Abstrakt vědeckého článku o biologických vědách, autorka vědecké práce – Natalya Pavlovna Kosykh
Sphagnum mechorosty jsou dominantami a edifikátory rašelinišť. Přes jejich povrchní podobnosti jsou biologie, ekologie a formy života velmi odlišné. Rozdílný růst rašeliníků vytváří odlišnou dynamiku růstu, produkci a vede ke vzniku různých forem slatinného mikroreliéfu.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Podobná témata vědeckých prací v biologických vědách, autorkou vědecké práce je Natalya Pavlovna Kosykh
Sledování produktivity mokřadních ekosystémů
Biologická produktivita rašelinišť v západní Sibiři
Vegetace a rostlinná hmota plochohorských rašelinišť
Projevy regresivních procesů v bažinách jižní části přírodního parku Numto (Khanty-Mansijský autonomní okruh – Ugra)
Fytomasa, produkce a rozklad rostlinných zbytků v oligotrofních bažinách střední tajgy západní Sibiře
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
DYNAMIKA FYTOMASY SPHAGNUM MECHOVÝCH RAŠINEK ZÁPADNÍ SIBIŘE
Sphagnum mechy jsou dominantou a edifikátorem rašelinišť. Navzdory vnější podobnosti se biologie, ekologie a formy života velmi liší. Rozdílný růst rašeliníkových mechů představuje různou dynamiku růstu, produkce a vede ke vzniku různých forem mikroreliéfu mokřadů.
Text vědecké práce na téma “Dynamika fytomasy sphagnum mechů v bažinách západní Sibiře”
DYNAMIKA FYTOMASY ŠPAGNOVÉHO MECHOVÉHO MACHU V MOŽNÁCH ZÁPADNÍ SIBIŘE
Natalya Pavlovna Kosykh
Ústav pedologie a agrochemie SB RAS, 630090, Rusko, Novosibirsk, akademik Lavrentyev Ave.8/2., vedoucí vědecký pracovník v laboratoři BGC, tel. 8(913)386-18-23, e-mail: npkosykh@mail.ru
Sphagnum mechorosty jsou dominantami a edifikátory rašelinišť. Přes jejich povrchní podobnosti jsou biologie, ekologie a formy života velmi odlišné. Rozdílný růst rašeliníků vytváří odlišnou dynamiku růstu, produkci a vede ke vzniku různých forem slatinného mikroreliéfu.
Klíčová slova: biologická produktivita, čistá primární produkce, fytomasa, rašeliníky.
DYNAMIKA FYTOMASY SPHAGNUM MECHOVÝCH RAŠINEK ZÁPADNÍ SIBIŘE
Natalia P. Kosykh
Ústav pedologie a agrochemie (ISSA) SB RAS, 630090, Rusko, Novosibirsk, 8/2 Lavrenteva pr., Ph.D., vedoucí vědecký pracovník, tel. 8(913)386-18-23, e-mail: npkosykh@mail.ru
Sphagnum mechy jsou dominantou a edifikátorem rašelinišť. Navzdory vnější podobnosti se biologie, ekologie a formy života velmi liší. Rozdílný růst rašeliníkových mechů představuje různou dynamiku růstu, produkce a vede ke vzniku různých forem mikroreliéfu mokřadů.
Klíčová slova: biologická produktivita, čistá primární produkce, fytomasa, rašeliníky.
Největší zájem jsou o pozorování pokrývající dlouhé časové období, která umožňují identifikovat dynamiku růstu jednotlivých druhů v závislosti na různých podmínkách prostředí. Jedním z pokusů o posouzení dynamiky zásob fytomasy je naše pozorování růstu mechu, prováděné v rašeliništích v západní Sibiři. Růst rostliny v průběhu sezóny závisí na hladině mokřadní vody, klimatu a biologii rostlinných druhů. Některé rostliny dobře přežívají v nízkém stavu bažinaté vody, která může klesnout na 40-60 cm, a obvykle se jedná o vytrvalé druhy (sphagnum fuscum), dorůstající od 4 do 12 let, což umožňuje tvorbu mikroreliéfních forem, jako je např. hřebeny. Ostatní mechy žijí asi rok (pobřežní sphagnum, s. klamný) a neustále odumírající spodní část tvoří mezotrofní prohlubně a bažiny, tedy snížené formy mikroreliéfu v komplexech hřebenových dutin nebo bažinových oblastech. Existují trvalé formy rašeliníkových mechů, které tvoří oligotrofní rašeliníky a prohlubně (Sphagnum Lindbergh), které
udrží stonky a větve až 5-6 let. Růst sphagnum závisí na podmínkách prostředí. Ve vlhčích a teplejších letech bude nárůst větší. Některé druhy sphagnum během sezóny přibývají, dosahují maxima v polovině sezóny a ke konci klesají na minimum. Jiné druhy mají odlišnou sezónní dynamiku, po vymření po kruté zimě v severní tajze se na začátku sezóny rychle rozvíjejí a k růstu dochází po celou sezónu až do pozdního podzimu.
Dynamika zásob fytomasy bažinných rostlin odráží růstové podmínky, ve kterých musí přežít. Takové podmínky jsou zvláště běžné v dutinách, kde je v některých letech uprostřed léta nedostatek vody, růst rostlin odumírá, a pokud se toto období prodlouží, rostliny mohou odumřít a zůstane jen několik zelených částí, ale jako jakmile pomine série dešťů, rostliny začnou znovu růst a přibývají na váze.
Mechy hřebenů, jejichž základem je Sphagnum fuscum, mají obvykle jarně-letní vrchol vývoje. V některých letech růst mechu pokračuje až do pozdního podzimu. Dynamika růstu mechu na dvou hřbetech má stejný průběh růstu, přičemž mají rozdílné absolutní hodnoty, blízkost permafrostu na prvním hřbetu vede k poklesu růstu rašeliníku oproti růstu na 2. hřbetu. Na prvním hřbetu dosahuje zásoba mechu maxima v polovině sezóny a do konce vegetačního období se zásoba snižuje téměř dvakrát, ze 450 g/m2 na 260 g/m2. V jednom roce ve stejných identických ekosystémech (hřbetech) je tedy jejich dynamika synchronní a maxima dosahují současně uprostřed vegetačního období. V následujícím roce se v důsledku suchého léta celkové zásoby fytomasy v polovině léta snižují na 110 g/m2 a teprve na konci sezóny se zvyšují a dosahují hodnoty předchozího roku 270 g/m2. V návaznosti na povětrnostní podmínky roku se tedy dynamika zásob fytomasy může lišit ve stejných bodech v různých letech.
Ve vzdálenosti 40 km od předchozích bodů, ve stejných podmínkách severní tajgy ve stejných letech, v bažinách povodí, v bažinových ekosystémech pahorků jsou zásoby fytomasy vyšší než na hřebenech. Dynamika zásob mechové fytomasy na pahorkatinách neopakuje dynamiku na hřebenech. Sledování dynamiky fytomasy po dobu 3 let ukázalo, že došlo k trvalému poklesu zásob s mírným nárůstem v některých letech. Maximální zásoby dosahují 840 g/m2 uprostřed vegetačního období v prvním roce pozorování. V příštím roce zásoby nadále klesají ze 708 g/m2 (jaro) na 502 g/m2 na konci vegetačního období. Na jaře třetího roku pozorování pokračuje pokles zásob fytomasy a teprve ke konci sezóny (podzim) dochází opět k mírnému nárůstu zásob z 376 g/m2 na 504 g/m2. Přes celkový pokles zásob během tří let jsou celkové zásoby stále vyšší než ve dvou hřebenech
Na kopcích, kde je blízkost permafrostu cítit po celý rok, a v létě permafrost zůstává v hloubce 40 cm, jsou mechy umístěny velmi hustě. Počet mechů v 1 dm dosahuje 800 a dokonce až 1000 hlav, takže celkové zásoby mechů jsou téměř 2x vyšší než v hřebenech, kde je počet mechů cca 400 kusů. Díky velmi hustému mechovému porostu umožňuje malý lineární nárůst, pouze 3-5 mm za rok, udržet vysokou produkční hodnotu – 220 g/m2. Velmi hustý pokryv, velký počet stonků na jednotku plochy, silný vývoj větví na stonku, kompaktní vývoj větví na stonkech umožňuje mechům vyvinout vysokou adaptabilitu na těžší podmínky růstu na plochém kopci. Rostlinný půdní kryt pahorků není chráněn před větrem a tuhými zimami a silnými mrazy, mechy zvyšují svou odolnost vysokou přizpůsobivostí (zvýšení počtu stonků, zhutněný růst větví na stonku), což umožňuje vytvořit hustý mechový porost s dosti vysokou produkcí. A snad i v drsných podmínkách vám umožní úspěšně konkurovat lišejníku, který zabírá až 50 % plochy pahorků a je mocným konkurentem mechů. Na pahorkatinách se během vegetace zvyšují zásoby horní části lišejníků (asi 2 cm). A pouze ve velmi horkých létech dochází k poklesu zásob. Dynamika lišejníků je často v protifázi s dynamikou rašeliníků. Nárůst stavů mechu se často shoduje s poklesem stavů lišejníků. Podmínky růstu na hřebenech jsou pro lišejníky horší než na kupách.
U mechů s nízkými mikroreliéfními prvky v dutinách a bažinách rašelinišť (Sphagnum balticum, Sphagnum fallax, Sphagnum lindbergii, Sphagnum majus, Sphagnum teres) jsou zaznamenány dva růstové vrcholy: jaro a výrazný podzim. V mezotrofních dutinách se zásoby během sezóny mění v závislosti na tom, kolik mechové fytomasy zbyde po tuhé zimě na začátku jara. Pokud jsou zásoby na začátku léta nad 170, pak v polovině sezóny nabírají mechy ekosystému maximum a fungují na hranici svých možností, nabírají až 300 g/m2. Po přežití zimy, udržování rezervy, jen mírném snížení na 250, dosáhne ekosystém v polovině sezóny své maximální hodnoty – 280 g/m2. Ale po kruté zimě, na začátku vegetačního období druhého roku pozorování, se zásoby prudce snižují na 46 g/m2, do poloviny se nemohou vzpamatovat, udržují rezervu 49 a teprve na konci r. v sezóně rezerva stoupá na maximum a vyplňuje otevřené prostory prohlubní. V následujícím roce se destrukce mechového pokryvu na začátku sezóny opakuje v o něco menším měřítku s obnovením mechového pokryvu na 230 g/m2. Nestabilní postavení mezotrofních prohlubní se tedy projevuje prudkou změnou zásob mechové fytomasy v průběhu sezóny, a to je zvláště na jaře bolestivé. Mechový obal se v zimě snadno zničí a zůstanou pouze apikální cípy, které v létě dokážou vyplnit zbývající prázdný prostor mezi ostřicí a bavlníkem v mezotrofu.
mochazhina. Za příznivých podmínek je mechový pokryv obnoven v relativně krátké době – 1-1,5 měsíce. Takové drsné podmínky severní tajgy značně podkopávají zásoby ekosystému, maximální zásoby se rok od roku snižují. V další mezotrofní kotlině, poblíž malé severní říčky, jejíž oteplovací efekt pomáhá zachovat mechový pokryv v zimě, nedochází k výrazným změnám zásob fytomasy, i když je pozorován pokles zásob během letního sucha, ale do konce r. v létě se zásoby obvykle zvyšují.
Mechy z oligotrofních dutin jsou nejvíce přizpůsobeny tuhým zimám a zásoby mechové fytomasy v těchto ekosystémech jsou nejstabilnější. V dutině rostou mechy velmi hustě, jejich nakloněný růst umožňuje stonku a větvím zachovat schopnost fotosyntézy po dobu dvou i více let. Vytrvalé formy mechů v oligotrofních dutinách často vytvářejí vyrovnané podmínky pro život mechů, což vede k největším zásobám fytomasy ve srovnání s mezotrofními dutinami.
Sezónní dynamika mechů na bažinatých hřebenech může mít různé směry. Maximální rezervy mohou být na začátku vegetačního období, uprostřed a na konci. Povětrnostní podmínky mají silný vliv na růst mechů. Růst mechů v dutině po celou sezónu je typický pro růst mechů v jižní tajze. Mechy dosahují maximálních zásob na konci vegetačního období. Rozdíl ve fytomasě mezi dvěma různými roky pozorování se může ve stejných ekosystémech ve stejných bodech lišit dvakrát nebo vícekrát.
Dynamika růstu mechů v dutinách severní tajgy se liší od dynamiky v jižní. Růst mechu v dutinách jižní tajgy pokračuje po celou sezónu. Mechy severní tajgy jsou náchylnější k ničení silnými mrazy a letním vysycháním, což vede k narušení vegetačního krytu a tvorbě „černých“ dutin. Mechy severní tajgy jsou schopny obnovit sphagnum kryt. V tomto případě dochází k mírnému poklesu celkových zásob fotosyntetické fytomasy.
Dynamika zásob oligotrofních dutin v severní tajze se nejvíce blíží dynamice mechů v jižních mezotrofních bažinách, i když mechanismus je odlišný. V prvním případě trvalé formy rašeliníků umožňují udržovat stálý přísun fytomasy v oligotrofních podmínkách severní tajgy. A v příznivějších podmínkách jižní tajgy dochází k rychlému růstu a stejně rychlému odumírání sphagnumových jednoletých forem mechů, což také vede ke stálému přísunu fytomasy. Růst mechů v oligotrofních dutinách severní tajgy probíhá po celou sezónu až do pozdního podzimu, a to díky nakloněnému růstu mechů a jejich hustotě.
Zároveň u vyvýšených reliéfních prvků, kde dosahují největšího rozvoje vytrvalé formy rašeliníků, dynamika fytomasy v severní tajze opakuje dynamiku fytomasy mechů v jižní tajze. Ale růst mechů v mezotrofních dutinách severní tajgy je obrovský
se liší od dynamiky růstu mechu ve stejných dutinách jižní tajgy. Sezónní dynamika mechových zásob v dutinách je v průběhu sezóny velmi různorodá. V mezotrofních prohlubních severní tajgy se jejich zásoby liší v závislosti na tom, kolik mechové fytomasy zbylo z předchozího roku. Pokud jsou tyto zásoby na začátku léta nad 170 g/m2, pak již v polovině sezóny dosahuje synusie mechu svého maxima (300 g/m2). Přes zimu může přísun mechů mírně klesnout, ale v polovině sezóny jejich zásoba opět dosáhne maximální hmotnosti – 280 g/m2. Jinak se to stane
výrobní proces po tuhé zimě, při které se ničí mechový pokryv a jeho zásoby se snižují na minimum. Zásoby fytomasy se zpravidla až do poloviny léta nemohou obnovit a až na konci sezóny dosáhnou zásoby svých maximálních hodnot (300 g/m2). Mechová pokrývka je stejnoměrná a vyplňuje všechna otevřená místa mezi ostřicí. V následujícím roce se destrukce mechového pokryvu opakuje, na začátku vegetačního období je zásoba ještě menší než v prvním roce, obnova probíhá po celou sezónu a hmota mechu dosahuje 230 g/m2. Explozivní dynamika značně podkopává potenciál mechové synusie, maximální zásoby mechu v řadě chladných let jsou rok od roku nižší a nižší. V další mezotrofní kotlině severní tajgy pomáhá mechu v zimě přežít mírnější mikroklima poblíž řeky a nedochází zde k tak silným změnám zásob fytomasy, i když během letního sucha je pozorován úbytek fytomasy, po kterém rezervy se obvykle zvyšují.
Druhy mechů (S. balticum, S.lindbergii atd.), které tvoří oligotrofní prohlubně severní tajgy, jsou přizpůsobeny drsným zimám a takové ekosystémy jsou nejstabilnější v severních podmínkách. V těchto chudých dutinách rostou mechy hustě, jejich nakloněný růst umožňuje stonku a větvím udržet si schopnost fotosyntézy po několik let. Pravděpodobně jsou dominanty oligotrofních prohlubní severu adaptovány na podmínky špatné výživy a ve svých zelených částech si po několik let uchovávají nutriční prvky.
Dynamika zásob zelené fytomasy v oligotrofních prohlubních na severu není vyjádřena. Růst probíhá velmi plynule se současným odumíráním a přechodem spodních částí mechu v hadry. Dynamika zásob zelené fytomasy mechů v jižní tajze má vyrovnaný charakter ve všech typech dutin, jak oligotrofních, tak mezotrofních. Někdy v závislosti na konkrétních povětrnostních podmínkách roku a s mírným maximem nebo minimem uprostřed vegetačního období.
Obecně platí, že sezónní dynamika zásob frakcí fytomasy v bažinných ekosystémech je určena formou života dominantních druhů a podmínkami růstu. Charakter dynamiky zásob fytomasy je dán rychlostí jejich tvorby v konkrétních bažinatých ekosystémech. Všechny frakce rostlinné hmoty mají maximum fytomasy uprostřed nebo na konci vegetačního období.
