2/ STUDIUM STRUKTURY A DYNAMIKY KRAJINY
2.1 Krajinná sféra, krajina, diferenciace a hierarchizace Objektem studia nauky o krajině je krajinná sféra Země, respektive její teritoriálně omezené segmenty – krajiny. Předmětem výzkumu jsou jejich jednotlivé vlastnosti, zákonitosti a vazby (Netopil, et al., 1984). Planeta Země ve vertikálním řezu sestává z posloupnosti koncentricky (slupkovitě) uspořádaných vrstev čili geosfér (obr. 2.1). Jejich uspořádání je dáno specifickou hustotou jednotlivých geosfér. Řada začíná zemským jádrem (respektive vnitřním jádrem) a uzavírá se okrajem vnější atmosféry (respektive exosféry). Tyto geosféry spolu navzájem souvisejí, ale přitom zůstávají relativně samostatné. Jen část z nich má bezprostřední vliv na genezi a existenci krajiny, a tyto společně tvoří krajinnou sféru Země. Krajinná sféra tak představuje složitý systém vzájemného pronikání a spolupůsobení atmosféry (zastoupené troposférou), hydrosféry, pedosféry, biosféry a zemské kůry. Funkcionální jednota krajinné sféry je zabezpečována právě krajinotvornými procesy, založenými na koloběhu látek, energií a informací. Ostatní geosféry představují tzv. okolí krajinné sféry. Bezprostředním okolím je zemský plášť, přiléhající k zemské kůře na jedné straně, a stratosféra, navazující na troposféru na straně druhé. Vzhledem k významnému vlivu na dění v krajinné sféře bývá do ní někdy zařazována také astenosféra, tj. nejsvrchnější část zemského pláště, v níž dochází ke konvektivním pohybům magmatu, který tak uvádí do pohybu litosférické desky v systému globální tektoniky. Podobně se někdy do krajinné sféry řadí také stratosféra, zejména díky účinku její části – ozonosféry – na dění na Zemi. S pohyby desek pak souvisí množství procesů formujících krajinu, orogenezí počínaje a cirkulací vod a vzduchu konče. Litosféra pak v širším chápání zahrnuje společně zemskou kůru a astenosféru (obr. 2.2). Další navazující geosféry již samozřejmě náležejí do okolí. Krajinná sféra není od okolí izolována, ale představuje relativně samostatný otevřený autoregulační systém, jenž však závisí zejména na energetických vstupech z kosmického prostoru a materiálových vstupech z nitra Země. Ačkoliv se krajinná sféra jako jedna ze zemských sfér či obalů vyznačuje kontinuálností, její objektivní vlastností je vnitřní diferenciace. Tato diskontinuita se navenek projevuje jejím členěním do specifických jednotek – relativně homogenních segmentů různého charakteru, rozměrů a míry stejnorodosti. Příčinou diferenciace krajinné sféry je rozdílná vláhově energetická a materiálová bilance jednotlivých oblastí povrchu planety. V zásadě lze rozlišit čtyři základní úrovně diferenciace krajinné sféry a tomu odpovídající způsoby studia (obr. 2.3). 37
Nauka o krajině
< Obr. 2.1 Vymezení krajinné sféry a jejího okolí
magnetosféra a meziplanetární prostor 190 000 km
ionosfé
ra
exosféra
780–800 km termosféra
troposféra 80–85 km
mezosféra
50–55 km 8–16 km troposféra
stratosféra 0 zemská kůra 15–35 km astenosféra 200–250 km
oceán
plášť
KRAJINNÁ SFÉRA v tradičním vymezení 2 800 km
zemská kůra
jádro
astenosféra 6 378 km
Obr. 2.2 Výřez z krajinné sféry Země
geosystémy
diferenciační faktor
krajinné pásy
přímé sluneční záření – přímý energetický příkon
GLOBÁLNÍ ÚROVEŇ
krajinná pásma – geomy (biomy) REGIONÁLNÍ ÚROVEŇ
rozložení pevnin a oceánů + globální cirkulace atmosféry a moře – vláhově energetická bilance (makroklima)
krajinná sféra Země krajiny a jejich jednotky geochory (biochory)
nejmenší krajinné jednotky – geotopy (tessery, ekotopy)
KRAJINNÁ ÚROVEŇ
MÍSTNÍ ÚROVEŇ
reliéf (sklon, expozice, výška, tvar) – fyzikální materiálová a vláhově energetická bilance (mezoklima)
stanoviště (geologické prostředí, půda, voda, biota) – chemická a fyzikální materiálová a vláhově energetická bilance (topoklima)
Obr. 2.3 Hierarchické úrovně diferenciace krajinné sféry Země (se znázorněním síly přímých vazeb)
1. Globální úroveň. Při tomto rozlišení krajinná sféra ve vertikálním směru sestává z dílčích geosfér, jako jsou litosféra s reliéfem, troposféra, hydrosféra, pedosféra, kryosféra, biosféra a socioekonomická sféra, jež představují základní stavební komponenty – složky prostředí. 38
2/ Studium struktury a dynamiky krajiny
Poznámka: R. T. T. Forman a M. Godron (1993) označují za „složky“ krajiny množství objektů v krajině, vesměs elementů mozaiky funkčních ploch v kulturní krajině, jako jsou pole, sady, zastavěné plochy, vodní objekty apod. – viz ekonomická struktura krajiny.
Horizontální čili teritoriální diferenciace krajinné sféry na globální úrovni je dána tzv. primárními faktory diferenciace a distribuce energie, jimiž jsou rotace Země, oběh kolem Slunce, elipsoidní tvar zemského tělesa a sklon zemské osy. Tyto faktory působí na prvotní rozdělení dávek energie potřebné pro fungování krajinného systému, přičemž její drtivá většina (cca 99,98 %) pochází ze Slunce. Výsledkem je zonální uspořádání „krajinných“ (klimatických) pasů – „geozón“ (Billwitz, in Hendl, Liedtke, edits., 2002) na zemském povrchu (obr. 2.4) s klesajícími dávkami přímé sluneční energie od rovníku k pólům. Rovníkové oblasti ve srovnání s polárními dostávají cca 5× až 7× více sluneční energie (Kele, Mariot, 1983). Na této úrovni probíhají globální dlouhodobé procesy (Urbánek, 1992), obvykle spojované s globální klimatickou změnou, především s kolísáním energetických dávek od Slunce. Globální úroveň charakterizuje především energetická bilance ploch, jež se intenzivně projevuje vztahy mezi jednotlivými stavebními složkami krajiny: ovzduším, vodou, geologickým podložím, disponibilní energií z přímého slunečního záření (Konovalova, 2004). Globální výzkum se zabývá krajinnou sférou jako celkem. Jsou sestavovány postupy pro kvalifikovaný odhad bilance energie krajinné sféry a její výměny s okolím. Obdobně je předmětem globálního studia zjištění vývoje, hodnocení stavu a prognóza obsahu a přístupnosti rozmanitých chemických látek v prostředí, zejména tzv. skleníkových plynů, biogenních prvků a látek či škodlivých příměsí (Hunt, Zebiak, Cane, 1994, Kagan, 1995, Watson, Zinyowera, Moss, Dokken, edits., 1995).
90°
polární pás
66,5°
severní polární kruh
mírný pás obratník Raka
23,5°
rovník
tropický pás
0°
23,5°
obratník Kozoroha
mírný pás jižní polární kruh
polární pás
66,5°
90°
Obr. 2.4 Krajinné pásy Země
39
Nauka o krajině
2. Regionální úroveň. Na této úrovni diferenciace krajinné sféry Země jsou rozlišovány tzv. regionální krajinné jednotky, krajinná pásma či geosystémy zvané „geomy“ či „georegiony“ (obr. 2.5). Jsou produktem sekundární distribuce energie (tepla) přerozdělením primárních dávek energie cestou výměny vzduchových mas s rozdílnou teplotou a vlhkostí a primární distribuce vláhy podle rozdělení pevnin a oceánů (Hadač, 1982). Z hlediska prostorového rozmístění tyto jednotky podléhají zákonitostem výškové stupňovitosti (vertikální geomy) a šířkové pásmovitosti (horizontální geomy). V geologické minulosti Země prodělaly krajinné stupně i pásma značné teritoriální změny v důsledku změn dávek záření a pohybů litosférických desek, což vedlo ke značným změnám v distribuci vláhy, jejího množství a formy. Horizontální geomy charakterizuje uspořádání respektující vzdálenosti od hlavních trvalých a sezonních stacionárních barických útvarů nad světovým oceánem a pevninami, kde se vytvářejí rozhodující vzduchové hmoty a začíná jejich migrace, jež udává charakteristický roční chod počasí (např. geom středoevropského listnatého lesa, epipanonský lesostepní geom). Vertikální geomy jsou typické výškovým uspořádáním v závislosti na nadmořské výšce a měnících se vláhově teplotních poměrech, různě korigovaných celkovou expozicí horských masivů vůči hlavním zdrojům tepla a vláhy. Jejich trvání a další existence je zabezpečována cyklickými regionálními procesy (Urbánek, 1992).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Obr. 2.5 Rozšíření horizontálních geomů v krajinné sféře Země. Vysvětlivky: 1 – polární pouště, 2 – tundra, 3 – lesotundra, 4 – tajga, 5 – smíšený les, 6 – opadavý listnatý les mírného pásu, 7 – stepi mírného pásu, 8 – stálezelené subtropické lesy a křoviny, 9 – subtropický deštný les, 10 – subtropické stepi, 11 – polopouště a pouště mírného pásu, 12 – tropické pouště, 13 – tropické horské stepi, 14 – suché savany, 15 – vlhké savany a sucholesy, 16 – tropické deštné lesy; podle různých zdrojů
40
2/ Studium struktury a dynamiky krajiny
80° polární 70° subpolární 60° 50° mírný 40° 30° subtropický 20° tropický suchý 10° tropický střídavě vlhký 0° tropický vždy vlhký 10° tropický střídavě vlhký 20° tropický suchý 30° subtropický 40° mírný 50° subpolární 60°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16 17 18
Obr. 2.6 Schéma ideálního kontinentu s rozmístěním regionálních geosystémů v detailních krajinných pásech. Vysvětlivky: 1 – polární pouště, 2 – tundra, 3 – lesotundra, 4 – tajga, 5 – smíšený les, 6 – opadavý listnatý les mírného pásu, 7 – stepi mírného pásu, 8 – polopouště a pouště mírného pásu, 9 – stálezelené subtropické lesy a křoviny, 10 – subtropický deštný les, 11 – subtropické stepi, 12 – tropické pouště, 13 – suché savany, 14 – vlhké savany a sucholesy, 15 – tropické deštné lesy, 16 – směry chladných mořských proudů, 17 – směry teplých mořských proudů, 18 – hlavní směry místních větrů; podle A. M. Rjabčikova – přepracováno
Vedle vertikální složky vztahů mezi stavebními složkami krajiny již na regionální úrovni hrají značnou roli tranzitní a výměnné procesy mezi jednotlivými územími, tj. horizontální vazby (Konovalova, 2004). Regionální krajinný výzkum se zabývá geomy, přičemž vychází ze stanovení jejich vláhově energetické bilance jako hlavního genetického faktoru. Jejich diferenciace a teoretické teritoriální vymezení je principiálně založeno na výpočtu rozličných indexů (např. radiační index suchosti podle Budyka, Langův dešťový faktor), finálním indikátorem této bilance je přirozené krajinné pásmo definované vegetační formací (např. boreální jehličnatý les, lesostep, step) nebo vegetační stupeň. Na této úrovni výzkumu jde o studium areálů rozšíření přírodních i antropogenních krajinotvorných procesů a jejich změn v čase a prostoru. Jednotky regionální úrovně lze kartograficky prezentovat v mapách malých měřítek (pod 1 : 1 000 000, např. podle K. K. Markova, et al., in Kele, Mariot, 1983), respektive modelovat v případech map tzv. ideálních kontinentů (např. podle A. M. Rjabčikova, in Demek, 1983, obr. 2.6) či ideálních kontinentálních profilů se znázorněním horizontálního a/nebo vertikálního uspořádání geomů (obr. 2.7) podle příslušných vláhově teplotních indexů (viz Goudie, 1993). 41
Nauka o krajině
2 500
1 250 pól
3 500
75° 5 000
zeměpisná šířka
65° 55° 45°
30° 20° 10°
rovník
0
1 250
2 500
3 500
5 000
nadmořská výška (m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Obr. 2.7 Model uspořádání vertikálních geomů v různých zeměpisných šířkách. Vysvětlivky: 1 – polární pouště, 2 – tundra, 3 – tajga, 4 – listnatý les mírného pásu, 5 – stepi mírného pásu a stálezelené subtropické lesy s křovinami, 6 – pouště, 7 – savany, 8 – tropické deštné lesy, 9 – tropické lesy, 10 – subtropické lesy; podle A. Goudie, 1993 – přepracováno
V rámci regionální dimenze lze rozlišit vnitřní hierarchii krajinářského výzkumu (Isačenko, 1995) zahrnující (a) megaregionální úroveň reprezentovanou kontinenty, subkontinenty nebo vlastními geomy, (b) makroregionální úroveň představovanou sektory geomů, (c) mezoregionální úroveň zosobňovanou provinciemi geomů. Při takovém pohledu na hierarchický systém regionálních krajinných jednotek je posilována jejich individualita na úkor typologie. Zcela jiným příkladem chápání regionálních krajinných jednotek jsou případy povodí 1. řádu a kontinentálních rozměrů (nad 100 000 km2), která jsou jednoznačně definována areálem konkrétní vláhově energetické bilance vztažené k profilu u ústí toku do moře. Toto je ovšem velmi zjednodušené (spíše dílčí) pojímání regionálních jednotek krajinné sféry. 3. Chorická úroveň. Tato vlastní „krajinná“ úroveň diferenciace krajinné sféry Země vyplývá (kromě předchozích přerozdělení energie a vláhy) z kombinovaného účinku terciárního přerozdělení energie, sekundárního přerozdělení vláhy a primární redistribuce pevné hmoty v území díky působení reliéfu jako hlavního diferenciačního faktoru krajiny (a jiných tzv. místních faktorů: geologické stavby, tektoniky, polohy a objemu vodních objektů, účinku místních větrů atd.), jenž modifikuje účinky globální a regionální diferenciace krajinné sféry (obr. 2.8). 42
2/ Studium struktury a dynamiky krajiny
Dominantní účinek reliéfu se projevuje v genezi konkrétního „krajinného systému“, respektive jednodušeji „přirozené krajinné mozaiky“, tvořené krajinnými jednotkami chorické úrovně – geochorami, a to od makro- po mikrochory podle míry homogenity, tj. od makrochorické tzv. hlavní krajiny (main landscape) přes mezochorický krajinný systém (land system) po mikrochoru neboli krajinnou facetu (land facet) (podle I. S. Zonnevelda, 1995), jež se vzájemně liší parametry reliéfu, mezoklimatu, vlhkostními a půdními poměry a příslušným vegetačním krytem na úrovni až skupiny lesních typů (např. typická bučina). Reliéf na této úrovni výrazně modifikuje horizontální vazby mezi dílčími jednotkami a silně ovlivňuje formování a vznik vertikálních vazeb (viz Snytko, Semenov, 1981). Klíčovou roli ovšem může ve specifických případech hrát vláha, respektive její dostupné množství pro biotu, zvláště v rovinatých, jen mírně zvlněných územích. Přitom se v nich kombinuje vliv místního klimatu s odstupňovanými dávkami srážek v ročních obdobích a opět přerozdělující role reliéfu s místy razantního odtoku vláhy a místy její kumulace. Tento jev je typický pro rovinaté polopouštní a pouštní oblasti. Hlavním definičním znakem krajinných jednotek všech úrovní je pak biota vázaná na dostupnou vláhu (Barmin, Kurmangalijeva, 2011). Předmětem studia jsou jednotlivé zákonitosti formování „krajinného systému“ a vzájemné interakce dílčích krajinných jednotek v tomto systému (o max. rozměrech do n·103 km2). Polohu, genezi, fungování a další strukturní i dynamické vlastnosti chor lze prezentovat v krajinných mapách (obr. 2.9) a krajinných profilech středních měřítek (1 : 25 000 až 1 : 2 000 000), respektive modelovat za použití tzv. polysystémového modelu krajiny (obr. 2.10), který může (podle míry rozlišení) znázornit vedle horizontálních vazeb mezi dílčími krajinnými jednotkami také vnitřní (vertikální) vazby mezi stavebními součástmi vzduch T+ T+ T+ T+ T+ T+ T+
vzduch T+ T+ T+ T+ T+ T+ T+
Reliéf faktorem terciárního (3.) přerozdělení energie díky expozici vůči slunečnímu záření, přicházejícím vzdušným masám, nadmořské výšce, sekundární (2.) přerozdělení je dáno polohou vůči oceánu a barickému poli, primární (1.) je dáno geografickou polohou na Zemi.
max.
max.
max.
min.
min.
min.
Reliéf faktorem sekundárního (2.) přerozdělení vláhy díky expozici vůči vláhonosným větrům, expozici vůči výparu a distribuci vyplývající z nadmořské výšky (srážky a výprar), primární (1.) přerozdělení je dáno polohou vůči oceánu či jinému regionálnímu zdroji vláhy a barickému poli.
Reliéf faktorem primárního přerozdělení pevné substance díky sklonu, expozici, zakřivení, členitosti – disponibilní energie a vláha uvádějí do pohybu reliéfotvorné pochody formující krajinu a upravující parametry ostatních složek přírody na chorické úrovni.
Obr. 2.8 Vznik chorických krajinných jednotek v důsledku redistribuce energie, vláhy a pevné hmoty v souvislosti s dominantní diferenciační rolí reliéfu
43
Nauka o krajině
Mikrogeochory přírodní krajiny České křídové tabule u obce Opatov (Svitavsko)
0
1
7
2
8
3
9
4
10
5
11
6
12
1 km
Obr. 2.9 Příklad krajinné mapy s přírodními jednotkami chorické dimenze. Zjednodušená legenda: Mírně teplá krajina dubobukového vegetačního stupně Hydromorfní geosystémy (v dosahu podzemní vody) 1 – údolní nivy s gleji na jílovito-písčitých fluviálních sedimentech s vodním tokem a trvale vysoko položenou hladinou podzemní vody v průběhu roku, 2 – údolní nivy s fluvizeměmi glejovými na hlinitopísčitých fluviálních sedimentech s vodním tokem a kolísající hladinou podzemní vody v průběhu roku; Terestrické geosystémy (mimo dosah podzemní vody) 3 – akumulační sprašové plošiny se seminitrofilními hnědozeměmi modálními při normální vlhkosti, 4 – denudační plošiny na křídových opukách s vápníkem obohacenými kambizeměmi modálními při normální vlhkosti, 5 – svěží úpatní denudační plošiny na křídových opukách s odvápněnými kambizeměmi glejovými při zvýšené vlhkosti, 6 – svěží akumulační úpatní plošiny na svahovinách s luvizeměmi glejovými při zvýšené vlhkosti, 7 – erozně akumulační mírné sprašové svahy s akumulovanými seminitrofilními hnědozeměmi modálními při normální vlhkosti, 8 – erozně denudační mírné svahy na křídových opukách s vápníkem obohacenými kambizeměmi modálními při normální vlhkosti, 9 – erozně denudační příkré svahy na křídových opukách s vápníkem obohacenými kambizeměmi modálními až pararendzinami modálními při normální vlhkosti; Mírně chladná krajina bukového vegetačního stupně Terestrické geosystémy (mimo dosah podzemní vody) 10 – denudační vysoké plošiny na křídových opukách s odvápněnými kambizeměmi modálními při normální vlhkosti, 11 – erozně denudační mírné svahy na křídových opukách s odvápněnými kambizeměmi modálními při normální vlhkosti, 12 – erozně denudační příkré svahy na křídových opukách s vápníkem obohacenými kambizeměmi modálními až pararendzinami modálními při normální vlhkosti
44
2/ Studium struktury a dynamiky krajiny
dané krajinné jednotky. Základními stavebními součástmi polysystémového modelu krajiny jsou prostorové jednotky nižšího řádu, které lze popsat výčtem jejich vlastností (Miklós, Izakovičová, 1997). Jde tedy o krajinnou úroveň organizace prostředí v holistickém pojetí hierarchicky uspořádaného světa, ačkoliv právě u mnoha odborníků není jasno, jak si tuto úroveň představit (viz King, 2009). Ideálním případem modelu krajiny v této dimenzi je tzv. 3D model (trojrozměrný model v numerické nebo grafické podobě, např. blokdiagram a jeho počítačová verze), který spojuje výhody krajinné mapy a krajinného profilu, v optimálním případě i s příslušnými formalizovanými krajinářskými poznatky (knowledge). V každém případě jde o tzv. integrované údaje, tj. informace o krajině (často pocházející z různých zdrojů), které jsou vzájemně logicky i teritoriálně sladěny, jak je tomu v přírodě. Tato výhoda vyniká obzvláště při použití digitálních informačních technologií pro nejrůznější vědecké a praktické účely. Z aplikační stránky jde nejčastěji o posuzování vhodnosti chorických krajinných jednotek pro různé praktické účely, neboli o stanovování potenciálu krajiny, případně o analýzy rizik. Jsou-li k dispozici také dynamické (chronologické) údaje o sledovaných krajinných jednotkách, lze přistoupit k simulacím zjištěných změn v čase, eventuálně je modelovat v dynamické mapě, řezu nebo 3D modelu jako sekvence minulých či očekávaných stavů s přesností a podrobností odpovídající měřítku a poznatkům.
11 10 9
8
7 7 6
1
5 4
3
3
11
10
9
8
7
2
4
5
6
2
6 5 4
4 3
2
2
5
6
7
3
1
Obr. 2.10 Polysystémový model krajiny reprezentuje dílčí krajinné jednotky (geosystémy) jako funkční bloky krajiny spojené vazbami (čísla označují typy geosystémů)
45
Nauka o krajině
4. Topická úroveň. Na této místní (lokální a z geografického hlediska finální) úrovni diferenciace krajinné sféry Země jsou rozlišovány elementární krajinné jednotky – geoméry (viz Snytko, Semenov, 1981) nebo geotopy (Schmithüsen, Netzel, 1962), ekotopy (Neef, 1963), krajinné buňky (Landschaftszelle – Troll, 1950) či sites jako produkty finálního přerozdělení energie, vláhy a pevné hmoty. Toto z geografického hlediska finální přerozdělení je dáno spoluúčastí parametrů všech složek krajinné sféry. V extrémních případech se může některá složka uplatnit takovou „silou“, že svým významem (objemem přerozdělené energie nebo vláhy nebo pevné substance, případně všech) překoná objemy přerozdělování až i na globální, regionální či chorické úrovni. Příkladem jsou drobné, avšak významné plochy bezprostředního okolí geotermálních vývěrů v periglaciálních regionech (Island, Kamčatka), které hostí teplomilnou flóru a faunu. V glaciálech snad představovaly refugia teplomilné bioty. Zcela běžně v podmínkách České republiky některé substráty (vápence, písky) mění natolik hydrické a zvětrávací poměry, že to vede ke vzniku „teplotně příznivější“ lokality ve srovnání s okolím, obvykle využívané „teplomilnější“ flórou a faunou. Jiná extrémní stanoviště (vrcholy elevací, příkré zastíněné plochy apod.) mohou vykazovat podobný efekt, byť zpravidla slabší a v opačném směru (tj. chladnější). Poznámka: Existují další přibližná synonyma elementárních krajinných jednotek: ekotop, biotop, krajinná buňka, tessera, elementární krajinná jednotka či geosystém, facie, stanoviště aj. Řada autorů i mezi nimi rozeznává systém nadřízenosti a podřízenosti.
Tyto geograficky dále nedělitelné krajinné jednotky jsou homogenní při velmi vysoké úrovni rozlišení. Jsou základními „stavebními kameny“ nebo „buňkami“ přírodního prostředí (Minár, Mičian, in Minár, et al., 2001). Jejich homogenita je reprezentována jediným typem ekotopu (respektive ekosystému či geobiocénu). V podmínkách České republiky maximální velikost těchto jednotek kolísá cca od 1 a po n·10 ha, a to zejména v závislosti na členitosti reliéfu a jemu odpovídající expoziční, půdní, vlhkostní, substrátové atd. situaci. Jejich existenci charakterizují „malé, lokální, okamžité procesy“ (Urbánek, 1992). Předmětem výzkumu jsou jak tzv. vertikální vazby, tj. vztahy mezi jednotlivými stavebními složkami krajinné jednotky (v zásadě krajinně ekologický přístup), tj. mezi geologickým substrátem, reliéfem, půdou, topoklimatem, vlhkostními poměry a biotou, jež vedou k formování a fungování dané krajinné jednotky, tak detailní horizontální toky mezi územními jednotkami (geografický přístup). Komponentní informace o topických krajinných jednotkách mohou být pořizovány jak specializovaným studiem a mapováním jednotlivých složek a pak integrovány, tak zjišťovány přímo krajinným výzkumem v terénu, případně za použití některé z metod dálkového průzkumu Země (dále DPZ), obzvláště v kombinaci s analytickými postupy. Elementární krajinné jednotky jsou základními „laboratořemi“ pro pochopení forem a smyslu interakcí mezi stavebními jednotkami, součástmi a faktory krajiny. Strukturu a vztahy mezi složkami elementárních krajinných jednotek lze znázornit monosystémovým modelem krajiny (obr. 2.11), případně složitějšími modely rozlišujícími různý charakter vazeb (funkcionální modely, numerické modely), nebo naopak jednoduššími 46
2/ Studium struktury a dynamiky krajiny
vzduch
voda
energie
substrát
biota
reliéf
půda
Obr. 2.11 Monosystémový model přírodní krajiny schematicky představuje stavební komponenty krajiny jako její funkční bloky
140 cm
120
100
80
60
1 40
2 20 0 920 m n. m.
3 4 5
20
40
6 7 8
60
9 80
100
10 11
Obr. 2.12 Výřez z modelu znázorňujícího vertikální uspořádání přírodních složek v topickém geosystému (geotopu) severského jehličnatého lesa na Lensko-angarské náhorní plošině. Vysvětlivky: 1 – porost modřínu dahurského, 2 – (polo)keřové patro s brusinkou a borůvkou, 3 – bylinné patro s travinami, jitrocelem a lilií zlatohlavou, 4 – mechové patro, 5 – prokořeněná půda podzolu – aktivní vrstvy na permafrostu, 6 – mělký humusový horizont ochrikový, 7 – loňská výplň mrazového klínu, 8 – hlinitopísčitý Br horizont, 9 – kryoturbací zvířený a promísený přechodový horizont B/C, 10 – zvětralina pískovce, 11 – trvale zmrzlá (sezonně neroztávající) hornina – permafrost
47
Nauka o krajině
názornými modely v podobě řezů (složky: geohorizonty navrstvené na sebe, obr. 2.12). Vedle uvedené klasifikace krajinných jednotek do čtyř dimenzí jsou známy další systémy třídění, zčásti nebo zcela odlišné. J. Wojtanowicz (2004) kupříkladu rozlišuje úrovně globální, zonální, regionální a lokální. Vazbami v geosystémech se rozumí toky látek, energie a informace mezi jednotlivými stavebními částmi: složkami, funkčními bloky či prvky. Lze měřit jejich sílu (podle přenášeného množství), četnost, intenzitu (míru vzájemné závislosti částí), pravděpodobnost, směr (horizontální, vertikální), efekt (pozitivní vs. negativní), projev (diskrétní, zjevné, harmonické) apod. K dispozici je celá řada nejrůznějších klasifikací vazeb v krajině (např. Konovalova, 2004). Teritoriální homogenita (v horizontálním směru) skýtá široké možnosti pro modelování struktury i procesů v digitálních 3D nebo 4D modelech (čtvrtým rozměrem je čas). Kartografickou prezentací krajinné mozaiky na topické úrovni jsou topické krajinné mapy, vesměs velkých měřítek (min. 1 : 25 000, respektive 1 : 10 000), které jsou schopny jednotky této dimenze hodnověrně a polohově přesně znázornit. Vysoká podrobnost topických krajinných dat a jejich přesná lokalizace umožňuje širokou paletu praktického uplatnění přímo v územním plánování, ať již jde o potenciálové nebo rizikové kalkulace, nebo o výběrové či optimalizační studie. Pro doplnění uveďme, že ve zcela výjimečných případech lze uvažovat o tzv. subtopické úrovni (Leser, 1999) s dokumentací odpovídají rozlišení v jednotlivých metrech (měřítko cca 1 : 200), která je důležitá pro ochranářská a technická opatření v krajině, v zásadě se však již vymyká geografickému chápání prostorové diferenciace krajiny. Bez ohledu na rozlišovací úroveň – úroveň diferenciace krajinné sféry Země – mohou mít všechny zjištěné krajinné jednotky buď typologický, anebo individuální charakter. Typologické krajinné jednotky jsou reprezentovány tzv. typy (vzory) a jejich jednotlivé případy se obvykle opakovaně vyskytují v prostoru a v čase. Definované typy (vzory) vždy představují určité zobecnění vlastností skupiny všech podobných jednotek. Mezi jednotkami a jejich typy panují principy hierarchické nadřízenosti a podřízenosti podle míry podobnosti (a homogenity) jednotlivých typů, jejich skupin atd. na příslušné klasifikační (taxonomické) úrovni. Individuální krajinné jednotky charakterizuje na každé hierarchické úrovni vnitřní heterogenita a prostorová i časová neopakovatelnost. Jsou vždy územně celistvé. Tato výjimečnost se mj. projevuje v individuálním geografickém názvu. Novými pohledy na hierarchii krajinného prostoru a vztahy mezi úrovněmi členění se zabývají R. Matlovič (2007), A. Hynek (2011) a další autoři.
2.2 Krajinné jednotky, jejich vlastnosti a vymezení 2.2.1 Dílčí krajinné jednotky Předchozí vývoj studia krajiny s sebou přinesl vznik řady národních a regionálních škol, jež se navzájem liší přístupem ke studiu svého předmětu výzkumu, šíří záběru problematiky, 48
