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 samostatných předmětech. Sphagnum flexuosum poprášené pylem borovice Paleoekologie (paleobotanika) může říct mnohé i o dynamice vlastních rašelinišť. Vrstva se Scorpidium scorpioides, pozdní glaciál Vrstva se dřevem a semeny stromů, střední Holocén 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 rand živého vrchoviště, Molhasul Mare de la Izbuc, Rumunsko cihadla-leto jezírko (pool, blank) šlenk šlenk nízké bulty a trávníčky (lawns) Rozsáhlý šlenk s Carex limosa na vrchovišti u obce Muravlenko na Sibiři, foto: P. Hájková 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 Vápnité slatiny v Západních Karpatech (Hájková et al. 2014) Valašská kolonizace doba železná pozdní glaciál 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