EKOLOGIE A ŽP - podklad RNDr. Martin Culek, Ph.D. Pojem ekologie • Ekologie: Ernest Haeckel (1869): oikos – domov logos – věda nomos – řízení „Ekologií rozumíme soubornou vědu o vztazích organismů k okolnímu světu, kam můžeme počítat v širším smyslu všechny existenční podmínky.“ „Ekologie vědecky studuje interakce, které ovlivňují výskyt a hojnost organismů“ (Krebs 1972) My: „Ekologie studuje vztahy organismů k okolí a k sobě navzájem“ Je to hledání, tušení souvislostí – příklad: Historie ekologie • Spontánní poznávání přírody • K. Linné (1707-1778) • A. v. Humboldt (1769-1859) • Ch. Darwin (1809-1882) • 1867 E. Haeckel (1834-1919) – • A. G. Tansley (angl., 1935) – • A. N. Sukačev • 60. léta 20. stol. • 1965-1975 – MaB Ekologie x environmentalistika (nauka o ŽP) *Environmentalistika – společné – biologická podstata člověka – působení na ekosystémy a ekosystémů na člověka *Sociální ekologie – zahrnuje i společenské aspekty, převážně patří do sociologie Jaké problémy ekologie řeší: • Tolerance a adaptace • Ekologické podmínky rozšíření • Časoprostorové změny • Vzájemné vztahy organismů • Ekosystém, • Produktivita • Prognózování Návaznost ekologie na jiné vědy: • Systematika • Biogeografie, • Klimatologie, hydrologie, pedologie a geologie • Při vyhodnocování jevů užívá postupy: Členění ekologie Mimikry: drsnokřídlec březový Demekologie Krajinná ekologie Úrovně organizace biosféry 1 Úrovně organizace biosféry 2 Úrovně organizace biosféry 3 • * • * Existenční možnosti organismů • Ekologické podmínky – obecné, • Ekologické faktory – konkrétní • Dělíme: • Abiotické • Biotické (+ potravní) • Antropogenní Ekologické faktory - vliv: • Na existenci • Na prosperitu • Na změny organismů Morfoplastické f. – Fyzioplastické f. – Etoplastické f. – Ekologická valence - amplituda Příklad: Ekologická valence – obecně: • Druhy euryvalentní • Druhy stenovalentní Rozdíl fyziologického a ekologického optima Ekologická nika: ZAČLENĚNÍ DRUHU V PROSTŘEDÍ: • V potravních sítích • V nárocích na • V prostorových nárocích • Požadavky na místa a období • Čím ekologické niky podobnější…. • Nika – základní -- realizovaná Světlo • Hustota zářivého toku (J.s^-1.m^-2) • Ozářenost (J.s^-1.m^-2.sin a) • Druhy euryfotní x stenofotní • Míra světlomilnosti – Heliofilní – Fotofilní – Sciofilní • Fotofobní – • Efemeroidy Světlo-vlivy • Fotoperioda • Druhy monofázické, diafázické, polyfázické • Pohyby – fotokinese (fototaxe) -- fototropismy • -- fotonasie • Ve vodě – eufotická zóna x afotická • Vliv umělého světla Teplota • Rozhodující – sluneční záření • INFRAČERVENÉ • VIDITELNÉ • Tělesná teplota – poikilotermní • -- homoiotermní • Eurytermní x stenotermní • Stenotermní: – termofilní (termofyty) – mezotermofilní, (mezotermof.) (mezofyty) – psychrofilní (psychrofyty), oreofilní (oreofyty) – kryofilní (chionofyty, kryofyty) Teplota – regulátor aktivity • Poikilotermní org.: teplota => intenzita Hibernace, aestivace Smrt chladem - smrt horkem Délka vývoje – dána: suma (efektivních) teplot: S = T - aktuální teplota, K – teplota zastavení vývoje, D – doba vývoje Vlhkost • Gravitační, kapilární a adsorbční voda • % vody v půdě x vodní potenciál • Vodní potenciál (J.kg^-1, MPa) – • Vodní potenciál půdy – • Plná polní kapacita • Organismy: euryhydrické x stenohydrické: – Hygrofilní (hygrofyty) – Mezofilní (mezofyty) – Xerofilní (xerofyty) – sukulenty: – sklerofyty: Součinnost s teplotou pH – reakce prostředí [• ] pH dáno • Dešťová voda – pH • Sladké vody – pH • Nízké pH – • Druhy euryiontní x stenoiontní: - aciofilní - neutrofilní - alkalofilní, bazifilní Minerální živiny, sůl, oheň • Dusík – nitrofilní (nitrofyty) x nitrofobní • Fosfor – často s dusíkem, • • Vápník – kalcifilní (kalcifyty) x kalcifobní • půdy na vápencích • Alkalické půdy Sůl – hl. NaCl, KCl Halofyty x příležitostné halofyty x halofobní org. Oheň – Pyrofyty Antropogenní faktory 1. • Vliv člověka všestranný, na: • Historie vlivu člověka: • do 40 000 let př.n.l. • 40 000 – 10 500 př. n.l. • 10 500 – 6 500 př. n. l. • 6 500 – 500 př.n.l. • 500 př. n. l. – 700 n.l. • 700 n.l. – 1250 n.l. • 1250 – 1950 n.l. • 1950 - dodnes Antropogenní faktory 2. • Synantropní druhy - • Domestikace – • -- • Introdukce – cílená x nechtěná Archeofyty x neofyty Neofyty = často expanzivní • Repatriace (reintrodukce) - ?? Šíření introduko-vaného druhu - ondatry Druhy podle prostředí „- bytný“ • Terrikolní • Arenikolní, arenofilní • Petrikolní, chasmofilní • Kavernikolní • Sfagnikolní, sfagnofilní • Ripikolní • Limikolní • Silvikolní • Lignikolní • Kortikolní • Nidikolní • Agrikolní Přizpůsobení organismů prostředí • Anabolismus • Adaptace • Adaptace umožňuje osídlit specifická prostředí. • Formy adaptace: • - změnami dědič. znaků – „náhodně“ x mutageny => - morfologické - fyziologické - etologické - modifikace (ekomorfózy) - morfologické fyziologické , etologické - aklimatizace - morfologické , fyziologické , etologické • Zdatnost (fitness) – Přizpůsobení se organismů prostředí 2. • Divergence x konvergence • (pěnkavy, šatovníci) Přizpůsobení se organismů prostředí 3. • Divergence x konvergence Konvergence též – napodobení agresivního • Ekologická vikariace – umožněna konvergencí znaků • Speciace – vznik druhů – • Kdy – • Druh, poddruh, varieta, forma, (kultivar) – Životní formy 1. • Stejné znaky • Raunkiaer (1905): Životní formy 2. • Ellenberg, Mueller-Dombois (1974): vzrůstové formy: • Fanerofyty • chamaefyty • hemikryptofyty • geofyty • terofyty • hydrofyty • liány • epifyty • stromoví hemiparazité • thalofyty Životní formy v biomech • Každý biom – specifické zastoupení životních forem: • Tropické lesy – makrofanerofyty, mezofanerofyty • Savany - mikrofanerofyty, hemikryptofyty • Pouště – geofyty, terofyty • Stepi – hemikryptofyty, geofyty, terofyty • Subtropické lesy – makrofanerofyty, mezofanerofyty, mikrofanerofyty, nanofanerofyty, geofyty, terofyty • Listnaté lesy mírného pásu – makrofanerofyty, mezofanerofyty, mikrofanerofyty, nanofanerofyty, hemikryptofyty, geofyty • Tajga (jehličnatá) – makrofanerofyty, mezofanerofyty, nanofanerofyty, chamaefyty, hemikryptofyty • Tundra – chamaefyty, hemikryptofyty Ekosystémy • Ekosystém – • Ekosystém: Obecný pojem, nevyjadřuje prostorovou • Zavedl Angl. A.G. Tansley • Analogie Rus A.N. Sukačev • Analogie Čech A. Zlatník • Ekosystém – Schéma ekosystému Energetická bilance ekosystémů Vodní bilance lesa Koloběh uhlíku a kyslíku – základních stavebních prvků organismů Koloběh prvků v ekosystémech - N Postavení rostlin v ekosystémech Další ekologické pojmy • Producent – autotrofní • Konzument (reducent) – heterotrofní • => Potravní řetězec – tok • Potravní pyramida = schéma úbytku Potravní řetězec Potravní pyramida • Problém: směrem nahoru ubývá biomasy Závislost počtu predátorů na počtu kořisti Životní strategie 1. • r-stratégové („oportunisté“): • Rychlé rozmnožování • Široká ekologická • Krátkověkost ( efemery ) • k-stratégové („konzervativci“): • Úzká ekologická • Dlouhověkost Životní strategie 2. (Grime 1979) • C – konkurenční stratégové = K- strategii • R – ruderální stratégové – odolní k narušení biomasy, nesnášejí • S – stratégové – odolní k nedostatku zdrojů, nesnášejí Sukcese – výklad 1. • Uspořádaný vývoj bioty na daném místě, kdy Sukcese – typy • Sukcese: endogenní (autogenní) – • exogenní (alogenní) – • Sukcese: primární – • sekundární – • Sukcese: žádoucí – • nežádoucí – Sukcese – příklad vodního ekosystému Sukcese dřevin na bývalé pastvině Primární sukcese na výsypkách Sekundární sukcese na úhorech (v Českém krasu) Počáte-ční stadium rašeli-niště Třeboňsko – Červené blato Závěrečné stadium rašeliniště Šumava – Horská Kvilda Blokované sukcesní stádium Použitá literatura a podklady: • Barevné fotografie (není-li uvedeno jinak): Kolektiv (1996-2003) : Edice svazků Chráněná území ČR, Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, Praha. • Barevné kresby: Kynčl, M. (nedat.): Přednášky z aplikované ekologie. MS. Fakulta architektury VUT v Brně. Brno. • Černobílé kresby: Šeda, Z. (1982): Ekologie rostlin. Skripta UJEP Brno. Brno. • Forman, T.T., Godron, M. (1993): Krajinná ekologie. Překlad z anglického jazyka. Academia, Praha 1993.