Rhizophora – charakteristický obloukovitými
vzdušnými opěrnými kořeny (kořenovník, red
mangroves)
Avicennia – typický svými tenkými dýchacími
kořeny (kolíkovník, black mangroves)
Sonneratia – tvořící tlusté, až 2 m vysoké
dýchací kořeny, trčící z bahna (kuželovník)
Bruguiera – vystrkující nad bahno kolenovité
dýchací kořeny (kolenovník)
Laguncularia – dýchací kořeny jsou kyjovitě
ztlustlé (kyjovník)
Vybrané rody mangrovníků
Kořenové systémy
(vzdušné a opěrné kořeny)
Kořenové systémy
Vlastnosti kořenů r. Rhizophora v různých typech prostředí
Adaptace na trvale zamokřený
substrát a anoxické podmínky.
(CH4, H2S)
Přísun vzduchu zajištěn
rozvinutým aerenchymem.
Kořenové systémy
Mangrovníky sedimentaci ovlivňují:
mezi kořeny se může zachytit až 80% suspendovaného
materiálu neseného přílivem.
Denzita vzdušných kořenů koreluje s rychlostí sedimentace.
Kořeny se mohou podílet na „hospodaření se solí“.
Adaptace na trvale zamokřený
substrát a anoxické podmínky.
(CH4, H2S)
Přísun kyslíku zajištěn
rozvinutým aerenchymem.
Adaptace
na salinitu
Avicennia: vylučování na listech
Rhizophora: vylučování
kořeny (ultrafiltrační
mechanismus korku)
+ akumulace ve vakuolách
(a shoz)
Rozmnožování
velké množství velkých plodů
(2 000 000 / ha / rok)
viviparie: adaptace na
anaerobní prostředí vody
a sedimentů bránící klíčení
propagule jsou schopny
tolerovat vyschnutí
mohou přežívat dlouhou dobu
(~100 dní) --> disperze
Rhizophora
Rozmnožování
klíčení u r. Avicennia
Vztah mezi velikostí semen
a přežívání semenáčků
Laguncularia
Avicennia
Rhizophora
Pelliciera
Zonace
Dle frekvence zaplavování a vysychání, salinity,
odolnosti vůči příboji, velikosti propagulí.
Zonace
Reálná distribuce nemusí
odpovídat optimálním
požadavkům druhů.
Výsledná zonace důsledkem kompetice.
Euryhalinní druhy
mangrovů mívají nižší
růstové rychlosti než
stenohalinní.
Biomasa a produkce
Přírůstek biomasy:
18 t/ha/rok (mangrovové plantáže Matang, Malajsie)
14-33 t/ha/rok (mangrovové plantáže, Thajsko)
6,3-45 t/ha/rok (Rhizophora, Austrálie)
Produkce opadu:
běžně 5-15 t/ha/rok
2.9 t/ha/rok („trpasličí“ Rhizophora, Florida)
Co se děje s opadem?
- dekompozice na místě
- export do okolního moře
(závisí na míře vlivu přílivu
a na případném říčním přítoku)
- sežráno konzumenty (krabi, plži)
- „uklizeno“ kraby
Přes 30% opadu může být sežráno či zahrabáno, tito
preferují rozkládající se listí před čerstvým.
Co se děje s opadem?
Listí r. Rhizophora vs. krabi r. Sesarma, Austrálie
Přímý i nepřímý vliv na zadržování uhlíku v ekosystému,
podpora mangrovníků i hrabací aktivitou.
Oživení mangrovů
Kombinace mořských a terestrických skupin
- >30 druhů savců (vč. opic, tygra, vyder...)
- ryby všeho druhu, charakterističtí lezci (Periophthalmus)
- krokodýli, varani; skokan Rana cancrivora
- bohatá avifauna – s vazbou na vodu i bez
(kormoráni, volavky, ledňáčci, vrány, datli, dravci...)
- hmyz (včely, komáři, mravenci, nápadné světlušky...)
- mořští bezobratlí
Vztahy mangrovů a okolí
- dotace uhlíku do okolního mořského prostředí
- zachytávání sedimentů a ochrana pobřeží před příbojem
- „školky“ pro řadu mořských živočichů
- zdroj potravy / dřeva pro lokální obyvatelstvo
Ohrožení
- změny charakteru pobřeží (budovatelské aktivity)
- pobřežní akvakultury (zejména chov krevet)
- těžba dřeva (stavební materál a dřevěné uhlí)