Druhová bohatost a variabilita cévnatých rostlin, mechorostů a měkkýšů na vlhkostním gradientu

Mgr. Eva Hettenbergerová, Ph.D.

Doctoral thesis

Species richness and species-data variation of vascular plants, bryophytes and molluscs along the moisture gradient

Abstract:

Luční prameniště patří k vzácným a chráněným biotopům středoevropské krajiny. V minulosti se jim věnovala řada autorů, avšak doposud nebyla podrobněji zkoumána v širším kontextu s okolními nelesními rostlinnými společenstvy. Proto jsem se v této disertační práci zabývala otázkou možného ovlivnění nelesních pramenišť jejich druhově bohatou sousední vegetací. V dalších studiích jsem se zaměřila na změny druhového složení a druhové bohatosti podél vlhkostního gradientu z pramenišť do sušších travinobylinných biotopů. Hodnotila jsem tři skupiny organismů s rozdílnými vlastnostmi i životními strategiemi, a sice cévnaté rostliny, mechorosty a měkkýše. Poslední studie si mimo jiné kladla za cíl zhodnotit studovaná společenstva z hlediska vybraných funkčních vlastností cévnatých rostlin ve vztahu k vlhkosti. Výzkumy probíhaly na nelesních vápnitých prameništích a přilehlých biotopech moravsko-slovenského pomezí. Počet druhů cévnatých rostlin v prameništích koreloval s počtem druhů okolní vegetace jen v chladnější a vlhčí severovýchodní části zkoumaného území. Naopak na lokalitách jihozápadní části území byl zjištěn větší rozdíl mezi ekologickými podmínkami pramenišť a okolí a jejich počty druhů nebyly vzájemně korelovány. Důležitým faktorem, který pravděpodobně bránil pronikání druhů do pramenišť, byla vysoká specifita prostředí prameniště – srážení pěnovce a nedostatek živin, které omezují růst většiny rostlinných druhů. Výrazné rozdíly v půdní vlhkosti (od 19 % v trávnících do 97 % v prameništích) měly velký vliv na výměnu druhů všech tří skupin sledovaných organismů podél vlhkostního gradientu. Ačkoli změny druhového složení cévnatých rostlin, mechorostů i měkkýšů podél vlhkostního gradientu spolu navzájem korelovaly, ve změnách druhové bohatosti byl prokázán značný rozdíl. Počet druhů cévnatých rostlin vykazoval unimodální odpověď s optimem posunutým do nižších hodnot vlhkosti. Druhová bohatost mechorostů lineárně klesala směrem k suchým trávníkům. Naopak žádná průkazná závislost vzhledem k vlhkostnímu gradientu nebyla potvrzena u měkkýšů, a to ani u počtu druhů ani u počtu jedinců. Některé vlastnosti cévnatých rostlin byly ve zkoumané vegetaci preferovány, což potvrzuje teorii filtrování druhů stresujícím prostředím. Jedním z nich byla např. hmotnost semen, jejíž variabilita se mezi společenstvy prokazatelně měnila podél gradientu vlhkosti – v porostech byly druhy s lehkými semeny zastoupeny více než by odpovídalo náhodnému rozmístění druhů.

Abstract:

Calcareous spring fens belong to one of the rarest and most threatened habitats of Central Europe. Even though many authors investigated both species composition and richness of fen vegetation in the past, no study dealing with spring fens in a wider context of their contact with adjacent treeless vegetation was published. Therefore I focus herewith on the potential effect of the surrounding species-rich grasslands on the species composition of calcareous spring fens. I explored changes of species composition and species richness along a moisture gradient from fens to semi-dry surrounding grasslands. I selected three groups of organisms with different traits and life strategies – vascular plants, bryophytes and molluscs. One of the aims of the study was to evaluate the selected vascular plant species traits in target vegetation with regard to the moisture gradient. All studies were carried out in the border area between Czech and Slovak Republics. Fen species richness correlated significantly with species richness of the surrounding vegetation in the north-eastern (NE) locations, whereas no correlation was found for the south-western (SW) locations. Fens in SW locations are characterized by both intense tufa formation, which creates extreme ecological conditions, and the contrasting environmental conditions compared to surrounding grasslands. There was a sharp moisture gradient (from 19% in semi-dry grasslands to 97% in spring fens), which influenced species composition of all three groups of organisms. Even though species composition changes of the different groups were correlated with each other, a large differences in their species richness changes were found. The relationship between number of species of vascular plants and moisture was unimodal with the optimum skewed towards lower values. For bryophytes, species richness decreased linearly towards drier plots. For molluscs, no significant response to measured soil moisture was found neither for species richness nor abundances. Some of the species traits were preferred in our data set, which confirm the Limiting Similarity Theory. One of these traits was seed mass – its variability significantly differed along moisture gradient, and it was underdispersed with a preference of light seeds.

Keywords

vápnitá prameniště, travinobylinná vegetace, měkkýši, cévnaté rostliny, mechorosty, vegetace, Bílé Karpaty, půdní vlhkost, druhová bohatost, živiny, produktivita, specialisti, transekty calcareous spring-fens, semi-dry grasslands, molluscs, vascular plants, bryophytes, vegetation, White Carpathians, soil moisture, species richness, nutrients, productivity, specialists, transects

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 6. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 19. 9. 2013
• Supervisor: doc. Mgr. Michal Hájek, Ph.D.
• Reader: Ing. Richard Hrivnák, Ph.D., Mgr. Jiří Doležal, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Botany