Kompromisy v nadzemní architektuře rostlin

h sn sla Westoby et al Ann Rev Syst

5 základních kompromisů určujících vlastnosti stonku (Givnish 1995) Mechanická bezpečnost versus růst a kompetiční schopnost Růst versus fotosyntéza Počáteční versus průběžné náklady Fotosyntéza versus architektura Samonosnost versus strukturní parazitismus

Mechanická bezpečnost versus růst a kompetiční schopnost Investice do pevného stonku se vyplatí jen v prostředí, ve kterém hrozí jeho zlomení

Růst versus fotosyntéza Vyšší rostliny jsou úspěšnější při fotosyntéze, ale musí investovat více do podpůrných struktur

Počáteční versus průběžné náklady dřevitý stonek je nákladnější než bylinný, ale déle vydrží

Fotosyntéza versus architektura rozložení listů, které zabraňuje samostínění je náročnější na podpůrné struktury

Samonosnost versus strukturní parazitismus Strukturní paraziti vynakládají méně energie do podpůrných pletiv, ale potřebují oporu, která je jim současně kompetitorem

mohou koexistovat různé výšky rostlin? většinou tomu tak je pouze jeden ze 14 modelů teorie her to potvrzuje: jestliže kanopy jednotlivých druhů je dostatečně “mělké” mouhou koexistovat různé výšky takže nevíme, proč tomu tak je? Falser et Westoby 2003 TREE

Proč by tomu tak mohlo být? Největší jedinci jsou nějak znevýhodněni: mají největší mortalitu, nejmenší šanci se uchytit, největší transpiraci, méně listů Jedinci, kteří jsou největší nejdříve, rostou rychle a jejich dřevo není dost odolné proti zlomení, rychlý růst není možný v zastínění Falser et Westoby 2003 TREE

Proč by tomu tak mohlo být? Záleží jen na době, která uběhla od poslední disturbance Falser et Westoby 2003 TREE

rychlost růstu, vytrvalost stonku a maximální výška stromů sukcese po požáru Falser et Westoby 2005 Oikos Záleží jen na době, která uběhla od poslední disturbance?

stromy rostoucí zpočátku rychleji jsou přerostlé pomalými stromy; první mají tenší kmeny a horší dřevo a tedy větší průběžné náklady na opravy (resproutři) aby mohly druhy s různou výškou koexistovat, musí se disturbance vracet Falser et Westoby 2005 Oikos Záleží jen na době, která uběhla od poslední disturbance?

Jak je tomu u bylin? Byliny zažívají disturbanci každou zimu a to znamená penalizaci navíc: čím větší výška, tím větší ztráta při disturbanci Bylinné společenstvo však může být invadováno stromy, proto je k jeho udržení potřebná disturbance, která nedovolí ecesi dřevin

Čím je umožněna koexistence? velké rostliny mají takovou výhodu, že to nahradí jejich ztráty kosením po seči se vše obrátí a mají výhodu zase malé rostliny za celkovým trendem se skrývají různé strategie

Výškamalá (< 40 cm)1212 Výškavelká (> 60 cm)1211 Raunkiaerhemikryptofyta1110 Architekturarozeta1110 Raunkiaergeofyta114 Architektura bez rozety1010 Life historyjednoletky109 Raunkiaerchamefyta108 Raunkiaerterofyta108 Life history trvalky 108 Raunkiaerfanerofyta91 Taxonomiejednoděložné88 Architektura polorozeta85 Výškastřední75 celkový počet studií 22, celkový počet vlastností 18 obhosp. opuštěné počet studií citlivé

Bílé Karpaty, Jižní Morava

výška rostliny celková výška rostliny/ výška listoví/ výška kvetoucího prýtu výhody –kompetiční schopnost nevýhody –nákladné podpůrné struktury –velké ztráty při seči

trade-off mezi investicí do celkové nadzemní biomasy a minimalizací ztrát sečí 95 meadow species biomasa kv. prýtu X biomasa zachráněná před sečí

architektura prýtu rozložení listů podél stonku –bezrozetové –polorozetové –rozetové

b p r b p r zachráněná biomasa [%] biomasa kv. prýtu [g] 95 lučních druhů seřazených podle biomasy zachráněné před sečí & architektura prýtu b - bezrozetové; p - polorozetové; r - rozetové

Hypotéza 1 seč kompetiční výhoda malé ztráty

celková výška, datum a architektura prýtu a a b cc c seč

výška listoví, datum a architektura prýtu a c b cd d seč

výška nejvyššího pupene, datum a architektura prýtu a c b d cc seč

architektura prýtu rozložení listů podél kvetoucího stonku rozložení listů podél stonku po pokosení –bezrozetové- bezrozetové –polorozetové- rozetové –rozetové- rozetové

bezrozetovépolorozetové před sečí po seči

seč polo-paraziti pozdní fenologie co nám uniklo

Hypotéza 2 seč malé ztráty velký vzrůst velké ztráty dicyklické prýty nevytrváváekonomie C malý vzrůst dicyklické prýty velký vzrůst malý vzrůst

Kdo vyhraje jsou-li bělokarpatské louky opuštěny? vysoká rostlina s bezrozetovými monocyklickými prýty ? Molinia arundinacea vysoká rozetové prýty monocyklické prýty pozdní fenologie ! běžná i v sečené louce hluboké kořeny falešní stébla

Výška je dobrým prediktorem chování rostlin v louce po jejím opuštění, protože koreluje s jinými vlastnostmi: pozdní fenologie, hypogeogenní oddenky, bezrozetové prýty, monocyklicita, atd.) pouze u monocyklických prýtů je výška kvetoucího prýtu přesným měřítkem výšky rostliny

6. a 7. kompromis určující vlastnosti stonku v narušovaných společenstvech vyzvednutí listoví versus únik před disturbancí rychlé versus trvalé zaujmutí prostoru po disturbanci