Populační ekologie rostlin
Populace – soubor jedinců jednoho druhu, vyskytujících se na určeném stanovišti a jsou stejného
genetického původu.
Rozdíly oproti populacím živočichů:
- problematické vymezení jedince (vegetativní rozmnožování) – polykormony
- v definici populace se předpokládá rovnocennost jedinců v rámci skupiny (např. ontogenetické – srovnatelné
biomasa stejných starých jedinců, podobné morfologické rysy); rostliny mají vazbu mezi stářím a vývojovými
fázemi mnohem volnější – stejné staré exempláře v různých fázích, naopak také, rozdíly i mezi částmi jedné rostliny,
stejně velké rozdíly v biomase, morfologii,
- obvykle se proto nehodnotí jedinci ve věkových kategoriích, ale podle společných rysů – přírůstky biomasy,
výšky, asimilační plochy,
Obecné modely růstu populace
- Postřeh bez limitujícího faktoru - exponenciální růst: dN/dt = r . N (zlomek – přírůstek počtu jedinců v čase,
r - růstová rychlost, N - počet jedinců); grafem je tzv. J-křivka; jediný parametr ovlivňující růstovou schopnost
populace - r; v přírodě není moc častý – vždy dochází k nějakému omezení ze strany prostředí, často je v počátečních
fázích sukcese (Graf 1)
- Prostředí má omezené zdroje - limitující je hodnota K – nosná kapacita prostředí (tj. maximální možný počet
jedinců v daném prostředí; dN/dt = r . N . (K-N)/K; grafem je sigmoidní křivka - S-křivka (Graf 2)
- Ve skutečnosti u většiny vytrvalých rostlin populace osciluje kolem hodnoty K (Graf 3)
Od parametrů rovnic jsou odvozeny typy životních strategií r/K
Životní cyklus jedince
- fenofáze + vývojové fáze rostliny (viz Fyziologie rostlin): embryonální, juvenilní, reproduktivní, senescentní
(+ dormance)
Monokarpické a polykarpické druhy – podle počtu reprodukčních cyklů za život
Šíření populací
- tvorba diaspor (= obecně: rozmnožovací útvary – generativního i vegetativního původu)
Generativní šíření (reprodukce)
Počet semen je ovlivněn:
- množstvím asimilátů a podílem, který rostlina převádí do generativních orgánů (závislost na množství energie
fixované při fotosyntéze – monokarpické více E do reprodukčních orgánů – megafyty až 40%; polykarpické max. 20%)
- velikostí semen (negativní korelace k počtu – orchideje 10-6 g, Lodoicea až 27 000 g); relativně stálá
hmotnost (karát – semena Ceratonia silqua)
Půdní semenná banka – semena v latentním stavu (1 m2 do hloubky 15 cm obsahuje kolem 100 000 semen);
počet semen mnohonásobně převyšuje počet vyrostlých jedinců (dormance, různá dlouhá klíčivost – vrby několik týdnů,
Chenopodium album – 1000 let)
Vegetativní šíření (propagace)
Speciální rozmnožovací orgány – stolony, rhizomy, kořeny, cibule, vznikají polykormony (např. Pteridium aquilinum,
Aegopodium podagraria, Prunus spinosa, Populus tremula,)
Většinou vegetativní a generativní šíření alternují
Způsoby šíření diaspor:
- anemochorie – větrem (Betula, Populus, Taraxacum,)
- hydrochorie – vodou (Nymphaea, Potamogeton,Cocos,)
- zoochorie – za účasti živočichů
- epizoochorie – na povrchu těl (Agrimonia, Arctium, Galium,)
- endozoochorie – průchod trávicím traktem (Sambucus, Viscum, Ilex paraguayensis)
- myrmekochorie – činností mravenců; diaspory obdařené „masíčkem“ – elaiosomem (Chelidonium,
Viola, Polygaloides chamaebuxus,)
- autochorie – vlastní silou (Impatiens, Ecbalium elaterium,)
Demografie rostlin
- využívají se podobné charakteristiky jako v jiných demografiích:
- velikost populace (počet jedinců)
- hustota (počet jedinců na plochu)
- natalita, mortalita, migrace,
Pro teoretické populační studie je výhodné sledovat tzv. kohorty – stejnověké populace (současně vyklíčivší semenáče)
Vztahy mezi populacemi a jedinci
- existuje několik úrovní vztahů:
- soutěž o limitující faktor prostředí – konkurence (= kompetice)
- mezidruhová (interspecifická) – mezi druhy s podobnou ekologickou nikou (o světlo, kořenovou k.,) –
jedna populace může být zcela potlačena
- vnitrodruhová (intraspecifická) – mezi jedinci jednoho druhu; příčina – obvykle nadměrná populační hustota
- interakce na bázi chemických látek
- regulační – chemickými látkami jedné rostliny je ovlivňován růst druhé (alelopatie) – jev prokázaný u řady vyšších
rostlin (např. Artemisia, Agropyron, Chenopodium, Avenella flexuosa, Eucalyptus, Robinia,)
Cesty, jimiž se účinné látky dostávají do prostředí:
- kořenová exsudace
- vymývání vodou z nadzemních částí
- uvolňování při dekompozici opadu
- vylučování těkavých látek (silice, alkoholy)
Jak mohou tyto látky ovlivňovat rostliny:
- brzdění případně inhibice klíčení
- zpomalení růstu, vedoucí k degeneraci až uhynutí
- obranné – metabolity rostlinu chrání před parazity a herbivory
- komunikační – lákání opylovačů (entomogamie – produkce aromatických látek), lákání kořisti hmyzožravými rostlinami,
- trofické vztahy – metabolity vytvářené jedním druhem jsou zdrojem výživy a energie pro druhý (mykorhiza, nodulující
symbióza, parazitismus, lichenismus, saprofytismus)
- volný netrofický vztah – epifytismus
Vztahy rostlina – živočich
- Trofické:
- pastva – snižování populační četnosti některých druhů, což ale umožňuje prosadit se druhům konkurenčně méně
zdatným, ale pro herbivora neatraktivním (např. Gentiana); spojeno se sešlapem a zvýšenou dotací dusíkem
- zoogamie a zoochorie – přenašeči pylu i diaspor navštěvují rostlinu jako zdroj potravy
- masožravé rostliny – opak předchozích
- myrmekofilie – rostliny žijící v symbióze s mravenci, jimž poskytují úkryt, ale často také zdroj potravy –
různé vřéstky apod. (Acacia)
- Netrofické
- rostliny poskytující živočichům úkryty a hnízda
- destrukce rostlin (sešlap při pastvě)
- krtiny a mraveniště – typická společenstva rostlin
Antropické vlivy
- vliv člověka na počet druhů (+ i –), snížení počtu biotopů
Synantropní druhy – druhy spojené se činností člověka:
- původní (autochtonní, apofyty)
- zavlečené (alochtonní, adventivní, antropofyty):
- hemerofyty (úmyslné zavlečení – okrasné rostliny, zeleniny,)
- xenofyty (neúmyslné zavlečení – plevele)
nebo podle doby zavlečení:
- archeofyty (zavlečené do konce 15. století)
- neofyty (zavlečené po objevení Ameriky)
nebo podle typů invadovaných společenstev a vytrvalosti v nich:
- efemerofyty (krátkodobě přetrvávají, zpravidla 1 sezónu)
- epoekofyty (přetrvávají na antropogenních stanovištích)
- neoindigenofyty (pronikají do původních společenstev)
Invaze – šíření nepůvodního druhu (Robinia pseudacacia, Galinsoga ciliata, Impatiens parviflora,
Heracleum mantegazzianum,)
Expanze – šíření původního druhu (Calamagrostis epigejos, Urtica dioica,)