Abiotické ekologické faktory

Abiotické ekologické faktory zahrnují vlivy neživého prostředí. Stejně jako všechny ekologické faktory limitují výskyt organismů a podmiňují tak jejich geografické rozšíření. Do abiotických faktorů řadíme zejména:

  • světlo
  • teplota (mráz)
  • srážky
  • půdní vlhkost
  • půdní reakce
  • typ podloží
  • oheň

Faktor slunečního záření (světlo)

Množství dostupného slunečního záření (či jednoduše světla) je základním abiotickým ekologickým faktorem. Množství energie dopadající na povrch Země se mění v závislosti především na:

  • postavení Slunce a zeměpisné šířce
  • expozici a sklonu ozařované plochy (v podmínkách Česka je nejvíce energie na J, JZ a JV svazích o sklonu 25-30°)
  • zaclonění horizontem a oblačnosti

Vliv ekologického faktoru světla na rostliny

Ekologický faktor světla má mnoho vlivů na niku i vývoj rostlin. Rostliny například preferují různé světelné podmínek a dle toho je lze dělit na:

  • heliofyty = rostliny nesnášející zastínění
  • heliosciofyty = rostliny, kterým nevadí zastínění ani nadměrný osvit
  • sciofyty = rostliny preferující zastínění a nesnášející nadměrný osvit

Sezónní změny v množství záření pak ovlivňují časovou niku rostlin. Světlomilné byliny v lesním podrostu jsou nuceny kvést časně z jara, dříve než se olistí les nad nimi a zamezí jim tím přístup ke světlu. Tyto světlomilné druhy kvetoucí časně z jara označujeme souhrnně jako jarní efeméry. Naopak po olistění stromů nastupují v podrostu stínomilné druhy kvetoucí později, často až v pozdním létě.

Se světlem je úzce spojen pojem fotoperioda, který označuje délku denního světla za 24 hodin. V této době je rostlina schopna fotosyntetizovat. Na základě toho, jak se fotoperioda zkracuje, nebo prodlužuje, může rostlina řídit své kvetení, klíčení a růst a opad listů.

Častá může být i fototaxe, která je definována jako směrově orientovaný pohyb ke světlu (pozitivní fototaxe) nebo od světla (negativní fototaxe).

Fotosyntetické strategie rostlin

Množství světla také ovlivňuje intenzitu fotosyntézy a fotosyntetické strategie rostlin. Fotosyntetická strategie je konkrétní typ průběhu přeměny energie slunečního záření na energii vázanou v chemických sloučeninách (glukóze). Dle fotosyntetické strategie rozlišujeme základní 3 druhy rostlin:

  • C3 rostliny (rostliny mírného pásmu, např. pšenice a ječmen, CO2 zabudováván do 3-uhlíkatých sloučenin)
  • C4 rostliny (většinou tropické trávy, slanomilné či ruderální druhy, např. kukuřice a proso, CO2 zabudováván do 4-uhlíkatých sloučenin, vysoké tepelné optimum fotosyntézy)
  • CAM rostliny (převážně suché pouštní oblasti, např. ananas či aloe, otevírání průduchů v noci kvůli předcházení ztrátám vody, jinak podobné C4)

Rostliny ČR ve vztahu ke světlu

V tabulce níže jsou uvedeny 3 rostliny s nízkou a vysokou Ellenbergovskou indikační hodnotou běžně se vyskytující na území Česka. V závorce je pod českým a latinským jménem druhu uvedena daná Ellenbergova indikační hodnota (EIH).

Nízká indikační hodnota (EIH)Vysoká indikační hodnota (EIH)
šťavel kyselý
Oxalis acetosella
L2
oman oko Kristovo
Inula oculus-christi
L9
bukovník kapraďovitý
Gymnocarpium dryopteris
L2
netřesk výběžkatý
Jovibarba globifera
L9
jedle bělokorá
Abies alba
L3
pryšec chvojka
Euphorbia cyparissias
L8

Vliv ekologického faktoru světla na živočichy

Ekologický faktor světla ovlivňuje i živočichy. Podobně jako rostliny je lze rozdělit s ohledem na vztah ke světlu na:

  • heliofilní živočichové
  • heliosciofilní živočichové
  • sciofilní živočichové
  • heliofóbní živočichové

Světlo, konkrétně fotoperioda, řídí u živočichů biologické rytmy (cirkadiánní a ultradiánní rytmy). Množství světla může též způsobovat sezónní dimorfismus, tedy jinou morfologii organismu v různých sezónách. Příkladem sezónního dimorfismu může být babočka síťkovaná (Araschnia levana), jejíž jarní forma je červenožlutá a letní forma (hodnota fotoperiody nad 16 hodin) černohnědá.

Faktor teploty

Množství teploty je základním abiotickým ekologickým faktorem, který je úzce navázán na přísun sluneční energie. Teplota může být silně ovlivněna sezonalitou, a to:

  • denní sezonalitou (vysoká amplituda teplot na denní bázi na horách a v pouštích, nízká u mořského pobřeží)
  • roční sezonalitou (vysoké sezónní amplitudy v oblastech s kontinentálním klimatem, např. na Sibiři a jiných kontinentálních stepí)

Druhy se širokou ekologickou amplitudou pro teplotu se označují pojmem eurytermní, ty s úzkým rozsahem ekologické valence pro teplotu stenotermní.

Vliv ekologického faktoru teploty na rostliny

Z hlediska vlivu na rostliny je ekologický faktor teploty důležitý zejména z hlediska extrémů. A to zejména minimální teplota nejchladnější měsíce či sumy teplot (suma efektivních teplot).

Tolerance rostlin k teplotě se sezónně často mění a mnoho rostlinných druhů má například vyšší toleranci k nízkým teplotám (mrazy apod.) mimo vegetační období. Mrazy ve vegetačním obdobím pro ně pak mohou být mimořádně nebezpečné, proto ČHMÚ vydává meteorologické výstrahy pro mráz ve vegetačním obdobím.

Teplota má významný vliv na fenologii a dále na ztrátu vody výparem i dýcháním.

Členění rostlin dle nároků na teplo (de Candolle)

Rostliny lze členit podle průměrných nároků na teplo (sestavil de Candolle v roce 1874) do 4 základních skupin:

  • megatermy (tropické rostliny, více než 20 °C)
  • mezotermy (subtropické a mediteránní rostliny, 15-20 °C)
  • mikrotermy (rostliny mírného pásmu, 0-14 °C)
  • hekistotermy (arktické a vysokohorské rostliny, méně než 0 °C)

Rostliny ČR ve vztahu k teplotě

V tabulce níže jsou uvedeny 3 rostliny s nízkou a vysokou Ellenbergovskou indikační hodnotou běžně se vyskytující na území Česka. V závorce je pod českým a latinským jménem druhu uvedena daná Ellenbergova indikační hodnota (EIH).

Nízká indikační hodnota (EIH)Vysoká indikační hodnota (EIH)
sítina trojklanná
Juncus trifidus
T1
katrán tatarský
Crambe tataria
T8
kuklík horský
Geum montanum
T2
dub šípák
Quercus pubescens
T8
jetel alpský
Trifolium alpinum
T2
kosatec nízký
Iris pumila
T8

Živočichové a vliv teploty

Podle stálosti tělesné teploty živočicha lze rozlišit dvě základní skupiny organismů:

  • poikilotermní (živočichové s kolísavou tělesnou teplotou)
  • homoitermní (živočichové se stálou tělesnou teplotou)

Dle toho, jakým způsobem živočich reguluje svou tělesnou teplotu, pak naopak rozlišujeme v základu živočichy:

  • ektotermní (živočichové regulující svou teplotu na základě vnějšího prostředí, jsou přímo limitování teplotou prostředí)
  • endotermní (živočichové regulující tělesnou teplotu pomocí vlastního metabolismu, pro její udržení vydávají energii)

V tabulce níže naleznete krátké shrnutí výho a nevýhod ektotermní a endotermní strategie u živočichů.

Ektotermní živočichovéEndotermní živočichové
Výhody+ Stálá teplota těla
+ Možnost aktivity i v nepříznivých podmínkách
+ Vytrvalost pohybu
+ Zvýšená reprodukční rychlost
+ Nízké energetické nároky
+ Větší morfologická palsticita
+ Potravní specializace a schopnost hladovět
+ Možnost obývat výrazně sezónní prostředí
Nevýhody– Energetická náročnost, až 10x rychlejší metabolismus
– Omezuje morfologii těla, selekce proti protáhlým, energeticky náročným tvarům
– Závislost na vnějším prostředí
– Menší vytrvalost

Faktor vody a vlhkosti v terestrickém prostředí

Zdrojem vlhkosti vzduchu i půd jsou zejména atmosferické srážky, dále povrchový či podzemní přítok. Množství vody je také ovlivňováno teplotou, prouděním vzduchu, vegetací, vlastnostmi půd a podloží. Klíčová je pro ekosystémy mimo jiné sezonalita srážek, která je obecně velmi vysoká podél rovníku (monzuny v Asii, období dešťů v Africe apod.). Na výpar z prostředí má významný vliv reliéf, konkrétně jeho expozice.

Vliv vlhkosti na rostliny a živočichy

Podle šířky ekologické amplitudy k vlhkosti, nebo také toleranci k různé vlhkosti, lze rozlišovat druhy:

  • euryhydrické (druhy s vysokou tolerancí k různé vlhkosti, široká amplituda)
  • stenohydrické (druhy se specifickými požadavkami na vlhkost, úzká amplituda)

Podle preference určité vlhkosti pak lze rozlišovat 3 základní skupiny rostlin a živočichů:

  • hygrofyty a hygrofilní živočichové (preferují vysokou vlhkost)
  • mezofyty a mezofilní živočichové (preferují střední vlhkost)
  • xerofyty a xerofilní živočichové (preferují suché podmínky)

Adaptace organismů na přemokření a sucho

U rostlin vlhkých prostředí se často objevují adaptace na přemokření, například:

  • aerenchym (provzdušňovací pletivo, např. u sítin)
  • aktivní transport kyslíku do kořenů (např. rákos)
  • vzdušné kořeny (např. mangrove)
  • mělké kořeny (např. smrky)

Rostliny rostoucí v suchých prostředích rozdělujeme dle adaptačního způsobu do dvou hlavních skupin:

  • sukulenty (rostliny s parenchymatickými pletivy zásobenými vodou, jsou uvnitř „šťavnaté“, např. aloe, netřesk)
  • sklerofyty (rostliny se zvýšeným podílem tvrdých konenchymů a sklerenchymů, jsou tvrdé, např. máčka ladní)

Adaptace živočichů proti ztrátám vody v suchých prostředí jsou různé, v základu je členíme do třech skupin:

  • morfologické adaptace (tělní pokryv, např. zrohovatělá pokožka)
  • fyziologická adaptace (např. moč je vylučována mimořádně koncentrovaná)
  • etologická adaptace (přizpůsobení aktivity, např. noční život v pouši či tzv. estivace = „letní spánek“)

Rostliny ČR ve vztahu k vlhkosti

V tabulce níže jsou uvedeny 3 rostliny s nízkou a vysokou Ellenbergovskou indikační hodnotou běžně se vyskytující na území Česka. V závorce je pod českým a latinským jménem druhu uvedena daná Ellenbergova indikační hodnota (EIH).

Nízká indikační hodnota (EIH)Vysoká indikační hodnota (EIH)
kavyl skalní
Stipa eriocaulis
M1
šídlatka jezerní
Isoëtes lacustris
M12
ostřice nízká
Carex humilis
M2
orobinec úzkolistý
Thypa angustifolia
M10
mateřídouška časná
Thymus praecox
M2
olše lepkavá
Alnus glutinosa
M9

Faktor vlastností půdy

Z faktorů vlastností půdy jsou jedny z nejdůležitějších půdní reakce prostředí (pH). Půdní reakce jsou podmíněny koncentrací vodíkových iontů H+ a závisí zejména na matečné hornině, dále pak na abiotických (vyplavování a vzlínání) a biotických procesech v půdě. Vegetace je schopná postupem času modifikovat pH prostředí, např. smrk snižuje pH a javor naopak zvyšuje. Více o půdních reakcích (pH) v kapitole studijních materiálů Ekologie a ŽP.

Obsah živin je též důležitým faktorem, zejména obsah makroelementů (N, P, K, S, Ca, Mg) a mikroelementů (Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B). Více o vlivu nadbytku či nedostatku živin v kapitole studijních materiálů Ekologie a ŽP.

Nezanedbatelným faktorem jsou taktéž fyzikální vlastnosti půd, zejména pak zrnitost. Ta ovlivňuje především půdní vlhkost, zatímco těžké půdy (jíl) jsou nepropustné pro vodu a způsobují přemokření povrchu, lehké půdy (písek) mají velkou propustnost a rychle vysychají. Středně těžké, hlinité půdy pak mají optimální vsakování vody.

Extrémní stanoviště v Česku

Slaniska

Slaniska jsou stanoviště s vysokou salinitou, která je dána vysokou koncentrací chloridů, uhličitanů, síranů a dusičnanů vápníku, hořčíku, sodíku a draslíku. V Česku existuje slanisko u Nesytu.

Slaniska vyžadují od rostlin specifické adaptace, rostliny adaptované na vyšší koncentrace solí se nazývají halofyty. Mezi české halofyty patří např. slanorožec rozprostřený (EIH pro salinitu 9).

Hadce (Serpentinity)

Hadce (nebo také serpentinity) jsou ultrabazické metamorfované horniny tmavozelené až černé barvy, které mají vysoký obsah hořčíku a často i těžkých kovů. V hadcích je naopak nízký obsah vápníku. Mezi významné hadcové lokality ČR patří Mohelno, Borek u Chotěboře, Slavkovský les, Křemže, Mladá Vožice, Raškov či Staré Ransko.

Rostliny adaptované na hadcové podloží se nazývají serpentinofyty. Mezi typický český serpentinofyt lze řadit sleziník hadcový.

Rostliny ČR ve vztahu k pH půdy a dostupnosti živin

V tabulce níže jsou uvedeny 3 rostliny s nízkou a vysokou Ellenbergovskou indikační hodnotou běžně se vyskytující na území Česka. V závorce je pod českým a latinským jménem druhu uvedena daná Ellenbergova indikační hodnota (EIH). První tabulka zachycuje EIH ve vztahu k pH půdy, druhá tabulka pak EIH vztahující se k dostupnosti živin.

Nízká indikační hodnota (EIH)Vysoká indikační hodnota (EIH)
kyhanka sivolistá
Andromeda polifolia
R1
pěchava vápnomilná
Sesleria caerulea
R9
vřes obecný
Calluna vulgaris
R1
kamejka modronachová
Buglossoides purpurocaerulea
R8
borůvka černá
Vaccinium myrtillus
R2
jilm habrolistý
Ulmus minor
R8
EIH pro reakci prostředí vybraných rostlin ČR
Nízká indikační hodnota (EIH)Vysoká indikační hodnota (EIH)
rosnatka okrouhlolistá
Drosea rotundifolia
N1
kopřiva dvoudomá
Urtica dioica
N9
klikva bahenní
Vaccinium oxycoccos
N1
česnek medvědí
Allium ursinum
N8
koniklec velkokvětý
Pulsatilla grandis
N2
bez černý
Sambucus nigra
N8
EIH pro dostupnost živin vybraných rostlin ČR

Studijní materiály Biogeografie

Téma Ekologické faktory abiotické je součástí studijních materiálů Biogeografie. Tento předmět byl vyučován na Geografickém ústavu Masarykovy univerzity. Přejděte na rozcestník témat (1. tlačítko), nebo si přečtěte předcházející (2. tlačítko) či následující (3. tlačítko) téma.