Ekologie obnovy. Teoretické principy Sukcese Plánování obnovy

Podobné dokumenty
Potravní síť Společenstvo

Obnova ekologických funkcí ekosystémů po těžbě nerostů

Ekologie obnovy Restoration ecology. J. Frouz konz. hodiny po

Obnova půd na výsypkách po povrchové těžbě uhlí vliv klimatu a vegetace

Antropogenní disturbance

Bioindikace. Co chceme indikovat - způsob využití OH (houbový vs baktriální kanál a jeho shoda s cílovým společenstvem). Sukcesní royvoj společenstva

Biotické faktory. Kompetice Migrace Uchycení

Obnova, resp. tvorba druhově bohatých lučních ekosystémů na výsypkách

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

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

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

Ochrana přírody s pohledu aplikované ekologie půda, ekosystémová ekologie a obnova ekosystémů. Jan Frouz

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

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie živočichů

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


Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk

University of South Bohemia in České Budějovice Faculty of Science

Parasiti Komensálové Detritofágové Mutulaisti a Symbionti Ekosystémový inženýři

Nika důvod biodiverzity navzdory kompetici

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie 2014 Monika Hloušková

Rostlinné populace, rostlinná společenstva

Úvod k lesním ekosystémům

DYNAMIKA KRAJINY. ČVUT FSv - katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství

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

Využitípoloparazitických rostlin rodu kokrhel (Rhinanthusspp.) k potlačeníkompetičněsilných trav (třtiny křovištnía kostřavy červené)

EKOLOGIE LESA Pracovní sešit do cvičení č. 8:

CZ.1.07/1.5.00/

Úloha odumřelého dřeva v lesních porostech

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

Obnova lučních porostů

Oligotrofní stanoviště. písečné duny přesypy vřesoviště Jesepy sutě

PRVOUK 02 Environmentální výzkum

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

PROSTOROVÁ EKOLOGIE, metapopulace, kvantitativní změny populace

Souhrn doporučených opatření pro evropsky významnou lokalitu. Trhovky CZ

primární producenti: řasy, sinice, vodní rostliny konkurence o zdroje mikrobiální smyčka

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

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

Biologie - Kvarta Biologie kvarta Výchovné a vzdělávací strategie Učivo ŠVP výstupy

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

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

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

Krajina vznik, vývoj TOK1. Petr Kavka; Adam Vokurka

Rozmanitost podmínek života na Zemi Podnebné pásy

LOUKY a PASTVINY. Jan HORNÍK. projekt Managementové centrum - občanská sdružení Daphne ČR a Centaurea

Produkce organické hmoty

Půda nad zlato? Hana Šantrůčková (garant oboru Biologie ekosystémů) & Martin Hais (garant oboru Péče o životní prostředí) Katedra biologie ekosystémů

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

Biologická Diversita. Různorodost druhů a genetická diversita uvnitř druhů

MOŘSKÉ POBŘEŽÍ LITORÁL

TEORIE OSTROVNÍ BIOGEOGRAFIE (TOB)

Uhlík v biomase horské louky sečené, mulčované a ponechané ladem

Ekologie tropických lesů a jejich obyvatel

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

Kompetice a mortalita

Odhad biomasy a produkce

Vody vznikající v souvislosti s těžbou uhlí

World of Plants Sources for Botanical Courses

Základy pedologie a ochrana půdy

Biocenóza Společenstvo

Funkční přístup ke studiu vegetace (EKO/FV)

Pozor na chybné definice!

Srovnání biodiverzity sadů v různých režimech hospodaření. Martin Bagar

EKOLOGICKÉ ZEMĚDĚLSTVÍ, PROBLEMATIKA BIOPOTRAVIN A FILOZOFIE KONZUMENTA

Management a péče o typy přírodních stanovišť. Odborné požadavky a zkušenosti

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

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

Které poznatky. z výzkumu přirozených lesů. můžeme použít. v přírodě blízkém hospodaření? Tomáš Vrška

KRITICKÉ FÁZE ŢIVOTNÍHO CYKLU ORCHIDEJÍ LIMITUJÍCÍ OBNOVU JEJICH POPULACÍ

Obecné principy KE v praxi

Stanislav Hejduk (Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita v

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

Stav půdy ČR a její vliv na retenci vody. Jan Vopravil, Tomáš Khel

Zásady budování drobných vodních ploch

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

ochrany přírody Lesy zvláštního určení s prioritou MENDELU, LDF, ÚZPL Tomáš Vrška VÚKOZ, v.v.i. odbor ekologie lesa

Zásady budování drobných vodních ploch

Význam organických hnojiv pro výživu rybniční biocenózy

Tomáš Kuras 1 & Adéla Lepková 2

Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. Research Institute for soil and Water conservation. Půda a omezení rizik.

Vlastnosti půd a půdní organismy

Mgr. Jiří Procházka. Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Ústav botaniky a zoologie

Populace, populační dynamika a hmyzí gradace

Biologické invaze z pohledu ekologie společenstev a makroekologie

J i h l a v a Základy ekologie

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

Ekosystémy. Ekosystém je soubor organismů žijících na určitém

Rozptyl a migrace. Petra Hamplová

Mgr. Jan Mládek, Ph.D. (2013)

Písečný přesyp u Píst

Vliv dopravy na mortalitu a fragmentaci populací (s příklady pro vydru říční) Vznik migračních bariér, fragmentace

Zoologie, živočichové a prostředí

Zpráva o testu dřevin na pozemku ve Stachách na Šumavě

SOKOLOVSKÉ VÝSYPKY: OD MĚSÍČNÍ KRAJINY PO LES UCHYCOVÁNÍ PIONÝRSKÝCH DRUHŮ DŘEVIN A JEJICH VÝZNAM ERIKA REITSCHMIEDOVÁ, JAN FROUZ

Obnova biotopů na Pístovských mokřadech

VÝNOSOVÝ POTENCIÁL TRAV VHODNÝCH K ENERGETICKÉMU VYUŽITÍ

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

Lesní hospodářství a ochrana biodiversity v ČR základní východiska v kontextu právních předpisů

Transkript:

Ekologie obnovy Teoretické principy Sukcese Plánování obnovy

Sukcese Přirozený vývoj ekosystémů v čase Vyvolaný interakcí mezi organismy a prostředím Do určité míry predikovatelný ekosystémy směřují do stádádi, které nejlépe vyhovuje daným klimatckým a půdním poměrům (klimax) časový rozměr sukcese desítky až stovky let

Mechanismus sukcese 1. disturbance 2. Migrace 3. Uchycení 4. Competice 5. Reakce 6. Stabilizace Frederic Edward Clements

Disturbance a degradace Podobný efekt disturbance zpravidla náhlý jednorázový efekt může být provázen následnou degradací Degradace dlouhodobá často postupná a pomalá ztráta kvality

Disturbance a degradace příklad -owergrazing Intensivní pastva vede ke změně druhové skladby rostlin poškození drnu sešlapáváním úbytku živin poklesu pokryvnosti vegetace to vede k erozi snižování hloubky půdy úbytku půdní organické hmoty to vede k neschopnosti plochy podporovat původní vegetaci Poškození pastvin od r 1945

plně funkčí managemant Modifikace biotické složky Modifikace abiotického prostědí nefunkční Nepoškozený degradovaný

Disturbance Otevírá prostor pro nové druhy Je součástí přirozeného vývoje ekosystémů závisí na její intensitě (primární a sekundární sukcese - spíše kontinuum než kategorie) závisí na frekvenci závisí na načasování

Intensita disturbance příklad málo intensivní vz. hodně intensivní požár Půda a dřevitá vegetace nepoškozena shořel pouze opad a byliny popel vede k zvýšení ph a uvolnění živin rychlé obrůstání vegetace mírná eutrofizace, posuns F/B směrem k B Shořely dřeviny i FH vrstva půdy půda ztrácí schopnost zadržovat vodu, eroze, ztráta živin, někdy hydrofobita ztráta semenné banky pomalá obnova stanoviště oligotrofizace

Frekvence disturbance Disturbance postihuje všechna společenstva Všechna společensteva jsou závislá na přítomnosti periodicky se opakující disturbance určité intensity v určité frekvenci bezlesá společenstva lavinových svahů kosené nebo pasené louky řada společenstev řízených požárem dokonce i lesní společenstva nástup dřevin může být urychlován disturbancí bylinné a travinné vegetace např. zvěří, hmyzem atp.

Načasování disturbance Ovlivňuje často její intensitu (letní vz zimní požár, jarní vz letní záplava) Ovlivňuje následnou kolonizaci díky koincidenci uvolněné plochy a přísunu diaspor Ovlivňuje následnou kolonizaci díky ovlivnění podmínek po disturbanci jarní vz. podzimní disturbance

Migrace Je ovlivněna zásobou druhů v okolí, které mohou migrovat na plochu (species pool) zejména v okolí disturbované plochy (3m) migračními bariérami konektivitou s okolní krajinou migrační schopnosti daných druhů (druhy šířené větrem zoochorní, a myrmecochorní se šíří rychleji) migraci ovlivňuje velikost plochy, malé plocha má malou migrační vzdálenost může být rychle kolonizována, velká plocha je velký terč pro dálkové migranty

Migrační bariery adults with reduced wings [%] 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Proporce bezkřídlých nebo krátkokřídlých letu neschopných dvoukřídlých je větší u paty než na vrcholu výsypky P<.1 1 2 3 4 5 6 7 serie A serie B

Vzdálenost prostupnost Migrace z okolní krajiny přítomnost transportních médií, větru, vody, migrace živočichů etc. migrační koridory - koridor v jednom směru může být bariérou v kolmém směru koridor pro jednoho může být bariérou pro druhé

Uchycení Ne všichni migranti se uchytí rozhodují o tom abiotické a biotické bariéry na začátku sukcese převažují abiotické bariéry později biotické druh musí být schopen růst a rozmnožovat se na daném místě série faktorů klíčení predace semen, choroby, herbivoři, schopnost využívat podmínky a růst na daném místě

35 3 25 2 15 1 5 B SS T NS shrub & tree number

Přírůstek hmotnosti žížal introdukovaných do různých sukcesních stádií 3 2 přírůs tek hmotnosti [g] 1-1 -2 8 let 19 let 25 let 48 let Aporectodae caliginosa -3

Kompetice Organismy konkurují o zdroje jak se uchycuje na ploše více a více organizmů narůstá jejich vzájemná kompetice Rostliny konkurují hlavně o světlo, vodu a živiny ale o kompetičním vyloučení mohou rozhodnout i jiné faktory v hydrosérii třeba půdní vzduch

Kompetice Festuca rubra a Calamagrostis epigeios v přítomnosti a nepřítomnosti larev kovaříků Agriotes lineatus 3,5 3 hmotnost [g] 2,5 2 1,5 1 +kovaříci - kovaříci,5 kostřava kořeny kostřava listy třtina kořeny třtina listy

Reakce Organismy, které se uchytily na daném místě mění podmínky prosředí změněné podmínky nakonec umožňují uchycení dalších druhů

Inženýring a sukcesní změny ekosystému

Plant community changes presence humus layer is strongest predictor of these groups (discriminant analysis, backward selection)

Topsoil microstructure Early stages of succession depth (cm) -1 1-2 mineral spoil leaf litter 2-3 other litter 3-4 faecal pel coprolit 4-5 root 5 1 pores depth (cm) area % Middle stages of succession 1-2 3-4 5-6 7-8 9-1 5 1 mineral spoil leaf litter other litter faecal pel coprolit root pores area % Late stages of succession depth (cm) -1 mineral spoil leaf litter other litter faec al pel coprolit root pores 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 5 area % 1

Effect of SOM accumulation on soil water budget 6 % of volume of soil 5 4 3 2 1 WHC FC WP without fauna with fauna

Celková nadzemní biomasa [g] g 1.6 1.4 1.2 1..8.6.4.2 Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Aboveground biomass ab a ab b 46 LotuCorn AgroCapi TrifMedi ArrhElat 17Ž PlanLanc CentJace 23 17. 17Ž 17 23 46 Stáří Substrate substrátu age Celková biomasa kořenů [g] g 1.4 1.2 1..8.6.4.2 Belowground Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Extrémy biomass ab a ab b. I Z I II V

Total above ground biomass [g] 1.4 1.2 1..8.6.4.2 no litter litter A. glutinosa litter C. epigejos litter S. caprea. - - - + + + Presence of earthworms willow grass alder no litter - - - + + +

grams per pot 4 35 3 25 2 15 1 5 Fabaceae Poaceae without e arthworm s other groups earthwo rm s total

Stabilizace V principu podobná reakci avšak organismy, které se uchytily na daném místě mění podmínky prostředí takovým způsobem že zvětšují šanci uchycení sebe samých

Sukcese živočichů přítomnost živočichů na daném místě je často více dána vegetací, která určuje potravní zdroje a zejména strukturu stanoviště než vzájemnou konkurencí druhů živočichů

Mosaika mikrostanovišť na úhoru opuštěnm v roce 1991 Frouz, J., 1997. Res. Popul. Ecol. 39(2): 27-213 and unub. data

Úhor nedaleko Českých Budějovic - DCA společenstvo larev dvoukřídlých Diptera Struktura společenstva je více ovlivněna typem habitatu než stářím plochy Calamagrostis má menší hustotu populace a diversitu než ostatní habitatty tipické pro střední stádia sukcese Biomasa také klesá se stářím úhoru 25 2 ind m -2 15 1 5 Open Calamagrostis Melilotus Trifolium Other Ceratopogonidae Sciaridae Empididae Stratiomidae Tipulidae Chironomidae Cecidomyiidae

Některé skupiny preferují mladší sukcesní stádia jako Chironomidae nebo Tipulidae Chironomidae ind m -2 6 5 4 3 2 1 86 87 88 89 9 91 92 25 2 15 1 5 Tipulidae ind m -2 Chironomidae Tipulidae Chironomidae and Tipulidae na opuštěním poli u Vodňan opustěném v roce 1985 Frouz, J., 1997. Eur. J. Soil Biol. 33: 57-65.

Chironomidae - v různých mikrohabitatech a během stárnutí úhoru ind.m -2 3 25 2 15 1 5 a Smittia aterrima oviposice b b b Open Trifolium Melilotus Calamagrostis ind trap -1 1days -1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Let dospělců Open Trifolium Melilotus Calamagrostis larval abundance ind m -2 14 12 1 8 6 4 2 6 5 4 3 2 1 open cover % Preference otevřených stanovišť pro vývoj larev koresponduje s letem a ovyposiční preferencí dospělců. Důvodem může být vysoká abundance řas sinic a protonemat mechů, které jsou oblíbenou potravou larev 1993 1994 1995 Frouz, J., 1997. Res. Popul. Ecol. 39(2): 27-213. Frouz, J., Olejnicek, J., 1999. Biologia, Bratislava 54: 169-178

Chironomidae suburban fallow abundance ind m-2 3 8 25 7 6 2 5 15 4 3 1 2 5 1 5 1 15 2 25 3 35 4 open hab. cover % larval abundance ind m -2 14 12 1 8 6 4 2 6 5 4 3 2 1 open cover % Open Calamagrostis 1993 1994 1995 Jestliže je preferovaný habitat hojnější larvy jsou hojnější také v ostatních habitatech Pro to aby se živočich uchytil musí být přítomen kritický habitat (nebo habitaty) i když se zvíře často i jinde Frouz, J., 1997. Res. Popul. Ecol. 39(2): 27-213. Frouz, J., Kindlman, P., 21. Oikos 93: 5-58.

Interaction between habitats Malacky - post fire sucession EU Mo Sa Disturbed by wild fire in spring 1992

a 14.1. 25.4. 15.5. 3.4. 24.4. 19.4. 11.4. 8.4. 5.4. 1.4. 3.3. 28.3. 25.3. 8.3. 4.1. 14.1. 25.5. 15.5. 3.4. 24.4. 11.4. 8.4. 5.4. 1.4. 25.3. 8.3. 4.1. Chironomidae suburban fallow - habitat interaction. 3 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 b 15 months 1 c 5 1st instar 2nd instar 3rd ins tar 4th ins tar abundance ind m-2 5 1 15 2 25 3 35 4 8 7 6 5 4 3 2 1 open hab. cover % Open Calamagrostis 3 25 2 15 1 8 6 4 2 I-II III IV V 1 8 6 4 2 1 5 phase of last instar [%] ins tars [%] larval abundance [ind m -2 ] 3 25 2 15 1 5 abundance [ind m -2 ] March June October open dense

s urvival rate [% ] 3 2 1 habitat A 1 2 3 4 5 6 7 8 generation habitat B A B abundance [ind m -2 ] 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 a Parameter Data fitted Observed Frouz 1994a Frouz 1997b parameter values Initial number of 62 2 colonisers Eggs per female 1 75 72 66.7±16.7 ( 114) abundance [ind m -2 ] 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 generations b Survival in A, saw [%] (sas = ) Survival in B sbs = sbw [%] 5 71 c. 5.5.5 close to zero Preference for A [%] 62 98 75-95 model observed

Živočichové často potřebují více než jeden habitat, ale specifickou mosaiku různých stanovišť pro různé činnosti

RDA- ants on post mining heaps

Soil macrofauna post mining heapsc

Kromě struktury vegetace často ovlivňuje uchycení a sukcesy živočichů také akumulace opadu na povrchu půdy a rozvoj vrchních horizontů půd

Definovat problém Plánování obnovy Identifikovat jeho příčiny Stanovit cíle (referenční ekosytém) Plánování zásahů Monitoring

managemant Modifikace biotické složky plně funkčí Modifikace abiotického prostědí nefunkční Nepoškozený degradovaný

Kde obnovovat ekosystémy?

Disturbované plošky v méně disturbované matrici nebo naopak?

Disturbované plošky v méně disturbované matrici nebo naopak?

Disturbované plošky v méně disturbované matrici nebo naopak?

průzkum Je populace ohrožená Limitující je plocha Limitující je konektivita Limitující je kvalita stanoviště Jedno stanovište (Management) Více Stanovišť mosaika implementace

Nicméně jsou i praktické pohledy Kde je to optimální kde je to možné např. máme možnost danou plochu koupit etc. Ale je také třeba hledat příležitosti - při řadě činností dochází k disturbanci produkční krajiny (těžba, stavba dálnic, průmyslových zón, etc.) zvážit možnost a vhodnost rekonstrukce původních biotopů namísto rekultivace produkční krajiny