Ekologie rostlin a hub

Ekologie rostlin a hub

 

Základní pojmy:   

  • rostlinná ekologie = zkoumání vztahů mezi rostlinami a prostředím a vztahů rostlin mezi sebou
  • biotop = životní prostor každého jedince, který žije na určitém místě, které mu poskytuje podmínky existence
  • stanoviště = topograficky vymezený biotop určitého organismu
  • populace = soubor jednotlivých organismů téhož druhu, žijících na určitém místě a v určitém čase
  • fytocenóza = zkoumání vztahů pouze mezi rostlinami
  • zoocenóza = zkoumání vztahů mezi živočichy
  • biocenóza = tvoří všechny organismy žijící společně ve vzájemných vztazích na určitém území
  • ekosystém = ekologická soustava složená z biocenózy, která tvoří jednotný celek s neživým prostředím v němž žije
  • biosféra = soubor všech ekosystému na Zemi

Každému organismu se nejlépe daří při určitých podmínkách prostředí → optimální podmínky (nejnevhodnější = minimální p., nejoptimálnější = maximální podmínky)

  • rozpětí mezi hranicemi je pro různé druhy různé
  • podmínky rozdělujeme (složky): pro mč. organismus je důležité, aby podmínky prostředí byly v rozmezí EV (organismy s širokou EV, organismy s úzkou EV)

Abiotické složky prostředí:

  1. Sluneční záření
  2. Teplota prostředí
  3. Voda
  4. Půda
  5. Atmosféra

Sluneční záření

Fotosynteticky aktivní záření

  • jediný přímo využitelný zdroj energie pro rostliny
  • rostliny využívají pro fotosyntézu
  • sluneční záření se mění po dopadu do porostu kvantitativně a kvalitativně tyto změny probíhají na listech – 3 jevy
  1. odraz dopadajících paprsků (10 – 20% ), závisí na kvalitě listů » hladké více, zvadlé, matné a chlupaté méně
  2. pohlcení –největší část dopad. zářivé energie všech vln.dél. je pohlcena → téměř veškerá energie přeměněna na teplo, zbytek pro fotosyn. (2-10%)
  3. průchod záření listem – závisí na tloušťce listů, tenké listy propustí až 40%
  • vegetační rytmus- podmiňují sezónní změny v průniku záření, vývoje rostlin(jarní a letní aspekt)
  • podle nároků na sluneční záření, 3 skupiny:
    • I. Slunobytné –pouštní, stepní, horské
    • II. Heliosciofyty – snesou vysoké hustotě záření i zastínění (šalvěj luční, čistec, ječmen myší)
    • III. Stínobytné – nesnesou přímé osvětlení(kapradiny, lecha jarní)

Teplota prostředí

  • Eurytermní rostliny- široká tepl. amplituda (-5 – +55°C), luční a hajní druhy
  • Stenotermní ros.- relativně úzká tep. ampl. , záleží na druhu
  • při překročení teplotní hranice dochází k poškození protoplazmy buněk
  • z hlediska přizpůsobení  dělíme:
    • a) Termofyty – teplobytné rost. , snášejí vysoké teploty
    • b) Psychrofyty  – chladnobytné, nízké teploty
    • c) Krofyty – rostliny žijící na sněhu

Voda

  • univerzální rozpouštědlo, jsou na ní závislé všechny metabolické procesy
  • zdroj atmosférické srážky, příjem hlavně kořeny
  • podle vztahu ke stanovištní vlhkosti:
    •  a) Hydrofyty – vázané na vodní prostředí (lekníny)
    •  b) Hygrofyty – mokré až zbahnělé půdy (kosatec žlutý)
    •  c) Mezofyty – vlhké a čerstvě nebo mírně  vlhkých půdách
    •  d) Xerofyty – suché půdy (sukulenty)

 Půda

  • vzniká spolu působením klimatu a živ. organismů z matečné horniny
  • je to systém vody, min. látek, vzduchu, živých a mrtvých org. a jejich rozkladných produktů
  • na rozkladu má podíl většina půdních organismů = edafon
  • hlavní rozkladači – kvasinky, plísně, houby,…
  • za optimálních tepl. a vlhk. podmínek dochází k úplnému rozkladu org. hmoty
    • mineralizace na anor. látky rozpustné ve vodě » do rostlin
  • chemické složení je závislé na hloubce půdy ( u mělkých ovlivněno mateční horninou )
  • rostliny kořenící ve skalních štěrbinách = chazmofyty,
  • písčité půdy = psamofyty  (hvozdík písečný)
  • na povrchu skal = PETROFYTY (mechy, lišejníky)
  • důležitý faktor – kyselost a zásaditost půdy, podle nároků na pH půdy:
    • a) acidofyty- kyselé půdy, pH < 6,7 (vřes, kostřava ovčí,…)
    • b) neutrofyty – pH 7
    • c) alkalofyty – pH > 7, 2 ( ostřice nízká)
      • pH< 3  a  > 9 úhyn rostlin
  • citlivost na obsah solí, vysoký obsah solí pro halofytní a opak pro halofobní rost.

Atmosféra

  • poskytuje rostlinám základní stavební prvky- uhlík, kyslík, dusík
    • I. Uhlík – získává se z oxidu uhličitého, jediný zdroj uhlíku pro stavbu biomasy
    • II. Kyslík potřebný pro dýchání rostlin, důležitá je přítomnost v půdě
      • v půdě je kyslíku v půdním vzduchu méně než v atmosférickém, je tu větší spotřeba kořeny a půdními mikroorganismy
      • např. málo okysličené jsou jílovité půdy (závislé na půdních pórech)
      • u rostlin v bažinatých půdách * dýchací kořeny – vyrůstají k nebi do vzduchu nebo chůdovité k. – trvale nad povrchem
    • III. Dusík – potřebný pro syntézu rostlin. bílkovin, u vyšších rostlin k tvorbě alkaloidů
      • přijímán ve formě  NO3  a NH+4
      • do půdy se dostává
        • 1. Z plynných sloučenin v atmosféře – vznikají při buňkách a z exhalátů, do půdy srážkami
        • 2. Činností mikroorganismů- vazačů dusíku, které mají přímo schopnost vázat vzdušný dusík
        • 3. Mineralizací odumřelých těl – rostlin, živočichů a vazačů dusíku
        • Mineralizační proces provádějí:
          • amonizační bakterie (uvolňují N z oragn bílkovin v anorganické formě NH3)
          • nitritační bakterie převádějí amoniak na nitritovou formu a nitrační na dusičnanovou formu tyto organismy jsou aerobní, ale za anaeorobních podmínek denitrifikační bak. převést dusičnany na plynný dusík (N2 uniká do atmosféry) a ochuzovat tak půdu o alkaliody
        • 4. Dusíkatými hnojivy – ledky, močovina
          • rostliny náročné na obsah dusíku – nitrofyty a tvoří nitrofilní společenstva (kopřiva)
          • opak nitrofobní společenstva – rašeniliště
      • Znečištění: velký vliv na vegetaci
        • 1. tuhými emisemi – popílek, prach
          • ucpávají průduchy v listech»jedovaté látky až do potravy člověka
        • 2. plynné emise – spalování uhlí, výfukové plyny, freony
        • 3. oxid siřičitý – opad listů, působí jedovatě, příčinou – kyselé deště

Ekologie populace

Populace rostlin – soubor jedinců stejného druhu, na určitém stanovišti v určitém čase

  • různě velká, velikost se mění, příčinou změn je natilita ( množivost) – tvorba nových jedinců, (závislá na množství výtrusů semen,…)
  • mortalita(úhyn) – vlivem prostředí nepříznivých podmínek
  • vlastnosti populace:
    • a) hustota populace – počet jedinců na jednotku plochy
    • b) struktura populace – podle rozmístění jedinců- pravidelné, náhodné, ve skupenstvích (dále také věková a sexuální struktura)
  • Vzájemné vztahy –  rozlišujeme interakce: mezi populacemi _MUTUALISMUS
    • a) negativní – (konkurence,parazitizmus)
    • b) kladné symbióza, mykorrhiza, lichenismus
    • c) epifytismus jedna rostlina druhou používá jako podložku k růstu
  • Konkurence mezidruhová – mezi populacemi dvou nebo více druhů
    • když mají stejné kvalitativní a kvantitativní nároky ve stejnou dobu
  • Konkurence vnitrodruhová – redukuje hustotu jedinců v populaci, vylučuje slabé jedince
  • Alelopatie – vzájemný vztah mezi dvěma populacemi
    • jedna z nich je ovlivňována chemickými látkami(silice,fenoly,..) od druhé populace
    • většinou látky působí inhibičně na růst a vývoj sousední populace
    • do prostředí trojím způsobem:
      • 1) výměšky kořenů do půdy
      • 2) výluhy nadzemních částí rostlin po jejich opadu srážkovou vodou
      • 3) aromatické prchavé látky mohou ovlivňovat rostliny sousední populace přímo nebo srážkami do půdy
    • následky jsou zpomalení růstu až zastavení klíčení semen nebo znemožnění vývinu vyklíčených rostlin
    • např.: pelyněk, slunečnice,šalvěj…
    • autoinhibice- zamezuje růst v dosahu chem. působení mateřské rostliny
    • Poloparazitismus – u zelených rostlin schopných fotosyntézy
      • vodu s živinami přijímají z těla hostitele
    • Parazitismus – u bakterií, plísní, snětí a hub
      • z těla hostitele získávají všechny potřebné živiny
    • Symbióza – typ mutualismu, patří sem lichemismus, mykorrhiza a soužití
      • hlízkovitých bakterií s kořeny bobovitých

Vtahy mezi rostlinami a živočichy

  • a) kladné– rostliny jsou tímto vztahem ve svém vývoji a růstu podporovány
  • b) negativní (spásáním,sešlapem býložravců)
  • c) indiferentní (rostliny úkrytem živočichů)
  • Vliv člověka na rostlinné populace 
    • člověk získal půdu na různých stanovištích v době, kdy se stal zemědělcem a pastevcem
    • odlesňování, ruderální vegetace(na  skládkách)
    • synantropní rostliny – rostliny rozšířené vlivem člověka
      • úmyslně – antropofytní
      • neúmyslně- adventivní rostliny(na překladištích, skládkách, kolejích,..)

Ekologie společenstva (SYNEKOLOGIE)

  • rostlinné společenstvo je souborem jedinců a populací rostlinných taxonů, rostoucích na určitém stanovišti, které jsou ovlivňovány svým prostředím, ovlivňují se navzájem a ovlivňují zpětně i prostředí
  • tvořeno jedinci jedné populace = monocenóza – uměle vysazené, obilí atd. ,
    • přirozené – rákosí u břehů
  • většinou polycenózy – smíšené porosty
  • rost. společenstva nejsou náhodná seskupení rostlin, tvoří se z opakujících souborů taxonů (některé se vyskytují spolu)
  • existuje těsný vztah mezi složením a strukturou společenstva a souborem podmínek stanoviště
  • tam kde se dvě společenstva stýkají, se vytváří různě široký pruh, tvořený společenstvem přechodných vlastností a přechodného složení = ekoton (lenové společenstvo)

Struktura společenstva i druhová skladba

Prostorová struktura ve 2 rovinách:

  • Vertikální rovinarozvrstvení do pater
  1. Přízemní společenstvo – rostliny pokrývající půdu – mechy, lišejníky
  2. Bylinné patro – rostliny do výšky jednoho metru
  3. Keřové patro – vyšší rostliny než 1m a menší než 3m
  4. Stromové patro – vyšší rostliny než 3m

Ve společenstvu vzniká soustavník (prostor, který v ekosystému zaujímá určitý druh)

Dále se rozlišují na:

  1. Svrchní kořenové patro – od povrchu do hloubky 20cm
  2. Střední koř. p. – od 20cm do 1m hloubky
  3. Spodní koř. p. – od 1m hloubky a více
  • Horizontální strukturana vodorovném směru rozšíření rostlin. populací
  • změny ve struktuře neustále, mění se hustota, uspořádání, velikost
  • sezónní změny – každý rok opakující se vývoj)
  • ekologická sukcese
    • vývojový děj,který probíhá ve společenstvu  na určitém stanovišti déle než 1 rok
    • pokud se společenstvo vyvíjí se až k rovnováze s podnebím = klimax – nejstabilnější a nejkomplexnější

Ekosystém

Tvoří společenstvo s jeho abiotickým prostředím,ekosystém je základní jednotka – v níchž dochází k oběhu látek, převodu energie a přenosu informací, podléhá změnám v čase a projevuje složité auto regulační reakce

  • Každý Ekosystém obsahuje tyto složky
    • anorganické látky
    • organické látky
    • klimatický režim
    • producenti (většinou rostliny) – autotrofní org.
    • konzumenti (většinou živočichové)- heterotrofní org.
    • dekompozitři (houby a mikroorganismy) – reducenti
  • rostliny jako primární producenti mají rozhodující úlohu základního zdroje chem. vázané energie přístupné pro celou biologickou složku ekosystému
  • Tok Energie jednosměrný a nevratný, ostatní látky uskutečňují koloběh nestálý

Biomy

  • soubory ekosystémů navzájem blízkých strukturou a funkcemi, které se rozvinuly v určitých podmínkách prostředí
  • např. tropické deštně pralesy, savany, tajgy, listnaté lesy, stepi apod.

Rozšíření rostlin na Zemi

  • Areál – oblast, v níž se vyskytuje určitý druh
  • Areály původní – přirozeně vzniklé a druh je v nich původní
  • Areály druhotné – vznikly působením člověka a druhy jsou zde zavlečené
  • tam kde zůstaly zachovány přibližně původní podmínky prostředí, se dosud vyskytují původní druhy – relikty
  • endemity – druhy vyskytující se jen na určitém území

Fytogeografické členění Země

Základní společenstva se opakují na celém světě, každý světadíl má svá rostlinná a živočišná společenstva

  1.  Holarktická oblast – mimotropická část severní polokoule – tundra, tajga, jehličnatý les, step, (opadavý listnatý les, tvrdolistý les, křoviny = biomy), polopoušť a poušť
  2. Paleotropická oblast – tropy starého světa – tropický deštný les, savana, tropická poušť a polopoušť
  3. Neotropická oblast – tropy nového světa – tropický deštný les, polopoušť a poušť
  4. Kapská oblast – malá část na jihu Afriky, velký počet endemitů – polopoušť, poušť, savana
  5. Australská oblast – velký počet endemitů, vyvíjela se dlouho izolovaně od ostatních kontinentů – poušť a polopoušť,savana a tropický deštný les
  6. Antarktická oblast – zahrnuje Antarktidu, Patagonii a část Nového Zélandu, nejchudší flóra, základ ve starobylé flóře Antarktidy před zaledněním

Česká republika – zařazena do středoevropské provincie, eurosibiřské podoblasti holarktidy

3.oblasti:

  1. Termofylikum – nížiny, pahorkatiny, rosotu pouze teplomilné rostliny
  2. Mezofylikum – středně výškové polohy, opadavé listnaté rostliny – bučiny
  3. Oreofylikum – vyšší nadmořské výšky, téměř žádné teplomilné rostliny – dominují jehličnaté lesy