06.01.2015 Views

Společenstva rostlin

Společenstva rostlin

Společenstva rostlin

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Společenstva <strong>rostlin</strong><br />

Jaroslav Vojta


Co je to <strong>rostlin</strong>né společenstvo<br />

Neuhäusl (1980):<br />

„Soubory <strong>rostlin</strong>, vznikající společným soužitím druhových populací<br />

v určitém prostředí. Výběr druhů a jejich populací je ve fytocenóze<br />

je určován podmínkami prostředí, tj. souborem faktorů na<br />

fytocenózu působících, a vzájemnou konkurencí.“<br />

Palmer et White (1994):<br />

„Soubory <strong>rostlin</strong> v rámci určitého úseku v čase a prostoru libovolné<br />

velikosti.“


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo<br />

Organismální pojetí vegetace (Clements 1916):<br />

Společenstva jsou „superorganismy“ s vlastní ontogenezí (=<br />

sukcese) značně nezávislé na vnějším prostředí. Sukcese se<br />

opakuje jen s malými obměnami.<br />

Individualistické pojetí vegetace (Gleason 1926):<br />

Jednotlivé druhy se ve společenstvu potkávají jen v důsledku<br />

náhody a selekce prostředím.


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo<br />

Austin (2005)


Hranice společenstev<br />

• náhlá změna stanovištních podmínek – ekoton<br />

• kontakt dvou společenstev → lemové „společenstvo“


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo<br />

Austin (2005)


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo<br />

Austin (2005)


Existuje <strong>rostlin</strong>né společenstvo<br />

Austin (2005)


Příčiny diskontinuity vegetace<br />

- Neúplný gradient prostředí<br />

- Silná dominanta (a interakce mezi druhy vůbec)<br />

- (Artefakt - preferenční způsob sběru dat)<br />

Diskontinua ve vegetaci běžně nalézáme, závisí ovšem na<br />

kontextu konkrétní krajiny a geografickém měřítku. Teoreticky<br />

jsou myslitelné v podstatě všechny možné přechody.


Různé úrovně diverzity:<br />

• genomy<br />

• druhy<br />

• životní formy<br />

• ekosystémy<br />

Diverzita<br />

Základní četnostní charakteristika ekosystému<br />

Druhové bohatství – pouhý počet druhů<br />

Diverzita – bereme v úvahu také význam druhů ve<br />

společenstvu


Druhová bohatost společenstva<br />

- počet druhů vs. plocha (species-area curve)<br />

- Počet druhů vs. Počet jedinců (Species accumulation curve)<br />

z<br />

S cA


Měření diverzity<br />

Diverzita závisí nejen na počtu druhů, ale i na vyrovnanosti početností<br />

(ekvitabilitě).<br />

Problémy<br />

• modulární organismy<br />

• velikostí nesouměřitelné organismy (ekosystémové studie)<br />

Řešení – použití na velikosti a počtu jedinců nezávislé charakteristiky<br />

(biomasa, pokryvnost).


Simpsonův index diverzity<br />

- odvozen z teorie pravděpodobnosti<br />

D<br />

<br />

1<br />

S<br />

<br />

2<br />

p i<br />

i1<br />

kde:<br />

S – celkový počet druhů<br />

p<br />

i<br />

<br />

N<br />

N<br />

i


(Gini-)Simpsonův index diverzity<br />

D<br />

1<br />

S<br />

<br />

i1<br />

2<br />

p i<br />

- dává relativně nízkou váhu vzácným druhům a vysokou<br />

váhu častým druhům<br />

- hodnoty od 0 do 1 - 1/S (maximum pro naprosto vyvážené<br />

společenstvo, kde mají všechny druhy stejný počet jedinců)


Míra vyrovnanosti na základě Simpsonova indexu<br />

diverzity<br />

E <br />

D<br />

D max<br />

D<br />

max<br />

1<br />

1<br />

S


Shannon-Weinerův index diverzity<br />

- odvozen z teorie informace (míra entropie)<br />

S<br />

H <br />

.log<br />

2<br />

i1<br />

p i<br />

p<br />

- jednotkou je jeden bit (odpovídá informaci, že nastal<br />

jeden ze dvou stejně pravděpodobných jevů)<br />

- v praxi se jedná o odhad veličiny – měl by se používat<br />

symbol H´<br />

i


Míra vyrovnanosti na základě Shannonova<br />

indexu diverzity<br />

J <br />

H<br />

H max<br />

H log<br />

max 2<br />

S


Vlastnosti indexů diverzity<br />

S = 7<br />

D = 0,86<br />

E = 1<br />

H = 1,95<br />

J = 1<br />

S = 7<br />

D = 0,76<br />

E = 0,88<br />

H = 1,65<br />

J = 0,85<br />

S = 10<br />

D = 0,9<br />

E = 1<br />

H = 2,3<br />

J = 1<br />

S = 10<br />

D = 0,76<br />

E = 0,84<br />

H = 1,76<br />

J = 0,76


Čím je určena diverzita<br />

• Produktivita prostředí<br />

• Prostorová heterogenita<br />

• Nehostinnost prostředí<br />

• Stáří prostředí<br />

• Sukcese


Produktivita prostředí


Produktivita prostředí


Produktivita prostředí


Produktivita prostředí<br />

• produktivita může pozitivně působit na diverzitu v případě,<br />

že se zároveň zvyšuje diverzita zdrojů<br />

• některá málo produktivní stanoviště jsou druhově velmi<br />

bohatá<br />

• diverzita bývá nejvyšší ve střední části gradientu prostředí<br />

• ve střední části gradientu produktivity je zdrojů obecně<br />

dostatek, ale pro určitý druh se může některý stát limitující,<br />

což umožňuje koexistenci druhů<br />

• roli zde hrají další faktory – evoluční historie, převládající<br />

typ prostředí v krajině a pod.


Prostorová heterogenita<br />

• zpravidla nalezena silná korelace, heterogenita prostředí však<br />

zpravidla koreluje s jiným faktorem (zejména s velikostí plochy)


Nehostinost prostředí<br />

• problém s definicí „nehostinosti“<br />

• „nehostinná“ prostředí jsou zpravidla vzácná a pokud<br />

převládají, postrádají heterogenitu (ovšem za značnou část<br />

heterogenity prostředí jsou zodpovědny samy organismy...)


Stáří prostředí<br />

• postglaciální migrace v temperátních oblastech x vysoké<br />

druhové bohatství v tropech<br />

• nově vzniklé lesy na zemědělské půdě<br />

• ostrovní biotopy


Sukcese


Druhová skladba společenstva<br />

• Historické + abiotické + biotické faktory, význam faktorů – funkcí<br />

prostorové a časové škály<br />

– species pool – soubor druhů schopných kolonizovat dané společenstvo<br />

(nebo soubor druhů v daném geografickém prostoru)<br />

– interakce<br />

– top-down, bottom-up procesy


Vertikální struktura společenstva<br />

• Vertikální gradienty prostředí → vertikální stratifikace společenstva –<br />

nadzemní a podzemní patrovitost<br />

– stromové, keřové, bylinné, mechové patro (E – étage) – gradient světla<br />

– svrchní, střední a spodní kořenové patro – stratifikace půdy (gradient<br />

vlhkosti, kyslíku, živin)


Struktura životních forem<br />

• Spektrum životních forem společenstva<br />

– indikace hlavních parametrů prostředí ()


Záznam <strong>rostlin</strong>ných společenstev<br />

• Vegetační snímek – relevé<br />

– soupis druhů<br />

– odhad četnosti (individua,<br />

pokryvnost)<br />

• systém ploch – náhodný vs.<br />

pravidelný vs. subjektivní<br />

záznam<br />

– stanovení frekvence druhů<br />

• gradient – linie, pruh


Analýza vegetace<br />

• Vegetační záznam (snímek) – binární data (prezence/absence), odhad<br />

četnosti (abundance)<br />

• primární datová matice – druhové složení záznamů (snímků)<br />

• Jednorozměrná data – biomasa, počet<br />

druhů, index diverzity<br />

• mnohorozměrná data – druhové složení


Porovnání <strong>rostlin</strong>ných společenstev<br />

• Podobnost společenstev<br />

• index podobnosti<br />

– kvalitativní (Sørensen S s = 2C/(A+B),<br />

Jaccard S j = C/(A+B–C))<br />

– kvantitativní (např. Bray - Curtis)<br />

• euklidovská vzdálenost, korelační matice


Klasifikace společenstev<br />

• Klasifikace – porovnáním záznamů vytvořit skupiny<br />

diskrétních jednotek<br />

– fidelita – věrnost druhu dané jednotce<br />

• tabelární syntéza – stálost druhů C i = a i /n*100 [%]<br />

• numerické shlukovací metody<br />

– ne/hierarchické<br />

– mono- a polytetické<br />

– aglomerativní a divizivní (TWINSPAN)


Ordinace<br />

• Ordinační techniky – zjednodušení mnohorozměrného prostoru (data o<br />

druhovém složení) → ordinační diagram<br />

• lineární nebo unimodální odpověď druhů<br />

• nepřímá ordinace – gradient druhové skladby ve snímcích (PCA, CA, DCA,<br />

NMDS)<br />

• přímá ordinace – korelace gradientu prostředí s druhovou skladbou snímků<br />

(RDA, CCA)

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!