Louky a pastviny - Grassland

Pastviny Nachusa, jaro 2016

Setaria pumila, druh Poaceae (dominantní rodina rostlin v pastvinách)

Louky a pastviny jsou oblasti, kde vegetace dominují trávy (Poaceae ). Ostřice však (Cyperaceae ) a spěchat (Juncaceae ) lze také najít spolu s proměnlivými podíly luštěniny, jako jetel, a další byliny. Louky se přirozeně vyskytují na všech kontinentech kromě Antarktida a nacházejí se ve většině ekoregiony z Země. Travní porosty jsou navíc jedním z největších biomy na Zemi a ovládnout krajinu po celém světě.^[1] Pokrývají 31-43% zemského povrchu. Existují různé druhy travních porostů: přírodní travní porosty, polopřirozené trávníky a zemědělské trávníky.^[1]

Definice

Pro „travní porosty“ existuje celá řada definic:

• „... jakékoli rostlinné společenství, včetně sklizených pícnin, ve kterých trávy a / nebo luštěniny tvoří dominantní vegetaci.“^[1]
• „... suchozemské ekosystémy ovládané bylinnou a keřovou vegetací a udržované ohněm, pastvou, suchem a / nebo mrazem.“ (Pilot Assessment of Global Ecosystems, 2000)^[1]
• „Oblast s dostatečným průměrným ročním srážením (25–75 cm) na podporu trávy ...“ (Stiling, 1999)^[1]

Polopřirozené travní porosty jsou velmi častou podkategorií biomu travních porostů.^[2] Lze je definovat jako:

• Louky a pastviny existující v důsledku lidské činnosti (sečení nebo pastva hospodářských zvířat), kde jsou podmínky prostředí a druhová zásoba udržována přírodními procesy.^[3]

Lze je také popsat takto:

• „Polopřirozené travní porosty jsou jedním z nejvíce biologicky rozmanitých stanovišť na světě v malých prostorových měřítcích.“^[4]
• „Polopřirozené travní porosty patří k druhově nejbohatším ekosystémům na světě.“^[5]
• „... byly formovány v průběhu staletí rozsáhlou pastvou a sekáním.“^[4]
• „... bez použití pesticidů nebo hnojiv v moderní době“^[6]

Existuje mnoho různých druhů polopřirozených travních porostů, např. seno louky.^[6]

Druhy travních porostů

Louka u řeky Desna v Rusku

Klasifikace travních porostů

Druhy travních porostů podle Schimper (1898, 1903):^[7]

• Louka (hygrofilní nebo tropofilní pastviny)
• Step (xerofilní louky)
• Savannah (xerofilní louky obsahující izolované stromy)
  

  Stepní rodina: obyčejné travní zvíře, liška pohotová

Druhy travních porostů Ellenberg a Mueller-Dombois (1967):^[8]

Třída formace V. Suchozemská bylinná společenství

1. Savany a související travní porosty (tropické nebo subtropické louky a parky)
2. Stepy a související travní porosty (např. Severoamerické „prérie“ atd.)
3. Louky, pastviny nebo související travní porosty
4. Ostřice bažiny a spláchne
5. Bylinné a polodřevnaté solné bažiny
6. Forbová vegetace
   

   Túra přes Tallgrass Prairie Heritage Park v Kanadě

Druhy travních porostů podle Laycocka (1979):^[9]

1. Vysoká tráva (pravda) prérie
2. Shortgrassová prérie
3. Prérie ze smíšené trávy
4. Keřová step
5. Roční louky a pastviny
6. Poušť (suché) louky a pastviny
7. Vysokohorské louky a pastviny

Obecné typy travních porostů

Tropické a subtropické

Tyto travní porosty lze klasifikovat jako tropické a subtropické louky, savany a křoviny. Úroveň srážek pro tento typ travních porostů je mezi 90–150 centimetry ročně. Trávy a rozptýlené stromy jsou pro tento ekoregion běžné i velké savci, jako pakoně (Connochaetes taurinus) a zebra (Equus zebra). Mezi významné tropické a subtropické louky patří Llanos louky a pastviny Jižní Amerika.^[10]

Negri-Nepote mírné trávníky v New Jersey

Mírný

Louky se střední šířkou, včetně prérie a Tichomořské louky z Severní Amerika, Pampy z Argentina, Brazílie a Uruguay vápenatý downland a stepi z Evropa. Jsou klasifikovány jako mírné savany a křoviny jako mírné travní porosty, savany a biome křovin. Mírné trávníky jsou domovem mnoha velkých býložravci, jako bizon, gazely, zebry, nosorožci, a divocí koně. Masožravci jako lvi, vlci, gepardi a leopardi se také nacházejí v mírných pastvinách. Mezi další zvířata této oblasti patří Jelen, prérijní psy, myši, jack králíci, skunky, kojoti, hadi, lišky, sovy, jezevci kosi, kobylky, meadowlarks, vrabci, křepelky, jestřábi a hyeny.^[11]

Zaplaveno

Travní porosty, které jsou zaplavovány sezónně nebo celoročně, například Everglades z Florida, Pantanal z Brazílie, Bolívie a Paraguay nebo Esteros del Ibera v Argentina, jsou zatopené savany klasifikovány jako zatopené louky a savany biome a vyskytují se většinou v tropech a subtropech. Druhy, které žijí v těchto pastvinách, jsou dobře přizpůsobeny hydrologickým režimům a půdním podmínkám. Everglades - největší zatopené travní porosty se srážkami na světě - je bohatý na 11 000 druhů semenonosných rostlin, 25 druhů orchideje, 300 pták druhů a 150 Ryba druh.

Vodní louky jsou travní porosty, které jsou krátkodobě záměrně zaplavovány.^[12]

Louky a pastviny v Antelope Valley, Kalifornie

Montane

Vysokohorské louky a pastviny nacházející se na vysoké pohoří po celém světě, jako Páramo z Andské hory. Jsou součástí horské louky a křoviny biome a mohou být tropické, subtropické a mírné. Rostliny a zvířata, která se nacházejí v tropickém horském prostředí, se dokážou přizpůsobit chladným, vlhkým podmínkám i intenzivnímu slunečnímu záření.^[13]

Tundra pastviny

Podobně jako v horských pastvinách, polární Arktická tundra může mít trávy, ale vysoká vlhkost půdy znamená, že dnes v trávě dominuje jen málo tundr. Během Pleistocén ledové období (běžně označované jako doby ledové ), travní porost známý jako stepní tundra nebo mamutí step zabíral velké oblasti severní polokoule. Tyto oblasti byly velmi chladné a suché a měly podpovrchový povrch permafrost (tedy tundra), ale přesto to byly produktivní travní ekosystémy podporující širokou škálu fauny. Jak se teplota zvyšovala a klima na začátku roku vlhlo Holocén velká část mamutí stepi přešla do lesa, zatímco sušší části ve střední Eurasii zůstaly jako travní porosty a staly se moderním Euroasijská step.^[14]

Poušť a xeric

Nazývají se také pouštní louky a jsou složeny z řídkých travních ekoregionů nacházejících se v pouště a xerické křoviny biome. Tyto druhy travních porostů charakterizují teplotní extrémy a nízké množství srážek. Proto jsou rostliny a zvířata dobře přizpůsobeni, aby minimalizovali ztrátu vody.^[15]

Evoluční historie

The graminoidy patří mezi nejuniverzálnější formy života. Ke konci roku se rozšířily Křídový období a koprolity zkamenělé dinosaurus Bylo zjištěno, že výkaly obsahují fytolity z různých trav, které zahrnují trávy související s moderními rýže a bambus.^[16]

Vzhled hor v západní USA Během Miocén a Pliocén epochy, období asi 25 milionů let, vytvořilo kontinentální klima příznivé pro vývoj pastvin.^[17]

Asi před 5 miliony let během Pozdní miocén v Novém světě a pliocénu ve Starém světě se objevily první skutečné travní porosty. Stávající lesní biomy poklesly a travní porosty se staly mnohem rozšířenějšími. Je známo, že v Evropě po celý rok existovaly travní porosty Pleistocén (posledních 1,8 milionu let).^[6] V návaznosti na Pleistocén doby ledové (s jejich ledovce a meziglaciály ), travní porosty se rozšířily v teplejším a suchějším podnebí a začaly se stávat dominantním světovým prvkem.^[17] Vzhledem k tomu, že louky existují již více než 1,8 milionu let, existuje vysoká variabilita. Například stepní-tundra v severní a střední Evropě dominovaly, zatímco ve středomořské oblasti se vyskytovalo vyšší množství xerotermních travních porostů.^[6] V mírné Evropě je řada typů poměrně široká a stala se také jedinečnou díky výměně druhů a genetického materiálu mezi různými biomy.

Polopřirozené travní porosty se pravděpodobně poprvé objevily, když člověk začal hospodařit. Takže pro využití zemědělství byly lesy v Evropě vyklizeny. K pěstování byly vhodné staré louky a pastviny. Z těchto oblastí byly vytvořeny polopřirozené travní porosty.^[6] Odstranění rostlin pasoucími se zvířaty a později sekacími farmami vedlo ke koexistenci dalších druhů rostlin v okolí. V následujícím se biologická rozmanitost rostlin vyvíjí. Druhy, které tam již žily, se také přizpůsobily novým podmínkám.^[6]

Většina pastvin byla přeměněna na orná pole a znovu zmizela.

Polopřirozené travní porosty se dnes nacházejí spíše v oblastech nevhodných pro zemědělské hospodaření.^[6]

Ekologie

Biodiverzita a ochrana

Travní porosty, v nichž dominují neosetá společenstva divokých rostlin („nezlepšené travní porosty“), lze nazvat buď přirozeným, nebo „polopřirozeným“ stanovištěm. Ačkoli jsou jejich rostlinná společenstva přirozená, jejich údržba závisí na antropogenních činnostech, jako jsou režimy pastvy a sečení. Polopřirozené louky obsahují mnoho druhů planě rostoucích rostlin, včetně trav, ostřic, rákosů a bylin; Naleznete 25 druhů rostlin na 100 centimetrů čtverečních.^[6] Evropský rekord, který byl nalezen na louce v Estonsku, popisoval 76 druhů rostlin na jednom metru čtverečním.^[6] Křídové downlands v Anglii mohou podporovat více než 40 druhů na metr čtvereční.

V mnoha částech světa uniklo zlepšování zemědělství několik příkladů (hnojení, hubení plevele, orba nebo opětovné setí). Například původní severoamerické prérijní louky nebo nížinné luční louky ve Velké Británii jsou nyní vzácné a jejich přidružená divoká flóra je stejně ohrožena. S rozmanitostí divokých rostlin „nezlepšených“ travních porostů je obvykle spojena bohatá bezobratlá fauna; existuje také mnoho druhů ptáků, kteří jsou "specialisty" na travní porosty, například útočit a drop malý.^[18] Vzhledem k tomu, že polopřirozené travní porosty jsou označovány jako jeden z nejvíce druhově bohatých ekosystémů na světě a základní stanoviště pro mnoho odborníků, včetně opylovačů,^[5] v poslední době existuje mnoho přístupů k ochranářským aktivitám.

Zemědělsky vylepšené travní porosty, které dominují moderní intenzivní zemědělské krajině, jsou obvykle chudé na volně žijící druhy rostlin, protože původní rozmanitost rostlin byla zničena pěstováním a použitím hnojiv.

Téměř 90% evropských polopřirozených travních porostů již z politických a ekonomických důvodů neexistuje. K této ztrátě došlo až v průběhu 20. století.^[4] Ty v západní a střední Evropě téměř úplně zmizely. V severní Evropě jich pár zbylo.^[4]

Bohužel velké množství červeně zařazených druhů je specialistou na polopřirozené travní porosty a je ovlivněno změnou krajiny v důsledku zemědělství minulého století.^[19]

Původní společenstva divokých rostlin byla nahrazena zasetými monokulturami kultivovaných odrůd trav a jetelů, jako jsou vytrvalá raegrass a bílý jetel. V mnoha částech světa jsou „nezlepšené“ travní porosty jedním z nejohroženějších typů stanovišť a cílem získávání skupin na ochranu volně žijících živočichů nebo pro zvláštní granty vlastníkům půdy, kteří jsou vybízeni, aby je vhodně obhospodařovali.

Quercus robur - také známý jako anglický dub - dominující polopřirozeným loukám

Vegetace

Černý nosorožec

Louky a pastviny vegetace se může značně lišit v závislosti na typu travních porostů a na tom, jak silně je ovlivněn dopadem člověka. Dominantními stromy pro polopřirozené louky jsou Quercus robur, Betula pendula a Coryplus avellana a mnoho druhů bylin.^[20]

v křída louky a pastviny, rostliny se mohou lišit od výšky po velmi krátké. Poměrně vysoké trávy najdete v severní Amerika tallgrass prairie, jihoamerický louky a pastviny a Afričan savana. Na některých pastvinách se mohou vyskytovat dřeviny, keře nebo stromy - tvořící savany, křovinné louky nebo pololesnaté louky, jako jsou africké savany nebo iberská deheza.^[21]

Jako kvetoucí rostliny a stromy, trávy rostou ve velkých koncentracích v podnebí kde roční srážky rozsahy mezi 500 a 900 mm (20 až 35 palců).^[22] Kořenové systémy vytrvalých trav a forbs tvoří složité rohože, které drží půda na místě.

kulík horský

Gepard

Fauna

Louky podporují největší seskupení velkých zvířat na Zemi, včetně jaguárů, afrických divokých psů, pronghorn, černonohá fretka, pláně bizonů, kulík horský, Slon africký, sundský tygr, černý nosorožec, bílý nosorožec, slon savana, větší nosorožec jednorohý, slon indický a rychlá liška. Pasoucí se zvířata, stádová zvířata a predátoři v pastvinách, jako lvi a gepardi žijí v pastvinách africké savany.^[23] Roztoči, hmyz larvyhlístice, a žížaly obývají hlubokou půdu, která může dosáhnout 6 metrů pod zemí v nerušených pastvinách na nejbohatších půdách světa. Tito bezobratlí spolu se symbiotiky houby, rozšířit kořenové systémy, rozbít tvrdou půdu, obohatit ji močovina a další přírodní hnojiva, zachycují minerály a vodu a podporují růst. Některé druhy hub zvyšují odolnost rostlin proti napadení hmyzem a mikroby.^[24]

Louky a louky ve své formě podporují širokou škálu savců, plazů, ptáků a hmyzu. Mezi typické velké savce patří pakoně modré, Americký bizon, obří mravenečník, a Kůň Převalského.^[25]

Hrozby

Louky jsou velmi citlivé na rušení, jako je lov lidí a zabíjení klíčových druhů nebo orba půdy, aby se vytvořil větší prostor pro farmy.

Krmit rostoucí lidskou populaci, většinu světových travních porostů, včetně amerických prérie, jsou přeměňovány z přírodní krajiny na pole kukuřice, pšenice nebo jiných plodin. Louky a pastviny, které dosud zůstaly z velké části nedotčené, jako východoafrické savany, jsou v nebezpečí ztráty zemědělství.^[23]

Rostliny a zvířata, která žijí v pastvinách, jsou propojeny prostřednictvím neomezené sítě interakcí. Ale odstranění klíčových druhů - jako jsou buvoli a prérijní psi na americkém západě - a vysazení invazivní druhy jako třtinové ropuchy v severní Austrálii narušily rovnováhu v těchto ekosystémech a poškodily řadu dalších druhů.^[23]

Travní porosty jsou domovem řady nejvýznamnějších nádherných zvířat na planetě - slonů, bizonů, lvů - a lovci je považují za lákavou kořist. Ale když lov není kontrolován nebo je prováděn nelegálně, druhy mohou vyhynout.^[23]

Dopady změny klimatu

Louky a pastviny se často vyskytují v oblastech s ročním srážením mezi 600 mm (24 palců) a 1500 mm (59 palců) a průměrné průměrné roční teploty se pohybují od -5 do 20 ° C.^[26] Některé pastviny se však vyskytují v chladnějších (-20 ° C) a teplejších (30 ° C) klimatických podmínkách. Louky a pastviny mohou existovat na stanovištích, která jsou často narušována pastvou nebo ohněm, protože taková narušení brání zasahování dřevin.^[27] Druhová bohatost je zvláště vysoká na nízkých travních porostech úrodnost půdy jako hadí pustiny a vápnitý louky, kde dřevěný zásah je zabráněno, protože nízká hladina živin v půdě může bránit růstu lesních a keřových druhů. Dalším častým problémem nešťastných tvorů travních porostů je neustálé spalování rostlin poháněných kyslíkem a mnoha prošlých fotosyntetizujících organismů, přičemž nedostatek deště posouvá tento problém do dalších výšin.^[28] Pokud to není omezeno jinými faktory, zvyšuje se CO₂ koncentrace ve vzduchu zvyšuje růst rostlin, podobně jako účinnost využívání vody, což je v suchých oblastech velmi důležité. Výhody zvýšeného CO₂ jsou omezeny faktory včetně dostupnosti vody a dostupnosti živiny, zejména dusík. Účinky zvýšeného CO₂ na růstu rostlin se bude lišit v závislosti na místních klimatických vzorcích, přizpůsobení druhů omezením vody a dostupnosti dusíku. Studie naznačují, že vyčerpání živin může nastat rychleji v sušších oblastech as faktory, jako je složení rostlinné komunity a pastva. Usazování dusíku ze znečišťujících látek v ovzduší a zvýšené mineralizace z vyšších teplot může zvýšit produktivitu rostlin, ale zvýšení jsou často mezi slevou v biologická rozmanitost protože rychle rostoucí rostliny překonávají ostatní. Studie kalifornských travních porostů zjistila, že globální změna může urychlit snižování rozmanitosti a zakazovat druhy, které jsou k tomuto procesu nejvíce náchylné.^[29]

Dopad na člověka a ekonomický význam

Louky, které dnes vidíme, mají rozsáhlou historii lidské aktivity a rušení.^[29]

Travní porosty jsou často a plagioclimax; zůstává dominantní v určité oblasti obvykle kvůli pastva řezání nebo přírodní nebo člověkem způsobené požáry, to vše odrazuje od kolonizace a přežití stromů a keřů sazenice.^[30] Některé z největších světových travních porostů se nacházejí v africké savaně a jsou udržovány divoce býložravci stejně jako nomádské pastevci a jejich dobytek, ovce nebo kozy. Louky a pastviny mají dopad na změnu klimatu pomalejší rychlostí rozkladu odpadu ve srovnání s lesním prostředím.^[31]

Na travních porostech dominuje bylinná (nezalesněná) vegetace a na rozdíl od lesů se uhlík ukládá v kořenech a půdě pod zemí. Kromě toho je tento nadzemní uhlík z biomasy relativně krátkodobý kvůli pastvě, ohni a stárnutí. Naproti tomu travní porosty mají rozsáhlý vláknitý kořenový systém, přičemž trávy často tvoří 60–80% uhlíku z biomasy v tomto ekosystému. Tato podzemní biomasa se může rozprostírat několik metrů pod povrchem a ukládat do půdy bohatý uhlík, což vede k hlubokým a úrodným půdám s vysokým obsahem organické hmoty. Z tohoto důvodu představuje uhlík v půdě přibližně 81% celkového uhlíku v ekosystémech v pastvinách. Úzká vazba mezi uhlíkem v půdě a podzemní biomasou vede k podobným reakcím těchto zásob uhlíku na kolísání ročních srážek a teploty v širokém prostorovém měřítku. Protože produktivita rostlin je omezena srážkami na travnatých porostech, zásoby uhlíku jsou nejvyšší v oblastech, kde jsou srážky nejsilnější, jako je například prérie s vysokou trávou ve vlhké mírné oblasti Spojených států. Podobně s růstem ročních teplot se zásoby uhlíku na pastvinách snižují v důsledku zvýšené evapotranspirace.^[32]

Louky a pastviny utrpěly velké ztráty organický uhlík v důsledku narušení půdy, degradace vegetace, požárů, eroze, nedostatku živin a nedostatku vody. Typ, frekvence a intenzita narušení mohou hrát v půdním organickém uhlíku klíčovou roli (SOC ) bilance pastvin. Podloží, zavlažovací postupy, okyselování půdy, vápnění, a pastvina řízení může mít všechny potenciální dopady na zásoby organického uhlíku na pastvinách.^[33]

Hlavní trajektorie krajinného pokryvu od 60. let do roku 2015

Louky a pastviny se mohou vyskytovat přirozeně nebo v důsledku lidské činnosti. Lovecké kultury po celém světě často zakládají pravidelné požáry, aby udržovaly a rozšiřovaly travní porosty a zabraňovaly zachycení stromů a keřů netolerujících oheň. Vysoká tráva prérie v Středozápad USA může být prodloužena na východ do Illinois, Indiana, a Ohio lidskou agenturou. Mnoho travních porostů v severozápadní Evropa vyvinutý po Neolitické období když lidé postupně vyklízeli les, aby vytvořili oblasti pro chov hospodářských zvířat.^[34]

Krajinná pokrývka se v průběhu let vždy měnila. Následující se týká změn mezi lety 1960 a 2015. Došlo k poklesu polopřirozených travních porostů a ke zvýšení ploch s orná půda, lesy a pozemky používané pro infrastruktura a budovy. Styl čáry a relativní tloušťka čar označuje procento z celkové plochy, která se změnila. Změny menší než 1% a třídy krajinného pokryvu se všemi změnami menšími než 1% (tj. Polopřirozené mokřady a voda) nejsou zahrnuty.^[19]

V roce 1960 byla většina půdy, 49,7%, pokryta les a bylo zde také více polopřirozených travních porostů (18,8%) než orné půdy (15,8%). V roce 2015 se to drasticky změnilo. Zvýšil se lesní porost (50,8%) a také orná půda (20,4%), ale snížil se polopřirozený travní porost. Přestože stále pokrývá velkou plochu Země (10,6%).^[19]

Čtvrtina polopřirozených travních porostů byla zintenzivněna, tj. Byla přeměněna na ornou nebo pastvinovou půdu a lesy.^[35] Je pravděpodobnější, že k intenzifikaci dojde v plochých polopřirozených travních porostech, zejména pokud je půda úrodná. Na druhé straně travní porosty, kde je půda náchylná k suchu nebo méně produktivní, pravděpodobněji přetrvávají jako polopřirozené travní porosty než travní porosty s úrodnou půdou a nízkým sklonem terénu.^[36] Kromě toho je také důležitá dostupnost půdy, protože je například snazší ji oplodnit. Například pokud se nachází v blízkosti silnice. S rozvojem technologie je stále snazší obdělávat půdu se strmějším sklonem na úkor travních porostů. Trvale se rovněž mění hospodaření na pastvinách. Zvyšuje se používání minerálních hnojiv, dále se odstraňují hranice a okraje polí, aby se zvětšila pole a vyrovnal terén, aby se usnadnilo používání zemědělských strojů.^[19]

Odborné studium suchých trávníků spadá do kategorie správa pastvin, který se zaměřuje na ekosystémové služby spojené s travnatými suchými a polosuchými pastvinami světa. Rangelands tvoří odhadem 70% zemské masy; mnoho kultur, včetně kultur Spojených států, je tedy zavázáno ekonomice, kterou mohou světové pastviny nabídnout, od produkce pasoucích se zvířat, turistiky, služeb ekosystémů, jako je čistá voda a vzduch, a těžby energie.^[37]

Mírné louky, savany a ekoregiony křovin

Louky a pastviny ekoregiony z mírné trávníky, savany a křoviny biome jsou:

Ekoregiony tropických a subtropických pastvin, savan a křovin

Reference

Další čtení

• Courtwright, Julie. 2011. Prairie Fire: A Great Plains History. University Press v Kansasu. 274 stran
• Francouzsky, N. R. (ed.). 1979. Perspektivy ekologie travních porostů. Springer, New York, 204 stran, [3].
• Suttie, J. M .; Reynolds, S. G .; C. Batello. 2005. Pastviny světa. Řím: FAO. [4].
• Wilsey, B.J. 2018. Biology of Grasslands. Oxford University Press