GLOBÁLNÍ EKOSYSTÉMY

Literatura

Attenborough, D. (1990): Planeta žije. Panorama, Praha, 334 s.

Duvigneaud, P. (1988): Ekologická syntéza. Academia, Praha, 414 s.

Horník, S. (1986): Fyzická geografie II. SPN, Praha, 319 s. Kapitola: Biogeografie, s. 197 – 287.

Jakrlová, J. – Pelikán, J. (1999): Ekologický slovník terminologický a výkladový. Fortuna, Praha, 144 s.

1. Úvod

·         biosféra = složka FG sféry; všechny živé organismy Země (rostliny + živočichové)

Strahler&Strahler obr. P1 s. 7

·        oživená vrstva = zahrnuje povrch souše, svrchní část oceánu do hloubky přibližně 100 m a přilehlé části atmosféry

Strahler&Strahler obr. P2 s. 7

·        biogeografie = věda zabývající se rozšířením, vývojem a změnami organismů a jejich společenstev v prostoru a čase; předmět studia: biosféra a zákonitosti její prostorové diferenciace

·        ekologie = věda která studuje vztahy (interakce) mezi organismy a jejich prostředím

·         ekosystém = celek tvořený živými organismy a prostředím ve kterém žijí; organismy jsou v  ekosystému spojeny jednak mezi sebou navzájem a jednak s prostředím toky energie a látek

·        základní třídění ekosystémů:

-         akvatické (vodní)

-         terestrické (suchozemské)

akvatické ekosystémy: a. marinní, b. sladkovodní

            marinní: a. otevřený oceán, b. brakické vody, c. korálové útesy.

sladkovodní: a. jezera a rybníky, b. vodní toky, c. různé typy mokřadů (např. rašeliniště a slatiniště).

terestrické ekosystémy: biomy

·        biom = oblast ve které je víceméně uniformní klima, půdy a vegetace; biomy se vymezují na základě charakteru vegetace

základní typy biomů:

1.      les

2.      step

3.      savana

4.      poušť

5.      tundra

2. Energetické toky v ekosystémech

sluneční záření = zdroj energie pro biosféru

2.1 Potravní řetězce

·        fotosyntéza

·        autotrofní organismy – heterotrofní organismy

·        energetické toky v ekosystémech:

nadzemní: herbivoři, karnivoři a omnivoři 

podzemní (půda): dekompozitoři

·        potravní řetězec, potravní síť = přenos energie ekosystémem přes posloupnost několika kroků či úrovní – primární producenti (zelené rostliny); konzumenti prvního, druhého a třetího řádu; dekompozitoři

Strahler&Strahler obr. 8.1 s. 198

·        respirace = ztráta energie podél potravního řetězce

Strahler&Strahler obr. 8.2 s. 199

2.2 Biomasa, čistá primární produkce a klima

·        biomasa = hmota suché organické hmoty v ekosystému; jednotka: kg/m² nebo t/ha.

·        čistá primární produkce = množství využitelné energie vyprodukované v ekosystému rostlinami za jeden rok

·        faktory ovlivňující čistou primární produkci:

-         sluneční záření: a. intenzita, b. délka slunečního svitu (délka dne)

-         teplota (teplota vzduchu a půdy)

-         dostupnost vody

Strahler&Strahler obr. 8.3 s. 200

·        hodnoty produkce v  klimatických pásmech vyjádřené hmotností uhlíku (kg) vyprodukovaného na jednotkové ploše (1m²) za rok

3. Organismy a prostředí

3.1 Biotop

·        biotop = stanoviště; místo obývané určitým společenstvem organismů; charakterizován abiotickými a biotickými vlastnostmi prostředí

Strahler&Strahler obr. 8.4 s. 201                                   

3.2 Organismy a voda

·        xerofyty = rostliny adaptované na sucho

·        oblasti výskytu xerofytů:

-         místa s rychlým odtokem vody (např. skalní výchozy, …)

-         pouště

-         oblasti s výrazně suchou sezónou

·        adaptace xerofytů na sucho:

- brání ztrátě vody z těla

- vylepšená schopnost vodu získat

- krátký životní cyklus

·        sklerofyty = rostliny s tvrdými, tlustými, kožovitými listy; středomořské klima

·        opadavá a vždyzelená vegetace

·        suchomilná zvířena = často podobné strategie jako rostliny

3.3 Organismy a teplota

·        teplota jako přímý (optimální teplota, teplotní limity) a nepřímý faktor

·        chladnější klima → méně druhů organismů

·        studeno-krevní a teplo-krevní živočichové

·        rozdílné adaptace studenokrevných a teplokrevných živočichů na chlad a horko

·        hybernace

3.4 Ostatní klimatické faktory

·        světlo

jarní efeméry =  byliny lesního podrostu které projdou svým životním cyklem brzy zjara, kdy na stromech ještě chybí listí

fotoperioda = období denního světla; závislost na zeměpisné šířce a ročním období

·        vítr

vlajkové stromy

Strahler&Strahler obr. 8.37 s. 230

3.5 Ekologická sukcese

·        ekologická sukcese = proces vývoje ekosystému (vývojová řada) při kterém jedno společenstvo rostlin a živočichů nahrazuje druhé a který směřuje ke stabilnímu konečnému stavu

·        klimax = stabilní společenstvo rostlin a živočichů na konci sukcesní řady

·        disturbance = narušování ekosystému; a. přirozené, b. antropogenní 

·        primární a sekundární sukcese – sekundární sukcese probíhá na místech kde již předtím existovala vegetace a je mnohem rychlejší než primární sukcese

Strahler&Strahler obr. 8.10 s. 205

·        pionýrské rostliny

4. Přirozená vegetace

·        přírodní vegetace = vegetace která se vyvíjí bez vlivu člověka

·        člověkem ovlivněná vegetace

·        zavlečené druhy = organismy které byly přeneseny člověkem z jejich domovských ekosystémů do cizího prostředí

4.1 Vegetační formace a životní formy rostlin

·        Raunkiaerův systém životních forem:

-         fanerofyty

-         chamaefyty

-         hemikroptofyty

-         geofyty

-         helofyty

-         hydrofyty

-         therofyty

-         epifity

Horník a kol. obr. 3.6 s. 212

·        jednoleté a vytrvalé rostliny

·        příklad vegetační formace: les – je tvořen několika vrstvami (patry) tvořenými různými životními formami

Strahler&Strahler obr. 8.11 s. 207

5. Terestrické ekosystémy – biomy

·        pět základních typů biomů:

les

savana

step

poušť

tundra

Strahler&Strahler obr. 8.13 s. 208-209

·        biomy lze dále dělit na menší jednotky podle typu vegetační formace; např. v rámci biomu les lze rozlišit šest hlavních vegetačních formací

5.1 Biom les

·        v rámci biomu les lze rozlišit 6 vegetačních formací:

deštný les nízkých šířek

monzunový les

subtropický vždyzelený les

listnatý les mírných šířek

jehličnatý (boreální) les

sklerofylní les

5.1.1 Deštný les nízkých šířek

Klima: vlhké rovníkové klima, monzunové a pasátové pobřežní klima

Geografické rozšíření:

rovníkové deštné lesy

J Amerika: povodí Amazonky; Afrika: Konžská pánev a pobřeží Guinejského zálivu; Indomalajská oblast: Indonésie od Sumatry až po západní ostrovy Tichomoří

tropické deštné lesy

Pasátové oblasti: Filipíny, V pobřeží střední Ameriky, Karibská oblast, V pobřeží Madagaskaru, SV pobřeží Austrálie, V pobřeží Brazílie

Monzunové oblasti: jihovýchodní Asie = Vietnam, Laos, JV Čína a Z pobřeží Indie a Myanmaru

Strahler&Strahler obr. 8.18 s. 212-213

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 8.14 s. 210

·        vnitřní struktura deštného lesa – tři patra (Strahler&Strahler obr. 8.15 s. 210, Horník a kol. obr. 3.22 s. 275)

emergenty, chůdovité a deskovité kořeny

·        liány

·        epifyty

·        velká druhová diverzita → několika km² = až 3000 druhů dřevin

·        silný zástin půdy a spodních pater lesa

·        obrovská produkce biomasy, rychlá mineralizace opadu a recyklace živin, nízký obsah organických látek v půdě

·        horský deštný les

·        vysokohorský mlžný les

·        fauna: největší diverzita druhů v korunách stromů, málo velkých savců

5.1.2 Monzunový les

Klima: střídavě vlhké a suché tropické klima (střídání delší deštivé sezóny se suchou a o něco chladnější sezónou)

Geografické rozšíření: asijské monzunové oblasti – Indie, Myanmar, Thajsko a Kambodža; střední část jižní Afriky; střední a jižní Amerika (lemují deštné lesy)

Strahler&Strahler obr. 8.20 s. 216

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 8.19 s. 213

·        stromy shazují listí během období sucha

·        nemají spojitý zápoj stromů → více prosvětlené, lépe vyvinutá spodní patra než v deštném lese

·        stromy nižší než v deštném lese; druhová rozmanitost rovněž menší (cca 30 – 40 druhů dřevin/ha)

5.1.3 Subtropický vždyzelený les

Klima: vlhké subtropické klima (mírná zima a dostatek srážek po celý rok)

Geografické rozšíření: JV Spojených států, J Čína, J Korea a J Japonsko

Strahler&Strahler obr. 8.21 s. 216

Charakteristika:

·        tento typ lesa se objevuje ve dvou podobách:

Ø      Subtropický listnatý vždyzelený les

-         některé stromy mají kožovité listy, les je rozvolněný → dobře vyvinutá spodní patra

-         druhová skladba: neopadavé duby, vavříny (vavřínové lesy) a magnólie; ve spodních patrech = stromovité kapradiny, malé palmy, bambus, hojné liány a epifyty

-         dlouho zemědělsky využívané oblasti – přírodní vegetace většinou chybí

Ø      Subtropický jehličnatý vždyzelený les

-         výskyt pouze na JV Spojených států

-         písčité půdy + opakující se požáry

-         dominantním druhem dřevin = borovice

5.1.4 Listnatý les středních šířek

Klima: vlhké kontinentální klima

Geografické rozšíření: takřka výhradně na severní polokouli - V  část Severní Ameriky, Z Evropa, V Asie; malá oblast listnatého lesa rovněž v Patagonii

Strahler&Strahler obr. 8.23 s. 218-219

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 8.24 s. 218

·        stromy kompletně shazují listí v zimě

·        silný zástin půdy → synuzie podrostu je poměrně slabě vyvinutá – jarní efeméry

·        druhová skladba: dub, buk, bříza, ořešák, líska, javor, jilm a jasan; listnáče obvykle doprovázeny i některými jehličnany (jedle, smrk)

·        fauna: nejoživenější je přízemní vrstva (příznivé vláhové a teplotní podmínky) – největší počet jedinců i druhů = hrabaví živočichové, větší býložraví savci, predátoři, hojná ptačí fauna, málo je omnivorů (medvěd)

5.1.5 Jehličnatý les

Klima: klima boreálního lesa

Geografické rozšíření: oblasti vysokých zeměpisných šířek – široký cirkumpolární pás v Eurasii a  Severní Americe; nejdále k jihu sestupuje v horských oblastech –  v Evropě se jehličnaté lesy vyskytují ve všech pohořích, v Severní Americe sestupují k jihu podél Kordiller

Strahler&Strahler obr. 8.25 s. 220-221

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 8.24 s. 218 = lesotundra

·        malá druhová diverzita dřevin – velké plochy se skládají pouze z jednoho nebo dvou druhů stromů

·        boreální lesy Severní Ameriky, Evropy a západní Sibiře jsou tvořeny převážně smrkem a jedlí, ve středu severní Sibiře a ve východní Sibiři modřínem

·        tmavá (smrková) tajga

·        modřínová tajga

·        borová tajga

·        horská tajga

·        na severu přechod do lesotundry

·        pobřežní jehličnatý les: vyskytuje se pouze podél Z pobřeží Severní Ameriky v úzkém pásu od severní Kalifornie po jih Aljašky; klima se vyznačuje silnými orograficky zesílenými srážkami a mírnými teplotami → existence nejhustších jehličnatých lesů na světě  s  největšími stromy světa

·        fauna: podobní zástupci živočišného světa v  Severní Americe i v Eurasii –medvěd hnědý, vlk, liška, kuna, norek, rosomák, los, jelen, bobr, v zimě sobi, celá řada ptačích druhů: tetřev hlušec, tetřívek obecný, ořešník kropenatý, jeřábek lesní, v létě tažné druhy

5.1.6 Sklerofytní les

Klima: středomořské klima

Geografické rozšíření: Středomoří, Kalifornie, Chile, Kapská oblast v jižní Africe, Austrálie

Strahler&Strahler obr. 8.28 s. 222

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 8.29 a 8.30 s. 222 a 223

·        rozlišují se tři vegetační formace slerofytního lesa:

Ø      sklerofytní les – se zapojenou klenbou stromů

Ø      sklerofytní řídkolesí – stromy pokrývají pouze 25 – 60% plochy

Ø      sklerofytní křoviny – křoviny pokrývají zhruba 1/2 povrchu

·        stromy a keře jsou adaptovány na letní horka malými, tvrdými, kožovitými, tlustými listy bránícími ztrátě vody transpirací

·        Středomoří:korkový dub, dub cesmínový, borovice, olivy; dnes většinou náhradní křovinaté formace = macchie

·        Kalifornie: pobřežní horské hřbety – různé druhy dubů; jižněji se vyskytují přirozené sklerofytní křoviny = chaparral

5.2 Biom savana

Klima: tropické střídavě vlhké a suché klima; ostře vyhraněné období dešťů a sucha

Geografické rozšíření: často podél oblastí rovníkového deštného lesa; Afrika, Jižní Amerika, v menší míře Indický subkontinent a Z část Madagaskaru

Strahler&Strahler obr. 8.20 s. 216-217

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 7.13 s. 171

·        podstatu savany tvoří rostlinné skupiny s odlišnými ekologickými nároky – dřeviny a traviny

·        přírodní savany – pouze určité klimatické a edafické podmínky (1. půda: kamenitá nebo extrémně chudá na živiny, 2. klima: pouze 300 – 600 mm srážek, 3. stagnující podzemní nebo povrchová voda) – jinak se jedná o antropogenně podmíněnou savanu

·        důležitý faktor ekologie savany = požáry → zvýhodnění trav na úkor dřevin

·        galeriové lesy = lesy vázané na vyšší hladinu podzemní vody podél vodních toků

·        Afrika

Vlhká savana (člověkem podmíněná – mýcení + vypalování lesa)

Savanové řídkolesí (suchá savana)

Trnitá savana

·        Jižní Amerika

Zaplavovaná savana (pantanal)

Llanos

Campos

·        fauna: vzhledem k deštným lesům podstatně větší druhová diverzita (hlavně savci); optimální podmínky pro život herbivorů (schopnost rychlého běhu), predátoři, mravenci a termiti, plazi (ještěrky a hadi [jedovatí]), ptáci (běžci a kurovití, letci: supi a orli)

5.3 Biom step

Klima: suché kontinentální klima, vlhké subtropické klima (Jižní Amerika)

Geografické rozšíření: Eurasie, Severní Amerika, Jižní Amerika (Uruguay, Argentina), jižní Afrika (Vysoký Veld)

Strahler&Strahler obr. 8.33 s. 226-227

Charakteristika:

Strahler&Strahler obr. 8.31 a 8.32 s. 224 a 225

·        půdy = hluboké, humózní a velmi úrodné → stepi přeměněny na ornou půdu, světové obilnice

·        v rámci stepí se rozlišují dvě hlavní vegetační formace:

Ø      dlouho-stébelnaté stepi

Ø      krátko-stébelnaté stepi

·        Dlouho-stébelnaté stepi

-         sušší oblasti vlhkého kontinentálního klimatu (léto s dostatkem půdní vody)

-         především tráva s dlouhými stonky společně s širokolistými bylinami

Východoevropské stepi: dvě klidová období (zima a léto) + dvě období vegetačního rozvoje; trávy s xeromorfně stavěnými listy a mohutně vyvinutým kořenovým systémem (kavyly a kostřavy); na S na kontaktu s listnatým lesem se vyvinula přechodná lesostepní zóna; antropogenně podmíněná step = maďarská pusta (vznik z lesostepi); J Morava (Pavlovské vrchy) = stepní bezlesí.

Severoamerické stepi (prérie): obecně stepi S Americe – vnitrozemí USA a J Kanada; teploty ubývají od jihu k severu, srážky klesají od východu k západu → od východu k západu S – J protažené pásy: lesostep, dlouho-stébelnatá prérie, smíšená prérie a krátko-stébelnatá prérie

dlouho-stébelnaté prérie – od pobřeží Mexického až do kanadského Saskatchewanu = tzv. pravé prérie; srážkové úhrny vysoké (600 – 1000 mm) – důvodem absence stromů = vysoké traviny vítězí v konkurenčním boji s dřevinami + časté požáry + silné vypásání stády velkých kopytníků; tráva až 2 m vysoká (vousatka) a řada druhů širokolistých bylin; smíšené prérie – více se uplatňují nízké traviny na úkor vysokých travin a bylin.

Jihoamerické stepi (pampy): vlhké subtropické klima s mírnou zimou a  dostatečnými srážkami (800 – 1000 mm); bezlesost pampy nejasná: buď antropogenními vlivy (zakládání požárů) nebo přirozené faktory (opakující se sucha, fyziologicky suché jílovité půdy).

·        Krátko-stébelnaté stepi

-         dvě fáze vegetačního rozvoje a dvě fáze klidu

-         trávy s krátkými stonky rostoucí v ostrůvcích a trsech, vyskytují se holé plochy bez vegetace

Středoasijské stepi: extrémně kontinentální klima s dlouhým obdobím zimního klidu (září – květen); zima bez sněhu → suchá jara, rozvoj vegetace až v červnu až srpnu.

Severoamerické stepi: pás podél východního úpatí Skalnatých hor; silně suché klima (300 – 450 mm srážek); nízká „bizoní“ tráva a tráva „grama“.

·        fauna: dobře pohybliví, býložraví, stádoví kopytníci; hlodavci; šelmy a draví ptáci; stepní adaptace = schopnost rychlého běhu a skákání, hrabání nor

5.4 Biom poušť

Klima: suché tropické a subtropické klima, mírné kontinentální klima (střední Asie)

Geografické rozšíření: pás pouští S Afriky a JZ Asie, střední Asie, jižní Afrika, Severní Amerika, Jižní Amerika, Austrálie

Strahler&Strahler obr. 8.34 s. 226-227

Charakteristika:

·        vysoké letní teploty, velké výkyvy teplot (až 50°C během jednoho dne), silná insolace a malá vlhkost vzduchu

·        rostlinstvo zahrnuje dvě skupiny:

1.      efemerní druhy (therofyty, geofyty)

2.      xerofyty (sukulenty + sklerofyty)

rostliny adaptované na vysoké koncentrace solí v půdě = halofyty

·        dílčí vegetační formace:

Ø      polopoušť

Ø      trnitá polopoušť

Ø      suchá poušť

·        fauna: hmyz + různé druhy hmyzožravých netopýrů a ptáků, hlodavci, plazi (ještěrky)

5.5 Biom tundra

Klima: oblasti tundrového klimatu.

Geografické rozšíření: převážně na severní polokouli na sever od polární stromové hranice

Strahler&Strahler obr. 7.34 s. 190

Charakteristika:

·        chladné klima – nejteplejší měsíc nemá průměrnou teplotu vyšší než 10°C,  krátké vegetační období (2 – 3 měsíce), v létě dlouhá fotoperioda → podporuje fosyntetickou aktivitu

·        trvale zmrzlá půda (permafrost) – v létě taje svrchní vrstva, hlubší partie půdy zůstávají zmrzlé, takže tavná voda se nemůže vsáknout → krajina má v létě bažinatý ráz

·        hromadění surové organické hmoty

·        silné působení mrazu na půdu + silné zimní větry → zakrslé dřeviny (vrby a břízy)

·        vegetační formace tundry:

Ø      arktická tundra (keříčková, mechová a lišejníková tundra)

Ø      horská tundra

Ø      lesotundra

·        fauna: diverzita druhů malá, ale velký počet jedinců v populaci; sob, pižmoň severní, zajíc bělák, polární liška (pesec), hranostaj, vlk, lední medvěd, ptáci: sovice sněžná, bělokur sněžný a rousný; adaptace tundry = ptáci i savci získávají v zimě bílé zbarvení; bodavý hmyz (komáři a muchničky)

5.6 Výšková stupňovitost vegetace

·        s rostoucí nadmořskou výškou klesá teplota a rostou srážky → změny vegetace s nadmořskou výškou = výšková stupňovitost

Strahler&Strahler obr. 8.38 s. 231

5.7 Klimatické gradienty a charakter vegetace

·        se změnou zeměpisné šířky a délky se mění i klima → změny vegetace se     zeměpisnou šířkou a délkou = horizontální zonalita vegetace (šířková pásmovitost, meridionální pásmovitost)

Strahler&Strahler obr. 8.39 s. 232