velikost textu

Species diversity, distribution and interspecific and intraspecific variation in performance of dry grassland species

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Species diversity, distribution and interspecific and intraspecific variation in performance of dry grassland species
Název v češtině:
Diverzita, rozšíření a mezidruhová a vnitrodruhová variabilita růstových a reprodukčních charakteristik druhů suchých trávníků
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Iveta Husáková
Id práce:
212712
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra botaniky (31-120)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Botanika (NBOTA)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
9. 4. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Zveřejnění práce bylo odloženo do 09.04.2022
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
ABSTRAKT Přežití a dynamika rostlinných druhů ve fragmentované krajině je dána nejen lokálními stanovištními podmínkami, ale také strukturou krajiny, která se v průběhu času mění, a také vlastnostmi jednotlivých druhů a jejich lokální populační dynamikou. Porozumění faktorům a procesům, které určují diverzitu, rozšíření a mezidruhovou a vnitrodruhovou variabilitu růstových a reprodukčních charakteristik druhů fragmentovaných stanovišť, je proto velmi složité a komplexní. Většina předchozích studií se zaměřila pouze na některé faktory. Studie, které zkoumaly relativní význam všech těchto faktorů pro diverzitu druhů i druhové složení, jsou však vzácné a to zejména v suchých trávnících. Studie zkoumající rozdíly v růstových a reprodukčních charakteristikách druhů ve vztahu k fragmentaci krajiny se často zabývají pouze jedním druhem a často byly provedeny v odlišných studijních systémech, což znesnadňuje zobecnění. Cílem této disertační práce bylo prozkoumat faktory, které jsou zodpovědné za diverzitu, rozšíření a mezidruhovou a vnitrodruhovou variabilitu růstových a reprodukčních charakteristik druhů suchých trávníků (tzv. pleší) v jinak lesnaté krajině. V 1. kapitole jsem zkoumala význam současné a historické struktury krajiny a lokálních stanovištních podmínek pro druhové bohatství suchých trávníků (pleší) a zhodnotila jsem jejich relativní význam. Údaje o současné i historické struktuře krajiny jsem získala z leteckých snímků území z let 1938, 1973, 1988, 2000 a 2007, na základě nichž jsem pro každou lokalitu vypočetla její plochu a izolovanost v současnosti i v minulosti a také jsem vyjádřila kontinuitu lokalit. Zjistila jsem, že lokální stanovištní podmínky a následně pak historická struktura krajiny mají největší vliv na druhové bohatství studovaných suchých trávníků. Současná krajinná struktura byla nejméně důležitá. Největší druhové bohatství bylo pozorováno na větších a heterogenních lokalitách s mělkou půdou a výskytem skalek, které byly velké a dobře propojené již v roce 1938 nebo alespoň v roce 1988. V 2. kapitole jsem zjistila, že také druhové složení suchých trávníků (pleší) je významně ovlivněno jak současnou, tak historickou strukturou krajiny, přičemž historická struktura krajiny v jednotlivých časových obdobích byla přibližně stejně důležitá jako struktura současná. Na lokality s velkou kontinuálně existující plochou již od roku 1973 nebo 1988 a také na aktuálně dobře propojené lokality se svým výskytem přednostně vážou vytrvalé druhy, které jsou opylovány hmyzem nebo větrem, kvetou po určitou omezenou dobu, jsou šířené zvěří, mají nízké nároky na živiny a vyznačují se kompetitivní nebo částečně stres-tolerantní strategií. Naproti tomu ruderální druhy, schopné samoopylení převažují v současně izolovaných lokalitách. Ve 3. kapitole jsem zkoumala vliv populační velikosti a konektivity na růstové a reprodukční charakteristiky rostlin u 21 vybraných druhů suchých trávníků lišících se svými vlastnostmi. Zjistila jsem, že klesající populační velikost i konektivita významně ovlivnila schopnost růstu a reprodukce všech studovaných druhů, avšak ne u všech druhů negativně. Tyto efekty byly pozorovány nejen v terénu, ale i ve standardních podmínkách zahradního pokusu (zde nebyly tak výrazné), což naznačuje, že rozdíly v růstu a reprodukční schopnosti jedinců u většiny druhů suchých trávníků nejsou dané jen odlišnými podmínkami na jejich stanovištích, ale také jejich populační velikostí a konektivitou jako takovou. Na základě porovnání reakcí jednotlivých druhů jsem také identifikovala, jaké vlastnosti mají druhy, které jsou nejvíc citlivé ke zmenšující se populační velikosti a konektivitě. Velké množství dat získaných v kapitole 3 mi navíc umožnilo zabývat se obecnější otázkou a to jakým způsobem různé druhy alokují svou biomasu do nadzemních a podzemních částí svého těla, čemuž jsem se věnovala ve 4. kapitole. Zjistila jsem, že některé druhy alokují biomasu izometricky a jiné alometricky do nadzemí vs. podzemí. Také jsem potvrdila, že alokační „pattern“ je druhově a věkově specifický a že vlastnosti rostlin mohou mnohem lépe vysvětlit rozdíly ve způsobu alokace biomasy u různých druhů než jejich fylogenetická příbuznost na úrovni druhů vyskytujících se ve stejném typu prostředí. Způsob alokace biomasy lze tedy použít jako doplňující vlastnost druhů k vysvětlení jejich citlivosti ke krajinné struktuře, což jsem otestovala v kapitole 3. Ukázalo se, že druhy s nižším alokačním sklonem, tj. alokující proporčně více do podzemí než do nadzemí s rostoucí velikostí, který je typický pro časně kvetoucí druhy s vyšším SLA, jsou více citlivé ke snížené konektivitě populací. Celkové výsledky ukazují, že znalost krajinné struktury v současnosti a v minulosti je důležitá pro pochopení současné druhové diverzity i rozšíření druhů a že vlastnosti druhů nám mohou pomoci předpovídat, které druhy budou více citlivé ke změnám ve struktuře krajiny a také jakým způsobem budou které druhy alokovat biomasu.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT In fragmented landscapes, survival and dynamics of plant species may be determined not only by local habitat conditions but also by landscape structure and its changes over time as well as by species life-history traits and their local population dynamics. Understanding the factors and processes determining diversity, distribution and variation in performance in species of fragmented habitats is thus very complex. Most previous studies focused only on some particular factors. However, studies that explored the relative importance of all these factors for species diversity and composition are rare, especially in dry grassland communities. Also studies exploring variation in species performance in relation to landscape fragmentation usually deal only with a single species and were often done in different study systems making generalization difficult. The aim of this Ph.D. thesis was to explore factors that are responsible for species diversity, distribution and interspecific and intraspecific variation in performance of dry grassland species occurring in a system of dry grassland-like forest openings in the forested landscape. In Chapter 1 I examined the effect of current and past landscape structure and local habitat conditions on species richness at dry grassland-like forest openings and assessed their relative importance. I analyzed information on past and present landscape structure using aerial photographs from 1938, 1973, 1988, 2000 and 2007 and calculated the area and isolation of each locality in the present and in the past and the continuity of localities. I found that local habitat conditions had the strongest effect on species richness, followed by historical landscape structure. Current landscape structure had the weakest effect. The highest species richness was observed on larger and more heterogeneous localities with rocks and shallow soils, which were already large and well connected to other localities in 1938 or at least in 1988. In Chapter 2 I found that also species composition was determined by landscape structure in the past and at present, and the past landscape structure in each time period separately was equally important as the present landscape structure. Perennial species that are insect or wind pollinated, flower over limited periods of time, are dispersed by animals, have low nutrient requirements and have competitive or partly stress-tolerant strategies were found to be restricted to continuous localities existing at least since 1973 or 1988 and to localities that are currently well interconnected. In contrast, self-pollinated, ruderal species prevail in currently less-connected localities. In Chapter 3 I explored the effect of population size and connectivity on plant performance of 21 dry grassland species differing in their life-history traits. I found that population size and connectivity significantly affected the performance of all the studied dry grassland species, but the effect of decreasing population size and connectivity was not always negative. These effects were detected not only in the field, but also in the common garden environment (but they were weaker there). This indicates that the differences in plant performance of most dry grassland species are not only due to differences in the actual habitat conditions but also due to effects of their population size and connectivity per se. The between species comparisons identified range of species traits determining species sensitivity to changes in population size and connectivity. Extensive data obtained in Chapter 3 also allowed to explore more general question related to determinants of above- and below-ground biomass allocation patterns in the different species which I aimed in Chapter 4. I found isometric as well as allometric patterns of biomass allocation in the studied species. I confirmed that biomass allocation pattern is species- and age-specific and that plant life-history traits are much more important in explaining allocation pattern among species than is phylogenetic relatedness among species within a habitat. The pattern of biomass allocation can thus be used as additional species trait explaining species sensitivity to landscape structure. Species with lower shoot–root allocation slope at adult plants, which is typical for earlier flowering species with higher SLA, are more sensitive to decreasing population connectivity as was shown in Chapter 3. The overall results indicate that knowledge of landscape structure in the present and in the past is important for understanding the current species diversity and distribution and that species traits can be used as useful predictors of species responses and sensitivity to the landscape structure as well as of biomass allocation patterns.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Iveta Husáková 8.06 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Iveta Husáková 214 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Iveta Husáková 249 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Petr Sklenář, Ph.D. 151 kB