Ekosystém Světové biomy Populace Vztah živých ekosystémů a výstavby 2. přednáška Martina Sobotková, B 775 Konzultační hodiny:

Prezentace na téma: "Ekosystém Světové biomy Populace Vztah živých ekosystémů a výstavby 2. přednáška Martina Sobotková, B 775 Konzultační hodiny:"— Transkript prezentace:

1 Ekosystém Světové biomy Populace Vztah živých ekosystémů a výstavby 2. přednáška Martina Sobotková, B 775 martina.sobotkova@fsv.cvut.cz Konzultační hodiny: dle dohody Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství ČVUT v Praze, Fakulta stavební Faktory Třídění ekosystémů Úmluva EKOLOGIE Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

2 Ekosystém Faktory Populace Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR Ekologie chápána v rámci krajinného systému se označuje jako EKOLOGIE KRAJINNÁ … principiálně jde o APLIKOVANOU EKOLOGII, kde hlavním vztahem, kterým se zabývá, je vztah organismů k prostředí a naopak zakladatel E. HAECKEL ji definoval ( 1866,1870 ) jako „NAUKU O PODMÍNKÁCH BOJE O PŘEŽITÍ“ později jako „BIOLOGII ORGANISMŮ V POMĚRU K PROSTŘEDÍ“ tedy jako „NAUKU O EXISTENČNÍCH PODMÍNKÁCH“ nebo „VĚDU O NADINDIVIDUÁLNÍCH VZTAZÍCH ORGANISMŮ “ https://cs.wikipedia.org/wiki/Ernst_Haeckel#/media/File:Haeckel_Actinia e.jpg Ekologie

3 Ekosystém Faktory Populace Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR Ekologie věda o vztazích mezi organismy a jejich prostředím – VĚDA O STRUKTUŘE A FUNKCI PŘÍRODY Je to jedna z nejdůležitějších biologických disciplín, protože proniká do všech odvětví věd a jevů, které se zabývají živými organismy … je oblastí biologie prostředí a naukou o existenčních podmínkách zabývá se populacemi, jejich společenstvy, tedy biocenosami, ekosystémy a biosférou Mimořádná šířka vědní disciplíny – EKOLOGIE, umožňuje pojmout prakticky všechny vědní disciplíny biologické povahy, takže hranice, které ji odlišují od jiných vědních oborů, jsou dosti těžko definovatelné - ještě donedávna nebyla považována za samostatnou vědní disciplínu.

4 ory Ekosystém Faktory Populace skupina jedinců téhož druhu, žijících v daném okamžiku v určitém prostředí (stanoviště = biotop) Společenstvo (biocenóza, z řeckého bios = život, koinos = společný) soubor populací všech druhů rostlin, živočichů, hub a mikroorganismů, které žijí v určitém biotopu; existují mezi nimi určité vztahy výraz byl poprvé zaveden Karlem Augustem Möbiem v roce 1877 Tučňák císařský, Aptenodytes forsteri Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů http://animals.nationalgeographic.com/animals/photos/antarctic- animals/#/emperor-penguin_521_600x450.jpg ke dni 12.9.2013. Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

5 Faktory Třídění ekosystémů EKOLOGIE Úmluva Světové biomy Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR Ekosystém Populace Populace – lidská denzita, natalita, mortalita, přirozený přírůstek, úbytek průměrná délka života nejnižší – Afrika a rozvojové země nejvyšší – Japonsko, některé evropské země K 15. 2. 2015 na Zemi 7,295 miliard lidí.

6 Ekosystém Světové biomy Ekosystém biocenóza se svým prostředím  ŽIVÁ SLOŽKA živočichové a rostliny (BIOCENÓZA)  NEŽIVÁ SLOŽKA půda, horniny, teplota, vlhkost, sluneční svit… (BIOTOP) přírodní celek (biosféra), který komunikuje s okolím Afrika, Petr JakubíkDolomiti Posázáví, Česká republika PŘÍKLAD EKOSYSTÉMU: JEZERO, RYBNÍK, MOŘE, BAŽINA, LOUKA, LES, TUNDRA, MĚSTSKÝ PARK, POLE…. Faktory Třídění ekosystémů EKOLOGIE Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

7 Ekosystém Světové biomy Ekosystém je typem ekologického celku a je jeho základním systémem JE TVOŘEN SPOLEČENSTVY, TEDY BIOCENOSAMI A PROSTOREM, KDE SE VYSKYTUJE, tj. EKOTOPEM Název EKOTOP se používá při analýze anorganické složky přírody pro - GEOGRAFICKY NEDĚLITELNÉ JEDNOTKY SE STEJNÝMI PŮDNÍMI, KLIMATICKÝMI A MORFOLOGICKÝMI ZNAKY Jako každý jiný systém má i ekosystém vlastní charakteristickou strukturu a vlastní specifické funkce … jejich poznání je teprve na počátku svého rozvoje. Zdá se, že ekologická funkce ekosystémů se zřetelně jeví na koloběhu živin a tím i na transformaci energie. Faktory Třídění ekosystémů EKOLOGIE Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

8 Ekosystém Světové biomy Ekosystém Zvláštním případem ekosystému je životní prostředí lidské společnosti. Biologicky je třeba považovat vztah člověka ke svému životnímu prostředí za otevřený systém, který potřebuje pro svůj provoz značné množství energie. Každá biocenosa, jak již bylo uvedeno, žije v určitém prostoru, tedy ekotopu. U rostlin a živočichů se v biocenosách projevují závislosti nejen na podmínkách prostředí, ale velmi komplikované vztahy jsou nejen mezi živočichy a rostlinami, ale také mezi rostlinami a živočichy navzájem. Prostor, ve kterém biocenosy žijí, označovaný jako EKOTOP se někdy označuje jako BIOTOP a spolu s biocenosami tvoří EKOSYSTÉM. Faktory Třídění ekosystémů EKOLOGIE Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

9 orzt Ekosystém Světové biomy Ekosystém Podle povahy výměny látek mezi abiotickou a biotickou složkou prostředí ROZEZNÁVÁME V EKOSYSTÉMU NÁSLEDNÉ SYSTÉMY - autotrofní - heterotrofní V AUTOTROFNÍM SYSTÉMU se tvoří organické látky z neorganických substancí většinou pomocí SOLÁRNÍ RADIACE HETEROTROFNÍ SYSTÉM je charakterizován PŘEVAHOU KONZUMACE, při které se organické látky přeměňují na jednodušší. Ekosystémy tedy tvoří podmínky pro přenos energie a její přeměnu. Jejich zkoumání se již v historii vědy ukázalo jako nevyhnutelné. Faktory Třídění ekosystémů EKOLOGIE Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

10 Faktory Ekologické faktory Prostředí tvoří určité složky, které mají pro organismy dočasně, nebo trvale určitý význam … takovéto složky označujeme jako ekologické faktory DĚLÍME JE NA : A.) - faktory ABIOTICKÉ B.) - faktory BIOTICKÉ C.) - faktory ANTROPOGENNÍ jednotlivé faktory se navzájem ovlivňují a podmiňují (např. některé klimatické faktory (teplo, voda, světlo) podmiňují vlastnosti půdy … vlhkost půdy zase ovlivňuje ovzduší výparem atd. Nejsložitěji a často těžko předvídatelně ovlivňuje ekologické faktory člověk. Jeho zásahy jsou buď uvědomělé a plánovité, nebo živelné. Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

11 Faktory Faktory abiotické bývají označovány jako FYZICKOGEOGRAFICKÉ PRVKY a tvoří základ pro formování krajinného prostředí KLIMA HORNINOTVORNÉ PODLOŽÍ EXPOZICE SKLONITOST RELIÉF PŮDA VODSTVO ATMOSFÉRA Abiotické faktory podmiňují formování krajiny jako celku, její strukturu a vlastnosti, čímž předurčují její hospodářské využití. Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

12 Faktory Faktory abiotické orz V konkrétních podmínkách není působení abiotických faktorů rovnoměrné, vždy některý převládá. Určitá priorita přísluší klimatickým podmínkám, které mají primární úlohu při formování ekologických vlastností území. každý organismus žije v přírodě v podmínkách, které umožňují jeho optimální existenci a jímž se přizpůsobuje … Tato šíře rozpětí podmínek pro život organismů se označuje termínem EKOLOGICKÁ VALENCE Protože tytéž podmínky vyhovují určitým organismům, jsou v určitém typu prostředí přibližně stejné organismy. Soubor organismů, které žijí ve společném prostoru určitého prostředí, označujeme jako SPOLEČENSTVA či CENÓSY. Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

13 Faktory Faktory biotické Společenstva tvořená rostlinnými a živočišnými organismy : - FYTOCENÓSY - ZOOCENÓSY Toto rozdělení je v podstatě schematické, protože až na malé vyjímky existují obě cenosy souběžně a označujeme je pak jako BIOCENÓSY Biocenosa je nadřazená kategorie pro jednotlivé ekosystémy v celosvětovém měřítku. Světové biomy EKOLOGIE Třídění ekosystémů Úmluva Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

14 Základní třídění ekosystémů akvatické (vodní) terestrické (suchozemské) a.otevřený oceán a. les b.brakické vody b. savana c.korálové útesy c. step d. poušť e. tundra sladkovodní a.jezera a rybníky b.vodní toky c.různé typy mokřadů (např. rašeliniště a slatiniště) Třídění ekosystémů EKOLOGIE Úmluva Světové biomy Vodní prostředí Produkce uhlíku Biotopy ČR

15 Světové biomy Produkce uhlíku Biom společenstvo živých organismů obývajících určité území vyznačující se charakteristickou tvářností soubor ekosystémů podobného typu (biom tropického pralesa) Zdroj ke dni 10. 9. 2013: http://cs.wikipedia.org/wiki/Biom polární pustina tundra tajga listnaté lesy mírného pásu subtropický deštný prales středomořská vegetace monzunový les vyprahlá poušť suchomilné křoviny EKOLOGIE Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí suché stepi polovyprahlá poušť travnatá savana stromová savana subtropický suchý les tropický deštný prales alpská tundra horský les

16 Světové biomy Produkce uhlíku Rozložení biomů v závislosti na teplotě a srážce Průměrná teplota (°C) Roční srážky (cm) EKOLOGIE Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

17 Světové biomy Tropický deštný prales roční srážky přesahují 2500 mm vysoká vlhkost a malé sezónní změny výška stromů: až 50 m půda obsahuje malé množství živin biom je druhově velmi rozmanitý většina života je soustředěna v korunách stromů Údolí potoka Manoa, Oahu, USA EKOLOGIE Produkce uhlíku Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

18 Světové biomy Tropické opadavé a suché lesy sušší a sezóně proměnlivější oblasti období - cca 4 měsíce 1000 mm srážek za 1 měsíc dochází k opadávání listů nedochází k odpařování vody z listů velmi náchylné k požárům navazují na tropické deštné pralesy EKOLOGIE Produkce uhlíku Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

19 Světové biomy Savana tropické střídavě vlhké a suché klima oblasti, srážky: 300 – 400 mm za rok střídání období sucha a dešťů vznikly kácením a vypalováním deštných pralesů dochází k častým požárům neudrží se LES převládá travnatý porost fauna: dominují býložravci, flóra: traviny Typické oblasti: např. Austrálie, Afrika, Jižní Amerika Afrika, Petr Jakubík EKOLOGIE Produkce uhlíku Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

20 Světové biomy Pouště a polopouště nachází se především v oblasti obratníků Raka a Kozoroha přítomnost tlakových výší způsobuje, že srážky jsou minimální srážky: 250 mm za 1 rok teplotní výkyvy: denní teploty: 50 – 60 °C noční teploty: až 0 °C flóra: keře a sukulenty (např. kaktusy …) Příklad pouště: např. Sahara, Gobi, Libyjská poušť, Atacama, Karakum, Kyzylkum Simpson poušť, Austrálie EKOLOGIE Produkce uhlíku Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

21 Světové biomy Příklad oblastí: např. Středomoří, Kalifornie, Chile, jižní Afrika, jižní Austrálie Středozemní tvrdolisté lesy vlhké zimy, vydatné zimní deště (srážky 500-600mm) teplá suchá léta dvě vegetační období stále zelené tuhé listy flóra: např. kaktusy, olivovník evropský, dub cesmínolistý, keře – zimostráz, růže, kaliny Produkce uhlíku http://fotka.atlasrostlin.cz/olivovnik- evropsky/fotky-pridane-uzivateli-785 Olivovník evropský (Olea europaea) Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí EKOLOGIE

22 Světové biomy Příklad oblastí: např. NPR Karlštejn Opadavý listnatý les lesy mírného pásu středně vlhké oblasti chladné zimní období (opadavé stromy) listy se pomalu rozkládají flóra: např. buk lesní EKOLOGIE Produkce uhlíku Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

23 Světové biomy Stepi travnaté oblasti mírného pásu klima: suché kontinentální, vlhké subtropické klima nedostatek srážek nedostatek dřevnatého porostu chladné zimní období (opadavé stromy) flóra: travnatý porost http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pampa_Guanacasteca.JPG Guanacasteca, Costa RicaMohelenská hadcová step, Česká republika EKOLOGIE Produkce uhlíku Biotopy ČR Úmluva Vodní prostředí

24 Světové biomy Typické oblasti: Kanada, Sibiř Tajga severský jehličnatý les vegetační období trvá 1 – 4 měsíce (průměrná teplota 10 °C) náchylné k požárům flóra: jehličnaté stromy jehlice stromů jsou přizpůsobeny chladným zimám, brusinky, vřes http://www.123rf.com/photo_12738616_tajga-in- sayan-mountains--buryatia--russia.html Sayanské pohoří, Rusko fauna: např. savci - medvěd hnědý, vlk obecný, los evropský problémy: těžba dřeva a nerostů (Aljaška, Rusko) EKOLOGIE Biotopy ČR Produkce uhlíku Úmluva Vodní prostředí

25 Světové biomy Typické oblasti: Severní Evropa, Asie, Amerika, Antarktida, Grónsko Tundra přechod mezi tajgou a trvale zaledněnými polárními oblastmi vegetační období (2-3 měsíce) půda: trvalé zmrzlá (rozmrzá pouze na povrchu) flóra: nízké a pomalu rostoucí dřeviny, mechy, lišejníky http://environment.nationalgeographic.com/environme nt/habitats/tundra-profile/ fauna: medvěd lední, vlk obecný, flóra: zakrslé dřeviny EKOLOGIE Biotopy ČR Produkce uhlíku Úmluva Vodní prostředí

26 Biotopy ČR Biotopy České republiky Přírodní biotopy Vodní toky a nádrže Mokřady a pobřežní vegetace Prameniště a rašeliniště Skály, sutě a jeskyně Alpinské bezlesí Sekundární trávníky a vřesoviště Křoviny Lesy Nepřírodní biotopy (ovlivněné) např. urbanizovaná území, intenzivně obhospodařovaná pole, nelesní stromové výsadby http://www.sci.muni.cz/botany/chytry/Katalog.pdf EKOLOGIE Koněpruské jeskyně, Česká republika Produkce uhlíku Úmluva Vodní prostředí

27 Produkce uhlíku Hodnoty produkce v klimatických pásmech vyjádřené hmotností uhlíku (kg) vyprodukované na jednotkové ploše (1 m 2 ) za rok PRODUKCEKLIMATICKÉ PÁSMO nejvyšší (>800)vlhké rovníkové velmi vysoká (600 – 800) pobřežní monzunové a pasátové, tropické střídavě vlhké a suché vysoká (400 – 600) tropické střídavě vlhké a suché (JV Asie), vlhké subtropické, oceánské západní pobřeží střední (200 – 400) středomořské vlhké, kontinentální nízká (100 – 200) suché tropické (semiaridní), suché mírné (semiardiní), boreálních lesů velmi nízká (0 – 100) suché tropické (aridní), suché mírných šířek (aridní), boreálních lesů, tundrové EKOLOGIE Úmluva Vodní prostředí

28 Vodní prostředí 3/4 povrchu je pokryto vodou Korálové útesy mělká tropická moře hodně živin a světla nejrozmanitější prostředí na Zemi potrava: symbiotické řasy Rybníky OLIGOTROFNÍ STADIUM – chladnější prostředí MEZOTROFNÍ STADIUM – vyšší přísun živin, průhlednost 2 m a více EUTROFNÍ STADIUM – vyšší přísun živin, průhlednost se snižuje 1 m, zmenšování druhové diverzity HYPERTROFNÍ STADIUM – jarní období rozvoj řas, nárůst pH, uvolnění amoniaku, vyhubení ryb. EKOLOGIE Vodní prostředí Úmluva

29 Ekologická krize Je taková situace, kdy se některá z ekologických podmínek nutných pro existenci systému přiblíží limitní situaci (například poklesne, nebo stoupne teplota nad únosnou mez) V případě, že systém nebude schopen eliminovat či odstranit důsledky limitní situace, přestává stav homeostáze a nedojde- li k tomu, že se odstraní příčina takové situace, dojde ke ZHROUCENÍ SYSTÉMU, což se označuje jako EKOLOGICKÁ KATASTROFA. EKOLOGIE Úmluva

30 Strukturálně lze v ekosystému rozlišit tyto základní komponenty : LÁTKY ABIOTICKÉ – základní komponenty neživého prostředí PRODUCENTY - což jsou autotrofní komponenty, které využívají primární energii, především zelené organismy KONZUMENTY - což jsou heterotrofní organismy - takové organismy, které jsou odkázány na primární produkci, kterou konzumují a tím ji transformují. Dochází tak k přenosu energie formou tzv. „potravní pyramidy“ REDUCENTY - někdy označované jako destruenty, což jsou organismy heterotrofní a jsou vlastně specifickou součástí konsumentů, jejichž úkolem je transformovat látky do podoby, která je přijatelná pro jejich navrácení do přirozeného koloběhu látek, a to jak do ovzduší, tak do půdy a vody. EKOLOGIE Úmluva

31 Základem trvání ekosystému je koloběh látek, který ovlivňuje jeho stálost. K udržení koloběhu látek je třeba energie a proto je evidentní, že rozhodujícím vztahem pro každý ekosystém je je vztah mezi hmotou a energií. ŽIVOT KAŽDÉHO EKOSYSTÉMU JE UDRŽOVÁN JEDNOSTRANNÝM PŘÍTOKEM ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ (SOLÁRNÍ RADIACÍ) A JEHO PROJEVEM, TO JE PRODUKTIVITOU EKOSYSTÉMU. PRIMÁRNÍ ENERGII VYUŽIJE KAŽDÝ ORGANISMUS POUZE JEDENKRÁT, protože se ihned mění v teplo a uniká. Primární produkční proces v zelených organismech – rostlinách, vyjádřený přeměnou sluneční energie na energii chemickou při fotosyntéze je v zásadě MOTORICKOU SILOU KAŽDÉHO EKOSYSTÉMU. EKOLOGIE Úmluva

32 Úmluva o biologické rozmanitosti (Convention on Biological Diversity) VÝCHODISKA: ochrana biodiverzity je společným zájmem lidstva státy mají suverénní právo na své biologické zdroje biodiverzita je významně omezována určitými lidskými činnostmi je životně důležité předvídat, preventivně omezovat a odstraňovat příčiny významného snížení nebo ztráty biodiverzity přímo u jejich zdroje základním požadavkem ochrany biodiverzity je ochrana ekosystémů a přírodních biotopů „in situ“ a udržení a obnovení životaschopných populací druhů v jejich přirozeném prostředí k ochraně biodiverzity jsou potřebné rozsáhlé investice a lze očekávat široké spektrum ekologických, hospodářských a společenských přínosů z těchto investic EKOLOGIE Úmluva

33 Úmluva o biologické rozmanitosti (Convention on Biological Diversity) CÍLE: ochrana biodiverzity, trvale udržitelný způsob využívání jejich složek, spravedlivé a rovnocenné rozdělení přínosů, plynoucích z využívání genetických zdrojů, včetně odpovídajícího přístupu ke genetickým zdrojům a odpovídajícího předávání příslušných technologií při zohlednění všech práv na tyto zdroje a technologie, včetně odpovídajících způsobů financování. Úmluva má 42 článků a je platná po ratifikaci 30 státy. http://www.cbd.int/cop10/ EKOLOGIE Úmluva

34 Děkuji za pozornost a přeji krásný den…. Literatura: Begon M., Harper, J. L., Townsend, C. R. Ekologie jedinci, populace a společenstva. Vydavatelství Univerzity Palackého. Olomouc. 1997. Jakrlová, J., Pelikán, J. Ekologický slovník. Fortuna. 1999. Přednášky vznikly v autorském kolektivu: Martiny Sobotkové, Adama Vokurky a Terezy Davidové EKOLOGIE Dotazy, připomínky….???