Krajinná ekologie
- 2. textová část
RNDr. Martin Culek, Ph.D.
Geografický ústav Př. F. MU Brno
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 2
Antropogenní faktory 2. - pojmy
• Synantropní druhy – druhy šířící se s člověkem, ale ne vlivem záměru člověka, tedy se s ním šíří často proti jeho vůli, např.
potkan, ale nově se synantropizují i druhy dříve se člověku vyhýbající (kuny skalní hledají bydliště v motorech aut). Jde o
rostliny i živočichy.
• Domestikace – člověkem chtěné připoutání některých živočichů k sobě:
• 1. samovolná (pes, kočka, holub)
• 2. násilná (kráva, kůň)
• Introdukce - zavádění nových druhů do naší bioty. Může být buď úmyslná (za účelem pěstování) nebo neúmyslná (nechtěná).
Zpravidla se pojem používá u rostlin. V ČR je člověkem zavlečeno přes 40 % druhů současné flóry státu!
• Introdukované druhy rostlin dělíme na:
• 1. Archeofyty - zavlečené druhy před r. 1500 (dobou velkých zámořských objevů). Zpravidla zavlečeny již v neolitu (ca před
7000 lety) a často se jedná o obilniny a plevele polí (vlčí mák, kokoška pastuší tobolka) – původem zpravidla na Blízkém
východě (Sýrie atd.). Adaptovaly se v naší přírodě a ta si na ně již „zvykla“, podobně člověk. Přesto některé z nich jsou stále
obtížné polní plevele.
• 2. Neofyty – druhy zavlečené po r. 1500 až do současnosti. Jsou zpravidla z velkých dálek, klimaticky podobných oblastí
východní Asie či Severní Ameriky. Většinou zavedeny jako okrasné druhy, často ovšem zplaněly a nebezpečně se šíří (trnovník
akát, bolševník, křídlatky, netýkavka malokvětá a žláznatá). Jde i o užitkové druhy (brambory, rajčata …). Pocházejí často z
oblastí s větší biodiverzitou, jsou tak více „vytrénovány“ k boji s ostatními druhy, navíc naše druhy proti nim nemají
dostatečnou obranu, proto některé neofyty vstupují do našich ekosystémů a mnohdy vytlačují naše původní druhy. Těm říkáme
invazivní druhy (viz ony křídlatky a netýkavky). To je dost velký problém pro ochranu přírody, ale někdy ty druhy i vyloženě i
hospodářsky škodí (šíření neofytních hospodářsky nehodnotných druhů do luk, lesů – tam např. akát, javor jasanolistý), či škodí
lidem – např. jedovaté bolševníky vysoké až 5 m - při dotknutí otoky.
• Repatriace – člověkem provedený návrat vyhubeného druhu na původní lokalitu. U nás např. bobr, rys na Šumavě. Zpravidla
provádí ochrana přírody. Někdy nesprávně nazývána reintrodukce – to je však opětovné zavedení nepůvodního druhu.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 3
Antropogenní faktory 3
• Přímé vlivy člověka (zasažen sám organismus, ne jeho stanoviště) :
• Mýcení (za účelem zisku dřeva, od neolitu až do 19. stol. i kvůli zisku půdy), žďáření lesa (jen pro zisk půdy, u nás skončilo v 15. stol.)
• Kosení - louky - zastoupeny částečně druhy pův. lesů, částečně nepůvodní, částečně mokřadní nebo ekotonové. Na
nehnojených jen 1x ročně sečených loukách výskyt atraktivních květin, často chráněných. Bez kosení postupně vlivem sukcese
zarostou dřevinami a vrátí se tam po desetiletích les.
• Pastva – tou vznikly a udržují se pastviny, vzniká jiné biotické společenstvo než na louce!! I když obé vypadá jako travnatý
porost. Na pastvinách se rozšiřují tzv. pastevní plevele, které si dokázaly vytvořit obranu proti pasení, takže z hlediska zemědělců
jsou škodlivé. Jde o druhy trnité (jalovec, hlohy, bodláky), jedované (koniklece), nebo silně aromatické, že zvířatům nechutnají
(mateřídouška). Jelikož dnes se málo pase, tak mnohé pastevní plevele, často atraktivní, zanikají zárustem vyšších rostlin
(zastínění), neboť jsou všechny silně světlomilné. Bez pasení pastviny zarůstají vysokými travami a lesem – velký problém souč.
ochrany přírody, která tak na své náklady často musí nechat chráněné lokality vypásat.
• Úmyslné výsevy a vysazování: Rostliny – pole i lesy (douglaska, jedle obrovská, dub červený, ale i modřín nebo jiné
stanovištně nepůvodní druhy). Živočichové – u nás vysazení kvůli lovu muflon, daněk, jelen sika, bažant ad. Kamzík pro ozdobu.
Tyto druhy ovšem následně mění původní ekosystémy.
• Úmyslná likvidace organismů chemická – hl. pesticidy:
• Rostlin: Plevele – herbicidy (totální, selektivní)
• Živočichů: insekticidy (na hmyz), rodenticidy (na hlodavce) – zasahují ale nejen škodl. org., Otrávené návnady – myslivci, rolníci.
• Úmyslná likvidace organismů mechanická:
• Rostlin - orba, vyrýpávání a trhání rostlin, čištění osiva – téměř u nás vyhynul koukol †
• Střelba lovných zvířat, ale i predátorů (šelmy, dravci) =►
=► i změna konkurenčních vztahů =► i sekundární změny v biotě =►následné změny v krajině, např. zlikvidování vlků mělo za
následek přemnožení divokých prasat (ničí úrodu, louky a prameniště, způsobují šíření plevelů v lesích) a srnčí – likvidují nárosty
mladých dřevin v lesích, musí se pak uměle sázet a chemicky ošetřovat proti okusu, stavět oplocenky.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 4
Antropogenní faktory 4.
• Nepřímé vlivy člověka – nezasahuje organismus, ale mění stanoviště organismů – dost záludné, protože se zdá, že se
organismů nikdo nedotýká a nic jim nehrozí.
• Likvidace biotopů při výstavbě – zde je to zjevné.
• Vysušování (odvodňování) – hl. prameniště, rašeliniště, i v lesích! Ale též omezení záplav hrázemi – v lužních lesích šíření habru, javoru
babyky na úkor typických lužních dřevin (topoly, duby letní, olše, vrby).
• Zavlažování (+zasolování) – v ČR málo, problém v horkých polosuchých tropech a subtropech. Vzniká neplodná půda, šíří se
nevyužitelné halofyty – ani dobytek je nechce pást.
• Ochuzování půdy – hrabání listí na stelivo, vyvětvování stromů, pasení dobytka v lesích – praktikováno od neolitu až do 18-19. stol.
Dnes už ne – ale občas by to bylo kvůli odstranění živin a ochraně bylinného patra i vhodné.
• Hnojení polí způsobuje hodně živin i na níže ležících loukách (ale i okraje lesů, příkopy, meze…) – šíření nitrofytů a ruderálních druhů i
mimo pole. Hnojí se i rybníky a to hodně – plné řas, sinic, baktérií – nelze se koupat, jako ještě v 70. letech 20. st.
• Spad oxidů dusíku z atmosféry (hl. z dopravy) – zahlcuje živinami, hl. dusíkem i lesy (pak šíření kopřiv, netýkavek, svízele přítuly).
Sumárně nazýváno Akcelerovaná eutrofizace (urychlené přehlcení místa živinami).
• Imise – kyselé deště – okyselují jezera, kde pak špatně rostou ryby. Poškozují i smrkové a jedlové lesy – odumírání. Silně okyselené
půdy se nedaří zalesnit (např. východní Krušné hory). Od r. 1995 v ČR podstatně redukovány, ale lesní půdy se regenerují pomalu.
• Opuštění hospodaření – u antropog. podmíněných spol. - devastace luk a pastvin (zánik jalovce) – už jsme řešili, konec lesní pastvy
(podporovala obnovu jedlin)
• Zestepnění krajiny odlesňováním a likvidací remízků, mokřadů a luk - u nás do r. 1990, od té doby zarůstáme keři a stromy, máme nyní
opačný problém – mizí nelesní stanoviště pro hmyz, hl. motýly.
• Globální změna klimatu – v průměru oteplení a vysušení – šíření teplomilných druhů, hl. hmyzu (např. kudlanka nábožná – byla jen na
již. Moravě, za 40 let se dostala až do Polska). Oteplení, sucho a pěstování umělých smrčin v sušších oblastech způsobilo populační
explozi kůrovce – nevhodné smrčiny zlikvidoval, ovšem velké hospodářské ztráty. Hrozí i u nás šíření tropických nemocí přenášených
hmyzem. Příchod šakala k nám z jihu (ojediněle již. Mor.)
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 5
Odvodněná
údolnice
• Zde byly původně louky
a potůček. Pod údolnicí
je dnes potrubí, do
kterého ústí menší
trubky, svádějící vodu z
půdy.
• Následně se to celé
zahrnulo a může se
pohodlně orat.
• Ovšem při povodních
tudy stéká malá řeka a
intenzivně eroduje
půdu, odnáší živiny i
chemikálie, které navíc
pak škodí níže v tocích a
nádržích.
• U Žďáru na Drahanské
vrchovině, ca 480 m.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 6
Odvodňování
lesů
• Dělalo se hlavně
dříve, aby půda
nebyla zbažinělá,
dobře se vše
rozkládalo a stromy
se nevyvracely.
• Kupodivu se občas
dělá i dnes –
pramenná oblast
Svratky pod Žákovou
horou
• Důsledkem je
vymizení lesních
mokřadů, pramenišť,
rašelinišť a jejich
druhů. Ztráta zásob
půdní vody –
vysychání toků v
suchém létě.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 7
Důsledek
• Nádrž plná
toxických sinic.
• Zvláště je
podporuje
nadbytek fosforu
– z hnojení polí,
z fekálií.
Neodstraní ho
ani čistírny
odpadních vod,
jen trochu
omezí.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 8
Vliv množství dusíku na biodiversitu
Dalo by se předpokládat, že když více pohnojíme
např. travní porost, může v něm být více druhů,
protože se všechny uživí. Opak je pravdou, jak ukázal
tento pokus. Nadměrné množství dusíku dokáže
využít nejlépe jen několik nejvyšších a
nejagresivnějších trav, které mimořádně vyrostou a
vytlačí všechny ostatní druhy. Chci-li mít květnatou
louku, musím ji držet „o hladu“. Hnojení dusíkem
zvláště nesnášejí orchideje, proto u nás tolik ubyly a
stále mizí.
Samozřejmě vše v ekologii má své limity.
Pokud bude plocha téměř bez živin, vydrží to také jen
pár druhů, a pokud nebudou žádné živiny, nebudou
ani žádné rostliny.
Ale existuje i opačná limita – když něco přehnojím,
tak vytvořím v půdě koncentrovanější roztok než je v
rostlině a způsobím, že půda přes rostlinné
membrány „vycucne“ z rostliny všechnu vodu, ta pak
uschne. Tedy ve výsledku mám opět poušť.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 9
Ekosystémy
• Ekosystém – základní pojem ekologie. Označuje propojení druhů v biocenóze a biocenózy s
jejím abiotickým prostředím. Ale není to jakýkoliv soubor druhů v nějakém místě, ale již natolik
vyzrálý, že zde jsou potřební producenti (zelené rostliny), konzumenti (stačí býložravci, masožravci být
nemusejí) a destruenti (rozkladači) a oběh hmoty a energie je zajištěn.
• Ekosystém: Obecný pojem, nevyjadřuje prostorovou velikost ani hierarchii (ekosystém
akvária, planety)! Má ale hranice a lze ho mapovat.
• Zavedl Angličan A.G. Tansley v r. 1935
• Analogie Rus A.N. Sukačev 1942 – biogeocenóza
• Analogie Čech A. Zlatník – 60. léta 20. stol. – Geobiocenóza
• V geobiocenologickém systému zde na ústavu stále pracujeme – výhodné pro jasně zachycenou
vazbu charakteru stanoviště na charakter bioty.
• Jsou i jiné systémy, např. botanici mají fytocenologický systém – klade hlavní důraz na skladbu druhů, málo na
stanoviště
• Ekosystém – vždy otevřený systém !! Tedy s okolím si vyměňuje hmotu i energii. S výjimkou
ekosystému celé Země, ta si hmotu s kosmem téměř nevyměňuje = polouzavřený ekosystém.
• Tj. neustálá výměna látek a energie s okolím ekosystému
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 10
Schéma ekosystému
Chem. látky z hornin
Tento obrázek doporučuji si překreslit, možná i několikrát zopakovat – až to budete
výborně znát. Je to nejjednodušší a při tom dostatečně komplexní. Věnujte se i těm
šipkám – je to směr pohybu hmoty a energie v ekosystému. Tento pohyb právě dělá z
ekosystému celek. Fytofágové jsou býložravci, predátoři jsou masožravci, přičemž
menší masožravec může ještě být sežrán dalším, větším masožravcem. Podobně
paraziti – i parazit může být napaden dalším parazitem. Dekompozitoři jsou rozkladači,
zpravidla v půdě a na jejím povrchu. Jsou mikrobiální i živočišní (žížala) – a i ta nakonec
podlehne nějakému rozkladači. Uvolněné živiny (i energie) z těl se hromadí v půdě a
slouží pro výživu rostlin a mírné zahřívání půdy, aby vše dobře běželo.
Mj. jde o častou otázku u zkoušek i státnic.
Únik energie do
kosmu
Vymývání
prvků a živin
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 11
Chování ekosystémů – pojmy
• Ekologická stabilita = lidově řečeno „zdraví“ ekosystému.
• Ekologická stabilita = schopnost ekosystému vyrovnávat změny způsobené vnějšími činiteli a zachovávat přirozené vlastnosti a
funkce. (§5 zákona o ŽP z r. 1991). Kupodivu to není stav! Ekol. stabilita ovšem také zahrnuje i vnitřní autoregulační vazby, které
ekosystému umožňují dále existovat a tlumit všelijaké vnitřní „výbuchy“, vyhynutí nějakého člena atd.:
• Ekol. stabilita – vnitřní (ekosystém je sukcesně vyzrálý, už se moc nemění a zvládá své vnitřní „výbuchy“ a vymření nějakého druhu – má zde
náhradní). Neznamená to vždy však, že je takový ekosystém odolný vůči stresorům z okolí – např. přirozená smrčina vysoko v horách může
snadno podlehnout imisím. Ovšem bez vnitřní ekologické stability není ani stabilita vnější a pochopitelně ani celková.
– vnější (ekosystém je schopen čelit tlakům z okolí, nemění při nich podstatně a nevratně svou strukturu). Jak je uvedeno výše,
takový ekosystém zpravidla musí mít i vnitřní ekologickou stabilitu).
• Homeostáze – je dynamický stav rovnováhy, v našem případě ekosystému. Toto je tedy opravdu stav. Ale není statický, ekosystém
prodělává různé výchylky (malé změny), ale neustále se vrací do původního stavu.
• Udržovaný ekosystém – může být stabilní a homeostatický za podmínky, že je mu člověkem stále dodávána tzv. dodatková
energie, příp. i hmota. Příklad: Louka, pole. Vyžadují hnojení, sečení, chemickou ochranu nebo mechanické kypření atd. Pokud
tato antropogenní intervence skočí, systém se propadá do nestability a mění se časem v jiný ekosystém, např. les. To je
odbornější popis toho, že louka se může jevit jako stabilní a homeostatický ekosystém, ale nesmíme zapomenout na tu
dodatkovou energii, jejíž vklad ale zrovna třeba na místě nevidíme.
• Překročení prahu odolnosti ekosystému – každý živý organismus i ekosystém vydrží jen něco. Jakmile je stresor příliš silný,
dojde k překročení prahu odolnosti a organismus onemocní nebo přímo umírá, ekosystém se rozpadá, zhroutí:
• Zhroucení ekosystému nastává při překročení prahu odolnosti ekosystému. Ale neznamená to, že vzniká holá poušť – jen
vzniká jiný ekosystém, možná ale pro nás nevýhodný. Výjimečně v hraničních podmínkách života skutečně můžeme vytvořit
poušť (viz šíření Sahary) – ale i to je ekosystém, i když hodně chudý. Někdy však zhroucení ekosystému chceme – např. vypálení
lesa, abychom získali jiný ekosystém – pole.
23.5.2020 Aplikovaná ekologie - sylabus 12
Ekologická diversita a stabilita
• Zpravidla: Čím větší biodiversita, tím větší stabilita. Proč: Pokud v ekosystému vypadne jeden z druhů (vyhyne),
mohou jej zastoupit jiné, podobné. Pokud je biodiverzita malá a např. býložravci jsou zastoupeni jen jedním druhem a
ten vyhyne, zelené rostliny nemá kdo vypásat a celý ekosystém se může změnit v les. Reálně je to pochopitelně složitější.
• Proto velkou vnitřní ekologickou stabilitu a homeostázi mají např. rovníkové pralesy. Ostatně se také v klidu
mohly vyvíjet už ca 7 milionů let a vznikla zde řada potřebných druhů.
• Změněný ekosystém (myšleno člověkem) slouží člověku pro produkci požadovaných plodin. Má zpravidla nižší
diversitu, je nestabilní, neustále probíhá snaha o sukcesi, nutnost dodatkové energie. Čím více změněný, tím více energie
(gradace: pastvina – intenzivní louka – pole – zeleninový záhon).
• Lidstvo nemůže mít jenom stabilní pralesy s velkou biodiverzitou, neuživili bychom se. Potřebujeme
změněné ekosystémy, které budou produkovat žádané plodiny. Ale zároveň potřebujeme i ekologickou
stabilitu krajiny. Jak na to? Pomůže pojem sekundární diverzita krajiny:
• Sekundární diversita (krajiny): Krajina není tvořena jen poli či lesy, ale nestabilní části krajiny (pole)
kombinujeme a odizolujeme prostřednictvím stabilních ekosystémů, např. lesů. Jenže to je náročné na
plochu, proto v úrodných polních krajinách se snažíme vložit alespoň biokoridory, vlastně jakési
minimalizované pásy dřevin, lesa. Ty slouží jako migrační trasa pro lesní druhy, které nám zvyšují
biodiverzitu v polní krajině a zároveň slouží k odizolování nestabilních ekosystémů, v tomto případě polí.
• Pokud tyto pásy lesa napojíme alespoň místy na větší lesíky (biocentra) a propojíme je dále do krajiny
vzniká tzv. Územní systém ekologické stability krajiny (ÚSES). Jeho tvorba však je sofistikovanější a na
základě biogeografických podkladů, existuje na to metodika. Viz zvláštní studijní materiál.
Realizace ÚSES – Křižanovice u Vyškova
Foto M. Culek, 2001
Lokální biokoridor z r. 1990 v r. 2001
Regionální biokoridor
Loděnice u Pohořelic – z r. 2000, délka 2 km, foto z r. 2001
Fota M. Culek, 2001
„Čehovická oáza“ – regionální biocentrum
na Hané u Prostějova