MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Mapování lesů v kontextu vývoje krajinného pokryvu Biosférické rezervace Dolní Morava
Brno 2013
Ondřej Nehyba
MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA Ústav geoinformačních technologií
Mapování lesů v kontextu vývoje krajinného pokryvu Biosférické rezervace Dolní Morava
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Vložené přílohy: CD
2012/2013
Ondřej Nehyba
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Mapování lesů v kontextu vývoje krajinného pokryvu Biosférické rezervace Dolní Morava zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MENDELU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: 13. 5. 2013
Poděkování Chtěl bych poděkovat vedoucímu své práce doc. Ing. Martinu Klimánkovi, Ph.D., který se mi velmi ochotně věnoval a předal mi teoretické i praktické znalosti nutné k vypracování bakalářské práce. Za pomoc s formální úpravou práce chci poděkovat prof. RNDr. Petru Dubovi, CSc. Můj dík patří také rodičům a dědečkovi, kteří mě svým zanícením pro svou lesnickou profesi přivedli k zájmu o lesnickou praxi i vědu.
Ondřej Nehyba Název bakalářské práce:
Mapování lesů v kontextu vývoje krajinného pokryvu Biosférické rezervace Dolní Morava
Name of bachelor thesis:
Mapping of forests in the context of development of land cover of the Biospheric Reserve Lower Morava
Abstrakt Práce se zabývá digitalizováním historických mapových děl 19. století v geoinformačních systémech a jejich využitím pro analýzu vývoje krajiny a lesů. Jsou studovány změny lesních porostů v 19. a 20. století na území Biosférické rezervace Dolní Morava. Pro účely analýzy byly na podkladech II. a III. vojenského mapování vytvořeny digitální vrstvy lesních pozemků Les_druhe_map a Les_treti_map. Tyto vrstvy jsou srovnávány s daty zachycujícími stav lesů na zájmovém území ve 20. století. Změny jsou uváděny do souvislosti s historickými událostmi a rozvojem společnosti.
Klíčová slova GIS, Biosférická rezervace Dolní Morava, les, využívání krajiny, historické mapy, ESRI ArcGIS
Abstract The thesis deals with the digitizing of 19th century maps by using geographic information systems (GIS) and their use for analyzing the development of land cover and forests. The changes of forest lands in Biospheric Natural Reserve Lower Moravia in 19th and 20th centuries are studied. Using the 2nd and 3rd military maps of the region two digital layers of the forest lands Les_druhe_map and Les_treti_map have been developed and are compared with existing data reflecting the conditions of forests in Lower Moravia in 20th century. The changes are discussed in context with historical events, which affected the development of the country.
Key words GIS, Biospheric Reserve Lower Morava, forest, Land Use, historical maps, ESRI ArcGIS
Obsah 1
2
Úvod .....................................................................................................................1 1.1
Cíl práce ..........................................................................................................1
1.2
Struktura práce ................................................................................................1
Krajina Českých zemí a její mapování ...................................................................2 2.1
2.1.1
První topografické mapování - Müllerovo ................................................2
2.1.2
První vojenské mapování .........................................................................3
2.1.3
Druhé vojenské mapování ........................................................................3
2.1.4
Třetí vojenské mapování ..........................................................................4
2.1.5
Topografické mapování ve 20. století .......................................................4
2.1.6
Lesní porosty v rámci starých map ...........................................................5
2.2
3
Mapování krajiny a lesů ..................................................................................2
Vývoj krajiny Českých zemí............................................................................6
2.2.1
Krajina 18. století .....................................................................................6
2.2.2
Průmyslová revoluce ................................................................................7
2.2.3
20. století .................................................................................................8
Biosférická rezervace Dolní Morava a její mapování .............................................9 3.1
Biosférické rezervace ......................................................................................9
3.2
Biosférická rezervace Dolní Morava................................................................9
3.2.1
Přírodní poměry Biosférické rezervace Dolní Morava ............................ 10
3.3
Použitá data................................................................................................... 12
3.4
Použitá metodika a popis práce......................................................................13
3.5
Příprava dat k analýze ................................................................................... 17
3.6
Výsledky analýzy a diskuse ...........................................................................19
4
Závěr ................................................................................................................... 25
5
Summary ............................................................................................................. 26
6
Použitá literatura a zdroje dat ............................................................................... 27
7
Seznam příloh ......................................................................................................29
1 Úvod Lesní porosty jsou nedílnou součástí naší krajiny. Pro pochopení jejich vývoje potřebujeme poznat, jak lesy vypadaly v minulých stoletích. K tomu nám můžou posloužit vynikající mapová díla, která vytvořili naši předci v 18. a 19. století. Právě touto problematikou se předkládaná bakalářská práce zabývá.
1.1 Cíl práce Cílem
práce
je
provést
hodnocení
vývoje
lesních
porostů
pomocí
geoinformačních technologií a jejich použitím pro digitalizaci volně dostupných historických map. Za tím účelem bylo nutné vytvořit digitální vrstvu lesních porostů z různých období na území dnešní Biosférické rezervace Dolní Morava. Práce tak navazuje na diplomovou práci Petra Košťála, ve které se zabýval změnami krajinného pokryvu Dolní Moravy mezi lety 1954 a 2006 (Košťál, 2009). Za pomoci vytvořených vrstev byla následně řešena studie změn lesních porostů v kontextu historických událostí. Výsledkem studie je analýza nalezených změn a jejich vyhodnocení. Práce dále ukazuje možnosti využití historických map v analýzách vývoje lesa i krajiny.
1.2 Struktura práce Práce se skládá ze dvou částí. Kapitola 2 podává stručný přehled historie mapových děl Českých zemí a jejich možnost použití ke sledování vývoje lesa. Dále se práce zabývá vlivem historických okolností na vývoj krajiny a lesů. Je posuzováno období od 18. století do současnosti, protože teprve v 18. století vznikla první ucelená mapová díla celého území Českých zemí. Kapitola 3 je stěžejní část práce. Obsahuje charakteristiku zájmového území a postup prací na digitalizaci lesních porostů z podkladů druhého a třetího vojenského mapování. Kapitolu uzavírají výsledy analýzy zájmového území a diskusi.
1
2 Krajina Českých zemí a její mapování
2.1 Mapování krajiny a lesů První mapy na území dnešní České republiky pravděpodobně vznikaly již na počátku 2. tisíciletí, ale nejstarší dochované mapy jsou z 16. a 17. století. Všechny mapy jsou však zpracovány v malém měřítku, například Klaudyánova mapa Čech z roku 1518, která je zpracována v měřítku 1: 637 000, nebo mapa Čech z roku 1619, kterou vydal pražský měšťan Aretin v měřítku 1: 504 000. Všechny tyto mapy jsou dnes pro nás vzhledem k měřítku i způsobu vytváření spíše vzácným historickým dílem než relevantním podkladem pro studie krajiny a lesů. 2.1.1 První topografické mapování - Müllerovo Teprve na počátku 18. století se začaly zpracovávat přesnější a podrobnější topografické mapy území Habsburské monarchie, jíž byly České země součástí (od roku 1526). Prací na těchto mapách byl pověřen rakouský vojenský inženýr, kartograf a topograf Jan Kryštof Müller (1693 – 1721). Po vyhotovení mapy Uher, jejíž součástí je i území dnešního Slovenska, začal pracovat na vytvoření díla Atlas Austriacus – atlas rakouských zemí. V letech 1708 – 1712 zmapoval Jan Kryštof Müller území Moravy již ve středním měřítku 1: 180 000. Mapa zachycuje vedle měst a vesnic téměř kompletní síť vodních toků a cestní síť. Terén byl znázorněn tzv. kopečkovou metodou, později byla doplněna čtvercová síť pro vyhledávání míst zapsaných v indexu – textového seznamu sídel a významných bodů. V roce 1712 bylo císařským patentem nařízeno mapování území Čech a probíhalo do roku 1718, mapy byly vytvořeny v měřítku 1: 132 000. „Mapa obsahuje dělení sídel na 10 základních kategorií (královská a ostatní města, města s hradbami, města s trhy, zámky, panské paláce a rytířská sídla, obce s trhy a se zámky, vesnice se zámkem a kostelem, vesnice se zámkem, vesnice s kostelem a vesnice bez kostela, jednotlivé dvory, průjezdní vesnice a roztroušená sídla). Dále jsou na mapách zobrazeny kláštery, osamoceně stojící kostely a hospodářská stavení. Zobrazeny jsou vodní toky a rybníky, výškopis je znázorněn kopečkovou metodou. Bohatý je i tematický obsah map, který zahrnuje těžbu různých druhů surovin, sklárny, přívozy, poštovní stanice, léčivé a
2
termální prameny, hamry, mlýny, silniční síť a vinice.“ (Mikšovský a Zimová, 2006) Mapa byla dokončena definitivně v roce 1720. Müllerovy mapy jsou důležitým počinem v dějinách mapování Českých zemí, pro účely mapování lesa a zkoumání krajinného pokryvu však nejsou dostatečně podrobné ani přesné. Lepší využití skýtají mapová díla navazující na Müllerovu práci – díla z vojenských mapování. 2.1.2 První vojenské mapování V roce 1763 rozhodla rakouská císařovna Marie Terezie o vypracování nového mapového díla obsahujícího celé území Rakouské monarchie. Celé dílo mělo být vypracováno v měřítku 1: 28 800. „To bylo odvozeno z požadavku, aby délka jednoho vídeňského palce v mapě odpovídala délce 400 vídeňských sáhů (758,6 metru) ve skutečnosti, což odpovídalo délce 1000 vojenských pochodových kroků.“ (Mikšovský a Zimová, 2006) Mapové dílo vznikalo v letech 1763 – 1787, dokončeno bylo tedy za vlády císaře Josefa II. Proto se toto dílo nazývá také josefinské či Josefské mapování. Podkladem pro první vojenské mapování byla Müllerova mapa z roku 1720. Její zvětšenina se použila jako grafický základ, do něhož se dokreslovaly sídla (domy, kostely), cestní síť, vodní síť, prameny, lesy, louky. Mapování v terénu prováděli vojenští inženýři metodou „à la vue“ (česky „od oka“) během jízdy na koních, některé objekty byly zaměřovány krokováním. 2.1.3 Druhé vojenské mapování V letech 1819-1858 došlo z rozhodnutí císaře Františka II. k vzniku nového mapového díla - druhého vojenského mapování, tzv. Františkovo mapování. Toto dílo již vznikalo na základě geodetické osnovy, k vytvoření map bylo totiž využito trigonometrické sítě budované pro stabilní katastr a byly použity samotné katastrální mapy, které byly z původního měřítka 1: 2 880 zmenšeny do měřítka 1: 28 800. Práce byla tímto tedy velmi zjednodušena, stačilo aktualizovat katastrální mapy převedené do menšího měřítka. U druhého vojenského mapování se již podařilo výrazně snížit polohopisné nepřesnosti oproti prvnímu vojenskému mapování, avšak 3
stále
není
souřadnicová
přesnost příliš dobrá, a i výškopis byl velmi nepřesný, v některých případech je odchylka nadmořské výšky od skutečnosti až 40 metrů. 2.1.4 Třetí vojenské mapování S nárůstem potřeby přesných map (jak polohopisně, tak výškopisně) i pro jiné potřeby než vojenské proběhlo v letech 1870 – 1885 třetí vojenské mapování. Protože se v Rakousku-Uhersku přešlo na metrický systém, bylo pro mapování zvoleno měřítko 1: 25 000. Polohopisným základem byly trigonometrické body v pravoúhlých souřadnicích, pro Čechy s počátkem v Gusterbergu v Horním Rakousku, pro Moravu a Slezsko s počátkem v chrámu sv. Štěpána ve Vídni. Přesnost polohopisu byla zajištěna opět použitím katastrálních map jako grafického podkladu, k výraznému zlepšení došlo u měření výškopisu – výšky byly měřeny trigonometrickou metodou v jadranském výškovém systému. 2.1.5 Topografické mapování ve 20. století Po vzniku ČSR v roce 1918 vznikl Československý vojenský zeměpisný ústav, který převzal mapová díla z území ČSR. Po provedené údržbě byly při reambulaci map nahrazeny šrafy výškopisu vrstevnicemi a došlo k přepsání místopisu na česká a slovenská názvosloví místo stávajících německých. Dále byla do map dotisknuta výplň lesních ploch. Měla vzniknout i nová mapová díla V roce 1934 bylo zahájeno definitivní vojenské mapování, proces však probíhal příliš pomalu a byl přerušen 2. světovou válkou. Pro toto mapování bylo použito Křovákovo obecné konformní kuželové zobrazení, které bylo již od roku 1928 užíváno pro katastrální účely. Po druhé světové válce nebylo dlouho vytvořeno žádné adekvátní mapové dílo pokrývající celý stát. Až v roce 1953 začalo nové topografické mapování, které probíhalo do roku 1957. Při mapování byla použita letecká fotogrammetrie, z této doby máme i kompletní letecké snímky ČSR, a mapování se zúčastnila vojenská i civilní zeměměřická služba. Celé dílo je v měřítku 1: 25 000 v Gauss-Krügerově zobrazení Krasovského elipsoidu, v souřadnicovém systému S-1952. V následujících letech docházelo pouze k obnovám a revizím topografických map z nového topografického plánování z 60. let 20. století.
4
2.1.6 Lesní porosty v rámci starých map Kvalita a přesnost zobrazení lesních porostů na starých mapových dílech nebyla zpočátku při tvorbě těchto mapových děl prioritou. Při prvním vojenském mapování byl kladen důraz na zmapování objektů důležitých pro vojenské účely, například cestní síť, vodní toky, výrazné orientační body. U zobrazení lesa stačila pouze přibližná rozloha a rozlišení lesa podle průchodnosti. Grafické zpracování lesa je provedeno stromečkovou metodou, pomocí které se přehledně rozlišuje hustota porostu a tím jeho průchodnost, hranice porostu však nejsou přesně rozlišeny (viz obr. 1).
Obr. 1. Lesy na mapách I. vojenského mapování (Brůna a kol., 2002)
Oproti prvnímu vojenskému mapování je druhé vojenské mapování přesnější, vychází totiž z trigonometrické sítě a map stabilního katastru. Lesní porosty nejsou zakresleny stromečkovou metodou, ale jsou zakresleny jako plocha s ostrými hranicemi. Je to důsledek potřeb stabilního katastru pro zjištění přesné plochy pozemků. U druhého vojenského mapování je však problém rozlišení hranic lesa v horských oblastech a v oblastech s prudkými svahy. Výškopis totiž není vyznačen vrstevnicemi, ale šrafami. Čím prudší svah, tím hustší šrafování, a právě toto šrafování činí rozpoznávání hranic takřka nemožným (viz obr 2)
Obr. 2. Lesy na mapách II. vojenského mapování (Brůna a kol., 2002)
Třetí vojenské mapování je svým obsahem podobné druhému vojenskému mapování, je zde opět problém se šrafováním. Při zkoumání větších území však lze použít mapu speciální (měřítko 1: 75 000), která byla vytvořena z map třetího vojenského mapování. Na této mapě jsou lesní porosty jedinou kategorií, která je barevně odlišena (viz obr. 3). (Brůna a kol., 2002). 5
Obr. 3. Lesní porosty na mapách III. vojenského mapování (Brůna a kol., 2002)
2.2 Vývoj krajiny Českých zemí Člověk ovlivňoval vzhled krajiny již od pravěku a míra jeho vlivu na své okolí stoupala s vývojem lidské společnosti. Na našem území však můžeme mluvit o pomalých a plynulých změnách, teprve v 18. století vliv člověka na vzhled krajiny začal rapidně měnit. Příčiny lze nalézt v osvícenství, které změnilo náhled člověka na sebe samého, a tím dalo základ pro rychlý technický vývoj. Společně s přechodem na využívání fosilních paliv a také vynálezem parního stroje začala průmyslová revoluce, jejíž dopad na krajinu můžeme nalézat dodnes. Další změny v krajině u nás nastaly během dvou světových válek, radikální změna v uspořádání krajiny pak nastala po roce 1948. 2.2.1 Krajina 18. století Vzhled krajiny 18. století byl určován jejím hospodářským využitím. Největší plochu zaujímala orná půda využívaná tzv. intenzivním hospodařením. Extenzivním hospodařením byly využívané pastviny pro dobytek a další hospodářská zvířata. Posledním typem byly rezervní pozemky, které se podle potřeby využívaly intenzivně či extenzivně. Plochy s lesními porosty byly v této době pevně vymezeny, ale hranice lesů přecházely pozvolně do pastvin. Prosvětlené kraje lesů měly charakter spíše lesostepi, protože se v této době provozovala i lesní pastva. S nárůstem populace od poloviny 18. století nastala u nás potřeba větší produkce potravin a zároveň se zvýšila poptávka po stavebním dříví a palivu. Pro zvýšení produkce potravin se začaly pěstovat brambory hlavně ve středních a vyšších polohách. Nárůst ploch osázených bramborami se však projevil zvýšenou erozí půdy rozkolísáním odtokového režimu řek. Střední části toků tak byly zanášeny a v dolních částech toků se zvýšila četnost menších záplav. Tím se zhoršila možnost využívat údolní nivy pro zemědělské účely a taková stanoviště byla přeměňována na les. Problém s nedostatkem 6
stavebního dříví zvýšil zájem o les. Začíná se zasahovat do složení lesů, podporuje se borovice, přibývá procento smrkových lesů a začalo se hospodařit holosečně. V polovině 18. století tak vzniká na našem území lesní hospodářství. V roce 1754 vydává Marie Terezie první lesní řád. Další změnou v lesích byla přeměna pařezin na vysoký les. I lesní pastva byla omezována v důsledku většího podílu stájového chovu dobytka. 2.2.2 Průmyslová revoluce Důležitým impulsem pro průmyslový rozvoj u nás bylo zrušení nevolnictví v roce 1781 Josefem II. Uvolnění pracovních sil dalo vzniknout mnoha druhům technických profesí, díky nimž se zdokonalily a rozšířily nové stroje do veškeré výroby. Podstatnou událostí je vynález parního stroje a přechod na využívání neobnovitelných zdrojů energie – uhlí. Důsledkem technického rozvoje byl nárůst počtu obyvatel, v průběhu 19. století se zvýšil téměř na dvojnásobek. S větším počtem obyvatel stoupala potřeba potravin, muselo tedy dojít ke změně v zemědělství. Začaly se uplatňovat mnohé postupy v hospodaření, které vznikly v Západní Evropě již o století dříve, mezi nimi je nejvýznamnější přechod od úhorového systému k čtyřpolnímu systému1. Do této doby leželo ladem každý rok 20% orné půdy, do konce 19. století však klesl podíl úhorů pod 1%. Pro zvýšené odčerpávání živin z půdy muselo probíhat hnojení polí, to bylo možné díky stájovému chovu dobytka, který začal převažovat. Využívání
krajiny
se
během
průmyslové
revoluce
výrazně
změnilo.
S industrializací přestal být člověk závislý na přírodních podmínkách. Veškerý prostor tak byl přeměňován a přírodě blízká krajina se ztrácí. Zemědělské plochy byly upravovány pro potřeby nových strojů, začaly se používat parní mlátičky, secí stroje, větší pluhy (např. ruchadlo bratranců Veverkových), plečky. Tyto stroje byly efektivnější na větších plochách, proto se menší pole spojovala, zanikaly částečně meze, docházelo tak k unifikaci krajiny. S pěstováním brambor stále trval problém rozkolísanosti vodních toků, v nižších polohách došlo k regulaci řek, stavěly se hráze a kanály.
1
čtyřpolní systém – v prvním roce se pěstují pícniny či luskoviny, v druhém ozim, ve třetím roce brambory a čtvrtý rok se pěstuje jař (ječmen a oves)
7
Od prvních lesnických nařízení Marie Terezie se lesnictví stalo samostatným odvětvím. Kvůli poptávce po stavebním dříví byli lesníci nuceni upřednostňovat smrkové porosty, ve středních i nižších polohách tak byly listnaté či smíšené porosty nahrazovány smrkovými monokulturami. 2.2.3 20. století V první polovině 20. století prodělala Evropa i celý svět bouřlivé změny. Dvě světové války znamenaly výraznou změnu ve stavu společnosti. Po druhé světové válce se navíc svět rozdělil na 40 let na „dvě poloviny“, v naší republice se dostala k moci prosovětská KSČ. Na vývoj krajiny měl vliv úbytek obyvatelstva během válek a v pohraničí odsun 3 milionů německy mluvícího obyvatelstva našeho státu. Kulturní krajina tak byla zejména v pohraničí méně obhospodařovávaná. Dalším faktorem bylo vytvoření hlídaného hraničního pásma se západními zeměmi, Rakouskem a SRN. V pohraničí tak téměř úplně přestal člověk ovlivňovat ráz krajiny. Na vzhled krajiny mělo vliv zakládání jednotných zemědělských družstev. Drobní rolníci mizeli, jejich pole byla spojována a meze mezi poli byly s velkou slávou rozorávány. Toto narušení kontinuity ve vlastnictví člověka a jeho pozemků znamenala přetrhání vztahů ke krajině, která se stala pouze prostorem pro výrobu potravin. Tato honba za výrobou potravin a ziskem vedla ke snižování pestrosti pěstovaných potravin. I chov dobytka se stal výlučně stájovým, hospodářská zvířata z krajiny zmizela. V lesnictví se objevily pokusy o obnovení přirozených poměrů v lesích, prostřednictvím obnovy smíšených lesů podrostním hospodářstvím. Tyto pokusy ukončila mechanizace lesního hospodářství v 70. letech, protože mechanizace se vyplatila pouze při holosečném způsobu hospodaření. Nicméně v tomto období narostla celková výměra lesa. Většinou došlo k zalesnění obtížně dostupných stanovišť, opuštěných pozemků hlavně v pohraničí. Asi jedinou kladnou věcí byl vznik celé řady velkoplošných i maloplošných chráněných území. (Löw a Míchal, 2003)
8
3 Biosférická rezervace Dolní Morava a její mapování 3.1 Biosférické rezervace V roce 1970 byl na generální konferenci UNESCO vyhlášen mezivládní program ekologické spolupráce v celoplanetárním měřítku. Program byl nazván Man and the Biosphere (Člověk a biosféra). Biosférické rezervace založené pod tímto programem tvoří celosvětovou síť, která zahrnuje většinu důležitých biomů. Cílem biosférických rezervací je podpora rozumného a šetrného využívání přírodních zdrojů. Biosférické rezervace jsou podle hodnoty a způsobu využívání jednotlivých částí děleny na tři zóny. Nejcennější a nejméně využívaná je tzv. jádrová zóna, ve které probíhá především ochrana přírody a krajiny. Nárazníková zóna je z pohledu ochrany přírody méně významná; slouží především k výzkumu, vzdělávání a usměrněné turistice. Přechodová zóna je ponechána k šetrnému hospodaření s ohledem na zachování nebo zlepšení současného stavu.
3.2 Biosférická rezervace Dolní Morava Biosférická rezervace leží při soutoku řek Moravy a Dyje na jižní Moravě při hranicích s Rakouskem. Území se rozkládá až k vodnímu dílu Nové Mlýny severozápadním směrem a k obci Mikulčice severovýchodním směrem. Již v roce 1976 zde byla vyhlášena Chráněná krajinná oblast Pálava. V roce 1986 bylo území CHKO Pálava zahrnuto do světové sítě biosférických rezervací. Až v roce 2003 došlo k rozšíření této biosférické rezervace o Lednicko-valtický areál a lužní lesy při soutoku řek Moravy a Dyje. Toto nové území dostalo název Biosférická rezervace Dolní Morava. Správu nad naplňováním cílů a funkcí BR Dolní Morava převzala od srpna roku 2004 obecně prospěšná společnost stejného jména. V oblasti Biosférické rezervace Dolní Morava se nachází celá řada území národního a mezinárodního významu. Mezi ně patří například území evropské soustavy Natura 2000, zvláště chráněná území v čele s Chráněnou krajinnou oblastí Pálava, Lednicko-valtický areál, mokřady evidované Ramsarskou úmluvou, dva přírodní parky (Niva Dyje a Mikulčický luh) nebo Chráněná oblast přirozené akumulace vod Kvartér řeky Moravy. (www.dolnimorava.org)
9
3.2.1
Přírodní poměry Biosférické rezervace Dolní Morava
Geologie Z geologického hlediska je území biosférické rezervace velmi pestré. Je to dáno jak rozlohou, tak polohou, leží totiž mezi Českým masívem a Západními Karpatami, jižní část spadá již do Panonské pánve. Západní část je tvořena štěrkopískovými terasami s překryvem spraší a výskytem krystalinika – vyvřelých hornin. Matečnou horninou jsou zde mořské sedimenty z období neogénu. Jedná se o jíly, písky a štěrky nepravidelně se střídající, místy jsou zpevněné a v různé míře obsahují vápenec. Tyto sedimenty jsou často překryty terasovými štěrkopísky z období pleistocénu. Tyto horniny jsou překryty na většině území spraší. Zejména podél Dyje a na okraji brněnského masívu vystupují ze sedimentů starší pevná skalní podloží, většinou se jedná o granodiority a příbuzné horniny (diorit, granit). Na východě se pak střídají granodiority s jurskými vápenci a kulmskými sedimenty. V několika oblastech jsou významné mladé nivní sedimenty. Pavlovské vrchy jsou tvořené jurskými vápenci, které vystupují z flyšového pásma, které je charakteristické pro Západní Karpaty, vyznačuje se střídáním jílovců s pískovci a s příměsí slínů. Tyto vápence jsou z období druhohor, dosahují mocnosti okolo 90 metrů. Vápence jsou pak významně doplněny nezpevněnými sedimenty mořského neogénu, sedimenty jsou tvořené vápnitými jíly, písky, slíny a štěrky. Oblast nivy řeky Moravy je pak tvořena terasovitými štěrkopísky a kyselými vátými písky. Na tomto podkladu je naplaveno 2-5 metrů nivní hlíny. V některých místech na jihu se vyskytují na nivních hlínách přesypy vátých písků, někde dosahují mocnost až 30 metrů. Pedologie Hlavní půdotvornou složkou je matečná hornina, a proto jako je rozrůzněné geologické uspořádání v biosférické rezervaci, tak jsou rozmanité i pedologické podmínky. V údolí řek Moravy, Dyje a jejich přítoků jsou nejčastějšími typy půd fluvizemě. Často jsou to fluvizemě kambické nebo typické – na hlinitých náplavech. Na vlhčích stanovištích je ve fluvizemích příměs jílu, jedná se tedy o fluvizemě pseudoglejové až glejové, na přesypech vátých písků to jsou fluvizemě stenické. Slepá 10
ramena řek a půdní deprese jsou vyplněny typickými gleji. Na píscích v jižní části území se vyskytují kambizemě, ty přecházejí buď do kvalitních hnědozemí a černozemí, nebo do skeletnatých pararendzin. Pálavské vápence dávají vzniku rendzin typických či kambických, na extrémních stanovištích se vyskytují suťové nebo litické rendziny, případně litozem. V místech sprašových překryvů je nejčastější výskyt luvizemě typické nebo i hnědozemě typické či luvické. Ve sníženinách pak hnědozemě přecházejí do černozemí. Klima Biosférická rezervace Dolní Morava je, co se týče klimatu, nejteplejším a nejsušším místem České republiky. Území rezervace je ovlivňováno suchým prouděním z východu a zčásti teplým prouděním ze Středozemí. Podle klimatického členění E.Quitta (1971) náleží zájmové území do oblasti T4, která je nejteplejší klimatickou oblastí v ČR a do oblasti T2. T4 – oblasti s velmi dlouhým, teplým a suchým létem. Přechodné období je velmi krátké. Jaro i podzim jsou zde teplé. Zima je krátká, mírně teplá a suchá až velmi suchá. Sněhová pokrývka je jen po krátkou dobu. T2 – Oblast s dlouhým, teplým a suchým létem. Přechodové období je velmi krátké. Jaro i podzim jsou zde mírně teplé. Zima je krátká, mírně teplá suchá až velmi suchá. Sněhová pokrývka je jen po velmi krátkou dobu. Průměrná roční teplota vzduchu je určována z průměrné denní teploty, která se počítá jako průměr tří měření během dne (7:00 UTC, 14:00 UTC a 21:00 UTC), přičemž hodnota ze 21:00 UTC se započítává dvakrát. Hodnoty průměrných teplot jsou získány ze stanic ČHMÚ v Pohořelicích a v Lednici za období od roku 1971 do roku 1997. Průměrná roční teplota je 9,5°C, průměrná roční teplota v ČR je 7,3°C. Průměrný roční úhrn srážek za období 1971 – 1997 získaný opět ze stanic ČHMÚ činí 516 mm.
11
Biosféra Fauna i flóra v BR Dolní Morava je výrazně teplomilná. Nejčastěji se vyskytují společenstva 1. lesního vegetačního stupně (dále jen LVS), který je u nás v nadmořských výškách do 350 m n. m., s průměrnou roční teplotou 8°C a s průměrným ročním úhrnem srážek pod 600 mm a délka vegetační doby v 1. LVS přesahuje 165 dnů. Z lesních společenstev se zde vyskytují teplomilné doubravy, dubohabřiny, reliktní bory a okolo řek lužní lesy. Z hlediska biodiversity je dubový vegetační stupeň nejbohatší ze všech LVS. (Maděra, 2002) Kromě 1. LVS, který pokrývá téměř 91% území biosférické rezervace, se zde vyskytují další 3 LVS: 2. bukodubový vegetační stupeň na 9% území, na nepatrných plochách se vyskytuje 0. LVS borů a na exponovaných stanovištích 3. dubobukový lesní vegetační stupeň.
3.3 Použitá data Při volbě období, ze kterých bude provedena digitalizace lesů a následné analýzy, bylo nutné vybrat ty doby, mezi kterými jsou předpokládány nejvýraznější změny ve využití krajiny a rozlohy lesních porostů, a zároveň použít mapová díla, které mají dostačující přesnost. Při zvážení těchto faktorů byla pro analýzy vybrána díla druhého a třetího vojenského mapování, dále pak byly použity již existující datové vrstvy z diplomové a bakalářské práce Petra Košťála, který se zabýval změnou využití krajiny mezi lety 1953 a 2006. Při volbě dat je důležitá přesnost mapových děl. V roce 2008 byla v rámci verifikace postupů digitalizace starých map provedena kontrola souřadnicové přesnosti, výsledky přesnosti vojenských mapování jsou uvedeny v následující tabulce: Tab. 1. Souřadnicová přesnost starých map (Cajthaml a Krejčí, 2008)
Mapové dílo
souřadnicová přesnost (m)
I. vojenské mapování
550
II. vojenské mapování
20
III. vojenské mapování
21
Z tabulky č. 1 vyplývá, že odchylky v souřadnicích prvního vojenského mapování neumožňují použít toto dílo jako relevantní zdroj dat k analýze. 12
Pro analýzy byla tedy zvolena tato data: mapy druhého a třetího vojenského mapování a vektorové vrstvy LandUse1953 a LandUse2006 od P. Košťála. Druhé vojenské mapování: Toto dílo zachycuje stav využití krajiny v první polovině 19. století, tedy v době začátku průmyslové revoluce. Datová vrstva byla získána pomocí WMTS služeb z národního geoportálu INSPIRE - http://geoportal.cenia.cz. Třetí vojenské mapování: Mapové dílo zachycuje využití krajiny ke konci 19. století, kdy byla krajina silně pozměněna v důsledku průmyslové revoluce. Datová vrstva byla také získána online přes WMTS služby z geoportálu INSPIRE. LandUse1953: vektorová vrstva z diplomové práce P. Košťála zachycující stav využití půdy v roce 1953, v počátcích kolektivizace zemědělství. Datová vrstva byla vytvořena nad ortorektifikovanými leteckými snímky z let 1952 a 1953. Vrstva obsahuje 5 kategorií využití půdy: Antropogenní plocha, Les, Liniová společenstva, Vodní plocha a Zemědělská půda. Malý počet kategorií byl zvolen z toho důvodu, protože letecké snímky byly zhotoveny černobíle, bylo tedy obtížné rozlišit kategorií více. LandUse2006: vektorová vrstva vytvořena P. Košťálem na základě dat ZABAGED z roku 2003, dat lesních hospodářských plánů zájmového území a z ortofotosnímků z roku 2006 rozšířena o liniové prvky. Vrstva obsahuje 17 kategorií polygonů ( Budovy, Lesní půda, Intravilán, Hřbitov, Jáma – lom, Kolejiště, Louka – Pastvina, Liniová společenstva, Okrasná zahrada – Park, Orná půda – Ostatní plocha, Ovocný sad – Zahrada, Parkoviště – Odpočívadlo, Skládka, Účelová zástavba, Usazovací nádrž – Odkladiště, Vinice, Vodní plocha).
3.4 Použitá metodika a popis práce Program ArcGIS 10.1 Veškerá práce s digitálními daty byla prováděna v programu ArcGIS Desktop verze 10.1 od firmy ESRI. V programu ArcGIS se pracuje ve třech vzájemně propojených aplikacích – ArcMap, ArcCatalog a ArcToolbox. V aplikaci ArcMap se provádějí mapovací, editační úlohy a analýzy datových vrstev.ArcCatalog se používá pro správu dat – vyhledávání a prohlížení geografických sad, prohlížení metadat a jejich tvorbu (metadata jsou strukturovaná data o datech) a vytváření struktury datových vrstev. ArcToolbox 13
obsahuje veškeré nástroje využívané v rozhraní ArcMap pro konverzi dat, nástroje pro prostorovou analýzu nebo pro transformaci dat mezi souřadnicovými systémy. ArcGIS používá jak rastrová, tak vektorová data. Vektorová data jsou pak ukládána ve dvou datových modelech: Shapefile (ten se dále dělí do tří typů podle prvků – bodové, vícenásobné bodové, liniové nebo polygonové) a Coverage, formát pro komplexní zpracování geodat, který ukládá všechny prvky narozdíl od Shapefile. Úprava vrstev LandUse 1953 a LandUse 2006 Protože se studie zabývá pouze plochami s lesními pozemky a Landuse1953 obsahuje 5 kategorií využití půdy a vrstva LandUse 2006 kategorií 17, byly vytvořeny nové vektorové vrstvy, které obsahují pouze kategorii LES. Použitím nástroje Selection byl vybrán les z obou vrstev zadáním SQL podmínky „LandUse=LES“ a vznikly tak dvě nové datové vrstvy Les53 a Les06. Vrstva Les53 byla následně dvakrát zkopírována a kopie byly použity jako základ pro vytvoření vrstev Les_treti_map a Les_druhe_map, vrstev mapujících lesní pozemky na podkladu druhého a třetího vojenského mapování. Metodika digitalizace Tvorba vektorové vrstvy Les_treti_map byla provedena manuální digitalizací nad podkladovou vrstvou třetího vojenského mapování z konce 19. století získanou prostřednictvím online služby WMTS. Celá práce spočívala v upravování polygonů získaných z vrstvy P. Košťála, a to z důvodu lišícího se georeferencování online map a snímků, které Ing. Košťál použil pro tvorbu svých datových vrstev. Díky tomuto opatření bylo možné rozlišit skutečnou změnu v hranici lesa a zdánlivou změnu zapříčiněnou „posunutím podkladové vrstvy“, viz obrázek č 4.
Obr. 4: Chyba v georeferencování
14
Obr. 5: Třetí vojenské mapování a hranice lesa z roku 1953 (měřítko 1: 8000)
Z obrázku 5 je patrný posun podkladu oproti vektorové vrstvě. Použitím nástroje Reshape byl polygon přetvarován, aby odpovídal podkladu, ale posunutí bylo zachováno. Vzhledem k tomu, že valná většina úprav probíhala v měřítku 1: 15 000 až 1: 20 000 (vyššího přiblížení bylo použito jen ve velmi složitých a nepřehledných situacích), nebylo možné vždy dodržet posun. Výskyt těchto chyb byl dále zohledněn při analýzách. Nástrojem Reshape byly upravovány změny vnějších hranic lesa. Při výskytu nových ploch bez lesa uvnitř porostu (viz obr. 6) byl použit nástroj Cut (řezat). Nejprve je nutno vybrat polygon, který chceme upravit, poté se vyznačí hranice bezlesí a ukončí kresba (Finish sketch – je několik způsobů: přes pravé tlačítko, klávesou F2, dvojklikem nebo na minipanelu editace). Následně se vybere pouze polygon ohraničující bezlesí a zruší se. Tím nám zbude pouze upravený větší polygon.
Obr. 6: Nezmapované bezlesí
15
Při opačném problému, tedy když v pokladu není žádné bezlesí uprostřed porostu, ale polygon obsahuje vyříznutou část, použije se nástroj Edit vertices, tedy upravit vrcholy polygonu. Nejprve se vybere daný polygon, poté se zapne na liště Editor nástroj Edit vertices, a pravým kliknutím na jeden vrchol nechtěné části polygonu se dostaneme do další nabídky, kde vybereme tlačítko Part, a následně po rozbalení podnabídky vybereme Delete. Tím se zbavíme nadbytečné části polygonu. Nástroj Cut byl také použit, když byl porost rozdělen slepým ramenem řeky na dvě části. Opět se vybral polygon odpovídající takovému porostu, a se zapnutým nástrojem Cut se vyznačila linie, která polygon rozdělí. Je nutné začít a skončit na hranici polygonu, jestliže se ukončí kresba dříve nebo je poslední polygon mimo hranici polygonu, nahlásí program chybu, kresba zanikne a musí se začít znovu.
Obr. 7: Polygon k vymazání
Při situacích jako na obrázku 7 byl polygon jedním kliknutím levé myši vybrán a klávesou DELETE smazán. Když se vyskytl lesní porost, který nebyl vůbec zmapován, byl nakreslen nový polygon. U vytváření vrstvy Les_druhe_map nebylo mapování vrstvy provedeno na celém území biosférické rezervace, protože podkladová vrstva druhého vojenského mapování neobsahuje Lednicko-Valtický areál a soutok řek Moravy a Dyje, protože při vytváření díla druhého vojenského mapování vedla hranice Moravy jinudy, viz obr. 8.
16
Obr. 8: Biosférická rezervace Dolní Morava na mapě z druhého vojenského mapování
Tato chybějící část je zhruba jedna třetina celkové rozlohy biosférické rezervace. Postup digitalizace této vrstvy probíhal podobně jako u třetího vojenského mapování.
3.5 Příprava dat k analýze Základním krokem pro přípravu dat bylo vytvoření nové vektorové vrstvy, pomocí které se následně ořízly všechny čtyři datové vrstvy Les06, Les53, Les_treti_map a Les_druhe_map. V ArcCatalogu přes záložku New byl vytvořen nový Shapefile, polygonový typ s názvem Clip. Následnou editací této vrstvy byly vytvořeny 2 polygony, které pokrývají zmapovanou část biosférické rezervace na mapách druhého vojenského mapování. Při vytváření byl použit nástroj Trace, zapnutím tohoto nástroje se lze přichytit jedním vrcholem polygonu na linii i jiné vektorové vrstvy, v tomto případě vrstvy Hranice_BRDM, a následně se tažením myši přesně kopíruje tato linie. Dalším vytvořením vrcholu se kopírování linie přeruší a přepnutím na Straight segment můžeme pokračovat v mapování mimo linii. Následně byl v atributové tabulce vrstvy 17
vytvořen nový sloupec s názvem Area, do kterého se příkazem Calculate Geometry vypočítá velikost ploch polygonů v m2. Oříznutí
mapových
vrstev
bylo
provedeno
nástrojem
Clip,
(záložka
Geoprocessing). Jako vstupní vrstva (Input Features) byla vložena vrstva Les06, vrstva k oříznutí byla použita vrstva Clip, výstupní vrstva byla nazvána jako 06_clipped. Analogicky k tomuto postupu byly upraveny i další vrstvy, postupně tak vznikly vrstvy 53_clipped (oříznutá vrstva Les53), treti_clipped (z Les_treti_map) a druhe_clipped (z Les_druhe_map). U takto upravených vrstvách byly provedeny další úpravy v atributových tabulkách. V každé tabulce byly přidány 2 sloupce, ve sloupci nazvaném Shape_Length byl příkazem Calculate Geometry vypočítán obvod každého polygonu v metrech, a ve sloupci Shape_Area byla stejným příkazem spočítána plocha každého polygonu v metrech čtverečních. V dalším sloupci LandUse bylo u vrstev druhe_clipped a treti_clipped nástrojem Field Calculator doplněno u nově vytvořených polygonů chybějící využití půdy, tedy ‚LES‘. Poslední úpravou bylo vytvoření vrstev, které zachycují změny mezi po sobě jdoucími vrstvami. K tomu byl použit nástroj Erase (ArcToolbox - Analysis tools – Extract). Pomocí tohoto nástroje dojde k vymazání průniku vstupní vrstvy (Input features) s vrstvou pro mazání (Erase features). Nově vzniklá vrstva je tedy ze základu vrstvy vstupní. V nástroji Erase je navíc volitelná kolonka XY Tolerance (tolerance souřadnicové odchylky). Jak již bylo výše uvedeno, u druhého a třetího vojenského mapování se vyskytuje významná souřadnicová odchylka, navíc byly při mapování problémy s georeferencováním, a proto byla tato možnost použita. Tolerance byla nastavena na 7 metrů, což se empiricky ukázalo jako dostačující tolerance pro odfiltrování viditelně chybných odchylek dvou vrstev. Zadáním vrstvy druhe_clipped jako vstupní vrstvy a k odmazání vrstvy treti_clipped byla vytvořena vrstva druheubytek, která ukazuje zmizelé lesy mezi dobou vzniku druhého a třetího vojenského mapování. Při zadání vrstev „vice versa“, tedy v opačném pořadí vznikla vrstva druheprirust ukazující lesní porosty, které naopak přibyly v dané době. Podobně pak byly vytvořeny vrstvy tretiubytek (zaniklé lesní porosty od konce 19. stolení do roku 1953) a tretiprirust (nové lesy do roku 1953)
18
z vrstev treti_clipped a 53_clipped a vrstvy 53ubytek (ztráta lesů mezi roky 1953 a 2006) a 53prirust (nové lesní porosty od roku 1953) z vrstev 53_clipped a 06_clipped. Při použití nástroje Erase vzniklo mnoho složených polygonů, tedy polygonů, které viditelně nejsou v jednom celku, ale jsou roztříštěny do několika částí. Tím je však zkreslen celkový počet polygonů i jejich průměrná velikost a obvod, bylo tedy nutné použít nástroj Multipart to singlepart. Tímto nástrojem dojde k rozdělení jednoho složeného polygonu na jednotlivé části. Vzniklo tak šest nových vrstev nazvaných druheplus (z vrstvy druheprirust), druheminus (z druheubytek) a analogicky tretiplus, tretiminus, 53plus, 53minus. U každé vrstvy se tak výrazně zvýšil počet polygonů.
3.6
Výsledky analýzy a diskuse Všechny analýzy byly provedeny na části Biosférické rezervace Dolní Morava, a
to na rozloze 23 200 ha. Analýza se týkala vývoje lesa mezi lety 1820 – 2006. První z porovnávaných vrstev byla vrstva znázorňující les v době vzniku II. vojenského mapování, tedy okolo roku 1820. Na zkoumaném území činila celková výměra lesa 7 871 ha, to je 33,9% z celkové plochy zkoumaného území. Druhá vrstva zachycuje stav lesa v období, kdy vznikalo III. vojenské mapování, to je okolo roku 1880. Celková rozloha lesa na zkoumaném zemí činí 7 450 ha, to je 32,1% z celkové výměry zkoumaného území. Třetí vrstva znázorňuje les v roce 1953. V tomto roce činila celková rozloha lesů 7 876 ha, to je 33,9% z celkové plochy zkoumaného území. Od roku 1880 do roku 1953 rozloha lesa vzrostla a vrátila se zpět na stav z roku 1820. Poslední vrstva zachycuje stav lesních porostů v roce 2006, podle očekávání opět vzrostla plocha lesa na 8 395 ha, což je 36,2% zkoumané plochy. (viz tab. 2). Tab. 2. Přehled změn ve výměrách lesa od roku 1820 do roku 2006
Celkový stav Období 1820 1880 1953 2006
Změny do následujícího období
výměra lesa (ha) % z výměry Úbytek (ha) Nárůst (ha) 7871 33,9% -1019 598 7450 32,1% -277 703 7876 33,9% -544 963 8395 36,2%
19
Čistá změna (ha) -421 426 519
V tabulce 2 je dále uveden úbytek, nárůst a čistá změna plochy lesních porostů. Úbytek a nárůst představují sumu všech změněných ploch, čistá změna vyjadřuje čistý nárůst, je to suma ploch, které les v daném období získal, ale je upravena o sumu ploch, o které naopak přišel. Je- li čistý přírůst záporný, jedná se o čistý úbytek.
Období
1820
7871 ha
1880
7450 ha
1953
Celková plocha lesa (ha)
7876 ha
2006
8395 ha
6500
7000 7500 8000 Výměra (ha)
8500
Graf 1. Výměra lesa v letech 1820 - 2006
Z grafu 1 můžeme vidět, jak se vyvíjela celková výměra lesa mezi lety 1820 – 2006. Mezi lety 1820 a 1880 ubylo 421 ha lesa, jedná se o ztrátu 5% rozlohy. Mezi lety 1880 a 1953 došlo k zvýšení výměry lesa, čistý nárůst činí 426 ha, rozloha se tak vrátila na původní hodnotu z roku 1820. Od roku 1953 do roku 2006 přibylo 519 ha lesní půdy, nárůst tedy činí 5%. Je zajímavé, že čisté změny mezi obdobími činily vždy okolo 5%. Tyto údaje nám poskytují informace o celkové rozloze, ale nevyjadřují všechny nastalé změny.
Období
1820-1880
-1019 ha 598 ha -277 ha
1880-1953
703 ha
Úbytek Nárůst
1953-2006 -1500
-544 ha 963 ha -1000
-500
0 500 Výměra (ha)
1000
Graf 2. Celkové změny ve výměře lesa
20
1500
Graf 2 nám ukazuje, že les ztrácel a zároveň získával na rozloze. Mezi lety 1820 a 1880 došlo ke ztrátě 1019 ha lesa, při přepočítání vyplývá, že lesní porosty zůstaly nezměněné na 87% původní výměry. Výrazná ztráta byla částečně vyvážena nárůstem nových lesních porostů o celkové výměře 598 ha. Z toho vyplývá, že změny lesních porostů proběhly na 1 617 ha, v procentickém vyjádření na 7% celkové výměry zkoumané plochy. Mezi lety 1880 a 1953 se snížily ztráty ve výměře lesa, ubylo 277 ha, zachováno tedy bylo 96% lesních porostů z roku 1880. Navíc přibylo 703 ha nového lesa. Celkem se tak změnilo využití půdy na 980 ha, to je 4,2% celkové výměry zkoumaného území. Mezi lety 1953 a 2006 došlo opět k výraznému pozměnění lesa, ubylo 544 ha lesní půdy, nezměněných porostů od roku 1953 zůstalo 93%. V tomto období vidíme největší nárůst nových lesních porostů, výměra lesa stoupla o 963 ha, dohromady se změnilo 1 507 ha, to je 6,5% celkové výměry zkoumané plochy. Změny ve výměře lesních porostů korespondují s historickým vývojem a nastalými historickými událostmi. Mezi lety 1820 a 1880 docházelo k odlesňování krajiny. Na zkoumaném území zmizelo celkem 13% lesních porostů. Tyto lesní porosty byly většinou přeměněny na zemědělskou půdu. Ta byla poté využívána buď jako orná plocha pro pěstování potravin, nebo jako lučiny s vojtěškou a jetelem pro krmení stájově chovaného dobytka. Celkový přírůst lesa v této době částečně vyvážil ztráty na úkor zemědělství. Podmáčená stanoviště a nepříznivá stanoviště byla ponechávána k samovolnému zalesnění. Dále došlo k rozšiřování lesních porostů v nivách řek, ve kterých byl v této době narušen odtokový režim. Tím došlo k zhoršení přístupnosti těchto míst, bylo proto lepší tato místa zalesnit. Od roku 1880 došlo naopak k nárůstu celkové výměry lesa. Zajímavé je, že čistý přírůst mezi lety 1880 a 1953 je takřka stejný jako čistý úbytek mezi lety 1820 a 1880, pravděpodobně však jde jen o náhodu. Po roce 1880 se zvyšovala výtěžnost zemědělských půd, navíc vinou poklesu počtu obyvatel během dvou světových válek mohla být celková výměra zemědělských půd omezována, zemědělská půda na zkoumaném území byla tak přeměněna na les, na některých místech byl les založen tam, kde ještě před rokem 1880 byl, například u slepých ramen řek. Od roku 1953 byl zjištěn další nárůst lesních porostů. Díky tomu, že zkoumané území není celá biosférická rezervace Dolní Morava, není v analýzách zahrnuto hlídané hraniční pásmo, ve kterém se takřka nehospodařilo. Veškeré změny na zkoumaném 21
území tak můžeme připsat čistě jen lidské činnosti, ne samovolnému vývoji. Les vznikal především na malých polích, které nešly připojit do některého z lánů polí, které v této době vznikaly kolektivizací. Nový les tak většinou vznikal zarůstáním plošek bezlesí uprostřed větších lesních celků nebo byl i uměle založen na místech, kde nemohla projet mechanizace při obdělávání zemědělských půd. Výrazný je však úbytek lesních porostů na Pálavských vrších, je tam dobře znatelné provozování lesního hospodaření. Změny využití krajiny se týkaly značné části zkoumaného území. V grafu 3 můžeme vidět porovnání změn v délce hranic a v celkové ploše lesa. Pomocí těchto údajů můžeme posuzovat fragmentaci lesních porostů. Mezi lety 1820 a 1880 došlo k úbytku 1 019 ha lesní půdy, ale suma délky hranic jednotlivých ploch vzrostla z původních 490 km o 34 km na 524 km. V grafu 4 vidíme nárůst celkového počtu ploch, v roce 1820 jich bylo 110, v roce 1880 je ploch 134, ačkoliv celková výměra klesla. V roce 1880 výrazně klesla hodnota mediánu, na 2,7 ha, zvýšil se tedy počet menších
900
8600
800
8400
700
8200
600
8000
500
7800
400
7600
300
7400
200
7200
100
7000
0
Výměra (ha)
Délka hranic (km)
porostů. Z mediánu vyplývá, že 50% ploch je menší než 2,7 ha, to je 64 ploch.
Délka hranic (km) Celková plocha lesa (ha)
6800 1820
1880 1953 Období
2006
Graf 3. Vývoj celkové výměry a délky hranic lesa
Od roku 1880 do roku 1953 se vrátila rozloha lesních porostů na hodnotu z roku 1820, z grafu 3 a 4 však vidíme, že délka hranic i počet ploch je výrazně vyšší než v roce 1820. V roce 1953 je již počet ploch 206, to je nárůst o 96 ploch od roku 1820, i délka hranic vzrostla na 624 km. Z tohoto srovnání mezi lety 1820 a 1953 vyplývá, že v roce 1953 sice přibylo lesních ploch, ale ne jako doplněk větších lesních celků, ale většinou jako menší remízky uprostřed polí či luk. To dokládá i rozdíl mezi mediánem a 22
průměrnou hodnotou velikosti ploch v roce 1953 a v roce 1820. Zatímco v roce 1820 byla průměrná velikost plochy 71,5 ha, v roce 1953 je to 38,1 ha. U mediánu je rozdíl ještě výraznější: medián výměry ploch v roce 1820 je 15,6 ha, zatímco v roce 1953 je medián výměry lesních ploch pouhých 0,8 ha. To znamená, že polovina všech ploch (103) je menší než 0,8 ha. Tab. 3. Přehledová tabulka počtu ploch a jejich průměrných hodnot
Období 1820 1880 1953 2006
Počet ploch 110 134 206 261
Průměrná velikost ploch (ha) 71,5 55,6 38,1 31,9
medián Suma rozlohy (ha) (ha) 15,6 7871 2,7 7450 0,8 7876 13,5 8395
300
8600 8400
250
Počet
200
8000 7800
150
7600
100
7400
Výměra (ha)
8200
7200
50
Počet ploch
Celková plocha lesa (ha)
7000
0
6800 1820
1880 1953 Období
2006
Graf 4. Vývoj počtu ploch a celkové výměry lesa
Od roku 1953 do roku 2006 opět vzrostla celková plocha porostů i suma délek hranic. Počet ploch vzrostl na 261. Došlo k částečnému ucelení lesních porostů, což vyplývá i ze střední hodnoty a mediánu rozlohy ploch v roce 2006. Hodnota mediánu se zvýšila z 0,8 ha na 13,5 ha, průměrná velikost plochy však klesla na 31,9 ha. Přibyly tedy zejména menší lesní porosty nebo se rozrostly malé lesíky o výměrách pod 0,8 ha. Nárůst celkové hranice lesních ploch mezi lety 1820 a 1880 je způsoben především slepými rameny řek, které se zařezávají do lesních celků a rozčleňují je tak. Tento nárůst slepých ramen byl nejspíše způsoben rozkolísáním vodních toků, jak je 23
zmíněno výše. V dalším období docházelo k opětovnému zarůstání slepých ramen řek, protože vodní toky byly regulovány, dále pak zarůstaly špatně obhospodařovatelné lesní půdy; je dobře znatelné zalesňování strání nevhodných pro zemědělskou techniku. Jedinou souvislejší ztrátou je pruh lesa, který musel ustoupit silnici E 65.
24
4 Závěr V první části práce byla rozebrána možnost využití starých map pro hodnocení vývoje lesů a krajiny. Hlavními celoplošnými mapovými díly se ukazují mapy Jedním z výsledků práce jsou digitální mapy lesních pozemků z podkladu II. a III. vojenského mapování vyhotovené na území Biosférické rezervace Dolní Morava. Vrstvy jsou nazvány les_treti_map a les_druhe_map. Práce tak navazuje na diplomovou práci P. Košťála, který zkoumal vývoj krajiny ve dvacátém století (Košťál, 2011). Na základě porovnání vrstev les_treti_map a les_druhe_map a porovnání s daty z diplomové práce P. Košťála vznikly analýzy změn v lesních porostech. Období, které zachycují díla II. a III. vojenského mapování byly určeny na roky 1820 a 1880. Zkoumané území bylo omezeno rozsahem podkladů II. vojenského mapování, protože při jejím vzniku vedla hranice Českých zemí jinak než dnes. Zkoumané území mělo rozlohu 23 200 ha, což jsou dvě třetiny celkové rozlohy Biosférické rezervace Dolní Morava. Z analýz a srovnáním s historickým vývojem u nás bylo zjištěno, že veškerý vývoj lesních porostů byl řízen především potřebami zemědělství. Mezi lety 1820 a 1880 byl zjištěn čistý úbytek 421 ha lesních porostů. Od roku 1880 do roku 1953 se s dalším rozvojem techniky a také s velkým úbytkem obyvatelstva vinou světových válek klesla potřeba zemědělských ploch. Z toho vyplynul nárůst lesních porostů, který činil 426 ha. Mezi lety 1953 a 2006 narostla výměra lesních porostů o 519 ha. Je to svázáno opět se stylem hospodaření, mezi lety 1948 a 1989 bylo celé zemědělství zkolektivizováno, obhospodařovaly a obhospodařují se velké lány polí. Práce má využití jako zdroj informací o vývoji lesa na území Biosférické rezervace Dolní Morava v 19. a 20. století. Dalším přínosem je seznámení se s historickými událostmi, které ovlivňovaly krajinu a les na území dnešní České republiky.
25
5 Summary In the first part of the thesis the possibility of the historical map application for analysing the development of land cover and forests is analyzed. It is shown that maps of the second and third military mapping can be used. The forest development is considered as a natural part of the human society development. The main results of the thesis are two digital layers mapping of forests in the Biospheric Natural Reserve Lower Moravia, based on the second and third military mappings of the region, and the analysis of the forest changes in the Lower Moravia area in the period between 1820 and 2006. The thesis is related to the diploma work by P. Košťál, in which the landscape development in the 20th century is studied in detail. It has been found that most landscape changes were brought about by agriculture activities. Particularly, in the period 1820 - 1880 the forest area in the region decreased by 421 ha. On the other hand, from 1880 to 1953 the forest area in the region increased by 426 ha as a result both of introducing new agriculture machines and techniques and the decrease in human population caused by the World War I and II. And finely, in the last period 1953-2006 the total area of forests in the region increased by 519 ha as a result both of the collectivization of agriculture in Czechoslovakia and establishment of guarded border zone between Czechoslovakia and Austria during communist regime. The thesis provides data on the development of forests in the Biospheric Natural Reserve Lower Moravia in the 19th and 20th centuries in context with historical events, which affected the development of land cover and forests in the Czech Republic. Thesis can be used as source of informations about development of forests of Biospheric Reserve Lower Morava in 19th and 20th century. Another benefit is familiarization with historical events, which affected the development of land cover and forests in the Czech Republic.
26
6 Použitá literatura a zdroje dat BUČEK,
A. – LACINA, J., 2006.
Biogeografická diferenciace krajiny v
geobiocenologickém pojetí a její využití v krajinném plánování. In Sborník ekologie krajiny 2. Kostelec nad Černými lesy: Česká společnost pro krajinnou ekologii CZIALE, 2006, s. 18–29. ISBN 80-86386-82-1. BRŮNA, V., BUCHTA, I., ZHLÍŘOVÁ, L. (2002): Identifikace historické sítě prvků ekologické stability krajiny na mapách vojenských mapování. Acta Universitatis Purkynianae, Studia Geoinformatica II. , Univerzita J. E. Purkyně, Ústí nad Labem 2002, 46 s. ISBN 80-7044-428-2 BRŮNA, V., KŘOVÁKOVÁ, K., 2006. Staré mapy b prostředí GIS a internetu. Referát pro konferenci GEOS 2006, Prah. In: Sborník referátů konference, dostupné u WWW:
ISBN 80-85881-25-X CAJTHAML, J., KREJČÍ, J., 2008. Využití starých map pro výzkum krajiny. Referát pro mezinárodní sympozium GIS Ostrava 2008. In: Sborník z 15. ročníku mezinárodního
sympozia
GIS
Ostrava
2008,
dostupné
z
WWW:
<
http://gis.vsb.cz/GIS_Ostrava/GIS_Ova_2008/sbornik/> ISBN 978-80-254-1340-1 CENIA. Mapový server České informační agentury životního prostředí [online]. © CENIA, česká informační agentura životního prostředí [cit. 20.04.2013]. Portál veřejné správy České republiky. Dostupný z WWW: . DVOŘÁČEK, P. Podkladová mapová data pro GIS. In Praktické využití GIS v lesnictví a zemědělství, Křtiny, [CD-ROM]. s. 1-6. ISBN 978-80-7375-475-4. KOŠŤÁL, P., 2009. Výstavba integrované geodatabáze krajinného pokryvu Biosférické rezervace Dolní Morava. Bakalářská práce. Brno: MZLU v Brně, 2009. 41 s. KOŠŤÁL, P., 2011. Hodnocení a vliv změn ve vyuřívání krajiny pomocí GIS. Diplomová práce. Brno: MENDELU v Brně. 64 s. LÖW, J. a MÍCHAL, 2003. I. Krajinný ráz. 1. vyd. Kostelec nad Černými lesy: Lesnická práce, 552 s. ISBN 80-86386-27-9. Web: Dolní Morava [online] citováno 24. března2013. Dostupné na WWW .
27
MADĚRA, P., 2002. Mapování biotopu lesních společenstev jako nástroj hodnocení ekologické stability lesní krajiny. In MADĚRA, P. Ekologické sítě. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Lesnická a dřevařská fakulta, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a typologie, 2002, s. 26–29. ISBN 80-7157-580-1. MALENOVÁ, P., 2007. Sledování vývoje využití území s pomocí GIS. In DRESLEROVÁ, J. – GROHMANOVÁ, L. Venkovská krajina 2007. Zámek 1, 281 63 Kostelec nad Cernými lesy: Lesnická práce, s.r.o.„ 2007, s. 90–94. ISBN 80-86386-880. MIKŠOVSKÝ, M., ZIMOVÁ, R., 2005. Müllerova mapa Čech jako podklad pro 1. vojenské mapování? Referát pro konferenci „Historické mapy“, Bratislava, březen 2005. In: Sborník referátů konference, str.122-127, ISSN 1336-6262, ISBN 80-9683657-9 MIKŠOVSKÝ, M., ZIMOVÁ, R. 2006. Historická mapování českých zemí. Referát pro konferenci GEOS 2006, Praha. In: Sborník referátů konference GEOS 2006, dostupné u WWW: ISBN 80-85881-25-X VÁCLAVÍK, M., 2010. Digitalizace historických map a jejich využití pro sledování zmen v krajine. Bakalárská práce. Brno: MENDELU Brno. 42 s QUITT E. Klimatické oblasti ČSR, 1975. M 1:500 000, Geografický ústav ČSAV, Brno.
28
7 Seznam příloh Příloha č. 1, Změny lesních porostů mezi lety 1820 a 1880 na zkoumaném území Biosférické rezervace Dolní Morava, měřítko 1: 50 000, formát A3 Příloha č. 2, Změny lesních porostů mezi lety 1880 a 1953 na zkoumaném území Biosférické rezervace Dolní Morava, měřítko 1: 50 000, formát A3 Příloha č. 3, CD (obsahuje mapové kompozice a vytvořené datové vrstvy, vyjma podkladových dat)
29
