Biodiverzita a krajinná diverzita

1. Biodiverzita a krajinná diverzita 17. 2. 2009

2. Biodiverzita • Různé definice – mají společnou myšlenku: „různost živých organismů“ • Druhové bohatství organismů • Počet biologických druhů; lze vyjádřit i relativně například na plochu nějaké prostorové jednotky (regionu) • Indexy: • Alfa-index (viz výše) • Shanon-Weaverův • Simpsonův • Beta-index • Gamma index • Univerzálně využitelná míra biodiverzity však neexistuje

3. Biodiverzita • Její pojetí závisí na: • Hierarchické úrovni hodnoceného území (globální x lokální) • Přístupu k problematice • Jsou tři druhy biodiverzity: 1)genetická, 2) druhová, 3) biocenotická (pak už následuje diverzita ekosystémová či krajinná) • Horizontální x vertikální • Časovém aspektu (sezónnost, různé fáze sukcesního/evolučního procesu)

5. Biodiverzita • Existují tři přístupy ke studiu biodiverzity • Biogeografický – globální úroveň, vymezování regionů na základě druhové bohatosti • Taxonomický – diverzita v rámci systémových (typologických) jednotek • Krajinně ekologický – lokální a regionální úroveň, studuje závislost mezi počtem druhů a charakterem prostředí

6. Biodiverzita • Výsledek sukcese (evoluce) a tedy klimatických podmínek • Výsledek antropických vlivů • Odpovídá únosné kapacitě geografického prostoru a obsahu živin • Dnes: • 1,5 – 1,7 miliónů druhů živočichů (obratlovců 45 – 47 tisíc) • 250 – 340 tisíc druhů rostlin • Dalších 3 – 8 miliónů druhů organismů čeká na svoje objevení

7. Biodiverzita • Od poloviny 20. století rychlý úbytek počtu druhů • 0,5 – 1,0 milión akutně ohrožen vyhynutím • Nemá obdobu ani s vyhynutím druhohorních ještěrů • Vymření jednoho druhu může znamenat vymření několika dalších druhů s ním svázaných v ekosystému • Nenávratná ztráta genetické informace

10. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • Introdukce a zavlékání organismů • Záměrné • Bezděčné • Zavlečené druhy: situace ve střední Evropě • Stromy a keře 2650 • Ozdobné byliny včetně cibulovin 2000 • Znečištění dováženého obilí – několik set • Druhy zavlečené s vlnou nebo hnojivy 1500 • Celkový počet evidovaných vyšších rostlin podstatně převyšuje celkové druhové bohatství středoevropské květeny

11. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • Celkové druhové bohatství se skládá z: • Druhů autochtonních (původních) vytvářejících přírodní společenstva, která se formovala a ustálila bez vlivu člověka • Tato společenstva se pochopitelně mohou obohacovat přirozenou cestou, tedy bez antropických zásahů • Druhů allochtonních (synatropních,tzv. antropofytů)

12. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • Allochtonní druhy • Druhy, které by přežily i za absence lidského vlivu • Stále se udržují ve společenstvech dnešní potenciální přírodní vegetace • Osvědčují v nich kompetiční schopnosti • Tzv. plně naturalizované druhy: puškvorec, chmel

13. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • Allochtonní druhy • Druhy, které by nepřežily za absence lidského vlivu • Jsou sice součástí aktuální vegetace, ale ve společenstvech přírodní potenciální vegetace by nepřežily • S ukončením lidských aktivit by ztratily existenční podmínky a postupně by vymizely

14. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • Allochtonní druhy, jejichž existence je závislá a lidských aktivitách (ať již úmyslných či bezděčných) • A) druhy neúmyslně zavlečené do konce středověku • Plevele polních kultur a rumištních (ruderálních) ekotopů (chrpa, vlčí mák) B) Druhy neúmyslně zavlečené v novověku • Většinou zplanělé okrasné květiny • Kultivované druhy • Obilí apod.

15. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • Co je to naturalizovaný druh? • Nebyl součástí původní přírodní vegetace regionu • Byl introdukován záměrnou lidskou aktivitou nebo se rozšířil mimovolně • Projevuje ekologické vlastnosti volně žijícího organismu

16. Zvyšování biodiverzity lidskou činností • V novověku přestaly fungovat přirozené bariéry šíření organismů (oceány, pohoří) • Nejvyšší podíl antropofyt jsou logicky lidská sídla (v malých vesnicích okolo 30 % rostlinných druhů, ve městech 40 – 70 %) • V rámci sídel jsou vyšší hodnoty v okolí nádraží a překladišť • Agresivní neofyty podstatně mění charakter ekosystémů • Biodiverzita se až do 19. století lidskou činností zvyšovala

17. Snižování biodiverzity lidskou činností: obecně • Lidská činnost ovlivňující ekosystémy na planetární úrovni: • Ničení přírodních ekosystémů (např. exploatace tropických lesů) • Zánik tradičních forem kulturní krajiny • Intensifikace zemědělského obdělávání půdy • Narůstající urbanizace • Negativní změny v genofondu organismů

18. Snižování biodiverzity lidskou činností: česká krajina • Výrazné snižování biodiverzity lze zaznamenat od poloviny 19. století (průmyslová revoluce, znečištění vod a ovzduší, likvidace stanovišť, populační nárůst) • Především obratlovci byli a jsou vybíjeni poměrně rychlým tempem • 14 % české květeny je řazeno do kriticky ohrožených druhů (evropský rekord) • Degradace luk – dříve (1950) byl poměr travin a bylin 7:3 dnes 9:1

19. Snižování biodiverzity lidskou činností:česká krajina • Bučiny a dubobučiny přeměny na smrkové monokultury se sníženou stabilitou • Kulturní louky zorány, případně ležíce ladem nekoseny • Plevele na orné půdě vyhubeny herbicidy • Suchomilné trávníky zorány nebo zalesněny borovicí • Jedlové lesy se naprosto rozpadly díky znečištění vzduchu • Klimaxové smrčiny ohroženy tímtéž • Liniové krajinné prvky odstraněny (scelování pozemků)

20. Krajinná diverzita • Týká se vyšších hierarchických úrovní (ekosystémy, krajiny) • I zde je však několik dalších hierarchických úrovní, které ovlivňují charakter diverzity) • Vychází z biodiverzity, odráží však i: • Charakter klimatu • Charakter geologického podloží • Absolutní a relativní geografickou lokaci (především vztah k okrajům kontinentů, k pohořím) • Tvar geografických prvků • Charakter vlivu člověka

21. Diverzita přírodních krajin v prostorovém srovnání: příklad • Diverzita je vyšší v Severní Americe než v Evropě • Odlišný průběh dob ledových • Odlišný průběh horských pásem • Odlišné rozšíření ekosystémů (především lesních) v dobách předledových (respektive meziledových) • Různá velikost porovnávaných regionů

24. Krajinná diverzita • Hodnocení krajinné diverzity vychází: • Z míry členitosti krajiny • Povrch určitých ekosystémů • Počet určitých ekosystémů (stejného typu) • Délka hranic těchto ekosystémů • Míra kontrastu mezi ekosystémy • Z míry zkulturnění krajiny • Nelze říci, že existuje přímá úměra mezi krajinou diverzitou a mírou zkulturnění • Ze zastoupení určitých druhů v ekosystému (ohrožených, chráněných apod.)

25. Krajinná diverzita • Krajiny přírodní • Zonální • Azonální • Krajiny kulturní

26. Typy přírodní krajiny • Zonální přírodní krajiny • Jejich ráz je určován zákony šířkové pásmovitosti a výškové stupňovitosti • horizontální x vertikální

27. Typy přírodní krajiny (Demek 1999) • Horizontální zonální přírodní krajiny • Krajiny mrazových pustin • Krajiny tunder • Lesní krajiny (tajga, vlhký jehličnatý les mírného pásu, opadavý listnatý les mírného pásu, listnatý vždyzelený subtropický les) • Stepní krajiny mírného pásu • Savanní krajiny teplého pásu • Pouštní krajiny • Krajiny tropického deštného lesa

28. Typy přírodní krajiny (Demek 1999) • Vertikální zonální přírodní krajiny • Na první pohled odpovídají horizontálním krajinám (geobiomům), zcela totožné však nejsou • Větší sklonitost • Jiná rytmika krajiny (horská x arktická tundra) • Jiná expozice – rozdílné klima apod.

29. Typy přírodní krajiny (Demek 1999) • Azonální krajiny • Jsou to takové krajiny, které se z nějakého důvodu vymykají zákonům šířkové pásmovitosti a výškové stupňovitosti • Mokřady • Krasové krajiny • Pískovcové krajiny • Žulové krajiny • Nivní krajiny

30. Typy kulturní krajiny (Demek 1999) • Lesohospodářské krajiny • Zemědělské krajiny • Sídelní krajiny • Průmyslové krajiny • Těžební krajiny • Vodohospodářské krajiny • Dopravní krajiny • Rekreační krajiny • Funerální krajiny • Vojenské krajiny

31. Kontinuum přírodní a kulturní krajiny (příklad zohledňující diverzitu) • Přírodní krajina • Obhospodařovaná krajina • Obdělávaná krajina • Příměstská krajina • Městská krajina

32. Přírodní krajina • Bez významnějších lidských vlivů • Vysoce spojitá matice (např. tropický deštný les při pohledu z letadla), která obklopuje řídce se vyskytující enklávy a koridory (téměř bez výjimky podél vodních toků) • Hranice jsou zakřivené, zřídka rovné • Produkce biomasy je vysoká • Druhová rozmanitost je velmi vysoká.

33. Obhospodařovaná krajina • Např. pastviny či les • Vyskytují se původní druhy, ale jsou záměrně obhospodařovány s cílem sklízet produkci • Lidské vlivy se omezují na sklizeň produktů a na ovlivňování frekvence požárů • Vyskytují se zde již lidská obydlí, většinou malé shluky domů • Mozaikovitost krajiny vzrůstá • Rytmy sklizně jednotlivých druhů produkce se pohybují od ročních cyklů pastvy ovcí až po cykly dlouhé několik desítek let při pěstování lesa (tj. rytmy sklizně jsou v širokém časové rozpětí). • Druhová rozmanitost může klesat i vzrůstat, ale vždy počet původních druhů, které mizí, bude větší než počet druhů introdukovaných • Začínají mizet živočišné druhy s rozsáhlými areály a druhy stojící na konci trofického řetězce (medvěd, vlk aj.).

34. Obdělávaná krajina • Jednotlivé vesnice a enklávy s přírodními nebo obhospodařovanými ekosystémy jsou roztroušeny mezi převažujícími obdělávanými plochami. • Nejvýznamnější charakteristikou obdělávané krajiny je její geometrizace, tj. narovnání linií • Doprovodná zeleň vodních toků je často zničena • Vyskytují se pouze zbytky přirozené vegetace • Vyplavování živin a ztráty půdy erozí jsou vysoké • Biodiverzita prudce klesá - několik plodin se preferuje, ostatní jsou chemicky či mechanicky odstraňovány. • Roztroušené zbytky přírodních ekosystémů jsou také chudé na druhy, což je důsledek opakujících se poruch a jejich izolace

35. Příměstská krajina • Na přechodu mezi městem a volnou krajinou • Tvořena heterogenní směsí sídel, obchodních center, obdělávaných polí a přirozené vegetace • Zastoupení liniových prvků vzrůstá, • Mozaikovitost dosahuje maxima • Vytvořená mozaika je směsí ploch vzniklých introdukcí a plošek zbytků původní vegetace • Druhové bohatství je poměrně vysoké (např. díky druhům pěstovaných v zahrádkách • V zastavěných částech se vyskytuje mnoho nepůvodních druhů, včetně škůdců, parazitů a plevelů

36. Městská krajina • Krajina se zbytky parkových ploch roztroušených v husté zástavbě • Celý ekosystém je založený na importu rostlinné a živočišné potravy z okolí • Vstupy dále zahrnují sluneční světlo, vodu, paliva apod • Výstupy jsou ve formě splašků, odpadů, tepla apod • Druhová diverzita je obecně nízká

37. Kontinuum přírodní a kulturní krajiny (příklad zohledňující míru vlivu člověka) • Slabě změněná: zachovaná autoregulace, přírodní vazby apod. • Narušená: smrkové monokultury • Silně narušená: intenzivní hospodářská činnost • Přetvořená: zemědělské krajiny, člověk musí dodávat energie na její uchování • Umělá: sídelní, dopravní • Devastovaná: těžební

38. Typy krajiny (jiné členění) • 1. přírodní krajiny bez hospodářského využívání: • polární krajina, • vysokohorská krajina, • pouštní krajina. • 2. přírodní krajiny s potenciálními možnostmi využívání: • krajina deštných rovníkových pralesů, • krajina tajgy. • 3. extenzívně využívané přírodní krajiny: • krajina tundry, • krajina alpínských luk.

39. Typy krajiny (jiné členění) • 4. extenzívně využívané přechodné krajiny: • krajina listnatých lesů, • krajina savan. • 5. zemědělské kulturní krajiny: • zemědělská krajina, • rekreační krajina. • 6. městské kulturní krajiny

40. Kategorie land use – jednoduché členění • Produkční • Konzumační • Reprodukční • Městské • obytné, obchodní, průmyslové, estetické • Venkovské • tradiční, obytné, ochranné, rezervní • Ochranné

41. Kategorie land cover (FAO) • Přirozená vegetace, • Člověkem využívané plochy (zemědělství, zastavěná území) • Mozaiky • Plochy bez vegetace • Jiné členění: • umělé plochy • otevřená krajina (zemědělská, polopřírodní) • lesy • mokřady • vodní plochy • ledovce a věčný sníh • holé plochy

42. Kategorie land cover (CORINE) • COoRdination of INformation on the Environment • uměle přetvořené povrchy • městská zástavba, průmyslové, obchodní a dopravní oblasti, doly, skládky a staveniště, oblasti zeleně a rekreační oblasti, sportovní a rekreační plochy • zemědělské oblasti • orná půda, trvalé plodiny, travní porosty, smíšené zemědělské oblasti • lesy a polopřírodní vegetace • lesy, travnaté nebo křovinaté porosty, holiny a místa téměř bez vegetace • mokřady • ve vnitrozemí, na mořském pobřeží • vody • sladké, moře