Vodní ekosystémy VI. Mokřady

Podobné dokumenty
DELTA ESTUÁR BRAKICKÁ VODA POBŘEŽNÍ MOKŘADY

Určit typ mokřadu ve světovém měřítku je poměrně obtížné, protože, jak už bylo řečeno, co země, to trochu jiný pohled na mokřady.

Mokřady aneb zadržování vody v krajině

MUNI PdF, 1.ročník, 2.semestr PdF:Bi2MP_KZCT Komplexní zahraniční cvičení v terénu Slaniska a jejich vegetace

BIOLOGIE OCEÁNŮ A MOŘÍ

MOŘSKÉ POBŘEŽÍ LITORÁL

Primární produkce. Vazba sluneční energie v porostech Fotosyntéza Respirace

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

Pozor na chybné definice!

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Úmluva o mokřadech majících mezinárodní význam především jako biotopy vodního ptactva

Jak funguje zdravá krajina? Prof. RNDr. Hana Čížková, CSc.

a) zkonzumují za život velké množství jedinců, avšak nespotřebují jedince celého, nezpůsobují jeho smrt, i když mu svou aktivitou škodí

Dekompozice, cykly látek, toky energií

Co zasolení působí a jak se rostliny se zasolením vyrovnávají?

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

05 Biogeochemické cykly

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

Téma 3: Voda jako biotop mořské biotopy


Konference Vodárenská biologie 2019, února 2019, Interhotel Olympik, Praha

Je-li rostlinné společenstvo tvořeno pouze jedinci jedné populace, mluvíme o monocenóze nebo také o čistém prostoru.

KYSLÍKOVÉ DEFICITY - PROJEV NESTABILITY RYBNIČNÍHO EKOSYSTÉMU? Ing. Ivana Beděrková Ing. Zdeňka Benedová doc. RNDr. Libor Pechar, CSc.

Produkce organické hmoty

6. Tzv. holocenní klimatické optimum s maximálním rozvojem lesa bylo typické pro a) preboreál b) atlantik c) subrecent

značné množství druhů a odrůd zeleniny ovocné dřeviny okrasné dřeviny květiny travní porosty.

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

MOKŘADY V HARMONICKÉ ROVNOVÁZE DEFINICE MOKŘADU HYDROLOGIE MOKŘADŮ DRUHY MOKŘADŮ V ČR DĚLENÍ MOKŘADŮ (PODLE VZNIKU)

Úloha odumřelého dřeva v lesních porostech

Funkční přístup ke studiu vegetace (EKO/FV)

Ekosystémy. Ekosystém je soubor organismů žijících na určitém

Ostrov Vilm 5. KOLOBĚH HMOTY. Sedimentace. sedimentace. eroze. Půdní eroze. zaniklý záliv 5.1 ZÁKLADNÍPOJMY KOLOBĚHU HMOTY.

R E G I O N Á L N Í Z E M Ě P I S

REGIONÁLNÍ GEOGRAFIE LATINSKÉ AMERIKY. 5. přednáška Biogeografie

REGIONÁLNÍ GEOGRAFIE LATINSKÉ AMERIKY

Úvod k lesním ekosystémům

Rozmanitost podmínek života na Zemi Podnebné pásy

Podle výskytu - vody podzemní a vody povrchové Podzemní vody - podzemní a jeskynní jezírka, podzemní toky, vody skalní a půdní Povrchové vody -

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

Ekologické a fyziologické adaptace rostlin na prostředí polárních ekosystémů

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

Vysoká eutrofizační účinnost fosforu původem z odpadních vod v nádrži Lipno

Výukové environmentální programy s mezipředmětovými vazbami

VY_52_INOVACE_71. Hydrosféra. Určeno pro žáky 6. ročníku Člověk a příroda Zeměpis Přírodní obraz Země - Hydrosféra

Abiotické faktory působící na vegetaci

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

World of Plants Sources for Botanical Courses

Formy ekologické stability: minimalizací změn (buk + podrost) resilience (pružnost) jako guma, zajištění stability optimalizací změn (bříza + plevele)

Vody vznikající v souvislosti s těžbou uhlí

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: Biologie. Třída: Sekunda. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Průřezová témata.

S postupným nárůstem frekvence lokalit se zjevnou nadprodukcí (tzv. hypertrofie) přechází definice v devadesátých letech do podoby

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo předmětu Přesahy, poznámky. Poznáváme přírodu

Invazní druhy rostlin NP Šumava. Eva Buršíková, Romana Roučková Správa Národního parku Šumava

1. Ekologie zabývající se studiem společenstev se nazývá a) autekologie b) demekologie c) synekologie

EKOLOGIE ROSTLIN I. 1. Úvod do problematiky. 2. Energie sluneční záření

HYDROSFÉRA = VODSTVO. Lenka Pošepná

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

Rostlinné populace, rostlinná společenstva

Ekologie a její obory, vztahy mezi organismy a prostředím

NELESNÍ EKOSYSTÉMY MOKŘADNÍ

Voda jako životní prostředí ph a CO 2

Struktura a funkce lučních ekosystémů

J i h l a v a Základy ekologie

Jakub Trubač, Stanislav Opluštil, František Vacek. Delty

Rybářství 4. Produktivita a produkce. Primární produkce - rozdělení. Primární produkce - PP

Výstupy předmětu. Žák si zopakuje pojmy, vesmír, planeta Země, tvar, rozměry, rotace a její důsledky, mapa a určení polohy, zemské sféry.

Oceánské sedimenty jako zdroj surovin

2. Globální aspekty světového hospodářství. Ekonomika

CZ.1.07/1.5.00/

VY_32_INOVACE_018. VÝUKOVÝ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu EU peníze školám

Biologie - Kvinta, 1. ročník

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ

Úvod do Ekologie lesa. Obsah. Obsah a cíle predmetu

Ekologie zdrojů: interakce půdy, vegetace a herbivorů (EKO/EZI) Mgr. Jan Mládek, Ph.D. (2013)

Koncepce Ministerstva zemědělství v období ochrana půdy.

Téma 2: Voda jako biotop vnitrozemské vody

Příčiny krajinného uspořádání. abiotické faktory, biotické interakce, antropogenní změny (land use, land cover change)

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie živočichů

Obsah 5. Obsah. Úvod... 9

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

Aplikovaná ekologie. 2.přednáška. Ekosystém, vztahy na stanovišti, vývoj

Před dvěma tisíci lety zabíraly lesy většinu Evropy, Ameriky a Asie, ale značnáčást z nich byla vykácena. Dnes lesy pokrývají asi jednu třetinu

Cykly živin v terestrických

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

2. Kteří z odborníků mohli vyslovit následující tvrzení?

Vodní režim rostlin. Úvod Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy, lišejníky, kapradiny, vyšší rostliny) a homoiohydrické.

J i h l a v a Základy ekologie

VODA. Voda na Zemi. Salinita vody CZ.1.07/2.2.00/ Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP. Ekologie živočichů 1

I. Morfologie toku s ohledem na bilanci transportu plavenin a splavenin

R E G I O N ÁL N Í Z E M ĚP I S

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ LITORÁLNÍ MAKROFYTA V NÁDRŽI S KOLÍSAJÍCÍ VODNÍ HLADINOU. Monika Krolová Josef Hejzlar Hana Čížková

Transkript:

Rozvoj a inovace výuky ekologických oborů formou komplementárního propojení studijních programů Univerzity Palackého a Ostravské univerzity CZ.1.07/2.2.00/28.0149 Vodní ekosystémy VI Mokřady

Literatura pro zájemce

WETLANDS = mokřady Mokřady obecně zahrnují biotopy, které jsou zaplaveny nebo alespoň nasyceny vodou dostatečně dlouho, aby se vyvinula vegetace adaptovaná na půdu saturovanou vodou

Typický profil terestrickou půdou ve srovnání s půdním profilem mokřadu Hlavní rozdíl spočívá v přítomnosti či absenci kyslíku. Obecně mokřadní půda obsahuje více organické hmoty, je vystavena nižšímu vyluhovávání a obsahuje mikroorganizmy, které produkují plyny jako CH 4, NH 3 a H 2 S

Změny v chemismu půdy během zaplavení

Adaptace rostlin k zaplavení Anaerobní metabolismus + hromadění jednoduchých cukrů v období růstu Vývoj aerenchymu Srážení Fe 3+ sloučenin na povrchu kořenů

Vývoj aerenchymu je podmíněn hormonálně 1-aminocyclopropane-1-caraboxylic acid (ACC)

Porozita kořenů u 6 druhů ostřic rodu Carex, hydroponicky pěstovaných v aerobních podmínkách (vysoká koncentrace O 2 ) a v anoxicko-anaerobních podmínkách po dobu 3 a více týdnů - O 2 O 2

Způsoby proudění vzduchu u rákosu (Phragmites australis)

Lokalizace mokřadů podél gradientu půdní vlhkosti

Hlavní typy mokřadů mohou být odvozeny podle doby trvání a hloubky zaplavení

Hlavní typy mokřadů mohou jsou odvozeny ze dvou typů environmentálních faktorů: vodního režimu (doba zaplavení a hloubka) a zásobení živinami (N,P, Ca)

Některé termíny pro popis mokřadních typů Bog (Peatbog) Mokřad kumulující rašelinu, bez významného vtoku či výtoku, acidofilní společenstva mechů (Sphagnum) = vrchoviště Fen Mokřad kumulující rašelinu, který je zvodňován okolní minerální půdou a podporuje obvykle mokřadní vegetaci = slatina (bažina, močál) Marsh Často nebo kontinuálně zaplavený mokřad charakterizovaný emerzní bylinnou vegetací, adaptovanou na saturované půdní podmínky. V evropské terminologii marsh = minerální půdní substrát a nekumuluje rašelinu Mire Synonymum pro mokřad kumulující rašelinu (= bog) Moor Synonymum pro peatland: highmoor = vrchoviště; lowmoor = slatiniště Muskeg Rozsáhlé plochy mokřadů či rašelinišť; zejména v Kanadě a na Aljašce Peatland Všeobecný pojem označující jakýkoliv mokřad, který kumuluje částečně odumřelý rostlinný materiál Reedswamp Mokřad s dominancí Phragamites Swamp Mokřad s dominancí stromů a keřů (U.S. definice). V Evropě je lesnatý mokřad nebo mokřad s dominancí rákosin nazýván swamp, např. reedswamp

Srovnání termínů používaných pro popis podobných vnitrozemských nelesních sladkovodních mokřadů Severoamerická terminologie Marsh nebo Fen Bog Evropská terminologie Swamp Marsh Fen Bog CHARAKTERISTIKA Vegetace Rákosiny Trávy a ostřice Mechy Hydrologie Reotrofní Ombrotrofní Půda Minerální Rašelina ph Hrubě neutrální Kyselé Trofický stav Eutrofní Mesotrofní Oligotrofní

Vztah mezi kanadskými typy mokřadů a hlavními biotickými a hydrologickými gradienty a gradienty chemismu vod

Distribuce evropských rašelinišť podél gradientů ph a fertility

Světová distribuce mokřadů

Distribuce mokřadů podél zeměpisné šířky. (a) přirozené mokřady; (b) rýžoviště

Význam mokřadů Hydrologický režim Chladící efekt Kumulace a transformace látek a živin Biodiverzita

Hydrologie mokřadů V zásadě velmi rozmanitá

Mokřady vyrovnávají odtokové poměry

EVAPOTRANSPIRACE Chladící efekt mokřadů SLUNEČNÍ ENERGIE 3.5 kwh = 0.75 kg uhlí Kondenzace 12.5 MJ/m 2 Přenos do chladných míst 25 MJ /m 2 (~ 5 litrů vody/den/m 2 ) Srážky

Denní příkon sluneční energie 1000 W.m -2 ~ 6 kwh.m -2 Odraz 5-15 % Teplo 60-70 % Ohřev půdy 5-10 % Výpar 10-20 % Odraz 5-10 % Výpar 60-70 % Ohřev půdy 5-10 % Teplo 5-10 % Odvodněné pole Rybník, louka, les, krajina s dostatkem vody

Povodí s mokřady zachytávají více živin a naopak exportují více organického materiálu (org. C) než povodí bez mokřadů

Mokřady jako biogeochemické centrum Propad anorg. živin Pomalý rozklad org. hmoty hromadění C Anaerobní metabolismus produkce CH 4, N 2 0 Odvodnění mokřadů produkce CO 2 Zdroj všech živin Přeměna anorg. na org. živiny

Zdroje (primární produkce, alochtonní přísun) a ztráty (herbivoři, mikrobi, rašelina, oheň) organické hmoty v mokřadech

Hlavní pochody aerobní a anaerobní respirace zodpovědné za rozklad organické hmoty v mokřadech a hladiny kyslíku a redox potenciálu, při kterých tyto pochody probíhají

Pokles redox potenciálu a následné změny v okolí kořenových kanálků

Koloběh uhlíku v aerobním (vodní sloupec) a anaerobním (sediment) prostředí

Koloběh dusíku v mokřadech I

Koloběh dusíku v mokřadech II

Koloběh fosforu v mokřadech I

Koloběh fosforu v mokřadech II

Koloběh síry v mokřadech I

Koloběh síry v mokřadech II

Typy mokřadů Pobřežní mokřadní ekosystémy (Coastal wetland ecosystems) Slané marše (slaniska) (Tidal salt marshes) Sladkovodní marše (Tidal freshwater marshes) Mangrovy (Mangrove wetlands) Vnitrozemské mokřadní ekosystémy (Inland wetland ecosystems) Litorální mokřady (Inland freshwater marshes) Ripariální mokřady (Riparian wetlands) Rašeniniště (Peatlands)

Rozvoj a inovace výuky ekologických oborů formou komplementárního propojení studijních programů Univerzity Palackého a Ostravské univerzity CZ.1.07/2.2.00/28.0149 Slaniska a mangaly

Salt marshes - slaniska Slaniska se vyskytují na pobřežích,, která jsou chráněna před vlnami, např. v lagunách a estuariích, kde má pobřeží mírný sklon a kde je dobré, ale ne příliš hojné zásobení sedimentem, jsou nejrozšířenější tam, kde je významná slapová amplituda Slaniska se mohou často ploškovitě vyskytovat společně s mangrovy, ale jinak dominují v místech, kde je absence mangrovů - jsou rozšířeny v chladných a sušších částech Země

Hranice mezi bylinnými slanisky a mangrovy je dána frekvencí period s mrazivým počasím. Nahoře schema slaniska ze severní a dole mangrove z jižní Floridy

Světová distribuce slanisek a mangalů

Plošný rozsah slanisk na atlantickém pobřeží USA

SALT MARSHES

Vznik a vývoj slanisek Slaniska se vyvíjejí nejčastěji v přílivových oblastech estuárií, kde rozmanitá skupina slanomilných trav (halofyt) kolonizuje sediment a poté zachytává jemný sediment. Pro tyto trávy je charakteristický rozsáhlý oddenkový systém pod povrchem sedimentu. Oddenky přijímají živiny, ale pomocí nich rostliny rovněž rozšiřují svoji pokryvnost. Po kolonizaci vytváří rostliny husté porosty dostatečné ke snížení rychlosti proudu a zvýší depozici jemného sedimentu. To způsobuje postupné zvýšení vrstvy sedimentu. Slaniska se začínají šířit a vyvíjet v louky s hustými porosty trav. Louky obvykle obklopují propletené systémy potůčků kanálů a rýh.

PRIEL

PRIEL IM SCHLICKVATT

The daily tides play a crucial role in salt marshes. They help circulate detritus and nutrients and expose mudflat organisms to predation by shorebirds and other animals

Environmentální služby poskytované slanisky

Hlavní faktory působící ve slanisku Salinita Zamokření a anoxie Zaplavování a turbidita

Zonace slanisk Anglie Spartina Vegetační zonace slanisek se vyvíjí vlivem interakcí mezi kompeticí a fyziologické schopnosti přežít vysokou slanost a zatopení Salicornia Porosty slanorožce (Salicornia sp.) na ostrově Amrum, Sev. moře Spartina x townsendii

Zonace slanisk na atlantickém pobřeží USA Slaniska Nové Anglie Slaniska jivýchodu USA

Zonace slanisk pacifického pobřeží USA na příkladu San Francisco Bay

Ostrov Sylt, Wadden Sea, Germany Spartina

Spartina sp.

hvězdnice slanistá (Aster tripolium)

Slanorožec (Salicornia prostrata)

Zonace a sukcese rostlin ve slanisku Salicornia + Spatina townsendii Salicornia + Glyceria maritima kolonizátoři Nestabilizované bahno, každodenní překrytí přílivem Glyceria maritima, Aster tripolium, Suaeda maritima Střední část slaniska, Limonium vulgare Armeria maritima Fakultativní halofyty Atriplex spp. Festuca rubra Juncus maritimus Kompletní sukcese od bahna po zapojené slanisko trvá cca 200-500 let

Sukcese slanomilných druhů na přechodu mezi wattem a již pravidelně nezaplavovaných slanisek Pobřeží Severního moře moře souš podle Potta ex Kubíková (2005)

Zonace vegetace slaniska Westerkwelder na Wadden Island of Schiermonnikoog, Holandsko (histogram znázorňuje biomasu každého druhu) Zonace je predikovatelná podle tolerance jednotlivých rostlin k salinitě. Fyziologický vliv mořské vody působí přímo přebytkem toxických iontů, vodním stresem způsobeným salinitou a anaerobními podmínkami

Alternativní sukcese na holém povrchu vysokého slaniska jako výsledek různých fyzikálních podmínek

Adaptace rostlin slanisek Halofyta vysoký osmotický tlak buňky pro příjem vody Slané žlázky exkrece solí Shazování listů odstraňování solí Sukulentnost tolerance vysokého obsahu solí v tkáních Aerenchym. tkáně pronikání kyslíku až do kořenů (Spartina obsahuje až 70 % vzdušných prostor v kořenech) Sklerenchymy vysoká rezistence proti mechanickému stresu přílivové vody Zadržování vody malý počet stomat Fotosyntéza C 4 metabolismus = méně CO 2 + méně vody Larcher, W: (1988): Fyziologická ekologie rostlin. Academia, Praha, pp. 232-240

Sekrece solí u Spartina anglica a Limonium vulgare Ačkoliv žlázky Spartina mají pouze 2 buňky, vylučují sůl mnohem rychleji než mnohobuněčné žlázky Limonium

Potenciál roztoku buněčné šťávy různých rostlin slanisek a množství chloridového iontu jako procento potenciálu tohoto roztoku Atriplex hastata Suaeda sp. Juncus sp. Scirpus maritimus Salicornia sp. Spartina sp. Potenciál roztoku/atm. - 31.6-35.2-27.8-14.7-44.3-39.7 Cl - % potenciáu buněčné šťávy 42 43 56 71 71 91

Fauna slanisk Obvykle chudá, většinou terestrického původu

Charakterističtí živočichové nízkých slanisk atlantickéh pobřeží Severní Ameriky během přílivu a odlivu příliv odliv Přítomnost celé řady suchozemských živočichů

Velmi malá část produkce Spartiny nebo řas je přímo zkonzumována herbivory (méně než 4 %). Zbytek ve formě detritu vstupuje do detritového potravního řetězce. Potravní vztahy ve slanisku v Georgii, USA

Trofické vztahy slanisk Dynamika slanisek J a JV států USA Čistá produkce Spartina 1573 g Cm -2 rok -1 Čistá produkce řas 180 Celkem 1653 Metabolizováno ve slanisku 773 g Cm -2 rok -1 Exportováno činností dmutí 880 Celkem 1653 Velká část detritu není využívaná ve slanisku. ~ 35 % detritu je exportováno do okolního estuária a přílivových mělčin (flats).

Fakultativní mutualismus mezi filtrujícím mlžem slanisk Geukensia demissa a Spartina na atlantickém pobřeží USA

Kontrola vegetace extenzívních slanisk ve státech Georgia a Carolina konzumenty Pokud nejsou plži rodu Littoraria kontrolováni predátory, dokáží přímou konzumací zdecimovat tato slaniska Ryby, krabi a želvy jsou proto zodpovědní za existenci většiny těchto slanisk

Morfologie přirozeného slaniska (vlevo) a zabrané půdy s vytvořenými příkopy a odvodňovacím kanálem (vpravo)

GERMANY, 2008

Početnost hus Vliv hus sněžních na ekosystém slanisk (arktické pobřeží Sev. Ameriky) Srovnání slaniska s a bez (oplocení) hus Rozsah poškození slanisk v daném období husa sněžní (Anser caerulescens )

Mangrovy Mangrove (pl. mangrovy) označuje ekosystém, v němž dominují specializované stromy zvané mangrovníky V angličtině je ekosystém označován jako: mangrove swamp, tidal forest či mangrove wetland. V současnosti je v mezinárodní terminologii pro označení ekosystému mangrovů používán termín mangal. Mangrovníky jsou dvouděložné stromy, které jsou morfologicky a fyziologicky přizpůsobené přílivu a odlivu moře, ke slané až brakické vodě a k nedostatku kyslíku v půdě. Jsou to vesměs menší stromy, výjimečně však až 15 m vysoké. Adaptace na režim mořského dmutí s příměsí sladké vody v estuáriích, vyrovnaná teplota bez poklesů pod bod mrazu, jemnozrnné usazeniny a chráněnost před silným příbojem.

MANGROVY http://possum.murdoch.edu.au Mangrove Home Site Literatura pro zájemce

Geografická distribuce mangalů

Evoluce mangrovníků

Mangaly Pokrývají celkově plochu kolem 180 000 km 2. Prvenství na světě v úhrnné ploše mangrovů mají Brazílie a Indonésie (po 25 000 km 2 ); plochu větší než 5 000 km 2 pokrývají v Myanmaru, Malajsii, Nigérii, Mexiku a karibské oblasti. Největší souvislý mangal jménem Sundarbans leží v deltě řeky Gangy na územé Indie a Bangladéše. Téměř 50 % výše uvedené plochy světových mangrovů patří jižní a jihovýchodní Asii, Austrálii, Australasii a Oceánii Tzv. západní mangrovy, ležící po obou stranách Atlantského oceánu a na tichomořské straně Severní Ameriky, jsou v počtu zastoupených druhů rostlin a živočichů chudšími ekosystémy (pouze 10 druhů) než mangaly východní (47 druhů mangrovníků), vyskytující se podél východního pobřeží Afriky, kolem teplých břehů pevninské a ostrovní Asie, Australasie a Oceánie. Významný rozdíl je pravděpodobně důsledkem vyššího geohistorického stáří, vlivem členitosti pobřeží, počtu estuárií a rozsahu říčních delt.

Příklady mangalových ekosystémů

Avicennia Typické magrovníky Rhizophora

Nejběžnější mangrovníky kořenovník (Rhizophora) charakteristický obloukovitými vzdušnými opěrnými kořeny = red mangroves kolíkovník (Avicennia) typický svými tenkými dýchacími kořeny = black mangroves kuželovník (Sonneratia) tvořící tlusté, až 2 m vysoké dýchací kořeny, trčící z bahna kolenovník (Bruguiera) vystrkující nad bahno kolenovité dýchací kořeny kyjovník (Laguncularia) dýchací kořeny jsou kyjovitě ztlustlé

Variabilta vzdušných a opěrných kořenů u mangrovů

Jednoduchá klasifikace mangrovů na základě jejich vztahů k dominantním fyzikálním procesům a zdrojům hlavních environmentálních degradací

Typy mangalů

Zonace mangalů Podle frekvence zaplavování, vysýchání a salinizace se upravuje zonace různých druhů mangrovníků a jejich průvodců Na přímořské straně rostou druhy nejodolnější proti mechanickému působení přílivu a příboje a snášející pravidelné a v souhrnu nejdelší zaplavení; na straně vzdálené od moře, kam zasahují jen skočná dmutí, vzniká pruh silně zasolených sedimentů a mořských lagun. Různé hypotézy vysvětlující zonaci

Rozdělení a distribuce propagulí Podélný profil pobřeží Vyšší Nižší Vysoký příliv Nízký příliv Lehčí semena Těžší semena Průměrná hmotnost propagulí mangrovů a výška pobřeží, Panama Úroveň pobřeží Nižší Vyšší Druh Rhizophora harrisonii R. mangle Pelliciera rhizophorae Laguncularia racemosa Avicennia spp. Průměrná hmotnost propagule (g) 32.3 ± 2.6 14.0 ± 1.1 86.2 ± 6.3 0.41 ± 0.02 1.10 ± 0.11

Distribuce tří druhů podél gradientu salinity Většina mangrovů roste nejlépe při relativně nízké salinitě a spíše než rozdílným optimem salinity se navzájem liší rozpětím salinity, které mohou tolerovat Fyziologická odpověď těchto druhů na gradient salinity Více euryhalinní druhy mangrovů mají všeobecně nižší růstovou rychlost než duhy stenohalinní s úzkým rozpětím salinity Výsledkem je zonace podél gradientu salinity, protože pomalu rostoucí euryhalinní druhy jsou kompetičně vyloučené a rostou proto na méně vhodných, z hlediska salinity, stanovištích, kde by rychle rostoucí stenohalinní druhy byly v relativní nevýhodě.

Pro život v sedimentech s vysokou salinitou je nutná proporcionálně vyšší biomasa kořenů pro zabezpečení dostatečného příjmu vody Biomasa kořenů vzrůstá se zvyšující se salinitou Srovnání distribuce dvou příbuzných druhů r. Sonneratia podél gradientu salinity Přirozená distribuce je výsledkem kombinace tolerance k obsahu solí a schopnosti kompetice

Zonace mangalů v různých oblastech Malaysie Vých. Afrika Florida

Zonace mangrovů na východoafrickém pobřeží: 1- pobřežní rostlinstvo a háje kokosovníků; 2- slanomilná bylinná vegetace; 3- kolíkovníky (Avicennia); 4- porosty s Ceriops tagal; 5- kořenovníky (Rhizophora); 6-kuželovníky (Sonneratia); 7-hladin amoře při skočném (H1) a hluchém (H2) dmutí

Různé typy kořenů mangrovníků ve vztahu k výšce vody

Srovnání mangalů s terestrickými lesními společenstvy 1. Mangrove se svými reprodukčními strategiemi podobají pionýrským (r-stratégové) druhům, jako dospělé stromy vykazují spíše chování K-stratégů 2. Nízká druhová diverzita 3. Mangalům chybí podrost jednoduchá fyzikální struktura

Adaptace kořenového systému mangrovů Permanentně zamokřená půda a voda, jejíž salinita značně kolísá Anoxické podmínky s vysokými koncentracemi H 2 S a CH 4 Tvorba vzdušných (pneumatofory) a opěrných kořenů

Vlastnosti kořenů kořenovníku (Rhizophora) v různých typech prostředí Prostředí Lenticely Chlorofyl Plynové prostory (% objemu) Vzduch + + 0-6 Bahno - - 42-51 Voda (světlo) - + 22-29 Voda (tma) - - 35-40 Vyschlý písek - - 22-28 Kořeny mangrovů mohou zachytit až 80 % suspendovaného sedimentu přineseného přílivem přírůstek sedimentu ~ 1 mm/rok Denzita vzdušných kořenů silně koreluje s rychlostí depozice sedimentu

Mechanismy, kterými se různé druhy magrovů vyrovnávají se solí Druh Vylučování Sekret Akumulace Acanthus + Aegialitis + + Aegiceras + + Avicennia + + + Bruguiera + Ceriops + Excoecaria + Laguncularia + Osbornia + + Rhizophora + + Sonneratia + + + Xylocarpus + Vyloučené krystalky soli na listu

Životní cyklus typického magrovníku

Plody Avicennia marina

Reprodukce kořenovníků Živorodost semen Adaptace na anaerobní prostředí vody a sedimentů, které jinak brání klíčení Cigar-shaped hypocotyl Propagule mohou přežívat až 110 dní (i více než 1 rok) - disperze mangrovů

Vztah mezi hmotností propagulí a přežíváním semenáčků u čtyř druhů mangrovů Pelliciera Rhizophora Avicennia Laguncularia Větší a těžší propagule přežívají lépe

kolíkovník (Avicennia) Produkce více než 2 000 000 propagulí /ha/rok Pouze 2.9 % kvetoucích poupat se vyvine v živé propagule 1 5 Zakořenění a vzpřímení semene: Iniciální růst kořenů zvedá tělo semene a minimalizuje kontakt s anoxickým bahnem 6 9

Incidence napadení propagulí mangrovů hmyzem (%); upraveno dle Robertson et al. (1990) Druh Avicennia marina Bruguiera exaristata B. gymnorrhiza B. parviflora B. sexangula Ceriops australis C. tagal Heritiera littoralis Rhizophora apiculata R. stylosa Xylocarpus australoasicus X. granatum % útoku hmyzu 59.1 64.8 56.0 11.7 44.4 33.6 57.1 43.6 6.2 7.2 8.2 67.8 92.7 3.1 24.7 2.1 33.5 19.8 68.4 59.1 75.9 Napadení kolísá od 2.1 do 92.7 % housenky Hustota housenek zavíječe Nophopterix syntaractis a poškození listů na mangrovech Hong Kongu

Semenáček Avicennia marina

Semenáček Avicennia marina

Biomasa mangalů Nadzemní biomasa: listy, větve, hlavní kmen a vzdušné (opěrné kořeny) 700 tun DW.h-1 (Rhizophora, severní Austrálie) 500 550 t DW.h-1 (~ 250-275 t C.ha-1)(JV Asie) pouze 7.9 t.ha-1 (dwarf Rhizophora, Florida) Listy ~ 3-5 %, větve 10-20 %, kmen 60-90 % celkové nadzemní biomasy Podzemní biomasa: problematické stanovení Root/shoot ratio kolísá podle environmntálních podmínek Produkce Přírůstek biomasy: 18 t/ha/rok (mangrovové plantáže Matang, Malaysie) 14-33 t/ha/rok (mangrovové plantáže, Thajsko) 6.3-45.4 t/ha/rok (Rhizophora, Austrálie) Produkce opadu: 5-15 t/ha/rok 2.9 t/ha/rok (dwarf mangroves, Florida)

Dekompozice opadu V Austrálii 30 % a možná i více listového opadu je odstraněno kraby a buď sežráno nebo zahrabáno, takže pouze část primární produkce je přístupná pro export Vliv kraba Sesarma messa na listí Rhizophora stylosa, Austrálie

Koncentrace taninu a poměr C:N u listů mangrovníku r. Ceriops v různých fázích rozkladu C:N tanin Krabi konzumují mnohem účinněji rozkládající se listí než listí čerstvě opadlé či utržené Relativní konzumpční rychlost kraba Neosarmatium smithi listů mangrovníku r. Ceriops v různých fázích rozkladu

Role krabů v ekosystému Krab Sesarma onychophorum - 4 ind./m 2, biomasa 2.56 g/m 2 ; produkce 0.7 g/m 2 /rok Konverze listí do biomasy Zahrabání listí Produkce výkalů (až 260 gcm 2 /rok) Baktérie Propad uhlíku v mangalech Hrabání krabů má rovněž pozitivní vliv na růst mangrovů 3.6 x 10 11 b./g, produkce 5.1 gcm 2 /den, 18 t/ha ~ 1.5 t C/ha/rok je akumulováno v sedimentech mangalů Malaysie = cca 10 % celkové produkce

Distribuce hodnot 13 C ve vzorcích mangrovů, řasovém materiálu a tkáních živočichů v mangalech, příbřeží a na volném moři Pouze u plžů a sesarmidních krabů je potrava tvořena především materiálem z mangrovů

Fauna mangalů 32 druhů savců, mezi nimi kočkodani, makakové, tygr, divoké prase a vydry. Mangal představuje vhodný biotop pro četné druhy ryb, mezi nimiž jsou typickými obyvateli lezci (Periopthalmus), krokodýli, aligátoři a varani, kormoráni, volavky, ledňáčci, datli, pelikáni, vrány, orli a káňata. Mezi hmyzem početností vynikají včely, mravenci, komáři a nápadné světlušky (zejména druh Pteroptyx malaccae).

Makrofauna mangalů jejich vertikální distribuce a ekologické vztahy

Struktura chodeb vytvářených lezci r. Periopthalmodon v anoxickém prostředí sedimentů Lezci před vstupem do chodby naplní ústní dutinu vzduchem, který pak v rozmnožovací komůrce uvolní. Těchto zásobovacích cest mohou absolvovat několik. Vajíčka jsou opak kladena na strop komůrky, kde se hromadí nejvíce kyslíku.

Osud produkce mangalů S poklesem vlivu přílivu klesá rovněž podíl opadu, který je z mangalů exportován

Procento identifikovatelného detritu z mangrovů podél transektu od estuária řeky do porostů mořských trav na Floridě Distribuce hodnot 13C ve tkáních živočichů v mangalech, příbřeží a na volném moři Většina detritu zůstává v mangalech Živočichové v mangalech obsahují v tkáních více organického uhlíku odvozeného z mangrovů než živočichové volného moře

Celková osmotická koncentrace a koncentrace iontů draslíku, chloridu a v krevní plazmě pulců Rana cancrivora aklimatizovaných na různé externí úrovně salinity Celková osmotická koncentrace a koncentrace iontů draslíku, chloridu a v krevní plazmě dospělců Rana cancrivora aklimatizovaných na různé externí úrovně salinity Pulci jsou schopni regulovat koncentraci iontů v krvi aktivním transportem iontů z prostředí s vyšší salinitou a retencí iontů a eliminací vody pokud je salinita prostředí nižší cca 50 % pulců přežívalo při salinitě = 50 % mořské vody

Změny v průměrné hmotnosti těla krokodýlů (Crocodylus acutus) vystavených různé salinitě Ve slané vodě krokodýli ztrácejí vodu, zatímco ve sladké přijímají (zvyšují tělní hmotnost). Větší živočichové se vyrovnávají se změnami salinity lépe než menší jedinci

Tok energie v mangalu