Environmentální výchova Biotické podmínky POPULACE Populace Soubor všech jedinců téhož druhu, vyskytující se v určitém čase na určitém místě. Předpokládá se vzájemná výměna genetických informací mezi nimi. V rámci populace se uplatňují vnitrodruhové vztahy: konkurence, hierarchie, sociální vztahy atd. Skupinové znaky populace 1. Rozptyl - disperze 2. Šíření - migrace 3. Shlukování - agregace 4. Osamocování izolace 5. Hustota - denzita 6. Množivost - natalita 7. Úmrtnost - mortalita 8. Složení 9. Růst 10. Kolísání populační hustoty 11. Vztahy mezi populacemi
1. Rozptyl - disperze -nejčastěji označuje vzdalování se jedinců od jiných (rodičů, sourozenců ) - napomáhá k tomu, aby nedošlo k lokálnímu zahlcení biotopu - disperze nemusí mít jen charakter úniku, ale objevuje se zde i prvek objevování Jedinec prozkoumá řadu míst a vrátí se na to nejlepší. Jedinec postupně střídá lokality, až na jedné zůstane. Typy rozmíst stění organismů Náhodné rozmístění Potemník
Rovnoměrné rozmístění Nahloučené rozmístění 2. Migrace Hromadný směrovaný pohyb velkého počtu jedinců zjednoho místa na jiné. Není přesná hranice mezi disperzí a migrací. Populace mnoha druhů organismů se stěhují z jednoho místa na jiné a zase zpátky. Umožňuje jedincům setrvávat ve stejném prostředí (např. prostředí přílivové linie) nebo naopak přesuny z jednoho typu prostředí do jiného.
Migrace s četnými návratyn denní pohyby planktonní řasy v moři i sladké vodě klesají v noci do hloubky a přes den jsou na hladině (hromadění živin x fotosyntéza); ptáci, netopýři, plži střídají biotopy potravní a biotopy odpočinkové pohyby vyvolané přílivem a odlivem pohyb např. krabů spřílivem a odlivem sezónní pohyby stěhování, tahy -výškovámigrace zvířat mezi horskými polohami a údolími -migrace obojživelníků mezi vodními biotopy a suchozemským prostředím - migrace na velké vzdálenosti jarní stěhování na sever, podzimní stěhování do teplých krajin - kosticovci migrace mezi na potravu bohatými vodami Antarktidy a teplými vodami tropů, kde se rozmnožují -sob karibu tundra tajga -tuňák Středozemní moře (rozmnožování) Severní moře 3. Shlukování agregace způsob rozmnožování u rostlin je stupeň shlukování nepřímo úměrný pohyblivosti diaspor (rozmnožování oddenky a odnožemi agregace velmi těsná trsy.) lokální rozdíly v prostředí projevíse i malézměny ve vlhkosti či složení půdy, vodní zdroj atp. klima - sezónní a denní změny klimatu Př. shlukování hrabošů do zimních hnízd vyšší teplota, sociální hmyz, atd. biotické - jedinci se sdružují v místech s lepšími podmínkami větší potravní nabídka, menší míra predace. konkurence jiných druhů - rozčlenění biotopu, shlukování i jiných druhů sociální vztahy - vyvinuty zvláště u vyšších živočichů Shlukování + zvýšené šance skupiny na přežití udržení tepla, menší ztráty vody, ochrana proti větru, obrana proti predátorům atp. - zvýšená vnitrodruhová konkurence Alleho princip Jak nadměrné přemnožení, tak příliš nízká početnost jsou pro populaci škodlivé. -vněkterých populacích je růst i přežívání největší, je-li populace malá -vněkterých působí vnitrodruhová spolupráce nejlépe, je-li populace středně velká
4. Izolace působí opačně než shlukování izolace jedinců, párů nebo skupin je výsledkem vnitrodruhové kompetice o společné nedostatkové zdroje nebo vzájemného antagonismu síly působící izolaci nejsou tak časté jako síly, které vedou k seskupování, ale jsou významné voblasti řízení populace vpřípadě kompetice i vzájemného antagonismu vznikne náhodný rozptyl, neboť sousedé jsou buď vypuzeni nebo uhynou 5. Hustota H populace DENZITA se vyjadřuje počtem jedinců na jednotku plochy nebo objemu např. 200 stromů/ha; 5 ks srnčí zvěře/ 100 ha; 30 hrabošů/ 1 ha vojtěšky; 5 mil. rozsivek/ 1 m 3 vody atp. velikost populace lze také vyjadřovat v jednotkách hmotnosti biomasou (živá hmotnost nebo hmotnost sušiny na jednotku plochy či objemu 300 t dubů/ ha), nebo v jednotkách energie J/ha, kj/ha ABUNDANCE početnost počet jedinců na skutečně sledované ploše (např. 10 bažantů/ 7,6 ha) Hustota populace je velice proměnlivá vlivem vnějších i vnitřních faktorů, výkyvy však mají určité meze. Horní hranice jsou dány velikostí a rychlostí metabolismu organismu, jeho trofickou úrovní a produktivitou ekosystému (malí obratlovci jsou relativně početnější než velcí, konzumenti nižších řádů bývají početnější než konzumenti řádů vyšších). Dolní hranice není přesně definovatelná počet jedinců ale nesmí poklesnout natolik, aby bylo znemožněno rozmnožování. Vyvážený ekosystém homeostatické mechanismy; člověk je však narušuje přemnožení škůdců v monokultuře, vyhynutí populací.
Určování hustoty populace Sčítání - zjišťování celkového počtu sčítáním u velkých kopytníku, koloniálně hnízdících ptáků, u ryb při úplném výlovu rybníka Vzorkování pravidelné odebírání vzorku populace na kvadrátech či transektech vhodné velikosti a počtu Opakovaný odchyt značených jedinců u ryb, obojživelníků, savců; jedinci se při prvním odchytu označí a při dalších odchytech se na základě pravděpodobnosti zpětného odchytu odhaduje na velikost populace Vzorkování opakovaným sběrem - při opakovaných odchytech získáváme stále menší velikost úlovků; na základě křivky úlovků lze stanovit odhad početnosti (100 % úlovků) 6. Množivost natalita vrozená schopnost populace přirůstat bez přílivu zvenčí rychlost množení se mění v závislosti na složení a velikosti populace, vnějších podmínkách prostředí rychlost množení je druhově příznačná a je přímo závislá na rychlosti metabolismu a nepřímo úměrná na velikosti organismu ekologická realizovaná X fyziologická maximální absolutní 7. Úmrtnost mortalita úbytek jedinců nebo rychlost vymírání vyjadřujeme počtem uhynulých jedinců na jednotku času, nebo jako podíl uhynulých z celé populace nebo její části ekologická realizovaná x minimální teoretická
8. Složen ení populací Struktura skladba populace (pohlavně se rozmnožujících živočichů) vyjadřuje zejména: Poměr pohlaví Věkové složení populace Strukturu hmotnosti Strukturu sociální Poměr pohlaví primární poměr - geneticky fixovaný podíl jedinců obojího pohlaví v oplozených vajíčkách (přítomnost chromozomů X a Y) sekundární poměr při narození či líhnutí mláďat terciární poměr u dospělých jedinců 1:1??? Věková struktura - vlivem vymírání se počty jedinců vjednotlivých věkových třídách postupně snižují -nejpočetnější nejmladší věkové třídy - pro existenci populace je důležitá početnost pohlavně dospělých jedinců Tři věkové třídy: -prereproduktivní věk - mladí jedinci, kteří nedosáhli pohlavní dospělosti, -reproduktivní věk jedinci schopní rozmnožování -postreproduktivní věk jedinci staří, neschopní rozmnožování
Věkové pyramidy Populace v rozvoji Stálá populace Vymírající populace Struktura sociální vztahy jedinců uvnitř populace, nadřazenost, podřazenost a další vztahy jsou mimořádně významné u živočichů s rozvinutou nervovou činností Dynamika populace výkyvy populační hustoty jejínarůstání, různé rychlosti růstu, pokles početnosti, vymírání Rozhodující faktory: natalita mortalita migralita N t+1 = N t + Na Mo + Im - Em Stávající počet jedinců v populaci Výchozí početnost
9. Růst R populace Charakteristickou vlastností každé populace je její zvětšování růstem počtu jedinců. Je dán poměrem natality a mortality v dané populaci. Každý organismus má tendenci maximálně se rozmnožit, a proto má každá populace potenciál se zvětšovat geometrickou řadou. Nemůže však narůstat donekonečna zmnoha různých důvodů, které její růst omezují. Populace různých organismů jsou různě početné a jejich početnost nebývá neměnná. Typy růstových křivek Růstová křivka tvaru J otevřený růst méně častý typ růstu N po počáteční fázi pomalého růstu nastává období rychlého, exponenciálního růstu, který se zastaví, až když populace překročí určité meze dané prostředím (zhoršení potravních zdrojů, nedostatek místa) nebo skončí-li období rozmnožování početnost pak obvykle opět klesá na nízké t hodnoty tato forma růstu populace je typická pro některé druhy hmyzu (většinou s jednou generací v roce), jednoleté rostliny, sinice, řasy objevuje se na místech nově kolonizovaných nebo při sezónním vzniku výhodných podmínek Růstová křivka tvaru S uzavřený růst nejčastější typ N K zpočátku hustota populace stoupá pomalu pak se růst zrychluje (logaritmická fáze), ve třetí fázi se růst jednoznačně zpomaluje vlivem odporu prostředí vkonečné fázi je dosaženo jakéhosi rovnovážného stavu, kdy početnost (hustota) kolísá kolem hraniční hodnoty, kterou označujeme jako NOSNOU KAPACITU PROSTŘEDÍ K (odpovídá počtu jedinců, které může dané prostředí unést ) t
Populační růst brouk Rhizopertha dominica Nárůst populace pakoně žíhaného po epidemii dobytčího moru Populace vrby popelavé v místech, kde není spásána králíky
10. Kolísání populační hustoty Sezónní změny populační hustoty - OSCILACE - úzce spjaty se sezónními změnami faktorů prostředí - nejnápadnější jsou asi v mírném pásu, ale mohou se projevit i v tropech (hustota hmyzu a ptáků může kolísat v závislosti na kvetení a dozrávání plodů některých rostlin) Kolísání populační hustoty v průběhu více let - FLUKTUACE Kolísání relativní biomasy hlavních složek v desetiletém cyklu lovné zvěře v Albertě, Kanada. Fluktuace Kolísání vyvolané především meziročními rozdíly abiotického prostředí populace Bývá nepravidelné a zřetelně spojené se změnami jednoho či více faktorů př. Vzestupy populací volavek po krutých zimách s vysokou mortalitou volavek Kolísání vyvolané především dynamikou populace (např. vztah kořist predátor jeví značnou pravidelnost) př. Severoamerický zajíc má 9-10 letý životní cyklus, zároveň také jeho hlavní predátor rys. Severští lumíci a jejich predátor sovice sněžnávykazujíkratší3 4 letý cyklus.
Gradace U některých druhů => GRADAČNÍCH <= dochází ve víceméně pravidelných, několikaletých obdobích k silnému přemnožení => GRADACI <=, kdy křivka početnosti vysoko přesáhne únosnou kapacitu prostředí. hraboš polní, lumík norský, saranče pustinná, bekyně mniška, píďalka tmavoskvrnáč, Gradace PROGRADACE období růstu populační hustoty, přechází do prudkého exponencionálního růstu - PROGERESE Po vrcholu gradace KULMINACI následuje prudký pokles početnosti RETROGRADACE LATENCE období, kdy se populační hustota udržuje na nízkých stavech Příčiny kolísání populační hustoty -vzájemné působení vnějších i vnitřních faktorů nezávislé na populační hustotě teplota, vlhkost, srážky, tlak, klimatický režim, ve vodním prostředí - proudění vody, obsah kyslíku, salinita, znečištění prostředí, půda.. závislé na populační hustotě vztahy v páru, v rodině, teritoriální vlivy -jejich účinek narůstá s velikostí populace => ZPĚTNÉ MECHANISMY
Strategie S ohledem na povahu kolísání populační hustoty a rychlosti rozmnožování dělíme organismy na r - a K- stratégy. r-stratégové velká rychlost růstu populace vysoký vrozený reprodukční potenciál malá hmotnost těla časné rozmnožování mladých jedinců krátkověkost rozmnožují se během života jen jednou početnost populace prudce kolísá populační hustota je za normálních podmínek hluboko pod únosnou kapacitou prostředí mortalita často katastrofální a postihuje zejména nejmladší věkové skupiny a je na hustotě nezávislá výskyt v nevyvážených ekosystémech vnitrodruhové i mezidruhová konkurence značně malá velká schopnost šíření např. jednoleté rostliny, mšice, buchanky, hraboš polní K-stratégové populační i individuální růst je pomalý rozmnožovací potenciál malý velká hmotnost těla pozdější dospívání dlouhověcí rozmnožují se několikrát za život početnost populace stálá populační hustota trvale vysoká blízko hranice únosnosti vyvinutá vnitro- i mezidruhová kompetice mortalita závislá na hustotě a postihuje zejména staré jedince výskyt ve vyvinutých a vyvážených ekosystémech ve vyvážených klimatických podmínkách osidlování pomalé leč má trvalý charakter Př. Velcí kopytníci a další velcí živočichové tropických oblastí
11. Vztahy mezi populacemi 1. VNITRODRUHOVÉ 2. MEZIDRUHOVÉ NEUTRÁLN LNÍ POZITIVNÍ protokooperace komenzálismus symbióza NEGATIVNÍ amenzálismus kompetice predace parazitismus Protokooperace 00 / ++ (soužit ití prospěšné,, ne nutné) - hnízdění ptáků jednoho i více druhů na jednom místě, zimní hejna sýkor, - smíšená stáda pštrosů a zeber, paviánů a antilop, žiraf a slonů Proč? - lepší obrana před predátory Klubák habéšský
Komenzálismus -00 / +0 ( komenzál osamocen strádá,, hostitel nedotčen) en) - nory krtka obecného využívají i obojživelníci, hlodavci - červenka na místech rozrytých prasaty vyhledává potravu -sdružováníhyen, šakalů a supů s velkými šelmami Komenzál Hostitel Mutualismus = Symbióza - -// ++ (trvalá a nezbytná vazba mezi dvěma nebo několika n druhy organismů - rostliny a opylovači (hmyz) a roznašeči semen (ptáci, savci) -mořská sasanka (ochrana) na ulitě raka poustevníčka (pohyb, potrava) - mšice (medovice) a mravenci (ochrana před predátory a cizopasníky) - prvoci v bachorech přežvýkavců nebo tráv. traktu hmyzu -lišejník-houba a zelenářasa, sinice
Mykorhiza - mutualistický vztah mezi kořeny vyšších rostlin a houbou EKTOTROFNÍ hyfy hub pronikají pouze do kůry kořenů Houba zvětšuje aktivní povrch kořenů, rostlina poskytuje glukózu. ENDOTROFNÍ hyfy pronikají až do kořenových buněk, kde čerpají asimiláty, samy jsou tráveny rostlinou a tak poskytují dusíkaté látky a fosfor Amenzalismus 00 / -00 ( inhibitor pusobí záporně svými výměšky na amenzála la) - chemický boj mezi mikroorganismy, rostlinami (alelopatie) - sinice vylučují do vody látky toxické nejen pro ryby a obojživelníky, ale i pro homoiotermní organismy Kompetice 00 / - - vztah mezi organismy, které uplatňují tytéž nároky na potravu, úkryt, na podmínky rozmnožování - konkurence vyvolá posun znaků a ekologické oddělení blízce si příbuzných (blízkých druhů) Gausseho princip - princip konkurenčního vyloučení - 2 druhy se shodnými ekologickými nároky se nemohou vyskytovat na stejném místě (jeden potlačí druhého) - 2 druhy žijící na stejném území nemají stejné ekologické nároky
Predace 0 - / - + ( predátor loví kořist) specialisté x nespecialisté kořist - různá ochranná opatření - velká plodnost chemická obrana, trny, ostny, krunýře, krycí zbarvení kryptické, krycí tvar těla miméze, napodobení nebezpečného živočicha - mimikry predátor - různé adaptace k lovu - drápy, zobák, rychlý běh, zrak, čich neefektivní -využívá kořist až tehdy, kdy její početnost začíná klesat efektivní -využívá kořist dříve než dosáhne maxima Parazitismus - 0 - / - + (zvláš áštní druh predace) docasný x trvalý ektoparazit x endoparazit fakultativní x obligatorní Environmentální výchova Biotické podmínky SPOLEČENSTVA
Společenstvo enstvo = BIOCENÓZA Heterotypický soubor složený z populací různých druhů mikroorganismů, rostlin a živočichů, vzájemně spjatý složitými vztahy. Společenstva vznikají v různých podmínkách, mají různou velikost a rozsah a vyznačují se více méně složitou organizací. Hlavní společenstva - s dostatečnou velikostí a úplnou organizací, jsou poměrně nezávislá na vstupech a výstupech zokolních společenstev Vedlejší společenstva jsou více či méně závislá na okolních souborech V biocenóze existují dokonalé autoregulační (homeostatické) mechanismy,, které nastolují a udržuj ují její vnitřní rovnováhu. Tyto mechanismy se realizují prostřednictv ednictvím interakcí uvnitř populací,, mezi populacemi i mezi organismy a neživým prostřed edím a často fungují na principu negativní zpětn tné vazby. Pokles obsahu toxických látek v rostlině Růst početnosti býložravce Růst konzumace Růst obsahu toxických látek v rostlině Snížení konzumace Pokles početnosti býložravce Biocenózy lze rozdělit na: Dělení biocenóz Přirodní společenstva vzniklá bez jakýchkoli antropických zásahů. Ve střední Evropě už takováto společenstva nejsou. Přirozené do jisté míry ovlivněné činností člověka, ale svým složením se blíží přírodním. Umělé (biocenoidy) jsou vytvářeny člověkem záměrně nebo vznikají neřízeně v důsledku lidské činnosti. Agrocenózy, okrasné a ruderální biocenózy
Struktura biocenóz - fytocenóza, zoocenóza, mikrobiocenóza VERTIKÁLNÍ rozčlenění na patra či etáže -společenstva, která je osidlují STRATOCENÓZY (korunové, kmenové, keřové, bylinné, mechové, hrabankové, několik stratocenóz půdních) Vertikáln lní struktura společenstva enstva HORIZONTÁLNÍ ani horizontálně nemají společenstva stejné složení, strukturu a funkci Př. Rozdíly mezi okrajem a středem lesa, volným oceánem a pobřežím Merotopy MEROCENÓZY společenstva květů, dutin kmenů, skulin pod kameny
EKOTON Mezi společenstvy existují určité hranice - EKOTONY - různě široké přechodné zóny, které jsou často druhově bohatší než sousední společenstva mohou se zde vyskytovat druhy obou společenstev a navíc druhy typické pro přechodné prostředí - EKOTONÁLN LNÍ EFEKT Ostrá hranice mezi dvěma společenstvy je poměrně vzácná rozhraní mezi suchozemským a vodním prostředím, při výrazném gradientu abiotických podmínek, antropogenně. Druhové bohatství BIODIVERZITA V současné době je na světě popsáno kolem 1.7 miliónů druhů organismů. Odhady se pohybují od 3-50 miliónů. Biocenóza je druhově tím bohatší, čím jsou podmínky prostředí rozmanitější a stálejší. Čím jsou podmínky extrémnější nebo odchylnější od normálu a prostředí jednodušší, tím je biocenóza druhově chudší. Gradienty druhového bohatství Zeměpisná šířka - druhové bohatství roste od pólů k rovníku. < -na 1 ha tropického deštného lesa připadá 40-100 druhů stromů -na 1 ha lesa Severní Ameriky připadá 10-30 druhů stromů -na 1 ha lesa v Kanadě připadá 1-5 druhů stromů
Gradienty druhového bohatství Nadmořská výška s rostoucí nadmořskou výškou počet druhů klesá, společenstva jsou izolovanější a většinou obývají menší území Hloubka méně druhů v hlubších, chladných, tmavých a na kyslík chudších vodách než v mělkých povrchových vodách Sukcese druhové bohatství roste v průběhu sukcese, ale nemusí být nejvyšší v klimaxu Příčiny různr zného počtu druhů v biocenóze Klima Půda Orografie Velikost území Koncentrace živin a potravy Další mezidruhové vztahy Dílčí společenstva enstva
Ekosystém Ekosystém - systém vzniklý propojením biocenózy s biotopem -otevřený systém, který si vyměňuje s okolím energii, látky a informace a který se v čase vyvíjí -uvnitř fungují autoregulační mechanismy, které udržují jejich rovnovážný stav a mohou ovlivňovat stabilitu energie EKOSYSTÉM energie Import hmoty Export hmoty Stav ekologické rovnováhy
Ekosystém - složky EKOSYSTÉM BIOCENÓZA ABIOTICKÉ PROSTŘED EDÍ Trofické úrovně IV. III. II. I. Terciární konzumenti Sekundární konzumenti Primární konzumenti Producenti Sekundární masožravci Primární masožravci (karnivoři) Býložravci (herbivoři) Autotrofní organismy O m ni vo ři III. IV. Rys Liška obecná Dekompozitoři II. Hraboš polní I. Tráva Potravní řetězce Pastevně kořistnický Detritový Parazitický Potravní pyramida KONZUMENT 2.rádu KONZUMENT 1.rádu PRODUCENTI
Pastevně kořistnický -od producentů přes fytofágy a zoofágům -velikost těl v jednotlivých tofických úrovních se zvětšuje, jejich populační hustota zmenšuje Detritový -odumřelá organická hmota, nekrofágové, saprofágové, mikroorganismy -velikost těl se zmenšuje, populační hustota roste Ekosystém - procesy 1. Tok energie 2. Koloběh látek 3. Vývoj sukcese 4. Autoregulace
1. Tok energie Hlavním zdrojem energie pro všechny ekosystémy je Slunce. Rostliny procesem zvaným fotosyntéza jsou schopny přeměnit energii slunečního záření na energii chemických vazeb. Autotrofní organismy Slunce PRODUCENTI V ekosystému jsou jediní schopní vytvářet z anorganických látek organické, pričemž využívají (hlavně) slneční energii. Vstup energie do ekosystému Ztráta energie respirací Fotosyntéza RESPI- RACE Čistá primární produkce (ČPP) Hrubá primární produkcie (HPP) světlo energie chemických vazeb teplo Heterotrofní makrokonzumenti KONZUMENTI Zkonzumovaná ČPP asimilace Ztráta energie respirací Zkonzumovaná ČSP Čistá primární produkce (ČPP) Nezkonzumovaná ČPP Nevyužitelná část zkonzumované energie Čistá sekundárn rní produkce (ČSP) Neskonzumovaná ČSP Mrtvá org.. hmota (DOM) asimilace Nevyužiteln itelná část zkonzumované energie energie chemických vazeb teplo
Heterotrofní mikrokonzumenti DEKOMPOZITORI Ztráta ta energie respirací konzument neasimilovaná potrava asimilace Mrtvá org. hmota (DOM) energie chemických vazeb teplo Produkce -nárůst organické hmoty za jednotku času na jednotku plochy či objemu Primární produkce -množstvíorganickéhmoty vyprodukované producenty (rostlinami) Energie Hrubá primární produkce - spotřebovaná na Čistá primární metabolismus produkce dýchání 30-40 % + vylučování organických látek kořeny 30-40 % Produkce Biomasa vytvořená producenty je využívána konzumenty a dekompozitory a vzniká produkce sekundární. Obecně při přechodu energie z jedné trofické úrovně na vyšší činí ztráty až 90 %.
Primární produktivita - rychlost produkce biomasy rostlinami na jednotku plochy Suchozemská část Země Mořské oblasti 110-120x10 9 t suché hmoty/rok 50-60x10 9 t/rok produktivita lesů, travinných společenstev, plodin a jezer roste od pólů k rovníku faktory teplota a zářenz ení produktivitu moří omezuje nedostatek živin Primární produktivita 2. Koloběh látek paraziti I. paraziti II. rostliny fytofágové predátoři I. predátoři II. minerální živiny dekompozitoři
3. Sukcese - dlouhodobé změny společenstva (ekosystému) - vývoj společenstva Příčiny vzniku sukcese: - autoregulační mechanismy neustále nastolují v biocenóze rovnovážný stav (mezi příjmem a výdejem energie a hmoty); vychýlení z rovnovážného stavu vyvolá řetězec změn uvnitř společenstva, které vedou k opětovnému nastolení rovnováhy -konkurenčně slabší druhy jsou vytěsňovány druhy konkurenčně silnějšími Sukcese Rozlišujeme tyto vývojové stupně ekosystému: Zmlazování: nastupuje po zhroucení ekosystému předešlého. Mění se přírodní podmínky, uvolňují se niky a obsazují se novými organismy. Počet druhů je malý, působí přírodní výběr, vývoj je rychlý. Vyzrávání: období stabilizace. Stoupá počet druhů, vývoj se zpomaluje. Vrcholové stádium, klimax: ustálené společenstvo, uplatňuje se autoregulace. Dominují specializované druhy. Nastává dynamická rovnováha. primární X sekundární Sukcese
Rozdělen lení ekosystémů Přírodní: bez zásahu člověka, udržují se autoregulací. Jsou stabilní a druhově bohaté. Při částečném porušení mají možnost obnovy. Např. prales, korálový útes, rašeliniště apod. Umělé: vzniklé zásahem člověka, např. pole, louka, zahrada. Jsou druhově méně početné, nestabilní, nejsou schopny autoregulace. Kjejich udrženíje potřeba dodatková energie: orba, hnojení, závlahy apod. Suchozemské: hlavním producentem organické hmoty jsou vyšší rostliny Vodní: dělí se na sladkovodní a mořské; hlavním producentem organické hmoty jsou nižší rostliny Environmentální výchova Biotické podmínky BIOMY Biomy Společenstva enstva velkých oblastí Země spolu se substrátem tem a makroklimatem tvoří rozsáhl hlé ekologické systémy Biomy. -nejvyššíjednotky používanépro třídění suchozemských ekosystémů - jsou určeny především klimatem a vegetací klimatického klimaxu (společenstvo v rovnováze s podnebím dané oblasti) - vegetace odráží hlavní rysy místního klimatu a také určuje strukturální povahu stanoviště pro živočichy proto tvoří vhodný podklad pro popis a třídění biomů
Základní skupiny biomů: travinné a lesní Travinné - méně rozmanité než lesní vlhkéarktickébiomy(tundra) travinné biomy mírného pásma (step, prérie, pampa) travinné biomy tropického pásma (savana) pouštní biomy Lesní severský jehličnatý les (tajga) opadavý listnatý les mírného pásma listnatý vždyzelený subtropický les chaparraly (subtropická vegetace trnitých keřů a zakrslých stromů s tuhými listy) tropický deštný les tropické opadavé listnaté lesy Tundra Existují dva hlavní tundrové biomy, které pokrývají velké plochy v arktické oblasti severní Evropa, severní Amerika. -mnoho druhů se vyskytuje v obou oblastech (mají cirkumpolární rozšíření), jelikož byly obě tyto oblasti propojeny - hlavními mezními činiteli jsou nízké teploty a krátké vegetační období (asi 60 dní) -půda zůstává po celou sezónu zamrzlá až na několik cm při povrchu - vlhké arktické travinné společenstvo, kde převažují lišejníky, trávy, ostřice a zakrslé dřeviny - obratlovci pouze homoiotermní skupiny ptáci a savci (lumíci, sovice sněžná, řada druhů bahňáků, bělokur, sob, pižmoň ) - bezobratlí nejhojnější jsou zástupci dvoukřídlých (komáři a muchničky) Alpinská tundra - ve srovnání s arktickou tundrou je zde více sněhu, není zde trvale zamrzlá půda, a režim střídání světla a tmy je v důsledku jižnější zeměpisné polohy jiný
Tundra Tajga Rozsáhlé oblasti severského neopadavého lesa se táhnou jako široké pásy napříč celou severní Amerikou a Evropou životní formou je zde jehličnatý strom, především smrk, jedle a borovice v porostech silný stín, takže keřové a bylinné patro je velmi málo vyvinuto je zde velmi vysoká produkce biomasy (dřeva) jehlice se rozkládají velmi zvolna a v půdě se tak vytváří podzolový profil místy je tajga prostoupena skupinami listnáčů (osika, bříza, vrba), na kterých jsou potravně vázáni větší savci losi, zajíci, bobři silná sezónní periodicita zajíc a rys, kalamitní druhy hmyzu (především v oblastech s 1-2 stromovými druhy), semenožraví ptáci Tajga
Opadavý les mírnm rného pásmap oblasti se zřetelným sezónním rozdělením a rovnoměrně rozloženými srážkami a vysokou vzdušnou vlhkostí původně pokrývaly vých. část Sev. Ameriky, celou Evropu, část Japonska, Austrálii jednotlivé oblasti jsou od sebe výrazněji odděleny než např. tundra a tajga výraznější rozdíly v druhovém složení část roku jsou keře a stromy bez listí jiné světelné podmínky keřové a bylinné patro dobře vyvinuté velký počet ptáků a savců se živí semeny a plody výrazněji se zde již uplatňují obojživelníci a plazi tento biotop byl silně ovlivněn člověkem omezen výskyt velkých savců (zubr, los, jelen, srnec, medvěd, rys, div. kočka, vlk) lesy byly z větší části vykáceny největší rozvoj civilizace bělochů zemědělská půda, sídla, lesy často přeměněny na nepůvodní jehličnaté Vždyzelený subtropický les ostrůvkovité rozšíření soubor několika značně odlišných prostředí jako je středomořská macchie, americký a australský chaparral, floridský a středoamerický hammock a vždyzelené lesy Japonska teplota vyšší, menší rozdíly mezi zimou a létem, srážky poměrně vydatné, ale mohou být soustředěny do zimního období limitujícím faktorem může být např. chaparrelech oheń velký počet druhů savci spíše střední velikosti (veverky, plši atp.) hojní plazi také stromové formy Vždyzelený subtropický les
Travnaté biomy mírného pásmap rozšíření tam, kde jsou srážky příliš malé pro udržení lesa, ale vyšší než srážky vedoucí ke vzniku pouště, nebo kde je vysoká hladina podzemní voda, nebo kde požáry udržují travinná společenstva půdy jsou bohaté na humus a živiny drobní savci (křečci, hraboši, sysli, svišti) velcí kopytníci (sajgy, divocí koně, osli, lamy, klokani) stepi Travnaté biomy mírného pásmap Tropické savanové biomy travnaté plochy s roztroušenými stromy či skupinami stromů oblasti s ročním úhrnem srážek okolo 1 000 1 500 mm, ale dlouhým obdobím sucha významnou součástí jsou požáry počtem druhů jsou savany chudší než okolní biomy vysoká produkce biomasy největší zastoupení v Africe velcí kopytníci a velké šelmy
Tropické savanové biomy Pouštn tní biomy oblasti s nižšími srážkami než 250 mm, nebo se srážkami značně nerovnoměrně rozloženými absolutní pouště bez vegetace existují pouze vcentrálnísahaře a v severní Chile nejnižší produkce organické hmoty 3 základní formy pouštních rostlin jednoletky (přečkávají suché období v podobě semen), sukulenty, keřovitéformace (drobnélístky a tuhou a silnou pokožkou) Pouš tní biomy
Biomy tvrdolisté vegetace, opadavé a suché lesy vláhové podmínky přechodného rázu mezi pouští a savanou a deštným pralesem nerovnoměrné rozložení srážek trnité lesy buš (Austrálie, Afrika), caatinga v Brazílii drobné tvrdé dřeviny s malými lístky, které v období sucha opadávají tam, kde jsou srážky větší a pravidelnější vyvinutý les (monsunové lesy v tropické Asii) Biomy tvrdolisté vegetace, opadavé a suché lesy Biomy tropického deštn tného lesa velká druhová rozmanitost srážky vyšší než 2000-3000 mm za rok, jsou rozloženy rovnoměrně nejvyšší produkce živé hmoty ze všech suchozemských společenstev 3 hlavní oblasti: 1) povodí Amazonky a Orinoka v J. Americe 2) povodí Konga, Nigeru a Zambezi ve stř. a záp. Africe 3) Borneo a N. Guinea patrovitost bylinné, keřové, 3 stromová přerůstavé stromy, korunové patro, spodní stromové vkorunách stromů žije většímnožstvíživočichu než při zemi nejhojnější jsou ptáci, savci, ale i obojživelníci jsou přizpůsobeni životu na stromech žije zde řada specializovaných druhů s úzkými ekologickými nikami
Biomy tropického deštn tného lesa Výškov kové vegetační stupně 1. nížinný stupeň do 200 m n. m. 2. stupeň pahorkatin 200 aža 500 m n. m. 3. podhorský stupeň vrchovin 500 aža 900 m n. m. 4. horský stupeň 900 aža 1200 m n. m. (Karpaty do 1500 m, Alpy do 1800 m) 5. subalpinský stupeň do 1900 aža 2000 m n. m. 6. alpinský stupeň do 2200 m n. m. 7. subniváln lní stupeň do 2500 m n. m. 8. niváln lní stupeň Výškov kové vegetační stupně Altitude Zones Snow and ice Polar region Latitude Zones High Alpine tundra Arctic tundra North Pole Subalpine coniferous forest Northern taiga Deciduous forest Temperate forest Low Equator
Environmentální výchova Biotické podmínky BIOSFÉRA BIOSFÉRA Je soubor všech ekosystémů na Zemi Tok energie a látek Tvoří jej 3 hlavníbiocykly pevninský druhově nejbohatší, biomasy produkují hlavně vyšší rostliny sladkovodní producenty jsou nižší rostliny slanovodní druhově méně bohatý, producenty jsou nižší rostliny Cyklus uhlíku
Cyklus dusíku FYTOGEOGRAFICKÉ ČLENĚNÍ ZEMĚ Holoarktická oblast Severní mimotropická oblast Největší Centrum rozšíření zde mají: Vrbovité, břízovité, bukovité, mrkvovité, brukvovité, růžovité, prvosenkovité, pryskyřníkovité, hvězdnicovité
Paleotropická oblast Tropy Starého světa Druhově nejbohatší Láčkovkovité Morušovníkovité (rod Ficus) Dračinec Datlovník Neotropická oblast Tropy a subtropy Nového světa Bromeliovité Kaktusovité Yucca Agave Australská oblast Kolem 10 000 druhů, z toho 86% endemitů!!! Blahovičník (Eucalyptus) Přesličník Pabuk (Nothofagus)
Kapská oblast Nejmenší Řemenatka (Clivia) Pelargonie Antarktická oblast Na Antarktické pevnině rostou téměř výhradně mechy a lišejníky Kostřava Lipnice Azorella ZOOGEOGRAFICKÉ ČLENĚNÍ ZEMĚ
Notogea (australská říše) Téměř chybí placentálové Mnoho endemických skupin ptáků 3 dílčí oblasti: Novozélandská moa ( ), haterie, kiwi Australská ptakořitní, vačnatci, kasuár, rajky, kakadu Polynéská téměř bez savců Neogea Jedna dílčí oblast neotropická Chudozubí Ploskonosé opice Vačice Upíři Nandu, kolibříci, kondoři, tukani Paleogea Poloopice, cibetkovité šelmy, luskouni, chobotnatci, nosorožci 3 dílčí oblasti: Madagaskarská lemuři Etiopská velcí kopytníci, lvi, gepardi, hyeny, žirafy, zebry, gazely, damani, hrabáči, úzkonosé opice, gorila, šimpanz, pštros, hadilov Indomalajská monzunová Asie, formy příbuzné oblasti etiopské: slon, nosorožec, lev, úzkonosé opice, orangutan, bažanti, letuchy, tany
Arktogea (holoarktická říše) Plošně nejrozsáhlejší, druhově spíše chudá Krtkovití, bobrovití, tetřevovití, králíčkovití, mlokovití, sob, los, roháč, jasoň, medvěd lední, káně rousná, vrána obecná, zubr a na závěr malý bonus jménem Wallacea Hranice australské a indomalajské oblasti je něco jako svatý grál biogeografie. Již v polovině 19.století tuto oblast zkoumal Alfred Russel Wallace (1823-1913), který díky svým poznatkům nezávisle na Darwinovi formuloval základní principy evoluce. Zdá se, že jednoznačná hranice neexistuje, častěji se mluví o přechodné zóně oblasti kde se mísí taxony obou oblastí. WALLACEA