Upload
others
View
22
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
22
EkosystEkosystéémm
tvotvořříí zzáákladnkladníí strukturnstrukturněě funkfunkččnníí jednotku krajiny i celjednotku krajiny i celéébiosfbiosfééryryvedle vedle žživivéé slosložžky (= biocenky (= biocenóóza) zahrnuje i neza) zahrnuje i nežživivéé prostprostřřededíí(stanovi(stanoviššttěě))je prostorový útvar, v němž biotické a abiotické složky jsou vzájemně propojené rozmanitými vztahyekosystémy jsou více či méně výrazně prostorově ohraničenéa mohou se značně lišit i svými rozměry
příklady ekosystémů: rybník, mokrá louka, lužní les, biosféra Země aj.
EkosystEkosystéémm představuje soubor vsoubor vššech organismech organismůů vv dandanéém m prostoru, propojených sprostoru, propojených s abiotickým prostabiotickým prostřřededíím kolobm koloběěhem hem lláátek a tokem energitek a tokem energiíí, kter, kteréé prochprocháázejzejíí jasnjasněě vymezenou svymezenou sííttíípotravnpotravníích ch (= trofických)(= trofických) zzáávislostvislostíí.
Atraktivníbiologie
33
vlivy vnvlivy vněějjšíšíhoho
prostprostřřededíí
reakcereakce
ekosystekosystéémumu
3
EKOSYSTEKOSYSTÉÉMM
ekotop
atmosfatmosféérara pedosfpedosféérara
rostliny rostliny houbyhouby žživoivoččichovichovéémikromikro--
organismyorganismy
stanoviště(biotop)
biocenóza
SchSchééma ekosystma ekosystéémumu:
vývojemvšechny ekosystémy jsou charakterizovány především
tokem energie koloběhem látek
Atraktivníbiologie
44
Ekosystémy jsou otevotevřřenenéé systsystéémymy, které se svým okolím vyměňují energii i látky:
jsou závislé zejména na neustálém přísunu slunečního záření, oxidu uhličitého, vody (hlavně v podobě srážek) a živin prostřednictvím vstupvstupůů (patří sem i minerály uvolňované do půdy zvětráváním horninového podloží, atmosférický spad nebo příchod nových druhů organismů či jejich diaspor)
současně část energie a látek z ekosystémů uniká do okolního prostředí a tvoří výstupyvýstupy; k výstupům z ekosystémůdochází nejvíce vyzařováním (odpadní teplo), vymýváním látek z půdy, povrchovým odtokem, větrnou erozí, vystěhováním organismů a sklizní biomasy z obdělávaných ekosystémů (pole, louky)
prostorové rozmístění druhových populací (hlavně rostlin)v ekosystému (základ prostorovprostorovéé strukturystruktury, vytvořené již na úrovni fytocenózy); souhrn potravních závislostí (vztahů) určuje trofickou strukturu ekosysttrofickou strukturu ekosystéémumu.
Atraktivníbiologie
55
Podle míry ovlivnění člověkem rozlišujemeppřřirozenirozenéé ekosystekosystéémymy (bučina, rašeliniště aj.)umuměělléé ekosystekosystéémymy (smrková monokultura, pole, vinice atp.)
přirozený smíšený listnatý les (PR Třesín)
Atraktivníbiologie
66• kukuřičné pole
• vinice
• horské rašeliniště(NPR Rejvíz)
bulty tvořené hlavněploníkem obecným (Polytrichum commune)
Atraktivníbiologie
77
PRODUCENTIPRODUCENTI
KONZUMKONZUMENTIENTI DESTRUDESTRUENTIENTI
biotickéfaktory
ZZáákladnkladníí slosložžky ekosystky ekosystéému mu a jejich vza jejich vzáájemnjemnéé vazbyvazby
podle funkfunkččnníího postavenho postaveníí v ekosystv ekosystéému a podmu a podíílu na lu na ppřřememěěnněě lláátek a energietek a energie lze organismy rozdělit na
producentyproducenty konzumentykonzumenty destruentydestruenty
Producenti (P) – autotrofní organismy tvořící z jednoduchých anorganických látek látky organické, buď prostřednictvím fotosyntézy (zelenzelenéé rostliny, sinicerostliny, sinice), nebo chemosyntézy (nněěkterkteréé bakteriebakterie, např. sirné či nitrifikační).
Atraktivníbiologie
88
Konzumenti (K) – heterotrofní organismy (většina živočichů), živící se přímo či nepřímo organickými látkami vytvořenými producenty. Podle typu výživy se dělí na (1) býložravce (= herbivoři, fytofágové, K1), (2) masožravce (= karnivoři druhého řádu - K2, třetího řádu - K3 atd., příp. (3) všežravce (= omnivoři).
Destruenti (rozkladači, dekompozitoři, D) – různéskupiny organismů živící se mrtvou organickou hmotou (detritem); tu postupně rozkládají až na jednoduché látky – CO2, H2O, aminokyseliny, minerální živiny, kterémohou být opět využity producenty.
• patří sem heterotrofní organismy makroskopických i mikroskopických rozměrů (hlavně houbyhouby a bakteriebakterie, , ddáále le žžíížžaly, aly, hmyz (např. chvostoskoci), prvoci, roztoči, mnohonožky, stonožky aj.)
• žijí převážně v půdě (kde tvoří součást edafonu), zčásti též na povrchu rostlin i na různých odumřelých organických zbytcích
chvostoskokchvostoskok
stonostonožžka ka šškvorovkvorováá
Atraktivníbiologie
99
DDřřevokaznevokaznéé houbyhouby
způsobují velké ztráty v důsledku hnilob dhnilob dřřevaeva, smolotoku, klejotoku i tzv. tracheomyktracheomykóózz (= onemocnění vodivých pletiv, při kterém se ucpávají cévy; př. grafigrafióóza jilmza jilmůů)
Troudnatec kopytovitýTroudnatec kopytovitý
HnHněěddáá hnilobahniloba
Atraktivníbiologie
1010
Produkce ekosystProdukce ekosystéémumuAutotrofními organismy (tj. producenty) vyprodukované organickélátky tvoří primprimáárnrníí produkciprodukci ekosystému.
Fotosyntézou vzniká určité množství biomasy, tzv. hrubá primárníprodukce (PPGG), která je závislá na výkonnosti fotosyntetického aparátu porostu či rostliny; nelze ji vnelze ji vššak vak v ppřříírodroděě ppřříímo mmo měřěřitit, protože rostlina část asimilované energie ztrácí v podobě tepla dýcháním - v průměru kolem 50 [- 75] %.
PPGG == PPNN ++ RR RR – ztráty dýcháním rostlinných orgánůPPNN = ččististáá primprimáárnrníí produkceprodukce
ProdukceProdukce = vytvořená biomasa [kg .m-2; g C . m-2; J . m-2]
ČČististáá primprimáárnrníí produkceprodukce s rostoucím stářím rostlin klesá, protože se zvyšuje respirace (velmi zřetelné u lesních ekosystémů, kdy s rostoucím stářím porostu se zmenšuje podíl fotosyntetizujících pletiv na celkové hmotnosti dřevin).
Atraktivníbiologie
1111
PrimPrimáárnrníí produkceprodukce obecně roste od pólů k rovníku v závislosti na růstu:
intenzity světla průměrné teploty délky vegetační periody
RoRoččnníí ččististááprimprimáárnrníí produkce produkce ZemZeměě(g sušiny. m-2. rok-1)
Atraktivníbiologie
1212
Organické látky vytvořené v tělech všech heterotrofních organismů (konzumentů a destruentů) odpovídají sekundsekundáárnrnííprodukciprodukci ekosystému.
ProduktivitaProduktivita představuje mnomnožžstvstvíí energie venergie váázanzanéé do novdo novéébiomasy (subiomasy (suššiny) vztainy) vztažženenéé na urna urččitou plochu za jednotku itou plochu za jednotku ččasuasu, např. za celý rok, nebo jen za vegetační periodu [kg .m-2. rok-1; g C . m-2 . rok-1].
v terestrických ekosystémech produktivita obecnproduktivita obecněě klesklesáá ss rostoucrostoucíínadmonadmořřskou výskou výšškou a rostouckou a rostoucíí ariditou klimatuariditou klimatu, a zpravidla stoupstoupáá ss rostoucrostoucíím mnom množžstvstvíím dostupných m dostupných žživinivin (hlavně N, P, K) asi 3/4 plochy Země pokrývají mmáálo produktivnlo produktivníí ekosystekosystéémymy –otevřené oceány, pouště a polopouště, tundra, oligotrofní jezeranejvyšší produktivitu mají tropické deštné lesy, monzunové lesy, korálové útesy; intenzivně obdělávaná půda
Ve vVe věěttššininěě suchozemských ekosystsuchozemských ekosystéémmůů sekundsekundáárnrníí produkce produkce destruentdestruentůů výraznvýrazněě ppřřevyevyššuje produkci konzumentuje produkci konzumentůů.
Atraktivníbiologie
1313
vyvyššíšší produktivitaproduktivita většinou úúzce koreluje szce koreluje s vyvyššíšším druhovým m druhovým bohatstvbohatstvíím; m; výjimkou jsou druhově velmi bohatá společenstva na chudých půdách v jižní Africe a v Austráliizdá se, že druhové bohatství je největší ppřři sti střřednedníí úúrovni rovni primprimáárnrníí produkceprodukce
V mořích a oceánech jsou nejproduktivnjsou nejproduktivněějjšíší vody pvody přři i pobpobřřeežžíí (dokonalé promíchání díky bouřím a mořským proudům), výstupné proudy lokálně výrazně zvyšujíproduktivitu mořského ekosystému !
•• chladnchladnéé vody jsou produktivnvody jsou produktivněějjšíší nenežž tepltepléé (zřejmě proto, že jsou bohatbohatšíší na na žživinyiviny (např. fosfáty jsou více rozpustnév chladnější vodě)
Energie se v ekosystému zpravidla nemůže výrazněji hromadit (× fosilní paliva) → jednostranný tok energie,jednostranný tok energie, který je realizován prostprostřřednictvednictvíím trofických vztahm trofických vztahůů.
Atraktivníbiologie
1414
VyuVyužžititíí ččististéé primprimáárnrníí produkce vprodukce v ekosystekosystéémumu
• zpravidla největší část PN se stane opademopadem a vstupuje do detritového potravního řetězce
• jako potrava herbivorpotrava herbivorůů→ počátek pastevně-kořistnického řetězce (např. v lesích je zkonzumováno jen ca 1%, u pastvin kolem 60% roční PN )
•• export zexport z ekosystekosystéémumu; u přirozených ekosystémů odplavením vodou či odnosem větrem, u umělých → těžba, sklizeň
HHlavnlavníí zpzpůůsoby zvýsoby zvýššeneníí skliznsklizněě:• snížením ztrát způsobených na produkci herbivory• zvýšením PG zlepšenou výživou, hnojením, speciálními
pěstebními technikami, používáním vyšlechtěných odrůd apod.
Biomasaživé části rostlin (= fytobiomasa)
neživé části rostlin (= fytonekromasa) stastařřinaina
opadopad
Atraktivníbiologie
1515
Stařina = mrtvé části pletiv, kteréjsou ještě součástí rostliny.
Opad tvoří odumřelé části rostliny, oddělené od jedince (na povrchu či pod povrchem půdy).
opadopad tvoří významnou složku studia primární produkce (= zdroj látek i energie pro dekompozitory). kvantita i kvalita opadu spolu s rychlostí dekompozice výrazněovlivňují cyklus živin a nepřímo i stabilitu ekosystémů
V lesních ekosystémech se opad zjišťuje pomocí laplapáákkůůrozmístěných náhodně po studované ploše; je nutný pravidelný odbpravidelný odběěr r zachycenýchvzorkvzorkůů v určitých časových intervalech (týden, měsíc – v závislosti na vegetační dynamice) tak, aby bylo možno stanovit hmotnost, příp. asimilační povrch opadu; zvlášť se sleduje listový a nelistový opad. LapLapáák opaduk opadu
listy
květyvětvičky
úlomky borky aj.
Atraktivníbiologie