Ekologie Rašelinišť 1831 1955 Ekologie Rašelinišť 1. Definice a rozdělení rašelinišť Hydrologie Co je to rašeliniště? Jednoduchá definice: * Mokřad, porostlý rašelinotvornou vegetací * Mokřad produkující organogenní sedimenty Tato definice je dosti „mírná“, neboť prakticky na každém mokřadu dochází k hromadění částic, někde však rychle mineralizují nebo jsou přeplavovány minerálním materiálem. Přísnější definice: * Mokřad s mohutnou vrstvou rašeliny * Mokřad se sedimentem >50% org. podílu eriang_drepanoclad U nás by přísnějším definicím vyhovělo jen velmi málo mokřadů, zejména horská vrchoviště; náplň přednášek bude proto spíše širší: prameniště, rašelinné louky, vápnité kalkoligotrofní mokřady … pylnasphagnu Rašeliniště jsou přírodními archívy, ukládají se do nich nerozložená pylová zrna, zbytky rostlin a živočichů. Jejich studiem se zabývá paleoekologie (paleobotanika). Ta se na PřF přednáší v samostatném předmětu Paleoekologie Sphagnum flexuosum poprášené pylem borovice Co je to rašeliniště? Rašeliniště jsou biotopy, kde PRODUKCE > DEKOMPOZICE Dekompozice je zajišťována mikroorganismy, kteří tak získávají C pro respiraci. Lépe se rozkládá hemicelulóza a celulóza, proto v rašelině zůstává více ligninu. Mechy produkují více biomasy než cévnaté rostliny a hůř se rozkládají; nejhůře se rozkládají jejich buněčné stěny, které proto rašelinu z velké části tvoří. Na nerašelinných mokřadech (swamp, marsh) je dekompozice rychlejší - fluktuující hladina vody, malý podíl mechů, víc živin a proto víc mikroorganismů …. subnitens2 IMG_5517 Na co se musí rostliny na rašeliništi adaptovat? - nízká dostupnost kyslíku (anoxie) - toxické elementy (Fe, Mn, S) - nízká přístupnost živin (N, P) - acidita nebo naopak extrémní bazicita - vodní stres: Trvalý nadbytek vody je přerušován příležitostným poklesem hladiny vody - mokřadní rostliny však nemají účinnou stomatální kontrolu a mají proto velké ztráty vody z listů. Podobně je tomu u mechů IMG_7444 - herbivorie: Rašeliništní rostliny rostou pomalu (málo živin) a musí se proto bránit herbivorii. Například rašeliníky nežere nic. - kompetice se Sphagnum (živiny, růst) Hammarbya paludosa splachnum Mechy rodu Splachnum vyhledávají exkrementy v rašeliništích A co adaptace živočichů? - málo živin v potravním řetězci, málo potravy (malé tělo) - tolerance k toxicitě (Fe, H+) a anoxii. Vhodný životní cyklus. - teplotní změny v porostu rašeliníků během dne (během horkého dne se povrch prohřívá a prudký teplotní gradient nastává v horních 10 cm, ale s večerem se povrch ochlazuje rychleji než hlubší vrstvy, teplotní gradient se otáčí. Druhy pavouků dle toho diverzifikují své niky (Norgaard 1956 Oikos). Precizní výběr mikrostanoviště -acidifikace rašeliníků (měkkýši osídlují plošky bez rašeliníků) - nedostatek prostoru (vše vyplněno mechy): mnohé skupiny bezobratlých osídlují přímo Sphagna sp_02 Rotifera: Habrotrocha angusticollis http://protist.i.hosei.ac.jp Tracheleuglypha_dentata Protozoa: Tracheleuglypha dentata http://wslar.epfl.ch/mitchell/edward/ Typy organogenních sedimentů? I. RAŠELINA (Torf, Peat) Deponuje se tam, kde rostlina odumřela. Vzniká na trvale zamokřených místech s nedostatkem kyslíku (redukční podmínky), rozklad organické hmoty je pomalejší než její přísun ® hromadí se organický uhlík a organický dusík ve formě rašeliny. Humifikace « Mineralizace Rašelina se člení se podle % organického C (Succow & Stegmann): a) vrchovištní (Reintorf) > 90% org. C b) „plná“ (Volltorf) > 70% org. C c) „poloviční“ (Halbtorf) > 30% org. C (slatinná) d) náslať - anmoor (Antorf) > (5)15-30% org. C, nasedá na glej Dále se člení podle poměru organického uhlíku a dusíku Succow 1988: C/N > 33 oligotrofní C/N = 20-33 mesotrofní C/N = 10-20 eutrofní C/N < 10 polytrofní Toto členění ale říká málo o aktuální přístupnosti živin pro rostliny, protože organický N není rostlinám většinou přístupný. Succow dále člení rašelinu podle kyselosti: kyselá 2,4-4,8 subneutrální (slabě kyselá) 4,9-6,4 bazická 6,5-7,0 II. MUDA (Mudde, Gyttja) Usazuje se pod vodou. Částice klesají na dno. Většinou se jedná o sediment řasového původu. Obsahuje min. 5% organického podílu. Organická muda > 30% org. podíl < 70% CaCO3 nebo silikát Vápnitá muda 5 - 30% org. podíl 30 - 95% CaCO3 Silikátová muda 30 - 95% silikát (jíl, písek) III. PRAMENIŠTNÍ USAZENINY s org. podílem > 5%: pěnovec s příměsí slatiny IV. MINERÁLNÍ SEDIMENTY s org. podílem < 5%: pěnovec, jezerní jíl, písek, křída ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Obecné členění: Rašeliniště (Mire) Vrchoviště (Bog) Slatiniště (Fen) Mixed mire pokryvné (blanket) oceanické (oceanic) vyklenuté (raised) „bohaté“: rich fen „chudé“: poor fen = přechodové rašeliniště (transitional mire) vápnité: calcareous fen ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Alternativní členění dle dominant; hlavní 2 skupiny více korelují s reakcí prostředí (Vitt 2000): Rašeliniště (Mire) Sphagnum-dominated mixed mire; fens with calcitolerant Sphagna poor fen bog Brown-moss dominated (rich fen) Scorp_Carlas ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993) ER_Steiner6 Vznik rašeliniště * zazemněním * průsakem do deprese RAŠELINIŠTĚ TOPOGENNÍ ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993) Vznik rašeliniště * zazemněním * průsakem do deprese RAŠELINIŠTĚ TOPOGENNÍ Puchmajer_jaz borikova IMG_6148 1955 ER_Steiner7 ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993) Rašeliniště * „morénové“ * přeplavované RAŠELINIŠTĚ TOPOGENNÍ ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993): ER_Steiner2 Rašeliniště prameništní RAŠELINIŠTĚ SOLIGENNÍ Rašeliniště prameništní obid_podz penovec_svedsko Vesnik IMG_6337 IMG_5935 ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993): ER_Steiner1 Rašeliniště „přetékané“ RAŠELINIŠTĚ SOLIGENNÍ Bělokarpatská prameniště: slabší korelace mezi hladinou vody a vlhkostí půdy, někdy i „obrácené“ vlhkostní profily ER_Steiner3 RAŠELINIŠTĚ SOLIGENNÍ Rašeliniště „průtočné“ RAŠELINIŠTĚ OMBRO-MINEROGENNÍ Rašeliniště přechodové ER_Steiner4 ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993) RAŠELINIŠTĚ OMBROGENNÍ Vrchoviště * vzniklé na zazemněném jezeru * sedlové RAŠELINIŠTĚ OMBROGENNÍ Piekielnik Jizerské hory, Čihadla Orava, Mútňanska píla IMG_7647 lagg stupeň (rand) šlenk (hollow) bult (hummock) „mire expanse“ „mire margin“ vrchoviste mire margin rand mire expanse lagg bult šlenk MH0235 lagg mire expanse mire margin odtěžen cihadla-leto jezírko (pool, blank) šlenk šlenk nízké bulty a trávníčky (lawns) ER_Steiner5 ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993) RAŠELINIŠTĚ OMBROGENNÍ Vrchoviště * vzniklé na přeplavovaném slat. * vzniklé na „přetékaném“ prameništním slat. ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993): ER_Steiner8 RAŠELINIŠTĚ OMBROGENNÍ pokryvné Podmínky pro vznik: - min. 1000 mm srážek - min. 160 dní s > 1 mm srážek - Æ t < 15° C v nejtepl. měsíci - malá sezonní fluktuace t. Na případě pokryvných rašelinišť lze ukázat rozdíl mezi hydrologickým a vegetačním pojetím ombrotrofie - díky minerálům ze srážek zde rostou slatinné druhy, např. Schoenus nigricans. ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ Hydrologické členění (Steiner 1993): ER_Steiner9 RAŠELINIŠTĚ OMBROGENNÍ „Kondenswassermoor“ ER_Charman_Fig1 Jednodušší hydrologická klasifikace - Charman 2002 ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ: Severské typy smíšených rašelinišť Smíšené rašeliniště (Mixed mire) IMG_5741 IMG_5738 Call_trif Šlenky s hnědými mechy (Calliergon, Scorpidium, Drepanocladus) Bulty se Sphagnum fuscum a S. rubellum ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ: Severské typy smíšených rašelinišť AAPA pwcanada13 rich fen string flark bog http://www.ipcc.ie/pwcanada13.GIF IMG_7103 IMG_7097 IMG_7100 ČLENĚNÍ RAŠELINIŠŤ: PALSA VZNIK RAŠELINIŠŤ V ČASE Peat initiation / peat inception Figure 2 Vápnité slatiny v Západních Karpatech (Hájková et al. 2012) pozdní glaciál doba železná Valašská kolonizace VZNIK RAŠELINIŠŤ V ČASE Peat initiation / peat inception Vápnité slatiny v Západních Karpatech (Hájková et al. 2012) Massif Central (Francie) (Cubizolle et al. 2011) HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Ivanov (1961): Hydrologicko-krajinné jednotky *mikrotop: část rašeliniště, která je homogenní co do vegetace a fyzikálních vlastností prostředí (rašelinná facie). Jedná se však o hrubší škálu než vegetační typ; jeden mikrotop zahrnuje bulty i šlenky. *mesotop: izolovaný rašelinný masív tvořený z jednoho centra, který má v každém stádiu svého vývoje vyvinutou strukturu mikrotopů, tvořenou dle jasně definovaných principů. *makrotop: geotop vzniklý fúzí izolovaných mesotopů topogenní raš. ombrogenní raš. MESOTOP 1 MESOTOP 2 spojení ® MAKROTOP (např. pokryvné rašeliniště) ER_Charman_Fig3_1 HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Vodní bilance rašeliniště Influx = Recharge Efflux = Discharge Málo zkoumána, jediná detailnější práce pochází z rašeliniště Velké Dářko v ČR HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Evapotranspirace (Neuhäusl 1975) Evaporace - výpar z vody, půdy a povrchu rostlin (intercepce) Transpirace - odvod vody do atmosféry skrz rostliny HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Hydrorašelinářské zákony (Succow & Joosten) 1. Voda musí stát na povrchu, těsně pod povrchem nebo těsně nad povrchem, aby rašeliniště rostlo. 2. Velikost pórů a tedy i hydraulická vodivost se mění oxidací rašeliny (při poklesu vody) 3. V prostoru pórů se stále mění poměr mezi přitékající a srážkovou vodou, vznikají hydrochemické gradienty. ER_Andrea HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Sezónní dynamika A. Kučerová: Červené blato, Třeboňsko 109-0961 ER_wasserbilanz HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Sezónní dynamika HYDROLOGIE RAŠELINIŠŤ Pojmy Akrotelm - Katotelm (Ingram 1978) Akrotelm - živá, aktivní povrchová vrstva rašeliniště propustná pro vodu Katotelm - spodní část ložiska s odumřelým sedimentem, málo propustná pro vodu