Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vodní tok jako ekologický komplex Zdroj: přednášky Ing. Daniel Mattas, CSc.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vodní tok jako ekologický komplex Zdroj: přednášky Ing. Daniel Mattas, CSc."— Transkript prezentace:

1 Vodní tok jako ekologický komplex Zdroj: přednášky Ing. Daniel Mattas, CSc.

2 141RIN2 použité materiály a doporučené materiály k samostudiu: sylaby přednášek:

3 141RIN3 Vodní tok = koryto + voda ? organismy: rostliny, živočichové voda: rozpuštěné a nerozpuštěné látky látkové toky: v korytě po proudu mezi organismy a vodou mezi organismy navzájem koryto ↔ okolí interakce všeho se vším

4 141RIN4 1. Abiotický rámec 2. Organismy 3. Biotické interakce  teplota  kyslík  světlo Holistický pohled 5. Prostředí (ekosystém) 4. Potravní vztahy

5 141RIN5 Vliv fyzických podmínek proudění: - základem místní rychlosti a turbulence - vliv na rozdělení substrátu - přizpůsobení tvaru těla - obsazení vhodných míst - přísun potravy, odnos produktů metabolismu - kyslíkový režim - využití k driftu - při změně podmínek nutnost vyhledání úkrytu průtok -variabilita a abs. velikost je základním geomorfologickým faktorem - min i max průtoky zásadní vliv na druhovou skladbu oživení - max průtok – přenos vody a živin mezi tokem a nivou – reorganizace substrátu, následná rekolonizace - min průtok – zvýšené teploty, zarůstání, pro některé druhy stres

6 141RIN6 Vliv fyzických podmínek - pokračování hloubka toku - vliv na teplotní režim - pronikání světla (zvláště v kalné vodě) – fotosyntéza! - distribuce organismů s ohledem na predaci - omezení migrace při malých hloubkách - změny hloubky  přežití (vytřené jikry, semena rostlin,...) šířka toku - zastínění hladiny břehovou vegetací  produktivita toku vzrůstá po proudu (zastínění ↓) - ptáci – nutný určitý prostor pro start a přistání, určitá vzdálenost od břehu při odpočinku (ochrana před predátory) - suchozemská zvířata – spolu s hloubkou může limitovat migrace napříč toku

7 141RIN7 Vliv fyzických podmínek - pokračování substrát - anorganický i organický materiál dna, kohesní i nekohesní - jeho rozdělení podmíněno prouděním - hlavní faktor ovlivňující rozdělení bentických organismů - ideální směsný substrát z prvků různé velikosti, příp. mosaikovité rozložení – larvy hmyzu a vodní hmyz  potrava ryb - oživen i do hloubky – hyporheos, organismy v intersticiích - ryby – specifické požadavky – úkryt (proudění, predátoři), tření ! možné ovlivnění skladby: - erozní procesy v povodí - angtropogenní zásahy nejčastěji změna substrátu směrem k menšímu zrnu – poproudní podmínky se posunují proti proudu

8 141RIN8 Vliv fyzických podmínek - pokračování kyslíkový režim teplotní režim - teplota vody vzrůstá po proudu  rovnováha s teplotou vzduchu - teplotní změny – sezónní (↑ po proudu), denní (↓ po proudu) - výrazný vliv lokálních podmínek ! (zastínění, vzdutí, hloubka,...) - možnost stratifikace (hlubší voda s menší rychlostí) - zásadní význam pro organismy – rychlost metabolických reakcí +1°C  +10 % metabolismu (respirace, potrava !) - min a max teplota pro přežití, různá podle životního stadia - O 2 nutný k životu – respirace - obsah O 2 závisí na teplotě, jeho rozdělení po profilu na turbulenci - zdroje – atmosféra, fotosyntéza  denní cyklus (někde) - spotřeba – respirace, rozklad org. látek, nitrifikace - různé organismy – různé nároky

9 141RIN9 Vliv fyzických podmínek - pokračování vegetace ripariánní (břehová) - zastínění – vliv na teplotní režim – preference organismů (světlo/stín), maskování (ryby) - látkové vstupy - habitaty některých organismů (mrtvé dřevo, spadané listí,...) mokřadní – na hranici voda – souš - nejvyšší produkce - habitaty - místo výtěru některých druhů ryb - nižší rychlosti – ukládání sedimentů akvatická (vodní) - v klidnějších, nezastíněných úsecích toku - habitaty - vytváření proudových stínů, sedimentace jemného materiálu - zarůstání koryta – často problém

10 141RIN10 každý organismus potřebuje místo k bydlení + potravu místo k bydlení – habitat – shrnutí všech fyzických podmínek makrohabitat – globální podmínky v dané lokalitě (nadmořská výška, gradient toku, průtokový, teplotní, kyslíkový režim, znečistění,...) mesohabitat – lokální podmínky v dané lokalitě (charakter proudění, charakter dna,... – peřej, tůň, brod,...) mikrohabitat – lokální podmínky v místě pobytu daného organismu (rychlost, hloubka, substrát, možnost úkrytu,...) každý organismus specifické nároky nutná diversita habitatů Habitat

11 141RIN11 Základní typy habitatů

12 141RIN12 Společenstva vod Bentos = oživení dna (bakterie, řasy, hmyz, korýši,...) Nekton = větší živočichové schopní vlastní lokomoce (ryby, hmyz,...) Neuston = organismy vodní blanky (řasy, baktérie, larvy hmyzu, korýši) Pleuston = organismy žijící na hladině (rostliny, pavoukovci, hmyz) Plankton = organismy vznášející se ve vodě (baktérie, řasy, prvoci,...) 1. Podle ekologického vztahu k základnímu substrátu 2. Podle účasti organismů v koloběhu látek Producenti: fytoplankton, fytobentos, makrofyta, (bakterie) Konzumenti: zooplankton, zoobentos, ryby, ptáci… (herbivoři, omnivoři, karnivoři, vrcholoví predátoři = dravci) grazing (pastva) – „částečná predace“ filtrátoři, škrabači, lovci, paraziti, parazitoidi… Reducenti (destruenti): bakterie, zoobentos drtiči, sběrači, filtrátoři, smetači

13 141RIN13 Organismy autotrofní x heterotrofní autotrofní organismy – čerpají živiny z okolí a foto– či chemosyntézou je přetvářejí v buňky svého těla (řasy, makrofyta, některé bakterie). heterotrofní organismy – musí „přijít k hotovému“, živiny se pohybují v potravním řetězci Na autotrofních organismech závisí produkce toku tam, kde je vlastní produkce toku malá, jsou nutné externí vstupy živin Produkce Dekompozice Uvolnění živin pro primární produkci Dekompozice sedimentace živiny Produkce Spirální koloběh látek a živin

14 141RIN14 Základní toky živin a energií

15 141RIN15 Základní toky živin a energií

16 141RIN16 Základní toky živin – koloběh O

17 141RIN17 Základní toky živin – koloběh N

18 141RIN18 Základní toky živin – koloběh P

19 141RIN19 Zjednodušené schéma potravní sítě v toku DOM rozpuštěné org. látky FPOM jemný nerozp. org. materiál Shredders drtiči Collectors sběrači Grazers spásači

20 141RIN20 Drift : poproudní transport allochtonního materiálu a vylétávajících dospělců (= Surface d.) poproudní transport bentických organismů (= True d.) Constant drift – kontinuální, náhodné přemísťování, nízká hustota organismů Catastrophic drift – pulzní, pohyby o vysokých hustotách způsobené fyzikálně-chemickými disturbancemi (vysoké průtoky, znečištění) Behavioral drift – periodický, výsledkem denní aktivity nebo vyhýbání se predátorům, konkurenci či jiným stresorům drift obsahuje většinu bentických bezobratlých, plůdek ryb a řasy některé taxony mají mnohem větší sklon ke driftování než taxony jiné Složení driftu se liší od složení bentosu drift je součástí „kolonizačního cyklu“ : poproudní úbytek larev (depopulace) je kompenzována protiproudovými lety adultních jedinců (samic) „production-compensation model“: poproudní drift představuje produkci v přebytku kapacity prostředí – drift je nízký, pokud je populace pod mezní kapacitou prostředí a zvyšuje se s jejím dosažením

21 141RIN21 Má vodní tok všude stejné vlastnosti? nemá  jak se s tím vyrovnat? - řád toku - zonální koncepty - další koncepty

22 141RIN22 Řád toku á la Strahler klasický - toky stejného řádu různě velké , - co je hlavní tok?... - toky stejného řádu ± stejná velikost - dobrá korelace řádu toku a dalších veličin (počet toků, průměrná délka, plocha povodí, sklon,...  v ekologii běžně používán

23 141RIN23 Zonální koncept Frič (1872) – tzv. rybí pásma Huet (1952) prakticky totéž prameny a pramenné stružky (PR) pstruhové pásmo (PS) lipanové pásmo (L) parmové pásmo (P) cejnové (kaprové) pásmo (C) pásmo brakické vody (E) Illies a Botosaneanu 1962:eukrenon - pramen hypokrenon (PR) – pramenná stružka epirhitron (PS) – bystřina metarhitron - potok hyporhitron (L) - říčka epipotamon (P) - řeka metapotamon (C) - veletok hypopotamon (E) - estuár jak vidno, v zásadě to samé, pouze jinak pojmenované  na základě makrozoobentosu

24 141RIN24 Charakteristiky hypokrenon (PR): pramenná stružka,málo vody – žádné ryby, teplota dána pramenem - nezamrzá epirhitron (PS): značný spád, kamenité dno, minimální sedimentace teplota ovlivňována pramenem méně, v zimě potok nezamrzá, v létě nepřesahuje teploty 16 °C, velmi dobré sycení vody kyslíkem (~100 %) organismy vázané na povrch kamenů dna, torrentilní druhy s adaptacemi k životu v proudu hyporhitron (L): zmírněný spád, častější tůně, kratší úseky bez peřejí, toky širokých horských údolí, částečně podhůří a říčky vysočin a pahorkatin dno kamenité, písčité nánosy řídké, pod trsy rostlin, velkých balvanů málo letní teploty pravidelně překračují 20 °C, téměř celá hladina zamrzá, kyslíkové poměry vyrovnané hlavními společenstvy bentos a nekton, celkový aspekt oživení podobný epirhitronu (převaha torrentilních forem), téměř chybí studenomilné (oligostenotermní) prvky

25 141RIN25 Charakteristiky - pokračování epipotamon (P): podhorské toky s mělkým korytem, kameny menších rozměrů, řečiště mění po povodní svoji polohu, střídání mělkých peřejí a dlouhých tůní kde dochází k sedimentaci písku a jemnějšího detritu maximální letní teploty mohou přesahovat 25 °C charakter oživení výrazně ovlivněn strukturou dna – zřetelné rozdíly mezi biocenózou torrentilních a fluviatilních úseků, ryby vykazují největší diverzitu (tento úsek obývá většina našich ryb), výskyt eurytermních organismů, adaptovaných na kolísání teploty metapotamon (C): meandrující toky nížin, výskyt peřejí ojediněle, substrát dna tvořen štěrkopískem, v pomalejších částech toku je dno hlinitopísčité nebo bahnitopísčité životní podmínky rozmanité v závislosti na substrátu (chudě oživené písky, naopak vysoká biomasa v bahnitých úsecích toku), zajímavá společenstva na potopených předmětech (mechovky, houby, nezmaři) minimální proud umožňuje rozvoj říčního planktonu (potamoplanktonu) s dominancí vířníků a cykloteloidních rozsivek a drobných chlorokokálních řas (Scenedesmus)

26 141RIN26 Základní problémy zonálních konceptů - jednotlivá pásma nejsou jednoznačně definována, často se překrývají - hranice pásem se mohou pohybovat v závislosti na fysických podmínkách (průtok, teplota,...) - mohou vznikat druhotná pásma (kanalizovaná trať, nádrž, úsek pod přehradou,...) v↓, h↑, T↑,...  posun po proudu T↓  posun proti proudu

27 141RIN27 River Continuum Concept Vannote et al Struktura a fungování říčních společenstev v úseku pramen- oceán se mění a tuto změnu lze predikovat 1) transformace CPOM/FPOM 2) biologická diverzita 3) proporcionalita funkčních trofických skupin 4) teplotní amplituda 5) Produkce/Respirace 1. v pořadí

28 141RIN28 RCC - pokračování

29 141RIN29 RCC - pokračování -kontinuální gradient a vývoj v toku v podélném profilu - 1D stacionární koncept – vše teče korytem (jenom a pouze!), pořád stejně - dlouhé panenské řeky mírného pásma - komunikace s nivou = 0 - přísun org. C jen zvenčí na horním toku, dále jen transformace CPOM  FPOM  DOM kritika: - jen dlouhé panenské řeky s korytem typu kanálu bez nivy - věčně ustálený stav - přísun org. C nahoře systém dole neuživí - podklady pro produkci, diversitu,..., nedostatečné       další koncepty předpoklady: kontrolní faktory: řád toku (Strahlerův) přísun org. C

30 141RIN30 Další koncepty – reakce na RCC Serial Discontinuity Concept (Ward & Stanford 1983) - kontinuum neexistuje, vývoj toku sestává z diskontinuit - diskontinuity posouvají stav kontinua po a proti proudu - nádrž/zdymadlo = posun po proudu (v↓, h↑, T↑) - pod nádrží posun proti proudu (↓T) v↓, h↑, T↑,...  posun po proudu T↓  posun proti proudu kontrolní faktory: lokalizace, velikost, délka diskontinuity

31 141RIN31 Další koncepty – reakce na RCC Stream Hydraulics Concept (Statzner & Higler 1985) -jediný kontrolní faktor je hydraulika – rychlost proudění - bentos je kontrolován adaptací na proudění (rychlost, hloubka, sklon, drsnost, teplota) - zdroje org. C zanedbatelné popisuje vývoj biocenóz v systému/podélném profilu a jeho kontrolu

32 141RIN32 Flood Pulse Concept (Junk et al 1989) - 3D + čas - součástí říčního toku povodně (povodňové pulsy) - během sezóny různé stavy – koryto prázdné, plné, vybřežení, povodeň - povodeň kontroluje produkci v nivě - produkce v nivě se vrací do koryta - produkce toku je propojená s produkcí v nivě, je rozložená v sezóně Další koncepty – reakce na RCC kontrolní faktory: - retence v nivě, přísun splavenin, vliv na terestrickou produkci - intensita a trvání pulsu (povodně) - kolísání Q určuje diversitu habitatů (v korytě i v nivě) - vysoká hodnota P/R niva absorbuje účinky povodní (protipovodňová ochrana) „normální“ pulsy zvyšují diversitu v krajině, produkci ryb,... retence v nivě snižuje přísun živin do toku (eutrofisace !)

33 141RIN33 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Vodní tok jako ekologický komplex Zdroj: přednášky Ing. Daniel Mattas, CSc."

Podobné prezentace


Reklamy Google