Podmínky a zdroje 2. Michal Hejcman

Transkript

1 Podmínky a zdroje 2 Michal Hejcman

2 Voda jako životní prostředí Voda se pro rostliny nemůže stát faktorem v minimu kutikulární a stomatární transpirace ztrácí svůj prvotní význam pro vodní bilanci Relativní teplotně stabilní prostředí vysoké měrné teplo (1 C=4,2J (1 kalorie) * g -1 ) Vysoké latentní teplo výparu (2 244,23 J * g -1 ) Vysoké skupenské teplo tání (334,96 J * g -1 ) Teplotní anomálie vody (největší hustota při 4 C)

3 Voda jako životní prostředí Světlo 1% ozářenost je světelný kompenzační bod fotosyntézy pro vyšší rostliny, hlouběji jsou řasy (ruduchy) Úhel dopadu světla pokud je slunce nízko reflexe záření Vrstva vody umožňující fotosyntézu fotická zóna

4 Voda jako životní prostředí Koncentrace CO 2 a O 2 ve vodě je kyslík často limitující, CO 2 se snadno rozpouští H 2 CO 3, změny ph během dne a s hloubkou, pufrovací schopnost Kyslík koncentrace je maximálně dvacetinou ve srovnání se vzduchem, klesá s teplotou a nadmořskou výškou

5 Voda jako životní prostředí Eutrofní vody velký obsah minerálních živin Oligotrofní malý obsah minerálních živin Dystrofní obsahují velké množství humínových kyselin

6 Litorál Litorál pobřežní pásmo, vymezeno fotickou zónou Ripál pobřežní pásmo tekoucích vod Sublitorál vymezen letní hladinou podzemní vody, natantní a submerzní hydrofyty hlouběji, blíže břehu emerzní rostliny Eulitorál zóna s kolísající vodou během roku, emerzní makrofyty Epilitorál již není přeplavováno vodou, výskyt hygrofytů a mezofytů

7 Adaptace rostlin na vodní prostředí Mikrofyty fytoplankton (studuje se v rámci algologie a hydrobiologie) Makrofyty vyšší rostliny, mechy, chaluhy, ruduchy Hygrofyty vlastní vodní rostliny Submerzní rostliny ponořené Natantní vzplývavé, fotosyntetické orgány na vodní hladině Emerzní (helofyty) rostliny fotosyntetické orgány nad vodní hladinou

8 Submerzní rostliny Vznášející nebo zakotvené Utricularia, redukce či úplná absence kořenů, redukce cévních svazků, Příjem látek celým povrchem těla, jemná kutikula, zvětšování povrchu těla jemné dělení listů až na niťovité úkrojky Častá je absence průduchů, vyvinut aerenchym (vzdušné pletivo nadnáší a udržuje polohu rostliny) Vznášející Lemna trisulca (okřehek trojbrázdý), Elodea canadensis (vodní mor kanadský), Ceratophyllum demersum (růžkatec ponořený), Hippuris vulgaris (prustka obyčejná) Zakořeněné Myriophyllum spicatum (stolístek klasnatý), Hottonia palustris (žebratka bahenní), Potamogeton (rdest, některé druhy)

9 Natantní rostliny Listy na hladině jsou často kruhovitéči eliptické, nedělené, listy mají průduchy, vyvinutá aerenchymatická pletiva, značná intenzita transpirace Častá heterofylie Např. u Batrachium aquatile (lakušník vodní) Stulík, leknín, rdest vzplývavý, nepukalka plovoucí

10 Emerzní rostliny Adaptace jak na vodní, tak terestrické prostředí, jsou schopny snášet vodní deficit, vyvinut mohutný kořenový systém Rákos obecný, orobince, chrastice rákosovitá, zblochan vodní, šmel okoličnatý, kosatec žlutý, různé druhy ostřic

11 Půdní prostředí Vliv vegetace na utváření půdního typu černozem x hnědozem na spraši Různá kvalita opadu (buk lesní 2,46% Ca, dub 1,7, smilka 1, borovice 0,99, vřes 0,44) Vznik různých forem humusu surový (nadložní), tangelová forma (+ trus živočichů, často na vápenci), moder, mul, zrašelinění

12 Humifity (humikolní rostliny) Rostliny vyžadující substráty bohaté na humus (rojovník bahenní, kyhanka sivolistá, kavyl) Humikolní jsou i nezelené saprofyti hlístník hnízdák, korálice trojklaná, hnilák smrkový

13 Rostliny a chemické vlastnosti půdy Na hlubokých půdách se nemusí projevit vlastnosti matečné horniny (kyselé půdy na vápenci) Petrofyty rostliny rostoucí na skalách, bezprostřední vazba na geologický substrát Litofyty jsou petrofyty bezprostředně rostoucí na povrchu balvanů a skal (řasy, lišejníky) Chasmofyty petrofyty kořenící ve skalních štěrbinách (velký rozdíl chasmofylních společenstev vápenců a silikátových hornin)

14 Rostliny a půdní reakce Acidofyty (acidofilní rostliny) s ph amplitudou do 6,7 (kostřava ovčí, bika hajní, rosnatka okrouhlolistá) Neutrofyty (neutrofilní rostliny) s ph amplitudou kolem 7 Alkalofyty (bazifyty, alkalo- či bazofilní rostliny) s ph amplitudou nad 7,2 (ostřice nízká, bělozářka liliovitá, pěchava vápnomilná) Rozmezí ph které jsou vyšší rostliny schopny tolerovat: 3-9

15 Ca a rostliny Kalcifyty (kalcikolní, vápnobytné, kalcitrofní rostliny) druhy svým výskytem výlučně vázané na Ca bohaté substráty (pěchavy, lomikámen latnatý) Kalcifobní (vápnostřezné) rostliny svým výskytem striktně vázané na nevápnité substráty (vřes, rosnatka okrouhlolistá)

16 Příklad z Kotelních jam výchozy Ca bohatých hornin: druhově bohatá společenstva asociace Saxifrago oppositifoliae- Festucetum versicoloris V bezprostředním okolí na silikátových horninách porosty metličky, brusnic, třtiny chloupkaté)

17 Příklad z Kotelních jam

18 Hadec a jeho vliv na vegetaci Hadec (serpentin) je převážně křemičitan železnato-hořečnatý Půdy dobře propouštějí vodu jsou suché a teplé Mírně alkalická reakce Uvolňování uhličitanu hořečnatého, který není vyrovnáván Ca ionty (Ca: Mg poměr je menší než 1), vysoký obsah železa a těžkých kovů (Cr, Ni)

19 Hadec a jeho vliv na vegetaci Obligatorní serpentinofyty rostliny rostoucí pouze na hadci (sleziník hadcový, sleziník nepravý) Fakultativní serpentinofyty rostliny schopné tolerovat hadec, rostou běžně i na jiných substrátech, hadcové formy serpentinomorfózy (nanismus)

20 Rostliny a zvýšená koncentrace solí Slaniska vznik za specifických podmínek kde výpar převažuje nad vsakováním srážek Dochází ke vzlínání roztoků solí ze spodních vrstev půdy, bezodtoké půdní deprese (sírany, chloridy a uhličitany Na, K, Mg, Ca)

21 Rostliny a koncentrace solí Halofobní (slanostřezné) rostliny nesnášejí zvýšenou koncentraci solí v půdě, většina našich rostlin, nemají adaptaci na zvýšený osmotický tlak půdního roztoku Inhibice růstu solemi, nekrózy, předčasné opadávání listů, mrkev, květák, naše listnaté dřeviny

22 Rostliny a koncentrace solí Obligátní halofyty (slanobytné rostliny) slanorožec bylinný (Salicornia herbacea), zblochanec oddálený (Puccinellia distanc), hvězdnice slanistá (Aster tripolium) Schopnost regulovat příjem solí, dokáží v buňkách akumulovat ionty Na a Cl, protoplasty snášejí až koncentraci 6 % NaCl v roztoku nebo více Vysoký osmotický tlak nízká hodnota vodního potenciálu kořenů (- 6 MPa) Vylučování solí na povrch listů (exsudace) např. u Avicenia Staré listy přesyceny solemi odumírají u sítiny Juncus gerardii Chenopodiaceae soli vylučovány do puchýřkovitých chlupů na povrchu listů, ty pak odumírají a jsou nahrazovány novými Sukulence buňky přijímají se vzrůstajícím množství soli také zvýšené množství vody, koncentrace solí je tak poměrně stálá

23 Rostliny a koncentrace solí Fakultativní halofyty často ruderální rostliny (Chenopodium glaucum, Ch. rubrum, Atriplex hastata, A. rosea, Potentilla anserina, Trifolium fragiferum)

24 Citlivost stromů a keřů k zimnímu posypu půdy solemi Dřeviny citlivé: Fagus sylvatica, Tilia americana, Picea glauca, Pinus strobus, Salix purpurea,rosa canina Dřeviny relativně tolerantní: Betula pendula, Acer platanoides, Fraxinus excelsior, Pinus nigra, Juniperus chinensis, Potentilla fruticosa

25 Rostliny a N Nitrofyty (nitrofilní rostliny) rostliny náročné na dusík, vytvářejí nitrofilní společenstva (Rumex, Urtica, Chenopodium, Elytrigia repens) V suťových lesích Geranium robertianum, Alliaria officinalis, Aegopodium podagraria Špatná dostupnost dusíku je zejména na kyselých půdách

26 Architektura 12 let starých klonů šťovíku alpského z hustého porostu

27 Rostliny a N Nitrofobní rostliny zvýšená koncentrace N je inhibuje v růstu nebo v klíčení semen, často tuhé listy s podvinutými okraji při dostatečném zásobení vodou erikoidní listy (Ledum palustre, Andromeda polyfolia, Empetrum)

28 Masožravé rostliny Nedostatek N půdě doplňují dusíkatými sloučeninami z těl živočichů, rostliny nemají xeromorfní anatomické znaky Drosera, Pinguicula, Utricularia, Sarracenia, Darlingtonia, Dionaea -Sev. Am., Nepenthes vlhké tropy od Madagaskaru po Indomalajsko, Drosophyllum záp. Středomoří vylučují proteolytické enzymy. Získávají P, N, K.

29 Těžké kovy Zn, Pb, Ni, Hg, Co, Cr, Cu, Mn, Mg, Cd, a Se horninové podloží, spad emisí, vliv výfukových plynů Poruchy otevírání průduchů, poruchy dýchání, snížení fotosyntézy a růstu, inaktivace enzymů Rezistentní jsou často nižší taxony než druh (variety, ekotypy, variety). Někdy jsou označovány jako metalofyty. Rezistentní rostliny mají větší koncentrace těžkých kovů v biomase (0,5 25 g*kg -1 ) Agrostis capillaris, Agrostis canina, Festuca ovina, Plantago lanceolata, Silene vulgaris ekotypy se zvýšenou rezistencí proti Zn, Cu, Cd, Ni v půdě.

30 Oligotrofní písčité substráty Váté písky v Polabí, u Hodonína a Bzence, Vlkovský přesyp Aluviální písky (např. Petrovice na Sedlčansku) Mořské břehy, pouštní duny Psamofyty (psamofylní) rostliny rostliny adaptované na písčité substráty. Podíl jílnatých částic max. do 10 %, 90 % zrna o velikosti 0,1-2 mm. Vysoký podíl hrubých (nekapilárních pórů), vysoké provzdušnění a rychlý odtok gravitační vody Nízké půdní hydrolimity Nízká tepelná vodivost Oligotrofní podmínky

31 Adaptace rostlin na písčité substráty Sklerofyty až afilní rostliny, sukulenty, efeméry Kořenový systém povrchový (Thymus serpyllum 3-15 cm) či naopak hluboký Schopnost regenerace po zavátí pískem vznik stupňovitého kořenového systému Při odvátí mohou některé kořeny zasychat bez úhynu rostliny Vegetativní šíření (stolony, rhizomy) a anemochorně (stepní běžci- Crambe tatarica, Gypsophila paniculata, Eryngium campestre, Falcaria vulgaris). Plantago arenaria, Hilichrysum arenarium, Thymus serpyllum, Festuca psamophyla

32 Corynephorus canescens paličkovec šedavý

33 Dianthus arenarius subsp. Bohemicus Hvozdík písečný český Český endemit NPR Kleneč u Roudnice nad Labem