Abiotické prosředí

Abiotické prostředí

 

Sluneční záření

Teplota prostředí

Voda

Půda

Atmosféra

Znečištění atmosféry


 

Sluneční záření

   je jediným vstupem energie do biosféry, a tedy také do všech ekosystémů. Z celého slunečního spektra je pro rostliny jediným přímo využitelným zdrojem energie viditelného světla v rozmezí vlnových délek 400 až 750 nm, tzv. fotosynteticky aktivní záření ( FAR ) pro primární produkci, která začíná fotochemickými ději fotosyntézy a zabezpečuje potravní řetězce, jejichž součástí je i člověk. Při dopadu slunečního záření do porostu dochází k jeho kvantitativním i kvalitativním změnám. Aktivním povrchem, na kterém k těmto změnám dochází, jsou listy. Na listech se uskutečňují tyto jevy :  

  

a) odraz ( reflexe ) dopadajících paprsků ( 10 až 20 % ). Závisí na kvalitě povrchu listů – hladké odrážejí více, matné a pokryté chlupy méně. Listy s větším turgorem odrážejí více než listy zvadlé. V jednotlivých vlnových délkách je reflexe různá. Infračervené záření odrážejí listy ze 70 %, viditelné světlo z 6 až 12 %, z malého množství dopadajícího ultrafialového záření odrážejí jen asi 3 %

 

b) pohlcení ( absorpce ). Největší část dopadající zářivé energie všech vlnových délek je pohlcena. Téměř veškerá absorbovaná energie je přeměněna na teplo, jen 2 až 10% energie viditelné části spektra je využito při fotosyntéze.

 

c) průchod záření listem ( transmise ) závisí na tloušťce listů. Tenké listy mohou propustit až 40 % záření.Prošlé záření je složeno především z vlnových délek 500 nm a tomu odpovídají přizpůsobení rostlin tvořících porost.  

  

   Sezónní změny v průniku záření podmiňují vegetační rytmus vývoje rostlin v podrostu. Např. v opadavém lese se vytváří jarní aspekt z bylin, které jsou náročné na intenzitu  přímého záření, a které  ukončují svůj vegetační cyklus v době, kdy dochází k úplnému olistění stromů ( dymnivky, prvosenky, sasanky ). Po olistění nastává letní aspekt, tvořený rostlinnými druhy, které mají menší požadavky na světelné záření ( lipnice hajní, věsenka nachová )

 

   Podle nároků na zářivou energii na svých stanovištích se mohou rostliny rozdělit do tří skupin :

 

-  Slunobytné ( heliofyty ) – pouštní, stepní, horské, tundrové.

-  Heliosciofyty – rostliny tolerantní jak k vysoké hustotě záření, tak snášející různý stupeň zastínění ( šalvěj luční, ječmen myší ).

-  Stínobytné ( sciofyty ) – nesnášejí přímé osvětlení ( věsenka nachová, lecha jarní )    

 

 

 

Teplota prostředí

 

Eurytermní rostliny – mají širokou teplotní amplitudu od -5 do +55 °C. V reprodukční fázi však mají amplitudu menší od -5 do +40 ( luční a hajní druhy ).

 

Stenotermní rostliny – mají relativně úzkou teplotní amplitudu ( např. řasa Chlamydomonas roste na sněžných políčkách při 0 °C, některé řasy žijí v horkých pramenech, kde je rozsah teploty +60 až +70 °C ).

 

   Při překročení limitující teplotní hranice dochází k poškození protoplazmy buněk.. Optimální teplota u většiny eurytermních rostlin je +20 až 25 °C.

   Z hlediska přizpůsobení rostlin rozlišujeme :

-  Termofyty ( teplobytné rostliny ), snášejí vysoké teploty.

-  Psychrofyty ( chladnobytné rostliny ), snášejí nízké teploty.

-  Kryofyty jsou rostliny žijící na sněhu.

 

Výšková stupňovitost

   Roční průměrná teplota vzduchu klesne přibližně o 0,5 °C na každých 100m výšky. Se zvyšující se nadmořskou výškou se mění také další faktory – zvyšuje se množství srážek, intenzita větru, podíl UV složky slunečního záření. Výškovou stupňovitost vegetace v závislosti na průměrné roční teplotě lze vyjádřit následující tabulkou :

 

stupeň průměrná roční teplota °C nadmořská výška ( v metrech )
dubohabr. lesů   7 až 10   do 400 - 500
bučin 4 až 7   do 800 - 1100
smrčin 1 až 4   mezi 100 -1500
kleč. porostů 0 až 2   mezi 1400 - 1800
alpin. porostů -4 až 0   nad 1800

 

 

 

 

Voda

  Je univerzálním rozpouštědlem. Jsou na ní závislé všechny metabolické procesy. Zdrojem vody pro rostliny jsou atmosférické srážky. Rostliny  přijímají vodu hlavně kořeny a přizpůsobily se stanovištím s různou vlhkostí. Podle vztahu ke stanovištní vlhkosti rozlišujeme ekologické typy :

- Hydrofyty – rostliny vázané na vodní prostředí.

- Hygrofyty – rostliny rostoucí na mokrých až zbahnělých půdách-

- Mezofyly - rostliny rostoucí na vlhkých , čerstvě a mírně vlhkých půdách.

- Xerofyty – rostliny rostoucí na půdách suchých, nebo převážnou část v roce suchých.

 

 

 

Půda

   Vzniká spolupůsobením klimatu a živých organismů z matečné horniny. Její fyzikální a chemické vlastnosti jsou proto výsledkem všech faktorů působících v ekosystému. Půda je systém vody, minerálních látek, vzduchu, živých a mrtvých organismů a jejich rozkladných produktů. Na rozkladu ( dekompozici ) se podílí většina půdních organismů. Půdní organismy nazýváme společně edafon. Hlavními rozkradači jsou heterotrofní mikroorganismy a saprofágové ( půdní bakterie, kvasinky, plísně, houby ). Na rozkladné činnosti se podílejí i drobní živočichové ( půdní roztoči, chvostoskoci ), kteří rozmělňují čerstvě odumřelé organické zbytky ( detritu ) na jemné části, čímž zvětšují povrch dostupný mikroorganismům. Za optimálních teplotních a vlhkostních podmínek dochází k úplnému rozkladu organické hmoty – mineralizaci na organické látky rozpustné ve vodě, které se dostávají zpět do  rostlin. I když hlavním dodavatelem chemických prvků do vznikající půdy je matečná hornina, u dostatečně hlubokých půd, vzniklých dlouhodobým procesem, je chemické složení půdy již odlišné  od chemického složení matečné horniny. Rostou na nich rostliny, jejichž  ekologické nároky jsou v souladu  s chemickými vlastnostmi půdy. Bezprostřední vazbu na geologický substrát  mají rostliny rostoucí  na povrchu skal ( petrofyty ). Patří mezi ně řasy, lišejníky, mechy a kapradiny. Rostliny kořenící ve skalních štěrbinách se nazývají chazmofyty. Jejich druhové zastoupení  se liší podle toho, zda rostou na vápencovém nebo silikátovém podkladu.

 

   Specifické ekologické vlastnosti mají písčité půdy. Na nich tvoří společenstvo rostliny označované jako psamofyty ( mateřídouška úzkolistá, kostřava písečná, hvozdík písečný ). Důležitým faktorem je i kyselost a zásaditost půd ( půdní reakce, pH půdy ). Podle nároků na pH půdního prostředí dělíme rostliny na :

 

a) acidofyty – vyžadující kyselé půdy s pH menším něž 6,7 ( vřes, kostřava ovčí, rosnatka okrouhlolistá )

b) neutrofyty -  rostoucí na půdách s pH 7

c) alkalofyty – rostoucí na půdách s pH větším něž 7,2 ( ostřice nízká )

 

   Hodnota pH menší než 3 a větší než 9 způsobuje poškození kořenových buněk a úhyn rostlin.

 

   Rostliny jsou citlivé také na obsah solí ( chloridů, síranů, uhličitanů Na+, K+, Ca2+ ) v půdě. Tyto soli zvyšují osmotickou hodnotu půdního roztoku. Vyšší obsah solí v půdě nesnášejí halofobní rostliny ( většina listnatých dřevin, květák, mrkev ). Opakem jsou halofytní rostliny, které na zasolených půdách nejen  rostou, ale přítomnost solí pro svůj růst a vývoj přímo potřebují ( mangrovové porosty na pobřeží tropických moří )

 

 

Atmosféra

   poskytuje rostlinám základní  stavební prvky : kyslík, dusík, uhlík.

 

Uhlík

   získávají rostliny z atmosférického oxidu uhličitého. Je to jediný zdroj uhlíku pro stavbu biomasy.

 

Kyslík

   je potřebný pro dýchání rostlin. Důležitá je především jeho přítomnost v půdě. V půdním vzduchu je obsah kyslíku o něco menší než v atmosférickém. Je to proto, že spotřeba kyslíku půdními mikroorganismy a dýcháním kořenů je velká, zatímco difuze vzduchu do půdy je často pomalá. Rozhodující je velikost prostorů mezi půdními částicemi ( půdní póry ). Málo prokysličené jsou proto jílovité půdy. U rostlin žijících v bažinatých půdách se tvoří dýchací kořeny, které vyrůstají negativně geotropicky z půdy do vzduchu, nebo chůdovité kořeny, které jsou trvale pod povrchem půdy.

 

Dusík

   je potřebný pro syntézu rostlinných bílkovin , u vyšších rostlin také k tvorbě dusíkatých látek ( alkaloidů ). Rostlinami je přijímán především ve formě dusičnanové NO-3 a amoniové NH4+. D půdy se dostává čtverým způsobem:

 

1) Z plynných sloučenin v atmosféře – vznikajících ze vzdušného dusíku elektrickými výboji při bouřkách, a z exhalátů. Do půdy se dostávají srážkami.

 

2) Činností mikroorganismů ( vazačů dusíku ), které mají schopnost vázat přímo vzdušný kyslík. Např. aerobní půdní bakterie Azotobacter chroococcum nebo Clostridium pasteurianum. Hlízkovité bakterie z rodu Rhizobium, žijících v symbióze s kořeny bobovitých rostlin, sinice rodu Nostoc a Anabaena.

 

3) Mineralizací odumřelých těl rostlin , živočichů a vazačů dusíku.Při mineralizačním procesu musí být dusík uvolněn z organickým molekul bílkovin v anorganické podobě ( NH3 ). Tento proces provádějí amonizační bakterie. Nitritační bakterie převedou amoniak na nitritovou formu NO-2 a nitratační bakterie na formu dusičnanovou NO-3. Zatímco tyto organismy jsou aerobní , mohou za anaerobních podmínek denitrifikační bakterie převést část dusičnanů na plynný dusík, unikající do atmosféry, a ochuzovat tak půdu o dusíkaté látky.

 

 

                                Schéma koloběhu dusíku

 

4) Dusíkatými hnojivy ( ledky, močovina )

    Rostliny náročné na obsah dusíku v půdě se nazývají  nitrofyty a tvoří nitrofilní společenstva ( kopřiva, lebeda, pýr plazivý, merlík ). Opakem jsou nitrofobní společenstva rostoucí na substrátech se silně kyselou reakcí , které brzdí nitrifikační činnost mikroorganismů. Patří sem rostliny rašelinišť ( rojovník, klikva, šicha ). Na rašeliništích také rostou masožravé rostliny, které získávají potřebné dusíkaté látky rozkladem těl živočichů ( rosnatka, tučnice ).   

 

Znečištění atmosféry

 Má velký vliv na vegetaci. Znečištění je způsobováno :

 

a) tuhými emisemi ( popílek, prach ). Tuhé emise ucpávají průduchy na listech. Při ovlhčení se uvolňují rozpustné složky, které pronikají do pletiv. Jde většinou o jedovaté látky rozrušující asimilační barviva. Rostliny kontaminované tuhými emisemi se dostávají do potravních  řetězců a ohrožují zdraví člověka a živočichů.

 

b) plynnými emisemi. Plynné emise jsou produktem spalování uhlí
( SO2 ) , metalurgických výrob ( HF, SiF2, sloučeniny rtuti a jiných těžkých kovů, chloru aj. ), automobilového a leteckého provozu ( CO, sloučeniny olova, aldehydy, oxidy síry, dusíku, aromatické uhlovodíky, benzpyreny ), používáním sprejů a chladicích zařízení  ( freony ).

 

Oxid siřičitý SO2  působí předčasný opad listů, především u jehličnanů. Jedovatě působí zvláště na  lišejníky. Spolu s oxidy dusíku, halogenovodíky  a chlorem je příčinou kyselých dešťů, okyselování půd a povrchových vod. V kyselých půdách je narušena mykorrhiza , stromy špatně rostou a odumírají.