NAUKA o krajině a životním prostředí

NAUKA o krajině a životním prostředí

materiály pro studenty zpracoval Dr. Petr BOGUSCH, katedra biologie UHK 2007

OBSAH 1. Ekologie ................................................................... 1 2. Vztahy mezi organismy, společenstva ..................... 9 3. Biomy ..................................................................... 16 4. Krajina a její vývoj v České republice ................... 20 5. Biotopy České republiky .........................................22 6. Nauka o životním prostředí .................................... 31 7. Zdroje ..................................................................... 36 8. Životní prostředí České republiky ......................... 47 9. Ochrana přírody v České republice ....................... 51 10.

Literatura ........................................................ 54

1. EKOLOGIE -

věda, která studuje organismy a jejich vztahy mezi sebou a k jejich prostředí z řečtiny: oikos – dům, logos – nauka, věda další biologické vědy např. morfologie, systematika, etologie apod.

Nauka o životním prostředí – vztahy člověka k prostředí a ostatním organismům, nepříznivé vlivy člověka na organismy, ale i životní prostředí, vychází z ekologie, ale neshoduje se s ní Život – zvláštní forma existence hmoty, charakterizovaná následujícími vlastnostmi: • metabolismus – látková výměna • dráždivost – interakce s prostředím a reakce na jeho změny, souvisí s orgány a nervovými drahami • rozmnožování a dědičnost – uchovávání a přenášení genetické informace • evoluce – vývoj v čase, postupné změny genetické informace, které umožňují přizpůsobovat se novým podmínkám druh (nejen živočišný, ale i rostlina, houba, bakterie apod.) – všichni jedinci se stejnou genetickou informací a schopni se plodně křížit autotrofní organismy – získávají energii ze slunečního záření a jsou schopny tvořit organické látky (zásobní, stavební, živiny apod.) z jednoduchých anorganických látek (CO2, H2O) heterotrofní organismy – živí se těly nebo organickými zbytky jiných organismů, z nichž si vytvářejí své vlastní živiny Adaptace – přizpůsobení organismu podmínkám prostředí, probíhá obvykle podle následujícího schématu:

optimum – podmínky, které splňují všechny nároky organismu

1

tolerance – snášenlivost určitých podmínek prostředí, šíři optima označujeme ekologická valence, stenoekní – druh s úzkou ekologickou valencí, euryekní – druh se širokou ekologickou valencí

konvergence (sbíhavost) - podobný vzhled vzájemně nepříbuzných druhů, zapříčiněný vlivy prostředí divergence (rozbíhavost) – přizpůsobení druhů jedné skupiny rozdílným podmínkám, probíhá nejčastěji formou adaptivní radiace – rozrůznění druhu na několik nových př. Darwinovy pěnkavy na Galapágách PODMÍNKY ŽIVOTA V PŘÍRODĚ 1. abiotické - vlivy neživé přírody, fyzikální a chemická podstata 2. biotické – přímé nebo nepřímé působení ostatních organismů •

všechny procesy probíhají v nějakém čase

1. Abiotické vlivy a) fyzikální sluneční záření – část elektromagnetického záření charakterizovaná vlnovou délkou teplota – podle přizpůsobivosti teplotě – stenotermní x eurytermní organismy hibernace – zimní spánek za nepříznivých teplot estivace – letní spánek, přizpůsobení vedrům v létě stěhování ptáků životní formy rostlin – terofyt, geofyt, hemikryptofyt, chamaefyt, fanaerofyt, epifyt

2

homoiotermní – druh aktivně si udržující stejnou teplotu poikilotermní – druh neschopný si udržovat stálou tělní teplotu homotermní – druh se stálou tělní teplotou heterotermní - druh s kolísavou teplotou podle prostředí př. ryba v severním ledovém oceánu, není poikilotermní, ale je homotermní, protože voda tam má pořád stejnou teplotu -

existují však druhy částečně regulující svou teplotu, např. čmeláci

Allenovo pravidlo – jedinci žijící v chladných oblastech mají menší tělní výběžky (fenek – liška – pesec) Bergmannovo pravidlo – jedinci jsou větší Glogerovo pravidlo – jedinci jsou tmavší světlo – sluneční záření, důležité pro fotosyntézu, ale i metabolismus živočchů (vitamín D z provitamínu) voda – základní chemická sloučenina pro život většiny organismů, přítomnost vody v kapalném stavu je základní podmínkou pro život (proto je život jen na Zemi), srážky a vzdušná vlhkost ultrafialové záření, kosmické záření, tlak (u vodních živočichů), proudění b) chemické kyslík - aerobní organismy, stálý přísun kyslíku oxid uhličitý – důležitý pro rostliny, pro živočichy spíše odpadní produkt metabolismu, jehož přemíra škodí živiny – jednoduché organické i anorganické látky rozpuštěné ve vodě, obsahují biogenní prvky, z nichž jsou tvořena těla živočichů substráty – oligotrofní (málo), mezotrofní (středně) a eutrofní (mnoho živin) soli, kyselost, ostatní chemické látky

3

2. Biotické vlivy přímé – přímý vztah organismů mezi sebou, např. parazitizmus, predace nepřímé – dopad vlivu organismu je často přes prostředí, např. zastínění rostlin Životní podmínky – soubor faktorů prostředí, které organismus potřebuje k životu Ekologická nika – soubor podmínek prostředí, ve kterých má druh maximální schopnost přežívat a rozmnožovat se, určena souborem několika faktorů - souvisí s tolerancí – stenoekní x euryekní organismy překrývání nik – více druhů má stejnou nebo podobnou ekologickou niku, s tím souvisí jejich konkurence mezi sebou a schopnost přežití stres – dlouhodobější odchylky od optima prostředí (např. výrazný pokles teploty nebo letošní velmi mírná zima) disturbance – náhlá změna, katastrofa (často používáno nesprávně jako synonymum) Životní strategie – slouží k překonání nepříznivých podmínek prostředí, ale také k co nejlepšímu přežití a rozmnožení, mnoho typů rozdělení, nejdůležitější r K kontinuum: r- stratég – organismus žijící v proměnlivém prostředí, schopný produkovat velké množství nepříliš životaschopného potomstva, rychle se množí (‚r‘ podle rychlosti růstu populace) K- stratég – organismus žijící ve stabilním prostředí, produkuje malé množství potomků, kteří skoro všichni přežijí do dospělosti, množí se pomaleji ZDROJE ENERGIE A LÁTEK V PŘÍRODĚ Energie -

potřebná ke všem projevům života nevzniká ani nezaniká, pouze se mění na jinou formu energie (např. odpadní – teplo), proto hovoříme o toku energie základním zdrojem na Zemi je energie slunečního záření (vlnová délka 400 – 700 nm), některé druhy využívají energii vznikající při red-ox chemických reakcích (chemosyntéza)

Látky -

skládají se z nich těla všech organismů v přírodě i neživá příroda

složení živých organismů – zejména biogenní prvky H, C, O, N, S, P, dále pak Fe, Na, K, Ca, Cl a další, stopové prvky – kovy (Se, Zn, ale i I apod.), některé prvky škodlivé (Pb, Hg, Pl) koloběh látek – látky se přeměňují v jiné, lze tedy spíše mluvit o kolobězích prvků, správně biogeochemických cyklech 1. Horninový cyklus eroze – rozrušování hornin fyzikálními a chemickými vlivy na menší části, odnášené větrem, vodou apod. (např. zvětrávání)

4

sedimentace – usazování hornin, ukládání a zpevňování částeček hornin, vznik sedimentárních (usazených) hornin metamorfóza hornin – přeměna hornin v jiné důsledkem vysokých teplot, tlaku apod.. vznik přeměněných (metamorfovaných) hornin horotvorné procesy – při sopečné činnosti nebo subdukci vyvěrá magma na povrch Země, vznikají vyvřelé horniny -

účastní se i živé organismy – řada hornin vzniká sedimentací schránek rozsivek, dírkonošců, měkkýšů, erozi urychlují i kořeny rostlin a kopytníci

2. Koloběh vody vodstvo Země - hydrosféra velký koloběh vody: oceán – atmosféra – srážky – řeky – oceán malý koloběh vody: pevnina – atmosféra – srážky – pevnina

3. Koloběh uhlíku CO2, CaCO3, biomasa – živočišná hmota, živá i mrtvá těla organismů bez jejich schránek narušení: spalování fosilních paliv, odlesňování a obdělávání půdy, chov dobytka, skládky odpadů 4. Koloběh dusíku nejhojnější plyn v atmosféře (78%), aminokyseliny, bílkoviny, nukleové kyseliny, v horninách málo (dusičnany – ledky) fixace, nitrifikace a denitrifikace – různé druhy bakterií narušení: používání dusíkatých hnojiv, eutrofizace, spalování 5. Koloběh síry narušení: spalování fosilních paliv 6. Koloběh fosforu

5

horniny, voda, půda, těla živočichů (např. mořské ryby) narušení: fosforečná hnojiva a detergenty, jejich výplavy do půdy a vody

6

7

8

2. VZTAHY MEZI ORGANISMY, SPOLEČENSTVA VZTAHY MEZI ORGANISMY Jedinec – základní ekologická jednotka vstupující do ekologických vztahů, různá složitost (od jednobuněčných po velmi složité) Druh - skupina jedinců se shodnou genetickou výbavou, tedy i stavbou těla, metabolismem, úkrytem a ekologickou nikou, při rozmnožování dávají vznik plodnému potomstvu Populace – skupina jedinců jednoho druhu, kteří žijí (rostou) v určité době na určitém místě (v určitém prostředí) velikost populace – může se snižovat i zvyšovat, je závislá na následujících faktorech: porodnost (natalita) – zvyšuje početnost populace a šíření (disperzi) v prostoru úmrtnost (mortalita) – snižuje počet jedinců i schopnost šíření migrace – pohyb jedinců, emigrace (z populace ven) a imigrace (do populace) ukazatelé růstu – početnost a hustota populace křivka růstu populace v ideálních podmínkách – exponenciální růst, pak zastavení na určitém množství jedinců = nosná kapacita prostředí – maximální počet jedinců, který se v dané populaci na daném místě bez problémů uživí a rozmnoží

-

většina populací nemá stálou početnost, ale kolísá, u některých organismů cykly kdy jich je hodně (hraboši a lumíci a káně a sovy na nich závislé)

životasnopnost populace – závisí na mnoha faktorech, zejména na vnějších vlivech (vlivy člověka, prostředí) a struktuře populace (věk a pohlaví jedinců, hierarchii – sociální struktuře populace)

9

VZTAHY – vnitrodruhové x mezidruhové, často na stejných základech Kompetice (konkurence) – soupeření o zdroje (podmínky k životu – prostor, světlo, vodu, potravu ...) - často se soutěží o rozmnožování – teritoriální druhy, jedinec má teritorium, které si hlídá a jiné jedince toho samého druhu tam nepustí - důsledkem může být úplné potlačení jednoho z účastníků, ale i dosažení koexistence – rovnovážný stav, který není ideální ani pro jednoho účastníka, ale oba mohou přežívat vedle sebe Predace – jeden organismus je kořistí druhého, predátor je ten, kdo se jím živí - predátorem může být býložravec i masožravec - kořist se často brání proti predátorům různými způsoby (rostliny – jedy a chlupy, hmyz – padání do podrostu, páchnoucí výměšky, mimikry) Parazitizmus – speciální případ, přiživování na těle nebo produktech metabolismu jiného druhu, speciální typ predace - parazit a hostitel, těsná vazba mezi nimi - ektoparazit (vnější) a endoparazit (vnitřní) - poloparazit – organismus, který si parazitizmem jen obohacuje přísun látek, např. jmelí – fotosyntetizuje, ale parazituje na stromech (typický parazit u rostlin by byla třeba kokotice nebo podbílek) - často přenášejí choroby (blechy, klíšťata) - parazitoid – speciální případ, jen několik skupin hmyzu, zejména blanokřídlí – po dosažení určitého stupně vývoje svého hostitele usmrtí Mutualismus – spolužití, kdy si dva organismy pomáhají symbióza – pevné soužití několika druhů, často nejsou schopné žít samostatně (sasanka a klaun, nitrifikační bakterie a bobovité, brvitky u termitů) protokooperace – volnější vazba, organismy se jen setkávají v jistých podmínkách, např. opylování kooperace – spolupráce při určité činnosti, např. medozvěstka a medojed Komenzalizmus – vztah prospěšný pro jeden druh a neutrální pro druhý, např. řada druhů mikroorganismů žijí v hnízdech ptáků a savců, nijak je neohrožují, ale exkrementy či odpady pro ně představují zdroje potravy př. myrmekofilové – živočichové žijící u mravenců, dělíme je na symfily (užiteční nebo atraktivní pro mravence), komenzály (neutrální, spíše trpění hosté), a synechtrie (nežádoucí, ale dokážou se mravencům nějak bránit) Amenzalizmus – vztah neutrální pro jeden druh, ale škodlivý pro jiné, např. akát vylučuje jako odpadní produkty metabolismu jedovaté látky pro jiné rostliny (vzpomeňme na pěstování rostlin na zahrádce, které nemohou růst u sebe apod.) SPOLEČENSTVA A EKOSYSTÉMY Společenstvo (biocenóza) – soubor populací na sebe vázaných druhů

10

Ekosystém – společenstvo společně s prostředím, ve kterém jej najdeme, toto prostředí se označuje habitat nebo biotop SPOLEČENSTVO -

řada různých typů (např. lesní, luční), ekologie studuje rozšíření, vznik a vývoj společenstev, vztahy mezi organismy a produktivitu rozlišujeme podle řady kritérií, např. systematické skupiny organismů (ptačí společenstvo, společenstvo měkkýšů), typu biotopu (společenstvo vlhké louky) a propojujeme (společenstvo vodního hmyzu rybničního dna apod.)

Ekoton – hraniční společenstva mezi dvěma společenstvy, např. okraj lesa, břeh rybníka, někdy ostrá hranice, jindy pomalý přechod Diverzita – rozmanitost druhů, jedním z nejdůležitějších znaků společenstva Dominantní druhy – významné pro fungování společenstva, početné (druhy vedlejší jsou méně početné i významné), jejich odstranění nebo významné omezení změní strukturu společenstva, např. tráva na louce, smrk v lese Klíčové druhy – nemusí být početné, ale pro fungování společenstva jsou zásadní, např. šelmy, dravci -

druhy aktivní v závislosti na čase (některé celý rok, jiné jen část) a prostoru (např. vertikální dělení lesa na patra, každé z nich má typickou faunu)

11

Potravní vztahy ve společenstvu -

mezi populacemi druhů i uvnitř populací vztahy mezi druhy a jedinci, z nichž ty nejdůležitější jsou potravní vztahy vztahy ve společenstvu jsou obvykle vyjadřovány potravními řetězci nebo potravními pyramidami

Potravní řetězec – přesun látek a energie obsažené v organických látkách mezi organismy účastníci potravního řetězce: producenti – autotrofní organismy, produkují látky potřebné pro jiné organismy konzumenti – organismy konzumující potravu, dělíme na konzumenty 1. řádu (býložravci, konzumují producenty) a konzumenty 2. řádu (masožravci, predátoři, konzumují živočišnou potravu) dekompozitoři (rozkladači, reducenti) – saprofágní organismy, živí se mrtvými těly jiných organismů a dokážou rozkládat organické látky na jednoduché sloučeniny typy potravních řetězců: pastevně kořistnický řetězec – producenti a konzumenti rozkladný (dekompoziční) řetězec – zahrnuje i dekompozitory -

potravní vztahy jsou mnohem složitější, jsou cyklické (souvisí s koloběhy látek a vždy se vše obrací u dekompozitorů), spíše lze hovořit o potravních sítích

12

Potravní pyramida - zahrnuje nejen vztahy mezi organismy, ale biomasu a energii - část energie se změní v teplo - udává i informace o koncentraci škodlivin (zvyšuje se směrem nahoru)

EKOSYSTÉM = souhrn všech živých a neživých složek, které se vyskytují v určité době a v určitém prostoru a mezi nimiž dochází ke koloběhu látek a toku energie bez výrazné závislosti na okolí přirozený ekosystém – neovlivněný nebo mírně ovlivněný člověkem, např. louka, les, ale i rybník, monokultura

13

nepřirozený ekosystém – nemůže trvale existovat bez pravidelných zásahů člověka, např. pole, město Sukcese -

historický vývoj ekosystému v čase s typickými změnami skladby a početnosti jednotlivých druhů každé společenstvo se vyvíjí, někdy je vývoj rychlý a je možné jej sledovat (sopečné ostrovy, neobdělávané pole, krajina po katastrofě, např. požáru)

př. nově vzniklá krajina bez rostlin a živočichů je nejprve osídlena pionýrskými druhy – mikroorganismy, lišejníky, později vyrostou mechy, trávníky, některé dřeviny (bříza, osika, borovice), nakonec vznikne listnatý les (v našich podmínkách) - lze sledovat i při udržování některých chráněných oblastí, kde uměle udržujeme určité sukcesní stadium, např. vlhká louka, kterou čistíme od náletových dřevin, stepní louka, kterou kosíme od trav, aby mohly růst orchideje primární sukcese – osidlování nového stanoviště, např. nově vzniklý ostrov, tedy obnažený povrch kde dříve nikdy nic nerostlo sekundární sukcese – probíhá na místě, kde byla odstraněna původní vegetace klimax – hypotetické konečné stadium sukcese, tedy po dosažení tohoto stavu se společenstvo již významně nevyvíjí, v našich podmínkách listnatý les - klimaxové ekosystémy určitých částí Země se nazývají biomy (příští přednáška) Stabilita společenstev a ekosystémů - i klimaxové společenstvo může být narušeno vnějšími vlivy, jak přirozenými (polom v lese, záplavy), tak i činností člověka (vykácení, meliorace) odolnost (rezistence) – schopnost odolávat vnějším vlivům pomocí silných vazeb mezi organismy, např. lesy pružnost (rezilience) – schopnost společenstva po narušení se rychle vrátit do původního stavu, např. stepi a požáry zranitelná společenstva – společenstva s malými schopnostmi reakce na narušení, především společenstva se stálými podmínkami a úzkými a pevnými vazbami mezi organismy, např. tropické deštné lesy a kácení monokultury – málo stabilní společenstva. v nichž významně převažuje jeden druh (rákosiny a mnoho polí a lesů obhospodařovaných člověkem, v současnosti třeba i rybníky) Invaze – procesy, které narušují či ničí původní stanoviště přirozené (přírodní procesy) x nepřirozené (druhy přenesené člověkem) př. králíci a vosy v Austrálii, u nás bolševník velkolepý, netýkavka žláznatá, křídlatka sachalinská, ze živočichů mandelinka bramborová, ale mezi nepůvodní druhy patří i labuť velká, hrdlička divoká apod.

14

invazní druh – rozšířil se pomocí člověka expanzivní druh – původní druh, začal se vlivem příhodných podmínek hodně šířit a vytlačovat jiné druhy DALŠÍ APLIKACE EKOLOGIE produkční ekologie – hospodaření člověka se společenstvy, pěstování a chov plodin a zvířat boj se škůdci – kombinace využívání pesticidů a přirozených nepřátel (integrated pest managment – integrovaná ochrana plodin) územní systém ekologické stability krajiny (ÚSES) – udržuje v obhospodařované krajině hodnotné krajinné prvky a pečuje o tzv. biokoridory, důležité krajinné prvky ekotechnologie – způsob využívání přírodních procesů při průmyslových a technologických procesech, např. kořenové čistírny vod

15

3. BIOMY Biomy – hlavní druhy velkoplošných ekosystémů na Zemi, základní jednotky klasifikace přírody na Zemi, charakteristické podnebím, půdou, a organismy terrestrické (suchozemské, na souši) x limnické (vodní) zonální – charakteristické zeměpisnou šířkou, souvislé pásy na světě azonální – roztroušené ve všech částech světa ZONÁLNÍ BIOMY 1. Tropické deštné lesy (pralesy) - přední Asie, Indomalajsie, SV Austrálie, Madagaskar, Jižní a střední Amerika: povodí Amazonky, Orinoka, Afrika – povodí Konga, - druhově nejbohatší biom, stálá teplota, pravidelné denní srážky v poledne: vzduch nasycený vodními parami se postupně ohřívá, následkem vertikálního proudění vzhůru ale postupně dochází k jeho ochlazení a kondenzaci par, a ty se posléze vyprší, častý vliv pasátů a monzunů - výrazná vegetační patrovitost, dominují dřeviny, mnoho epifytů - chudé červené půdy, lateritizace – vymytí živin, zbývají jen některé oxidy železa a hliníku - více typů, nížinné a horské lesy, stálezelené i částečně opadavé lesy 2. Savany – hlavně Afrika, v menší míře Jižní Amerika (llanos a pampy), Austrálie, Jižní Asie (Indie) - tropické trávníky, zejména trávy a několik křovin a stromů - období dešťů a sucha, tlak herbivorů (kopytníci a hlodavci), proto zde rostou hlavně trávy a v menší míře křoviny a stromy - velcí kopytníci: zebry, žirafy, antilopy, sloni; šelmy: lvi a gepardi 3. Polopouště a pouště - Saharsko-arabská oblast, jižní Afrika: Kalahari, Namib, Asie: Gobi, Karakum, Kyzylkum, Severní Amerika: Mexiko, Mohavská, Sonorská poušť, Grand Canyon; Jižní Amerika – Atacama; střed Austrálie - suché oblasti s minimem srážek, příčiny: tlakové výše okolo obratníků (neprší kvůli sestupu suchého vzduchu z horních vrstev atmosféry), pouště uvnitř kontinentů a ve srážkovém stínu pohoří, přímořské pouště spojené s chladnými mořskými proudy (chladný vzduch nad mořem pojme relativně málo vlhkosti, nad pevninou se ohřeje, čím se zvýši jeho kapacita pro vodní páru, která nekondenzuje a tedy neprší, srážky začnou vypadávat, až vzduch narazí na hradbu hor, podle které začne stoupat a ochlazovat se; návětrná strana hor je tedy vlhká, ale úzký pás mezi ní a mořem naopak extrémně suchý) - pouze krátké období dešťů, rostliny mají rezervoáry vody (kaktusy a sukulenty) a změny v metabolismu (CAM rostliny, Hatch-Slackův cyklus), nebo přežívají v podobě diaspor a rychle vyrostou, vykvetou a vytvoří semena - desertifikace jiných oblastí: vytěží se stromy v deštném lese, na chudé půdě se několik sezón pěstují plodiny, nakonec vznikne poušť (stejný postup i v případě savany, až na ty stromy)

16

4. Tvrdolistá (etesiová) vegetace – jižní Evropa – makchie, šibljak (obojí vyšší křovité porosty), Španělsko, Kanárské ostrovy: tomillares, garrique, frigana (nižší, křovito-bylinné), v Kalifornii chaparral, v Chile matorral, v Kapsku fynbos - sušší teplé oblasti, období dešťů během mírné zimy - mladý biom, vznik během čtvrtohor, navazuje na listnaté, jehličnaté lesy nebo na polopouště - keřovité rostliny, tvrdé listy, trny, odolnost vůči spálení, okusu - hnědočervené vápnité půdy, často pastva a vznik pastvin - časté požáry, mnoho rostlin na ně adaptováno – hlízy, výmladky, klíčení semen až po ohoření osemení nebo oplodí 5. Opadavé lesy mírného pásma – severní polokoule: Evropa, Severní Amerika, Jižní Amerika a Nový Zéland (Nothophagus) - střídání ročních období a poměrně velké množství srážek, v zimě období vegetačního klidu, hnědozemě s dostatkem humusu, úrodné, nejčastější dřeviny: dub, buk, habr, javor, s nimi i jedle, smrky, borovice - v zimě mrazy, adaptace organismů – opadávání dřevin, přežívání rostlin v podobě obnovovacích pupenů, hibernace živočichů 6. Stepi mírného pásma – Asie: sajga tatarská, osel, divocí koně, svišti, Severní Amerika – prérie: bizon, vidloroh, psoun, Jižní Amerika – pampy: jelenec, králík - chladnější, výrazné teplotní rozdíly mezi obdobími – teplé léto, chladná zima, málo srážek, půdy – černozemě na spraši - hemikryptofyty – trávy, disturbance – požáry, okus herbivory, konkurence o vodu, chybí dřeviny - lesostepi – keře a stromy - jižní Morava – výběžek stepního biomu do ČR, v Maďarsku – pusta 7. Tajga (jehličnatý les mírného pásma) – Sibiř, Kanada, Aljaška - teplé období krátké, chladné dlouhé a teploty klesají hluboko pod bod mrazu - jehličnaté stromy, dále břízy, jeřáby, vrby - kyselé podzolové půdy, bývají větší část roku nebo stále zmrzlé – permafrost 8. Tundra – okolo pólů na severu, okraj Antarktidy, Patagonie, Ohňová země - keříky, lišejníky, stromů jen málo (lesotundra) nebo žádné - stálý mráz, krátké teplejší období, permafrost, nízké srážky - keřovité vrby a břízy, lišejníky, mechy, ostřice 9. Polární oblasti – okolo pölů, stále zmrzlé a nic tam neroste ani nežije AZONÁLNÍ BIOMY 1. Horské oblasti (orobiomy) – všechny světadíly, Evropa: Alpy, Karpaty + další pohoří, Asie: Himaláje a okolní hory, Afrika: Kilimandžáro, Amerika: Kordillery, Andy - vyšší nadmořské výšky jsou zejména teplotně a vlhkostně odlišné od nižších poloh stejných oblastí, proto zde rostou rostliny jiných biomů nebo zcela specifické pro hory, také typičtí živočichové, např. vysoké hory – zde bezlesí podobné arktické tundře i jehličnaté lesy podobné tajze (i u nás na Šumavě a v Krkonoších) - mnoho endemitů (fungují jako ostrovy)

17

-

hory v tropických oblastech (Kilimandžáro, náhorní plošina Roraima v jižní Americe) hostí řadu typických druhů (bromélie, Heliamphora ...)

2. Rašeliniště a slatiniště – rašeliniště v horských oblastech, slatiniště v nižších polohách - vázané na prameny, speciálním typem prameniště – místa, kde vytéká pramen ze země - hromadění organických zbytků – humolitu, v rašeliništích zbytky mechu rašeliníku (Sphagnum), na slatiništích šáchorovité rostliny – ostřice (Carex) - rašeliniště kyselá, slatiny alkalické - v rašeliništích řada severských druhů, pozůstatků doby ledové (glaciální relikty): vlochyně, rojovník, bříza trpasličí, vrba trpasličí, ostružiník moruška - vrchoviště – v horách, přechodná rašeliniště – u pramenů 3. Mokřady – různé typy v různých oblastech - na přechodu terrestrických a limnických ekosystémů,většinou bezlesé s dominancí trav (Poaceae) a ostřic (Carex) - u nás vlhké louky, tůňky, okraje rybníků, ve světě speciální biotopy – např. Everglades na Floridě – tisovcové (Taxodium) mokřady, řada speciálních druhů živočichů a rostlin – špirlice, aligátor, orel bělohlavý, brodiví ptáci - často zaplavení a vysušení – organismy na ně reagují tvorbou diaspor, cyst, migrací 4. Mangrovové porosty – v tropických oblastech na mořském pobřeží - slaná voda, tropické podnebí, periodické zaplavování - tvrdolisté dřeviny, mají dýchací kořeny (pneumatofory), semena klíčí už na rostlinách - teplá mělká voda, vysychání, typické živočišné druhy: ostrorep, lezci, některé druhy krabů, ale i brouci čeledi Eulichadidae 5. Slaniska – speciální mokřadní biom či biotop se zasolením půdy, během roku často vysychá - přímořská slaniska – zasolení mořskou vodou, - vnitrozemská slaniska – v okolí silně minerálních pramenů (i v ČR) nebo v suchých oblastech, kde zasolení vzniká z minerálů půdy - speciální adaptované druhy rostlin (limonka, slanorožec) a živočichů (žábronožky, vodní ploštice) LIMNICKÉ BIOMY Moře a oceány – asi 70% povrchu Země po celém světě, zejména na jižní polokouli - Tichý, Atlantský, Indický, Severní ledový oceán a mnoho moří, každé se specifickými podmínkami a specifickou faunou a flórou - slaná voda, salinita 30 – 40‰ (nejvyšší v Rudém moři), vliv hloubky, mořských proudů (studené a teplé) - eufotická zóna – 100 m pod hladinou, kam pronikne světlo, zde fotosyntetizující organismy (mikro- i makroorganismy) - řasy (hnědé a červené, zelené v menší míře než ve sladkých vodách), vyšších rostlin minimum - korýši, plži, společenstva korálových útesů s mořskými korály, sasankami, lilijicemi, hvězdicemi, sumýši, korýši, houbami, hlavonožci (např. Velký bariérový útes u Austrálie) - většina organismů na pobřeží (litorál) nebo ve vodním sloupci (pelagiál), speciální hlubokomořská společenstva (abysál), zde žijící živočichové mají většinou

18

redukované vidění, světélkují (bioluminiscence), jsou načervenalí či průhlední (hlavonožci-krakatice, bradatice, sumýši, mnohoštětinatí červi, měkkýši, korýši, ďasové, platýzi), v okolí hlubokomořských termálních či sirných pramenů – chemotrofní bakterie využívající energii oxidace sirných a železnatých sloučenin Sladké vody – spíše jako biotopy, probereme v biotopech ČR

19

4. KRAJINA A JEJÍ VÝVOJ V ČR Krajina – část zemského povrchu, která spolu se společenstvy organismů vytváří třírozměrný celek (hory, pahorkatina, pouštní krajina), jednotný celek zemského povrchu vymezený člověkem Krajinná ekologie – nauka o krajině, její charakteristice, hodnocení, analýze, založená na znalostech ekologie (někdy považovaná za ekologickou vědu, jindy za syntézu věd jako je nauka o životním prostředí) Krajinné prvky – útvary v krajině ƒ matrice – nosná část krajiny (rozsáhlý les, step, velké jezero), nejrozsáhlejší a nejpropojenější útvar ƒ plošky – části lišící se od matrice (jezírko, mýtinka, skalka, ostrov), působí jako stanovištní ostrovy ƒ liniové útvary – koridory – protínají matrici a spojují plošky (vodní toky, údolí, okraje lesa, aleje) Typy krajiny - v současnosti ovlivnění člověkem ƒ přírodní (přirozená) krajina – nedotčená krajina lidskou činností, dnes jen ostrůvkovitě v neosídlených oblastech (Himaláj, Antarktida, Amazonie...) ƒ kulturní krajina – podíl člověka, podle stupně a způsobu ovlivnění člověkem ji dále dělíme a) kultivovaná (obhospodařovaná) krajina – činnost člověka v souladu s přírodou, nedotčený reliéf, autoregulace, oblasti s menším osídlením, hlavně lesnictví a zemědělství, u nás např. podhůří Šumavy, Českomoravská vrchovina b) degradovaná (narušená) krajina – narušená schopnost autoregulace, přírodní společenstva nestabilní, ohrožená lidskou činností, intenzivní zemědělství, průmysl, komunikace, těžba surovin, v blízkosti větších sídel c) devastovaná (zpustošená) krajina – změna reliéfu, regulace řek, ostrůvkovitá vegetace s ruderálními druhy, kontaminace prostředí škodlivinami, Mostecko, ale dnes už lepší urbanizovaná krajina – krajina s převahou lidských sídel nad přírodními prostředími Vývoj krajiny v ČR − příroda, krajina a organismy se mění (vznikají, vymírají) v čase, lze tedy mluvit o vývoji (ne však cíleném) ekosystémů a krajiny glaciální relikty (pozůstatky doby ledové) – nejstarší organismy na našem území, přizpůsobily se změně podnebí nebo setrvaly v chladných podmínkách (ostružiník moruška, datlík tříprstý, okáči rodu Erebia) − ostatní druhy od začátku holocénu (období po posledním glaciálu), brzy po oteplení se začaly šířit lísky a osiky, duby a buky až mnohem později (na počátku kultivace krajiny) − archeofyty – rostliny, které se u nás objevily brzy po skončení doby ledové − neofyty – rostliny, které osídlily krajinu až v souvislosti s kultivací − invazní druhy – nepůvodní druhy, které se u nás nekontrolovaně šíří, šíření spontánně (zvonohlík, hrdlička, ovsík) nebo pomocí člověka (ondatra, norek, netýkavka, bolševník) 20

společenstva – stejné, zánik (glaciální stepi s mamuty a lumíky), přetrvání (některé typy mokřadů, borové lesy na skalách), expanze z jižnějších oblastí (listnaté lesy, buko-jedlové lesy vznikly až hodně pozdě) − některé typy prostředí vznikly díky člověku – sekundární bezlesí, většina stojatých vod, lesy v dnešní podobě, lidská sídla (specifická) Postupný vývoj krajiny: a) konec glaciálu (-10 300 let) – podmínky jako dnes v Nepálu nebo Tibetu, v nížinách drsné kontinentální klima (velké teplotní výkyvy), ve vyšších polohách chladno, ale rychlá změna – oteplení, b) konec boreálu (- 8000 let) – přeměna tehdejšího řídkého lesa (dub, líska, borovice, smrk) na modernější les s více druhy dřevin (jilm, jasany, javory, lípy) v důsledku mineralizace, c) otevření antropogenního bezlesí a neolitická revoluce (- 7000 let) – postupný vznik pastevních, zemědělských a ruderálních systémů, záchrana druhů na posledních ostrovech primárního bezlesí, vznik staré sídelní oblast, imigrace archeofytů a šíření pastevních druhů, d) expanze bezlesí (do – 3000 let) – další rozšíření bezlesí, pastevní hospodaření, vznik pastevní krajiny s trávníky, vřesovišti a pastevními lesy, šíření plevelů, e) středověké odlesnění a expanze niv (do – 700 let) – vznik povodní v důsledku odlesnění, zanesení niv a vznik lužních lesů, stavba mlýnů na potocích a zakládání rybníků, f) průmyslová revoluce (do – 150 let) – vznik současné rumištně-polní krajiny, redukce luk a lesů, expanze neofytů podrobněji v další přednášce ...

21

5. BIOTOPY ČESKÉ REPUBLIKY Biotopy (stanoviště) – typy prostředí chápané z hlediska organismů, které je obývají, jedná se o něco jako biomy, ale na menší ploše (lokální) Lokalita – konkrétní místo výskytu daného druhu (např. vlhká louka 1 km za Hradcem Králové, modrásek bahenní má 12 lokalit v blízkém okolí HK, ale všechny jsou jedním typem biotopu -

každý organismus jiné nároky (orsej, šoupálek a tetřev jsou lesní, ale každý jsou závislý na jiné vlastnosti lesa) některé typy biotopů více různorodé (mokřady) než jiné (pole)

lokální faktory biotopu – omezují výskyt organismů na biotopu (stres, disturbance, mezidruhová konkurence), společně s nimi ovlivňuje osídlení biotop ještě prostorová lokalizace a historie vývoje biotopu Česká republika – diverzita druhů a biotopů je dána geologickými, klimatickými a historickými faktory - biom opadavého temperátního listnatého lesa poloha – ekotonní, na hranici kontinentálního a oceánického klimatu, na hranici bývalého zalednění, migrační křižovatka organismů (drvodělky) biogeografické oblasti 1. Hercynská – většina území 2. Panonská – jižní Morava, nížina, stepi, kontinentální podnebí 3. Karpatská – přesah Karpat na západ, lesy a louky 4. Polonská – přesah chladné oblasti Polska, není biologicky výrazná, glaciální sedimenty

22

rozmanité geologické podloží – kyselé (žuly, gabra, ruly), bazické (vápence, opuky) + řada dalších (písky jako usazeniny, výlevné vyvřeliny – čediče, hadce) reliéf převážně parovinný (300 – 600 m n. m.) – už ve třetihorách zvětrávání pohoří, maloplošná hluboká údolí řek (Podorličí, Podyjí, Vltava), nížiny u velkých řek, podélná pásma hor, tvarově výrazné pahorkatiny a nižší pohoří (Doupovské hory, České středohoří, Český kras, Pálava, Prachovské skály) klima mediální ve všech směrech (teplota, srážky, mráz ...) Charakteristika jednotlivých biotopů 1. Skály, sutě, jeskyně - extrémní biotopy, téměř bez půdy, specifické mikroklima - ČR: hluboká údolí řek (Vltava, Dyje, Berounka a řada dalších), izolované vrcholy (České středohoří, Lužické hory, Pálava, Kotouč), krasová území (Český a Moravský kras), pískovcová skalní města (Broumovsko, Děčínsko, Kokořínsko, Český ráj) a) skály – dva biotopy – povrch skal a skalní štěrbiny a. povrch skal –extrémní, není půda, rostou jen lišejníky b. štěrbiny – stín, půda, rostou zde i stromy - lišejníky, mechy, sinice a řasy – na místech, kudy stéká voda - rostliny – snadno se šířící semena (kolonizace skály), schopnost klíčit za tmy (štěrbiny), řešení problémů s vodou (tučnolisté netřesky, tařice s dlouhými kořeny, husté kořenové vlášení na chytání rosy – kostřavy) - ptáci: vlaštovky, jiřičky, rorýs, dravci, sovy - měkkýši – hlavně vápnité b) sutě – hromady kamení, volné spáry a hloubka více než půl metru, specifické stálé mikroklima, dynamika – v létě zima, v zimě teplo (stoupání horkého vzduchu, kouř...) - málo ale velmi úrodné půdy, houby, roztoči, pavouci, plži (zuboústky), rostliny se silnými kořeny (tolita), plazivé (bukovinec), porůstající kameny v polštářích (lomikameny) c) jeskynní biotopy – rozdíly mezi vchodem a nitrem jeskyně (světlo) a. vchody – extrémní střídání teplot, sucho, úkryt pavouků, dravců a sov, hlodavců b. nitro jeskyně – tma, sucho, žádné rostliny - netopýři – dominantní, sociální (vejde se jich hodně) + živočichové na ně vázaní (paraziti, saprofyti na trusu) - troglobionti – jeskynní druhy, u nás nejsou, ale třeba v jižní Evropě, souvisí se stálostí kolonií netopýrů v jeskyních (celý rok, u nás jen v zimě), slepí, bílí, řada druhů bezobratlých (pavouci, isopodi, brouci), macarát jeskynní d) pískovcová skalní města – druhohorní pískovce, tvrdé a chudé živinami, některé části měkčí, a proto se obrousily, důležitá je přítomnost lesa, který zabraňuje obrušování - mnoho typů mikrostanovišť, významné i vlhko pod skalami, kde rostou oceánické elementy (sedmikvítek, mokrýš a přirozeně smrk a rašeliník) - velmi chudá na druhy – kyselý a živinami chudý písek 2. Suché bezlesé biotopy - suchá místa s nízkou vegetací odolávající vlivu lesa, nejčastěji v blízkosti skal (rozšíření se zhruba kryje se skalami)

23

-

mělké, kamenité půdy (rankery, rendziny), vliv chemismu podkladu a historický vliv pastvy - převaha xerotermních druhů - patří sem stepi a mnoho dalších i antropogenních biotopů – polní mez, železniční násep typy bezlesí: a) přirozené sekundární bezlesí – místa, kde les byl a dnes není, vliv krátkodobé disturbance (polomy, spáleniště, sesuvy, náplavy) b) antropogenní sekundární bezlesí – místa, kde les byl a zásadní disturbancí vymizel (vykácení, pastva, orba) c) primární bezlesí – místa, kam se les během holocénu nedostal (stepi) typy biotopů: a) skalní stepi – suché skalnaté stráně na bazickém podkladě, specifická flóra a fauna b) bílé stráně – na opukách (Ústeckoorlicko), bílá barva podloží c) nestepní kyselé bezlesí na tvrdých horninách – stráně v mezofytiku (modrásci P. baton a P. vicrama) d) hadcové stráně – ultrabazický toxický podklad, endemity e) váté písky – přesypy, skoro všude, ale jen ty největší se nezalesnily (Polabí, Třeboňsko, Hodonínsko), světlomilná a teplomilná fauna a flóra - fauna – specifické skupiny druhů: druhy závislé na pastvě (vrubounovití brouci), kozlíčci rodu Dorcadion, majky, stepníci a sklípkánci, sysel - dnes taková místa suplují často golfová hřiště nebo letiště 3. Rybníky a tůně - mokřadní biotopy označované i jako stojaté vody - úplně jiný typ prostředí: 3D, málo světla, jiná gravitace - plankton a nekton (pasivně a aktivně se pohybující organismy ve vodním sloupci – pelagiálu), bentos (organismy dna nádrže), litorální organismy – na okraji vody většinou na vodních rostlinách, speciální společenstvo neuston (bruslařky, kachny) a pleuston (mákovky, vířníci) na hladině rybníka - během roku různá teplota vody (na jaře a na podzim promíchání vody, v zimě a létě teplotní stratifikace, vždy opačně) - řada kmenů jen ve vodě: žahavci, mechovky, vířníci, houbovci; další velké skupiny: ploštěnky, korýši, pijavky, mlži ... - málo druhů – izolovanost (rybníky fungují jako ostrovy), migrace mezi nádržemi - mnoho obratlovců: ryby, čolci, užovka obojková, mnoho ptáků a savců přirozeně vznikají a) jezera – vznik táním horských ledovců, u nás jen na Šumavě (Černé, Čertovo, Plešné, Prášilské, Laka), na polské straně Krkonoš b) odstavná ramena řek – přirozený vznik, rychlá sukcese vedoucí k zazemnění vlivem člověka vznikají c) rybníky – primárně k produkci ryb (rekreace, rybolov), specifický management d) tůňky – většinou uměle vzniklé, někdy – periodické (vysychají, specifická fauna – listonozi, žábronožky) 4. Tekoucí vody - řeky a potoky (= malé řeky, neoddělujeme) - několik biotopů v rámci řeky: říční koryto zahrnující dno, vodní sloupec a hladinu, pobřeží, niva řeky (okolí tvořené usazeninami, slepá ramena...) společenstva ryb – úseky vodního toku:

24

a) pstruhové pásmo – studená voda, dravý proud, kameny, téměř chybí plankton (pstruh, střevle, vranka) b) lipanové pásmo – přechodové, obývají jej ryby pstruhového i dalších pásem c) parmové pásmo – druhy žijící u dna (parma, podoustev) a druhy ve vodním sloupci, jsou zde i dravci (štika, bolen) d) cejnové pásmo – dolní tok řeky, klidná a hluboká voda, i druhy stojatých vod, ryby sbírají z hladiny (ouklej), ve vodním sloupci (plotice, cejn, karas), u dna (kapr), dravé ryby (štika, sumec, candát) řeky dělíme na: 1. řeky s hloubkovou erozí – zařezává se do podloží a prohlubuje údolí, proudící voda - rostliny nitkovité listy, odolné v tahu (jinak křehké), živočichové mají příchytné orgány, obratlovci buď vázaní na speciální břehové porosty (konipas horský, pisík, bobr) nebo stejní jako u stojatých vod (ondatra, vydra, volavka) - u nás mnoho řek (Vydra na Šumavě, horní tok Jizery, v mírnější formě Sázava, Berounka, Dyje v Podyjí) 2. řeky s boční erozí – vytvářejí meandry, z nichž pak vznikají slepá, odstavná ramena a tůňky - mnoho specifických biotopů v nivě řeky (důsledky meandrování v různém sukcesním stadiu s různou vegetací a faunou) - specifické biotopy: lužní lesy (mladé, vznik zhruba na počátku letopočtu), poříční stromové vrbiny (tzv. měkký luh, na usazeném bahně rostou vrby a topoly), smuhy (periodická ramena závislá na povodních, CHKO Litovelské Pomoraví) - většina našich řek 3. řeky s větvením koryta – větví se v sedimentech a vzniká síť toků, dnes už nejsou, protože byly zregulovány - typická pionýrská vegetace (třtina pobřežní, židoviník německý, vrba hlošinová), dnes hlavně invazní a expanzivní druhy (netýkavka žláznatá, kejklířka, rákos)

25

26

5. Ostatní typy mokřadů – probrali jsme v biomech, společná charakteristika – primárně bezlesé biotopy, prostředí, kde stromy nemohou růst (mnoho nebo málo vody, převaha jen některých živin, disturbance) a) rašeliniště (vrchoviště) – na horách (u nás zejména na Šumavě, ale i Krkonoše, Jeseníky –Rejvíz, Žďárské vrchy (Dářko) b) slatiny – vápnité mokřady, zejména v Polabí, na pramenech, hodně Ca, ale málo N a P c) travertiny – hodně vápnité podzemní vody, vápenec se sráží i na rostlinách, vznik pěnovce (Český kras, Bílé Karpaty) d) slaniska 6. Hory - rozsáhlá krajina zahrnující mnoho různých biotopů, vyšší nadmořská výška, dlouhá zima, ale rychlý nástup jara a teplo v létě, velké rozdíly teplot během dne, silný vítr, bohaté srážky s podílem sněhu - ČR: Krkonoše, Jeseníky, Králický Sněžník (přirozená horní hranice lesa), Šumava, Jizerské, Krušné hory, Beskydy (rozsáhlé smrčiny, rašeliniště), v menší míře Český les, Orlické a Novohradské hory, Žďárské vrchy - adaptace organismů: stálezelené listy (nevyplatí se dělat nové), chlupatý povrch těla (proti oslunění a větru), celkový drobný vzrůst, nápadné a velké květy, nemrznoucí sacharidy v hemolymfě hmyzu (Grylloblattodea), tmavé zbarvení, víceletý vývoj u hmyzu, u savců hustá srst a hodně tuku - horské a severské druhy – podobné prostředí, migrace nebo se naopak obtížně šíří, a tak zůstaly po glaciálu - vliv ledovců a lavin – vznikají kary (ledovcové kotle) – místa s nejvíce druhy organismů, na dně jezera (např. na Šumavě) nebo balvanitá suť (moréna) - vliv člověka – kolonizace až ve středověku, podhůří hustě osídlené (vesničky, např. Pošumaví), velké lesní celky a vesnice v údolích toků, centrální pohoří bez sídel, nejprve kolonizace obchodníky a kovokopy (hlavně Němci), pastva a těžba dřeva až mnohem později, odlesňování – vysázení nových lesů (smrky), vznik horských luk 7. Lesy - prostředí, kde jsou rozhodující faktory vegetace více než abiotické - stromy – pomalu rostou, materiál na stavbu kmene jsou vlastní odumřelé buňky, musí vyrůst do dospělosti, pak už se jen množí (semenáčky obvykle konkurenčně málo úspěšné pro pomalý růst) - plošková dynamika lesa – závislá na disturbancích (požáry v tajze), kdy se na pasekách uchytí semenáčky stromů a některé typické druhy bylin, v listnatých lesích mírného pásma jen malé disturbance (pád stromu, který umožní mladým semenáčkům zaumout jeho místo) - vliv živočichů – přežití semenáčků (okus a semenožraví ptáci a savci, ale i hmyz), šíření semen (veverka, ořešník), predátoři regulují populace býložravců - člověk – kácení a výsadba, probírky (vybere si jen určité stromy) – suplují ploškovou dynamiku, změna druhové struktury lesa, např. vysazené druhy (bažant z Asie, daněk a muflon z jižní Evropy) - hmyzí kalamity (např. lýkožrout) – jsou přirozené, akorát naše současné monokultury na ně reagují více (původně přirozená společenstva smrku a buku – různé typy zmlazování (buk na světle udělá mlází, smrk čeká v podrostu několik let na otevření prostoru)), musí se likvidovat

27

typy lesů: v ČR málo druhů stromů a většina z nich neroste spolu, několik typů lesů, důležité faktory – chemismus a vlhkost prostředí, přítomné druhy stromů (např. v jižních Čechách není habr, na Ostravsku dub zimní), konkurence

8. Tradiční kulturní krajina - od neolitu, nejprve vznik tradiční obhospodařované krajiny vlivem zemědělství (až do 18.-19. stol., lesní a luční hospodářství), od 19. stol. moderní průmyslová krajina (Ostravsko a Mostecko – těžba uhlí, ale dnes i okolí velkých měst) - označovaná často jako kulturní step (travnaté formace – pole, louky), ale sekundární mozaikovitá struktura odráží základní součásti: a) vesnice – u nás nejčastěji menší se skupinovým rozložením stavení, umístěné nedaleko od sebe (výjimky – Valašsko a rozptýlené samoty, nížinné oblasti s velkými vesnicemi vzdálenými od sebe, podhůří s řadovými vesnicemi podél vodních toků) - mnoho specifických biotopů souvisejících s činností člověka: 1 - sešlapávaná cesta (rdesno ptačí, lipnice roční), 2 - okraj cesty (jílek, jitrocel), 3 - vyžínaný trávník (lipnice luční, kmín), 4 – husí trávník u stružky (mochna, rmen), 5 - stružka od pumpy k hnojišti (dvojzubec), 6 – svah s popelištěm slepic (pelyněk, sléz, sporýš), 7 – okraj hnojiště u plotu (kopřivy, lopuch), 8 – záhon se zeleninou a plevely b) louky – vznikly odlesněním (původní louky se u nás nevyskytovaly), travinné formace, rychle rostou i bez obhospodařování - luční druhy: světlomilné, s různým zastoupením, horské (smilka), mokřadní (blatouch), suchomilné (svízele), cizí (ovsík vyvýšený – horský druh z Alp, dostal se k nám na konci středověku s rozmachem hnojení luk - orchidejové louky – Bílé Karpaty, České Středohoří, vápence, louky s velkou diverzitou, málo úživné, odpovídají skladbou druhů době před začátkem hnojení c) pole – více závislé na člověku, neobdělávaná pole – úhory – už druhým rokem se změní skladba druhů (většina obilí a plevelů jsou stepní druhy) - koevoluce – zásahy zemědělce, plodiny, plevele (konkurenčně silné: velmi drobný vzrůst (osívka, huseníček, nepatrnec), maximum vegetace až po žních (máta), vychytávání volných skvrnek světla v prostoru (koukol, ostrožka, máky)) d) kulturní lesy e) vojenské prostory – specifické biotopy, vznik krátce po 2. světové válce, přetrvávání tradiční kulturní krajiny, obsahují: a. velké plochy neobhospodařovaných lesů (bomby, není proč obhosopdařovat)

28

b. střelnice a tankodromy – přežívají raně sukcesní druhy (orchideje, kosatec sibiřský, zeměžluč, kolenec), disturbance pomáhají c. bývalé louky, pole, meze a stráně – neobhospodařované, drží se zde pořád vzácné luční druhy d. bývalé vsi – expanzivní a invazní druhy (zde začala např. expanze bolševníku velkolepého)

9. Moderní průmyslová krajina - současná města a vesnice (dnes se ale příliš neliší), průmyslové a těžební areály, skládky a navážky zeminy, velkoplošné polní kultury - vznik v 60. až 80. letech 20. století, stále ale u nás nepřevládá typické znaky: a) málo fyzické přítomnosti člověka v krajině b) koncentrace lidí v sídlech a na komunikacích, ne však v krajině, c) přímá aktivita domácích zvířat mizí z krajiny (včetně tchořů, lišek, kun...) d) ostré rozčlenění na plochy ovládané a neovládané člověkem e) stoupá úživnost krajiny, mizí extrémní biotopy f) roste plošný podíl lesa a ubývá jeho druhové bohatství (mechanismy úpadku pastvy a vysazování dřevin)

29

g) roste role disturbancí v krajině (povodně...) h) změny ve společenstvech – převládají konkurenčně zdatné druhy a neofyty, vznik nových druhů (křídlatka česká) biotopy: mladé, ale hodně druhově bohaté, pro některé druhy neobyvatelné prostředí, ale lze žít na okraji, poušť s oázami zeleně, normální prostředí, rozšířily se sem stepní a skalní druhy anebo nově specializované druhy (hrdlička zahradní, zvonohlík), jeskynní prostředí – organická hmota (lidské odpadky), mnoho druhů

30

6. NAUKA O ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Nauka o životním prostředí – není samostatnou vědeckou disciplínou, jedná se o mezioborovou disciplínou, která vychází zejména z poznání ekologie, demografie (nauka o lidské populaci), technologie, lékařství apod. -

zkoumá základní mechanismy působení člověka na společenstva i neživé složky prostředí (voda, půda, ovzduší, horniny) a doporučuje, jak nežádoucím vlivům člověka předcházet nebo jak napravovat již vzniklé chyby

poškozování přírody člověkem – přímé (těžba dřeva, surovin, stavba silnic, provoz města) a nepřímé (ovlivňování společenstev tak, že se mění následkem druhotných změn, např. kyselé deště) degradace prostředí – úplné zničení krajiny, která pak není pro organismy obyvatelná VÝVOJ LIDSKÉ CIVILIZACE před 45 miliard let – vznik primátů v třetihorách na území Číny předkové člověka 1. lovecko-sběračské období - až do neolitu (mladší doby kamenné) žil člověk jako primát, který nijak nenarušoval přírodu a žil v souladu s ekosystémem - změny vinou člověka v ekosystému byly vratné, dočasné a místně omezené, tj. třeba stopy po lovu, tvorbě příbytků z přírodních materiálů... - 40 – 10 tisíc let: vliv na vyhubení některých velkých savců – mamuti, koně, srstnatí nosorožci (ale byl to jeden z vlivů, nevymřeli jen dílem člověka) - 7 – 5 tisíc let: ovlivnění vegetace plošným vypalováním (patří spíše do dalšího období, zde počátky) - žádné významné změny ve struktuře ekosystémů na Zemi - 12 tisíc let: usazení některých populací Homo sapiens v Eurasii a Severní Americe, počátek pastvy a domestikace zvířat, počátky pěstování plodin (archeologické nálezy – doba zhruba před 17 tisíc let!)

31

2. zemědělsko-pastevecké období neolitická revoluce – změna způsobu života lidí z kočovného lovecko-sběračského na usazení na jednom místě, spojené s pastvou zvířat a pěstováním plodin nové zdroje energie – pálení dřeva, vítr, tažná zvířata agroekosystém – polopřirozený ekosystém s monokulturními porosty (předchůdci polí) trvalé změny: - pozůstatky těžby v lomech a dolech, zbytky staveb, opevnění, zavlažovacích kanálů - zásahy do rozšíření a genetické výbavy některých druhů organismů (šlechtění) - škůdci a plevele - první vážné změny prostředí – např. vznik druhů šlechtěním, skladba a funkce ekosystémů první ekologické katastrofy – desertifikace rozsáhlých oblastí, např. v bývalé Mezopotámii, 2150 – 2000 let př. n. l.) urbanizace – vytváření velkých měst, začalo asi před 5 – 6 tisíc let

3. průmyslové (industriální) období - posledních 300 let - vyžívání strojů a technologií, transformace, transport a využívání energie, převážně z fosilních paliv - globální změny – změny celé planety, zejména ubývání neobnovitelných zdrojů energie a surovin, biodiverzita (rozmanitost přírody) Změny ve společnosti zvýšení průměrného věku člověka – nové léky a péče o novorozence a nemocné, zavedení a postupné zdokonalování zdravotní péče růst počtu obyvatel – souvisí s usazováním a budováním sídel a měst, s tím souvisí vysoká koncentrace obyvatel ve městech, anonymita ve společnosti, sociálně patologické jevy RŮST LIDSKÉ POPULACE

32

Vývoj rozšíření člověka na Zemi -

-

původně v Africe, teplé oblasti migrace Homo erectus z východní Afriky do jihovýchodní Asie (před 1 mil. let), později do Evropy, zejména Středomoří Homo sapiens – v souladu s prostředím, limitace růstu populace faktory prostředí (potrava, klima, pohyblivost, predátoři), po usazení na místě vymizela – dostatek potravy, trvalý úkryt, z toho vyplývající dokonalejší péče o potomstvo, mírné klima – stěhování do dalších oblastí (omezení konkurence) rozvoj civilizace – postupný proces, umožněný stálostí holocénního klimatu, vhodnou sociální strukturou lidských tlup, bipední pohyb a rozvoj mozku

exponenciální růst – před 5 – 15 mil. obyvatel na začátku zemědělsko-pasteveckého období, jedná se o výjimečný stav mezi živočichy – nad hranici nosné kapacity prostředí

hlavní faktory – civilizace a industrializace, zabezpečení nadbytku potravy, hlavními faktory jsou významný pokles kojenecké úmrtnosti, prodloužení života a poskytování zdravotní péče demografická transformace – rozdělení zemí na „bohatý sever“ a „chudý jih“, první z nich mají již nárůst populace za sebou, u těch druhých však natalita stále hodně převažuje - faktory – rozvoj průmyslu, lékařské péče, systém podpor, pojištění, zaměstnanost a vzdělání žen, plánování rodiny a antikoncepce - důsledky – snížení natality a mortality, menší množství dětí na jednu rodinu, vyšší věk rodiček, společenské uplatnění - růst počtu obyvatel zejména v chudých zemích (až 90% všech obyvatel Země) -

stěhování obyvatel do měst, na poč. 20. století žilo ve městech necelých 15% světové populace, v současnosti přes 50%

33

-

velká města nad 10 miliónů – dnes už 25

nosná kapacita Země – počet lidí, které planeta může uživit, odhadovaná na 7,5 – 12 miliard let (existují odhady okolo 50 mld. let) OCHRANA BIODIVERZITY Biodiverzita (druhová rozmanitost) – počet druhů organismů na Zemi − v současnosti 1,8 miliónů druhů žijících organismů, odhady 5 – 30 miliónů − málo známé skupiny jsou zejména jednobuněčné organismy, červi, řasy a stále hmyz, jehož je zhruba 60% všech známých druhů organismů − poznání souvisí se způsobem získávání, pozorování a studování živočichů a také obtížností determinace − biodiverzita souvisí i s genetickou diverzitou a potravními cykly speciace – vznik nových druhů − geografická (adaptivní radiace) a ekologická speciace, křížení (hybridní roje u rostlin), polyploidie (domestikanti) − SMRS – specific mate recognition systems (druhově specifické znaky) a RIM – reprdudukčně izolační mechanismy extinkce – zánik druhů - hromadná vymírání v minulosti v důsledku velkých změn prostředí – přelom perm/trias v důsledku změny klimatu (sucho), kolem 90% druhů vyhynulo; přelom křída/terciér v důsledku impaktu asteroidu, kolem 50% druhů vyhynulo - vymírání jednotlivých druhů v důsledku obměny společenstev, vývoje krajiny - vymírání v novověku – často dílem člověka, může za to zejména exponenciální růst lidské populace druhotné příčiny: 1) změny a likvidace stanovišť – odlesňování, odvodňování, těžba, výstavba měst a průmyslových závodů, fragmentace biotopů (rozdělení na menší celky), největší dopad na tropické deštné lesy – těžba dřeva a využívání půdy pro pěstování plodin vedoucí k desertifikaci a pobřežní oblasti – globální oteplování a zvyšování hladiny oceánů a moří 2) kontaminace nebezpečnými látkami – hnojiva, pesticidy, ropné produkty, průmyslové odpady, PCB, těžké kovy, snížení životaschopnosti organismů 3) války – disturbance, likvidace krajiny, zamoření nebezpečnými látkami, lov organismů, jaderné konflikty... 4) lov a sběr některých druhů – velcí savci (sloni, nosorožci, šelmy), exotičtí ptáci (papoušci), orchideje, motýli a brouci, ulity a lastury..., přírodní látky pro farmaceutický průmysl 5) zavlečení (introdukce) cizích druhů – narušení struktury stanovišť, nemají přirozené nepřátele, ohrožení genofondu Význam organismů pro člověka – ekonomický (potraviny, průmysl...), vědecký (poznání planety, organismů a vztahů mezi nimi), estetický (krása zvířat a rostlin...), etický a citový (domácí mazlíčci, pomoc člověku), ekologický (jsme stále jeden druh živočicha, pro nějž jsou další organismy důležité)

34

OCHRANA PŘÍRODY druhová x ekosystémová (územní), v současnosti snaha o propojení Instituce pro ochranu přírody – chráněná území (rezervace) s plánem péče o přírodu, umělé podmínky (ZOO, botanické zahrady, semenné banky, kultury mikrobů), počátek zakládáním rezervací WWF – mezinárodní organizace pro ochranu přírody (ve znaku panda) ČSOP – Česká společnost ochránců přírody nevládní organizace – Greenpeace, u nás Hnutí Duha, Tereza apod., často jsou to však spíše anarchisté bez znalostí ekologie Mezinárodní dohody o ochraně přírody: Ramsarská dohoda o ochraně mokřadů Washingtonská dohoda o mezinárodním obchodu s chráněnými a ohroženými druhy rostlin a živočichů = CITES Bonnská dohoda o ochraně migrujících druhů zvířat (ptáků) Úmluva o biodiverzitě – 153 států světa Ochrana přírody v ČR a v Evropě bude předmětem samostatné přednášky

35

7. ZDROJE OVZDUŠÍ A KLIMA Atmosféra – plynný obal Země, obsahuje plyny, vodní páru, polétavé částečky (aerosol) v pevném i kapalném skupenství, živé organismy a části jejich těl (mikroorganismy, spory, pyl), znečišťující látky

vrstvy: troposféra (do 8 – 15 km od povrchu), zde se vytváří počasí, stratosféra (do 50 – 55 km) s ozónovou vrstvou, mesosféra (do 80 – 90 km), termosféra (do 400 km) a exosféra klimatické podmínky na Zemi – pohyb vzduchu, rozdíly teplot vznikající ozářením Země Sluncem během dne, rozložení pevnin a oceánů, odrážení světla povrchem vody, ledovců, pevniny i oblaků, rotace Země, tření vzdušných mas o povrch Země, cirkulace vody v oceánech (mořské proudy), slapové jevy (příliv a odliv)... Skleníkový jev (efekt) – jeden ze základních procesů, který udržuje na Zemi konstantní teplotní podmínky, mechanismus průniku, zadržování a výdeje slunečního záření přes atmosféru princip: většina slunečního záření je pohlcena v atmosféře, značná část záření určité vlnové délky (zejména světelné záření) však dopadne na povrch Země, tam se odrazí nebo je pohlceno, pohlcené záření se změní v teplo (IR), které neprochází zpět atmosférou do kosmických prostorů tak snadno jako záření světelné, některé plyny (hlavně CO2, CH4 a vodní pára) v atmosféře jej totiž zachycují a vysílají zpět oběma směry, jedná se tedy o zbrždění úniku záření zpět do kosmického prostoru - existuje tedy rovnováha mezi příjmem a výdejem záření, kde se uplatňuje záření, které dočasně, ale stále ohřívá zemský povrch a přízemní vrstvy atmosféry - účinek zmíněných skleníkových plynů připomíná opravdu skla skleníku - skleníkový efekt je tedy přirozeným jevem působícím na Zemi mnoho miliónů let

36

Ozónová vrstva – vrstva ve stratosféře (někdy označovaná jako ozonosféra), která zachycuje UV záření – má kratší vlnovou délku, ale vyšší energii než světlo, je nebezpečné, protože zpomaluje fotosyntézu a poškozuje tkáně živočichů a pletiva rostlin, na Zemi ho dopadá jen minimum, protože je pohlcováno ozón O3 (trikyslík) – vzniká při setkání UV záření s molekulou kyslíku, kterou rozbije na jednotlivé atomy, ty se pak slučují s dalšími molekulami kyslíku, jiné UV záření však zase molekulu ozónu rozbije - oba pochody jsou v rovnováze, UV záření takhle předá svou energii a změní se v teplo, ozónová vrstva tedy brání Zemi před škodlivým zářením, nejedná se však o pevný štít, ale spíše soustavu chemických reakcí - přízemní ozón – i v troposféře, zejména při bouřkách (blesky), výboje způsobené člověkem (počítače a větrání místností) - Dobsonovy jednotky – jednotky měření ozónu, 1 DU = pomyslný sloupec ozónu o síle 1 mm

37

Působení člověka na atmosféru -

zejména moderní technologie narušují složky atmosféry a oba výše zmíněné mechanismy

1. Zesílení skleníkového jevu - člověk produkuje vyšší množství skleníkových plynů, které pak pohlcují mnohem více IR záření unikajícího ze Země a přispívají k oteplování Země - globální oteplování – může mít nepříjemné následky - tání vysokohorských a polárních ledovců, pak se zvýší hladiny oceánů, změní se klima v řadě oblastí, šíření nemocí (malárie), změny srážkového režimu 2. Poškození ozónové vrstvy - zejména produkce halogenovaných uhlovodíků (freony), dále pak jaderné zbraně a letadla - freony – stálé, netoxické sloučeniny (setrvávají v atmosféře až stovky let), nebezpečné reakce s ozónem a způsobují jeho rozklad - ozónová díra – místo ve stratosféře s vážným úbytkem ozónu, zejména nad Antarktidou u jižního pólu a nad velkými městy - Vídeňská dohoda (1985) o ochraně ozónové vrstvy a Montrealský protokol (1987); od roku 2000 se smějí freony používat jen v případech, kdy není jiná alternativa Cl + O3

ClO + O2

O + ClO

Cl + O2

3. Znečištění ovzduší zvyšování stopového množství některých plynů, např. SO2, NOx, CH4 -

38

plyny oxid siřičitý SO2 oxidy dusíku NOx oxid uhličitý CO2 metan CH4

přirozený vznik oceán (H2S), požáry, vulkanická činnost, mikroorganismy oceán (N2O), činnost mikroorganismů, blesky, požáry oceán, požáry, vulkanická činnost, dýchání, rozklad organických látek mikroorganismy (bahenní plyn), tlení, vulkanická činnost

zvyšování vlivem člověka spalování (fosilní paliva) průmysl, spalování, hnojiva spalování, produkce potravin, chov zvířat, odlesňování, eroze půdy chov zvířat, pěstování plodin (rýže), těžba zemního plynu a uhlí, skládky z odpadů

a) kyselé srážky – reakce produktů spalovacích procesů (SO2 a NOX) s atmosférickou vodou na kyseliny a dopad na Zemi ƒ emise – vypouštění nebezpečných látek do ovzduší, imise – dopad kyselin na zem ƒ vlivy: ohrožení lesů, okyselování jezer a toků, degradace půdy, koroze materiálů, porušení staveb, soch a památek ƒ odsíření – v elektrárnách, způsob jak zabránit vypouštění oxidů síry do atmosféry CO2 + CaSO4 SO3 + CaCO3

b) smog – ve městech a průmyslových oblastech, vznik kombinací spalováníá a klimatických faktorů ƒ aerosol ve vzduchu, škodí dýchání i) zimní (londýnský) smog (redukční smog) – za mlhavých dnů nebo při teplotních inverzích při spalování pevných paliv, zejména v zimě, prokazatelný vliv na zdravotní stav obyvatel, podporuje vznik bronchitidy, astmatu a dýchacích obtíží (ten je i v Praze a Ostravě) ii) letní (losangeleský) smog (fotooxidační smog) – intenzivní sluneční záření a zplodiny ze spalovacích motorů – vznik ozónu, který vstupuje do řady chemických reakcí, způsobuje záněty spojivek a dráždění rohovky, sliznice dýchacích cest, také poškozování památek ƒ v ČR přetrvává i) v místech spalování fosilních paliv, čím dál více se však v létě vlivem automobilové dopravy ve městech rozšiřuje ii) c) fyzikální faktory ƒ tepelné znečištění ovzduší – nad velkými městy větší teplo, zejména díky spalování a chlazení ƒ hluk – přenáší se vzduchem, doprava a stroje, hlasitá hudba ƒ radioaktivita – z geologického podloží stavebních materiálů – radon (Rn), jaderné palivo, elektrárny a jaderné pokusy, popílek z tepelných elektráren (spalování nekvalitního uhlí s příměsí radiokativních prvků) d) vnitřní prostory – nízká větratelnost, znečištění produkty spalování (vaření, kouření, topení – CO, NOx, benzo-a-pyren, prach), stavebními materiály (styren, formaldehyd), čistící a konzervační prostředky (tetrachloretylen, tetrachlormetan, paradichlorbenzen, azbest – karcinogenní účinky), tabákový kouř, alergeny (chemické látky, roztoči, plíně, prach, chlupy, peří), radon (v 39

málo větraných prostorách); nejhorší v průmyslových podnicích (koncentrace chemických látek, vysoká teplota, oslnění, hluk, vibrace...) VODA Hydrosféra – voda na Zemi, nejdůležitější je existence vody v kapalném skupenství, postupné odvodňování zemského nitra, vznik vody při chemických reakcích v horninách v zemském nitru, vysrážení na povrchu, vznik oceánů, ledovců, řek a jezer voda H2O – základní stavební látka těl živé i neživé přírody, nezbytná v metabolických reakcích, životní prostředí ... - v přírodě nikdy čistá, ale s rozpuštěnými částicemi a sloučeninami - nejvíce v oceánech, pak podzemní voda, ledovce, jezera, řeky... - oceán – více než 97% vody, slaná, použitelná je tedy voda z ostatních zdrojů - stabilní roční odtok – množství vody, které se vrací ročně do oceánů (a je tedy využitelné pro organismy), 40 tisíc km3 vody ročně, z toho asi 9 tisíc km3 můžeme využít - roční spotřeba na osobu – mezi 7 – 8 tisíci m3, všichni lidé tedy spotřebují ročně 3 – 4 tisíce km3 vody ročně, existují tedy velké rezervy - rozdělení zdrojů vody – různé v různých zemích, záleží na oblasti Země, ekonomické situaci země a hustotě osídlení, rozdíly v řádech až tisíců m3 na osobu - voda, kterou využíváme, není jen na piti, ale zejména k zavlažování, produkci potravin, praní apod... - dostatek vody ovlivňují: růst populace, ale hlavně způsob života obyvatel, průmysl

Znečištění vody – několik typů vody podle použití: pitná (nejkvalitnější), prací, užitková, odpadní, různé normy na posouzení kvality vody pitná voda – dříve jako pramenitá a čerpaná podzemní voda, jen někdy s mírnými úpravami, v současné době průmyslově znečištěná oceány – přítok znečištěné vody řekami, vypouštění odpadů na volném moři, havárie tankerů – pobřežní ekologické katastrofy znečištění může být způsobeno: 40

a) mikroorganismy – odpadní vody z lidských sídel, odpady ze zemědělské výroby a skládek TKO b) netoxickými organickými látkami – odpadní vody z textilního, papírenského a potravinářského průmyslu – zbytky rostlinných a živočišných tkání, které jsou rozkládány na nebezpečné látky, např. při kvašení úbytek kyslíku z vody (úhyn ryb v Blatné) c) nadměrný obsah živin (eutrofizace) – hlavně ze zemědělství, fosforečná a dusičná hnojiva z polí a pastvin, septiků a hnojišť, mycí a prací prostředky (fosfáty) – vede k nárůstu fytoplanktonu (sinice – vodní květ), pak zooplanktonu, odumírání těchto přemnožených mikroorganismů vede k podobným jevům jako u b) d) toxické kovy – sloučeniny Pb, Hg, Zn, Cd, Cu, Cr, Ni, As se usazují ve vodě a dostávají se do těl organismů, vyšší koncentrace mají zhoubný vliv – toxické, karcinogenní e) toxické organické látky – chemický průmysl, zpracování ropy, vznik látek nerozpustných nebo částečně rozpustných ve vodě (PCB, uhlovodíky, ropné látky, DDT a pesticidy, organická rozpouštědla) – toxicita nemusí být vysoká, ale páchnou a často je nejde moc dobře detekovat f) kyselé srážky – okyselování (acidifikace) vod, příliš kyselé prostředí pro mnoho organismů, uvolňování iontů z podloží (Al) g) pevné látky ve vodě (suspenze) – vlivem eroze, zvíření usazenin, vypouštění kalů do vody, omezování prostupnosti vody pro světlo, nepříznivé ovlivnění fotosyntézy, zanášení stojatých vod h) zvyšování teploty vody – odpadní teplo z technologií a domácností (teplá voda) – ovlivnění skladby vodních společenstev i) radioaktivita – následek těžby a zpracování uranové rudy, jaderné zbraně a elektrárny, vědecké pokusy (Cs), radon typy znečištění podle místa vzniku a podle času působení: a) plošné znečištění – smyvy z polí, měst a průmyslu b) bodové znečištění – odpadní vody, výpusti z továren, dolů, kanalizace, čistíren -

u obou typů lze dobře předvídat složení i koncentraci látek

c) havárie – neočekávané, nepravidelné a okamžité znečištění vody, úniky látek působení na zdraví člověka: toxické kovy, pesticidy a PCB – kumulace v tělech organismů a působení otrav, dusičnany – poškození funkce hemoglobinu (dnes se to hodně hlídá), nakažlivé choroby a paraziti (tyfus, cholera ...) Čištění vody – dříve samočištění: usazování sedimentu, rozklad látek mikroorganismy, spotřeba živin řasami a přímé okysličování a hydrolýza látek ve vodě, současné mechanismy čištění odpadních vod jsou založené právě na těchto principech čistírny odpadních vod – nejprve usazování těžších částic a zachycování hrubých nečistot, pak biologické odbourávání živin působením aktivního kalu (mikroorganismy a řasy), nakonec chemické odstraňování látek obsahujících fosfor - špatně se odstraňují těžké kovy, pesticidy, někdy tyto látky blokují samotný čistící proces

41

laguny a kořenové čistírny – uměle vytvořené mokřady, využití přirozené schopnosti mokřadních organismů rozkládat živiny a tedy čistit vodu Nevhodné vodohospodářské zásahy – zejména do vodního režimu krajiny ve prospěch výtěžku něčeho pro člověka odvodňování – meliorace mokřadů, narovnávání toků řek a potoků – snížení samočistících schopností vody, vysychání. ztráta zadržovacích schopností lesů a luk vede až k záplavám, zasypávání slepých ramen zavlažování – zvýšení výparu a ztráty vody PŮDA Pedosféra – nejsvrchnější vrstva zemské kůry, s výjimkou ledovců, pouští a skalnatých oblastí celý povrch souše půda – vznik zvětráváním geologického podloží a skal (záleží na charakteru hornin a vlivech podnebí), vliv organismů – rozkladem jejich těl vzniká humus – organická složka půdy edafon – půdní organismy -

hlavní podíl v biogeochemických cyklech v různých oblastech země různé půdy z celkové plochy povrchu Země 29% tvoří pevnina, z toho okolo 11% je zemědělsky obhospodařováno, většina jsou však pastviny, louky, podíl polí malý, ale stoupá

Poškození půdy obhospodařování – orání, okopávání, hnojení, odvodňování, zavlažování atd. – změna přirozených vlastností půdy a vlastností edafonu, snaha zvyšování úrody vede často k zhoršení vlastností půdy a ztrátě humusu až degradaci půdy – ztráta žádoucích vlastností a) eroze půdy – zvětrávání, vlivy podnebí, rozrušení a transport půdy, činnost člověka často vede k erozi (velké lány bez remízků, mezí) b) dezertifikace – přeměna v poušť c) podmáčení – důsledky nadměrného zavlažování na nevhodných místech, přebytek vody a nedostatek kyslíku v půdě, často vede k zasolení půdy – soli z vody a hornin se ukládají v půdě (může vést až k erozi nebo dezertifikaci) d) kontaminace a chemická degradace – cizí prvky a sloučeniny, ovlivnění pohybu živin, chemických reakcí a životaschopnosti organismů v půdě - např. hnojení průmyslovými hnojivy, pesticidy, těžké kovy, PCB – hromadění škodlivin v organismech, otrava fauny a flóry, někdy eutrofizace půdy (ruderální rostliny, kopřiva – vysoký obsah dusíku) e) změna kyselosti – kyseliny z kyselých srážek i chemické znečištění, podzolizace půdy – vyplavování oxidů hliníku a železa ze svrchních vrstev do spodních, vede k ochuzené o humus f) zhutňování – změna struktury a propustnosti půdy, vymizení humusu, slabé schopnosti zadržovat vodu, kyslík g) zábor půdy – užití k jiným účelům než pěstování a chovu, stavba lidských sídel, průmyslových podniků, komunikací, těžba nerostných surovin

42

-

rekultivace – navracení bývalých dolů do stavu podobného jako byl původně, často však snaha udělat z nich přírodu během jednoho roku...

důsledky degradace půdy – úbytek přirozených ekosystémů, snížení zemědělské produkce Ochrana půdy a) přeměna zemědělské půdy – nevhodná půda pro pěstování, změna na louky nebo zalesnění b) opatření v zemědělských oblastech – větrolamy (proti erozi a vysychání), zonální pěstování (postupné posouvání a střídání plodin v pásech), využívání statkových hnojiv a kompostů ENERGIE Energie – schopnost konat práci, nevzniká ani nezaniká (zákon zachování energie), jen se mění na jiné formy -

při každé přeměně energie je část přeměněna na zbytkové teplo, které už nemůže být dále využito (srovnání žárovky a zářivky) lidská společnost stále spotřebovává více a více energie

Zdroje energie – velké množství, původním zdrojem Slunce a jeho záření 1. Obnovitelné (alternativní) – zdroje, které lze využívat stále ve stejném množství, neubývají a) energie přímého slunečního záření (solární) – sbírání světelnými kolektory – tmavé panely s ohřevným médiem (voda), využívání přímo jako voda na topení, soustava zrcadel může pomoci soustředit sluneční paprsky na jedno místo; fotovoltaické články – po dopadu paprsků vznik elektrické energie ƒ nevýhody: nemožnost využití ve všech oblastech (počet slunečných dnů), velká plocha, vysoká cena b) energie větru – využití pohybu vzdušných mas, větrné mlýny – dříve, dnes větrné elektrárny s vrtulovými jednotkami ƒ nevýhody: nepravidelnost v síle a směru větru, zábor půdy, hluk c) energie vody – transformovaná sluneční energie do energie vodní masy, prohánění vody přes turbínu, využívá se také energie vln (příbojová energie) a energie přílivu a odlivu ƒ nevýhody: ovlivňování ekosystémů, nemožnost využití všude d) energie biomasy – sluneční záření transformované do metabolických procesů, topení a svícení, rostlinné biooleje (bionafta), etanol – pohonné hmoty, anaerobní rozkladné procesy – bioplyn (metan) ƒ nevýhody: ničení lesů, spaliny a zplodiny spalování e) geotermální energie – zdroje energie ze zemského nitra, horké prameny ƒ nevýhody: využité jen v některých oblastech světa, někdy neobnovitelné f) tepelná čerpadla – odebírání tepla z vrtů, půdy, vody pomocí nízkovroucí kapaliny v plynném skupenství, která se tlakem zkapalňuje a zahřívá, předání tepla vytápěcímu médiu 2. Neobnovitelné – látky, které se neobnovují nebo se obnovují v mnohem menším množství než je spotřeba

43

a) fosilní paliva – energie přeměněná organismy do rostlinné a živočišné biomasy, vznik složitým dlouhodobým procesem uhlí – černé, hnědé a antracit, tvořeno převážně uhlíkem, ale příměs dalších prvků (H, O, N, S), ty jsou často zodpovědné za znečištění ovzduší (vznik CO2, CO a SO2), velký obsah nespalitelných látek (až 50% hmotnosti uhlí), stopové radioaktivní prvky a těžké kovy ƒ velká výhřevnost, světové zásoby jsou poměrně velké, využití i v chemickém průmyslu ƒ nevýhody: znečištění prostředí (ovzduší, voda, půda), kyselé deště, devastace krajiny těžbou ropa – směs kapalných uhlovodíků vzniklých z kapalných zbytků vodních organismů, zpracování na řadu produktů v rafinériích, energie spalovacích motorů a hořáků, vznik podbných zplodin jako u uhlí kromě radioaktivních látek a těžkých kovů, využití i v potravinářském, chemickém... průmyslu ƒ nevýhody: znečištění při těžbě a transportu, brzká možnost vyčerpání hořlavé břidlice a písky – usazené horniny, malý význam díky velkým nákladům na těžbu a zpracování rašelina – na rašeliništích ze zbytků rostlin, dnes se už k vytápění nevyužívá, v současnosti využití v zemědělství a lázeňství ƒ nevýhody: proces ukládání velmi pomalý, při těžbě likvidace cenných ekosystémů zemní plyn – doprovází uhlí a ropu, hlavně metan, ale i další uhlovodíky, CO2, H2S, palivo v domácnostech, výroba elektřiny, pohon motorových vozidel, mnohem méně znečišťuje než ropa, neobsahuje škodlivé příměsi ƒ nevýhody: omezenost výskytu b) jaderné palivo – uran 235U a 238U, poměrně velké zásoby (větší než u fosilních paliv), využití je problematické ƒ jaderné elektrárny – využití štěpné reakce 141 92 235 Ba + Kr U ƒ nulová produkce oxidů síry, uhlíku a dusíku a popílku ƒ nevýhody: havárie ..., zneškodnění vyhořelého paliva a likvidace elektrárny po skončení provozu, škody při těžbě: využívání silných kyselin, doly Budoucnost energetických zdrojů – problematická, lze ji vylepšit - využitím alternativních (obnovitelných) zdrojů - získáváním energie novým způsobem (slučování jader vodíku, jaderná fúze) - úspora energie SUROVINY -

přírodní látky, které jsou používány při výrobě látek důležitých pro člověka stejně jako energie se i hmota může měnit jen na jiný typ hmoty, tedy co z přírody vezmu, stejné mnžství odpadní hmoty získám Zdroje surovin – primárně prostředí na Zemi, odkud pocházejí využívané látky, obvykle nějak omezené výskytem a dobou vzniku a) obnovitelné – stále nebo periodicky dostupné, rychlost spotřeby stejná nebo menší než rychlost obnovování, např. části těl živočichů a rostlin (dřevo, kůže, vlna, bavlna), produkty jejich metabolismu (kaučuk, oleje, vosk), tedy biomasa b) neobnovitelné – rychlost spotřeby vyšší než obnovování, nebo obnovování neprobíhá, např. uhlí, ropa, kovové rudy, nerudní suroviny, anorganická hnojiva 44

-

surovinou je voda, půda i vzduch (také je potřebujeme) u obnovitelných zdrojů je nutné rychlost spotřeby přizpůsobovat rychlosti obnovování a u neobnovitelných hledat jiné alternativy

Odpady – způsob návratu využité látky zpět do přírody, součást “životního cyklu” každé suroviny -

heterotrofní organismy nic nevytvářejí, jen vlastně přetransformovávají, člověk není výjimkou - odpady vznikají při většině činnosti člověka (odpadní voda, při výrobě energie apod.) - věc, které se chce její původce (majitel) zbavit, nebo věc, kterou je nutné odstranit z hlediska ochrany životního prostředí nebo zdraví člověka druhy odpadů: podle různých hledisek – chemické složení (kyselé, zásadité, neutrální, organické, anorganické), skupenství (pevné, kapalné, plynné, kaly), původ (komunální – z lidských sídel, průmyslové, zemědělské), nebezpečnost (neškodné, toxické, radioaktivní, hořlavé ...) hlavní způsob rozdělení podle původu a nebezpečnosti: - odpady rostlinného a živočišného původu (zemědělská výroba, dřevozpracující a potravinářský průmysl) - odpady minerálního původu (odvaly z dolů, popílky, suť ze staveb) - odpady z chemických procesů (chemické látky, odpady s příměsí toxických kovů) - radioaktivní odpady (jaderné palivo, laboratorní izotopy) - odpady z obcí (komunální) – smíšený odpad, nebývá příliš toxický Zneškodňování odpadů – způsob jak zamezit ohrožení přírody odpadními látkami a) ředění – dříve využívání samočistících vlastností přírody, dnes u některých odpadů lze také (odpadní vody a plynné produkty spalování), rozředění a pomalé vypouštění do přírody b) kompostování – rostlinný a živočišný odpad, lze využít dekompoziční přírodní procesy, nelze u odpadů s těžkými kovy, organickými látkami a choroboplodnými zárodky c) recyklace – vracení zpět do přírody jako jiné látky, odpad však musí splňovat určité podmínky (bez příměsí, snadný transport a technologické zpracování), základem recyklace je třídění odpadu (PET – polyetyléntereftalát lahve, sklo) d) biodegradace – zpracování v přirozených trofických řetězcích, hlavně některé obaly e) skládkování – ukládání na skládky, původně vznik živelně u sídel, dnes řízené skládky – na určitých místech podle propustnosti podloží, neškodný a tuhý komunální odpad (TKO) pouze zhutněné, nevýhody – ztráta recyklovatelných surovin, znečištění průsakovými vodami, zápach, úlet lehkých materiálů (pytlíky, papír), zabírají půdu, výhodou je vznik metanu, který může jako skládkový plyn být využit f) vitrifikace – toxické a radioaktivní odpady – zalití sklovitým obalem (betonem, asfaltem) před uložením, ukládání v podzemních prostorách daleko od sídel g) tepelné zpracování – vysoké teploty nebo spalování, někdy lze využít i vysoký obsah energie, spalování probíhá za dostatečného přístupu vzduchu, popel uložen na skládky, nevýhody – zvýšení koncentrace některých škodlivin, těžkých kovů, náročné na používané technologie, pyrolýza – tepelný rozklad bez přístupu vzduchu na snadno upravitelné, uložitelné nebo filtrovatelné látky

45

Snižování produkce odpadů – zajistí i snížení nutnosti zpracování odpadů a následného poškozování životního prostředí, preventivní činnost - snižování materiálové náročnosti – zvýšení efektivity výroby, snížení materiálové a energetické náročnosti technologií - snižování spotřeby – hlavní cesta ke snížení produkce odpadů

46

8. ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ ČESKÉ REPUBLIKY hlavní problémy: ne růst populace, ale způsob využívání přírodních zdrojů, rysy spotřeby, energetická a surovinová náročnost výroby Charakteristika území klima – mírné atlanticko-kontinentální se střídáním ročních dob, průměrné roční teploty okolo 6°C, průměrné roční srážky 680 – 690 mm, minimum 410 (Žatecko), maxima okolo 1500 v horských oblastech (Lysá hora), sníh jen v zimě, tedy relativně málo vody, závisí na srážkách, sucho v létě se výrazně projeví na nedostatku vody obyvatelstvo – 10, 3 mil., vysoká hustota zalidnění – 131 obyv./km2, struktura – hodně 20-30 letých a 45-55 letých, málo dětí do 15 let a lidí ve věku 62-67 let (ročníky druhé světové války), velký počet malých sídel - nejvíce zatížené životní prostředí v nejhustěji osídlených oblastech (Praha, Ostravsko, Mostecko, Plzeňsko, Mělnicko), průměrný věk mužů 72, žen 78 let (o 5-8 let méně než u jiných rozvinutých zemí Evropy) - poruchy oběhového systému, nádory, nemoci dýchacích cest výroba – dříve hodně velká spotřeba energie, tepelné elektrárny (velký vliv na životní prostředí), v 80. a 90. letech snížení spotřeby energie, průmysl spíše lehčí než těžký a energeticky náročný

doprava – od 19. století dobře rozvinutá, největší rozvoj po 2. světové válce - železnice – délka tratí skoro stejná od počátku 20. století, přeprava průmyslových výrobků a surovin poklesla a stále klesá - silniční doprava – přeprava po silnicích klesala v letech 1990-1993, od roku 1994 stoupá - osobní doprava – stejný trend jako v EU, rozvoj automobilismu, klesá přeprava lidí hromadnou dopravou, vlivy automobilismu: kolony, zácpy, znečištění vzduchu, letní smog - letecká doprava – stále jen zlomkem ostatních typů - lodní doprava – malý podíl a stále klesá

47

Znečištění jednotlivých složek prostředí Ovzduší emise – od 70. let elektrárny, teplárny, průmysl zpracování kovů, chemický průmysl a doprava - SO2 – 1950-1980 vzrostly zhruba 3x, později výrazný pokles díky odsíření elektráren, ale stále hodně znečišťujeme - NOx a prach mírně klesají - CO a uhlovodíky stagnují nebo mírně stoupají (doprava a chemický průmysl) imise – koncentrace škodlivin často převyšují povolené denní znečištění, tzv. imisní limit - SO2 a prach – 150 µg.m-3), zejména Praha, Ostravsko, Severozápadní Čechy - NOx se pohybují těsně pod hranicí (100 µg.m-3), čeká se však díky automobilům mírný vzrůst - CO2 – významně přispíváme k zesílení skleníkového efektu - těžké kovy – nezanedbatelné množství – nedokonalé spalování, hutě, výroba hnojiv, doprava

Voda odběr – z povrchových toků, nejvíce energetika (elektrárny), průmysl, vodovody, málo zavlažování (na rozdíl od V Evropy), od 80. let se snižuje; z podzemních vod hlavně do vodovodů, také klesá dostupnost – ČR závislá jen na srážkách, deficit se projevuje (naposledy v letech 1990-1994, od těch dob srážky stouply), ztráty i ve vodovodních sítích (netěsnosti, díry, až 30%) znečištění – postupně klesá od počátku 90. let, výrazný pokles na přelomu století, stále však znečištění sedimentů velkých řek těžkými kovy a PCB a kontaminace rezervoárů podzemních vod - zlepšení díky poklesu průmyslové výroby, snížení spotřeby průmyslových hnojiv v zemědělství, výstavba čističek odpadních vod u velkých podniků havárie – pokles na 160 ročně (asi 1/5 co dříve), nejvíce ropných

48

Horniny a půda energetické a stavební suroviny – v souvislosti s poklesem průmyslu od roku 1990 pokles těžby surovin (o 20-50%), hodně výrazný pokles u hnědého uhlí a zastavení těžby uranu v roce 1996 těžba v chráněných územích – devastace cenných přírodních hodnot (vápenec v Českém krasu, kamenivo v Českém středohoří, písky na Třeboňsku), průzkum po nových těžebních místech (zlato na Šumavě, ropa u CHKO Pálava) zemědělská půda – v letech 1950 – 1989 pokles zhruba o čtvrtinu, pokles zejména díky stavbě průmyslových podniků, těžbě surovin, stavbě přehrad ... - výnos z hektaru vzrostl 3x (na 60 q.ha-1), používání průmyslových hnojiv vzrostlo 5x, ale od r. 1990 výrazný pokles

49

Lesy přirozená skladba dřevin se výrazně změnila – smrk 54%(dříve 15%), borovice 18% (3%), dub 6%(18%), buk 6%(40%), jedle méně než 1%(16%) poškození lesů – v monokulturách škůdci (lýkožrout, obaleči), znečištění ovzduší (SO2 v zimě, ozón v létě), náchylnost k polomům předcházení - snížení imisí škodlivin, ale v první řadě vysázení „původních“ typů lesů

Odpady dříve nebyly monitorovány, nejvíce z průmyslu a energetiky zejména skládkování (60%), spalování (9%), biologické zpracování – kompostování (10%), recyklace (10%), v současnosti snaha více recyklovat a spalovat

50

9. OCHRANA PŘÍRODY V ČR -

první rezervace – Žofínský prales a Hojná Voda v roce 1838, i první v Evropě, Boubínský prales 1858

ZÁKONY O OCHRANĚ PŘÍRODY Národní legislativa: Zákon o ochraně přírody č. 114/92 Sb., o ochraně přírody a krajiny (novelizován zákonem č. 218/2004 Sb. - tzv. Euronovela Vyhláška č. 395/92 Sb. (seznam chráněných druhů rostlin a živočichů), v současné době připravována novela Evropská legislativa: Směrnice č. 79/409/EHS o ochraně volně žijících ptáků („směrnice o ptácích“) Směrnice č. 92/43/EHS o ochraně přírodních stanovišť, volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin („směrnice o stanovištích“) Do české legislativy zapracovány formou Vyhlášky č. 166/2005 Sb., o ochraně přírody a krajiny v souvislosti s vytvářením soustavy NATURA 2000 Stupnice ochrany podle Vyhlášky č. 395/92 Sb.: Druh kriticky ohrožený (§1) - výskyt na 1 nebo několika málo lokalitách (tořič včelonosný, mihule potoční, tetřev hlušec) Druh silně ohrožený (§2) - prokazatelný a trvalý ústup (koniklec velkokvětý, hořec hořepník, mlok skvrnitý, rys ostrovid) Druh ohrožený (§3) - slabší, ale prokazatelný a trvalý ústup (prstnatec májový, dub pýřitý, ropucha zelená, vlaštovka obecná) Mezinárodní kategorie ochrany: EX -extinct - vyhubený CR - critically endangered - kriticky ohrožený EN - endangered, ohrožený, VU - vulnerable, zranitelný, NT - near threatened, téměř ohrožený, LC - least concern, málo dotčený, DD - data deficient, nedostatečné údaje, NE - not evaluated, nevyhodnocený Červené knihy – dříve druhová ochrana, na Slovensku stále funguje Natura 2000 – soustava zvláště chráněných území za účelem zajištění ochrany ohrožených typů stanovišť, rostlinných a živočišných druhů v evropském měřítku, určité druhy podle nichž se stanoviště zpracovávají, tzv. naturové druhy, management stanovišť KATEGORIE CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ PODLE ZÁKONA O OCHRANĚ PŘÍRODY Č. 114/92 SB.: 1. Památný strom - mimořádně významné solitérní stromy, jejich skupiny nebo stromořadí, státní správu zajišťuje pověřený úřad s rozšířenou působností

51

2. Významný krajinný prvek - ekologicky, geomorfologicky nebo esteticky hodnotná část krajiny (les, rašeliniště, vodní tok ...), státní správu zajišťuje pověřený úřad s rozšířenou působností 3. Ptačí oblast (nově dle požadavků Evropské unie) - území nejvhodnější pro ochranu z hlediska výskytu, stavu a početnosti populací druhů ptáků chráněných EU, státní správu zajišťuje Ministerstvo životního prostředí 4. Maloplošná chráněná území o Přechodně chráněná plocha - území s dočasným nebo nepředvídaným výskytem významných rostlinných nebo živočišných druhů, nerostů, fosilií, vyhlašováno na určité období, státní správu zajišťuje pověřený úřad s rozšířenou působností o Přírodní památka - přírodní útvar menší rozlohy, zejména geologický či geomorfologický útvar, naleziště vzácných druhů organismů, regionální význam, státní správu zajišťuje krajský úřad (v okrese HK 10, PP Na Plachtě) o Přírodní rezervace - menší území soustředěných přírodních hodnot se zastoupením ekosystémů typických a významných pro příslušnou geografickou oblast, státní správu zajišťuje krajský úřad (v okrese HK PR Bludy, PR Hoříněvská nažantnice, PR Trotina) o Národní přírodní památka - přírodní útvar menší rozlohy, zejména geologický či geomorfologický útvar, naleziště vzácných druhů organismů, národní či mezinárodní význam, státní správu zajišťuje Ministerstvo životního prostředí Správa ochrany přírody (v okrese HK NPP Babiččino údolí) o Národní přírodní rezervace - menší území mimořádných přírodních hodnot, kde jsou na přirozený reliéf s typickou geologickou stavbou vázány ekosystémy významné a jedinečné v národním a mezinárodním měřítku, státní správu zajišťuje Ministerstvo životního prostředí - Správa ochrany přírody (v okrese HK není, blízko je třeba NPR Bohdanečský rybník u Pardubic) 5. Velkoplošná chráněná území o Národní park - rozsáhlé území, jedinečné v národním i mezinárodním měřítku, zahrnující přirozené nebo lidskou činností málo ovlivněné ekosystémy se vzácnými druhy rostlin a živočichů a neživou přírodou, státní správu vykonává Správa Národního parku v ČR Krkonoše, Šumava, Podyjí, České Švýcarsko o Chráněná krajinná oblast - rozsáhlé území s harmonicky utvářenou krajinou charakteristicky vyvinutým reliéfem, významným podílem přirozených ekosystémů a s dochovanými památkami historického osídlení, státní správu vykonává Správa CHKO UNESCO - mezinárodní organizace pro výchovu, vědu a kulturu, chrání zejména kulturní památky kulturní dědictví - památky, např. Praha, Telč, Český Krumlov, Kutná Hora, LednickoValtický areál přírodní dědictví - biosférické rezervace - Třeboňsko, Pálava, Křivoklátsko, Šumava, Krkonoše a Bílé Karpaty, geopark Český ráj

52

Problémy ochrany přírody v ČR těžba surovin – v řadě chráěných oblastí se těží: štěrkopísky a rašelina na Třeboňsku, kamenivo v Českém středohoří, vápenec v Českém krasu, sekundární dopad těžby – hluk, prach, doprava materiálu poškozování lesů imisemi – nejvíce v Jizerských horách a Krkonošském národním parku, druhotné poškození na Šumavě (přímé ne tolik, ale kůrovec), zejména SO2 ze SZ Čech, ozón v létě turistika – zejména v chráněných územích (příroda), neukázněnost turistů, odpadky, obecná ochrana – vznik skladů, obytných čtvrtí, prodejen, benzin – fragmentace stanovišť, kontaminace škodlivinami, prachem, hlukem, šíření invazních druhů organismů

53

10. LITERATURA Begon M. et al. 1997: Ekologie - jedinci, populace, společenstva. Univerzita Palackého, Olomouc, 949 pp. Braniš M. 2004: Základy ekologie a ochrany životního prostředí. Třetí vydání. Informatorium, Praha, 204 pp. Chytrý M. a kol. 2001: Katalog biotopů České republiky. AOPK, Praha, 304 pp. Konvička M. a kol. 2004: Ohrožený hmyz nížinných lesů: ochrana a management. Sagittaria, Olomouc, 38 pp. Konvička M. a kol. 2005: Ohrožený hmyz nelesních stanovišť: ochrana a management. Sagittaria, Olomouc, 128 pp. Moldan B. 1997: Příroda a civilizace. SPN, Praha, 148 pp. Rubín J. a kol. 2003: Navštivte národní parky a chráněné krajinné oblasti. Olympia, Praha, 208 pp. Sádlo J. & Storch D.2000: Biologie krajiny, biotopy České republiky. Vesmír, Praha, 96 pp. Sádlo J. a kol. 2005: Krajina a revoluce. Malá Skála, Praha, 248 pp. Storch D. & Mihulka S. 1997: Ekologie. Biologická olympiáda 1997-1998, 32 ročník, přípravný text pro kategorie A, B. Institut dětí a mládeže MŠMT ČR, Praha, 80 pp. webové stránky: http://www.ochranaprirody.cz/ http://www.csop.cz/

54