Výzkum funkční ekologie Jiřího Doležala

Vědci a vědkyně z Botanického ústavu AV ČR v Ladaku dlouhodobě studují rozšíření rostlin, jejich adaptace na extrémní podmínky prostředí a schopnost se vypořádat s oteplováním naší planety. Ladak je nejméně osídlenou oblastí Indie, z hlediska přírody velmi cennou.

Ladak představuje unikátní biologickou laboratoř, dlouhodobě relativně stabilní díky suchému podnebí a malému zalednění, které je příčinou toho, že zde nalézáme cévnaté rostliny nejvýše na světe. Tým z Botanického ústavu během dekád výzkumu tamní přírody popsal některé nové rostlinné druhy. Tým z Botanického ústavu tamní flóru studuje od 90. let.

Kvůli chladnému a suchému prostředí ve vysokých nadmořských výškách je v Ladaku nízká rozmanitost druhů. V Ladaku je známo celkem asi 1250 druhů cévnatých rostlin. Podle expertů tam lze najít jen kolem 1250 druhů cévnatých rostlin. Jedinečnost ladacké flóry tak nespočívá v počtu druhů, ale v přizpůsobení k extrémním podmínkám - rostliny mají různé anatomické, fyziologické a ekologické adaptace, které jim umožňují přežívat v nadmořské výšce až do 6 100 m n.

Vědci a vědkyně z Botanického ústavu AV ČR studují rostliny v Ladaku už od roku 1997. Prozkoumali rozšíření druhů v oblasti, popsali některé nové druhy a v současnosti studují zejména adaptace rostlin na extrémní podmínky prostředí a jejich schopnost se vypořádat s oteplováním naší planety.

Oteplování klimatu v horských oblastech zpravidla stimuluje růst a reprodukci chladnomilných rostlin, současně však zvyšuje četnost extrémních povětrnostních jevů, které mohou jejich výkonnost a přežívání výrazně omezovat.

Čtěte také: Ekologická výchova v ČR a Jiří Kulich

Pomocí herbochronologické analýzy růstových letokruhů u 205 jedinců jsme zjistili, že radiální růst je silně pozitivně ovlivněn letními teplotami, zatímco zvýšené zimní srážky, zejména ve formě sněhu, růst i úspěšnost náboru jedinců výrazně snižují zkrácením vegetační sezóny a zvýšením půdních disturbancí.

Rostliny založené v teplejších obdobích rostou rychleji, ale mají kratší životnost, zatímco jedinci vzniklí v chladnějších obdobích rostou pomaleji, avšak dožívají se vyššího věku, což poukazuje na výrazný kompromis mezi růstem a dlouhověkostí.

Znalosti o celosvětovém rozšíření činitelů narušení lesů, jejich příčinách a posunech v důsledku změny klimatu jsou stále nedostatečné. Abychom tuto limitaci překonali, provedli jsme meta-analýzu aktuální a predikované distribuce činitelů narušení lesů, kteří způsobují okamžitou úmrtnost stromů, na úrovni států, kontinentů, biomů a globální úrovni. Zjistili jsme, že kombinace klimatických, geografických a lesních charakteristik ovlivňuje distribuci činitelů narušení na globální úrovni.

Naše projekce činitelů prostorově kontrastní posuny v činitelích narušení. Naše globální mapy distribuce agentů narušení lesů a jejich projekcí změn v budoucím klimatu poskytují zásadní informaci pro široké využití ekology, lesními hospodáři, ochránci přírody nebo vlastníky pozemků. Naše zjištění jsou klíčová pro pochopení probíhajících změn a pro vývoj strategií zmírnění dopadů, které udrží ekologickou integritu a ekosystémové služby v kontextu posunů v narušení lesů.

Vlivem uzavírání korun, zvýšené úživnosti a invazím se mění zastoupení druhů v podrostu nížinných lesů. Studovali jsme změny ve vegetaci čtyř typů lesa srovnáním záznamů před a po periodě extrémního sucha. Vlivem změn došlo k homogenizaci vegetace ve smyslu hustšího bylinného patra a uchycování dřevin. Změny se projevily předevších v suších typech lesa.

Čtěte také: Doubravice nad Svitavou: Historie a události

Marcescence, tedy setrvání odumřelých listů a stonků na rostlině, je rozšířenou adaptací himálajských rostlin. Tato studie zdůrazňuje marcescenci jako strategii spojenou s úsporou zdrojů, recyklací živin a přizpůsobením se prostředí. Pouštní a stepní druhy vykazují vysokou marcescenci stonků, což napomáhá fotodegradaci a odstrašení býložravců. Naopak alpské a subnivální druhy si ponechávají více listů, které slouží jako izolace a pomáhají zadržovat vlhkost.

Zaměřením na různé linie Arabidopsis charakterizované různým počtem inzercí retrotranspozonu ONSEN jsme pozorovali, že zvýšení variace zprostředkované TE koreluje se zvýšením fenotypové diverzity. To se odrazilo ve funkčních vlastnostech souvisejících s využitím zdrojů. Je pozoruhodné, že taková zvýšená diverzita v těchto populacích vedla ke zvýšení jejich produktivity a současnému snížení výkonnosti mezidruhových konkurentů. To je významné zjištění, protože je to poprvé, co byl prokázán efekt diverzity generovaný různými liniemi TE. Náš výzkum podtrhuje ekologický význam diverzity řízené TE a nabízí nové poznatky o tom, jak biologická rozmanitost ovlivňuje fungování ekosystému.

Zatímco rozloha lesů v Evropě dlouhodobě roste, jejich biodiverzita klesá. Studovali jsme proto význam prostorové struktury porostu pro rostliny a bezobratlé živočichy užitím observačního přístupu jednak v polootevřeném keřovém porostu a jednak v hustěji zapojeném stromovém porostu.

S využitím dat o >3 milionech stromů jsme zjistili, že vyšší aktivita tropických cyklón způsobuje sjednocení struktur lesa a snížení druhové bohatosti stromů v přirozených temperátních lesích východní části USA.

Vlastnosti půdy spolu s půdním mikrobiálním společenstvem mohou významně ovlivnit rostliny, zejména v narušených ekosystémech. Obecně byla biomasa rostlinných lučních specialistů větší u inokula ze zachované louky než u inokula z obnovené louky, a měla tendenci být větší v půdě z obnovené louky. Luční generalisté byly na manipulaci s půdou méně citliví. Celková nadzemní biomasa rostlin nebyla zásahy ovlivněna, ale celková podzemní biomasa byla větší v přítomnosti inokula ze zachované louky a toto zvýšení bylo větší v půdě obnovené louky než v půdě zachované louky.

Čtěte také: Klimatická krize a dekarbonizace

Váha semen a fenologie květů se často používají jako jediné zástupce pro „reprodukční“ vlastnosti. Ukázali jsme, že vlastnosti květů, jako je tvar a barva a typ opylení, jsou skutečně důležitou složkou obecného spektra rostlinné formy a funkce. Navíc se zdá, že to má jen málo společného s ekonomickým spektrem listů. Naproti tomu jiné sexuální reprodukční charakteristiky, jako je stupeň vnějšího křížení, jsou spojeny se znaky souvisejícími s listy a velikostí, a proto poskytují potenciální spojení mezi znaky květů a jinými vegetativními znaky.

S globálním oteplováním se TC začaly přesouvat do severních zeměpisných šířek s ničivými účinky na boreální lesy. V říjnu 2015 zasáhla katastrofa TC Dujuan ostrov Sachalin na ruském Dálném východě. S rychlostí větru 63 m·s−1 se stal nejsilnějším větrem zaznamenaným na Sachalinu a s různou intenzitou poškodil více než 42 000 ha původních lesů.

Oteplování klimatu má vliv na růst a přežívaní horských rostlin. V Tatrách vytváří šťovík alpský v důsledku oteplování třikrát delší oddenky a dvakrát více listů než před 40 lety. Vysoké letní teploty ovšem vedou k nedostatku vody v hustých porostech a zvýšené konkurenci.

Pochopení toho, jak rozmanitost ovlivňuje stabilitu ekosystému, je zásadní pro predikci důsledků pokračujícího úbytku stanovišť a biologické rozmanitosti na celkové fungovaní ekosystémů.

Analýza dlouhodobých časových řad o primární produkci rostlinné biomasy z různých biomů a stanovišť, ukázala, že stabilita, měřená jako časová stabilita celkové produkce, byla silněji spojena se stupněm synchronizace než s druhovou bohatostí.

Tyto výsledky zdůrazňují význam biotických faktorů pro stabilitu ekosystému s potenciálem dalších environmentálních faktorů změnit složité vztahy mezi druhovou bohatostí, synchronizací a stabilitou.

tags: #jiri #dolezal #funkcni #ekologie #vyzkum

Oblíbené příspěvky:

• Udržitelné řešení pro zahradu
• Asijská recyklace odpadu
• Podmínky environmentálních plateb
• Potravní ekologie
• Epická místa v přírodě