Abiotické faktory působící na vegetaci
Faktory ovlivňující strukturu a diverzitu rostlinných společenstev Abiotické - sluneční záření - vlhkost půdy - chemismus půdy nebo vodního prostředí (ph, obsah žvin) Biotické - kompetice - herbivorie - patogenní organismy a škůdci
Abiotické faktory?
Klesající vlhkost Příliš sucho Příliš vlhko Rostoucí ph
Vztah acidity a počtu druhů (Chytrý a kol. 2007) Reakce rostlin na ph půdy
Reakce rostlin na ph půdy Význam ph pro vegetaci slatinišť (Hájek a kol. 2006)
Ekologické optimum skupin druhů v květnatých a acidofilních bučinách (Ellenberg 1996) Reakce rostlin na ph půdy
Reakce rostlin na ph půdy ph v půdě - aktivní (aktuální) ph se měří ve vodním výluhu - výměnné ph bere v úvahu H + adsorbované na koloidní částice - ph je ovlivněno matečnou horninou, vegetací. Zdrojem acidifikace půd je nitrifikace (NH 4+ + 2O 2 --> NO 3 - + H 2 O + 2 H + ), rozklad organické hmoty (disociace karboxylových kyselin, dýchání mikroorganismů), odčerpávání zásad rostlinami, vyplavení zásad, kyselé deště
Reakce rostlin na ph půdy Nepřímé vlivy ph na rostliny - ph je zásadní pro dostupnost kationtů - dostupnost fosforu v nízkém ph ve formě nerozpustných Al fosorečnanů, v zásaditých půdách jako Ca 2 (PO 4 ) 3 - forma přístupného dusíku pro rostliny. V kyselých půdách převládá NH 4+, v zásaditých NO 3 - (rychlejší nitrifikace a volatilizace NH 3 ). - ve vodním prostředí závisí na ph forma rozpuštěného CO 2 - uvolňování toxické formy Al 3+ v nízkém ph, nadbytek dalších mikroelementů Fe, Cu, Zn, Mn (které jsou naopak v půdách s nízkou aciditou nepřístupné).
Kalcikolní vs. kalcifugní rostliny
Kalcikolní vs. kalcifugní rostliny Asplenium ruta-muraria Asplenium septentrionale
Kalcifugní r. Kalcikolní r. Symptomy deficitu P a Fe při růstu na karbonátových půdách (lime chlorosis) nízká schopnost rozpouštět/přijímat fosfáty a/nebo železo ve formě přítomné na vápencových substrátech Nízká odolnost vůči Al 3+ v rhizosféře kořeny vylučují oxalát a citrát velmi efektivně rozpouštějí fosfáty a železo z vápnitých půd
Biotopy na hadcích Hadec polymorfní minerál, vodnatý křemičitan železnatohořečnatý (zhruba H 4 (MgFe) 3 Si 2 O 9 ) hadec (serpentinit) ultramafická, průteplivá hornina specifických chemických a fyzikálních vlastností nesnadno zvětrává skeletovité A-C půdy, propustné pro vodu neutrální až silně alkalické, střední až vysoká CEC, nízká produktivita málo Ca 2+, K +, Na +, dusičnanů a fosforečnanů, hodně Mg 2+ a těžkých kovů (Ni, Cr) poměr Ca : Mg < 1, Mg působí toxicky především v alkalickém prostředí deficit příjmu živin (hlavně N a P) často chudý vegetační pokryv, endemická flóra
Serpentinofyty rostliny hadcových substrátů Serpentinofyty akvizice Ca a zamezení nadbytečnému příjmu Mg, tolerance vůči toxicitě těžkých kovů (především Ni) obligátní s. v přírodě striktně vázané na hadce (sleziník hadcový Asplenium cuneifolium, s. nepravý) fakultativní s. hadce tolerují, ale rostou i jinde, většinou teplomilné druhy r. serpentinofugní neschopné růstu na hadcích serpentinový syndrom odpověď rostlin na komplex fyzikálních a chemických faktorů serpentinových substrátů serpentinomorfózy odlišné morfologické ekotypy druhů rostoucích na hadcích (nanismus, plagiotropie, vyšší chlupatost)
Voda v půdě
Zaplavení půd Snížení O 2 a redox potenciálu půdy anaerobní mikrobiální aktivita NO 3 - redukovány denitrifikačními bct na NH 4 + redukce Fe a Mn mobilita a potenciální toxicita hypoxie parciální tlak O 2 1 5 kpa zastavuje se růst kořenů, kořenové špičky odumírají, indukce tvorby adventivních kořenů anoxie úplná absence O 2, respirace přechází na anaerobní disimilaci (akumulace etanolu a acetaldehydu) indukce zavíraní stomat, epinastii, často také opad listů, rozpad buněčných membrán, atd.
Avoidance Odpověď rostlin na zaplavení Tolerance tvorba kořenů ve svrchních patrech půdy, časování tvorby kořenů do období mimo zaplavení (např. trávy pravidelná regenerace kořenového systému) Tolerance na zaplavení a nízké koncentrace O 2 absolutní tolerance zvýšení redox potenciálu oxidací v rhizosféře a vysrážení potenciálně neexistuje vzhledem k závislosti mitózy na O 2, relativní tolerance dána toxických látek: aerenchymatická pletiva respirace kořenů, detoxikace délkou doby, po které je anoxie pro rostlinu letální rhizosféry (helofyty aerenchym tvoří 20 60% objemu kořene), vlastní pneumatofory, odumření lenticely často nepřímo (Taxodium působením distichum, půdních mangrovníky) toxinů nebo patogenních mikroorganismů hydrofyty, emerzní makrofyty transport O 2 řapíkem mladých listů do extrémní kořene/oddenku schopnost (stulík: přežít různá zaplavení porozita u dřevin řapíku, mladý některé zahřátý druhy dubů list přežívají difúze O 2 až podél 3 roky koncentračního trvající zaplavení gradientu (např. proti Quercus atmosférickému lyrata) tlaku, starý list velká porozita, ventilace etanolu, 1 řapík až 20 l O 2 za den) Eriophorum vaginatum