Jak si rostliny pomáhají... tlak herbivorů a „nurse plant“

• ekologie společenstev – vše se točí kolem vztahů mezi druhy

• vztahy pozitivní (facilitation)

negativní (kompetice)

• většina studií je zaměřena na význam kompetice (negativních vztahů)

- kompetice jako klíčový proces při utváření společenstva• v posledních letech roste zájem o pozitivní interakce

Pozitivní interakce mezi rostlinami

• když jeden druh zvyšuje výkon/úspěšnost jiného druhu• mají silný vliv na řadu věcí:

fitness jedinců, rozšíření populací, růst, druhové složení a diverzitu,

i na dynamiku společenstva na široké prostorové škále

• pravděpodobně se vyskytují téměř všude, podobně jako kompetitivní interakce

?????• kdy a kde se vyskytují• jakou mají roli při utváření společenstva• jak se mění podél gradientu prostředí

Hypotézy

Wang (1993) předpokládá, že rovnováha mezi + a – vztahů se liší podle rozdílů u jednotlivých druhů, podmínek prostředí ...

Bertness & Callaway (1994) – s rostoucím abiotickým stresem roste i význam facilitation ve společenstvu, zatímco význam kompetice klesá

Vztahy mezi rostlinami podél gradientu prostředí

Abiotický tlak

• + a – interakce se vyskytují současně• liší se podél abiotického gradientu

• 2 rostliny v tvrdých podmínkách: je pravděpodobější, že 1 rostlina bude podporovat růst druhé, než že by podporovala jejich kompetici

• např. alpinská společenstva

- vysoké nadm. výšky - vztahy mezi rostlinami jsou spíše pozitivní, v nižších nadm. výškách vítězí kompetice

• např. (semi-)aridní společenstva (dostupnost vody a úrodnost)

- „nurse plant“ efekt – stromy do značné míry ovlivňují strukturu

společenstva (ochrana před herbivory, zlepšení struktury půdy,

obsah živin, dostupnost vody, snížení výparu...)

- neúrodné prostředí/nedostatek vody - rostliny mají pozitivní vztahy

ale s rostoucí úrodností roste kompetice mezi druhy

• neexistuje důkaz podporující hypotézu, že facilitation roste s tvrdšími podmínkami

• některé studie tuto hypotézu popírají

Biotický tlak

• neví se mnoho o tom, jak se „facilitation“ mění s rostoucím biotickým tlakem (např. tlak predátora, herbivorie)

• rostliny mají tendence sdružovat se, těžit z přítomnosti jiné rostliny

„nurse plant“

• posun od kompetice k facilitation podél stresového gradientu

• studie v poslední době dokazují, že uchycení dřevin v pasených ekosystémech může být pozitivně ovlivňováno „nurse plant“

- ve formě fyzické (trny) nebo chemické (toxiny) obrany

• nepalatabilní rostliny - ochrana semenáčů před pasením dobytkem - zvýšení uchycení

Uchycení dřevin v pasených ekosystémech

H0: pozitivní vztah mezi facilitation a tlakem pastvy

• semenáče 4 druhů:

Fagus sylvatica, Acer pseudoplatanus

Abies alba, Picea abies

• pěstovány v zástinu i mimo zástin keře Rosa rubiginosa• vystaveny různým intenzitám pasení

• přežívání, okus

Smit Ch., Vandenberghe Ch., den Ouden J. & Müller-Schärer H. (2007): Nurse plants, tree saplings and grazing pressure: changes in facilitation along a biotic environmental gradient. Oecologia 152(2): 265-273.

Fig. 1 Mean (±1 SE) fraction of saplings browsed and sapling survival per tree species at low and high grazing pressure inside and outside of the shrub canopy (averaged over site, n = 3). Different letters indicate significant differences between species at P < 0.05 (Tukey HSD test)

Fig. 2 Mean (±1 SE) fraction of saplings browsed and sapling survival inside (dotted line) and outside (solid line) the shrub canopy, at low (triangles) and high (squares) grazing pressures and in exclosures (diamonds), as measured after each grazing rotation. Means are per position (inside or outside shrub canopy) per block, and the data are pooled over species. n = 480. Different letters that differ indicate significant differences at P < 0.05 (Tukey HSD test)

Fig. 3 Relative facilitation of sapling browsing and sapling survival (mean ± 1 SE, n = 3) with increasing grazing pressure, expressed in number of livestock units (LU)-grazing days per hectare (1 livestock unit = 600 kg)

Fig. 4 Conceptual model of relative facilitation and grazing pressure (biotic stress). Peaks shift horizontally with site productivity (P) and vertically with the unpalatability of nurse plants (U) or grazing tolerance of the associated protégés (T)

Literatura

• Smit Ch., Vandenberghe Ch., den Ouden J. & Müller-Schärer H. (2007): Nurse plants, tree saplings and grazing pressure: changes in facilitation along a biotic environmental gradient. Oecologia 152(2): 265-273.

• Dong-Liang Cheng, Gen-Xuan Wang, Bao-Ming Chen & Xiao-Ping Wei (2006): Positive interactions: crucial organizers in a plant community. Journal of Integrative Plant Biology 48(2): 128-136.

• Wang G. X. (1993): On Ecological Field. Henan Science and technology publishing house. Henan, China (in Chinese with an English abstract).

• Bertness M. D., Callaway R. M. (1994): Positive interaction in communities. Trends Ecol Evol 9: 191–193.