Technická univerzita v Liberci fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická Doc. RNDr. Petr Anděl, CSc. ZÁKLADY EKOLOGIE Studijní texty 2010
Struktura předmětu 1. ÚVOD 2. EKOSYSTÉM MODELOVÁ JEDNOTKA 3. ABIOTICKÉ SLOŽKY teplota, elmag. záření, voda chemismus, radioaktivita, hluk 4. BIOTICKÉ SLOŽKY populace, společenstvo 5. TOK ENERGIE 6. KOLOBĚH HMOTY 7. ŘÍZENÍ 8. VÝVOJ
2. EKOSYSTÉM MODELOVÁ JEDNOTKA
2. EKOSYSTÉM MODELOVÁ JEDNOTKA 2.1. VÝBĚR MODELOVÉ JEDNOTKY 2.2. DEFINICE A KLASIFIKACE EKOSYSTÉMŮ 2.3. STRUKTURA EKOSYSTÉMU ZÁKLAD TŘÍDĚNÍ
2.1. VÝBĚR MODELOVÉ JEDNOTKY
ZÁKLADNÍ MODELOVÁ JEDNOTKA Základní modelovou jednotkou v ekologii je ekosystém Ekosystém = společenstvo + prostředí (termín zavedl A.G.Tansley v roce 1935)
OSNOVA PRO POPIS BIOSYSTÉMU 1. DEFINICE 2. STRUKTURA 3. TOK ENERGIE 4. KOLOBĚH HMOTY 5. ŘÍZENÍ 6. VÝVOJ
ZÁKLADY KLASIFIKACE Různá hlediska třídění biologické hierarchie biosystémů mapování krajiny praktický přístup
2.2. DEFINICE EKOSYTÉMŮ A JEJICH KLASIFIKACE
BIOLOGICKÉ TŘÍDĚNÍ ZPŮSOB TŘÍDĚNÍ ZÁVISÍ NA PRAKTICKÉM CÍLI HODNOCENÍ VYCHÁZÍ Z HIERARCHICKÉHO USPOŘÁDÁNÍ BIOSYSTÉMŮ BIOSFÉRA BIOCYKLY BIOMY BIOTOPY (ekosystémy)
2.2.1. BIOSFÉRA
BIOSFÉRA celá svrchní sféra povrchu zemského osídlená živými organismy (biotou) horní hranice cca 11 km (troposféra) dolní hranice: - moře až na dno hloubky přes 10 km - souš v praxi pouze do desítek metrů Rozdělení: 3 biocykly mořský sladkovodní suchozemský
2.2.2. BIOCYKLY
MOŘSKÝ BIOCYKLUS
MOŘSKÝ BIOCYKLUS Charakteristické vlastnosti: velká rozloha (70 % zemského povrchu) velká hloubka moře je souvislé není rozděleno překážkami mořská voda je v neustálém oběhu a pohybu vyšší stabilita ekologických faktorů než na souši plynulé přechody (gradienty) ekologických faktorů hlavní limitující faktory: - salinita (obsah solí) - hloubka (tlak vody) - rozpuštěné živiny
Příliv a odliv
MOŘSKÝ BIOCYKLUS Příliv a odliv: změna hladiny v důsledku přitažlivost Slunce a Měsíce cyklus příliv odliv se odehrává 2x denně důsledek: neustálá změna podmínek v rozsáhlém pásmu na pobřeží kategorizace biotopů specializace různých druhů organismů
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
Příliv a odliv
MOŘSKÝ BIOCYKLUS Základní pásma: přílivové pásmo ovlivňuje kolísání přílivu a odlivu neritické pásmo pásmo nad kontinentálním šelfem bathyální pásmo pásmo kontinentálního svahu abysální pásmo oblast oceánských hlubin
Rozdělení podle produktivity
Rozdělení podle produktivity pobřežní vody živiny z řek vysoká produktivita
Rozdělení podle produktivity otevřené moře nízká produktivita, mořská poušť
Rozdělení podle produktivity korálové útesy vysoká produktivita
MOŘSKÝ BIOCYKLUS Rozdělení: pobřežní vody a korálové útesy vysoká produkce biomasy otevřené moře nízká produkce a diverzita
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Charakteristické vlastnosti: vyšší stabilita ekologických faktorů než na souši plynulé přechody (gradienty) ekologických faktorů hlavní limitující faktory: - koncentrace kyslíku - teplota - průhlednost (dosah slunečního záření) Rozdělení: stojaté vody tekoucí vody Brakické vody (v ústí řek) přechod k mořskému biocyklu
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Říční pásma: pstruhové lipanové parmové cejnové
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Stojaté vody jezera
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Stojaté vody přehrady
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS 3 základní pásma: litorální pásmo mělké vody, světlo proniká až na dno limnetické pásmo pásmo otevřené vody do hloubky účinného pronikání světla profundální pásmo oblast hluboké vody, která leží hlouběji než pásmo účinného pronikání světla
SLADKOVODNÍ BIOCYKLUS Stojaté vody rybníky
PEVNINSKÝ BIOCYKLUS
PEVNINSKÝ BIOCYKLUS PEVNINSKÝ BIOCYKLUS - SOUŠ Charakteristické vlastnosti: mimořádná proměnlivost ekologických prvků voda hlavní limitující faktor nízká hustota vzduchu umožňuje rychlé proudění a dostatečné zásobení kyslíkem relativně nejstabilnější je prostředí půdní dělí podle makroklimatu na 8 základních celků - biomů
2.2.3. BIOMY
BIOMY BIOMY: 1. TUNDRA 2. TAJGA 3. OPADAVÉ LISTNATÉ LESY 4. VŽDYZELENÝ SUBTROPICKÝ A TROPICKÝ LES 5. STEP 6. SAVANA 7. TROPICKÝ DEŠTNÝ PRALES 8. POUŠŤ
BIOMY - TUNDRA
BIOMY - TUNDRA CHARAKTERISTIKA: velmi nízká teplota, krátké vegetační období půda chudá na živiny, téměř nerozmrzající vegetace: arktické traviny, zakrslé křoviny, tundrová rašeliniště, lišejníky primární konzumenti: severští hraboši, lumící, sobi sekundární konzumenti: šelmy (polární liška), dravci, sovy potravní řetězec s hospodářským významem: lišejník sob - člověk
BIOMY - TAJGA
BIOMY - TAJGA CHARAKTERISTIKA: lemuje jižní okraj tundry na euroasijském kontinentu a v Severní Americe nízká teplota vůdčí dřeviny: smrky, borovice, modřín, z listnáčů břízy a vrby keřové patro slabě vyvinuto bylinné patro: mechy, bažinné rostliny primární konzumenti: hlodavci, drobní pěvci - hlavní potrava - semena stromů (semenné roky? opatření proti hlodavcům) v místech výskytu listnatých stromů - los, zajíc, bobr, tetřívek v horách střední Evropy odpovídá tajze smrkový vegetační stupeň (900-1300 m n.m.)
BIOMY - OPADAVÉ LISTNATÉ LESY BUČINA BROUMOVSKÉ STĚNY
BIOMY - OPADAVÉ LISTNATÉ LESY CHARAKTERISTIKA: příhodnější teplotní podmínky, rovnoměrně rozložené srážky, poměrně vysoká vzdušná vlhkost oblasti střídání ročních období převaha listnatých stromů: buk, dub, habr... + borovice, smrk velmi dobře vyvinuté keřové a bylinné patro výskyt stromových ptáků a ptáků vázaných na zemský povrch výskyt obojživelníků a plazů savci: zubr, los, srnčí, jelení a černá zvěř, z šelem - liška, medvěd, vlk, rys, kočka divoká, jezevec
BIOMY - VŽDYZELENÝ SUBTROPICKÝ A TROPICKÝ LES JIHOZÁPADNÍ FRANCIE POBŘEŽÍ ATLANTIKU Lesy s vřesovci a planikou
BIOMY - VŽDYZELENÝ SUBTROPICKÝ A TROPICKÝ LES CHARAKTERISTIKA např.: akáciové lesy (Afrika), středomořská macchie, australské eukalyptové lesy, kalifornský chaparral, středoamerický hammock oblasti s vyšší teplotou a nevýraznými rozdíly mezi zimou a létem, v vydatnými, ale nerovnoměrnými srážkami časté lesní požáry tlumí rozvoj keřového patra
Požáry v Řecku
Středomořské ekosystémy
Lesní požáry
Lesní požáry
BIOMY - STEP MAĎARSKÁ PUSTA
BIOMY - STEP CHARAKTERISTIKA travnaté společenstvo mírného pásu rozsáhlé bylinné ekosystémy teplá až horká oblast srážky: nízké na rozvoj lesa, dostatečné pro rozvoj bylin (aby nevznikla poušť) převládají norující hlodavci, častý letní spánek velcí savci se sdružují do stád - migrace predátoři - hlavně psovité šelmy, sokolovití a krahujcovité dravci
BIOMY - SAVANY
BIOMY - SAVANY CHARAKTERISTIKA tropická travnatá společenstva s roztroušenými skupinami stromů vyšší srážky než step, ale nerovnoměrně rozložené, dlouhá období sucha časté požáry, součást přirozené sukcese značná produkce biomasy, relativně chudší spektrum druhů značná početnost populací př. africké savany, rezervace Serengeti, stáda antilop, zeber, žiraf, slonů, nosorožců predátoři: lvi, gepardi, hyeny
BIOMY - POUŠTĚ POUŠŤ SE SOLNÝM JEZEREM - TUNIS
BIOMY - POUŠTĚ CHARAKTERISTIKA horké suché pásmo subtropů zaujímají velké rozlohy úhrn srážek pod 250 mm ročně v příhodných místech je řídký vegetační pokryv tvořen jednoletými bylinami, víceletými sukulenty a nízkými keři velmi nízká produkce biomasy - nejnižší ze všech biomů živočišné druhy s úsporným vodním metabolismem (plazi, ptáci) ze savců: pouštní hlodavci, stavba nor (tarbíci, pískomilové)
BIOMY - TROPICKÝ DEŠTNÝ PRALES
BIOMY - TROPICKÝ DEŠTNÝ PRALES CHARAKTERISTIKA opak pouštního biomu vysoká, málo kolísající teplota bohaté srážky přes 2000 mm ročně nejvyšší produkce biomasy bylinné, keřové a 3 stromová patra druhově nejbohatší je nejvyšší stromové patro: opice, kolibříci, plazi, žáby, lenochodi, plodožraví ptáci typickým rysem je velký počet vzájemně si konkurujících druhů s nízkou populační hustotou.
2.2.4. BIOTOPY ČESKÉ REPUBLIKY
KATALOG
V - VODNÍ TOKY A NÁDRŽE Přírodní park Východní Krušné hory, rybník na toku Slatina
M - MOKŘADY A POBŘEŽNÍ VEGETACE Rákosina v NPR Novozámecký rybník (okres Česká Lípa)
R - PRAMENIŠTĚ A RAŠELINIŠTĚ Vrchoviště se suchopýrem pochvatým Hrubý Jeseník
S - SKÁLY, SUTĚ A JESKYNĚ Suťové pole v PR Špičák Krušné hory
A - ALPÍNSKÉ BEZLESÍ Druhově chudý smilkový trávník na vrcholových plošinách Krkonoš u Harrachových kamenů
T SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ Úpolínová louka na úpatí PR Špičák Krušné hory
T SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ Porost pcháče různolistého Kamenný Dvůr
T SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ Rozsáhlé porosty kavylů Hadcová step u Mohlelna
T SEKUNDÁRNÍ TRÁVNÍKY A VŘESOVIŠTĚ Sekundární vřesoviště Nakléřov (Ústí nad Labem)
K KŘOVINY Mokřadní vrbiny v nivě Vltavy PP Krňák (Praha)
L LESY - L1 Mokřadní olšiny Olšina s porosty ostřice řízné u rybníka Jordán (Hradec Králové)
L LESY L2 Lužní lesy Lužní les v údolí Robečského potoka - Zahrádky
L LESY L3 Dubohabřiny Dubohabřinový porost PP Modřanská rokle Cholupice - Praha
L LESY - L4 Suťové lesy KRUŠNÉ HORY, údolí Rybného potoka
L LESY L5 Bučiny Acidofilní bučina - Ralsko
L LESY L6 Teplomilné doubravy Moravský kras
L LESY L7 Acidofilní doubravy JEDLOVÁ HORA
L LESY L8 Suché bory Novohradské hory
L LESY L9 Smrčiny Novohradské hory
L LESY L10 Rašelinný bor Rašelinný bor v PR Borkovická blata (Tábor)
X BIOTOPY SILNĚ OVLIVNĚNÉ NEBO VYTVOŘENÉ ČLOVĚKEM
2.3. STRUKTURA EKOSYSTÉMU
ZÁKLADNÍ STRUKTURA Různé typy členění: na sféry prostředí - litosféra geologický podklad - pedosféra půda - hydrosféra voda - atmosféra vzduch - biosféra živé organismy sféry se vzájemně prolínají
ZÁKLADNÍ STRUKTURA Různé typy členění: na živé a neživé složky - biotické složky - abiotické složky
BIOTICKÉ SLOŽKY (FAKTORY) Hlavní stupně z hierarchického uspořádání populace společenstvo
ABIOTICKÉ SLOŽKY (FAKTORY) 1. Teplota 2. Elektromagnetické záření 3. Voda 4. Chemismus 5. Radioaktivita 6. Hluk