tahák

a a kořisti – predátor bývá o hodně větší, kořist zabíjí naráz. Vztah hostitele a parazita – parazit konzumuje jen část hostitele. Vztah kořisti a spásaje – má během svého života mnoho kořistí, konzumuje pouze jejich části. Vztah hostitele a parazitoida – velikostně srovnatelní. Závislost je dlouhodobá a omezená na jednoho jedince.
BIOREGULACE NA ÚROVNI SPOLEČENSTA – regulace početnosti jednotlivých populací ve společenstvu. Dochází zde k predaci, parazitismu a jiným bioregulačním vazbám. Některé bioregulační vlastnosti se objeví až na úrovni celé cenózy. Půdní organismy mění vlastnosti půdního prostředí jako pH, obsah vody, živin,…
PŮSOBENÍ BÝLOŽRAVCE NA ROSTLINU A NAOPAK – Býložravec – záleží na mnoha okolnostech př. Druhu poškození, stáří a fyziologickém vztahu rostliny. Obvykle je jen slabý vztah mezi množstvím zkonzumované rostlinné stravy a stupněm poškození rostliny. Př. obvodové poškození stromků z venku sotva patrné( hlodavci, zajíci apod.), může totálně zničit strom. Rostliny oslabené znečištěným prostředím jsou často více napadány a silněji poškozovány. Větší vliv na přežívání rostlin má, pokud fytofág napadá mladší fáze rostliny ( semena, klíční rostliny). Poškození ve fázi těsně před dozráním reprodukčních orgánů nemusí přežívání ovlivnit vůbec. U vytrvalých rostlin to nemusí mít vůbec žádný vliv. Ale opakované poškození po několika sezón za sebou může přežívání ohrozit. Fytofágové mohou omezovat růst rostlin Rostlina – rostliny evolucí vytvořily řadu obranných mechanismů specifických, nespecifických i schopnost zvášení produkce obranných látek a struktur při poškození fytofága. a) fyzikální,b) fyziologické, c) chemické.
INTERAKCE MEZI PŮDNÍ BIOTOU A ROSTLINAMI – přímé působení rostlin – kvalitou a kvantitou organické hmoty dodávané do půdy. Dáno typem, množstvím a chemickým složením vstupů org.hmoty do půdy. Nepřímo změnou klimatu půdy, ochranou povrchu půdy a přijímáním vody. \půdní organismy zpětnovazebně ovlivňují přímo rostliny i nepřímo. 3 typy řízení půdních procesů – kvantita a kvalita opadanky, půdní mikroklima, procesy regulující mineralizaci. Kvalita opadanky a exudátů je dna chemickým složením. Snížení diverzity těchto zdrojů by měl velký význam na diverzitu půdních organismů. Chemické složení opadanky také ovlivňuje rychlost dekompozice ( rozklad ). Rychlost dekompozice se postupně snižuje tak, jak se postupně uvolňuje P a N.
ČINNOST ROZKLADAČŮ - Rozkladači se živí odumřelými uhynulými organismy nebo jejich odumřelými částmi. Jsou závislí na dárcovství zdrojů. Rozklad můžeme definovat jako – postupnou přeměnu energeticky bohatých organ. molekul až na anorganické látky ( voda, oxid uhličitý apod.)Mluvíme o tzv. mineralizaci, která je provázena uvolněním energie.Zdrojem činnosti rozkladačů jsou zejména zbytky ( rezidua) plodin a plevelů, člověkem dodaná organická hmota( hnůj, kompost, odpady ), přirozené dodatky org. hmoty ( př. záplavami ..), odumřelé organismy, org. látky produkované kořeny a na ně vázané organismy. Nejvýznamnější pro rozklad je mrtvá rostlinná hmota. Po octnutí v prostředí produkt ihned podléhá několika procesům současně - bílkoviny a cukry přeměňují na jednoduší formy, - v závislosti na vlhkosti dochází k vyluhování, vymývání vodou, - kolonizace tzv. cukrových bakterií a hub. Sloučeniny odolnější rozkladu – celulóza, korek apod. jsou rozkládány postupně.
Povaha zdroje se s postupujícím rozkladem chemicky mění – přirozená sukcese rozkladačů
NEJDŮLEŽITĚJŠÍ MUTUALISMY - Jedná se o biotické vztahy typu ++ ( oba dva z toho mají prospěch).
Mutualismus definujeme jako – trvalé a nezbytné soužití obvykle dvou druhů organismů, kteří mají ze soužití prospěch a jsou na sobě závislí, též symbióza. Vztah mezi člověkem a produkčními organismy jsou mutualistické.( př. pšenice, skot jsou závislý na člověku a naopak). Tito organismy jsou již domestikované -–bez zásahu člověka by již nepřežili.Ale tyto vztahy pozorujeme i u jiných org. ( př. mravenci – mšice)I řada kvetoucích rostlin si vyvinula mutualistické vztahy se svými opylovači . Rozlišujeme opylovače na tzv. generalisty, kteří často opylují jednoduché květy a specialisty, kteří opylují přednostně květy, jejichž morfologie je jim dokonale přizpůsobena (motýli…). Kromě hmyzu opylují i někteří ptáci ( kolibříci ), hlodavci. Pro zemědělce je velký přínos efektivní opylování. Mutualismus rostlin houbami nazýváme Mikorhiza ( = houbový kořen ).U Ektomykorhizi se houba vyskytuje na kořenech stromů.Ale ektomykorhizní houby mohou žít i samostatně. Kořeny nerostou do délky, ale jsou krátké, mohutné. Mezi kořeny velmi silně síť hyf. Houba čerpá od rostliny C ve formě sacharidů a aktivně zásobuje rostlinu minerálními živinami. ( stopko a vřeckovýtrusé ) U endomykorhizi – hyfy( houbová vlákna ) pronikají do buněk a pletiv. Mikorhizní houby jsou schopny dobývat minerální živiny z relativně pevných vazeb ( Ca z vápence, K ze živce apod.) Mykorhizy předávají důležité živinné látky do kořenů svých hostitelských rostlin a ty se pak dostávají do nadzemních orgánů.
Mutualistické fixace N - většina rostlin a živočichů není schopna využít atmosférický dusík. Dokáží to jen některá prokaryota. Některé se dostaly do mutualistických vztahů s eukaryoty.( př. u bobovitých rostlin váží N v kořenových hlízkách ). Největší význam pro zemědělce má mutualismus bakterie Rhizobium s bobovitými rostlinami. Bakterie vnikají do buněk pokožky kořenu a ten okolo nich vytváří hlízku – vyměňují produkty fotosyntézy za N.
ZÁKLADY KONZERVAČNÍ BIOLOGIE – územní ochranu přírody dělíme na obecnou a speciální. Obecná – veškerá ochrana přírody státu. Realizuje se prostřednictvím krajinotvorných programů. Nástroje obecné územní ochrany přírody jsou: ÚSES – územní systém ekologické stability, VKP – významný krajinný prvek, krajinný ráz, přírodní parky, přechodně chráněná plocha. Speciální ochrana – velkoplošná, maloplošná. NP – rozsáhlá území většinou mezinárodního významu, která jsou jedinečná – hl. úkoly jsou: uchování a ochrana celých ekosystémů, rostlin a živočichů v něm žijících, vědecký, estetický a rekreační. Je zde mnoho zákazů.
CHKO – území s harmonickou krajinou a charakteristickým reliéfem. ---) důraz na udržení a zlepšení přírod. stavu a vytváření optim. ekol. fce. území. V CHKO se vyskytují 4 zóny. V 1 . zóně je nejintenzivnější ochrana.
Druhovou ochranu také dělíme na : obecnou –chrání všechny organismy speciální – chrání tzv. zvláště chráněné druhy.Druhová ochrana by měla býti řešena účelně s územní ochranou. Prioritou je chránit oblasti s větší diverzitou taxonů nebo endemit. Klíčové druhy – rozhodující druhy jako stavební kámen ekosystému.
Vlajkové druhy – druhy významné. Rezervace po tyto druhy chrání i řadu jiných.Endemit – rostlinný, či živočišný druh, který vznikal a vyskytuje se pouze v určitém omezeném prostředí.
FOTOSYNTÉZA – zásobuje rostliny redukovaným C, potřebným k tvorbě biomasy a E k metabolismu. Většina probíhá v listech. CO2 se dostává k hraniční vrstvě listu turbulentním transportem a advektivním transportem a dále do listu difúzí po koncentračním spádu. Zákl. procesy fotosyntézy: - v první fázi (jejíž část se nazývá fotofosforilace) se pomocí energie sl. záření rozkládá molekula vody, kyslík difunduje do atm., protony z vodíku(zdroj na vytváření ATP a elektrony redukují oxidované formy chlorofylu
2H2O(4e + 4H + O2-základní reakcí fotosyntézy je redukční přeměna oxidu uhlíku na uhlovodík za pomoci ATP a NADH CO2+4e+4H+((CH2O) +H2O-fotosyntézu lze měřit – pomocí příjmu CO2 nebo výdeje kyslíku nebo akumulovaného množství uhlovodíku Fotosyntetické typy-C3 (nejvíce rozšířen, předpokládá se, že je původní), C4 (typ pro tropické trávy; z plodin – kukuřice), CAM (vznikly evolučním přizpůsobením biochemie k podmínkám prostředí C3 typu)
VSTUPY ŽIVIN DO NEŽÍZENÝCH EKOSYSTÉMŮ - Vstupy N do agroekosystému:
Biologická fixace- asimilační redukční fixace plynného N-provádějí ji mikroorganismy pomocí nitrogenázy.
-E nároky reakcí – symbiotičtí fixátoři( plně závislí na energetických zdrojích organicky váz. C v půdě (proto volně s kořeny rostlin; symbiotičtí fixátoři využívají přímě zdroje z rostlin-intenzita- závisí – teplota, vlhkost, provzduš., druhu rostl.,…-intenzita- klesá s rostoucím množ. O, s rostoucím množstvím nitrátových, amonných iontů, s kyselostí půdní reakcích a klesajícím množ. P, Ca, K-jsou tím dotovány suchozemské ekosystémy - asi 140-190 mil. tun za rok-dotace závisí na pěstovaných plodinách a na způsobu managementu-na úrovni farmy: lze ovlivňovat fixaci řízeným hnojením N, volbou druhů a kultivarů plodin, zelené hnojení (jediný způsob, jak téměř veškerý fix. N uvolnit minerály)- významná(úprava půdní reakcí a zásobení živinami (vojtěška odebere 250kg Ca, 310kg K, 55kg P zatímco úroda obilnin 3-4kg Ca, 40kg K a 30-40kg P)-schopnost leguminóz (mnohokvěté bobovité. rostliny mající jako plod lusk) využívají všechny formy N- čerpání N z půdy – aditivní (čím více rostlina čerpá z jedné formy, tím méně může z druhé)-pokud v půd. roztoku vysoký obsah nitrátových nebo amonných iontů, „dělí se o ně rostliny s mikroorganismy a při namnožení mikroorganismů dochází k inokulaci (přenášení mikroorganismů na živnou půdu) N, který je tak méně dostupný z půd. roztoku a stoupá relativní proporce N,některé leguminózy- schopnost čerpat N řadu let za sebou z velkých hloubek půd. profiluCykly živin v lesních ekosystémech-vstupují sem atm. depozicí, biolog. fixací plynného N, zvětrávání půdních minerálů-vstupy: pomalé, pokrývají 5-30% roční potřeby aktivně rost. rostlinZvětrávání minerálů-živ. v min(nepřístup. rostlinámvšechny živ. krom N – obsažené ve většině půdních minerálech a hornin-uvolňování jednotl. živin zvětrávání záleží na chemi. slož. vstupního mater. a chem. vl. jednotlivých živin-z dolomit. vápenců(Ca, Mg-z glaciálního mat.(P, Mg, K, Ca-z vulkanického tufu(Ca, Mg, K-zvětrávání- z počátku řízeno hlavně fyz. a chem. procesy, ale v pozdějších fázích- biolog. procesy
Atmosférická depozice- s deštěm se dostávají živ. do ekosystému-v některých průmyslových zemích(do ovzduší spalováním fosilních paliv
-3 typy: vlhká - živiny v dešti nebo sněhu
suchá - přímé ukládání částic a plynů na povrch půdymlžná - živiny v mlze-vlhká a suchá: všude, mlžná: horské, pobřežní oblasti
-při orbě, dopravě(do ovzduší Ca-z velmi silně hnojených polí nebo odpad. živ. výroby- NH4+
-některé živ. vymývány z listů-déšť smývá z listů suché depozice (obohacení vody!!!!)
Biolog. fixace N-N fixují symbiotické a nesymbiotické bakterie v půdě, epyfické lišejníky
-přeměna N pomocí ATP
-z rostl. se N uvolňuje po odumření-fixace cyanobakteriemi – na povrchu pouštních půd
CYKLY ŽIVIN V RÁMCI EKOSYSÉMU, DYNAMIKA OPADANKY - 1/ v agroekosystému (cyklus N)
- atmosférický N se rostlinám zpřístupní a/výrobou dusíkatých hnojivb/fotochemickou nebo elektrochemickou oxidacíc/biologickou fixací – přeměna N2 na NH4- N v půdě a biomase-N v trop. ekosystémech- v biomase a méně v půdě-chladnější ekosystémy- naopak
- N v půdě- mnoho forem – NH4+, nitrát, močovina-půdní organická hmota –SOM-!!!-opadanka (čerstvá organická hmota)
-aktivní humus-starý humus-opadanka – substrát, rychle atakován mikroorganismy(namnoží se(imobilizují přístupný faktory znesnadňující mineralizaci-chemická povaha meziprodukt -absorbce na jílovité minerály -uzavření uvnitř agregátpřístupné formy N-asimiloványproducenty a biotransformátory- jen destruenti jej dokáží recyklovatMINERALIZACE( redukce N až na NH3( buď vstoupí do nitrifikačního procesu (výsledkem je NITRÁT) nebo je přímo asimilován; nebo ve formě amoniaku do ovzduší-NITRÁT- může být přeměněn na NH3 amonifikací, denitrifikován (značná část s vodou do podzemních a povrch. vod)Nitrifikace- biolog. oxidace amonných iontu ve 2 stupních (NO2- pak na NO3-) (obě reakce poskytnou E bakteriím- nitrační bakterie - hojně rozšířené, nejvíce v místech akumulace NH3- způsobuje vyplavování N z půd- za určitých podmínek může ztrátám N zabránit (když je vypařování amoniaku hlavním způsobem ztrát N z ekosystémuDenitrifikace-biologická disimilační redukce nitrátů (přes nitrily) nebo nitritů na plynné NO a N2O až na N2- hlavní cesta návratu N do atmosféry-denitrifikační bakterie - užívají O2 jako akceptory energie, většina je heterotrofních-jedna z hlavních cest ztrát N z hnojiv-řídící faktory- parciální tlak O2, přítomnost organických látek, pH
2/ v lesním ekosystému
-živiny vstupující do ekosystému atmosférickou depozicí, biologickou fixací a zvětráváním minerální složky půd( do rostlin( ukládány (ve formě nadzemního, podzemního odpadu)( mikrobní rozklad( uvolňuje je ve formě přístupné rostlinám
-klíčový proces - příjem živin kořeny rostlin- aby je mohla mít - nějak se k nim dostat( to je řízeno rychlostí dekompozice SOM, rozpustností min,…
-pohyb živin v půdě a/ hromadným tokem b/ difůzí a: odehrává se s toky vody b: odehrává se, pokud se ionty pohyb. z oblasti vyšší do nižší koncentrace -rostlina vytváří jemné kořínky- hlavní orgány příjmu živin-živinné ionty( aktivním transportem přes buněčné membrány( posléze asimilovány
-některé stromy- preference NH4-N – přihnojovánísemenáčků( rychlý vzrůst (2x)preference NO3 - N – stromy z nejvrchnějšího patra lesa
-příjem P- půdy s dostatkem P- hrají roli i fosfátázy (enzymy)
Dynamika opadanky:
-ještě před opadem listů( živiny do okol. tkání
-celková produkce opadanky i množství živin v ní obsažených řídí rychlost návratu živin do půdy
-60-75% celkové produkce opadanky v lesích jde na vrub listů
30% náleží dřevnatým částem
1-20% reprodukčním orgánům
-největší produkce opadu – tropické země
-biomasa odumřelých jemných kořínků – přibližně stejná jako opad listů
-množství živin v opadu listů- řízeno translokací (přesněji retranslokací)- zpětné odvádění živin (N,P) z listů do přilehlých orgánů( efektivita retranslokace. je dána hmotnou sušiny list. opadanky dělené obsahem dané živiny v opadance
-čím je živina více limitující tím méně se jí nachází v opadu (vyšší efektivita translokace)
IMOBILIZACE A MINERALIZACE DUSÍKU - 1/ lesní ekosystém
-90% N z organické hmoty v půdě – nepřístupno rostlinám
-90% N, který přijmou rostliny( z rovnováhy znepřístupňování N a jeho asimilačních mikroorganismů
-jakmile do půdy nekromasa z opadanky( rozklad na organické kyseliny, cukry a uhlovodíky( zapotřebí velké množství N( v této fázi roste množství mikrobů a NH4+ je asimilován z půdního roztoku( tento proces IMOBILIZACE-uvolňování NH4+ během rozkladu organických sloučenin obsahujících N (bílkoviny, AMK)-MINERALIZACE-zda-li bude AMK využita jako energetický substrát (mineralizace) nebo bude zabudována jako součást mikrobních bílkovin( mnoho faktorů 1/množství energie bohatých sloučenin- je-li dostatek- AMK zabudovány( součást. bílk.
-v počáteční stádiích rozkladu AMK asimiluje pro syntézu mikrob. proteinů
pozdější fáze - ( množství C louč.( ( úmrtnost buněk-mineralizace a imobilizace probíhá současně během rozkladu opadanky-čistá imobilizace N- charakterizuje pouze počáteční fázi rozkladu( koncový produkt(humus
humus- čisté uvolňování NH4+ - podstatná část zdrojů N pro ekosystém
-pokud není NO3- rychle přijat kořeny nebo imobilizován mikroorganismy (vyplaven z půd. prof. 2/agroekosystém
-mineralizace-urychlována orbou
-potlačována-uskutečňuje se: mikrobním atakem na SOM včetně reziduí plodin, mrtvých mikroorganismů humusu
-urychlována vysokou T, dost. zásobením vodou, neutr. pH, hodně C-látek-imobilizace-zabudování N do mikrobní i rostlinné biomasy nebo do stabilních forem SOM-během dekompozice dochází k oxidaci C ze SOM na CO2( zabudování C a N do biomasy-u humusu poměr C:N 10:13-u mikrobů 6,7 – hodnota-dodáme-li do půdy organickou hmotu s vysokým poměrem C:N( silná kompetice o přístupné formy N mikrobů s rostlinami( snížení přístupného N v půd. roztoku( zpravidla dočasně, protože pak
mikroorganismy hynou
VODA A VZDUCH V PŮDĚ – voda – klíčová součást celého složitého půdního ekosystému. Obsah a forma v půdě závisí na mnoha faktorech. Povrchová matrice jílových minerálů a humusu poměrně silně váže vodu. Půdní póry mohou být zaplněny vodou nebo vzduchem. Půdní makropóry – tudy proudí voda rychle ve směru gravitace. Vodní potenciál – z matričního a osmotického potenciálu. Vzduch – zahrnuje dýchání makro a mikroorganismů včetně kořenů rostlin. \významným procesem je vypuzení půdního vzduchu přizaplnění pórů vodou následované nasáváním atm vzduchu při vysychání půdy.
SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ - Záření-všechna tělesa s tep. větší než O°K(vyzař. Elektromagnetické záření-max. energie(vyzař. v kratších vlnových délkách u teplejších těles a delší vlnových délkách u chlad. těles (podle Wienova posunovacího zákona (max =2897/T, v (m, T ve stupních K)-Slunce- teplota na povrchu 6000°K- max. energie je vyzářená na vlnových délkách 0,5(m (použit Wienův zákon)-na Zemi- objekty mají teplotu okolo 300°K (max. energie ve vln. délkách 9,5(m)-kontinuum spektra lze rozdělit na dva typy – a)krátkovlnné zář.-(SW)-zdroj- Slunce-rozpětí0,3-b)dlouhovlnné (LW)-zdroj-půda, atmosféra, rostliny, živočich, -rozpětí 5-100(m-z hlediska toků energie(záření (radiance)(ozáření(irradiance)ozáření-nejintenzivnější u ploch obrácených kolmo ke zdroji záření (Io)-pokud se zvýší úhel dopadu (tj. úhel svírající dopadající záření s kolmicí k ozářenému povrchu), pak ozáření větší plochy je def. Kosinovým zákonem : I= Io cos(-Slunce-emituje zář. o celkové E asi 4*1026 W( z praktických důvodu se uvažuje radiační energie dopadající na průměr povrchu atmosféry Země (tvz. Solární konstanta) 1360Wm-2 -sluneční záření-při prostupu atmosférou modifikováno-1/absorpce některých složek spektra – nejsilněji UV (kyslíkem a ozónem), 2/rozptylování světla částečkami prachu i molekulami (rozptylování je nejsilnější v modré oblasti(modrá obloha)-globální ozáření nějaké plochy zemského povrchu (G) má původ v přímém záření (P) a rozptýleném (R)( G=P+R-absorpce i rozptyl je tím silnější, čím tlustší vrstvou atmosféry světlo prochází
RADIAČNÍ ROVNOVÁHA – průměrná T Země – jen nepatrně se mění rok od roku, protože přísun SW zář. Je vyrovnáván podobným tokem LW zář. Do vesmírného prostoru. Část SW dopadající na povrch atmosféry je odražena. Při průchodu atm se část SW přeměňuje na teplo a část dopadá na povrch země. Krátkodobá bilance dopadajícího SW a LW je zřídka nulová, protože část záření se přeměňuje najiné formy energie. Denní i sezónní výchylky Rn jsou závislé na přísunu SW. Složky Rn – měřitelné teplo, latentní teplo, část se přeměňuje v energii chem.vazeb vázanou při fotosyntéze a posléze uvolňovanou respirací.
TURBULENTNÍ TRANSPORT, MIKROKLIMATICKÉ PROFILY, TVORBA ROSY A NÁMRAZY – turbulentní transport – vzniká interakcí bočního pohybu vzduchu s povrchy stromů, vznikají tak vzdušné víry a vertikální větrné poryvy, jejichž výška a mohutnost jsou zhruba úměrné „aerodynamické drsnosti“ povrchu vegetace. Mikroklimatické profily – mikroklimatické poměry agroekosystému – vertikální rozložení vlastností vzduchu nad porosty. Pokud porost rostlin plně vyvinut, ětšina Rn na LE listy transpirují a ochlazují vzduch. Tvorba rosy a námrazy – v noci jsou povrchy listů chladnější než okolí. Vzduch se nejdříve musí zchladit chladnými povrchy listů na teplotu rosného bodu nebo teplotu mrznutí vody.
GLOBÁLNÍ HYDRICKÝ CYKLUS – voda se odpařuje do atmosféry z povrchu vodních ploch, souší a organismů, v atm se přemisťuje proudy vzduchu na různé vzdálenosti, kondenzuje – dopad