Kompetice rostlin

Definice kompetice Důsledky sedentárního způsobu života Typy kompetice Komponenty kompetice o zdroje Modely Grime vs. Tilman Empirické studie - pozorování a manipulativn experimenty

Jak definovat kompetici? Kompetice a konkurence je totéž Grace (1990): “The variety of possible definitions of competition were discussed and it is safe to say that there is no universally accepted definition.” Možnosti: Efektem: - - interakce (velmi široká definice) Mechanismem: např. Grime: Tendence sousedících rostlin užívat stejné zdroje (velmi úzká definice) Další definic mezi shora uvedenými

Rostlinná kompetice: Rostliny jsou sedentární, takže: Konkurují si jen se sousedy - důležitost prostorové structury a horizontální heterogenity Jsou ovlivněny prostorovou heterogenitou (vysoká plasticita jako důsledek) Zůstávají během celého životního cyklu na stejném místě Velikost je důležitější než druhová identita (velký dospělý smrk potlačí dospělou třtinu, ale dospělá třtina udusí semenáč smrku) Kompetice je vysoce asymetrická (zvlášť kompetice o světlo)

Typy kompetice: exploatační a interferenční Obr. Connell

Negativní efekty zprostředkované ohněm (strategie: Ať mě chcípne koza, jen když sousedovi chcípne kráva)

Allelopatie: vypouštění toxických látek do půdy (s cílem zabránit klíčení a růstu jiných rostlin) Problém - jak demonstrovat experimentálně? Podobný efekt má např. produkce těžko rozložitelného opadu

Apparent competition Abisko: Nízké břízy (Betula nana) mohou být pod větším herbivorním tlakem pod stromy patřícími stejnému rodu - Betula tortuosa.

(Resource competition) Kometice o zdroje (Resource competition) Zdroj musí být limtující, v omezeném množství, a být společně užíván

Komponenty kompetice o zdroje

Obě závislosti, tj. efekt ovlivňujícího druhu na zdroj, a zdroje na ovlivňovaný druh, musí být součastně funkční, jinak k ovlivnění jednoho druhu druhým nedojde

Rostliny ovlivňují zdroje, i nezdrojové charakteristiky prostředí (strom stíní a tím ubírá světlo, tj. zdroj, ale zárveň může zabraňovat přehřátí) Efekt není vždy negativní Facilitation (je častější ve “stresových” podmínkách) [Semenáč rostoucí v “gapu” je zvýhodněn ve vlhkých letech, ale může lehce uschnout, když přijde sucho - gap rychleji vysychá.]

Klasický Lotka-Volterra model Stabilní equilibrium když a tj., když negativní efekt každého druhu na vlastní populaci je větší než na populaci konkurenta (vztaženo k hodnotám K) => diferenciace nik = niche differentiation

Tilmanova teorie: druh s nižším R Tilmanova teorie: druh s nižším R* je vítězem (tj druh schopný růst při nižších koncentracích zdroje)

Population Resource

Podle této teorie, počet koexistujících druhů nemůže přesáhnout počet limitujících zdrojů Rostliny si konkurují o světlo a [vodu se živinami] (a často na málém prostoru koexistují desítky rostlinných druhů) Kompetice o opylovače, o rozšiřovače semen, etc. Kompetice o prostor (Competition for space). ALE: Prostor zdaleka není vyplněn rostlinnou biomasou. “Competition for space” - způsob, kterým se rostliy snaží monopolizovat zdroje.

Grime vs. Tilman Co je mírou kompetičního úspěchu Co je charakteristikou úspěšného kometitora (Grime - schopnost čerpa zdroje, tj. vysoké RGR, Tilman schopnost růst při nízkých koncentracích zdroje, i.e. nízké R*) Důležitost časových měřítek

Empirické studie kompetice 1. (Nepřímé) Z rozmístění (spatial pattern) individuí 2. (Přímé) Manipulativní experimenty a) pěstování monokultur a směsí b) vysazování (např. do trsu a do gapu) c) odstraňování (removal) vegetace okolo studovaných individuí d) odstraňování druhů ze společenstva

Pravidelné (uniformní) rozmístění (spatial pattern) je pravděpodobně důsledkem zvýšené mortality způsobené kompeticí sousedů. Shlukovité rozmístění může mít řadu příčin, positivní interakce jsou jednou z méně častých možností. (Nejčastější jsou heterogenita prostředí, a způsob rozšiřovní.) Změny v průběhu času řeknou víc než jedno pozorování.

Porovnání prostoru, který je k dispozici (nebo množství a uspořádán sousedů) s velikostí nebo chováním individuí. [Nebezpečí “confounding factors”, obrácené kauzality, etc.] Příklad: Excentricita kořenového systému

Experimentální přístup

Pěstování rostlin v monokulturách a směsích Dlouhá tradice v zemědělském výzkumu (kompetice plevel - plodina)

Květináčový experiment s Holcus lanatus, Lychnis flos cuculi a jejich směsí při různých hladinách živin

Additive design vs. replacement series

Transplant experiments (vysazování do různých mikrostanovišť) - Prunella vulgaris

Reakce klonální rostliny na kompetici - změna směru a délky stolonů

Lychnis flos cuculi Tradeoff mezi kvetením (v kompetitivním prostředí) a produkcí sekundárních růžic (v gapech)

Odstraňování vegetace kolem cílových individuí Pokusy o separování nadzemní a podzemní kompetice

Odstraňování dominanty ze společenstva

Semenáče Gentiana pneumonanthe Semenáče (a mladé rostliny) jsou citlivější ke kompetici než rostliny dospělé koseno vypáleno gap kontrola