1 Pohled ekologický Podnebí a mezidruhové vztahy: klimatické faktory, společenstva, ekosystémy, biomy 1 Klimatologie • podnebí oblasti je dáno souborem env. faktorů – teplota, srážky + výpar (evapotranspirace), intenzita slunečního záření a jejich sezónním rozložením • vliv mnoha sekundárních faktorů – zeměpisná šířka, nadmořská výška, blízkost oceánu, horských masívů atd. • většinou faktory předvídatelné 2 Dva hlavní zdroje energie: 1. Energie zemského jádra: vliv na geologické jevy (pohyb kontinentů, sopečná činnost, dynamika horských systémů) 2. Sluneční záření: absorbováno povrchem planety (pevnina, voda, atmosféra) a přeměňováno v teplo [heat]; výsledkem rozdílných teplot dochází k cirkulaci vodních a vzdušných mas (vertikálně i horizontálně), redistribuce tepelné energie [thermal energy] 3 1. úhel dopadu – při 90°dopadne stejné kvantum na menší plochu než při menším úhlu 2. absorpce cestou – kratší trasa atmosférou, méně absorbované energie 3. odraz – úhel dopadu • místo, kolmého dopadu sluneční záření vymezeno obratníky Vliv zeměpisné šířky [latitude] 4 Vliv pohybu vzdušných mas 1. zahřívání vzduchu v rovníkové oblasti 2. vzestup teplého vzduchu (oblast tlakové níže) a pohyb směrem k pólům 3. ochlazování a pokles chladného vzduchu (oblasti tlakové výše v subtropech) a rozlévání se k rovníku a k pólům (pasáty, západní proudění) 4. studený vzduch od pólů (tlaková výše) směrem k rovníku, v oblasti mírného pásu se setkává se vzduchem vanoucím od subtropů (=> zóna nestabilních oblastí tlakové výše => proměnlivé počasí 5 Coriolisův jev Země se otáčí relativně nejrychleji v oblasti rovníku, větry vanoucí od rovníku k pólům se stáčejí napravo (= na východ, západní proudění) a od pólů k rovníku nalevo - převažující větry od obratníku k rovníku (=> východní větry, pasáty) a od obratníku směrem k mírnému pásu (=> západní proudění) 6 2 Rozmístění kontinentů a oceánů 1. voda se ohřívá a ochlazuje pomaleji než vzduch 2. vlhkost nad mořem vyšší § => v létě vzduch nad kontinenty stoupá (TN), vítr z moře přináší vlhkost, nad rozehřátou pevninou voda kondenzuje => monzuny § v zimě naopak kontinenty chladnější (TV) => vítr z pevniny na moře (sucho) § období dešťů, když je Slunce v nadhlavníku § v oblastech obratníků (Indie, Mexiko, Senegal, Zimbabwe) 1 období dešťů ročně (v létě) § v tropech (rovníková vých. Afrika, Ekvádor) 2 období dešťů ročně 7 Oblasti subtropů • ochlazený vzduch klesá, při ohřívání nabírá vlhkost a vysušuje pevninu => minimum srážek po celý rok, pouště • navazující suché polopouště (křovinná vegetace), sezónní oscilace klimatu (tzv. mediteránní klima – Středozemí, Kalifornie, Chile, jihoafrický fynbos, JZ Austrálie): horká suchá léta, mírné vlhké zimy Písečná poušť Kamenitá poušť Fynbos 8 • západní proudění (=> hlavně na záp. stranách kontinentů ) – v zimě pevnina chladnější, vítr z moře přináší vlhký vzduch, který stoupá, ochlazuje se (=> srážky nebo mlha) – v létě pevnina teplejší, vlhkost z moře se ohřeje a nekondenzuje • v případě vlivu chladného mořského proudu jev zesílí => pobřežní pouště (záp. pobřeží jižní Afriky, Atacama) 9 - vliv horských hřebenů (srážkový stín) – východní svahy pohoří teplé a suché, západní vlhčí (Alpy) 10 Vliv oceánského proudění • transport tepla z tropů k pólům • nejvýraznější projev v severním Atlantiku => západní Evropa teplejší • hnací silou rozdíly v teplotě (studená voda těžší), salinitě (se stoupající salinitou stoupá i hustota vody) + vítr 11 • Oceánský dopravníkový pás (pásová cirkulace) hlavní systém oceánského proudění 12 3 • každý oceán má také vlastní systém mořských proudů, vlivem Coriolisova jevu se na severní polokouli stáčí ve směru hodinových ručiček, na jižní proti • => teplé proudění z tropů omývá východní břehy kontinentů, po ochlazení se chladná vodní masa vrací zpět k rovníku podél západních pobřeží kontinentů • navíc existují tzv. rovníkové protiproudy, které mohou sezónně zatlačit převažující mořské proudění dále od rovníku (jev El Niño) • Golfský proud přinášející teplo k západnímu pobřeží Evropy - kombinace dopravníkového pásu a systému proudění v Atlantiku 13 14 15 Vliv nadmořské výšky • se stoupající nadmořskou výškou klesá teplota – (asi 0,6°C /100 m) • adiabatické ochlazování - vzduch výše má nižší atmosférický tlak => rozpínání vzduchu a jeho ochlazování • řidší vzduch navíc vydává více tepla • vyzařování tepla zpět brání skleníkový efekt (vodní pára, CO2 a metan propustí krátkovlnné sluneční záření, ale zadrží dlouhovlnné tepelné záření) => ve vlhčích nížinných oblastech zadržováno více tepla, v suchých pouštích či vyšších nadm. výškách je výdej tepla rychlý 16 • klima ve vysokohorských oblastech tropů a subtropů ~ klimatické oblasti ve vyšších zem. šířkách (tundra), ale i když teplotní variabilita často podobná, mnoho rozdílů – např. sezónní výkyvy v délce dne • vegetační pásma – vertikální zonace (nížiny->nivální pásmo) liší se mezi oblastmi 17 Ostatní faktory: El Niño (ENSO) • meziroční variabilita v globálním klimatickém systému: 5- 7 letý cyklus, vliv na srážkovou činnost, oceánské a vzdušné proudění • hnacím motorem asi jev El Niño [správně El Niño Southern Oscillation, ENSO] • důvod nejasný, snad množství sluneční aktivity nebo vnitřní fluktuace ve vztahu mezi atmosférou a oceánem • teplý rovníkový protiproud zatlačuje chladnější vodu na sever a jih, vzdušné proudění nabírá vláhu a nad přilehlou pevninou způsobuje srážkovou činnost (v zimě, kdy je pevnina relativně chladná) 18 4 Holocénní oscilace 19 20 • krátkodobé abiotické (či biotické) jevy významně ovlivňující ekosystém • typicky neperiodické, nepředvídatelné • nepřímo umožňují existenci druhů adaptovaných na raná sukcesní stádia (např. nelesní podmínky) • požáry, vichřice, povodně, sesuvy půdy, sopečná činnost, (epidemie) Disturbance 21 22 Oheň • požáry jsou přirozeným jevem udržujícím některá společenstva • periodicita téměř roční až několik stovek let • lesy i stepní a savanové oblasti • uvolňují minerální látky (popel) • speciální adaptace (klíčení, obrážení, kůra) • kaskádovitý efekt na faunu: herbivoři, brouk Melanophila • antropogenní změny: omezení (nižší frekvence, ale vyšší intenzita) -> změna vegetace 23 24 5 Vítr • hurikány, cyklóny, tajfuny, vichřice [gale] • oheň často ničí podrost, ale zachová stromy, vítr naopak => vliv hlavně na lesní porosty • omezení růstu stromů ve vysokých nadm. výškách (hranice lesa na návětrných stranách níže) • postiženou oblast ovlivní na několik desítek let • někde je četnost dostatečná pro stabilní existenci vegetace bez stromového patra => nepřímé umožnění existence společenstev adaptovaných na raná sukcesní stádia (nelesní podmínky) 25 26 Povodně, záplavy • ovlivňují oblasti poblíž vodních toků • přívalové, dlouhodobé (někdy každoroční, někdy vzácnější), pobřežní • kyslíkový deficit, utopení, nánosy bahna, eroze půdy, sůl • speciální ekosystémy: galeriový les, lužní les, várzea, přívalové záplavy v pouštích • adaptace rostlin: klíčení semen, disperze, speciální typy kořenů • potrava pro mnoho živočichů • antropogenní změny: přehrady, změna režimu 27 28 Sesuvy půdy [landslides] a laviny, sopečná činnost • hurikány a sesuvy v Karibské oblasti • sopečná činnost – primární sukcese 29 Půda • interakce mezi litosférou a biosférou • přímý vliv půdních podmínek na flóru, ale také např. půdní organizmy, nepřímo na celé společenstvo 30 6 Zonální půdy • oxizolové (lateritové): v tropech, málo živin • podzolové [podsolic]: v zalesněných oblastech mírného pásma • černozemě [black soil] a hnědozemě [brown soil]: v travnatých až keřovitých oblastech se sušším klimatem • glejové [gley]: podmáčená tundra Azonální půdy – vliv lokálních podmínek např. halomorfní (slaniska), vertisol ... 31 Klimatické podmínky oblasti jsou důležité, ale stanoviště s konkrétním mikroklimatem, se může od průměru oblasti značně lišit! 32 • Ekologické koncepty – mezidruhové vztahy – společenstva – ekosystémy – klíčové druhy – biomy • Přehled biomů • Klimatické faktory – zeměpisná šířka – vzdušné proudění – oceánské proudění – nadmořská výška • Disturbance • Půda B. 33