SpoleÄenstva rostlin
SpoleÄenstva rostlin
SpoleÄenstva rostlin
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)