tag:blogger.com,1999:blog-57428650900212685142024-03-21T06:18:04.530-07:00EKOLOGIE v kostcemhttp://www.blogger.com/profile/17027629857398576828noreply@blogger.comBlogger40125tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-88526139905563383892011-07-18T03:08:00.000-07:002013-08-26T06:06:18.114-07:00OBSAH<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<ul class="posts">
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/hydrologicky-cyklus.html">1. Hydrologický cyklus</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/sladkovodni-ekosystemy_17.html">2. Sladkovodní ekosystémy A)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/sladkovodni-ekosystemy-b.html">3. Sladkovodní ekosystémy B)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/kolobeh-uhliku.html">4. Koloběh uhlíku</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/kolobeh-dusiku.html">5. Koloběh dusíku</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/kolobeh-fosforu.html">6. Koloběh fosforu</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/tok-bilance-energie.html">7. Tok a bilance energie</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/priciny-kratkodobych-dlouhodobych.html">8. Příčiny krátkodobých a dlouhodobých biogeochemických cyklů</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/rozvoj-zivota-na-zemi-s-tim-souvisejici.html">9. Rozvoj života na zemi a s tím související změny prostředí</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/hlavni-rozdily-mezi-suchozemskymi.html">10. Hlavní rozdíly mezi suchozemskými a vodními ekosystémy</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/oceany-slozeni-cirkulace-primarni.html">11. Oceány (složení, cirkulace, primární produkce)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/atmosfera-struktura-slozeni-cirkulace.html">12. Atmosféra (struktura, složení, cirkulace, depozice)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/litosfera-zvetravani-hornin-vyvoj-pud.html">13. Litosféra (zvětrávání hornin, vývoj půd, vliv podmínek prostředí na rozvoj půd</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/globalni-zmeny-klimatu-klima-ekosystemy.html">14. Globální změny klimatu + Klima a ekosystémy</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/rust-populace.html">15. Růst populace</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/teplota-jako-faktor-prostredi.html">16. Teplota jako faktor prostředí</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/strategie-funkcni-klasifikace-organismu.html">17. Strategie a funkční klasifikace organismů</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/kompetice.html">18. Kompetice</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/predace.html">19. Predace</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/parazitismus.html">20. Parazitismus</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/mutualisticke-vztahy.html">21. Mutualistické vztahy</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/vztahy-mezi-populacemi.html">22. Vztahy mezi populacemi</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/dynamicke-zmeny-ekosystemu-sukcese.html">23. Dynamické změny ekosystémů, sukcese</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/terestricke-biomy-sveta.html">24. Terestrické biomy světa</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/biomy-vs-biogeograficke-oblasti.html">25. Biomy vs. biogeografické oblasti</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/ekologicka-spolecenstva-stredni-evropy.html">26. Ekologická společenstva střední Evropy, postgl...</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/matematicke-modelovani-v-ekologii.html">27. Matematické modelování v ekologii</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/jak-hospodari-terestricke-organismy-s.html">28. Jak hospodaří terestrické organismy s vodou</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/charakteristiky-populace.html">29. Charakteristiky populace</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/charakteristiky-spolecenstva-slozeni.html">30. Charakteristiky společenstva + Složení biologických společenstev</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/biologicka-rozmanitost-diverzita_04.html">31. Biologická rozmanitost (diverzita) + Globální distribucebiodiverzity A)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/biologicka-rozmanitost-diverzita.html">32. Biologická rozmanitost (diverzita) + Globální </a><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/biologicka-rozmanitost-diverzita_04.html">distribucebiodiverzity B</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/organismy-abioticke-faktory-prostredi.html">33. Organismy a abiotické faktory prostředí A)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/organismy-abioticke-faktory-prostredi-b.html">34. Organismy a abiotické faktory prostředí B)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/potravni-specializace.html">35. Potravní specializace</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/potravni-site.html">36. Potravní sítě</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/vliv-cloveka-na-biosferu.html">37. Vliv člověka na biosféru</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/morske-ekosystemy_04.html">38. Mořské ekosystémy A)</a></li>
<li><a href="http://ekologie-v-kostce.blogspot.com/2011/07/morske-ekosystemy.html">39. Mořské ekosystémy B)</a></li>
</ul>
<span class="widget-item-control"> <span class="item-control blog-admin"> <a class="quickedit" href="http://www.blogger.com/rearrange?blogID=5742865090021268514&widgetType=BlogArchive&widgetId=BlogArchive1&action=editWidget&sectionId=sidebar-right-1" target="configBlogArchive1" title="Upravit"><br /></a> </span> </span></div>
Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-23982849119899450662011-07-17T11:32:00.000-07:002011-07-18T02:40:40.535-07:001. Hydrologický cyklusVoda a sluneční energie jsou základem fungování všech systémů na Zemi. Hydrologický cyklus je základem fungování všech biogeochemických cyklů<br /><br />• oceány 98,8%<br />• ledovce, polární led 1,2%<br />• podzemní voda 0,018% <br />• pevninské vody 0,002%<br />• pára v atmosféře 0,001%<br /><span style="font-weight: bold;"><br />dva hydrické biocykly:</span><br /><span style="font-weight: bold;">1) limnický</span> (sladkovodní) biocyklus<br />• ~ 2% povrchu Země, rychlý koloběh<br />• doba obměny v dnech, výjimečně v rocích<br /><span style="font-weight: bold;">2) marinní</span> (mořský) biocyklus<br />• 70,8% povrchu Země,<br />• doba obměny vody ~ 104 roků<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Cyklus vody na souši </span><br />- Hydrologický cyklus je základem fungování všech biogeochemických cyklů<br />- Sluneční energie (via evapotranspiraci - viz bilance energie a rozdělení energie v ekosystému) -Hydroloický cyklus (via biologické procesy – rozpouštní živin, transport) --Biogeochemické cykly<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Cyklus:</span><br />evapotranspirace – atmosférický transport vodní páry (slun. záření, mraky) – srážky (sníh, děšť, led) – povrchový odtok + ledovce – prosakování – podpovrchový odtok – povrch. voda<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Vstup:</span><br />- primárně srážky<br />- spodní voda -mokřady<br />- některé pouštní rostliny<br />- jezera a řeky<br />- srážení vodní páry<br />(např. ekosystémy s nízkými srážkami, ale častými mlhami,ekosystémy s velkým rozdílem teplot den x noc)<br /><br />Hlavní zásobník půda v suchozemském ekosystému.<br /><span style="font-weight: bold;"><br />Voda v půdě:</span><br />•póry<br />•vazba na org. hmotu a jílové částice<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Závislost na:</span><br />•Obsahu jílových minerálů<br />•Obsahu organické hmoty<br />•Hloubce profilu<br /><br /><span style="font-weight: bold;">bod vadnutí</span> – kdy už rostlina nedokáže využít půdní vodu - bod vadnutí vyšší u jílů, než u písků<br />vodní potenciál půdy – schopnost vázat pevně vodu nedostupně pro rostliny. Nulový má dest. voda.<br /><br />Vodní pára propouští sluneční záření ale nepropouští dlouhovlnné záření Země. Tím je nejvýznamnějším skleníkovým plynem a hraje významnou roli v globálním oteplování Země. Globální oteplování způsobené ostatními skleníkovými plyny zvyšuje množství vodní páry v atmosféře a tím i účinnost s jakou atmosféra pohlcuje dlouhovlnné záření. Tato „zpětná vazba vodních par“ vysvětluje, proč podnebí odpovídá tak citlivě na zvyšování emisí. Oteplování akceleruje hydrologický cyklus, zvyšuje evaporaci i srážky na globální úrovni, zvyšuje hladiny světových oceánů (odtávání ledovců).<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Bilance vody: </span><br />Vstup: srážky (P)<br />Výstup: evapotranspirace (E), odtok do řek a oceánů (R)<br />Zásoba: spodní vody a půda (S)<br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgA_QRMW4ZPbTxnUsqIk6NgS3rn-MGUompLE9FjTNgW4GnWaXTYp99GxWsaHFgdPFH7LnfiYrbeATe0J5QZZXzjLE0ObnsVN10WQQ9W1CjOCcrxA9yjdmAkCh1gDPqOUwBinnSJacX-CET8/s1600/hydro.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 251px; height: 22px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgA_QRMW4ZPbTxnUsqIk6NgS3rn-MGUompLE9FjTNgW4GnWaXTYp99GxWsaHFgdPFH7LnfiYrbeATe0J5QZZXzjLE0ObnsVN10WQQ9W1CjOCcrxA9yjdmAkCh1gDPqOUwBinnSJacX-CET8/s400/hydro.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630391568596809346" border="0" /></a><p nebo="" r="" br=""><br /><span style="font-weight: bold;">Pohyb vody</span><br />- podél gradientu od míst s vysokou potenciální energií do míst s nízkou potenciální energií<br />- Energetický status vody závisí na koncentraci (osmotický potenciál) a tlaku<br /><span style="font-weight: bold;">- Tlak:</span> v přirozeném ekosystému převládají<br /><span style="font-weight: bold;">hydrostatické síly:</span> gravitační síly (gravitační potenciál)<br />síly vytvářené fyziologickými procesy v organismu<br /><span style="font-weight: bold;">matriční síly:</span> výsledkem adsorpce vody na površích<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Interception</span> = zachycení v porostu (uzavřený porost až ½), stem flow = stékání po kůře? (více steče po hladké kůře), throughfall = spad skrz rostliny, jehl. les zadrží více vody, než listnatý.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Pohyb rostlinou</span><br />- hnací síla je gradient vodního potenciálu<br />- k listům proti gravit. tlaku, tzn. turgorový protitlak nebo podtlak odparem.<br />- v atmosféře je nižší parciální tlak vodních par než v rostlině – výpar regulován stomaty (průduchy) – ven H2O a dovnitř CO2,<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Ztráty:</span><br />- evapotranspirace a odtok, jejich poměr regionálně významný<br /><span style="font-weight: bold;">Vlhké ekosystémy (porosty):</span> Evapotranspirace se většinou v průběhu roku příliš nemění,<br />- Les odpaří více vody než křoviny a louky; největší odpar –jehličnatý les<br /><span style="font-weight: bold;">Suché ekosystémy:</span> Evapotranspirace limitována nedostatkem vody v půdě<br /><br />Změny zásoby změnou retence půdy, hladin spod. vod, vegetace. Retence spodních vod i tisíce let, jiné izotopové složení. Přebytečná voda se vrací na povrch.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Vliv člověka:</span> otevřený koloběh vody v zemědělské krajině, kdy ztráty živin rozpuštěných ve vodě, která nezadržována nenasycenou půdou.<br /><br /><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgESRJX2UEYuapaRZheQLbmfWMJn4KX4VsFhyphenhyphennlKKLE_Mmk8ZyX-cfpJOR4EfYCtmCI5999Oos-fzEZoaBP8Ur1rr5ccmKNLqijHEkbYlRZIZCGfXZyXCMX3T_gmJZOo3OchPWICWMrK8fc/s1600/hydro1.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 323px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgESRJX2UEYuapaRZheQLbmfWMJn4KX4VsFhyphenhyphennlKKLE_Mmk8ZyX-cfpJOR4EfYCtmCI5999Oos-fzEZoaBP8Ur1rr5ccmKNLqijHEkbYlRZIZCGfXZyXCMX3T_gmJZOo3OchPWICWMrK8fc/s400/hydro1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630392320703951506" border="0" /></a><br /><span style="font-weight: bold;">něco navíc:</span><br />- chemické a biologické polutanty ve vodě a ovzduší:<br /></p><p nebo="" r="" br=""><span style="font-weight: bold;">HYDROLOGICKÝ CYKLUS</span><br />Přísun vody do jezer a řek ze srážek, povrchových přítoků a podzemních zdrojů je v rovnováze s odtoky, průsaky do podzemních vod a odparem. Jsou to proměnlivé veličiny, mění se v čase, závisí na místních geografických podmínkách, geomorfologii, podnebí…<br /><br />3 základní fáze hydrologického cyklu – srážky, odpar a odtok. Zahrnují transport, dočasné „uložení“ a změnu fyzikálního stavu vody.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">GLOBÁLNÍ CYKLUS VODY:</span><br /><span style="font-weight: bold;">Odpar:</span> Z půdy, oceánů a vodních povrchů. Hlavně ze srážek, rostlin, oceánů, jezer, toků, půd, a transpirací rostlin. Zhruba ½ sluneční energie, dopadající na povrch Země, je využita k odparu. Atmosférická vodní pára představuje pool vody s nejkratší dobou zdržení (necelých 9 dní). Nejmenší pool (cca 0,001%) s nejrychlejším obratem. Vodní pára je skleníkový plyn.<br /></p><p nebo="" r="" br=""><span style="font-weight: bold;">Srážky:</span> Příjem rostlinami, odtok po povrchu do toků, infiltrace. Většina (až 80% se odpaří). Infiltrovaná voda může být uložena dočasně (průměrně cca 280 dní) jako půdní vlhkost, pak je taky odpařena. Část vody pronikne do hlubších vrstev a je uložena jako podzemní voda (prům. čas obnovy 300 let). Retenční časy podzemních vod jsou velmi různé, závisejí na vegetaci, složení půd a hornin, sklonových gradientech, klimatu… Podzemní voda je aktivně vyměňována s ostatními pooly vody, může být použita rostlinami, vytéct na povrch jako pramen nebo prosakovat do toků.<br />Z oceánů se odpaří víc vody, než se do nich srážkami vrátí, většina přísunu vody na kontinent pochází z odparu z oceánů.<br /><br />Největší množství sladké vody je uloženo v ledovcovém pokryvu Antarktidy a Grónska.<br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYKj6J0_mPtCs9A7NtR4z4cLiB8cE1MTzIXhMBgZ6Ne8SvqPegnCLR9N2KnS2hItV3qOPR4O7MJYp1SnccuVtw0anQr25e2yarRXUjV3bDvgHtfsKyLtTdDFZa7W4yN45cozMhWPU8qxi1/s1600/atmosf%25C3%25A9ra.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 234px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYKj6J0_mPtCs9A7NtR4z4cLiB8cE1MTzIXhMBgZ6Ne8SvqPegnCLR9N2KnS2hItV3qOPR4O7MJYp1SnccuVtw0anQr25e2yarRXUjV3bDvgHtfsKyLtTdDFZa7W4yN45cozMhWPU8qxi1/s400/atmosf%25C3%25A9ra.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630394293320412274" border="0" /></a><br />Obr. 2 Globální bilance vody. V = objem vody v 1000 km3 , hodnoty u šipek = transport v 1000 km3, RT = retenční čas. (Wetzel, 2001)<br /><br />Tab. 1 Průměrné odhady doby zdržení vody na zeměkouli (Opportunities in the hydrological sciences)<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi8-l3UFNkNinneCeB6dU5rdJFr-Zj6MQl4WCF3oGKiE2c8NV_y-RFofaBS-qNc-2fYpnQpA19fxYDM1r0qcDXByyOGJYaKdElrYyDa-Bxp8gSwZZ3abJ-LZsLy10b1adrPXogCi_PokobV/s1600/tab1.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 138px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi8-l3UFNkNinneCeB6dU5rdJFr-Zj6MQl4WCF3oGKiE2c8NV_y-RFofaBS-qNc-2fYpnQpA19fxYDM1r0qcDXByyOGJYaKdElrYyDa-Bxp8gSwZZ3abJ-LZsLy10b1adrPXogCi_PokobV/s400/tab1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630395919312932594" border="0" /></a><br /><span style="font-weight: bold;"></span><br /><span style="font-weight: bold;">INTERFÁZE (ROZHRANÍ) :</span> Vliv na cyklus živin, jsou to místa intenzivních přeměn látek, tedy i polutantů. Např. biofilmy, kde může dojít fyzikálně-chemickými procesy ke zvýšení koncentrace substrátu na povrchu částic (díky např. adsorpci). Rozhraní sediment – voda: imobilizace vs. uvolňování (sorpce, změna redox potenciálu).<br /><br /><br /></p>Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-50511666744343015522011-07-17T10:45:00.000-07:002011-07-18T02:41:01.186-07:002. Sladkovodní ekosystémy A)- zde nejproduktivnější je fytoplankton bohatý na živiny<br /><span style="font-weight: bold;"><br />Teplotní závislost hustoty vody</span><br />• voda (bez rozpuštěných látek) má maximální hustotu = 1 při teplotě 3,94 °C<br />• voda teplejší i studenější je lehčí<br />• zvláště výrazně lehčí je po přechodu do tuhého skupenství = led<br />• výsledkem je 1)rozvrstvení vodních mas podle jejich teploty a 2) „zakrytí“ hladiny zamrzajících vodních ploch ledem<br /><span style="font-weight: bold;"><br />Jezera</span><br />široké rozmezí od pelagických až po mokřadní ekosystémy<br /><br />hluboká jezera –ve středu strukturou podobná mořským ekosystémům, litorál (pobřeží) podobné mokřadům<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Stratifikace stojatých vod :</span><br />• teplotní rozvrstvení stojatých vod má za následek i rozvrstvení dalších vlastností vody<br />• stratifikace je narušována činností větru<br />• v podmínkách odpovídajících mírnému pásu trvá jen po dobu vývoje teplot jedním směrem = letní a zimní měsíce<br />• dvakrát do roka dojde k cirkulaci<br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYRu-D4YRUy3WRTkBX906z1k-nlTE6rxFwdJwOZpP1xzkB5ox6wUdMbtnKwU8zGXLPr_qVN3FwhXtIwhLMwiKGxlN-qaOV9h86Tn6LHE4AhsaOXIcK2gvFpaCfPB14MQufKHeng-H2wJXK/s1600/12.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 389px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYRu-D4YRUy3WRTkBX906z1k-nlTE6rxFwdJwOZpP1xzkB5ox6wUdMbtnKwU8zGXLPr_qVN3FwhXtIwhLMwiKGxlN-qaOV9h86Tn6LHE4AhsaOXIcK2gvFpaCfPB14MQufKHeng-H2wJXK/s400/12.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630380033883514946" border="0" /></a><br /><span style="font-weight: bold;">• Epilimnion :</span> horní prohřátá a větrem promíchávaná vrstva, na jaře zpočátku slabá, postupně se prohlubuje<br /><span style="font-weight: bold;">• Metalimnion :</span> vrstva s rychlým poklesem teploty, v něm rozhraní s největší změnou teploty = skočná vrstva, termoklina<br /><span style="font-weight: bold;">• Hypolimnion : </span>hlubinné vody, s teplotou i v létě jen o málo vyšší než při promíchání<br /><span style="font-weight: bold;"><br />• Sezónní vývoj :</span><br />- jarní cirkulace obvykle po kratší dobu, u hladiny se rychle vytváří slabé epilimnion a postupně se prohlubuje zvětšuje se také teplotní rozdíl na termoklině<br />- na konci léta (chladné noci) začíná dlouhá podzimní cirkulace – trvá řadu měsíců, postupně zasáhne celý sloupec (při teplotách od asi 18 – 16 °C) a teplota klesá až po 4 °C<br />- za mrazů může hladina zamrznout, u dna stále mohou být 4 °C<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Stratifikace dalších faktorů :</span> <span style="font-weight: bold;">světlo</span><br />Světlo do vody proniká jen omezeně, a to různé vlnové délky různě<br />- zákon Lambert-Beerův<br />Nejvíce se absorbuje červené (ještě více infračervené), nejméně zelené …<br />- vrstva 1 m vody absorbuje 65% červeného a jen 1% zeleného světla<br /><span style="font-weight: bold;">• eufotická vrstva</span> – překrývá se s epilimnionem, je zde sít primární produkce,vyšší fotosyntéza než respirace<br /><span style="font-weight: bold;">• kompenzační bod</span> = bod kdy se fotosyntéza a respirace vyrovnává = CO2 vyrobené a spotřebované je stejné<br /><span style="font-weight: bold;">• afotická vrstva</span> – vrstva kde již respirace převládá na fotosyntézou<br /><br />Světlo je podmínkou života zelených organismů – ve stojatých vodách zejména jednobuněčné řasy (stovky druhů) a sinice (cyanobakterie)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Stratifikace dalších faktorů : kyslík</span><br />• Rozpuštěný plynný kyslík :<br />- organismy potřebují k dýchání, do vody se dostává jednak difusí přes hladinu, jednak je dodáván rostlinami při fotosynthese<br />- obojí se děje v horní vrstvě, proto u vod s dostatečným rozvojem autotrofů vždy více kyslíku u hladiny<br />- naopak v hypolimniu rozkladné procesy<br /><br />• Protichůdné závislosti respirace a rozpustnosti plynného kyslíku na teplotě :<br />- respirace organismů roste s rostoucí teplotou, rozpustnost plynného kyslíku ve vodě klesá s rostoucí teplotou:<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjrsmBMIvHm1gOEULFTF97OY9buYl-qLNIQgJw-z5UiO5FXclxGWW8Q-i9Dl0vrpUNM1AvV3UxuY_2-vCPCSDROyuiLBbO4vF9syXlnenxYpz2gnHdnqsUA19XwIj2P1wzimig9-Pf5who7/s1600/12.1.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 317px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjrsmBMIvHm1gOEULFTF97OY9buYl-qLNIQgJw-z5UiO5FXclxGWW8Q-i9Dl0vrpUNM1AvV3UxuY_2-vCPCSDROyuiLBbO4vF9syXlnenxYpz2gnHdnqsUA19XwIj2P1wzimig9-Pf5who7/s400/12.1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630381647956153122" border="0" /></a><br /> <span style="font-weight: bold;">Stratifikace dalších faktorů : pH</span><br />• Koncentrace vodíkových iontů je složitým výsledkem rovnováhy jednotlivých forem hlavního určujícího činitele, oxidu uhličitého:<br />ve vodě buď jako rozpuštěný oxid uhličitý (nedisociovaná kyselina) nebo jako hydrogenuhličitanový či normální uhličitanový iont<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiV9AkW7P6GrmmcQO9QICYPQnEBZmtaqlA5-DGs6GK9e6Z_EnB45EQalBSrncWU99ZbYrxGmPqIB2YCIBnCUS7Vyv9tr_UNdEhqe-VeQtBjnVrQyKmEnqKYhsaaQVvPbQtc6IEPjf4yRIRD/s1600/12.2.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 254px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiV9AkW7P6GrmmcQO9QICYPQnEBZmtaqlA5-DGs6GK9e6Z_EnB45EQalBSrncWU99ZbYrxGmPqIB2YCIBnCUS7Vyv9tr_UNdEhqe-VeQtBjnVrQyKmEnqKYhsaaQVvPbQtc6IEPjf4yRIRD/s400/12.2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630382157080566242" border="0" /></a><br /><span style="font-weight: bold;">Další faktory : oxid uhličitý</span><br />• Oxid uhličitý je zdrojem uhlíku pro autotrofní organismy<br />• Ve vodě je dobře rozpustný, ale za vysokého pH je pro autotrofy nedostupný<br />• Zatímco v terrestrických biotopech oxid uhličitý není limitujícím faktorem primární produkce, ve vodě je o něj kompetice a za vysokého pH nouze<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Další faktory : sloučeniny dusíku</span><br />• Jsou dobře rozpustné a v různých vodách v různém množství, zejména jako:<br />- dusičnany<br />- amonný iont (ten za vysokého pH přejde na toxický amoniak !)<br />Obě formy pro autotrofy přijatelné, řasy většinou preferují amonný iont.<br />U nás dnes vysoký přísun z povodí do vod.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Další faktory : sloučeniny fosforu</span><br />• Ve vnitrozemských vodách pro autotrofy většinou limitující faktor jejich rozvoje<br />• Rozpustnost fosforečnanů závisí na kationtech – u některých kationtů (Fe, Mn, Al) na stupni oxidace<br />• Výsledkem je závislost vnitřního koloběhu P v jezeře na kyslíkových poměrech u dna – ty jsou zase výsledkem množství živin<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqn5v9hyphenhyphenJN4PrOpeiDogrt1-7BkeARcr5f9VEoWrXQUoneb3qaIHso-GM9oz-A22ZMxof5QFHBi_254AlgO9RgYZy3iYAv1-CDVRqFZ2o1BAmf6Q3UXGwoVFmM8jXOaiLzrT5JD8YUg0Uk/s1600/12.3.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 230px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqn5v9hyphenhyphenJN4PrOpeiDogrt1-7BkeARcr5f9VEoWrXQUoneb3qaIHso-GM9oz-A22ZMxof5QFHBi_254AlgO9RgYZy3iYAv1-CDVRqFZ2o1BAmf6Q3UXGwoVFmM8jXOaiLzrT5JD8YUg0Uk/s400/12.3.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630382637403474514" border="0" /></a><br /><span style="font-weight: bold;"> Primární producenti stojatých vod: </span><br />• Ve volné vodě (limnetická zóna jezer) jsou to převážně jednobuněčné řasy (málo s několikabuněčnými cenobii) nebo sinice (Cyanobacterie) s koloniemi tvaru vláken z desítek až stovek buněk - fytoplankton<br />• Na jaře obvykle rychlý rozvoj několika málo druhů – zelené řasy, rozsivky nebo často kryptomonády<br />- pastva pro rozvoj herbivorů<br />• Pak obvykle výrazné vymizení autotrofů = „období čiré vody“ – sežráním nebo oddělením od živin v hlubinách stratifikací<br />• V létě sinice nebo jiné druhy řas<br /><br />• V mělčích vodách kořenující ponořené cévnaté rostliny – zcela ponořené nebo vzplývavé<br />• Poblíž břehu kořenující emergentní (z vody vynořené) rostliny – „tvrdá“ vegetace až mokřadní plochy zarostlé bažinnými druhy<br />• Konsumovatelnost pro herbivory omezená<br />• Různá doba potřebná k vyprodukování rostlinné hmoty:<br />- u jednobuněčných řas malý počet dní, proto i malá jejich biomasa vytvoří za rok produkci v několika desítkách cyklů – a tedy většinu vyprodukované biomasy<br />-cévnaté rostliny většinou jedenkrát za celou sezónu<br /><br />• dle původu – tektonická (izolace, hluboká, endemiti = izolovaná), říčního původu (mělká, periodické spojení s řekou), ledovcová (většinou propojena říčkami)<br />• hluboká v pelagiálu podobná mořím, mokřady jako litorál a pořeží<br />• více než 1,000 druhů, čili >10% celosvětového počtu druhů sladkovodních ryb, vzniklo ve dvou afrických jezerech, Viktoriině a Malawi, během posledního milionu let - převážně cichlidy<br />• cichlidy vyvinuly různé způsoby obživy, včetně seškrabování řasových porostů z kamenů (rock scrapers), filtraci zooplanktonu, pojídání měkkýšů poté, co rozdrtily jejich schránku (mollusc-crushers), lov jiných ryb (piscivores) či členovců (arthropod-eaters), vykusování šupin (scale-eaters) nebo ukusování ploutví jiným rybám (fin-chopper) - každý způsob obživy vyžaduje jinou morfologii ústního ústrojí<br />• řízení NPP<br />• limitace P (10x víc N vs. oceán)<br />• vertikální míchání - spodní vody bohaté na rozp. anorg. C<br />• eutrofizace (splachy) - vyšší spotřeba O2 i vyšší dekompozice, gradient O2, za horka nebo zimy často anaerobní zony (biomasa řas, více detritu)<br />• fixace N – řízena dostatkem Fe a Mo (ten je ovlivněn koncentrací molybdenanu, rozuštěnou OH, redukčníma podmínkama a negativně ovlivněn koncentrací síranu),nízký N/P poměr u obíhajících živin a přítokem;<br />- negativní obvlivnění kyslíkem a rozpuštěným anorganickým dusíkem<br />• přeměny C a živin v pelagiálu jako v moři, v litorálu jako v mokřadu<br />• fotosyntéza spotřebovává CO2 z dekompozice, v mělku i z kořenůUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-77503757063742579442011-07-17T10:39:00.000-07:002011-07-18T02:41:23.950-07:003. Sladkovodní ekosystémy B)<span style="font-weight: bold;">Tekoucí vody</span><br /><br />• teorie říčního kontinua = podmínky se liší mezi horním, středním a dolním tokem<br />• horní tok – převládá respirace (zastínění okolní vegetací), hrubé pevné organické látky, převlávají filtrátoři a detritofágové, herbivoři (řasy), a predátoři v menším počtu, šířka toku začíná na asi 0,5 m<br />• střední tok – fotosyntéza převládá nad respirací, jemné částice OH, největší dyverzita, převládají filtrátoři a herbivoři (řasy), detritofágové a predátoři menší skupina, již cévnaté rostliny a bentos, kolem 10 m<br />• dolní tok – respirace převládá nad fotosyntézou (zákal), primární produkce limitována zákalem, filtrátoři (sedimentový) a v menšině (asi 8%) predátoři, fyto a zooplankton, hluboký sediment, více ryb<br /><br />• produktivita řek řízena interakcí s terestrickým ekosystémem (vstup destritu a přístup světla = rostliny)<br />- zdroje organické hmoty a E – primární producenti, hrubý opad, jemné částice, rozpuštěné org. látky : jejich podíl a důležitost závisí na tom kudy a jak rychle řeka teče<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Činnost řeky v říční nivě :</span><br />• Řeka vytváří v říční nivě změny polohy koryta – meandry, postupně oddělené tůně za povodně spojené s řekou.<br />• Překážka plynulého proudění odchýlí směr toku a vyvolá nesymetrické vymílání – výsledkem je vznik meandru.<br />• Po jeho protržení si řeka zkrátí cestu, meandr se oddělí jako slepé rameno.<br /><br />• hlavní primární producent periphyton (přisedlé řasy a cévnaté rost.), ne plankton (ten se v řece neudrží)<br />• od horního toku ke spodnímu vrůstá zastoupení mikrofágů a klesá detritofágů a herbivorů, dravci zůstávají na stejném zastoupení<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• Proudění v toku:</span><br /><span style="font-weight: bold;">1) laminární</span> – hladké bez víření, rovnoběžný plynulý pohyb částic<br /><span style="font-weight: bold;">2) turbulentní</span> – vířivý pohyb částic, vracející se částice<br /><br />• tok živin – koncept spirálního toku živin (živiny se v tomto ekosystému rychle točí<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Biologické procesy v toku:</span><br />• Dešťová voda přináší do toku soustavný přísun vyplavených živin a spláchnutých organických látek (nekromasy organismů) vytvořených v terrestrických biotopech povodí<br />• Vnesené organické látky jsou zapojovány do trofických řetězců a koloběhu látek v říčním kontinuu = proces samočištění : fyzikální, chemické i biologické děje<br />- oxidace<br />- činnost mikroorganismů (aerobní i anaerobní rozklad, mineralizace)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Adaptace k životu v proudu</span><br />• život v prostředí proudící vody vyžaduje adaptace organismů<br /><span style="font-weight: bold;">• rostliny:</span> řasy ve slizových povlacích, cévnaté r. kořenující a vzplývavé<br /><span style="font-weight: bold;">• živočichové:</span> v proudících úsecích buď schopni přichycení (ploché tělo, silné rozprostřené nohy, nebo příssavky) nebo vybaveni „zátěží“ v podobě schránky<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• Ryby:</span> tělo podle charakteru proudění<br />• v horních proudivých úsecích válcovité, protáhlé, schopné výkonného plavání<br />• v dolních úsecích tělo ploché, vysoké, plující pomalu<br />• v podélném profilu toku se mění druhové zastoupení ryb<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• Rybí pásma : </span><br />čtyři pásma od pramene k ústí podle spádu a šířky toku, podle hlavních druhů ryb<br />- pstruhové, lipanové, parmové, cejnové<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Splach látek z povodí</span><br />• závisí na charakteru povodí, zastoupení lesních porostů a zemědělských kultur, typu vegetace podél toku (trvalé luční porosty na březích zadržují splach)<br />• závisí na odtoku vody z povodí (průtoku v tocích)<br />• závisí na přísunu živin do povodí (množství průmyslových hnojiv)<br /><br /><br /><span style="font-weight: bold;">Mokřady</span><br />• periodicky zaplavované do hladiny cca 2 m<br />• přeměny C – hl. anaerobní alkoholy, aldehydy, ketony, sulfan, methan a vzduchu (aerenchym - metan) transportovaného rostlinou do kořenů, vliv rostlin na anaerobní procesy – methanogeneze (mokřady, skládky, bachor, všude podobná reakce - archaebakterie)<br /><br />CH3COOH ----> CO2 + CH4<br />CO2 + 4 H+ ----> CH4<br /><br />• přirozeným zdrojem methanu (sulfanu tam, kde místo C je S): severské mokřady (tussock-tundra), delty velkých řek (Ganga, Okavango)<br />• nepřirozeným zdrojem: rumiště, dobytek, rýžoviště, spalování biomasy, těžba uhlí a pohoných paliv, skládky, eutrofizace – emise sklen. plynů se zvýší, zadržování živin se sníží<br />• spotřeba: oxidací v půdě (metanotrofové pH>4), s OH radikály v atm. (90%), ve stratosféře<br />• industriálem se konc. zdvojnásobila, 3. nejčastější sklen. plyn, účinnější, než CO2, v atmosféře retence 9 let<br />• hydrát methanu –<br />- Krystalická pevná látka tvořená molekulami metanu, které jsou obklopeny molekulami vody<br />- Stabilní díky působení tlaku a teploty, ale o kontrola stability a tvorby – málo poznatků<br />- Globálně – v hydrátech metanu může být vázáno 2x více C než v dosud využívaných zásobách paliv<br />- Uvolňování těchto zdrojů – souvislost s kolísáním klimatu v historii Země<br />- využití jako zdroje E???<br />- oblast kumulace – hlubinné oblasti podél pobřeží (hluboká vnitřní moře a jezera, pobřeí kontinentl, aktivní tektonická pásma), kontinenty v polárních oblastech<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• antropogenní zdroje:</span><br />- Ropa a zemní plyn: pumpování plynu při průzkumu, čištění vybavení, netěsnosti potrubí<br />- Těžba uhlí:<br />- Pevné odpady: anaerobní rozklad na skládkách<br />- Pěstování rýže a dobytka<br />- Lesní požáry: přímé emise ze spalování ale i redukce rozlohy lesních půdUnknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-65535190215199970012011-07-14T13:09:00.000-07:002011-07-18T02:41:43.384-07:004. Koloběh uhlíku• Dostupnost živin = hlavním limitním faktorem produktivity terestrických ekosystémů<br />• Příjem živin rostlinami - řízen zásobou dostupných živin v půdě<br />- difúzí (hlavní faktor řídící transport)<br />- tokem (bohaté půdy, mikroprvky)<br />- aktivním příjmem<br />• Pouze živiny v přímém kontaktu s živými buňkami<br />• Schopnost rostlin zvyšovat kapacitu příjmu živin<br /><br />• Rostliny odpovídají na zvýšení dostupnosti živin hlavně zvýšením růstu a pouze málo zvýšením koncentrace.<br />• Poměr biomasy k množství N v opadu charakterizuje účinnost příjmu živin (čím vyšší, tím účinnější příjem).<br />• Rostliny jsou schopny vyrovnat se s novými podmínkami prostředí a změnit příjem živin během několika dní<br />• Re-alokace do kořenů v podmínkách limitace živinami jim umožňuje zvýšit růst kořenů a zvětšit jejich plochu<br />• Rostliny také zvyšují svou kapacitu přijímat živiny pomocí symbiotických asociací s mykorrhizními houbami a N2 fixujícími bakteriemi<br />• Dále mohou regulovat příjem tím, že mění kinetiku příjmu a maximalizují příjem nejvíce limitující živiny<br />• Existuje „trade off“ mezi maximálním investováním živin do nového růstu (rostoucí orgány obsahují hodně živin na jednotku biomasy) a efektivností, s jakou jsou živiny použity k tvorbě biomasy<br />• Rostliny produkují biomasu nejefektivněji ( tzn. tvoří nejvíce biomasy na jednotku spotřebované živiny) v podmínkách limitace živinami<br />• Účinnost příjmu živin (NUE= nutrient use efficiency=poměr živin k biomase v opadu) je maximalizována prodloužením života tkáně – tedy snížením ztrát<br />• Stárnutí je hlavním mechanismem ztrát živin a rostlina ho redukuje re-alokací – tak rostlina znovu využívá okolo 50% N, P a K<br />• Okolo 15% ročního vstupu živin do rostlin se do koloběhu vrací vymýváním z nadzemních částí nebo prostřednictvím herbivorů<br />• K velkým ztrátám živin dochází i po jakékoliv disturbanci (=narušení) ekosystému – odlesnění a zpětné zalesnění<br />čistá primární produkce = hrubá primální produkce – rostlinná respirace<br />NNP = GPP - Rrostl<br />čistá produkce ekosystému<br />NEP se přibližně rovná GPP – (Rrostl + Rheterotr + Fdisturb + Floužení)<br /><br /><strong>ekologická stechiometrie</strong> – organismy mají různé požadavky na živiny (podle složení jejich biomasy)<br />příklad pro N:<br />rostliny: C/N poměr – vysoká variabilita (listy 15-50, kořeny 20-120)<br />živočichové : homeostatičtí (C/N 6-10)<br />mikroby: variabilita ovlivněna složením společenstva (C/N bakterie 4-8, houby 12-15)<br /><br />všechny biogeochemické cykly ovlivněny lidskou aktivitou: nejvíce fosfor (400%), síra (113%), dusík (108%), uhlík (13%) a nejvíce ovlivnění došlo v sedimentech (200%)<br /><strong>- tři formy:</strong> amorfní, grafit, diamant, fullereny (umělé)<br />- izotopy 10C-16C<br /><strong>Krátkodobý cyklus:</strong> v časovém rozmezí 1000 let (fotosyntéza, respirace, pohyb CO2 na rozhraní atmosféra – oceán)<br /><strong>Dlouhodobý cyklus:</strong> přeměna C na uhličitany, uhlí, stabilizovanou půdní organickou hmotu, uvolňování zvětráváním hornin, dekompozicí, lidskou činností, od tisíců do miliónů let.<br /><br />- ovlivňuje celý suchozemský ekosystém kde je limitující živina → ovlivňuje čistou primární produkci i čistou primární produkci ekosystému<br /><br /><strong>hrubá primární produkce (GPP)<br /></strong>- vstup uhlíku = procesy fotosyntézy<br />- čistá fotosyntéza – čistý zisk C měřený na úrovni listu (účinnost využití světla u C3 asi 6%, u C4 asi 8%)<br />- využití světla = kvantové množství světla využité k fixaci jednotkového množství C<br />- stomata (=průduchy): dovnitř CO2, ven H2O a O2, uvnitř listu Rubisco a karboxylační enzimy<br />- regulace transpirace a vstupu CO2 – otevírání a zavírání průduchů (trade-off mezi ztrátou vody a spotřebou CO2)<br /><strong></strong><br /><strong>- vliv abiotických faktorů na fotosyntézu:<br />-intenzita světla:<br /></strong>- změna aktivity chloroplastů a stomatální konduktance (=vodivosti)<br />- vysoká osvětlenost – otevření průduchů, nízká uzavření ⇒ udržování konstantní úrovně CO2 uvnitř listu<br />- využitelnost světla podobná u všech rostlin –mezi 6 a 8 %, pokud není limitace vodou, živinami nebo polutanty<br />- Z hlediska dnů a let a na úrovni porostu – aklimace rostlin (vlastnosti listů), adaptace (vlastnosti listů, světlomilné x stínomilné rostliny)-úhel listů<br />- osvětlené listy jsou silnější a mají méně chlorofilu než zastíněné<br />= fixace C různými ekosystémy (GPP) je jen málo ovlivněna dostupností světla<br />-vliv vody na vstup uhlíku – dostatek vody = do listu vstupuje dostatek CO2, nedostatek vody = nedostatek CO2<br /><strong>-LAI (=leaf area index):</strong> v porostu může být jen určitá maximální plocha listu na jednotku plochy (LAI) a ta je dána intezitou ozáření<br />- klíčový parametr ovlivňující procesy v ekosystému, protože významně ovlivňuje schopnost porostu fixovat C<br />- ovlivňuje také přenos energie, hydrologický cyklus a cykly ostatních živin<br /><strong>vliv teploty</strong><br />- přestože je fotosyntéza citlivá na krátkodobé změny teploty, vlastnosti listů minimalizují rozdíly v teplotě listů mezi ekosystémy<br />= teplotní odpověď fotosyntézy je mezi ekosystémy podobná<br />- hlavní faktory ovlivňující GPP ekosystému<br /><strong>• dlouhodobý vliv:</strong> biota, čas, matečná hornina, podnebí<br /><strong>• krátkodobý vliv:</strong> listová plocha, dusík, délka sezóny, teploty, světlo, CO2<br />• interakce mezi dlouhodobým a krátkodobým vlivem: funkční typy rostlin, kvalita půd<br />- GPP = Σ fotosyntézy všech listů v ekosystému integrovaná na plochu (m2) a čas (rok)<br /><br /><strong>Čistá primární produkce (NPP):</strong> NPP = GPP – respirace rostlin (=autotrofní respirace)<br />Respirace rostlin – tvoří relativně konstantní podíl GPP (úroveň ekosystému)<br />• dělí se na nadzemní (nadzemní část rostlin, mechy, řasy, lišejníky) a podzemní produkci (kořeny rostlin a rhizodepodie = odumřelé kořenové vlásky, organické kyseliny, AMK, sacharidy, slizové látky)<br />• fyziologická kontrola NPP<br />- krátkodobá (hodiny, dny): světlo a dostupnost vody = změny rychlosti fotosyntézy<br />- dlouhodobá (týdny, měsíce): dostupnost vody, živin a O2 v půdě → produkce hormonů → redukce rychlosti růstu → snížení potřeby C a živin → redukce LAI a fotosyntetické kapacity → redukce rychlosti růstu (opět)<br />• kontrola prostředím<br />- podnebí teplota, dostupnost vody a živin: louky a pouště (limitace hlavně vodou), tundra a boreální les (hlavně limitace dostupnosti živin a dusíkem)<br /><br /><strong>Čistá produkce ekosystému</strong> (NEP) NEP = GPP – respirace rostlin – restirace půdy<br />- tok C v suchozemském ekosystému<br />- příjem C: fotosyntéza 50 % (GPP), biomasa asi 45% (NPP), opad a půdní organická hmota < 4% (NEP), humus a „černý“ C <1% - ztráty C: respirace rostlin 50%, respirace půdy asi 48%, epizodické disturbance (=oheň, vykácení, zemědělské obhospodařování) - obojí je čím víc procent tím rychlejší je to proces - zásoba C v suchozemských ekosystémech: atmosféra ↔ (tam -> fotosyntéza, zpět <- autotrofní respirace) biomasa -> opad -> půda -> půdní respirace (CO2) -> opět atmosféra<br />- z půdy vedou výstupy: nerozložené zbytky, mikrobní biomasa, mikrobní metabolity<br />- nejvíce půda téměř stejný jako součet atmosféra a biomasa<br />- C zdroje -> konzumace potravy -> buňka -> vylučování -> minerální látky<br />-> vylučování -> organické meziprodukty, exkrementy<br />-> respirace -> CO2<br />- heterotrofní respirace se zvyšuje úměrně se zvyšující se dekompozicí (vše až na respiraci je dekompozice) a dále se zvyšuje s NPP<br />- celková půdní respirace = autotrofní (kořeny) + heterotrofní (organismy)<br />- heterotrofní respirace půdy 40-60%<br />- organická hmota v půdě -> minerální podíl 94%, organická hmota 6%<br />-> organická hmota 6% = mrtvá organická hmota 84% (humus a nerozložené zbytky), kořeny 9%, organismy a dekompozitoři 7%<br />-> organismy a dekompozitoři 7% = bakterie včetně aktinomycet 45%, houby 25%, mikro-, mezo-, makro- a megafauna 26%<br />- bakterie včetně aktinomycet a houby zodpovídají za transformaci více než 95% veškeré org. hmoty v půdě<br />- průměrná doba zdržení celkového zásobníku C v půdě je 250 - 940 let<br />- Všichni heterotrofové nezávisle na velikosti či objemu se podílejí na spotřebě organické hmoty a živin v ní vázaných. Část spotřebovaného materiálu využívají ke stavbě svého těla a část je spotřebována (spálena) v katabolických procesech a přeměněna na oxid uhličitý<br /><br /><strong>- hlavní faktory ovlivňující dekompozici na úrovni ekosystémů<br /></strong>- dlouhodobá kontrola: biota, čas, mateční hornina, klima<br />- střednědobá kontrola (interaktivní a nepřímá): zdroje půdy, funkční typy rostlin, NPP<br />- krátkodobá kontrola (přímá): kvalita uhlíku a drobných zbytků, drobné zbytky C/N, teplota vody, kyslík<br /><br /><strong>- popis rychlosti dekompozice:<br /></strong>k = roční opad / celkové množství opadu k=rychlostní konstanta<br /><br /><strong>Prostorové rozložení dekompozice:<br /></strong>Většina C, N a P v povrchových vrstvách, s největším:<br />•prokořeněním<br />•vstupem organické hmoty<br />•osídlením organismy<br /><br />- nejrychlejší v povrchových vrstvách<br />- nejrychlejší v tropických deštných lesích, temperátní jehličnaté lesy mají limitaci teplotou a temperátní listnaté lesy mají limitaci teplotou a kvalitou opadu<br />- čím vyšší poměr obsahu ligninu k obsahu N, tím pomalejší rozklad<br />- srážky mají zvyšující vliv na dekompozici, ale pouze pokud nezačne převyšovat evapotranspirace nad srážkami<br /><br /><strong>- chemické a fyzikální změny organické hmoty během dekompozice:<br />1. biologický rozklad organických molekul<br /></strong>velikost: velká……………………….……………….malá<br />chemické vlastnosti: chemicky labilní………………chemicky stabilní<br />dekompozitoři: mikrofauna, mikro- a mezofauna, bakterie, houby<br /><br /><strong>2. Stabilizace<br /></strong>- sorpce/fyzikální ochrana<br />- agregace (=shlukování)<br />- chemické změny<br />- spalování<br /><br /><br /><strong>Zásobníky<br /></strong>• největším zásobníkem oceány, pak atm.<br />• půda, resp. horniny jako vápence a dolomity<br />• OH tvoří mobilní rozpustné látky a nemobilní pevně vázaná OH, dělení na nehumátové x huminové složky<br />• atm. nejmenší a nejdynamičtější zásobník, vliv na podnebí<br />• pohyb mezi 3 hlavními zásobníky – oceánem, pevninou a atmosférou<br /><br /><strong>Vstup<br /></strong>• v povodí opad - fragmentace (větší bezobratlí) a dekompozice<br />• autochtonní primární produkce<br />• allochtonní využití rozpuštěné org. hmoty (jiné potr. dráhy, než autochtonní p. p.)<br />• antropogenní zdroje: spalovací procesy (fosilní), emise z těžby a úpravy paliv (methan), zemědělství a chov dobytka (methan) + vypalování + nakládání s odpady, průmyslové procesy (pálení vápna, odsiřování, výroba kys. dusičné), skládkování a čištění odpadních vod, spalování odpadu<br /><br /><strong>Přeměny<br /></strong>• dekompozice POH – nové užití, vyplavení<br />• mineralizace<br />• fermentace – anaerobní, jiný akceptor el. než kyslík, produkty nižší mastné kyseliny, alkohol, enterická fermentace (skot, velbloudi …)<br />• fotosyntéza – propad CO2<br />• geologické procesy – ukládání uhlí, ropy, vápence...<br /><br /><strong>Výstup<br /></strong>• v narušených povodích stoupá odnos C a také stoupá s vyšším průtokem, roste s vyšší produktivitou ekosystému<br />• vyplavování rozpuštěné OH z půdních profilů<br />• sorpce na hydratované oxidy Fe a Al<br />• sedimentace - ukládání<br />• budování vápenatých schránek<br />• respirace – emise CO2<br />• metanogeneze – zatopená území<br />CO2+8H -> CH4+2H2O<br />CH3COOH -> CH4+CO2, CH3COOH + 4 H2 CH4 + 2 H2O, dráha závisí na substrátu, vliv teploty, inhibice v přítomnosti oxidované sloučeniny nebo amoniaku. Oxidace methanu bio (90 % methanu) a chemicky (OH- radikály). Termiti – produkce methanu významná<br />Celulóza cukry mastné kyseliny, alkoholy CO2, H2 metan<br />• sopečná činnost – uvolňování CO a CO2<br />• fyzikální procesy jako je spalování, oxidace methanu v atmosféře<br />• mineralizace C po zrušení vegetačního krytu při přeměně půdy na zemědělskou<br /><br /><br />- rozdíl oligotrofního (nízká biomasa, rychlý obrat) a eutrofního systému (vysoká sedimentace, ukládání) a dystrofního (hl. huminy, anaerobní prostředí, hl. jezera apod.)<br /><br /><br /><strong>Skleníkový plyn<br /></strong>• pohlcuje dlouhovlnné záření<br />• pomocí jeho ohřevného potenciálu měřen potenciál ostatních sklen. plynů (oxid uhličitý 1, methan 21, oxid dusný 310)<br /><br />• vliv člověka na toky uhlíku: zvýšený tok z uložených zemních zásob, spalování fosilních paliv, zemědělské změny toků, vyšší příjem oceány, změna krátkodobých cyklů, odlesnění<br />• v bilanci chybí 2 Gt C ručně<br /><br /><br />Propojení s dalšími cykly (hl. mikrobiální, v sedimentech)<br />• respirace kyslíku (s O)<br />• denitrifikace (s N)<br />• redukce sulfátů (s S)<br />• methanogeneze, fotosyntéza (s H)<br /><br /><strong>Anorganický uhlík ve vodách<br /></strong>• vstup CO2, pokles pH -> odstranění fotosyntézou, vzestup pH<br />• H2CO3 rozklad<br />• s Ca -> CaCO3<br />• zvětrávání, rozpouštění vápenců a biogenní dekalcifikace (povlaky na listech...)<br /><br /><strong>koloběh v pobřežních vodách oceánu<br /></strong>• přítok řekou (rozpuštěný a partikulovaný)<br />• export dále do oceánu -><br />• sedimentace organické hmoty ↓<br />• vertikální míchání ↑<br />• vzestupné proudy ↑Unknownnoreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-12296705562297798782011-07-14T13:03:00.000-07:002011-07-18T02:41:58.288-07:005. Koloběh dusíku• Dostupnost živin = hlavním limitním faktorem produktivity terestrických ekosystémů<br />• Příjem živin rostlinami - řízen zásobou dostupných živin v půdě<br />- difúzí (hlavní faktor řídící transport)<br />- tokem (bohaté půdy, mikroprvky)<br />- aktivním příjmem<br />• Pouze živiny v přímém kontaktu s živými buňkami<br />• Schopnost rostlin zvyšovat kapacitu příjmu živin<br /><br />• Rostliny odpovídají na zvýšení dostupnosti živin hlavně zvýšením růstu a pouze málo zvýšením koncentrace.<br />• Poměr biomasy k množství N v opadu charakterizuje účinnost příjmu živin (čím vyšší, tím účinnější příjem).<br />• Rostliny jsou schopny vyrovnat se s novými podmínkami prostředí a změnit příjem živin během několika dní<br />• Re-alokace do kořenů v podmínkách limitace živinami jim umožňuje zvýšit růst kořenů a zvětšit jejich plochu<br />• Rostliny také zvyšují svou kapacitu přijímat živiny pomocí symbiotických asociací s mykorrhizními houbami a N2 fixujícími bakteriemi<br />• Dále mohou regulovat příjem tím, že mění kinetiku příjmu a maximalizují příjem nejvíce limitující živiny<br />• Existuje <strong>„trade off“</strong> mezi maximálním investováním živin do nového růstu (rostoucí orgány obsahují hodně živin na jednotku biomasy) a efektivností, s jakou jsou živiny použity k tvorbě biomasy<br />• Rostliny produkují biomasu nejefektivněji ( tzn. tvoří nejvíce biomasy na jednotku spotřebované živiny) v podmínkách limitace živinami<br />• Účinnost příjmu živin (NUE= nutrient use efficiency=poměr živin k biomase v opadu) je maximalizována prodloužením života tkáně – tedy snížením ztrát<br />• Stárnutí je hlavním mechanismem ztrát živin a rostlina ho redukuje re-alokací – tak rostlina znovu využívá okolo 50% N, P a K<br />• Okolo 15% ročního vstupu živin do rostlin se do koloběhu vrací vymýváním z nadzemních částí nebo prostřednictvím herbivorů<br />• K velkým ztrátám živin dochází i po jakékoliv disturbanci (=narušení) ekosystému – odlesnění a zpětné zalesnění<br />čistá primární produkce = hrubá primální produkce – rostlinná respirace<br />NNP = GPP - Rrostl<br />čistá produkce ekosystému<br />NEP se přibližně rovná GPP – (Rrostl + Rheterotr + Fdisturb + Floužení)<br /><br /><strong>ekologická stechiometrie</strong> – organismy mají různé požadavky na živiny (podle složení jejich biomasy)<br />příklad pro N:<br /><strong>rostliny:</strong> C/N poměr – vysoká variabilita (listy 15-50, kořeny 20-120)<br /><strong>živočichové :</strong> homeostatičtí (C/N 6-10)<br /><strong>mikroby:</strong> variabilita ovlivněna složením společenstva (C/N bakterie 4-8, houby 12-15)<br /><br />všechny biogeochemické cykly ovlivněny lidskou aktivitou: nejvíce fosfor (400%), síra (113%), dusík (108%), uhlík (13%) a nejvíce ovlivnění došlo v sedimentech (200%)<br /><strong>Zásobníky<br /></strong>• atmosféra – 78% N2<br />• organismy – bílkoviny, nukleové kyseliny<br />• půda – dusičnany, dusitany, amoniak<br /><br /><strong>Vstup<br /></strong>• limitující živina<br />• příjem organismy – dusičnanové, dusitanové, amonné ionty; bílkoviny a NK<br />• vzdušný dusík – pevná trojná vazba – nutno přeměnit<br /><br /><strong>Přeměny<br /></strong>• hlavně činností organismů<br />• fixace vzdušného N2<br />-N2 -> NH3 (amoniak)<br />-depozice suché (NH4+, NO3-) či mokré (NOx)<br />-při bouřkách dusičnany do deště (málo)<br />-elektrické výboje a fotooxidace v atmosféře - N2 na dusičnany<br />-biologická – fixátoři dusíku – některé bakterie, sinice, houby; enzym nitrogenáza<br /><strong>symbiotičtí fixátoři dusíku</strong> – hlízkovité bakterie (Rhizobium), kořenové bakterie Rhizobium vázané na kořeny bobovitých<br /><strong>volně žijící fixátoři dusíku</strong> – vodní, půdní bakterie, sinice (Anabena, Nostoc)<br /><strong></strong><br /><strong>• nitrifikace<br /></strong>-NH3 -> NO2- -> NO3- (amoniak -> dusitany -> dusičnany)<br />-dusičnany dostupné pro rostliny<br /><strong></strong><br /><strong>• denitrifikace<br /></strong>-NO3- -> N2<br />-některé bakterie při nedostatku kyslíku používají dusičnany jako zdroj kyslíku<br /><br /><strong>Výstup<br /></strong>• exkrementy, mrtvá těla<br />• rozkladači – mineralizace – amonifikace, denitrifikace<br />• denitrifikace – N2 zpět do atm.<br />• lesní požáry, eroze, loužení do půdy<br /><br /><strong>mineralizace<br />• klasický pohled:<br /></strong>půdní organická hmota → mikroby ⇄ NH4+ → NO3- (obojí může jít hned k roslinám)<br />(tam=mineralizace, zpět=imobilizace)<br />- mineralizace reguluje celý N cyklus<br />• nové paradigma (=souhrn základních domněnek, předpokladů, představ dané skupiny vědců):<br />půdní organická hmota → monomery → mikroby ⇄ NH4+ → NO3- (obojí může hned k roslinám) (od mikrobů) (tam=mineralizace, zpět=imobilizace)<br />• hlavní faktory ovlivňující mineralizaci (=amonifikaci)<br />- dlouhodobá kontrola: biota, čas, materiál k mineralizaci, klima<br />- střednědobá kontrola (interaktivní a nepřímá): zdroje půdy, funkční typy rostlin, kvalita uhlíku, příjem rozpuštěného organického N rostlinou (-)<br />- krátkodobá kontrola (přímá): rozpuštěný organický N, mikrobiální C/N (-), teplota vody<br /><br /><strong>nitrifikace<br /></strong>• hlavní faktory ovlivňující nitrifikaci<br />- dlouhodobá kontrola: biota, čas, materiál k mineralizaci, klima<br />- střednědobá kontrola (interaktivní a nepřímá): zdroje půdy, funkční typy rostlin, příjem NH4+ rostlinou (-), kvalita uhlíku, teplota vody (-), kořeny/ mikrobiální respirace (-), půdní textura<br />- krátkodobá kontrola (přímá): koncentrace NH4+, koncentrace kyslíku<br /><br /><strong>denitrifikace<br /></strong>• hlavní faktory ovlivňující denitrifikaci<br />- dlouhodobá kontrola: biota, čas, materiál k mineralizaci, klima<br />- střednědobá kontrola (interaktivní a nepřímá): zdroje půdy, funkční typy rostlin, příjem NO3- rostlinou (-), kvalita uhlíku, teplota vody (-), kořeny/ mikrobiální respirace (-), půdní textura<br />- krátkodobá kontrola (přímá): koncentrace NO3-, koncentrace kyslíku (-)<br /><br />(-) - negativní kontrola<br /><br /><strong>Vliv člověka<br /></strong>• odlesnění – ztráty živin, vyplavování z ekosystému<br />• dusíkatá, hnojiva, splašky – eutrofizace, vyplavování živin, nárůst biomasy, nárůst denitrifikace (amoniak do atm.)<br />• emise NOx, jaderné výbuchy, letadla, rakety – kyselé deště, odbourávání ozonu ve stratosféře, nárůst ozonu v troposféře<br />• rozsah (nebezpečnost) vlivu závisí na speciaci:<br />- NH3 – atmosférický plyn, vysoce reaktivní, obvykle se vrací se srážkami jako NH4SO4<br />- NO – atmosférický plyn, vysoce reaktivní. Významná role v tvorbě troposférického ozónu<br />- N2O – atmoférický plyn, nepříliš reaktivní, ale významný skleníkový plyn a významná role v úbytku stratosférického ozónu<br /><strong></strong><br /><strong>• důsledky změn koloběhu N (NOx, NHx):<br /></strong>-kyselé srážky – acidifikace (NOx, NHx, SOx)<br />-změna kvality vod - eutrofizace (NOx, NHx, PO4)<br />-změna chemických reakcí v atmosféře<br />- ozón (Nox, VOC, CO2)<br />- aerosoly (NOx, NHx, SOx)<br />- skleníkový efekt (NOx, FCHC, Cl)<br /><br />= VOC (těkavý organický uhlík, FCHC (fluoro-chloro- hydrokarbony)<br /><br /><strong>N je také živina:<br /></strong>výroba hnojiv – Haberův proces<br />- Fritz Haber – Nobelova cena 1918<br /><br />3 CH4 + 6 H2O → 3 CO2 + 12 H2<br />4 N2 + 12 H2 → 8 NH3<br /><br />- vysoká teplota a tlak<br /><br /><strong>vliv N na fotosyntézu:<br /></strong>- většina N v listech je v karboxylačních enzymech (asi 25% Rubisco, 25% ostatní karboxylační E.)Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-6064375206658974552011-07-14T13:01:00.000-07:002011-07-18T02:42:14.402-07:006. Koloběh fosforu• Dostupnost živin = hlavním limitním faktorem produktivity terestrických ekosystémů<br />• Příjem živin rostlinami - řízen zásobou dostupných živin v půdě<br />- difúzí (hlavní faktor řídící transport)<br />- tokem (bohaté půdy, mikroprvky)<br />- aktivním příjmem<br />• Pouze živiny v přímém kontaktu s živými buňkami<br />• Schopnost rostlin zvyšovat kapacitu příjmu živin<br /><br />• Rostliny odpovídají na zvýšení dostupnosti živin hlavně zvýšením růstu a pouze málo zvýšením koncentrace.<br />• Poměr biomasy k množství N v opadu charakterizuje účinnost příjmu živin (čím vyšší, tím účinnější příjem).<br />• Rostliny jsou schopny vyrovnat se s novými podmínkami prostředí a změnit příjem živin během několika dní<br />• Re-alokace do kořenů v podmínkách limitace živinami jim umožňuje zvýšit růst kořenů a zvětšit jejich plochu<br />• Rostliny také zvyšují svou kapacitu přijímat živiny pomocí symbiotických asociací s mykorrhizními houbami a N2 fixujícími bakteriemi<br />• Dále mohou regulovat příjem tím, že mění kinetiku příjmu a maximalizují příjem nejvíce limitující živiny<br />• Existuje <strong>„trade off“</strong> mezi maximálním investováním živin do nového růstu (rostoucí orgány obsahují hodně živin na jednotku biomasy) a efektivností, s jakou jsou živiny použity k tvorbě biomasy<br />• Rostliny produkují biomasu nejefektivněji ( tzn. tvoří nejvíce biomasy na jednotku spotřebované živiny) v podmínkách limitace živinami<br />• Účinnost příjmu živin (NUE= nutrient use efficiency=poměr živin k biomase v opadu) je maximalizována prodloužením života tkáně – tedy snížením ztrát<br />• Stárnutí je hlavním mechanismem ztrát živin a rostlina ho redukuje re-alokací – tak rostlina znovu využívá okolo 50% N, P a K<br />• Okolo 15% ročního vstupu živin do rostlin se do koloběhu vrací vymýváním z nadzemních částí nebo prostřednictvím herbivorů<br />• K velkým ztrátám živin dochází i po jakékoliv disturbanci (=narušení) ekosystému – odlesnění a zpětné zalesnění<br />čistá primární produkce = hrubá primální produkce – rostlinná respirace<br />NNP = GPP - Rrostl<br />čistá produkce ekosystému<br />NEP se přibližně rovná GPP – (Rrostl + Rheterotr + Fdisturb + Floužení)<br /><br /><strong>ekologická stechiometrie</strong> – organismy mají různé požadavky na živiny (podle složení jejich biomasy)<br />příklad pro N:<br />rostliny: C/N poměr – vysoká variabilita (listy 15-50, kořeny 20-120)<br /><strong>živočichové :</strong> homeostatičtí (C/N 6-10)<br /><strong>mikroby:</strong> variabilita ovlivněna složením společenstva (C/N bakterie 4-8, houby 12-15)<br /><br />všechny biogeochemické cykly ovlivněny lidskou aktivitou: nejvíce fosfor (400%), síra (113%), dusík (108%), uhlík (13%) a nejvíce ovlivnění došlo v sedimentech (200%)<br />• hl. zásobník fosfátové horniny, litosféra a sedimenty<br /><br /><strong>vstup<br /></strong>• primární fosfátové minerály – apatit (CaPO4), zvětrávání (klima, stáří krajiny – tropy) - sekundární hydroxyapatit (CaPO4OH2) neboli orthofosforečnan -vazba na hydroxyoxidy, Al, Fe, Ca apod. (na oxidačním stavu –aeraci – závisí rozpustnost sloučenin s Fe)<br /><br /><strong>přeměny<br /></strong>• vazby s OH a tvorba rozpustných sloučenin<br />• závislost na pH<br />• vazba s C cyklem není tak úzká jako N, netřeba při uvolňování esterových vazeb bourat C skelet<br />• v mikroorg. přes 30 % org. P = ATP, fosfolipidy a nukleotidy a zásobní látky<br />• dostupnost P závisí na chem. reakcích, není přítomen v plynné formě, neúčastní se redoxních dějů<br />• extracelulární enzymy fosfatázy schopny uvolňovat P z orthofosforečnanů aj. do rozpustné formy<br />• přeměny organické: rostliny → půdní organická hmota → mikroby<br /><br /><strong>ve vodách<br /></strong>- rozpuštěný anorganický P (polyfosfáty) a organický P (estery fosfátu)<br />- partikulovaný P:<br />1) komplexy s anorganickými strukturami (jíly, hydroxidy Fe)<br />2) buněčné složky (DNA, fosfoproteiny, enzymy..)<br />výstup<br />• sedimentace<br />• imobilizace na org. hmotě či jílech či bio<br />• pevná vazba v půdě, odnos s erozí, ne vyplavením (leda s labilní OH)<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhi8qYnQII77mNKnL3P-rkFjW0ZDQjr6n3D2aMuwXWQMUJksZx3YrLJ_MUOvGFDBA_dKxRtiMGCH_IHIp2e9DitGivz_NUJ7Uvfb-UJr9jrabss-FMF6ABNmuv-YavjC1By-mjEqyHaxCgy/s1600/fosfor.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 236px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhi8qYnQII77mNKnL3P-rkFjW0ZDQjr6n3D2aMuwXWQMUJksZx3YrLJ_MUOvGFDBA_dKxRtiMGCH_IHIp2e9DitGivz_NUJ7Uvfb-UJr9jrabss-FMF6ABNmuv-YavjC1By-mjEqyHaxCgy/s400/fosfor.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630389287276881394" border="0" /></a><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiI6EPKb5JASBgz9RP5L23RSXS3LC2GjtjR0eOcg6W2FCOBbKWsWmqj6YIWXfkzLRkDmpNHxFnvsjftep9-BYj0Esa0QVPBNpxoLQ-9TEVc6lDxClXA1hCAIQ-o2Y5ukJ9IpNytjfVyfbJI/s1600/fosfor1.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 315px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiI6EPKb5JASBgz9RP5L23RSXS3LC2GjtjR0eOcg6W2FCOBbKWsWmqj6YIWXfkzLRkDmpNHxFnvsjftep9-BYj0Esa0QVPBNpxoLQ-9TEVc6lDxClXA1hCAIQ-o2Y5ukJ9IpNytjfVyfbJI/s400/fosfor1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630389944025755026" border="0" /></a>Unknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-34075302563411073692011-07-14T12:59:00.000-07:002011-07-18T02:42:50.403-07:007. Tok a bilance energie<strong>bilance energie zemského povrchu:<br /></strong>čistá radiace = (krátkovlnné dopad – krátkovlnný odraz) + (dlouhovlnné dopad – dlouhovlnný odraz)<br />Rnet = (Kin – Kout) + (Lin – Lout)<br />R = čistá radiace<br />K = krátkovlnné záření<br />L = dlouhovlnné záření<br />in = vstupující<br />out = vystupující<br /><br />- ekosystémy nejsou pasivním příjemcem energie, ale zemský povrch mělí krátkovlnné i dlouhovlnné záření<br />- tropy – absorbované záření > vyzářené vzniká přebytek tepla<br />- polární oblasti – absorbované záření < vyzářené vzniká roční deficit tepla => tepelná nerovnováha mezi póly a rovníkem pohání atmosférickou a oceánickou cirkulaci<br />• vstupující slun. záření<br />• odraz od povrchu Země, mraků, atmosféry<br />• absorpce atmosférou, mraky, povrchem<br />• albedo = odražené/dopadající<br />• Země v dlouhodobé energetické rovnováze<br /><br /><strong>povrchová bilance krátkovlnného záření = UV<br /></strong>- 10-400 nm<br />• albedo (α) = Kout/Kin čím větší je albedo, tím větší je množství odraženého záření<br />• největší albedo suchá světlá půda, poušť, čerstvý sníh, nejmenší voda, tmavá a vlhká půda, jehličnatý les<br /><br /><strong>bilance dlouhovlnného záření = infračervené záření<br /></strong>> 700 nm<br />• závisí na rozdílu teplot povrch/atmosféra<br />• závisí na Stefan-Boltzmannovu zákonu F=σT4<br />F=vyzařování z objektu; T=teplota; σ = Stefan-Bolzmanova konstanta (5,67 x 10-8 J m-2 K-4<br />• povrchy s nízkým albedem (=absorbují hodně energie) jsou teplejší (emitují více dl. záření)<br />• asfalt nebo vypálená území absorbují hodně energie a tedy i emitují hodně dl. záření,<br />• lesy mají nízké albedo, ale jsou horké kvůli evaporaci<br /><br /><strong>rozdělení E v ekosystému (základní přeměny sluneční energie)<br /></strong>Rnet = A + Q + G + H + LE<br />Rnet = čistá radiace<br />H = pocitové teplo (ohřev prostředí)<br />LE = latentní teplo výparu (evapotranspirace)<br />G = teplo spotřebované k ohřevu povrchu Země<br /><br />A = fotosyntéza<br />Q = teplo potřebné pro ohřev vegetace<br />A a Q = zanedbatelné<br />- ve fotosyntéze se spotřebuje méně než 1% dopadajícího záření<br />- G malé v tropických a ekosystémech mírného pásu, ale vysoké v arktických a boreálních ekosystémech (závisí na tepelném gradientu půd a konduktivitě)<br />- posuzování osudu sluneční energie na Zemi – Bowenův poměr (β)<br />β = H/LE poměr mezi pocitovým a latentním teplem<br /><br />• funkční vegetace si může ovlivnit teplotu svého povrchu díky transpiraci, ale má-li nedostatek vody, dochází k vodnímu stresu a rostlinný povrch se přehřívá<br />• latentní odpařuje vodu, metabolické ukládá energii<br /><br />tok latentního tepla protojuje bilanci vody a energie zemského povrchu<br />• přes evaporaci přenáší do atmosféry převážnou většinu čisté radiace povrchu<br />povrch –> vodní pára => ochlazení povrchu<br />• přes kondenzaci vodní páry přenáší tepelnou energii z vodní páry do okolního vzduchu → ohřívá vzduchUnknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-27438382072888983722011-07-14T12:47:00.000-07:002011-07-18T02:43:05.539-07:008. Příčiny krátkodobých a dlouhodobých biogeochemických cyklů- dynamická rovnováha Země z hlediska krátkodobých i dlouhodobých (! karbonské uložení org. C) cyklů = steady state, ustálený stav<br /><br /><strong>dlouhodobé<br /></strong>• odchylky v oběžné dráze kolem Slunce - změny v radiaci - doby ledové (dlouhodobé výkyvy klimatu 5-10 tis. let)<br />• odchylky ve sklonu zemské osy<br />• interakce CO2 a litosféry – vztah křemičitanových a uhličitanových cyklů povrchu Země (100-200 mil.let)<br />• rozpouštění CO2 v povrch. vodách (HCO3-) -& do oceánů -usazeniny<br />• rozpuštění v dešťové vodě (H2CO3) --zvětrávání hornin --látky po zvětrávání do řek --oceány --CaCO3 usazeniny -subdukce (posun litosférických desek) --posun na povrch země (svrchní deska), posun do středu země a roztavení na magma (dolní deska)<br />• v metamorfoze hornin Ca reaguje a křemičitany a C uvolněn vulkanicky CO2 zpět do atm. -prim. horniny<br />• změny v konc. CO2 -změny v teplotě, globální oteplení/ochlazení (např. oteplení v třetihorním eocénu)<br />• existence života na Zemi tento cyklus neurychluje, ale může zvětšovat množství materiálu, který tímto cyklem prochází, tím, že se zvýší zvětrávání minerálů na souši a usazování uhličitanů na dně oceánů<br />• tomuto typu modelu se říká steady- state model = za normálních okolností se přeměňuje stálé množství látek a velikost zásobníků se v čase nemění (předpokládá se samoregulační systém, protože zvýšená vulkanická činnost musí vést ke zvýšenému zvětrávání, aby mohl být vytvořený CO2 odstraněn z atmosféry)<br />• periodické změny zastoupení bio forem C, např. v karbonu masivní ukládání v org. formě (300 mil. let zpět)<br />• pohyb kontinentů -změny hladiny a cirkulace oceánů (snížení hladiny - vymizení druhů mořských organismů)<br /><br /><strong><em>vlivy lidské činnosti<br /></em></strong>• rychlejší zvyšování konc. CO2<br />• eroze půdy -odnos do oceánů -akumulace sedimentů<br />• větrná eroze -větší odraz záření<br />• užití kovů ovlivnuje jejich cykly<br /><br /><strong>krátkodobé<br /></strong>• rotace Země kolem osy, střídání dne a noci, cirkadiální rytmus - měsíc stabilizuje sklon zemské osy vzhledem k oběžné dráze - změna o několik stupňů během geologického vývoje Země-příčinou klimatické zonality na Zemi a relativně konstantního obsahu atmosféry a podnebí na Zemi; slapové jevy = příliv a odliv)<br />• rotace Země kolem Slunce + vychýlení zemské osy - sezónost<br />• změny biosféry<br />• cirkadiální poměry fotosyntéza/respirace u rostlin<br />• na sev. pol. v letním období pravidelně klesá konc. CO2 imobilizací bio C v biomase rostlin a v zimě naopak<br /><br /><strong><em>časové měřítko<br /></em></strong>- okamžitý vliv (sekundy až dny) - Vliv deštěna vlhkost půdy, Vliv tání sněhu na vyplavování N do povrchových vod, Vliv světla na fotosyntézu<br />- sezónní vliv (měsíce) - Vliv sezóny na primární produkci, O co je nižší respirace půdy v zimě než v létě<br />- sukcese (měsíce až stovky let) – Obnova lesa po požáru<br />- migrace/invaze (rok až tisíciletí) - Do jaké míry je zásoba N v ekosystému ovlivněna migrací, Mechanismy přizpůsobení porostu k sezónnímu spásání<br />- evoluční historie (tisíciletí) - Vývoj archaeaa produkce nebo spotřeba metanu<br />- geologická historie (tisíciletí) - Co řídí střídánídob ledových a meziledových, Co reguluje dlouhodobý koloběh CUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-80960120595318188312011-07-14T12:42:00.000-07:002011-07-18T02:43:21.111-07:009. Rozvoj života na zemi a s tím související změny protředí• na počátku nebyl v atm. kyslík ale hlavní součást stmosféry CO2<br /><br /><strong>Složení prvotní atmosféry<br /></strong>- Převažovaly N2, CO2, H2O<br />- Málo redukovaných plynů (H2, CH4, NH3) z vulkanické činnosti.<br />- Plyny emitované při vulkanické činnosti reagovaly s vodou a vznikaly kyseliny, které urychlovaly zvětrávání minerálů zemské kůry (Na, Mg, & Ca), které se spolu s Cl akumulovaly v oceánech Cl2CO2<br /><br /><strong>Původ atmosféry<br /></strong>- Nemáme informace z počátku vývoje Země (před 3.9 miliardami let)<br />- Prvotní atmosféra se vytvořila uvolňováním plynů z roztavených hornin<br />- Vulkanické erupce obsahují stopová množství C, N a S<br />- Těkavé látky a voda byly přineseny kometami dopadajícími na zemský povrch v počátcích vývoje Země<br />- Dokud se Země neochladila na 100ºC, všechny plyny zůstávaly v atmosféře<br /><br /><strong>Rozvoj oceánů<br /></strong>- Po ochlazení povrchu pod 100°C, začala kondenzovat voda z atmosféry.<br />- Oceány –pravděpodobně vytvořeny a znovu odpařeny několikrát, než se vytvořily současnéoceány.<br />- Existují důkazy o tom, že voda na Zemi byla již před 3.8miliardami let (před 3,8 mld. let) a dosáhla současného objemu v relativně krátké době.<br />- Celkové množství vody v oceánech je relativně stálé.<br />- Mnoho atmosférických plynů (CO2, HCl, SO2) rozpustných ve vodě a jsou deponovány v oceánech<br />- složení - Na+, Mg2+, a další kationy byly s HCO3- splavovány řekami do oceánů), CaCO3 se sráželo v oceánech<br /><br /><strong>Vznik života<br /></strong>- organické molekuly mohly vzniknout abiotickou cestou v podmínkách podobných prvotním podmínkám na Zemi<br />- zastoupení prvků v bunkách (protoplazmě) a oceánech (prapolévce, hl. Na, K, Mg, Ca, NO3-, HCO3-, SO42-, MoO42-)<br />- prvky odpovídají prapolévce až na fosfor - pod pH 7 rozpustný, ale nad reaguje s Ca, důležitý z hlediska 3 ionizovaných skupin = na 2 se navážou nt??. a jedna chrání molekulu proti hydrolýze a udržuje v membráně, také využitelné v ATP<br />- vznik prvních bílkovin abiotickou cestou (formaldehyd, methionin, krátké řetězce AMK kondenzují za přítomnosti polyfosfátů – vznik ATP)<br /><br /><strong>Rozvoj života<br /></strong>• veškerý abioticky vzniklý kyslík absorbován nejprve minerály (i po vzniku života – red beds před 2 mld lety)<br />• první život cca před 4 mld let<br />• 3,5 mld. let – nalezeny železité sedimenty v moři – ty se vytváří působením kyslíku<br />• 3 mld. let O2 z větší části vyměnil CO2 (= aktivita mikroorganismů)<br />• první aerobní bakterie až před 2 mld let, první eukaryota před 1,5 mld let, první mnohobuněční před 0,7 mld let<br />• stále se v průběhu zvyšovala konc. kyslíku v prostř., dnes nejvyšší hodnoty od kambria před 500 mil. let, po dosažení dost vysoké úrovně na vznik ozonu (absorpce UV) přesun života na pevninu<br /><br /><strong>Anaerobní evoluce metabolismu (postup v čase)</strong><br />• stopová množství N v oceánech sloužila za zdroj pro bílkoviny<br />• hydrotermální prameny Archaebacteria = anaerobní, termotolerantní, metanogenní, halofytní (=snášejí zasolení), obligátní heterotrofové (potřebují org. zdroj C) E získaná oxidací acetátu<br />CH3COOH -> CO2 + CH4<br />metanogeneze redukcí oxidu uhličitého - Tato cesta komplikovanější než z acetátu, potřebuje komplexnější enzymatický aparát<br />CO2 + 4 H2 -> CH4 + H2O<br />• redukce sulfátu Archaebacteria (před 2,4 mld. let) teprve po nahromadění síranů v oceánech:<br />2 CH2O + 2 H+ + SO42- -> H2S + 2 CO2 + 2 H2O<br />• fixace dusíku (nezávislost na rozpuštěném N)<br />N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP -> 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 P<br /><br />- vše strikně anaerobní<br /><br /><strong>Aerobní metabolismus<br /></strong>• první fotosyntéza – Zelené a purpurové bakterie - možno dokázat podle velké izotopové diskriminace 13C (-28‰)<br />- fosilie staré okolo 3,8 miliard let jsou výrazně ochuzené o 13C<br />- předpokládá se, že první fotosyntetické reakce zahrnovaly sirovodík a ne vodu, protože k tomu, aby reakce běžela je potřeba méně energie<br /><br />CO2 + 2 H2S -> CH2O + 2 S + H2O (E ze světla, H+ z H2S)<br /><br /><strong>• další fotosyntéza<br /></strong>CO2 + H2O -> CH2O + O2<br />- Sinice (cyanobacteria), také produkují organickou hmotu ochuzenou o 13C, jedna z prvních metabolických drah<br />- důkaz existence už před 3,5 miliardami let: v horninách mezi křemičitanovými vrstvami vrstva Fe2O3, která nemohla vzniknout v bezkyslíkaté atmosféře.<br /><br />• odtud propojení cyklu kyslíku s ostatními cykly, významné ovlivnění života a geochemických cyklů<br /><br /><strong>Posloupnost po vzniku fotosyntézy produkující kyslík:<br /></strong>1. Rozvoj sinic<br />2. Oxidace Fe2+, sulfidu aj. redukovaných forem v oceánské vodě<br />3. Lokální rozvoj aerobní respirace<br />4. Přenos O2 do atmosféry a oxidace redukovaných plynů a suchozemské kůry (pyrit byl oxidován na Fe2O3 před 2 miliardami let)<br />5. Počátek hromadění kyslíku v atmosféře<br />6. 21 % O2 v atmosféře dosaženo před 430 miliony let v Siluru<br />Vznik fotosyntézy produkující O2 –dramatický vliv na rozvoj života<br />- Objevení eukaryot - před cca 2 miliardami let<br />- Vytvoření ozonové vrstvy a zachycení UV záření<br />- Přesun života z vody na souši (v siluru)<br />- Vývoj nových biochemických cest:<br /><strong></strong><br /><strong>• oxidace síry:<br /></strong>2 S + 2 H2O + 3 O2 --> 2 SO42- + 4 H+<br />vzniklé protony využity s CO2 v energetickém metabolismu<br /><strong></strong><br /><strong>• nitrifikace:<br /></strong>2 NH4+ + 3 O2 --> 2 NO2- + 2 H2O + 4 H+<br />2 NO2- + O2 --> 2 NO3-<br />• denitrifikace:<br />2 CH2O + 4 H+ + 4 NO3- --> 2 N2 + 5 CO2 + 7 H2O<br />fakultativně anaerobní proces (i v prostředí kyslíku, ale pomalejší)<br /><br /><strong>Proč se život změnil z anaerobního na aerobní?</strong><br />Primárním anaerobním metabolismem v hydrotermálních zdrojích se za rok vytvořilo<br />0.2 -2.0 x 1012 mol organického C<br />Aerobním metabolismem jen suchozemských rostlin se za rok vytvoří<br />1.20 x 1017 mol organického C<br />Aerobní metabolismus je energeticky účinnější<br /><br />- kosmické meziplanetární prachové částice obsahují jednoduché org. molekuly a aminokyseliny (Ca chondrity)Unknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-55968941474964184142011-07-14T12:41:00.000-07:002011-07-18T02:43:54.542-07:0010. Hlavní rozdíly mezi suchozemskými a vodními ekosystémy- org. žijí především na rozhraních vzduchu/vody/půdy<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhn_jmitYkZyg_h6kLbGfNA-krC4cYVTq0KrWGGIu1XdAiOotjttCcgIGuTQ_iFwkb4nhK8EZ2iQ6A-rFSbWtT1OdP333CGLYCirFIkHhNaAhiorhIUWG12q7yXkiYzJOjLwOada3c0wMZz/s1600/voda.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 143px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhn_jmitYkZyg_h6kLbGfNA-krC4cYVTq0KrWGGIu1XdAiOotjttCcgIGuTQ_iFwkb4nhK8EZ2iQ6A-rFSbWtT1OdP333CGLYCirFIkHhNaAhiorhIUWG12q7yXkiYzJOjLwOada3c0wMZz/s400/voda.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630386148318000162" border="0" /></a><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiduRR9-95mrAnOZWS9KNLD2fcET3o9ailvypYeU9Z4IE6QdBdwr03S9C8xsLGpxHKWNHe1x11t3_5tRCXa6AvJGId3tLy7w9BezK6oRCnPgTu1EX5mrzzTKlBEEewKFrcgVCLO-5I3FEB8/s1600/voda1.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 367px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiduRR9-95mrAnOZWS9KNLD2fcET3o9ailvypYeU9Z4IE6QdBdwr03S9C8xsLGpxHKWNHe1x11t3_5tRCXa6AvJGId3tLy7w9BezK6oRCnPgTu1EX5mrzzTKlBEEewKFrcgVCLO-5I3FEB8/s400/voda1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630386631184153618" border="0" /></a><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqY4QQ1gPeR_80SkJWksD4u9IJVbsJBYn2oogXhbwiZv26Pc6KOaahFK4inxPJKo3PQ6UbvRrCbAL0a-bRxuIjyRubXg78ShawAQIOagMaw7u9Z7846Ujag7ABXAibNCErrNRl8hhgvlll/s1600/voda2.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 219px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqY4QQ1gPeR_80SkJWksD4u9IJVbsJBYn2oogXhbwiZv26Pc6KOaahFK4inxPJKo3PQ6UbvRrCbAL0a-bRxuIjyRubXg78ShawAQIOagMaw7u9Z7846Ujag7ABXAibNCErrNRl8hhgvlll/s400/voda2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630386969079847698" border="0" /></a><br />• Specifické teplo vody a souše<br />Specifické teplo se liší u rozdílných látek<br />– Voda (kapalná fáze): 4218 J stupeň-1 kg-1<br />– Pevné materiály (horniny) ~1000 J stupeň-1 kg-1<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Významné klimatické a hydrologické vlivy</span><br />– Teplota vody se zvyšuje a snižuje pomaleji než teplota povrchu země (půdy)<br />– Rozdíl v teplotě mezi oceány a souší (vánek od moře, vliv jezer)Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-82294726030730655752011-07-14T12:39:00.000-07:002011-07-18T02:44:16.001-07:0011. Oceány (složení, cirkulace, primární produkce)<strong>Rozvoj oceánů<br /></strong>• Po ochlazení povrchu pod 100°C, začala kondenzovat voda z atmosféry.<br />• Oceány – pravděpodobně vytvořeny a znovu odpařeny několikrát, než se vytvořily současné oceány.<br />• Existují důkazy o tom, že voda na Zemi byla již před 3.8 miliardami let a dosáhla současného objemu v relativně krátké době.<br />• Celkové množství vody v oceánech je relativně stálé.<br />• Mnoho atmosférických plynů (CO2, HCl, SO2) rozpustných ve vodě a jsou deponovány v oceánech<br /><br />- 71 % povrchu Země, 360 mil. km2, 11km Mariánský příkop, prům 4000 m<br />- 96,5 % zemské vody (2,5 % sladká – 68% v ledovcích), záchyt 85 % slun. energie<br />- malá produktivita (40% NPP na Zemi – nejproduktivnější korály, chaluhy), v otevřených oceánech limitace N a P (normálně je limitace C)<br /><strong>- příčina dostatku C: </strong><br />(H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ HCO3- + H+<-> CO32- + 2H+)<br />nízké pH pH asi 8 vysoké pH<br />složení<br />• po vzniku uvolnování Mg, Ca a Na a Mg -> splavování kys. dešti z vulk. činnosti do oceánů<br />• srážení CaCO3<br />• původní složení prvků podobné jako v bunkách (Na, Mg, K, Ca a anionty)<br />• voda – vysoké specifické teplo (pomalu se ohřívá a chladí), led nižší hustotu než voda (led plave), největší hustota při asi 4 °C (=teplotní anomálie), polární molekuly = adheze<br />• salinita mořské vody - průměr 36 ‰ (chloridy 55%, sodík 30,6%, síran 7,7%, vápník, draslík, hořčík, minoritní prvky)<br /><br /><strong>dostupnost živin v oceánech:<br /></strong>• eufotická vrstva -chudá na živiny, prostorově oddělená od zdroje živin ze dna<br />• hlavní limitace v otevřeném oceánu – P (zvětráváním a transportem v řekách, v prachu)<br />- zvýšení dostupnosti P –nárůst fixace N dokud P není opět limitující<br />- N:P v oceánech = 14-16 (Redfieldův poměr, relativně konstantní)<br />(ukazuje relativní požadavek na živiny a na to, že oba prvky jsou limitující)<br />• hlavní limitace na pobřeží – N (denitrifikace v anaerobním sedimentu)<br />• stopové prvky – Fe, Mo= kofaktory nitrogenázy, často limitace produktivity oceánu<br />• limitace produktivity – také převahou vyžírání fyptoplanktonu nad nárůstem<br />• limitace jinými živinami než C – nepravděpodobnost přímé reakce oceánů na nárůst CO2<br />• fungují zde vzestupné proudy na vynášení živin<br />• Subarktický Pacifik a Jižní oceán okolo Antarktidy = povrchové vody poměrně bohaté na N a P, který není spotřebován a míchá se do hlubších vrstev (syndrom HNLC = high nitrogen low chlorophyll syndrom), způsobeno limitací Fe nebo převahou vyžírání fytoplanktonu nad jeho růstem<br /><br /><strong>cirkulace<br /></strong>• povrchové proudění zajištuje přesun 40 % tepla k polům<br />• stabilní vrstvy - termoklina (75-200 m) – oblast největší produkce a haloklina (i teplá voda může klesat mezi chladnější vrstvy, slanější je těžší)<br />• podpovrchové proudění – termohalinní výměník (1000 m)<br />• u Gronska klesá slanější voda dospod<br />• u Indie a v sev. Pacifiku se voda vrací z hloubky na povrch<br />• Coriolissovy síly – voda proudí povrchově na západ, u východních pobřeží se stáčejí (Golf)<br />• řízení teplotou (zvýšení, snížení hustoty) -> salinitou (vyšší, vyšší hustota) => hustotou vody (kolaps termohalinního zásobníku:Oteplováním)<br /><br /><strong>S oteplováním:<br /></strong>vyšší evaporace → vyšší salinita -> vyšší hustota<br />Vyšší srážky a odtok -> nižší salinita -> nižší hustota<br />Vyšší teploty -> nižší hustota<br />• teplotní anomalie vody<br />• salinita – těžší voda, výpar a vymrzání<br />• snižování hustoty vody s vyšší teplotou<br />• míchání jen v povrchové vrstvě<br />• spodní vrstvy zásobníky uhlíku a živin – proto rybářské oblasti Japonsko, Norsko, Aljaška<br />• tok latentního tepla větrem od rovníků<br />• biologická pumpa – fotosyntetizovaný C s terrestrickým C transportovaný do hloubky, také uhličitanové schrány (1/4 celk. biofixovaného C), proti ní působí upwelling vzestupné proudy<br />• rozklad v sedimentech důležitý při pobřeží, na moři hl. ve vodním sloupci => pomalý<br /><br />- primární produkce nejvyšší v litorálu a kolem pólů (více sev.), v pásu rovníku oceanické pouště<br />- interakce s atm. – zadržování E v oceánech díky specifickému teplu vody, přenos E oceanickým (40%) i atm. prouděním (60%) (z nižších do vyšších zeměpisných šířek),<br />- cirkulace: citlivost na zvyšování teploty a salinityUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-27146885021077316022011-07-14T12:36:00.000-07:002011-07-18T02:44:32.081-07:0012. Atmosféra (struktura, složení, cirkulace, depozice)<strong>prvotní atmosféra</strong><br />• bez kyslíku, trocha redukovaných plynů<br />• vulkanická činnost - kys. deště - zvětrávání - oceány<br />• uvolňováním plynů z roztavených hornin<br />• těkavé látky a voda zaneseny kometami<br />• kondenzace plynů až po ochlazení na 100 °C<br /><br /><strong>složení<br />- Makrokomponenty:</strong><br />N2 (78,09 %); O2 (20,94 %); Ar (0,93 %) = 99,96 %<br /><strong>- Mikrokomponenty:<br /></strong>CO2 (315 ppm = 0,03%); Ne (18 ppm = 0,001%); He (5,2 ppm = 0,0005%)<br />CH4 (1-2 ppm)<br />CO, H2S, NO2 (0,001 – 0,1 ppm)<br />H2O (do 4 %)<br />O3 (25-30 km, ozonosféra)<br /><br /><strong>struktura<br />• troposféra</strong> – 10 km, 80 % hm. plynů, póly 7-9 km a rovník 18 km, počasí, skoro všechna voda, do tropopauzy (pokles) ohřev latentním teplem a dl. zářením, turbulence, 21% O2, 78% N2, 0,04% CO2<br /><strong>• stratosféra</strong> – do 40 km, ozonová vrstva, stratopauza (vzrůst ohřevem UV absorpcí ozonem)<br /><strong>• mezosféra</strong> – do 50 km, ohřev (absorpce UV záření ozónem) mezopauza (pokles)<br /><strong>• termosféra</strong> – do 300 km, teplota se opět zvyšuje až nad 100 °C<br /><strong>• exosféra</strong> – od 300 km, H a He, plyny mezihvězdného prostoru<br />• od povrchu klesá hustota, tlak a vlhkost, teplota (zdroj povrch Země, asi o 1°C na 100 m)<br />• pomaleji klesá teplota vzduchu od rovníku k polům než vertikálně<br />• teplota vzduchu závisí na tom kolik energie je do ovzduší předáno ze zemského povrchu a kolik tepla je odebráno zemským povrchem<br /><br /><strong>složení troposféry<br /></strong>• 21% kyslík, 78% dusík, 1% ostatní plyny (0,93 Ar, 0,03 CO2)<br />• doba zdržení = velikost zásobníku/tok<br />- dána: reaktivitou plynů, velikostí zdrojů, „sinků“<br />- ovlivňuje: koncentraci, chemické chování<br /><br /><strong><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEinkyn-mBOViSxooZYtAcZM3cxPwrdSjb6Ryreax2SeqvFzBnr4gFBKfza_PPFe4nWLmX0X-MZ8wM9ypItSeQX_gkJluJ5X6pEZUsQKe5kAmNfiu8-3MeXVr9zNQY04_urYXFdYrs9uDwc4/s1600/armosf%25C3%25A9ra.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 331px; height: 392px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEinkyn-mBOViSxooZYtAcZM3cxPwrdSjb6Ryreax2SeqvFzBnr4gFBKfza_PPFe4nWLmX0X-MZ8wM9ypItSeQX_gkJluJ5X6pEZUsQKe5kAmNfiu8-3MeXVr9zNQY04_urYXFdYrs9uDwc4/s400/armosf%25C3%25A9ra.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5630384425888866514" border="0" /></a>globální atm. Cirkulace<br /></strong>• přímý ohřev nad rovníkem je více účinný než difúzní na pólech<br />• tropická konvergentní zóna<br />• teplotní turbulence v troposféře způsobují i počasí<br />• vlhký vzduch od rovníků stoupá, ochlazuje se -> srážky<br /><strong>• Hadleyova bunka:</strong> vzduch na rovníku teplý a vlhký stoupá, pohyb od rovníku k polům, vysušený klesá a otepluje se (přibližně na obratnících) -> pouště<br />• polární bunka: druhá bunka více u polů (stejný směr)<br />• obě bunky zpúsobují místní cirkulace, bouřky a západní vítr<br />• Coriolisovy síly – vznikají v důsledku rotace země, způsobují stáčení proudění proti směru otáčení<br /><br /><strong>ozon<br /></strong>• zachycuje kr. záření UVB (něco málo propustí) a UVC (zadrží vše)<br />• mezi 15 – 50 km<br />• jednotky - Dobsonovy jednotky<br /><strong>• stratosféra:<br /></strong>- produkce disociací kyslíkových atomů, které jsou vystaveny krátkovlnnému slunečnímu záření (hv)<br />O2 + hv → O + O O + O2 → O3<br /><strong>- zánik:</strong> absorpce UV<br />O3 + hv → O2 + O O + O3 → O2 + O2<br />- absorpce UVB<br />- reakce s hydroxilovými radikály (OH)<br />O3 + OH → HO2 + O2 HO2 + O3 → OH + 2 O3<br />- reakce s oxidem dusným (N2O) – jediný známý zdroj je fotolýza ve stratosféře<br />80% N2O → N2 + O1 (= deuterium) 20% N2O + O1 → 2 NO<br />oxid dusnatý NO níčí ozon v několika reakcích, ale jeho pobyt v stratosféře je poměrně krátký<br />NO + O3 → NO2 + O2 O3 → O + O2 NO2 + O → NO + O2<br />- reakce s chloridy: avšak Cl většinou ve formě HCl dopadá s kapkami deště na zemský povrch<br />Cl + O3 → ClO + O2 O3 + hv → O + O2 ClO + O → Cl + O2<br />- ozonová vrstva je nejtenčí nad póly<br />- reakce s freony (lednice, aerosol pohonných hmot, rozlouštědla), ty jsou pouze antropogenní<br />CCl2F2 → Cl + CClF2<br /><strong>• přízemní ozon</strong> – v troposféře, působí respirační onemocnění, poškození vegetace, koroze materiálů, skleníkový plyn<br /><br /><strong>skleníkový efekt<br /></strong>• bez atmosféry by se na zemy dostalo všechno sluneční záření, avšak s ní je část krátko- nebo dlouhovlnného záření odraženo zpět do vesmíru a některé krátkovlnné záření se odrazí ze země ale atmosféra mu nedovolí uniknout a je zpět odražen k zemi → skleníkový efekt<br />• plyny účastínící se efektu: oxid uhličitý 60% (CO2), metan 15% (CH4), freony 12% (CFC = chloro-floro-carbon), troposférický ozón 8%, oxid dusný 5% (N2O)<br /><br /><strong>potenciální klimatické změny<br /></strong>• změna teploty, zvýšení mořské hladiny, precipitace<br />• dopad na: zdraví (úmrtnost spojená s počasím, infekční onemocnění, respirační onemocnění spojené s kvalitou ovzduší), zemědělství (výnos plodin, zavlažování), lesy (složení lesů, geografické rozpětí, zdraví a produktivita lesů), vodní zdroje (zásobování, kvalita, boj o vodu), pobřežní oblasti (eroze pláží, zaplavení, zvýšení nákladů na ochranu pobřežních komunit), druhy a přírodní oblasti (ztráta habitatu a druhů, kryosféra: zmenšení ledovců)<br /><br /><strong>atmosférické depozice<br /></strong>• mokré - v mracích nebo chytány deštěm (NOx, SO2)<br />• suché - sedimentace gravitací, prachové pasáty ze světových pouští (H+, NH4+, NO3-, SO42-)<br />• přímá absorpce plynů – SO2 a CO2 oceány<br />• kyselé – negativně nabité částice se v atm. neutralizují a vypadávají s deštěm, sněhem, mlhou nebo jako prach (prach hlavně do moře)<br />• acidifikace vody, poškození vegetace, toxicita aluminia (kyselím loužením se stává dostupný z úůdy a ohrožuje vegetaci a vodní ekosytém<br />• kyselé depozice HNO3, H2SO4 = kyselé deštěUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-77413361401010581922011-07-14T12:27:00.000-07:002011-07-18T02:44:48.279-07:0013. Litosféra (zvětrávání hornin, vývoj půd, vliv podmínek prostředí na rozvoj půd)Litosféra - 5-250 km, zemská kůra je její součástí<br /><br /><strong>Složení zemské kůry<br /></strong>Geologický profil zemského povrchu. Na kontinentech dominují granity, kyselé vyvřeliny s velkým podílem Al a Si (žulová vrstva). V oceánské kůře převažují bazické vyvřeliny s převahou Si a Mg (čedičová vrstva). Kyselé i bazické vyvřeliny mají nižší objemovou hmotnost než vnější zemský plášť, který obsahuje hlavně ultrabazické vyvřeliny, jejichž charakteristickým zástupcem je olivín.<br /><br /><strong>Pohyb zemských desek<br /></strong>- subdukce – podsouvání jedné desky pod druhou<br />- rift – odsud dvou desek <- -><br /><br /><strong>cyklus hornin</strong><br />• usazování v oceánech -> sedimenty -> vrstvení, cementace -> tlak, teplota, metamorfóza -> tání, magma -> tuhnutí, vyvřeliny -> vyzdvižení -> zvětrávání a eroze<br />• vyzdvihování i sedimentů a metamorfů, vyvřeliny také metamorfují<br /><br /><strong>zvětrávání<br /></strong>• mechanické – mechanické změny, rozpad, změny velikosti, ale ne ve složení (vede k erozi),<br />- zvýšení specifického povrchu → zvětší se reaktivita částic vzniknou cesty pro vodu<br />• chemické – voda + kyseliny = uvolnění iontů -> dostupnost pro rost. nebo vyplavení, sedimentace – ukládání z roztoků s produkty zvětrávání (CaCO3 z Ca(HCO3)2), redoxní reakce<br /><strong>• vede k:<br /></strong>• změna prim. hornin -> sek. min. jíly/sesquioxidy<br />• tvorba křemičitanový písek se hromadí v půdě<br />• ochuzení o Si, Ca, Mg, K, Na<br />• HCO3 vymývání do spodní vody<br />• Tvorba vápenatých konkrecí v suchém podnebí<br />• Tvorba roztoku H2SO4 a oxidů Fe při zvětrávání pyritu<br />• biologické (rostliny a půdní živočichové), biotransformace – biogenní minerály produkované organismy, ty se stávají součástí jejich organismu (kalcit, aragonit, apatit, opál, magnetit), org. kyseliny<br /><br /><strong>základní reakce chemického zvětrávání:<br /></strong>Rozpouštění CO2 ve vodě H2CO3 => H2CO3 → H+ + HCO3-<br />•Zvětrávání karbonátových hornin (např. vápenců),<br />CaCO3 + H2O + CO2 ===> Ca(HCO3)2<br />Oxidace - Chemické reakce při kterých látky ztrácejí elektrony<br />Důležité při rozkladu mafických minerálů (= tmavé minerály bohaté Fe a Mg; slídy, amfiboly, pyroxeny, olivín)<br />Př. •Oxidace silikátů (Rezavé zabarvení bazických magmatitů)<br />FeSiO3 + O2 ===> 2 Fe2O3 + 4 SiO2<br />•oxidace sulfidických rud (pyrit na hnědel)<br />2FeS2 + 7O2 + 2H2O ===> 2FeSO4 + 2H2SO4<br />4FeSO4 + O2 + 10H2O ===> 4Fe(OH)3 + 4H2SO4<br />Hydrolýza H+ a OH – Reakce látek s vodou. Ionty vody zamění různé ionty v minerálu<br />Př.Křemičité horniny se mění na jílové minerály<br />Hydrolýza silikátů<br />H+ + Na[AlSi3O8] + 7H2O ===> Al(OH)3 + Na+ + 3H4SiO4<br />Karbonatizace křemičitanových hornin<br />Mg6[(OH)8Si4O10] + 6CO2 ===> 6MgCO3 + 4SiO2 + 4H2O<br />Mineralizace organických sedimentů<br />CH2O + O2 → CO2 + H2O<br />Chemická sedimentace - Ukládání minerálů z roztoků, které obsahují převážně produkty zvětrávání.<br />Ca(HCO3)2 ===> CaCO3 + CO2 + H2O<br /><br />• Typy zvětrávání většinou probíhají společně, jejich podíl záleží na oblasti<br />• polární - chybí cirkulující voda → hlavně mechanické<br />• tropické - intenzivní chemický rozklad hornin<br />• rychlost závisí na chem. složení hornin, teplotě, srážkách<br />- dle složení – matečné horniny - rozp. ve vodě, struktury, klimatu - teploty a srážek (větší srážky více zvětrávání), přítomnosti půdy a vegetace (hloubka půdy, obsah OH), době expozice<br /><br /><strong>• vznik jílů<br /></strong>• z živců, slídy, amfibolitů, pyroxenů -> (illit,) montmorilonit, kaolinit, sesquioxid<br />• sesquioxidy – v nízkém pH kladný náboj (aniontová výměnná kapacita, snižující se pevnost vazby - pevně PO4>SO42->Cl->NO3-)<br />• volně NO3) vysoké pH záporný náboj, jíly však mají stálý záporný<br />• ztráty obsahu křemíku<br />• kationtová výměnná kapacita, neg. náboj, nejpevněji Al a H, nejméně pevně NH4+ a Na<br />• horniny obs. fosfor – prim. Fosforečnany - apatit -> sek. fosforečnany, vliv pH na přístupnost P (imobilizace s Fe, Al, Ca; P dostupný jen kolem 5,5 - 7 a kolem 3,5 – ale méně)<br />Ca5(PO4)3OH + 4 H2CO3 ===> 5 Ca2+ + 3 HPO42- + 4 HCO3- + H2O<br /><br /><strong>půda<br />• profil:<br />-O horizont</strong> – organický, hlavně rostlinný opad v různém stupni rozkladu, dobře rozeznatelná struktura organických úlomků<br /><strong>-A horizont</strong> – povrchový, složený z rozloženého, amorfního organického materiálu, který je promíchán s minerálními částicemi, má tmavé zabarvení<br />- zde bývají organické látky vymývány do spodních vrstev<br /><strong>-B horizont</strong> - minerální horizont, chudší na organickou hmotu, světlejší než A horizont<br />- v podzolech se mezi A horizontem a B horizontem tvoří eluviální E horizont (světle šedý), ze kterého dochází k vymývání organické hmoty a kationtů, které se pak hromadí ve svrchní části B horizontu<br /><strong>-C horizont</strong> - částečně zvětralá hornina, skeletovitý<br /><strong>-matečná hornina</strong> - Matečná hornina ovlivňuje půdní texturu (na horninách s vysokým obsahem křemene vznikají písčité půdy) a chemické složení půdního roztoku.<br /><br />• vývoj profilu desetitisíce let – sinice>lišejníky>živ.>rost>půd. profil<br />• topografie – náplavy v úpatí, mělko na horách, aluviální náplavy...<br />• vliv klimatu na hloubku<br />• tropy a vlhké prostředí – převaha sesquioxidů, při vyšším pH pevná vazba P (P limitující), laterity, tenká org. vrstva (může chybět), ale hluboké zvětrávání, málo živin, promývání, A - vrstva obsahující oxidy Al a Fe vzniklé zvětráváním silikátů v teplých a vlhkých podmínkách (eluviální zóna, postupné vyplavování), B - vrstva akumulující sesquioxidy Al a Fe, vrstvy nelze rozlišit, C - vrstva s rozpuštěnými látkami (Na,K,Ca, Mg, SiO2), vyplavování do spodních vod<br />• suché podnebí – A - Ostře ohraničená vrstva humusu, B - Vrstva obsahující rozpuštěné látky, které se zde hromadí, obohacená CaCO3, C - Vrstva, kde se sráží CaCO3, vznikají konkrece<br />• mírný pás – dostatek vlhkosti, příznivé pro vznik jílových minerálů, kyselé půdy, mají permanentní záporný náboj, A - Viditelná opadová vrstva, bohatá humusová vrstva, E - Vrstva ochuzená o rozpustné látky, které jsou<br />• vyplaveny do profilu, vybělená), B - Vrstva akumulující oxidy Al a Fe a humusové látky, hnědá barva, C - vrstva s rozpuštěnými látkami (Na,K,Ca, Mg, SiO2), vyplavování do spodních vod<br />• chladné oblasti – permafrost, nezvětrává<br /><br /><strong>průběh ochlazování magmatu Bowenova reakční řada:<br /></strong>• s Mg: olivín – ortopyroxen – klinopyroxen – amfiboly – biotit – živec – muskovit – křemen<br />• s Al: Ca plagioklas – Ca Na plagioklas – Na Ca plagioklas – Na plagioklas – živec – muskovit - křemenUnknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-89588747626618610952011-07-14T12:17:00.000-07:002011-07-18T02:45:04.571-07:0014. Globální změny klimatu + Klima a ekosystémyEkosystémy?:<br />led -<br />tundra<br />boreální les<br />temperátní pastviny<br />temperátní les<br />mediterán křoviny<br />poušť a aridní křoviště<br />tropický a subtropický les<br />savanna<br /><br /><strong>vlivy oceán x pevnina<br /></strong>• větší tepelná kapacita vody<br />• mořský vánek – (oteplování pevniny přes den a v noci naopak) přes den jde vzduch na souš, v noci nad moře, přes den je pevnina teplejší (podobné Hadleyově buňce)<br />• monzuny – jihových. Asie (rozdílná teplotní odpověd pevniny a souše, v zimě chladnější pevnina v létě naopak), pevnina je v zimě chladnější než moře (vzduch přes Indii k oceánu) a v létě teplejší (vlhký oceanický vzduch nad pevninou stoupá a ochladí se)<br />• jižní svahy teplejší na sev. polokouli (důležité pro výskyt případných kolonizačních druhů za změny klimatu) , srážkový stín na závětrné straně pohoří<br />• topografie – v noci/zimě chladný vzduch dolů do údolí, vznik inverze<br />vliv vegetace<br />• přeměna lesů na zemědělskou půdu (>evapotranspirace a srážky, <teplota m="">ochlazování atmosféry, sestupné prodění a nedostatek srážek - > když ve velkém, pak podíl na změnách regionálního klimatu<br /><br /><strong>vliv podnebí na ekosystémy<br /></strong>• determinuje rozdělení biomů – tropické, temperátní, subarktické, arktické<br />• závislost distribuce na teplotě a srážkách<br />• biodiverzita – hl. diverzita cév. rost. od rovníku na jih – JAm, Afr., JVAsie a Austr.<br />- rovník největší biodiverzita – velké srážky a vysoké teploty<br />- nejvyšší evapotranspirace – největší ptačí diverzita<br /><br /><strong>dlouhodobé změny podnebí<br /></strong>• vliv změn dopadajícího záření - tvar oběžné dráhy Země kolem Slunce (v současnosti témeř kruhový), sklon zemské osy (v současnosti 23,5°), precese (= krouživý pohyb zemské osy) a nuance (=jemný rozdíl) zemské osy (= způsobují posun ve slunovratu a rovnodennosti)<br />• složení atmosféry – změny CO2 a CH4<br />• změny oběžné dráhy, sklonu Z osy - precese (odklon) a nutace (kmitání) -> posuny ve slunovratu a rovnodennosti -> doby ledové a meziledové, Milankovičovi cykly<br />• Milankovičovi cykly – precese (19-21 tis.let), šikmost osy (cyklus asi 40 tis let.), excentricita oběžné dráhy (cyklus asi 100 tis let)<br /><br /><strong>krátkodobé změny podnebí – v průběhu let<br /></strong>-většina je spojena se změnami v systému oceán/atmosféra<br />-oceánské oscilace: NAO – North Atlantic O., AO – Atlantic O., APW – Antarctic Polar Waves, PDO – Pacific Decadal Oscilation<br />• ENSO = el nino/jižní oscilace<br />• geografická i časová pravidelnost: 3-7 let<br />• změny atm. tlaku se změnami teplot Pacifiku na rovníku<br />• pasáty -> teplé vody u Asie -> odpar -> deště v Indonesii A ZÁROVEŇ odliv teplých vod k Asii -> stoupání studených u JAm → u JAm klesání suchého studeného vzduchu => normální LA NINA<br /><br />• občas tlaková výše (suchý studený vzduch, dolu) u JAm a níže (teplý vlhký vzduch a jde nahodu) u Asie slábnou -> oslabení pasátů -> teplá voda se pohybuje opačně (od Asie k JAm -> deště v JAm, sucho v Asii => abnormální EL NINO<br /><br />• změny v atmosféře<br /><strong>- oteplování:</strong> skleníkové plyny s dlouhou životností (CO2, CH4, N2O, halogenované uhlovodíky), troposférický = přízemní ozon, stratosférická vodní pára z CH4, albedo povrchu (elementární uhlík na sněhu), antropogenní příspěvek<br /><strong>- ochlazování:</strong> stratosférický ozón, albedo povrchu (využívání krajiny – zvyšování albeda půd), aerosoly (přímé působení, vliv albeda oblaků), sulfanem, spalováním biomasy<br /><br />• hlavní polutanty<br />- rozptýlené částice - dýchací potíže a zvýšená úmrtnost, zrakové potíže, zvýšená koroze materiálu<br />- oxid siřičitý (SO2) - dýchací potíže a zvýšená úmrtnost, poškození rostlin a lesů, zvýšená koroze materiálu<br />- oxid uhelnatý (CO) – otravy, vysoká mortalita kuřáků, potíže lidí se srdečním oenmocněním<br />- ozon – respirační onemocnění, poškození vegetace, koroze materiálů<br />- oxidy dusíku (Nox) - respirační onemocnění, zvýšení tvorby trofického ozónu, koroze materiálů<br />- olovo – neurologické potíže, potíže s pamětí, zvýšený tlak<br /><br />- skleníkový efekt viz. 10. Atmosféra<br /><br /><strong>navíc:<br /></strong>• atmosférický tlak<br />- větší nadmořská výška: pokles tlaku a kyslíku<br />- omezuje vertikální šíření, jejich fyziologické procesy a aktivitu<br />- lépe snáší kolísání poikilotermní, u homoiotermní jsou ptáci méně citlivý<br />- eurybarní – tolerantní,<br />- stenobarní - specialisté, savci<br /><br />• proudění vzduchu<br /><strong>- vyvoláno:</strong> vertikálně – přemísťování různě teplých vzduchových mas, horizontálně – vyvolává rozdíl mezi oblastmi s různým tlakem<br />- ovlivňuje orientaci živočichů (šíření pachových signálů), vyvolává morfologické změny, umožňuje přemísťování a šíření organismů, působí větrnou erozy a urychluje vysychání půdy<br />- anemotaxe = směrované pohyby, pozitivní (vzlétání a plachtění proti větru), negativní (nesení větrem)<br />- hypsotaxe = vynášení teplým vzduchem, masařky, mnozí denní motýli<br />- anemofilie = roznášení pylu<br />- anemochorie = roznos plodů<br />- statičtí (horizontální proudy nad mořem – dlouhé plachtění) a dynamičtí plachtaři (vzestupné proudy teplého vzduchu nad pevninou)<br /><br />• počasí a podnebí<br />- soubor povětrnostních faktorů, jejich momentální stav = počasí, dlouhodobý průběh = podnebí<br />- makroklima – určuje rozmístění hlavních typů vegetace a živočichů, charakter hrubě určuje zeměpisná šířka (od rovníku) a vzdálenost od oceánu<br />- mezoklima – klima určité krajiny – vzniká působením charakteru reliéfu, vegetačního krytu a činnosti člověka na makroklima<br />- mikroklima – bezprostředně ovlivněno charakterem aktivního povrchu, představuje klima malého spíše homogenního prostoru, př.: mikroklima korunového patra lesa<br />- kryptoklima = v uzavřených prostorech, př.: jeskyně, dutiny<br />- ekoklima = klima uvnitř biotopu – význam při posuzování přítomnosti a nároků jednotlivých druhů, někdy mikroklima</teplota>Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-16956456106541985992011-07-09T14:20:00.000-07:002011-07-18T02:45:20.919-07:0015. Růst populace= Populace je soubor jednců určitého druhu, kteří se vyskytují v určitém prostoru a čase a vzájemně spolu interagují<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• každý tvor má tendenci se množit: </span><br />-Aby druh přežil, musí za příznivých podmínek průměrný jedinec, než umře, vyprodukovat alespoň jednoho rozmnožováníschopného potomka - protože podmínky nebudou vždy příznivé, je třeba, aby potomků bylo raděj víc<br />-Pokud se jedná o sexuálně se rozmnožující druh, musí každý pár alespoň nahradit potomky sebe (zase lépe víc, není jistota že se dožijí reprodukčního věku)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• zákl. rovnice růstu populace</span><br />• N = velikost populace<br />Nt+1 = Nt + narození – zemřelí (+ imigranti – emigranti)<br />• V modelech většinou zanedbáváme imigraci a meigraci, tj. považujeme populaci za uzavřenou<br />• ve většině aplikací můžeme považovat N za hustotu populace, tj. počet jedinců na plochu<br /><br />Parametry růstu jsou na hustotě nezávislé (nejjednodušší případ)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">1. Populace s nepřekrývajícími se generacemi (diskrétní generace)</span><br />• Sledujeme-li počet dospělců každý rok, potom:<br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgAP8uD-Asbv987HhWLRbxZVEUifz1IxdugU4PUmUlEqfG04wxc-2KWKtLDqx_s30WL9ekOJZp7zb0PiSisOmwNzllw-R1G5nRLL2gPF6Ri0fqWiJ-HkTY8fpXOEYyO2sSWAVx8fNgrHjp4/s1600/N.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 80px; height: 28px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgAP8uD-Asbv987HhWLRbxZVEUifz1IxdugU4PUmUlEqfG04wxc-2KWKtLDqx_s30WL9ekOJZp7zb0PiSisOmwNzllw-R1G5nRLL2gPF6Ri0fqWiJ-HkTY8fpXOEYyO2sSWAVx8fNgrHjp4/s400/N.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5627606800774216706" border="0" /></a><br />• l je konečná rychlost růstu – kolika novým reprodukujícím se jedincům dá vzniknout jeden jedinec<br />l = 2 každý jedinec vyprodukuje max. dvě děti a ty zase max. dvě (každé)<br />• např.: množí se sezónně, v létě nakladou vajíčka a chcípnou, z vajíček se vylíhnou housenky, které se na podzim zakuklí, kukla přežije zima a na jaře se vylíhne dospělý motýl<br />• Je-li velikost populace v nulté sezóně N0, potom v první bude : N1 = l N0.<br />• V druhé sezóně bude: N2 = l N1 = l (l N0) = l2 N0,<br />• ve třetí sezóně: N3 = l N2 = l (l2 N0) = l3 N0<br />• a obecně po t sezónách :Nt = lt N0. <br /><br />Vidíme, že l je konstanta, tj. je nezávislá na čase, velikosti populace atd. a řešení vede na exponenciální růst (pokud je l-1), nebo exponenciální vymírání (pokud je l-1)<br /><span style="font-weight: bold;">• Při tomto přístupu: </span>popisujeme jen jedno vývojové stádium (zde dospělce), zanedbáváme poměr pohlaví, nejjednodušší je modelovat jen samice¨<br />• Máme jen jeden okamžik z celého roku<br /><br /><span style="font-weight: bold;">2. Populace s překrývajícími se generacemi</span> a s jednorázovým rozmnožováním Nt+1 = Nt . (1+ natalita – mortalita)<br />• N je počet samic sečtený před rozmnožením<br />• natalita (a mortalita) – mladé samice, které se (ne)dožijí dalšího sčítání<br />• 1+ natalita – mortalita = l<br />• a tedy Nt+1 = Nt . l (exponenciální růst)<br />• např. zajíci v dubnu<br />• známe každý okamžik růstu<br /><br /><span style="font-weight: bold;">3. předpoklad že populace bude mít kontinuální přírůstek</span> také exp. růst, ale složitější odvození dN/dt = bN – dN = rN Pozor, zatímco λ je poměr velikosti populace ve dvou následujících sezónách, r je (relativní) velikost změny.<br />• populace roste pro r větší jak 0, vymírá pro r menší jak 0<br />• v diskrétních roste pro λ větší jak 1, vymírá λ menší jak<br />Pro každý druh musí platit, že za příznivých podmínek (tj. mám dost zdrojů, nic mě nežere) je λvětší jak 1, resp. rvětší jak 0<br />• Pokud by tomu tak nebylo, tak druh už dávno vyhynul.<br />• Populace potom v příznivých podmínkách exponenciálně roste<br />Každá populace musí být něčím omezována (buď zdroji, nebo ji něco ničí, tj. žere, příp. pálí, odnáší ji voda etc.)<br />• Exponenciální růst je vždy dočasný<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Čím je tedy velikost populace regulována?</span><br />Konstantnost parametrů - není density dependence (závislost na hustotě populace)<br />To ale automaticky neznamená, že není vnitrodruhová kompetice. Předpokládáme, že pokud vnitrodruhová kompetice je, její intenzita není závislá na velikosti populace.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Negativní density dependence může být:</span><br />• vnitrodruhová kompetice o zdroje<br />• zvýšená možnost přenosu nákazy<br />• u kytek - hustší porost lépe hoří<br />• density-dependence nemusí působit stále, často se objeví jen ve krátkém časovém úseku (když populace překročí určitou velikost)<br />• Positivní density dependence (zvláště při malých hustotách) - u zvířat známe jako Allee effect<br />Když je negativní density dependence, potom individuum je negativně ovlivněno hustotou vlastní populace - má menší fitness (třeba míň vyroste a menší jedinci spíš zahynou nebo mají méně potomstva)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">4. Logistická rovnice</span><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiblqfLzgMgltCvpegbhTFUkoIauMmoPoNL1iPgFTwpd2NHpqsJ-pXqjG33bjoFH3zbTMNlrcnO985PHM2P9ckI0KA0rRAV_3az2HNYfnID4IEtwgge5yWBCaDeyC91UJDGHsUoxJC9PQ1H/s1600/K.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 133px; height: 59px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiblqfLzgMgltCvpegbhTFUkoIauMmoPoNL1iPgFTwpd2NHpqsJ-pXqjG33bjoFH3zbTMNlrcnO985PHM2P9ckI0KA0rRAV_3az2HNYfnID4IEtwgge5yWBCaDeyC91UJDGHsUoxJC9PQ1H/s400/K.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5627608506809634994" border="0" /></a><br />K = Nosná kapacita prostředí , maximální velikost (hustota) populace, kterou je prostředí schopno unést<br />• klesá lineárně s rostoucím N,<br />• když N=K, růst se zastaví.<br />Podle této rovnice se individuu daří tím hůře, čím více individuí v populaci je<br />• To může být - je nás moc a nemáme co žrát, nebo nemáme kde žít, nebo - nemáme se kde schovat, důsledky např.:<br />• menší porodnost - nemám co žrát - (jsem malá) nerodím<br />• větší úmrtnost - nemám co žrát, spíš chcípnu; nemám se kam schovat - spíš mě uloví<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Allee effekt – příčiny</span><br />• S rostoucí populační hustotou roste<br />• Šance nalézt (geneticky vhodného)partnera pro rozmnožování<br />• Lépe využívat zdroje (větší smečka lépe loví)<br />• Lépe bránit sebe nebo teritorium<br />• Při nepřízni se mohou ohřívat navzájem<br />• Předpoklad, že se častěji vyskytuje v nepříznivém prostředí<br /><br />• zanedbání věkové struktury populace (může být rozumné počítat jenom dospělce, ale ztrácíme určitou informaci), prostorovou strukturu populace (důležité zvláště u sedentárních org.), interakce s jinými druhyUnknownnoreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-82912123877735807652011-07-09T14:17:00.000-07:002011-07-18T02:45:42.214-07:0016. Teplota jako faktor prostředí<span style="font-weight: bold;">Teplota -na čem závisí</span><br />• Klesá se zeměpisnou šířkou (ale teplotní maxima nejsou úplně na rovníku)<br />• Blízkost moře snižuje její variabilitu<br />• Mění se s nadmořskou výškou<br />• Na svahu (a v temperátu) se mění s orientací (v nížině nejteplejší JZ, v horách JV)<br />• Makroklima a mikroklima - vliv reliéfu - stékání studeného vzduchu do údolí<br />• Ve vodě a v půdě - kolísání teplot je tlumeno hloubkou<br />• Minima teplot na povrchu půdy jsou ovlivněna sněhovou pokrývkou (časté v horách) - rozdílnost závětrné a návětrné strany - AO systémy<br /><br />• teplotní tolerance se může během roku měnit<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Organismy endotermní - teplokrevné</span><br />• regulují svou teplotu vytvářením tepla ve vlastním těle - dost odpovídá organismům homoiotermním<br />• Teplo získávají z metabolismu a jsou schopny účině regulovat svoji teplotu (ta ale může i regulovaně dost klesnout - např. při hybernaci)<br />• ptáci, savci<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Organismy ektotermní – studenokrevné</span><br />• jsou závislé na vnějších zdrojích tepla (přestože svoje teplo také vytvářejí) - dost odpovídá organismům poikilotermním<br />• behaviorální termoregulace u ektotermů<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Fyziologický čas - koncepce denních stupňů</span><br />• “Nasčítává” se čas, po který je dost teplo, aby probíhaly fyziologické pochody<br />• Časté použití pro odhad vývoje populace<br />• princip - když je zima, vývoj probíhá pomalu (a třeba jen po nejteplejší část dne) a proto trvá dlouho<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Tolerance k jiným než optimálním teplotám</span><br />• Rozsah tolerovaných teplot je různý pro různé procesy<br />• Organismus je často schopen přežívat v širokém rozsahu teplot, přijímat potravu v uzším teplotním intervalu, a pro rozmnožování potřebuje téměř optimální podmínky<br />• Tolerance se liší podle vývojového stádia<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Extrémní teploty - (nebezpečně vysoké)</span><br />• Často - od optimální teploty k přehřátí je jenom krůček - křivka může být asymetrická<br />• K přehřátí dojde buď vliven záření, nebo vlivem teploty okolí (vzduchu, vody)<br />• Vysoká teplota může buď inaktivovat, nebo i denaturovat enzymy, ale také měnit poměr dějů - u kytek víc roste dýchání než fotosyntéza<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Jak se nepřehřát</span><br />• Stínit se - (např. hvězdovvité trichomy rostlin)<br />• Schovat se do stínu (když jsem pohyblivý organismus)<br />• Využít odparného tepla (živočichové - pocení i rostliny - transpirace) - ale musím mít dost vody<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Extrémní teploty – nízké</span><br />• Fyziologicky - mráz - nebezpečí vzniku ledu v organismu (stačí krátkodobě)<br />• “Dlouhodobý” vliv nízkých teplot (byť nad bodem mrazu) - organismus nestíhá asimilaci; nebo není potrava;<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Jak nezmrznout</span><br />• Někdy může být škodlivý i chlad vysoko nad bodem mrazu (adaptace, ale i aklimatizace jednotlivých organismů)<br />• => někdy je důležitější náhlý pokles teploty než vlastní hodnota - nebezpečí pozdních mrazíků (“zmrzly nám meruňky”)<br />• rostlina: Polštářovitá růstová forma, chlupy (hlavně kolem květů)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Allenovo pravidlo - homoiotermní živočichové</span><br />• Ztráta tepla je závislá na povrchu -nejmenší povrch při daném objemu má koule<br />• s rostoucí teplotou se prodlužují výrůstky těla<br />• Tato zásada se zabývá stavbou těla teplokrevných (homoiotermních) navzájem příbuzných živočichů. Udává, že živočichové žijící ve vyšších zeměpisných šířkách mají menší tělní výběžky (zobáky, uši, ocasy) a končetiny než jejich příbuzní, se kterými se setkáváme blíže rovníku. Důvodem tohoto morfologického přizpůsobení je zřejmě zamezení ztrát tepla větším povrchem tělních výběžků v chladných oblastech a naopak rychlejší ochlazování krve u živočichů, žijících v oblastech horkých. Jako vhodný důkaz platnosti tohoto pravidla lze uvést například lišku polární žijící daleko za polárním kruhem, lišku obecnou a severoafrického fenka berberského.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Bergmanovo pravidlo - endo- i ektotermní ž.</span><br />• Ztráta tepla je závislá na povrchu -čím větší živočich, tím menší procento hmoty je v povrchové vrstvě<br />• s klesající teplotou roste velikost živočichů (neplatí tak úplně obecně)<br />• Toto pravidlo říká, že druhy a poddruhy žijící v chladnějších oblastech jsou zpravidla větší a mohutnější než jejich příbuzní z nižších zeměpisných šířek. Důvodem rozdílu ve velikosti je poměr mezi objemem a povrchem těla jednotlivých taxonů. Větší živočich má menší poměr povrchu těla vůči objemu a tím menší tepelné ztráty na jednotku hmotnosti. Pravdivost Bergmanova pravidla můžeme nejlépe pozorovat u medvědů, poddruhů tygra, tučňáků apod.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Glogerovo pravidlo</span> - homoiothermní ž. - v teplejším a vlhčím klimatu jsou živočichové tmavší<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Jordanovo pravidlo</span> – ryby - v teplejších vodách nižší počet obratlů<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Navíc:</span><br /><span style="font-weight: bold;">• teplota</span><br />- primární zdroj – sluneční záření (infračervená složka – působí přímo, viditelná – nepřímo zpožděně = fotosyntetická fixace energie e rozkladné procesy)<br />- přenáší se zářením, prouděním a vedením – různé uplatnění ve vzduchu, vodě a půdě<br />- ovlivňuje aktivitu, délku vývoje a je omezující faktor výskytu organismů<br />- poikilotermní (bezprostředně závislý na teplotě) – mimo požadované teploty –neuspořádané teploty, strnulost chladem či horkem, smrt chladem či horkem, mikroorganismy, houby, rostliny a většina živočichů<br />- homoiotermní (nezávislý) – teplotu ovlivňují fyziologické procesy (svalová činnost, biochemické procesy) a morfologické struktury (izolační vrstvy), relativně stálá teplota závislá na dostatku potravy a pohybu, ptáci a savci<br />- vychýlení mimo požadované hodnoty – narušení až zastavení metabolismu, inaktivaci nebo denaturaci enzymů, ztráta vody či až vysušení, zmrznutí vody<br />- eurytermní – tolerantní<br />- stenotermní – specialisté<br />- teplotně nenáročné – extrémy: horké prameny – sinice až 88ºC;<br />- středně náročné<br />- chladnomilné<br />- žijící na sněhu a ledu<br />- zimní spánek (hibernace) – strnulost zimou, většina poikilotermních a někteří homoiotermní (zde aktivní snižování a zvyšování teploty)<br />- letní spánek (estivace) – při vysokých teplotách strnulostUnknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-46138318679964790702011-07-09T14:11:00.000-07:002011-07-18T02:45:58.764-07:0017. Strategie a funkční klasifikace organismů<span style="font-weight: bold;">Klasifikace fylogenetická vs. funkční</span><br />• Příbuzní nemusí být podobní - sdílení společné historie nevyústí nutně ve sdílení podobných funkčních znaků<br />• Konvergentní evoluce pod vlivem podobného selekčního tlaku (funkční analogie evolučně nepříbuzných druhů – kaktusy vs. sukulenty, paryby a kytovci)<br />• Funkční popis vegetace v různých biogeografických oblastech<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Raunkierovy životní formy</span><br />pro rostliny, dle uchovávání meristémů během nepříznivých období<br /><span style="font-weight: bold;">• fanerofyty</span> – vysoké, pupeny min. 30 cm nad zemí; stromy, keře<br /><span style="font-weight: bold;">• chamaefyty </span>– nízké, obnovovací pupeny nad zemí do 30 cm; keříčky, byliny<br /><span style="font-weight: bold;">• hemikryptofyty</span> – přízemní růžice, trsy, pupeny při povrchu země, dvouleté až vytrvalé; trávy, sedmikráska<br /><span style="font-weight: bold;">• geofyty</span> – cibule, oddenky pod zemí, dvouleté až vytrvalé; cibule, tulipán<br /><span style="font-weight: bold;">• terofyty</span> – jednoleté, přečkávají v semenech<br /><span style="font-weight: bold;">• epifyty</span> – nekoření, žijí na jiných rostlinách, poloparaziti; orchideje, jmelí<br /><span style="font-weight: bold;">• hydrofyty</span> –vodní<br />- podobné zastoupení životních forem ve stejných klimatických podmínkách, a to bez ohledu na evoluční historii rostlin<br /><br /><span style="font-weight: bold;">trade- off - něco za něco</span><br />• evoluční dilema, kdy genetické změny způsobující zvýšení “fitness” díky zdokonalení v jednom směru, neodvratně vedou ke snížení “fitness” kvůli současnému zhoršení ve směru jiném<br /><span style="font-weight: bold;">• Sempervivum (netřesk):</span> výhodou, když je sucho, je dobré uchovávání vody a minimalizace povrchu, naopak nevýhodou je pokles fotosyntézy při příznivých vlhkostních podmínkách<br /><span style="font-weight: bold;">• Tussilago(podběl lékařský):</span> výhodou pro šíření jsou lehká semena, naopak nevýhodou je nižší konkurenční schopnost semenáčků v zapojeném společenstvu, protože mají méně energie pro start<br /><span style="font-weight: bold;">• Pedicularis</span> - husté chlupy v květenství chrání před mrazem, ale jsou zbytečnou investicí v teplejších podmínkách<br /><span style="font-weight: bold;">• Entada</span> - obrovská velikost semen pomáhá díky počáteční energii překlenout nízkou světelnou intenzitu v lesním podrostu, ale brání šíření na větší vzdálenosti<br /><span style="font-weight: bold;">• constrains</span> = omezení zákl. fyzikálními zákony a fyziologickými omezeními (nemůže totiž investovat více energie než je schopen získat = i v nadbytku je schopen růst jen svou max. růstovou rychlostí), fylogenetická omezení<br />• selekce mortalitou (ne)závislou na hustotě populace<br /><span style="font-weight: bold;">• nezávislou</span> = katastrofické události - r-selekce: velký počet semen, časná reprodukce, rychlý růst, útěk v prostoru a čase (disperzní a odolná semenná banka)<br />- vysoká disturbance a proměnlivost prostředí<br /><span style="font-weight: bold;">• závislou</span> = konkurence -K-selekce: veliká semena (skladují energii), veliký růst těla organismy, dobrá ochrana proti nepřátelům, semena jsou schopná růst okamžitě in-situ<br />- nízká disturbance a proměnlivost prostředí<br /><span style="font-weight: bold;">r a K strategie</span><br />• strategie – schopnost vyrovnat se s nepříznivými vlivy:<br />• tvoří volný přechod<br /><span style="font-weight: bold;">• r-stratégové:</span> v proměnlivém prostředí s disturbancemi, rychlý růst, hodně potomků, krátké životní cykly<br /><span style="font-weight: bold;">• K-stratégové:</span> ve stabilním prostředí, dlouhověcí, málo kvalitnějších potomků<br />Stres: fenomén, který omezuje fotosyntetickou produkci, jako je nedostatek světelého záření, vody, živin, sub-optimální teploty.<br /><span style="font-weight: bold;">Narušení:</span> částečné nebo celkové zničení rostlinné biomasy způsobené aktivitou herbivorů, patogenů, lidí (sešlap, kosení, orání), a působením dalších faktorů, jako jsou vítr, mráz, sucho, půdní eroze, požár,...<br /><span style="font-weight: bold;">Problémy: </span>Stejný vnější faktor může být vnímán první kytkou jako narušení, a druhou jako <span style="font-weight: bold;">stres: </span> extrémní sucho je narušením pro kompetitory, ale stresem pro stres tolerantní rostliny.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">C, S, R strategie</span><br />• pro rostliny<br />• S-stratégové – stress tolerator – dobře odolávají stresu, v extrémním prostředí (pouště, hory)<br />• R-stratégové – ruderal – dobře odolávají disturbancím, v proměnlivém prostředí (rumiště, počáteční stádia sukcese)<br />• C-stratégové – competitor – neumí odolávat stresu ani disturbancím, ve stabilním prostředí, musí konkurovat ostatním (stromy)<br />• jednoletky R, dvouletky R-S nebo R-C, vytrvalky R-S-C<br />• stromy a keře S-C, lišejníky S, mechy S-R<br />• S odpovídá K, R odpovídá r, C je mezi nimi<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEijr2ask0sNifqXIWpzGwLelIsGbD-0Yo-7rPIl99MAs96fe_NeS-TZeyUEbB02qTPnRkfqehWc7mKQK-tjdBvtRvqVqAxLNlHgXbDOTSiGltpGeM_6lRCeutBA0-fRLPAbVwhsIMCdvGbw/s1600/trojuheln%25C3%25ADk.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 320px; height: 303px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEijr2ask0sNifqXIWpzGwLelIsGbD-0Yo-7rPIl99MAs96fe_NeS-TZeyUEbB02qTPnRkfqehWc7mKQK-tjdBvtRvqVqAxLNlHgXbDOTSiGltpGeM_6lRCeutBA0-fRLPAbVwhsIMCdvGbw/s400/trojuheln%25C3%25ADk.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5627463843438018242" border="0" /></a>Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-39117982250631393022011-07-09T14:07:00.000-07:002011-07-18T02:46:29.008-07:0018. Kompetice= konkurence individuí (mezidruhová, vnitrodruhová)<br />• nastává tehdy, když je zdroj dostupný jen v omezeném množství<br />• nedostatek vede k redukci fitness<br /><br />= interakce mezi jedinci, způsobená sdílenými požadavky na zdroj, který je omezeně<br />dostupný; vede k redukci přežití, růstu a reprodukce --- snížený přínos jedince pro další<br />generaci (= snížená fitness)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">3 vlastnosti vnitrodruhové k.</span><br /><span style="font-weight: bold;">1)</span> konečným efektem k. mezi jedinci uvnitř druhu je snížený příspěvek jedince do další generace - působí bezprostředně na přežití nebo na plodnost (nebo obojí)<br /><span style="font-weight: bold;">2)</span> zdroj, který je předmětem k. , musí být dostupný v omezeném množství<br /><span style="font-weight: bold;">3)</span> reciprocita (=jak ty ke mně, tak já k tobě) účastnících se jedinců<br /><span style="font-weight: bold;">dále ještě 4. vlastnosti:</span><br />density – dependence - pravděpodobnost ovlivnění stoupá s hustotou populace<br />V kohortě stejnověkých rostlin (současně rostoucích semenáčků) se vnitrodruhová kompetice<br />(především o světlo) projeví samozřeďováním:<br />jak se zvětšuje velikost jedinců, přežívají jen někteří, ostatní postupně hynou - porost<br />(kohorta) se zřeďuje.<br /><br />Průměrná hmotnost W přežívajího jedince je v čase t ve vztahu k hustotě populace Nt<br /><br /> W = (druhově specif. konstanta) . Nt-3/2<br />Nebo<br /> log W = -3/2 . log Nt + const.<br /><span style="font-weight: bold;">Výklad odvození:</span><br /> hmotnost rostliny W = f (lineární rozm_r rostliny)3<br /> plocha pokrytá rostlinou = f (lineární rozm_r rostliny)2<br />tedy<br /> plocha pokrytá rostlinou = f (W) 2/3<br />zároveň<br /> plocha pokrytá rostlinou = f (1/Nt)<br />odtud<br /> W2/3 = f (1/Nt)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Kompetice o zdroje</span><br />• rostliny – světlo, vodu, živiny, opylovače<br />• živočichové – úkryty, potrava, rozmnožovací místa, sexuální partneři<br />• dostupnost zdroje určuje rychlost/množství jeho uvolňování a velikost populace, která ho využívá<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Tilman:</span> druh je charakterizován koncentrací zdroje, při které ještě roste, na tuto koncentraci je schopen ho vyčerpat => vítězí druh, který je schopen růst za nižšího užívání zdroje<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Gausseho princip kompetičního vyloučení pro více zdrojů:</span> kolik limitních zdrojů, tolik nanejvýš druhů, identickou niku nemohou trvale využívat dva druhy<br /><br /><span style="font-weight: bold;">typy </span><br />• interferenční – přímá interakce<br />• exploatační – nepřímá interakce přes sdílený zdroj<br />• zdánlivá – nepřímá přes sdíleného nepřítele nebo jiný org. na stejné trofické úrovni<br /><br />• contest – vítěz bere vše, teritorialita<br />• scramble – podělí se<br /><br /><span style="font-weight: bold;">kompetice rostlin</span><br />• sedentární => konkurence jen mezi sousedy, velikost důležitější než druhová příslušnost, často asymetrická kompetice<br />• negativní efekt ohně<br />• allelopatie – vylučování toxických látek do půdy s cílem zabránit růstu jiných rostlin<br />• těžko rozložitelný opad – podobný efekt<br />• málo světla - ne vždy úplně negativní efekt (zastínění, ale zároveň ochrana před přehřátím)<br />• zdroj musí být limitující, k dispozici v omezeném množství a oba organismy jej musí využívat<br />• rostliny si konkurují o světlo, vodu a v ní rozpuštěné živiny v půdě, ale též o opylovače<br />• většinou si nekonkurují o CO2 - není důležitá absolutní koncentrace zdroje, ale rychlost jeho přísunu<br /><br /><span style="font-weight: bold;">empirické studie kompetice</span><br />• nepřímé – dle důsledků – např. prostorového rozmístění jedinců<br />• přímé – manipulativní experimenty (pěstění druhů samostatně x ve směsi, odstranění vegetace v okolí x odstranění daného druhu)<br /><span style="font-weight: bold;">a)</span> pěstování rostlin v monokultuře a ve směsích<br /><span style="font-weight: bold;">b)</span> transplanting (např. semenáče do gapů a do trsu)<br /><span style="font-weight: bold;">c)</span> odstraňování (removal) vegetace v okolí individua<br /><span style="font-weight: bold;">d)</span> odstranění druhu ze společenstva<br /><br /><span style="font-weight: bold;">rozmístění individuí</span><br />• pravidelné – zvýšená mortalita - kompetice sousedů, teritorialita<br />• shlukovité – heterogenita prostředí (dál se nedostanou), způsob rozšiřování (semena padnou pod strom) pozitivní interakce (kolonie)<br />• dobré sledovat změny v čase<br />• Vzájemně kompetující druhy reagují na sdílení společných zdrojů diferenciací svých nik<br />• posun znaků spojených se získáváním potravy (Darwinovy pěnkavy), spojených s reprodukcí (sýkory modřinka x koňadra)<br /><br />Výsledek mezidruhové kompetice není dán jen charakterem zdroje a schopnostmi kompetitorů zdroj využít.<br />Může záviset i na abiotických podmínkách prostředí a jejich kombinaciUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-65619816055776715052011-07-09T13:57:00.000-07:002011-07-18T02:46:45.044-07:0019. Predace<span style="font-weight: bold; font-style: italic;">exploatace</span><br /><span style="font-weight: bold;">• predace</span><br />-pravá predace (karnivorie)<br />-pastva (herbivorie)<br /><span style="font-weight: bold;">• parasitismus</span><br />-paraziti – kořist žije dál<br />-parazitoidi hmyz – kořist je usmrcena<br /><br /><span style="font-weight: bold;">generalisté</span> – živí se širokým okruhem potravních zdrojů (polyfágové), potrava se snadno hledá<br />- trade-off - nelze mít příliš sofistikovaná přizpůsobení na zacházení s potravou a její zpracování<br />- potrava se často skládá z hmoty živočichů i rostlin<br /><br /><span style="font-weight: bold;">specialisté</span> - omezeni na několik málo (oligofágové) nebo jedinou (monofágové) položku<br />- někdy jen část potravního organismu<br />- náročnější hledání kořisti - je možné investovat do vývoje specializovaných orgánů ke zpracování právě určité potravy<br />- potravní specializace se vyskytuje v různém stupni u všech výše uvedených kategorií konsumentů, ale zvláště častá je u pravých parazitů a zejména u larev parazitoidů (dospělci se většinou živí sáním nektaru apod.)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">predátoři:</span><br />- často větší než jejich potravní druh<br />- kořist srovnatelných rozměrů – skupinový lov nebo vlastní útok, ale ulovení může trvat dlouho, výsledek nejistý<br /><span style="font-weight: bold;">- proces získávání potravy:</span><br /><span style="font-weight: bold;">1. fáze</span> „práh hladu“ - predátor se začíná zabývat hledáním potravy<br /><span style="font-weight: bold;">2. fáze</span> hledání (searching) – různě dlouhá, závisí na výskytu kořisti a schopnostech predátora vyhledávat, atd.<br /><span style="font-weight: bold;">3. fáze</span> ulovení - po vyhledání útok, ale ne vždy úspěšný, často se opakuje<br /><span style="font-weight: bold;">4. fáze</span> zpracování (handling) – po ulovení kořisti a konzumace (někdy jen část kořisti) následuje odpočinek či jiná aktivita – opětovné překročení „prahu hladu“.<br /><br />- technika lovu - číhající predátor<br />- pronásledující predator<br />- u velkých i malých dravců, bezobratlých i obratlovců<br /><br />- predátoři působí selektivně na složení společenstva, které loví, ze kterého si vybírají kořist<br />- preface na zaměřená na tentýž druh působí selektivně např. velikostně (bezobratlí predátoři preferují menší kořist), věkově (určitá věkovou kategorie kořisti), na oslabené, nemocné a přestárlé (někdy nejmladší a nezkušené)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Přeskok čili switching</span> - když se zastoupení složek potravy mění, přejde predátor od jedné složky k druhé<br />- přechod se neděje plynule, nýbrž náhle<br />- predátor na změnu zastoupení složek potravy (úbytek jedné a vzestup druhé složky) nereaguje až při určitém vzájemném poměru začne náhle preferovat složku, která se stala více zastoupenou – a druhou začne opomíjet<br /><br /><span style="font-weight: bold;">kořist a riziko predace</span> – predační tlak způsobil evoluci kořisti, které riziko ulovení a sežrání snižují:<br />- obranné mechanismy - obranu proti ulovení (zvýší možnost přežití) - mimikry<br />- lepší únik při nebo před napadením (ukrytí, výskyt v době nižšího rizika, včasné zjištění predátora, apod.)<br />- snižují pravděpodobnost lokalizace predátorem<br /><br /><span style="font-weight: bold;">mimikry</span> (mimetické zbarvení, vzhled, chování)<br />- kamuflážní mimikry – podobnost s okolým a následná „nenápadnost“ (kryptické zbarvení), např. svrchní křídla nočních motýlů v barvě stromové kůry nebo zeleně zbarvený hmyz méně nápadný na listech rostlin, hmyz napodobující tvarem těla a zbarvením část rostliny<br /><span style="font-weight: bold;">- Müllerova mimikry</span> - nápadné výstražné zbarvení (obvykle střídání černých a nápadných = červených nebo žlutých pruhů), které připomínají výstražné zabarvení nebezpečně jedovatých druhů, žihadlem = obranným mechanismem (vosy)<br /><span style="font-weight: bold;">- Batesova mimikry</span> – napodobování výstražného zbarvení nebezpečných živočichů - pestřenky napodobují vosy<br /><span style="font-weight: bold;">- Mertensova mimikry </span>– výstražné zbarvení příčně pruhovaných hadů, napodobující mírně jedovaté hady<br /><span style="font-weight: bold;">- mimikry Peckhamovská</span> - predátor napodobuje neškodný organismus, např. rozmnožovacího partnera kořisti a láká ji k sobě (světlušky r. Photinus a Photuris).<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Herbivorie</span><br />• konzumace rostlinného materiálu:<br />-spásání celých nadzemních částí mnoho druhů rostlin<br />-specializovaný okus více či méně vymezených částí rostliny (kořeny, květy, pyl, plody)<br />-minování (vyžírání chodbiček) v parenchymové vrstvě listů<br />-sání tekutin z rostlinných tkání,<br />• výhoda – rostliny nemohou uniknout a tak jsou herbivoři omezeni jen svými predátory a zdroji<br />• býložravci musí vhodně volit potravu aby získaly všechny potřebné látky, ale i rostliny s projímavým účinkem<br />• obranné strategie rostlin: únik, obrana, znovu vyrůst<br />• obrana – mechanická (trny),<br />- chemická (vedlejší produkty metabolismu) - latex<br />- kvantitativní obrana (taniny, celulosa, lignin, hemicelulosa, krystaly křemíku) - velké polymerní molekuly, málo pohyblivé, náročné na výrobu, účinné ve vysoké koncentraci, v dospělých tkáních, přítomny u aparentních rostlin, účinné proti většině herbivorů<br />- kvalitativní obranné (alkaloidy, toxické aminokyseliny, cyanogenické glukosidy, glukosinoláty terpenoidy) - malé toxické molekuly, pohyblivé, snadná výroba, účinné v malých dávkách, v rostoucích tkáních, u neaparentních rostlin, účinné proti nespecializovaným herbivorům<br /><span style="font-weight: bold;">- mutualistický vztah s mravenci</span> – rostliny poskytují místo na hnízdění a potravu - extraflorální nektarie, proteinová tělíska) – jeden druh akátu, Endospermum, Cecropia, Macaranga<br />- rostliny poškozené herbivory uvolňují chemické signály, lákající parazity dotyčných herbivorů (funguje pouze skutečné poškození, ne jen mechanické)<br />- další obrana je masový kvetení jednou za několik let, kdy je populace herbivorů nasycena semeny a předtím byla populace omezena malým výskytem semen<br />- výroba omamných látek stojí energii - stromy Cecropia syntetizujíci vysoké koncentrace obranných taninů také produkují méně listů<br />• rostliny jsou složeny z úplně jiných látek než ti kdo je můžou chtít sežrat – špatně stravitelné až jedovaté (celulóza, lignin, silice, alkaloidy)<br />• hledání rostliny je těžší v druhově rozmanitější oblasti - úkryt<br /><br /><span style="font-weight: bold;">3 strategie rostlin:</span><br /><span style="font-weight: bold;">a)</span> velká investice do růstu a malá do obrany v prostředí bohatém na živiny a energii<br />- prostředí bohaté na zdroje - živiny a energii - vede k investici do růstu, zde je hlavní uspět v konkurenci s ostatními rostlinami o světlo, aby ji ostatní rostliny nepřerostly a nezastínily - zda ji přitom napadnou herbivoři není zásadní<br />-- neaparentní rostliny: únik před herbivory v čase a prostoru<br />- využívájí náhlé příležitosti - déšť<br />- krátká délka života (jednoletky)<br />- rychle plodí<br />- malá velikost a biomasa<br />- nepředvídatelné rozšíření v prostoru a čase<br />- sítina žabí, ostřice česká<br />jsou tedy pro herbivory obtížně nalezitelné<br /><span style="font-weight: bold;">-aparentní rostliny:</span> tolerance k herbivorii<br />- pionýrské druhy stromů<br /><span style="font-weight: bold;">- velké a tenké listy s krátkou životností:</span> konstrukce dosahující co největší plochy listu na jednotku použitého materiálu (biomasy)<br />- rychlý růst a fotosyntéza vede k tomu, že jsou bohaté na živiny a tedy chutné pro herbivory<br />- jak rychle rostou je to nejdůležitější<br />- jsou aparentní, proti herbivorům se příliš nebrání - vystaveni intenzivní herbivorii, poškození díky rychlému růstu v prostředí bohatém na živiny tolerováno a rychle nahrazeno novou biomasou.<br /><span style="font-weight: bold;">b)</span> malá investice do růstu a velká do obrany v prostředí chudším na zdroje<br />- prostředí chudé na živiny vede k maximální ochraně vytvořené biomasy - její tvorba je v chudém prostředí obtížná.<br />- malé, tuhé a solidně konstruované listy s dlouhou životností, dobře chráněné před herbivory<br />- epifytické orchideje a bromélie: velmi dobře chráněné rostliny z extrémně chudého prostředí, herbivorie na epifitech: kromě kapradin nízká, bromélie a orchideje nežere prakticky nikdo<br />- návratnost investic do produkce obranných látek závisí také na riziku herbivorie, proto je produkce obranných látek až jako odezva na herbivorii dobrou strategií<br /><span style="font-weight: bold;">c)</span> tolerance k okusu – úbytek listů zvětší přísun světla k ostatním listům a tím jejich produkci, přerozdělení asimilátů po okusu, stimulace vývoje pupenů<br /><br />- okus kůry a lýka celého kmene mladého stromu vede k uhynutí rostlin (králícy, zajíci, hlodavci apod) nebo vniknutí patogenu okusem a úhyn v důsledku infekce<br /><span style="font-weight: bold;">- Mladé listy:</span><br />- obzvláště cenné pro rostlinu, tedy by měly být obzvláště chráněné<br />- přesto jsou preferované většinou herbivorů a mají nejvyšší intenzitu herbivorie<br />- okus mladých listů je velký problém – ten nejprve spotřebovává více cukrů a energie než produkuje a celková bilance je obzvláště poškozena za vysoké úmrtnosti mladých listů<br /><span style="font-weight: bold;">- ochrana:</span><br />- strategie rychlé expanze listů: nejprve vyrostou nezpevněné hadrovité listy bez chlorofylu,ty potom rychle dospějí<br /><br /><span style="font-weight: bold;">- Trade-off </span>- negativní korelace (trade-off) mezi přežíváním semenáčků na lesních světlinách a v lesním podrostu<br />- nemožné vytvořit super-rostlinu kombinující ekologické vlastnosti nutné pro úspěšné přežití v obou prostředí, neboť jde často o protichůdné vlastnosti<br />- proto vznikly dvě strategie pro přežití buď na světlině, nebo v podrostu.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">predace</span><br />• čas na lov = hledání + zpracování kořisti<br />• výtěžek = energie/čas<br />• zisk z lovu = energie/(hledání + zpracování)<br />• na době hledání kořisti závisí specializace x generalizace predátora<br />• fční odpověď predátora, liší se % ulovené populace:<br />• lineární (Nicholsonův model) – přímo úměrné kořisti, např. lumíci x jednoděložky v tundře<br />• konvexní (Hollingův model) – roste rychleji, než hojnost kořisti, čas k nalezení kořisti se s přibývající kořistí snižuje, ale limitace časem na zpracování kořisti (počet ulovených = účinnost hledání.čas hledání.početnost kořisti) - nejčastěji<br />• sigmoidní – roste pomaleji<br />• predátor se snaží o co nejvyšší celkový zisk kořisti, musí se tedy rozhodovat, zda pokračovat v lovu na daném místě, nebo hledat výhodnější oblast<br /><span style="font-weight: bold;">• délka setrvání predátora v dané oblasti závisí na:</span><br />-kvalitě oblasti [t.j. množství energie získané lovem za daný čas]<br />-vzdálenost alternativních oblastí s kořistí<br />-kvalita dané oblasti také klesá v čase, jak se stává postupně vylovenou.<br />• různé oblasti s různým výskytem kořisti – trade off jestli se přesunout za kořistí nebo ne (zisk E současný x přesunové vydání E a času)<br />• oblast je vhodné opustit jakmile se dosáhne maximálního zisku energie za dobu cestování do oblasti a jejího využívání, závisí tedy na bohatosti oblasti a vzdálenosti mezi oblastmi<br /><br /><span style="font-weight: bold;">populační dynamika systému predátor-kořist</span><br /><span style="font-weight: bold;">Lotka-Volterra </span><br /><br />dN/dt = rN - aCN<br />dC/dt = faCN - qC<br /><br />N = počet jedinců kořisti<br />C = počet jedinců predátora<br />t = čas<br />r = rychlost růstu populace<br />a = frekvence útoků na kořist<br />f = efektivita převodu energie z kořisti do potomstva predátora<br />q = úmrtnost<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• kořist: </span>změna = kořist bez přítomnosti dravce – počet sežrané kořisti za jednotku času<br /><span style="font-weight: bold;">• predátor:</span> změna = - vymírání dravce bez kořisti + zisk z biomasy kořisti<br />• populace predátora sigmoidně následuje populaci kořisti (lze převést na kruh závislosti počtu predátorů na počtu kořisti)Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-71008255461994874602011-07-09T13:54:00.000-07:002011-07-18T02:47:03.357-07:0020. Parazitismus<span style="font-weight: bold; font-style: italic;"></span><span style="font-weight: bold;">parazit</span><br />• parazit je na rozdíl od predátora vázán na svou kořist – je na její existenci závislí<br />• po úhynu hostitele se parazit musí buď přemístit na jiného hostitele a nebo uhyne<br />• hostiteli sice škodí (odčerpávání zdrojů a produkce vlastních metabolitů), ale jeho smrt není v zájmu parazita<br />• obvykle menší než hostitel a může být v hostiteli jeden či více parazitů (i mnoho druhů), redukují jeho fitness, zvyšují mortalitu populace hostitelů<br />• většina parazitů výrazně hostitel-specifická – mnoho druhů ½<br />• zástupci všech říší vč. virů a bakterií<br /><br /><span style="font-weight: bold;">parazitozy</span><br />• hl. tropy, rozvojové země<br />• malarie - anofeles<br />• elefantiáza – vlasovec mízní<br />• bilharziosa – krevnička močová<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• mikroparazité</span> – hl. vnitrobuněční (viry, bakterie, prvoci, houby - jednobuněční)<br />• množí se v těle hostitele, většinou v buňkách<br />• přenos přímo (kapénkově, kontaktem) x vektorový organismus (přenosný) – krevsající hmyz (množivá/klidová stadia)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• makroparazité</span> – ektoparazitičtí členovci (tasemnice, motolice, vrtejši, škrkavky - mnohobuněční) rostou v těle hostitele, infekční stadia ho opouštějí, střídají více hostitelských druhů (lepší šíření, vyšší pravděpodobnost dosažení konečného hostitele-obratlovce)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">přenos </span><br />• epidemiologie<br />• přímý x vektor (přenašeč)<br />• agregovaná prostorová distribuce = nejdříve napadáno okolí hostitele, infekční typ distribuce<br />• prevalence – % napadených jedinců z populace<br />• intenzita infekce – prům. počet parazitů na prům. (vč. zdravých) zást. populace<br /><br /><span style="font-weight: bold;">obrana parazitaci</span><br />• rostliny – obranné látky, změny růstu (hálky)<br />• bezobratlí – fagocytující buňky<br />• obratlovci – komplexní imunitní systém umožňující zotavení z infekce a pamatuje si typ napadení (imunoglobuliny i dědičně)<br /><br />- populace napadených hostitelů snižují růst. rychlost, podobné kolísání populací jako systém dravec-kořist<br /><br /><span style="font-weight: bold;">parazitoid</span> – samice znehybní kořist a někde jí ukryje a nebo do ní jen zaživa vloží jedno či více vajíček<br />• dospělec se živý většinou nektarem, larva vyžírá kořist tak, aby důležité orgány byly zachovány co nejdéle, nekdy přechází na jinou kořist kterou donese samička<br />• někdy je larva ukryta hluboko ve dřevě, kam byla vpravena jako vajíčko<br />• některá kořist je znehybněna bodnutím do nervové uzliny – to vyžaduje velkou přesnost, kterou lze docílit specializací na jediný (zřídka několik málo) druh kořisti<br />• výsledek - obrovský počet druhů s parazitoidním způsobem života<br />• z hlediska mezipopulačního vztahu dravec – kořist je parazitoidní lov obdobou pravé predace jen s časovým odkladem výsledkuUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-90497521826865786082011-07-05T12:36:00.000-07:002011-07-18T02:47:22.482-07:0021. Mutualistické vztahy= vzájemné ovlivňování či soužití mezi jakýmikoliv dvěma či více organismy, které je pro všechny zúčastněné organismy prospěšné. Je jedním z druhů symbiózy. Mutualismus je taková forma symbiózy, ze které mají oba zúčastněné organismy prospěch (fakultativní mutualismus se někdy nazývá protokooperace – např. mšice a mravenci)<br /><br />- fakultativní (výhoda když jsou spolu, ale žijí i samostatně) x obligátní (mutualistický vztah je podmínka pro přežití druhu)<br />- koevoluce až symbiogeneze (nelze rozlišit dva organismy, semiautotrofní organely)<br />- evoluce plastidů = primární -> sekundární -> terciární (nukleomorf je zbytek euk. jádra endosymbionta sek. nebo terc.)<br />- syntrofický mutualismus v rámci konsorcií (fyzické uskupení org. za účelem výměny metabolitů, kterými se navzájem živí)<br /><br /><br /><span style="font-weight: bold;">příklady:</span><br />• Houby + řasy [= lišejníky]<br />• Rostliny + opylovači – obligátně např. Yucca + motýlci, kdy larvy se živí semeny (ale přechod od mutualismu k parazitismu občas – kladly larvy i na rostliny opálené jiným hmyzem)<br />• Rostliny + živočichové pojídající plody a šířící semena<br />• Rostliny + mravenci – myrmekofilní rostliny, extrafolární nektarie, proteinová tělíska, akácie poskytují hnízdní prostory v upravených trnech, devil´s gardens Amazonie<br />• Rostliny + mykorhizní houby – ekto (5000 hub+2000 rost.) a endomykorhiza (150 hub+90% rost.), i přechod na nezávislost hub<br />• Rostliny + N fixující baktérie = hlízková fixace dusíku, bakterie získají org. látky<br />• Přežvýkavci + baktérie rozkládající celulózu<br />• Termiti + prvoci rozkládající celulózu – brvitky Trichonympha flagellata<br />• Lidé + domestikované rostliny a zvířata (člověk pomohl kávovníku zvítězit v konkurenci s ostatními rostlinami) - monodruhové porosty<br />• Koráli + fotosyntetizující řasy<br />• Stejnokřídlí + mravenci – soužití s mšicemi, proti parazitoidům<br />• Buňky + baktérie, prokaryotické buňky obsahují mitochondrie and chloroplasty – nyní už obligátní mutualismus s bakteriemi<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Mutualistické vztahy mravenců</span><br /><span style="font-weight: bold;">Mravenci a myrmekofilní rostliny:</span><br />- rostlina získá živiny, ochranu před popínavými rostlinami a herbivory, mravenci hnízdní prostor a potravu (extraflorální nektarie, proteinová tělíska)<br /><span style="font-weight: bold;">Mravenci and stejnokřídlý hmyz [mšice, červci, atd.]</span><br />- stejnokřídlý hmyz získá ochranu před predátory a parazitoidy, mravenci potravu (nadbytečný cukr vylučovaný druhy sajícími na floému)<br /><span style="font-weight: bold;">Mravenci a houby [pouze mravenci r. Atta]</span><br />- houby získají klimatizovaný prostor pro růs a potravu (listy rostlin přinášené do mraveniště), mravenci požírají plodnice hub<br /><span style="font-weight: bold;">Mravenci a akácie</span><br />- akácie poskytují hnízdní prostory v modifikovaných trnech, mravenci je chrání před herbivory takže akácie obsazené mravenci rostou lépe než bez nich<br />tzv. ďáblova zahrádka<br />- monokulturní porosty myrmekofilního druhu stromu Duroia hirsuta (Rubiaceae) v Amazonském pralese<br />- vytvářené mravencem Myrmelachista schumanni zabíjejícím ostatní rostliny kyselinou mravenčí<br />- D. hirsuta poskytuje mravencům hnízdní dutiny<br />- každá zahrádka spravovaná jednou kolinií mravenců, některé až 800 let staré .<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Podvádění v mutualistických vztazích: </span><br />• Crematogaste nigriceps obývá myrmekofilní akácie, ale je kompetičně vytlačen jinými druhy mravenců, pokud se dostanou na stejný strom<br />• kompetující druhy mravenců kolonizují nové akácie přechodem po navzájem se dotýkajících větvích<br />• C. nigriceps proto zaštipuje větve hostitelské akaácie tak, aby nebyly v kontatku s jinými stromy tím sice zvyšuje svoji šansi na přežití, ale zároveň snižuje plodnost hostitelského stromu<br />- v Africe<br /><br /><span style="font-weight: bold;">podvádění v systému rostlina - opylovač</span><br />- některé rostliny podvádějí tím, že neposkytují za opylení nektar [tzv. polinační pasti]<br />- tořiče Ophrys lákají opylovače tím, že vylučují analogy jejich feromonů a napodobují tak partnery ke kopulaci<br />- opylovači někdy kradou nektar aniž by květ opýlili, například se prokousají do květu zvenčí, mimo bliznu a prašníkyUnknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-54564509022047308192011-07-05T12:33:00.000-07:002011-07-18T02:47:41.303-07:0022. Vztahy mezi populacemi<span style="font-weight: bold;">Základní typy vztahů mezi organismy:</span><br /><span style="font-weight: bold;">1)</span> kompetice (konkurence)<br /><span style="font-weight: bold;">2)</span> konsumace (= predace sensu lato)<br /><span style="font-weight: bold;">3)</span> mutualismy<br /><br />• neutrální ?<br />• kompetice (konkurence) - -<br />• predace + -<br />• parasitismus + -<br />• amensalismus 0 -<br />• komensalismus 0 +<br />• protokooperace + + nezávazně<br />• mutualismus + + až obligátně<br /><span style="font-weight: bold;"><br />- hlavně mezidruhové interakce</span><br /><br />• koevoluce – dlouhodobý vývoj<br />• neutralita – bez vzájemného ovlivňování<br />• negativní vztahy<br /><span style="font-weight: bold;">amenzalismus</span> – jednostranný vztah, v němž inhibitor svými metabolity brzdí růst a rozmnožování amenzála<br /><span style="font-weight: bold;">allelopatie</span> – amenzalismus u rostlin, rostliny vylučují sekundární metabolity a omezují tak růst rostlin ve svém okolí, např. akát<br /><span style="font-weight: bold;">predace</span> – potravní vztah, kdy je spotřebováván jeden organismu (kořist) organismem druhým (predátorem), praví predátoři, herbivoři...<br /><span style="font-weight: bold;">parazitismus a patogenie</span> – využití produktů látkové výměny druhého organismu (mikroorg. x makroorg.) x parazitoidi (usmrcují)<br />• pozitivní vztahy<br /><span style="font-weight: bold;">komenzalismus</span> – jedna populace využívá druhou aniž by ji poškozovala, fakultativní x obligátní; většinou se jedná o konzumaci zbytků potravy, nestrávených částí či odpadních produktů. např. mrchožrouti, mikroorganismy v lidském zažívacím traktu. Zvláštním případem komenzálismu je forézie, kdy menší ze symbiontů (foront) využívá většího symbionta jako dopravní prostředek<br /><span style="font-weight: bold;">protokooperace</span> - vzájemně prospěšné soužití dvou nebo více druhů živočichů po přechodnou dobu. Není nezbytné pro jejich úspěšnou existenci. např. hnízdění ptáků v koloniích<br /><span style="font-weight: bold;">mutualismus</span> – oboustranně přínosné vztahy, např. bachoroví nálevníci a přežvýkavci, bobovité rostliny a hlízkové bakterie, opylovači a květiny, mravenci a mšice, mykorrhiza, koráli a řasy<br /><br /><span style="font-weight: bold;">ekologická nika</span> – čím více podobná, tím více interakcí<br />- začlenění druhu v prostředí (zapojení druhu v potravních sítích, požadavky na zdroje, prostorové nároky (hnízda, teritorium…), časové rozložení aktivit (denní a sezónní rytmy), požadavky na místa a období rozmnožování a další životní projevy<br />- základní (výsledek evoluce, představuje genetický daný potenciál) a realizovaná (užší, výsledek konkrétní situace)Unknownnoreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-33436329048965663102011-07-05T12:26:00.000-07:002011-07-18T02:47:58.154-07:0023. Dynamické změny ekosystémů, sukcese<span style="font-weight: bold;">- dynamické změny ekosystémů, vliv prostředí na společenstva</span><br />• disturbance<br />• změny klimatu<br />• příchod nových druhů<br />- stabilizace dvojím způsobem: rezistence x adaptabilita<br />- vývoj sukcesí, invazí, stabilizací...<br /><br /><span style="font-weight: bold;">- Invaze</span> - organismy se dostávají tam, co nepatří - někdy nedozírné ekonomické škody<br />-králíci v Austrálii, bolševník (Heracleum mandegazzianum) u nás, kyprej Lythrum salicaria v Americe<br />- Ukázka toho, že rostliny jsou často schopny růst mimo svůj vlastní areál<br />- Archeofyty (přišly před objevením Ameriky, nejčastěji z Mediteránu a Malé Asie) a neofyty.<br />- Typické archeofyty (mnoho našich plevelů): koukol, rozrazil rolní, chrpa modrák, mák vlčí<br /><br /><span style="font-weight: bold;">- sukcese</span> = následnost po sobě následujících populací nebo společenstev časově<br /><br />- autotrofní (ke klimaxu) x heterotrofní (k rozložení substrátu, příklad: na tlejícím dřěvě, na mrtvole, na výkalu)<br />- hydroserie (vodní rostliny) x xeroserie (na suché půdě)<br />- primární x sekundární<br /><br /><span style="font-weight: bold;">PRIMÁRNÍ SUKCESE SEKUNDÁRNÍ SUKCESE</span><br />surová mateční hornina půdní profil vyvinut<br />nepřítomnost diaspor diaspory přítomny<br /><br />nové vulkanické ostrovy<br /> vulkány<br /> po ledovcích<br /> písečné duny<br /> náplavy řek<br /> lavinové dráhy<br /> po lesních požárech<br /> paseky<br /> opuštěná pole<br /><br />- u vulkánů po výbuchu začíná sukcese zcela od počátku na čerstvé lávě. Ale!<br />Ani výbuch sopky nemusí vždy zničit vše - tzn. že sukcese pak nezačíná „z ničeho“.<br /><span style="font-weight: bold;">Př.:</span> Manam, Papua Nová Guinea, Sv. Helena, Lasen (Kalifornie)<br /><span style="font-weight: bold;">Př.:</span> Lupinus – fixace N, proto je tato rostlina schopná uchytit se i na primárních půdách.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">- Ledovce: </span>po odtátí ledovce se odhalují suťové svahy a morény.<br />Př..: Rostlina, která je schopná růst na takovém suťovitém substrátu: Seneci candoleanus - potřebuje jak dobrou schopnost šíření, tak být schopen vydržet těžké podmínky, ale zároveň tu existuje trade-off - je konkurenčně slabý v příznivém prostředí.<br />Př.: Ledovec na Kavkaze<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Písečné duny:</span> při návátí písku putují obvykle i diaspory.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Náplavy řek:</span> Chronosekvence – můžeme zde snadno porovnávat různě stará stádia – od nejmladších téměř bez vegetace, přes řídké nálety křovin a bylin, až po zapojený křovinatý (někde i stromový) porost. Nejmladší – nejdříve se uchycují anemochorní vrby - za anemochorii (šíření semen vzduchem) ale platí! - semena nejsou schopna uchycení v konkurenčních podmínkách.<br /><span style="font-weight: bold;">Př.:</span> Sukcese na náplavech řeky Geog-Čaj (východní Kavkaz).<br />Diversita - nejvyšší je ve středních stádiích.<br />Biomasa postupně stoupá.<br />Počet individuí postupně klesá.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Lavinové dráhy:</span> Jsou tu dobře viditelné hranice jednotlivých sukcesních stádií. Sukcese zde také často nezačíná od začátku. Schopnost stromů ohnout se je na lavinové dráze výhoda - po pádu laviny nezačíná od nuly - ale platí omezením max. DBH – tloušťkový přírůstek kmene<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Po lesních požárech:</span> Existují dvě “strategie”, jak vyjít s ohněm: 1) vydržet – některým borovicím ohoří jen svrchní kůra a jehlice, ale strom přežije a zase rychle regeneruje, 2) být schopen rychle obsadit prostor po ohni – některá semena začnou klíčit vzápětí po požáru.<br />Vliv ohně je různý podle typu a intenzity.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Opuštěná pole:</span><br />Př.: Úhory v českém krasu (kombinace stálých ploch a chronosekvence).<br /><br /><span style="font-weight: bold;">studium sukcese</span><br />• chronosekvence<br />• trvalé plochy<br />• kombinace<br /><br /><span style="font-weight: bold;">předpoklady sukcesního vývoje</span><br />• Kompetice o zdroje je obecným jevem ve všech rostlinných společenstvech, i když zdroje a intenzita kompetičních interakcí se mohou měnit v průběhu času a lišit mezi jednotlivými společenstvy.<br />• Rostliny mění své prostředí takovým způsobem, že se mění relativní dostupnost zdrojů, a tím i kriteria pro úspěch v kompetici.<br />• Fyziologická a energetická omezení neumožňují, aby se kterýkoliv druh stal nejlepším kompetitorem, bez ohledu na okolní podmínky. Důsledkem těchto omezení je negativní korelace určitých skupin charakteristik druhů, a to tak, že různé druhy jsou nejlepšími kompetitory v různých typech prostředí (princip trade-off.)<br /><br /><br /><span style="font-weight: bold;">průběh sukcese je často předpověditelný ohledně převládajících fčních životních forem</span><br />-Ranně sukcesní druhy musí mít schopnost se na místo dostat, pozdně sukcesí druhy se na něm musí udržet<br />-Ranně sukcesní - spíše r-strategové: hodně malých semen, banka semen v půdě (často dormance jako způsob “cesty časem”), nebo anemochorie (roznos semen větrem).<br />-Pozdně sukcesní - spíše K-strategové (málo velkých semen, schopnost fotosyntézy i při nižší hladině světla)<br />-podle Grima strategie přesun od R do C (úživno) nebo S strategií (neúživno)<br /><br /><br /><span style="font-weight: bold;">klimax = závěrečné stadium sukcese</span><br />• neměnné společenstvo – produkce odpovídá rozkladu, uzavřené koloběhy živin<br />• dynamická rovnováha – změny v čase (klima) nebo prostoru (cyklické)<br />• ovlivnění klimatem x půdou<br />• u nás většinou blokovaná sukcesní stadia – př. louky<br />• také ovlivněn vněj. podm. jako cyklickými zásahy člověka - pseudoklimax<br /><br /><span style="font-weight: bold;">navíc:</span><br />• oheň<br />- přirozený i založený člověkem<br />- v některých lesních, křovinatých a travinných společenstvech (subtropy a tropy = savany) je oheň rozhodující faktor který rozhoduje o udržování určitého stádia sukcese -> brání nastolit klimaxu = celoplošná homogenita prostředí -> zvyšuje celkovou diverzitu společenstev a celého biomu, současně urychluje rozkladné procesy, tok energie a koloběh látek<br />- pyrofyty = rostliny odolné ohni (některé borovice)<br />- níčivé působení na neodolné druhy a ty co nejsou schopny utéct (drobný hmyz, nelétavý bezobratlý)Unknownnoreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5742865090021268514.post-13169633158812913852011-07-05T02:02:00.000-07:002011-07-18T02:48:13.689-07:0024. Terestrické biomy světa• dané klimatem - srážkami a teplotami<br />• charakteristika klimatu dle klimadiagramů (závislost teploty a srážek na měsíci v roce), typické diagramy pro jednotlivé biomy<br />• tropy bohaté díky neovlivnění dobami ledovými<br /><br />• ovlivnění pohyby zem. desek a glaciály - změny teplot, srážek a postavení kontinentů<br />• také pohoří zabraňovala šíření druhů ve starém světě<br /><br />• kontinentální drift: 6-10 desek, astenosféra, kontinenty menší než desky, pár cm za rok, tektonika – geologové, drift – ekologové<br />• Pangea -Gondwana + Laurasie - dnešní kontinenty<br />• změny rozložení souší a moří (litorál)<br /><br /><span style="font-weight: bold;">modely rozšíření biomů založené na</span><br />• klimatických charakteristikách<br />• zem. šířce<br />• zem. délce u poledníkových pohoří<br />• přítomnosti dominantních populací/druhů<br /><br />• roste počet druhů od pólů k rovníku, i v rámci jednoho biomu<br /><br /><span style="font-weight: bold;">8 hlavních biomů</span><br />• tropický deštný les<br />• savana<br />• poušť a polopoušť<br />• chaparral<br />• prerie, step<br />• temperátní opadavý les<br />• temperátní boreální les, tajga<br />• tundra<br /><br /><span style="font-weight: bold;">• tropický deštný les</span> – krátké nebo bez období sucha, dva vrcholy dešťů – Amazonie, Guinejský záliv (Afrika), JV Asie – několik stromových pater, diverzita dřevin, liány a epifyty, dřeviny pryšcovité, violkovité, stromové kapradiny, kauliflorie, mangrovy jsou fyziologicky suché - mravenci, vosy, včely, kobylky, křísi, strašilky, primáti, bércoun, krysy, lenochodi, netopýři, antilopy, papoušci, tukan, kolibřík, lejsek, zoborožec – tropy druhově nejbohatší i nejohroženější<br />• (vždyzelené lesy – bažinné lesy (pneumatofory), bromelie ekvivalentní lišejníkům, druh. bohatost závisí na vzdálenosti glaciálních refugií – př. Everglades, NZ, Korea, Z sev.Am. – invazní vodní hyacint Eichhornia, stromové kapradiny (jen Nový Zéland), sekvoje a sekvojovce)<br /><span style="font-weight: bold;">• tropická savana</span>/pampa, chaparral tvrdolistý les/křovinné makie – tropické vysokostébelné trávníky, roztroušené stromy, oheň, jedno období dešťů, jinak sucho – Stř.Am (chaparral), JAfr. (fynbos), Evropa (mediterrán) – Pinus palustris ohnivzdorná, aloe, hodně geofytů, v Evr. invazní kaktus a yuca, jediná Evr. původní palma, rod Cistus - antilopy, gazely, zebry, žirafa, buvol, slon, lev, hyena, mangusta, cibetka, snovači, astrildovití, čáp, volavka, drop, saranče, termit, mravenec, mara, aguti, morče, mravenečník, pásovec, pes hřivnatý, nandu, tinama, sova, tyran, motýli<br /><span style="font-weight: bold;">• poušť a polopoušť</span> – v různých podnebných pásech: Sonorská, Negev – v JAfr. živé kameny - tarbík, pískomil, fenek, velbloud, adax, gazela, klokan, stepokur, kukačka kohoutí, pštros, hadi, ještěrky, želvy, štíři, solifugy, mravenci<br /><span style="font-weight: bold;">• stepi, prérie</span> – temperátní trávníky - sysel, psoun, vidloroh, bizon, kur, sova, chřestýš, křeček, sajga, tchoř, šakal, stepokur, drop, orel, saranče, vruboun<br />•<span style="font-weight: bold;"> temperátní opadavé lesy, listnaté lesy mírného pásu </span>– stř. Evropa, SAm. (gradient východozápadní) – sev. hranice rozšíření bambusu - norník, myšice, plch, veverka, jelen, srnec, liška, zubr, tur, sýkora, šplhavci, sluka, sovy, krahujec, žlabatky, lumci, chroust, roháč, mravenci, vosy, žížaly<br />• <span style="font-weight: bold;">temperátní boreální lesy, tajga</span> – sev. polokoule - zajíc, bobr, zemní veverka, lumík, jelen, los, kuny, rys, rosomák, vlk, medvěd, křivky, ořešník, sojka, sýkory, kurové, jehličnatí brouci<br />• <span style="font-weight: bold;">arktická a alpinská tundra</span> – severní pol. + Ohňová země - hraboši, pižmoň, polární liška, vlk, sob, kolčava, hranostaj, vodní ptáci, raroh, sokol, konipas, bělokur, krkavec, hmyz vodní larvy, muchničky a komáři<br /><br /><span style="font-weight: bold;">azonální biomy – dané nadm. výškou</span><br />• <span style="font-weight: bold;">horská pásma</span> – velké rozdíly den/noc, horizontální srážky (epifyti) – mlžné lesy, typické hořce, rododendrony - ovce, antilopy, kozy, svišť, pišťucha, hraboš, krkavec, orli, rorýs, bělořit, střevlík, jepice, pošvatka, štírek, pavouci, mnohonožky<br />•<span style="font-weight: bold;"> hory temperátu, ledovce </span>– Sierra Nevada, Kavkaz – vlhkostní gradienty S-Z a J-V =suché severní úbočí Kavkazu x bohaté lesy jižních svahů Kavkazu<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhUQDFJAM3Zpm3ctyBHMJF24wROULQJJbQfpJFcReEYliK1UrfE4EhoCqoioH1p6VmOe0zvS3IBjAi7EFb0Y1LHfG8D0kPkHqhkOasGsceyCthfnBC2ZbgVwBcyONGNn02zo2IMZpXzOA4Q/s1600/biomy.jpg"><img style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 341px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhUQDFJAM3Zpm3ctyBHMJF24wROULQJJbQfpJFcReEYliK1UrfE4EhoCqoioH1p6VmOe0zvS3IBjAi7EFb0Y1LHfG8D0kPkHqhkOasGsceyCthfnBC2ZbgVwBcyONGNn02zo2IMZpXzOA4Q/s400/biomy.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5625791525517518466" border="0" /></a>Unknownnoreply@blogger.com0