Pohled ekologický Podnebí a mezidruhové vztahy: klimatické faktory, společenstva, ekosystémy, biomy Klimatické faktory - zeměpisná šířka - vzdušné proudění - oceánské proudění - nadmořská výška Disturbance Půda B. Ekologické koncepty - mezidruhové vztahy - společenstva - ekosystémy - klíčové druhy - biomy Přehled biomů abiotické (klimatické) faktory hrají větší roli ve vyšších zeměpisných šířkách a nadmořských výškách (celkově druhově chudší) biotické faktory hrají větší roli v nižších zeměpisných šířkách a nadmořských výškách (celkově druhově bohatší) Mezidruhové interakce usnadnění až podmínění výskytu (pozitivní interakce) komplikace až znemožnění (negativní interakce) přímý či nepřímý vliv pozitivní: např. opylovači (hmyz-rostliny), vhodná potrava (larvy hmyzu-živná rostlina), mutualismus (korálnatci-symbiotické řasy) 1 Čipmankové (Neotamias) v Kalifornii Nevada Hf^H ^^JŽ^ f~\ Eutamias j V—umbrinus Eutamias JH^ dorsalis ~~wS(h^ Ruby Mountains Pilot Peak New Mexico /—N Eutamias i V- quadrivittatus / Eutamias JĚĚĚÚk dorsalis — f BL Organ Mountains Magdalena Mountains Společenstvo [community, assemblage] soubor druhů, které se vyskytují na stejném místě (ve stejnou dobu) koncept aplikovatelný na mnoha úrovních např. taxonomicky (společenstvo ryb, roztočů) nebo funkčně (životní formy, např. půdní společenstvo) 11 12 Dva základní pohledy na společenstva Diskrétní jednotky, které lze dobře popsat, pojmenovat, klasifikovat (F. Clements) - pozitivní mezidruh. interakce a jejich vzájemná závislost => spol. druhů opakovaná na různých místech (-superorganismus) Kontinuum, ekologické nároky jednotlivých druhů jsou rozdílné (H. Gleason), (individualistický model) - složení společenstev se geograficky i historicky liší diskrétni + kompetice kontinuum + kompetice b diskrétni + bez kompetice d kontiunuum + bez kompetice důležité je měřítko (větší měřítko, více pozitivní korelace) v kulturní krajině (Evropa) častěji diskrétní společenstva v přirozené krajině (Amerika, Austrálie) spíše kontinuum 13 14 Ekosystém = společenstvo + neživé okolí (půda, podloží, voda procházející prostředím, atmosféra...) komplexní, vzájemně provázaný systém koncept zaměřen na ekologické procesy propojující jednotlivé organismy tok energie [energy flow] a cyklus živin [nutrient cycling] Biodiverzita vs. fungování ekosystému Koncept klíčových druhů [keystone species] - některé druhy jsou pro fungování ekosystému důležitější než ostatní top-down proces: např. vydra mořská (vrcholový predator) bottom-up: n-tíxující i išejníky či rostlinné druhy (primární producenti) klíčové druhy 15 16 Biomy • aplikace konceptu společenstev v globálním měřítku • areál většiny druhů je omezen geograficky • založeno na strukturální a funkční podobnosti (životní formy) • vliv klimatu (teplota, srážky) • latitudinální i altitudinální trend • zonální oblasti, charakterizované typem vegetace • organismy obecně velice dobře adaptovány na prostředí konkrétních biomů _3D_ Continuous "pci 05 " PCI Winemiller et al. 2015, Ecology Letters 21 Kolik biomů existuje? • biomy nejsou přesně definované jednotky • základní pevninské (8): tropické lesy, savana, mediteránní, poušť, stepi, lesy mírného pásma, tajga, tundra • detailnější členění (12) ■ předvídatelné na základě parametrů teplotních (minima, maxima, variabilita), srážkových (vydatnost, rozložení během roku) a půdních (vodní kapacita, schopnost udržet živiny a minerály) • mořský biocyklus: litorál, limnetická, pelagická, bentická, profundál... • sladkovodní biocyklus: lentické, lotické ... 22 {' ■ -15-p 9 5 1 15- Mf Natural vegetation regions '-' ^Aictic-aipitie %_ ot lhe world undraV ' Bo™8'- coniferous forest □ Temperate tores! f Nov W Grasslands \Boreal\\ Cold □ Shrubland, scrublands, woodland \to^eslJ\\^"Pe[a,e (Mediterranean) 1 \ Temperale\ H Savanna, tropical deciduous forests. 1 \ deciduous \^ Temperate scrubland, shrubland, woodland (Scrubland \ ~\ ^ Woodland \ \ | \ \ \tempeiaie Š 25- 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Tropický deštný les rovníkový pás, malá nadm. výška, 6% povrchu 18° C, nízká sezónní variabilita, vydatné srážky latisolové půdy (chudé na minerály), kompetice o světlo typická vegetace: vysoké neopadavé stromy, liány, epifyty asi 50% druhové bohatosti, vysoká produkce biomasy 23 24 Sezónní tropický les: a) tropický opadavý les 10-30° , malá nadm. výška, (např. jižní Brazílie nebo Indie) vysoké teploty, ale srážky sezónní (monzuny), v období sucha vegetace ztrácí listy b) tropický suchý (trnitý) les 10-30° , malá nadm. výška, (např. západní Afrika) málo srážek a vysoce sezónní (6 měsíců bez srážek) vegetace nižší a řidší, přizpůsobená suchu - trny, ostny, pletiva zadržující vodu (akácie, kaktusy) 25 26 Tropická savana mezi 25° jižní a 25° severní šířky (africké savany) rozsáhlé travní plochy, stromy řídce intenzivní období sucha, 1-2 období dešťů ročně vegetace udržována spásáním a požáry Pouště a polopouště na západních stranách a uprostřed kontinentů (30-40° zem. šířky) srážek méně než výparu, časově nepředvídatelné nízké kraviny, sukulenty (fyziologické adaptace), drobní obratlovci (fyziologické i behaviorální adaptace) 27 28 Vždyzelený les stredomorského typu (mediteránní biom) teplotně mírné klima se srážkami v zimním období, dlouhá suchá léta s vysokými teplotami také v oblastech s hojnějšími srážkami, ale písčitými půdami (pak vyšší vegetace) řídký, neopadavý les (eukalypty v Austrálii, teplomilné duby, borovice v Severní Americe, akácie v Chile) v sušších oblastech macchiové porosty, fynbos (spíše křovinná vegetace) časté požáry v půdě málo živin Subtropický vždyzelený les střední nadmořské výšky v subtropech (Čína, Japonsko, JV USA, Patagónie, Nový Zéland) relativně teplé oblasti, kde nemrzne srážky poměrně hojné, rovnoměrně během roku duby, magnólie, pabuky (Nothofagus) 29 30 Opadavý listnatý les mírného pásma „typický" evropský listnatý les (+ vých. USA, Čína, v blízkosti řek i v sušších oblastech) teplota i srážky sezónní podzolové půdy 31 Deštný les mírného pásma • poměrně vzácný, jen na západních stranách kontinentů (SZ USA, NZe, JV j Austrálie, Tasmánie, JZ pobřeží J. Am.) • hojné srážky po dobu alespoň 10 měsíců v roce (blízkost oceánů) • hustá vegetace, malá druhová bohatost (jedle, smrk, mechy, lišejníky, kapradiny) 32 Travnaté pláně mírného pásma • mezi 30-60° zem. šířky • kolísání srážek i teploty sezónní • chybí stromové patro, trávy 90% biomasy (ale jen 25% druhů) • stepi (nízké traviny v chladnějších oblastech), prérie (střed USA), puszta (Uherská nížina), veld (jižní Afrika), pampy (J Amerika) • často přeměněny na zemědělskou krajina (úrodná půda) 33 Tajga • studené a vlhké klima • široký pás Amerika, Evropa, Asie, ve vyšších nadm. výškách jižněji (např. Mexiko), %-1/3 všech lesů na Zemi • smrk, jedle, mechy, lišejníky • diverzita a produkce limitována půdními podmínkami (nízké teploty a vysoká vlhkost => pomalý rozklad) 34