Biosféra Vznik biosféry – 3 historické transgrese: vývojové přechody světa včetně člověka •Omegasféra (noosféra) Bio-sociologická sebeorganizace Třetí transgrese Člověkem řízená evoluce Transformace lidské přirozenosti ? •Homosféra • Homo – člověk Druhá transgrese •Biosféra • Vznik života - Evoluce První transgrese •Minerosféra • VELKÝ TŘESK – vznik vesmíru Počátek Biosféra Členění atmosféry •Troposféra • •Stratosféra • •Mesosféra • •Termosféra Čtyři základní principy udržitelnosti: V biosféře vše souvisí se vším ! Základní geochemické cykly biosféry Základní komponenty ekosystému Základní komponenty ekosystému Hierarchická organizace druhů podle jejich trofického stupně a typu prostředí Potravní řetězce vyjadřují složitost potravních vztahů v prostředí Základní komponenty potravinového řetězce Základní pyramida toku energie v biosféře Člověk versus příroda – aplikovaná ekologie Poměr hmoty Země k biomase (upraveno podle Svoboda, 2006) Je člověk pro přírodu problém ? Jaká je jeho stopa v přírodě ? •Ekologická stopa představuje celkovou plochu půdy nebo vody nezbytné k produkci zdrojů pro danou populaci Otisk stopy člověka v přírodě •Otisk stopy čloběka v milionech (ha) a sdílená ekologická kapacita •Na osobu (ha na osobu) V roce 2002 byla ekologická stopa člověka v průměru o 39% větší než ekologická kapacita Země Občanské společnosti různých zemí mají různě velkou ekologickou stopu • V čem spočívá výjimečnost a úspěšnost člověka ? Příbuzenské vztahy primátů Biologické adaptace člověka •Křivka od myši ke slonovi ukazující vztah rychlosti metabolismu k hmotnosti těla Biologické adaptace člověka •Log-log graf vztahu mezi velikostí organismu v době rozmnožování a délkou generace Člověk Odhad počtu buněčných typů u raných zástupců různých skupin živočichů Člověk Velikost mozku 200 druhů obratlovců Člověk •Objem endokrania vynesený oproti hmotnosti těla lidoopů, australopitheků a linie Homo v logaritmické stupnici Biologické adaptace člověka Lidé V čem spočívá úspěšnost člověka jako druhu ? Je to jeho nesmírná schopnost se přizpůsobovat rozmanitým životních podmínkám – jeho fenotypická plasticita a inteligence ? Migrace moderních humanoidů z Afriky a jejich rozšíření po světě Rozšíření člověka na Zemi (upraveno podle Diamond, 1999) Mezopotámie rozložená mezi řekami Eufrat a Tigris – vznik zemědělství před caa 10tis lety Přibližná doba domestikace různých druhů živočichů Rozmanitost domestikovaných rostlin • • Růst populace člověka v exponenciální fázi Log-log graf ukazující velikost živočichů a jejich početnost v přírodě Očekávaná délka života člověka v různých částech světa Etická kategorizace lidských zájmů Typické charakteristiky přírodních a člověkem ovlivněných oblastí Dominance člověka Biologická jednoduchost Většinou využívání fosilních paliv Vysoká produkce znečištění Ztráta a znehodnocování živin Zneužívání a degradace primární produkce Přírodní systémy Biologická rozmanitost Využívání sluneční energie Nízká (pokud vůbec) produkce znečištění Recyklace živin Primární produkci využívá společně mnoho druhů Mapa světa podle hrubého domácího produktu (upraveno podle GeoHive, 2005) Globální srovnání rozvinutých a rozvojových zemí Top 10 zemí s největším počtem vymřelých druhů rostlin Top 10 zemí s největším počtem vymřelých druhů živočichů Status stupně ochrany rostlin a živočichů Rozmístění 10 největších národních parků v Africe Příroda versus lidská společnost Proč je člověk pro přírodu problém ? •Stupně organizace v přírodní systémů: •komplexnost – přírodní rovnováha – stabilita •Organizace člověkem ovlivňovaných systémů: •Snaha o efektivitu – důsledkem je jednoduchost – degradace – nestabilita • Degradace přírodního kapitálu Co to je přírodní kapitál ? Degradace přírodního prostředí •Redukce biodiversity •Nadužívání přirozené primární produkce •Růst genetické rezistence škůdců a patogenů •Eliminace přirozených predátorů •Introdukce a aklimatizace nepůvodních druhů •Nadměrné využívání přírodních zdrojů •Ovlivňování přírodních cyklů a procesů •Znečišťování prostředí Oblasti s nejvíce ohoženým přírodním kapitálem Ohrožený přírodní kapitál Degradace přírodního kapitálu Degradace přírodního kapitálu Degradace přírodního kapitálu Degradace přírodního kapitálu Aplikovaná ekologie - Globální problémy •Přelidnění Země •Hladomor •Nebezpečí jaderné katastrofy •Civilizační choroby •Surovinové a energetické problémy •Terorismus •Rasismus •Ekologické problémy • Přelidnění Země •Dnes žije na planetě Zemi přes 7 mld lidí • •Evropský kontinent zaznamenává neustálý pokles, opakem je situace v Asii, Africe a Latinské Americe • •Předpoklad: rok 2050 – 12 mld. lidí • rok 2100 – 50 mld. Populační exploze lidstva Celosvětová mapa hustoty populace Hustota lidského osídlení jako světelné znečištění Globální problémy - hladomor • •Ve světě se vyprodukuje o 10% více potravin, než by bylo nutné pro nasycení obyvatel celé planety •Přesto trpí hladem každý sedmý člověk, z toho každé třetí dítě •Příčina: nerovnoměrnost vztahů mezi růstem počtu obyvatel a ekonomickým vývojem v různých zemích, nerovnoměrnost výroby, rozdělování a spotřeby • Globální problémy - hladomor •Extrémní a dlouhotrvající nedostatek jídla, který způsobuje permanentní pocit hladu, vychrtlost zasažené skupiny, resp. populace, a podstatný nárůst úmrtnosti. •Hladomor může být klasifikován podle toho, jakou skupinu zasáhl, a podle lokace postižených. •Obecně hladomor zasahuje všechny vrstvy populace v zemích s nedostatkem potravy, samozřejmě ne všechny vrstvy postižených jsou na stejném stupni hladomoru. •Místní hladomory jsou koncentrovány pouze v určitém regionu země, nedostatek potravy se však projevuje v zemi celé. •Hladomor je klasifikován jako stav, kdy určitá skupina populace trpí z celé země zasažené nedostatkem jídla největší bídou. Přehled hladomorů (do roku 1985): •3500 př. Kr. Egypt, první psaná zmínka o hladomoru. 436 př. Kr. Řím, tisíce hladovějících lidí se dobrovolně utopilo v řece Tiber. 310 Británie, 40 000 mrtvých. 917-18 Indie, Kašmír, obrovská úmrtnost. Koryto řeky Jhelum naplněno mrtvými těly. 1064-72 Egypt, záplavy na Nilu trvaly 7 let. Objevil se kanibalismus.1069 Anglie, normanská invaze. Kanibalismus. 1235 Anglie, 20 000mrtvých v Londýně. 1315-17 střední a západní Evropa, vydatné deště. O 10 % vyšší úmrtnost. 1333-37 Čína, 4 000 000 mrtvých. 1347-48 Rusko, deště a mrazy zapříčinily hladomor na Volze. 1594-98 Indie, kanibalismus. Přidal se mor. 1600 Rusko, 500 000 mrtvých. Mor. 1630 Indie, válka, sucho a poté povodně. 30 000 mrtvých. 1650-52 Rusko, povodně. 1677 Indie, Hyderabad, déšť, vysoká úmrtnost.V každé vesnici přežili dva až tři lidé. 1693 Francie, hladomor popsal Voltaire. 1769 Francie, 5 % populace zemřelo. 1769-70 Indie, nepřesný údaj: zemřelo 3 000 000 až 10 000 000 lidí. 1770 východní Evropa, 168 000 mrtvých v Čechách, 20 000 v Rusku a Polsku. 1790-92 Indie, kanibalismus. 1803-04 západní Indie, sucha, válka. Tisíce mrtvých. 1837-38 Indie, sucho. 800 000 mrtvých. 1845-49 Irsko, velký bramborový hladomor. Milion mrtvých. Emigrace. 1866 Indie, 1 500 000 mrtvých. •1868-70 Indie, sucho. Po hladomoru následovala horečka. 1874-75 Asie, Minor, 150 000 mrtvých. 1876-78 Indie, sucho. 5 000 000 mrtvých. 1892-94 Čína, sucho. 1 000 000 mrtvých. 1896-97 Indie, sucho. Více než 5 000 000 mrtvých. 1899-1900 Indie, sucho. 3 250 000 mrtvých. 1920-21 severní Čína, sucho. 20 000 000 hladovějících, 500 000 mrtvých. 1921-22 Rusko, Ukrajina, povodí Volhy, sucho. Počet mrtvých od 1 250 000 až 5 000 000. 1928-29 Čína, 3 000 000 mrtvých. 1932-34 Rusko, Ukrajina, kolektivizace vyvolala odplatu zemědělců - vybíjení dobytka. 5 000 000 mrtvých. 1941-43 Řecko, válka. 450 000 mrtvých. 1941-42 Varšavské ghetto, válka. 43 000 mrtvých. 1941-44 Leningrad, válka. 1 000 000 mrtvých. 1943 Rwanda, Urundi, 35 000-50 000 mrtvých. 1943-44 Indie, Bengálsko, 1 500 000 mrtvých. 1947 Rusko, obilí vyvezeno do zahraničí, nezbylo pro vlastní lidi. 1960-61 Kongo, válka. 1965 Indie, Bihar, sucho. Tisíce mrtvých. 1967-69 Nigérie, Biafra, válka. 1 500 000 mrtvých. 1968-74 Sahel, sucho. 500 000 lidí mrtvých. 1973 Etiopie, sucho. 100 000 mrtvých. 1974 Bangladéš, záplavy. 1974 Somálsko, sucho. Rusko pomohlo přesídlit strádající nomády na jih země. 1975-79 Kambodža, 1 000 000 mrtvých. Politika genocidy Rudých Khmerů. 1983-85 Sahel, sucho. Hladovělo 22 000 000 lidí. Celosvětová mapa míry politické demokracie Globální problémy - nebezpečí jaderné katastrofy •Vyplývá z faktu, že jaderné arsenály světových velmocí obsahují takové množství zbraní, které by bylo schopné několikanásobně zničit celou naši planetu •Jaderné nebezpečí nelze vyloučit ani zestrany jaderných elektráren (Černobyl 1986) Celosvětová mapa výdajů na zbrojení Civilizační choroby •Civilizační choroby •EPIDEMIE: •nemoc vyskytující se na malém území (epidemie chřipky v Moravskoslezském kraji) •PANDEMIE: •nemoc vyskytující se po celém světě(AIDS) •nádorové, srdeční i cévní onemocnění alkoholismus, toxikománie Těžba surovin - zlato Celosvětová těžba zlata Rasismus a xenofobie jako společenský problém Prodej otroků ve starověku Dobyvačné války ve středověku Starověk – mapa řeckých kolonií Výsledek obrázku pro lidské rasy mapa Rasismus versus xenofobie jako společenský problém •Rasismus jako „teorie nenávisti vůči člověku“ vznikl již v první třídní společnosti otrokářské, kde měl ospravedlnit především utiskování a porobení otroků a zároveň obhájit zotročování jedněch národů a lidských skupin druhými. Rasistické názory a teorie byly od těch dob vždy znovu využívány ideology a zastánci otrokářského, feudálního i kapitalistického řádu. Teprve v kapitalistické společnosti však nabyl rasismus své nejzrůdnější podoby a stal se i teoretickou základnou k násilnému ovládání jedněch národů druhými – jednou z nejnebezpečnějších ideologií 19. a 20. století. • •Novodobý rasismus stejně jako jeho dřívější formy popírá rovnocennost lidských ras a jeho vlastním cílem je totální potlačení jiných národů nebo vrstev zdůvodňováním jejich méněcennosti, slabosti a závislosti. Původ těchto novodobých rasových teorií je třeba hledat v období rozvíjející se kapitalistické společnosti v devatenáctém století. Zejména politikové využili rasových předsudků a nízké kulturní úrovně zaostalých vrstev a postavili se především proti národnostním menšinám a porobeným koloniálním národům a kmenům. Byly to především německé a anglosaské rasové teorie, které položily základy novodobého rasismu ve světě. Rasismus versus multikulturalita Rozšíření lidských ras na Zemi Několik příkladů lidských ras Není rasa jako rasa J Distribuce světových jazyků a náboženství •Světové jazyky •Světová náboženství Mapa rozšíření různých typů zemědělství Udržení rozmanitosti přírodních zdrojů Celosvětový problém – mezinárodní terorismus Bezpečnostní bariéra v Izraeli New York, 11. září 2001 Mapa teroristických útoků ve světě v roce 2001 Ekologické problémy – skleníkový efekt • Ekologické problémy – přístup k pitné vodě • Ekologie není synonymem životního prostředí, environmentalismu, dějin přírody, nebo věd o životním prostředí. Úzce souvisí s evoluční biologií, genetikou, a etologií ale i s množstvím dalších disciplín a subdisciplín (záleží na konkrétním předmětu zkoumání). Důležitým cílem pro ekology je zlepšit porozumění toho, jak biodiverzita ovlivňuje ekologickou funkci. Ekologové se snaží vysvětlit: Životní procesy, interakce a adaptace Pohyb materiálu a energie prostřednictvím živých společenství Sukcesi a rozvoj ekosystémů Počet a distribuci organismů a biologickou rozmanitost v rámci životního prostředí Co je a není ekologie - teorie Mezi témata jimiž se ekologie zabývá patří rozmanitost, distribuce, hmota (biomasy) a počet (populace) jednotlivých organismů, jakož i spolupráce a konkurence mezi organismy, a to jak uvnitř, tak mezi ekosystémy. Ekosystémy jsou složeny z dynamicky navzájem propojených částí včetně organismů, komunit jež vytváří, a neživých složek jejich prostředí. Ekosystémové procesy, jako je primární produkce, pedogeneze, koloběh živin, a další různé činnosti směřující k vytváření niky, regulují toky energie a hmoty skrze prostředí. Tyto procesy jsou udržovány organismy se specifickými životními vlastnostmi, pro označení rozmanitosti organismů se používá termín biodiverzita (biologická rozmanitost). Biodiverzita, poukazuje na rozdílnost druhů, genů a ekosystémů a podporuje některé ekosystémové služby. Co je a není ekologie - teorie Pojetí ekologie podle šíře zkoumaných objektů •ekologie jedince (autekologie): nejužší pojem, týká se pouze vztahu jednoho konkrétního jedince k ostatním jedincům, nebo k okolnímu prostředí. Příklad: ekologie zajíce •ekologie populací (demekologie): zabývá se vztahy mezi soubory jedinců stejného druhu (populace) a prostředím. Příklad: ekologie zaječí populace, osídlující podhorské louky v Pošumaví. •ekologie společenstev (synekologie): se zabývá vztahy mezi souborem jedinců různých druhů pobývajících na jednom stanovišti (společenstvo). Příklad: ekologie bukového lesa. •ekologie biomů: zabývá se nejvyšší úrovní přírodních objektů (biom), je blízce příbuzná biogeografii, tedy nauce o rozmístění organismů na Zemi. Příklad: ekologie středoevropských opadavých lesů. •globální ekologie: studuje procesy v biosféře, zabývat globálními ekologickými, ale i sociálními problémy, které s ekologií souvisí; blízká globalistice. Aplikace ekologického myšlení •Existuje mnoho praktických aplikací ekologického myšlení v ochraně přírody, řízení přírodních zdrojů (např. agroekologie, zemědělství, lesnictví, agrolesnictví, rybolov), urbanismu (ekologie města), komunitním zdraví, ekonomii, základní a aplikované vědě, stejně jako v lidských sociálních interakcích (ekologie člověka). •V původním a správném významu je tedy ekologie věda, která se zabývá vztahem organismů a jejich prostředí a vztahem organismů navzájem. Jako první tak nazval a definoval tento vědní obor Ernst Haeckel v roce 1866. Dále se ekologie užívá chybně v širokém smyslu jako ochrana životního prostředí nebo dokonce místo přírodní prostředí (např. ekologicky šetrný výrobek znamená výrobek šetrný k životnímu prostředí). Toto užití - viz ochrana přírody. Ekologie se také nepřesně používá pro označení ideologie environmentalismu (tzv. hlubinná ekologie, je subdisciplína ekologie, která je základním přesvědčením radikálního ekologického hnutí ). Toto užití - viz ekologismus nebo environmentalismus. Ekologie vychází z: biologie, meteorologie, klimatologie, geologie, geografie, fyziky, chemie, antropologie, lékařských věd (hygiena), ekonomiky, práva, historie, psychologie, technických věd. Systém ekologických věd •obecná ekologie: zabývá se obecně platnými ekologickými principy. •ekologie mikroorganismů, ekologie rostlin, ekologie živočichů, ekologie člověka: zabývají se vztahy mezi příslušnými organismy a prostředím. •ekologie moře: vztahy mezi organismy a prostředím v mořích. •ekologie lesa: nauka o lesním prostředí •ekologie krajiny: souvislosti mezi částmi krajiny, změny v krajině (včetně důsledků činností člověka). •ekologie globální: souvislosti a změny na celé planetě Zemi a jejich vliv na život. •aplikovaná ekologie: zabývá se praktickou aplikací ekologických poznatků •produkční ekologie: zabývá se produkční analýzou trofických úrovní a koloběhem hmoty a energie v ekosystému • Nové hraniční obory ekologie •agroekologie: zkoumá zemědělské organismy z pohledu jejich vnějšího prostředí; využívá metody ekologie a agronomie. •bioekologie: •ekofyziologie: zabývá se studiem změn a adaptací fyziologických funkcí souvisejících se změnami prostředí •ekoimunologie: sleduje vliv prostředí a jeho změn na práci a efektivitu imunitního systému •ekologie obnovy: zabývá se obnovou ekosystémů do původního stavu (viz též rekultivace, revitalizace vodních toků a meliorace) •ekotoxikologie: kombinuje poznatky vědy studující ekosystémy (ekologie) a vědy studující interakce chemických látek s živými organismy (toxikologie), je součástí toxikologie životního prostředí, je však zaměřena na studium vlivu toxických látek na dynamiku populace uvnitř ekosystémů •environmentalistika: zabývá se vztahem člověka a životního prostředí. Tvoří tak doplněk ekologie. • •Digitální ekologie •environmentální dějiny: •geobotanika (ekologická botanika):. • • • •globalistigeonika: sleduje dopady činností člověka a jím vyvolaných aktivit na přírodní prostředí a interakci přírodního a antropogenního prostředí.[4],[5] •ka: zkoumá základní otázky existence a vývoje světové společnosti jako celku.[6] •gradologie: zabývá se gradacemi, jejich příčinami a důsledky; je zaměřena na problematiku přemnožování škodlivých druhů v zemědělství a lesnictví. •historická ekologie (archeoekologie): zabývá se historickým vlivem člověka na ekosystémy a naopak v období holocénu.[7] •krajinná ekologie (geoekologie; environmentální geografie): zabývá se studiem komplexní struktury vztahů mezi společenstvy organismů (biocenózami) a podmínkami jejich prostředí v určitém výseku krajiny. Využívá metody ekologie, fyzické geografie a geologie. •Informační ekologie •lesnická ekologie: zabývá se ekologií lesů. •lidská ekologie (ekologie člověka; humánní ekologie; sociální a kulturní ekologie[8]; humanitní environmentalistika): hledá porozumění světu přírody i člověka v jejich jednotě a strategie porozumění vedoucí k řešení globálních i místních problémů. •myslivost: soubor činností prováděných v přírodě ve vztahu k volně žijící zvěři jako součásti ekosystému. •paleoekologie: používá data z fosilií a subfosilií k rekonstrukci ekosystémů minulosti. • Děkuji za pozornost Děkuji za pozornost Časové linie ukazující různé druhy hominidů log-log graf vztahu mezi délkou života a hmotností •U savců •Vztah mezi jejich délkou života a hmotností Log-log graf rychlosti různých živočichů ve vztahu k délce těla • Log-log graf ukazující hrubý odhad velikostí organismů v různých obdobích života na Zemi Využití přírodního kapitálu a degradace přírody Vliv katastrof s vysokou energií (meteority, erupce) na dynamiku krajiny