Aplikovaná ekologie 2007/2008 Bi2BP_AEKP 1 h předn., Zk pís., 3 kr. Doc. RNDr. B. Rychnovský, CSc. Co to vlastně je „Aplikovaná ekologie“? Prakticky zaměřená nauka o životním prostředí, která sleduje zlepšování ekologických podmínek ve všech oblastech života člověka, tvorby životního prostředí, možnosti ochrany přírody i genofondu rostlin a živočichů. Patří sem veškeré ekologické podklady pro zemědělství, lesnictví, veterinární vědy a hygienu v celém rozsahu. Ekologie ―► aplikovaná ekologie ―►environmentalistika Cíl: sjednocení úrovně znalostí, posílit ekologický přístup – chápání souvislostí na základě ekologických vztahů s využitím v dalších předmětech Základní studijní zdroje: a) problematika ekologie, např., Berger, J.: Ekologie. KOPP České Budějovice, 1998. Braniš, M.: Základy ekologie a ochrany životního prostředí. Informatorium Praha, 1999 Jelínek, F.: Nedoceněné bohatství. MŽP Praha, 1999 Losos, B. a kol. (Gulička, J., Lellák, J., Pelikán, J.): Ekologie živočichů. SPN Praha, 1984. Reichholf, J.: Žít a přežít v přírodě. Ekologické souvislosti. IKAR, 1999 b) problematika environmentalistiky, např. Gralla P.: Jak pracuje životní prostředí. Unis Brno, 1995 Porritt, J.: Zachraňme Zemi. Praha, MŽP a ZN Brázda, 1992. Novotná, D. (ed.): Úvod do pojmosloví v ekologii krajiny, Enigma Pha, 2001 Obecné: www.ped.muni.cz/wgeo, IS MU, stud. mater. SZ7BP_BiEV Speciální: www.ped.muni.cz/wbio, IS MU, stud. mater. Bi2BP_AEKP Studované pojmy: Abiotické faktory Lesnictví Adaptace Městská zeleň Aklimatizace Myslivost Alopatrie Ochrana genofondu, přírody, ŽP Biodiverzita Primární produkce Biogeochemické cykly makrobiogenů Populace Biomasa Půda, půdní typy Biomy Rybářství Biotické faktory Společenstvo Domestikace Tok energie Ekologická nika, valence TUR Ekologie ÚSES Ekosystém Vegetace Environmentalistika Zákon minima, tolerance Gradace Zemědělství Introdukce Znečištění prostředí Klon Zvířata ve městě Koloběhy látek Zvlášť chráněná území, Krajina rostliny, živočichové Abiotické faktory – (někdy souborně abiocén) - fyzikální a chemické vlastnosti vzduchu, vody a půdy, které vyžaduje každá živá soustava jako vhodné podmínky pro uplatnění svých životních potřeb a projevů. Podle toho jsou rozlišovány faktory klimatické, edafické a hydrické. Jejich soubory jsou označovány klimatop, edafotop, hydrotop. Řadíme sem i geologické podmínky, geografickou polohu a reliéf terénu. Adaptace - jakákoliv přizpůsobení (tělesné tvary a zbarvení, fyziologické funkce a chování), které umožňují osídlit specifické životní podmínky. Selekční vliv prostředí. Adaptace evoluční, ontogenetické, aklimatizace, nervové a humorální, imunitní děje, civilizační adaptace) Aklimatizace – přizpůsobení se jedinců určitých druhů novým životním podmínkám, nejčastěji klimatickým. Vlivem podmínek se dostávají vnitřní parametry mimo hranice běžných oscilací, nastupují stresové situace. Jejich opakovaným zvládáním slábnou, adaptační mechanismy jsou posunuty na novou úroveň. Proces probíhá v průběhu dnů až týdnů. Alopatrie – rozšíření dvou druhů bez územního překrývání. Biodiverzita – druhové bohatství, tj. počet druhů které se na daném místě vyskytují spolu s vyrovnaností v rozložení jedinců mezi druhy společenstva. Vysoká biodiverzita je předpokladem stability ekosystému. Teorie redundance: mnohé druhy jsou si v ekosystému funkčně podobné, význam diverzity se snižuje v případě tzv. klíčových druhů - ty udržují integritu společenstva a tím jeho malou proměnlivost v čase, tj. stabilitu. Ostatní nadbytečné, redundantní. Biogeochemické cykly základních biogenních prvků zajišťují výměnu látek mezi organismy a jejich prostředím. V podstatě se jedná o souhrn cyklů nejdůležitějších biogenních prvků. Tedy C, N, O, P a S. Na cyklu C se podílejí hlavně CO2 a organické látky. Fixace vzdušného C se děje fotosyntézou (7,2*1010 t – odhad 4 – 9 . 1010 t). CO2 difunduje mezi atmosférou (7 . 1011 t ) a oceány. Velké zásoby C jsou vázány v biomase rostlinných i živočišných společenstev, dále v litosféře (vápence), uhlí, naftě a mořských sedimentech. Zdroje CO2: dýchání rostlin a živočichů, sopečná činnost, zvětrávání sedimentů a půdy, spalování fosilních paliv (1,4 * 1010 t odhad 2 . 1010 t). Skleníkový efekt. Cyklus O vychází z představy biologického původu (fotosyntézou) atmosférického O. Denní produkce O rostlinstvem souše: 2,6 * 1011 t moří: 0,6 * 1011 t Ty mírně převyšují procesy rozkladu – téměř všechen O spotřebováván na oxidaci mrtvé organické hmoty. Ochuzování atmosféry (spalovací procesy 2 * 1010 t O2). Nebezpečí: redukce fytomasy v biosféře (koncentrace O se podle měření zatím nemění) Oběh dusíku N V cyklu N jsou nejvýznamnějším článkem opět živé soustavy. Pouze některé organismy (Rhizobium) jsou schopny fixovat vzdušný N2 (1,75 . 108 t ročně) z atmosféry do půdy v podobě organických sloučenin (až 300 kg .ha-1). Pomalé uvolňování (20 % ročně). Další zdroje N v ovzduší: sopečná činnost, spalovací procesy. Antropogenní ovlivnění cyklu: průmyslová fixace dusíku při výrobě umělých hnojiv (celosvětový objem N 30 - 40 . 106 t = 30 % N v půdě a vodě). Lokální zdroje: velkochovy hospodářských zvířat, městské splašky. Nerovnoměrnost mezi fixací a uvolňováním N do atmosféry. Zvyšování koncentrace N-sloučenin ve vodě k hranici toxicity. kol N kol N antrop Zdroj P: litosféra, akumulace v humusu a mořských usazeninách. Antropogenní ovlivňování: fosforečná hnojiva, zpracování mořských ryb. Možnosti vyčerpání zásob fosfátů. kol P antrop kol P Oběh fosforu P Cyklus P je důležitý z pohledu přítomnosti P v živých organismech (vazba energie, součást nervových a kosterních tkání). Přechody H2S → S → SO4 a zpět. Uvolňování SOx do ovzduší (spalování) – 90 % S v ovzduší – antropogenní původ, vymývání → okyselování půd a vod. kol S antrop kol S V cyklu S převažuje sedimentární fáze. V rostlinách 0,1 – 0,2 % S, v živočiších až 10krát více. Biomasa je kvantitativní ukazatel společenstev – specifikuje množství organické hmoty sledovaného společenstva (fyto- i zoocenózy) na jednotku plochy nebo objemu. Je uváděna jako hmotnost čerstvá, sušiny, někdy i v jednotkách energie. Biomasa rostlin souše je soustředěna hlavně v lesích (2,4 . 1012 t sušiny), zatímco v oceánech je výrazně nižší (1,7 . 108 t s vyšší akumulací rostlinné hmoty v mírném pásu). Biomy - společenstva velkých oblastí Země (se substrátem a makroklimatem) s jednotnou fyziognomií podle převládajících dominantních druhů (opadavé listnaté stromy v biomu opadavého listnatého lesa). Biom zahrnuje i soubor zoocenóz daného bioregionu. Zonální biomy (zonobiomy) odpovídají makroklimatu. Typy biomů: 1.hylaea – tropické, subtropické, horské, monzunové deštné lesy 2.litoraea – teplé pobřežní a břehové ekosystémy, chladné podmáčené e. 3.skleraea – suché stromové a křovinné formace 4.stepi – travinné ekosystémy horké i teplé zóny 5.pouště – ekosystémy horké, teplé a suché zóny 6.silvaea – opadavé listnaté lesy 7.tajga – chladné jehličnaté lesy 8.tundra –studené travinné formace se zakrslými křovinami biomy a t biomy Země veget pásy a výšk stup les výšk stup ČR Azonální biomy - vlivy zvláštností - pedobiomy - orobiomy Pedobiomy – podle zvláštností půdy Orobiomy - ovlivněné nadmořskou výškou b. s výškovými vegetačními pásy P1010169 P1010215 Hylaea - sekundární les blízký deštnému (Guatemala) P1010425 P1010416 Převaha mladých nemohutnějících dřevin ve střídavě vlhkém lese subtropické až tropické oblasti P2160086 P2160153 upr P2160079 P2160103 Primární tropický deštný les – v nadmoř. výšce 700 m – přechod k orobiomu horského trop. lesa - Kamerun P1000047 upr P1010217 P1000055 Mangrovy – pobřežní pedobiom na přechodu k následujícímu typu P1010005 Litoraea – teplý mokřadní biom jezera Atitlán R002-014 Savana – travinné, keřové i stromové porosty (j. Afrika) P8230088 Skleraea v J. Africe Stepní biom R011-018 Zebra stepní Equus quagga burchelli P9020315 Polopouštní biom s antilopou skákavou (Antidorcas marsupialis) R012-035 Poušť Namib lemuje Atlantik v pásu šířky 100 km v délce 2000 km Omic mokř S b 060414 a Litoraea - chladný mokřadní biom P7060033 Sylvaea- opadavý listnatý les říčního údolí má jinou podobu v létě a zimě V Evropě, jako jediném kontinentu, lesů přibývá. Největší část patří do tajgy, část do sylvaea. 060219 pod Bart b tajga Pepa tajga pot tajg Jehličnatý neopadavý les - tajga přechod do tundry tundra Přechod do tundry Vlastní tundra Biotické faktory vymezují nejrůznější vzájemné vztahy mezi organismy intraspecifické (uvnitř druhu) a interspecifické (mezi jedinci různých druhů). Protože většina vztahů má charakter potravní, vydělují se někdy vztahy trofické. Zvláštní jsou faktory antropogenní. Domestikace je zvláštní formou přizpůsobení. Člověk cílevědomě šlechtí původně divoce žijící druhy k maximalizaci hospodářského prospěchu. Jedná se hlavně o ptáky a savce. Původně docházelo k domestikaci autochtonních druhů (z dané oblasti) na územích s nedostatkem lovné zvěře, následně i alochtonních druhů s nezbytnou akklimatizací. Fáze d.: zajetí → ochočení → zdomácnění V poslední fázi člověk zvíře živí, pečuje o ně, řídí reprodukci, tj. chová. Utilitární x zájmové chovy Domestikační změny (+ i -): morfologické (zbarvení, srst, stavba kostry, lebky, konstituce aj.) fyziologické (funkce ústrojí - trávicí, reprodukční, zlepšení užitných vlastností) etologické (zklidnění) Domestikované druhy savců: tur, prase, kůň, ovce, koza, králík, jak, buvol, velbloud, osel, sob, lama, morče, potkan, fretka. Dělení podle schopnosti využití zdrojů. Domestikované druhy ptáků: kur, husa, kachna, krocan, holub, pštros, perlička, papoušci a další Domestikovaní plazi a obojživelníci: ?krokodýli, terarijní hadi a ještěři, obojživelníci Domestikované ryby: kapr, akvarijní ryby, ?pstruh duhový? ?Domestikace bezobratlých? Ekologická nika je souhrnné prostorové a funkční začlenění druhu v ekosystému. Je mnohorozměrná v nejrůznějších směrech (buď úzká nebo široká). Určující požadavky patří k nice potravní a prostorové. Ekologická valence vymezuje rozpětí mezi minimem a maximem faktoru, v němž je organismu schopen realizovat svoje životní projevy. Úzce vymezené podmínky: stenovalentní druhy Široce vymezené podmínky: euryvalentní druhy valence tolerance Ekologie jako věda … Ekologie základní – rozvoj ekologie jako definované přírodovědné disciplíny e. obecná - studuje obecné zákonitosti o ekologických systémech a jejich prostředí v logické syntéze poznatků na úrovni jedince (autekologie, ekologická fyziologie), populace (demekologie), biocenózy, ekosystému a konečně biosféry (synekologie). e. speciální - na základě poznatků předchozí studuje vybranou ekologickou problematiku taxonů (druhu jako hraboše polního, společenstva - přirozených lučních porostů). Patří sem i e. člověka (antropoekologie). 2. etapa – rozvoj společenských vztahů, působení na prostředí - aplikovaná ekologie a) - nauka o životním prostředím a praktických aspektech (znečišťování půdy, vody, ovzduší). Sleduje možnosti zlepšování podmínek, ovlivňování a řízení životního prostředí, ochranu přírody i genofondu rostlin a živočichů, predikuje podklady pro aplikované biologicko-ekologické vědy (zemědělství, lesnictví, veterinární i medicinální vědy) b) ekologická technologie - technický obor limitující průmyslovou výrobu, čerpání zásob, recyklaci materiálů, výrobu energie, dopravu a celou ekonomiku ekologickými zákonitostmi pro přežití lidstva. 3. etapa - vyšší stupeň integrace poznatků – environmentální věda (environmentalistika). Postihuje celé životní prostředí člověka s interakcemi mezi společností a přírodou včetně sociálních vztahů a společenských aspektů (ochrana přírody - biocentrický přístup, ochrana životního prostředí člověka - antropocentrický přístup). 4. etapa - spolu s poznatky environmentalistiky, ekonomických a technických výhledů daly základ altruistické "strategii trvale udržitelného rozvoje (žití) - TUR". Ta má mnohé přívržence ale i odpůrce. Budoucnost ukáže, zda je východiskem. Ekosystém - strukturální a funkční celek biosféry a jejího prostředí. Nezbytné složky: 1. biotop (stanoviště) 2. producenti 3. konzumenti 4. destruenti (dekompozitoři, rozkladači) Funkčnost je založena na potravních vztazích, kdy předcházející článek je zdrojem potravy (energie) pro článek následující. Propojování potravních vztahů v potravních sítích. Biodiverzita. Koloběh látek, tok energie. Podle 114/1992 Sb: funkční soustava živých a neživých složek životního prostředí, jež jsou navzájem spojeny výměnou látek, tokem energie a předáváním informací a které se vzájemně ovlivňují a vyvíjejí v určitém čase. Environmentalistika - věda o problematice životního prostředí a praktických aspektech. Postihuje celé životní prostředí s vlivy techniky (vstupy, výstupy), sociálních vztahů (problematika lidské společnosti) a společenských aspektů (ochrana přírody). prim a sek ekos Gradace je zvláštní případ růstu početnosti populace r-specialistů. Spočívá v postupném několikaletém zvyšování početnosti až k extrémním hodnotám tzv. kulminace. Po jejich dosažení následuje prudké snížení početnosti (téměř k nulovým hodnotám) podmíněné různými příčinami. Jednou z nich je vysoké přesažení únosné kapacity prostředí. U r-stratégů (r-specialistů) roste populace velmi rychle (vrozený reprodukční potenciál je vysoký), nízká hmotnost těla, krátkověcí, rozmnožování časné, málo opakování, vysoká mortalita mladých. Kolísání početnosti, populační hustota pod kapacitou prostředí. K-stratégové opak Introdukce může být záměrné přenesení nebo zcela neúmyslné zavlečení různých druhů (alochtonních) rostlin a živočichů z jedné do druhé geografické oblasti, tj. mimo hranice jejich přirozeného rozšíření. Možné narušení ekologické stability ekosystémů. Příklady: trnovník akát, pajasan žláznatý, bolševník velkolepý, netýkavka Royleova (žláznatá), bažant, ondatra pižmová, muflon, býložravé ryby. Reintrodukce do míst původního výskytu (jasoň červenooký – Kotouč u Štramberku). jasoň červ 0206-2 tols_b a bílý 060817b 13,5 kg bazant Krajina je stejnorodý územní celek (km2 až tisíce km2) odlišný od okolí určitým klimatem (mikro-), geomorfologickými charakteristikami, vodstvem, půdou, faunou, flórou a antropogenními prvky. Je to tedy určitá část zemského povrchu jednoznačně určeného geografickou polohou, přirozenými hranicemi s charakteristickým reliéfem. Tvoří ji soubor funkčně propojených ekosystémů s civilizačními prvky, tedy složky přírodní a kulturní. Přírodní krajina jako výsledek přírodních krajinotvorných procesů dnes již neexistuje (u nás). V kulturní krajině na sebe působí přírodní a umělé složky (k. kultivovaná, k. narušená, k. devastovaná). Nemá svoji homeostázu (je více či méně narušená), její stabilitu udržují ekosystémy nebo člověk (obtížně). Krajina nezasažená lidskou činností (Šumava), k. lid. č. výrazně determinovaná (Severočeská pánev) Lesnictví je odvětví materiální výroby, která zajišťuje dřevo pro průmysl a stará se o mimoprodukční funkce lesa (hlavně vodohospodářské a rekreační). Jako oddělení prvovýroby čerpá převážně energii slunečního záření. Základem pěstebních a těžebních technologií je ekologie lesních stromů a porostů. Je výrazně limitováno zákonitostmi ekologickými a ovlivňováno zák. ekonomickými. Obecné užívání lesů Dle lesního zákona (č. 289/1995 Sb.) má každý právo vstupovat do lesa na vlastní nebezpečí, sbírat tam pro vlastní potřebu lesní plody a na zemi ležící suchou klest. Zároveň je povinen les nepoškozovat, nenarušovat lesní prostředí a dbát pokynů vlastníka, popř. nájemce lesa a jeho zaměstnanců. Omezit či vyloučit vstup do lesa může jen orgán státní správy lesů a to pouze ze zákonných důvodů (ochrana lesních porostů: a) z důvodů sucha s hrozbou požárů, b) před krádežemi /vánočních stromků/, c) ochrana zdraví občanů při poškození porostů – kalamity). Obecně: každý člověk má právo vstupovat do lesa a žádný vlastník mu nemůže vstup zakázat z důvodů, že si to nepřeje. Výjimku tvoří lesy vojenské s úpravou zvláštními předpisy. Z konkrétních zákazů některých činností v lesích (§ 20) – rušení klidu a ticha, terénní úpravy, narušování půdního krytu, těžba stromů, vyzvedávání semenáčků, sběr semen lesních dřevin, jmelí a ochmetu, sběr lesních plodů způsobem poškozujícím les, vjíždět a stát s motorovými vozidly, vstupovat do oplocenek, míst těžby, jezdit (na kole, koni, lyžích, saních) mimo lesní cesty, udržovat otevřený oheň a tábořit může vlastník povolit výjimku. Činnosti v lese zakázané všem: odhazování hořících a doutnajících předmětů, hrabání steliva, pastva dobytka, znečišťování odpady a odpadky a rozdělávání ohňů 50 m od okraje lesa přináší paradox: v lese lze se souhlasem vlastníka rozdělat otevřený oheň, ohněm 49 m od okraje lesa je porušený lesní zákon a hrozí pokuta 15 tisíc Kč. Lesní hospodářská osnova pro lesy vlastníků s výměrou do 50 ha se zpracovává po 10 letech. Slouží jako návod ke správnému hospodaření v lese. Obsahuje popis lesních porostů a návrh těžebních zásahů. Městská zeleň v průběhu času Po většinu doby své existence žil člověk v přírodním prostředí, obklopen stromy a vegetací. Lidé chápali zeleň jako naprostou samozřejmost, byla všude kolem nich. Počátky zahradního umění spadají do středověku, kdy pozemek vyčleněný z okolního prostředí oplocením či ohrazením byl první zahradou. Její založení bylo motivováno zejména užitkovými důvody. Největší význam pro rozvoj zahrad měly středověké kláštery, tehdejší střediska poznání a kultury, kde pěstovali křesťanští řeholníci nejrůznější rostliny, hlavně k obživě a léčení. První zahrada v českých zemích, která sloužila k odpočinku, byla ve vyšehradském podhradí. Kníže Soběslav ji v roce 1139 daroval vyšehradské kapitule pro procházky a rozjímání členů řádu. Během dalších století se, spolu se střídajícími se stavebními slohy, měnila i tvář městských zahrad. Od prvních gotických, přes romantické zahrady renesanční, pečlivě upravené zahrady barokní až po první veřejné městské parky. Zahrady a parky byly od počátku městskými obyvateli vyhledávány pro příjemné prostředí, jež poskytovaly. S nástupem průmyslové revoluce, zejména v průběhu 19. století, kdy došlo k prudkému rozvoji městských aglomerací, docházelo k značnému nárůstu obyvatel měst a zahušťování zástavby. Tomuto trendu padly za oběť zelené dvorky a proluky. Města začínala být nejen nevzhledná, ale také nezdravá pro život. K výraznému zvelebování veřejných prostranství, a tím i městské zeleně, dochází u nás především až po roce 1990, kdy je zeleň znovu chápána jako nedílná součást našeho životního prostředí a krajiny. Úloha zeleně v sídlech V moderním urbanistickém pojetí sídla je zeleň nezbytným prvkem, přispívajícím k vytváření kvalitního životního prostředí. Vedle funkcí biologických, mikroklimatických a hygienických se jedná také o funkce estetické a provozně organizační. Strom a zeleň mají i velký význam pro psychiku člověka. Úloha vegetace na chování člověka, jeho pocit pohody, výkonnosti a duševního zdraví, byla dosti dlouho přehlížena. Účinek zeleně vysvětlují psychologové několika způsoby. Stromy a keře určitým způsobem ohraničují prostor. Zatímco neohraničený, otevřený venkovní prostor je pro lidi poněkud nepříjemný, pohledově uzavřený prostor vyvolává pocit bezpečí. Lidé jsou pak ochotni v tomto "teritoriu" trávit více času a chránit jej. proti "vetřelcům". Pěstěná zeleň vzbuzuje dojem pořádku, určitého bohatství a exkluzivity, což zpětně působí na lidi, kteří se v tomto prostředí pohybují a do určité míry modifikuje jejich chování, čímž se snižuje kriminalita a vandalismus. Podle doporučených ukazatelů by se rozsah zeleně ve městě měl pohybovat v rozmezí 50 – 70 m2 na jednoho obyvatele. Myslivost je odvětví zemědělské a lesní výroby s cílem chovu, zušlechťování, ochrany a lovu zvěře. Realizuje v mysliveckých sdruženích na honitbách. V kategoriích užitkové a škodné zvěře pernaté a srstnaté (ptáků a savců) jsou zařazeny i druhy chráněné podle zák. 114/1992 Sb. a Vyhl.. 395/1992 Sb., což činí některé právní úpravy zmatenými. Ochrana genofondu je stěžejním úkolem ochrany přírody. Některé taxony autochtonní flóry a fauny vymizely, jsou nezvěstné nebo je jejich existence ohrožena (i v důsledku narušování ekologické stability a diverzity krajiny). Tento stav vyžaduje další poznání a následné stanovení zásad aktivní péče o genofond a zajištění trvalých funkcí planých rostlin a volně žijících živočichů. K tomu slouží Červené seznamy a následně právní normy. Je vedena i Ochrana genofondu kulturních rostlin a hospodářských zvířat. Ochrana přírody a krajiny se rozumí vymezená (podle zákona 114/1992 Sb.)péče státu a fyzických a právnických osob o volně žijící živočichy, planě rostoucí rostliny a jejich společenstva (viz zvlášť chráněné rostliny a živočichové), o nerosty, horniny, paleontologické nálezy a geologické celky (viz zvlášť chráněná území), péče o ekologické systémy a krajinné celky, jakož i péče o vzhled a přístupnost krajiny. Ochrana ŽP je cílena k předcházení negativním vlivům na ŽP, k ochraně prostředí a k jeho zlepšování v souladu s ekologickými zákonitostmi. Populace - soubor všech jedinců téhož druhu (homotypický soubor) v určitém prostoru a čase (možnost produkce potomstva). Atributy populace. Primární produkce je množství organické hmoty (nebo energie) vytvořené fotosyntézou zelených rostlin za určitou jednotku času na určité ploše. Hrubá PP – veškerá produkce včetně látek spotřebovaných na metabolické procesy. Čistá PP – HPP – metabolická spotřeba – přínos do ekosystému ke krytí potravních potřeb dalších článků. Celková PP souše je odhadována na 1,72 . 1011 t (z toho produkují tropy 60 %, subtropy 20 %, subboreál 10 %, boreál 9 % a polární pásmo 1 %). Na lesy připadá 49 % PP. PP celé Země včetně moří (6 . 1010 t) činí 2,35 . 1011 t sušiny. Sekundární produkce je množství organické hmoty (nebo energie) fixované v tělech konzumentů (využití živočichy) za určitou jednotku času na určité ploše (viz tok energie). Obtíže stanovení SP (bez dělení na hrubou a čistou – asimilace org. hmoty) (hrubý příjem energie = E fekálií+ stravitelná energie = E moči + metabolizovaná E = uložená E + aktivita + růst + reprodukce RESPIRACE PRODUKCE Využití primární produkce K1 (býložravci): travinné ekosyst. 13-20 % lesní ekosyst. 7,7 % využití primární produkce po odumření vegetace (dekompoziční systémy) oligotrofní nádrže 90 % - dokumentace výnosu (terminální produkce) podle délky produkčního řetězce fytoplankton – zooplankton – sleď (Severní moře) fytoplankton – zooplankton – krevetka – kopinatec – malé ryby – treska (Nf. mělč.) Sekundární produktivita (ryby) vodních ekosystémů Ekosystém a trofická úroveň Produkce ryb Kg.ha-1.rok-1 Nehnojené vody Světové oceány (průměr) Severní moře Kaprové rybníky (Evropa) Intenzivně hnojené vody Kaprové rybníky (Evropa) Hnojené vody s přikrmováním Kaprové rybníky (Evropa) Býložravé ryby (JV Asie) 1,5 27,0 100 – 350 500 – 1000 1000 – 1500 1000 - 13500 Půda je oživený přírodní útvar, vyvíjející se z povrchových zvětralin zemské kůry. Je součástí každého suchozemského ekosystému jako substrát pro produkci biomasy. Půdotvorný proces (faktory: matečná hornina, reliéf terénu, klima, výše hladiny podzemních vod, organismy, hospodářská činnost). Hloubka půd – vzdálenost mezi povrchem a horninovým profilem (závisí na zvětrávání - snadné u pískovce, žul, rul, nesnadné u vápence, znělce, křemence). Je to mocnost sypkého zemitého materiálu, kterým může pronikat voda a kořeny. Celková a vegetační hloubka půdy. Význam pro úrodnost půdy. Mělké p. (do 30 cm, hřebenové horské partie). Středně hluboké p. (30 – 100 cm, na krystaliniku, mladých vyvřelinách, zpevněných sedimentech větší části Českého masívu). Hluboké p. (nad 100 cm na nezpevněných sedimentech a snadno zvětrávajících horninách v nížinách). Zrnitost půd (pelické p. – jílovité jemnozrnné a těžké, psamické – písčité – hrubozrnné a lehké). Štěrk (částice nad 2 mm). - p. mírně štěrkovité (< 25 %), štěrkovité (25-50 %), silně štěrkovité (50 - 75 %) a kamenité (> 75 %). Minerální bohatost půd (CaO, MgO, K2O, P2O5), obsah humusu. Půdní druhy jsou určovány texturou půdy – jsou děleny podle obsahu jílovitých částic (< 0,01 mm) – lehké až těžké. Půdní typy: skupina půd se stejným profilem a diagnostickými horizonty Základní rozdělení půd: a) zvětralé b) usazené (sedimentované) černozemě – na spraších s působením vegetace v nížinách. Velmi dobrá fyzikální vlastnosti, dobré zásoby živin a humusu. slínovatky - málo provzdušněné s hlinitým až jílovitým charakterem na měkkých vápnitých horninách. Zabahňují. Dobře zásobené živinami a humusem. Severní až východní Čechy, jižní a střední Morava. hnědozemě - lemují černozemě (vznik degradací), většina území (300 – 500 m n.m.). Dostatečná zásoba živin (někde třeba doplňovat) a humusu. podzolované půdy a podzoly s ochuzeným svrchním horizontem o živiny a půdní koloidy. Území s vyšším úhrnem srážek 200 – 500 m n.m. hnědé lesní půdy – většinou lehčí hlinitopísčité – písčité. Vyšší obsah humusu, dobře jímají vodu. 500 – 1000 m n.m. glejové podzoly s kolísající hladinou podzemní vody, jsou málo provzdušněné, často bahnité v podhorských a nižších horských oblastech horské podzoly – nad 1000 m n.m.. Bohaté humusem, kyselé, jímavé pro vodu. Písčité až hlinitopísčité se štěrkem. šedé lesní půdy - dobře provzdušněné na písčitých až štěrkovitých substrátech (Hodonínsko) rendziny na vápencích a dolomitech většinou s lesy. Minerálně i humusově bohaté, agronomická hodnota nízká. V českém masívu podle matečných hornin. nivní půdy v podmínkách vysokého obsahu podzemní vody se zbahnělými glejovými horizonty s ionty Fe a Mn. Semiglejové p. podél vodních toků v inundačních oblastech. Aluviální p. na okrajových terasách aluviálních niv s nižší hladinou podzemní vody. Sušší. zasolené p. se zvýšeným podílem rozpustných solí a halofytní vegetací. Ostrůvky. rašeliništní p. s vysokým obsahem organických látek a vysokou hladinou podzemní vody. Silně kyselá vrchoviště s porosty jehličnanů v horách, mírně kyselé slatiny s minerálními částicemi. Hnědých půd různého typu 37 %, hnědozemě 13 %, černozemě 12 %. Rybářství je odvětvím zemědělské výroby, které zajišťuje řádný chov, zušlechťování, ochranu a lov ryb a jiných vodních živočichů. Podle prostředí je dělíme na sladkovodní a mořské. Mořské rybářství – problematika odhadu výnosu ryb. Dlouhodobé překračování – snižování výnosu. Sladkovodní rybářství se u nás se provozuje dvěma způsoby: hospodařením na rybnících (rybníkářství) nebo speciálních zařízeních (klecové kultury, oteplené vody) , což je vlastně výrobně-hospodářská činnost a výkonem rybářského práva ve volných (tekoucích) vodách na revírech pstruhových a mimopstruhových. Rybami a jinými živočichy se rozumějí ryby všeho druhu, (?mihule?), raci, perlorodka říční, škeble, velevrubi a žáby. V kategoriích jsou zařazeny i druhy chráněné podle zák. 114/1992 Sb. a Vyhl.. 395 /1992 Sb., což činí některé právní úpravy nejasnými. Společenstva (cenózy) - heterotypické kolektivy složené z jednotlivých populací se vzájemnými složitými vazbami. Jsou víceméně stálé, nezávislé se schopností autoregulace. Nejsou ale schopny samostatné existence (např. živočišná společenstva). Vazba na biotop. Přirozené (primární) biocenózy - stále více narušovány a nahrazovány druhotnými (sekundárními) společenstvy (antropogenoidy). Nezbytnost opakovaných lidských zásahů (agrocenózy). Přechody s obtížným rozlišováním. Bez řízení - autoregulační mechanismy a sukcese směřují k obnově víceméně přirozené biocenózy. Sukcese - dlouhodobý neperiodický vývoj ke konečnému (klimaxovému, homeostatickému) stadiu. U nás opadavý listnatý les. Stratifikace biocenóz – biostrata (patra) se stratocenózami – horizontální vrstvy (patro mechové, bylinné, keřové, stromové) biochoria s choriocenózami – vertikální úseky (chorio mýtiny, míst s keřovým, stromovým porostem). ekos a en Tok energie ekosystémem představuje základní ekologický princip Fixace energie slunečního záření do organické biomasy a následná degradace koncentrované energie v rozptýlenou (úniky ve formě respiračních ztrát až po konečnou mineralizaci na konci dekompozičního procesu) Sluneční energie (300 – 3000 nm) – fotosynteticky aktivní záření(PhAR) (400 – 720 nm): rostliny fixují pouze 1 % energie ve formě primární produkce (hrubé) + (0,5 % ukládají do čisté primární produkce, tj. 1 – 6% PhAR) K1 fixují v tělech asi 10 % energie rostlin (hlodavci 2 – 5 %, hmyz 40 %) K2 fixují v tělech až 20 % energie kořisti TUR (trvale udržitelný rozvoj) - proces změn, ve kterém jsou využívání zdrojů, orientace vývoje technologií a transformace institucí zaměřeny na harmonické zvyšování současného i budoucího potenciálu uspokojování lidských potřeb a aspirací. ÚSES – územní systém ekologické stability je soubor vzájemně propojených, přirozených i pozměněných, avšak přírodě blízkých ekosystémů, které udržují přírodní rovnováhu. Hlavní prvky: biocentra pomocné prvky: biokoridory. Rozlišují se místní, regionální a nadregionální SES. Vegetace představuje společenstva všech rostlinných taxonů rostoucích na vymezeném území v určitém typu prostředí. Společenstva dohromady svou fyziognomií charakterizují toto prostředí. Tzn., že vegetace svým složením odráží podmínky stanoviště uses Co je ÚSES? Ochrana přírody a krajiny se realizuje tvorbou a ochranou ÚSES. Proč? Funkce ekosystémů Biocentrum – část krajiny s ekol. stabilními ekosystémy. Umožňuje trvalou existenci organismů. Biokoridor – lineární úsek krajiny s vyšší ekologickou bohatostí. Spojuje biocentra, zajišťuje migrace. Zákon minima nám říká, že limitujícím faktorem pro fyziologický růst a rozmnožování je látka (živina) dostupná v nejmenším množství (minimu) Zákon tolerance limituje nepřítomnost nebo neúspěch organismu nejen nedostatkem, ale i přebytkem kteréhokoliv z činitelů blížících se hranici, kterou organismus může tolerovat (snést) Zemědělství definujeme jako odvětví materiální výroby s úkolem zajištění potravin pro obyvatelstvo, surovin pro potravinářský a lehký průmysl pěstováním kulturních rostlin a chovem hospodářských zvířat. Podle toho se i dělí na rostlinnou a živočišnou výrobu. Právě v zemědělství se výrazně rozvinuly metodiky domestikace, introdukce, aklimatizace. V rostlinné výrobě využívá primární produkci, v živočišné sekundární. Vždy je do agroekosystému vkládána další dodatková energie. Urychluje tok energie systémem a výrazně narušuje látkové cykly. Znečištění prostředí je důsledkem vnášení fyzikálních, chemických a biologických činitelů do ŽP v důsledku lidské činnosti. Vnášené činitele jsou cizorodé (podstatou nebo i množstvím) pro dané prostředí. Znečištění atmosféry, půdy, vody. Poškozování ŽP je zhoršování jeho stavu znečišťováním nebo jinou lidskou činností nad míru stanovenou zvláštními předpisy (Zák. 17/1992 Sb.) Fyzikální znečištění – energetické (hluk, světlo, teplo) - materiální (plasty, odpady) Chemické znečištění – ovzduší – CO2 – skleníkový efekt - freony – ozónová díra - kyselinotvorné oxidy (SOx a NOx) - smog – vody – kyseliny z kyselinotvor. oxidů (acidif.) - anorganické soli – eutrofizace - organické látky - saprobita - léčiva( hormony), jedy (PCB, DDT, TK) – půdy - kyseliny z kyselinotvor. oxidů (acidif.) - jedy (DDT, TK) Biologické znečištění – ovlivnění skladby ekosystému (introdukce organismů, změna reprodukčních a růstových vlastností) – mutace viróz, bakterióz, vývoj antiprostředků – klonování Zvířata ve městě Město – společenstvo lidí s kladným vztahem a se záporným vztahem k domácím a volně žijícím zvířatům ve městě (hemisynantropizace). Psi – regulace pohybu psů na volném prostranství městskou vyhláškou (na vodítku, povinnost úklidu exkrementů) – podle zastupitelů Kočky – hůře „ovladatelné“ s volným pohybem, navíc toulavé kočky s možností přenosu zoonóz – nezbytnost regulace odchytem, kontrolou a omezováním potravních zdrojů, podporou sterilizace jako prostředku omezení neplánovaného rozmnožování koček. Potkani a myši – hlodavci doprovázející člověka v jeho sídlech. Hygienická a epidemiologická hrozba je snižována deratizací v jednotlivých lokalitách dle potřeby nebo plošnou deratizací všech objektů ve městě. Nástrahy jsou kladeny bez možnosti pozření necílovými organismy. Holub domácí není chráněn zákonem č.114/1992 Sb., povinnost omezit populace holubů je přenesena na vlastníky nemovitostí, kde se holubi rozmnožují a zdržují (zabránit vstupu na půdy, použít zařízení zabraňující dosednutí jako dráty, struny, kartáče aj.). Kuny skalní, lišky obecné, králíci divocí podléhají mysliveckému obhospodařování. Zvlášť chráněné organismy (rostliny, živočichové, houby) – druh rostliny, živočicha,nebo houby ohrožené nebo vzácné, vědecky či kulturně velmi významné. Tři kategorie podle stupně ochrany: kriticky ohrožený, silně ohrožený a ohrožený druh (Vyhl. č. 395/92 Sb.) – (http://www.ochranaprirody.cz) Soulad s Natura 2000 kruhoústí a ryby 19 → 16 obojživelníci 6 → 18 plazi 10 → 1 ptáci 67 → 123 savci 30 → 15 Skupina KO SO O Celk. Brouci Motýli Ost. bezobratlí 15 5 13** 12* 8 2 21***** 8*** 5** 48 21 20 Bezobratlí celk. 33 22 34 89 Kruhoústí, ryby Obojživelníci Plazi Ptáci Savci 2+4 7 4 35 8 3 7 5 58 12 10 4 1 30 10 19 18 10 123 30 Obratlovci celk. 60 85 55 200 Živočichové celk. Rostliny cév. Houby 93 246 27 107 142 13 89 92 6 289 480 46 Zvlášť chráněné organismy (* představuje chráněný celý rod) Zvlášť chráněná území – (ZCHU). Území přírodovědecky či esteticky velmi významné či jedinečné. Při vyhlášení se stanoví podmínky ochrany. Šest kategorií (Zák. 114/92 Sb.). Velkoplošná: 1. Národní parky (NP - 4) 2. Chráněné krajinné oblasti (CHKO - 25) Maloplošná: 3. Národní přírodní rezervace (NPR - 110) 4. Národní přírodní památka (NPP - 102) 5. Přírodní rezervace (PR - 750) 6. Přírodní památka (PP - 1180) Další kategorie: PP (přírodní park) biosférická rezervace přechodně chráněné plochy památný strom Soulad s Natura 2000 (37 ptačích oblastí, 883 evidovaných lokalit) Zvláště chráněná území: Národní park - rozsáhlá území jedinečná v národním nebo mezinárodním měřítku s málo ovlivněnými ekosystémy Chráněná krajinná oblast - rozsáhlá území s harmonicky utvářenou krajinou a významným podílem přirozených ekosystémů lesních a trvalých travnatých porostů Národní přírodní rezervace - menší území mimořádných přírodních hodnot s významnými ekosystémy jedinečnými z národního či mezinárodního hlediska vázané na přirozený reliéf Přírodní rezervace - menší území soustředěných přírodních hodnot s ekosystémy typickými a významnými pro příslušnou geografickou oblast Národní přírodní památka - přírodní útvar menší rozlohy, naleziště vzácných a ohrožených druhů (nebo nerostů) ve fragmentech ekosystémů s národním nebo mezinárodním ekologickým, vědeckým, či estetickým významem (i formované člověkem) Přírodní památka - přírodní útvar menší rozlohy, naleziště vzácných nerostů a ohrožených druhů ve fragmentech ekosystémů s regionálním významem Přírodní park - ochrana krajinného rázu s významnými soustředěnými estetickými a přírodními hodnotami Biosférická rezervace - regiony pod patronátem UNESCO s cílem zkvalitnění způsobů ochrany - Třeboňsko, Pálava, později Krnap, Šunap s CHKO Šumava, Křivoklátsko a Bílé Karpaty