Ekosystémy a lidský blahobyt Ing. Ondřej Cudlín, Ph.D.

Osnova Koncepty ekosystémový služeb: MEA, CICES a TEEB. Jaký je vztah a postavení biodiverzity ve zmíněných konceptech k ES? Příklad role biodiverzity pro poskytování produkční služby na loukách.

Vznik materiálu MA koncept Ekosystémy a lidský blahobyt (Millenium Ecosystem Assessment – MA) vytvořen v letech 2000 – 2005 podílelo se na něm 2000 odborníků vytvořen na žádost předsedy Spojených národů (OSN) Kofiho Annana v roce 2000 Syntéza závěrů čtyř pracovních skupin MA: Stavy a trendy Scénáře Řešení Subglobální hodnocení

Náplň materiálu MA Čtyři hlavní otázky: Jak se změnily ekosystémy a jejich služby? Co tyto změny způsobilo? Jak tyto změny ovlivnily lidský blahobyt? Jak by se ekosystémy mohly změnit v budoucnu a jaké dopady by to mělo na lidský blahobyt? Jaké jsou možnosti posílení zachování a ochrany ekosystémů a jejich darů lidskému blahobytu?

Zdroj: MA, 2005

ekosystém vytváří prostor pro život a reprodukci rostlin a živočichů) Ekosystémové funkce dle De Groota (2002) : regulační ekosystém reguluje základní procesy a vytváří životadárný systém pomocí bio-geochemických cyklů: transport energie do biomasy, zásoba a přeměna minerálů a energie v potravním řetězci, mineralizace organických látek, vytváření biotopů ekosystém vytváří prostor pro život a reprodukci rostlin a živočichů) produkční přeměna energie na uhlovodíkové struktury – služby: produkce potravy, materiálů, energetických zdrojů.. informační poskytují člověku zkušenost divoké přírody,přináší spirituální obohacení, odpočinek, rekreaci, poznání a estetické hodnoty

Funkce a služby ekosystémů Ekosystémy plní ekosystémové funkce (procesy) , které jsou součástí ekosystému a poskytují ekosystémové služby, které lze ocenit (evapotranspirace-klimatická služba). Ekosystémové služby: zásobovací služby: potraviny, vlákna, paliva, genetické zdroje, léčiva, ozdoby, sladká voda regulační služby: ovzduší, podnebí, vody, eroze, likvidace odpadů, regulace chorob, opylení, regulace přírodních pohrom kulturní služby: kulturní rozmanitost, náboženské hodnoty, znalostní systémy, výchovné a vzdělávací systémy, inspirace, estetické hodnoty, mezilidské vztahy, genius loci, rekreace a ekoturistika podpůrné služby: tvorba půdy, fotosyntéza, koloběh vody a živin

Vliv ekosystémů na lidský blahobyt a Složky blahobytu: jistoty: bezpečnost osob a majetku, přístup ke zdrojům, ochrana před přírodními živly základní materiál pro dobrý život: dostatek potravin, vody, přístřeší, tepla zdraví: je schopnost jedince cítit se zdráv, být silný, mít dostatečnou výživu a dostatek pitné vody dobré mezilidské vztahy: existence společenské soudržnosti svoboda volby a činu: schopnost jedince ovládat dění kolem sebe

Změny uvnitř ekosystémů koloběh vody - vysoký odběr, přehrady, v S. Africe spotřeba 120% obnovitelných zásob koloběh uhlíku - od r.1750 zvýšení o 34% na 376 milion tun, zvyšování odlesňování, degradace zemědělské půdy koloběh fosforu - fosforečná hnojiva od r.1990 3krát více – eutrofizace ovlivnění druhové a genetické diverzity: stejnorodější rozložení druhů na Zemi u druhů se snižuje buď velikost populace nebo její území nebo obojí

Ekosystémy a biomy ovlivněné člověkem mořské, přímořské a ostrovní systémy: rybolov, blahobyt přímořských obyvatel vyšší než ve vnitrozemí, mimořádní citlivost k narušení rovnováhy na ostrovech městské systémy: zastavěné oblasti s vysokou lidnatostí suché systémy: nedostupnost pitné vody polární systémy: tání ledovců vnitrozemské vodní: úbytek mokřadů a negativní vliv přehrad horské systémy: chudoba a citlivost na nepravidelné dodávky potravin lesní systémy: za 300 let ubyla ½ světové plochy lesů, lesy regulují 57% celkového odtoku dešťové vody

Vývoj změn ES Scénář: Pozice síly regionalizovaný a roztříštěný svět zabývá se bezpečností a obranou zdůrazňuje především regionální trhy nezajímá se o veřejné statky, problémy s ekosystémy řeší reaktivně tempo ekonomického růstu je ze všech scénářů nejpomalejší (hlavně v rozvojových státech) a časem klesá, zatímco populace roste nejrychleji průmysl s vysokou spotřebou přírodních zdrojů se přesouvá do chudších států služby ekosystémů se stávají zranitelnější a nestálejší

Scénář: Globální souhra globálně propojená společnost, zaměřuje se na globální trh a ekonomickou liberalizaci řeší problémy ekosystémů omezení chudoby a nerovnosti, investice do infrastruktury a vzdělání ekonomický růst je v tomto scénáři nejvyšší počítá s nejnižším počtem obyvatel v roce 2050 v rámci všech scénářů přeměna lesů na zemědělskou půdu, ztráta zásob pitné vody, více epidemií

Scénář: TechnoZahrada globálně propojený svět, spoléhající na ekologicky šetrnou techniku využití ekosystémů na vysoké úrovni řízení často uměle vytvořené ekosystémy k poskytování ekosystémových služeb aktivní přístup ke správě ekosystémů ve snaze předcházet problémům hospodářský růst je poměrně vysoký a zrychluje se počet světového obyvatelstva je v roce 2050 uprostřed mezi předcházejícími scénáři spoléhá se na technická řešení vytváří nové problémy a zranitelnost

Scénář: Přizpůsobivá mozaika v popředí jsou politické i ekonomické regionální ekosystémy dochází k selhávání správy celosvětového dědictví jsou posíleny místní instituce existuje strategie řízení ekosystémů společnosti si ke správě ekosystémů vyvinou silně aktivní přístup tempo hospodářského růstu je zpočátku nižší, časem se zvyšuje populace v roce 2050 je téměř tak početná jako ve scénáři Pozice síly

Rozvojové cíle Milénia 8 rozvojových cílů (RCM) pro zvýšení lidského blahobytu u každého RCM vlády dohodly 1 až 8 cílových hodnot (celkem 15), mají být dosaženy do roku 2015 vymýcení chudoby - funkce ekosystémů důležité pro obživu chudých lidí vymýcení hladu - závisí na rozvodí, opylovačích, tvorbě půdy omezení dětské úmrtnosti - snížit podvýživu, zlepšit kvalitu vody potírání nemocí - kvalitní potraviny, voda, potírání nejnaléhavějších nemocí – Malárie environmentální udržitelnost - udržení rybích lovišť

Ekosystémové statky a služby Nepřímé změny Demografická Sociálně politická Ekonomická Věda a technologie Kultura a náboženství Lidský blahobyt Základní složky pro život Zdraví Bezpečnost Dobré sociální poměry Svoboda rozhodování a jednání Přímé změny Klimatická změna Vyplavování živin Změna využití krajiny Introdukce cizích druhů Nadměrné využívání krajiny Ekosystémové statky a služby Statky (Produkční služby) Potraviny, vlákna a paliva Genetické zdroje Organické látky Pitná voda Kulturní služby Spirituální a náboženské hodnoty Zkušenosti Vzdělání a inspirace Rekreační estetická hodnota Regulační služby Invazní odolnost Býložravci Opylování Rozšiřování semen Regulace klimatu Regulace pesticidů Regulace nemocí Ochrana před přírodními katastrofami Ochrana před erozí Samočistění vody Podpůrné služby Primární produkce Poskytování biotopů pro organizmy Koloběh vody Koloběh živin Tvorba půdy a retence vody a látek Produkce kyslíku Biodiverzita Počet Složení Relativní početnost Vztahy Ekosystémové funkce Biodiverzita, ekosystémové funkce, ekosystémové služby a příčiny změn Zdroj: Secretariat of the Convention on Biological Diversity, Global Biodiversity Outlook 2, Montreal, 2006.

PROVISIONING SERVICES 1 Food (e.g. meat, milk, honey) 2 Water (e.g. for drinking, irrigation, cooling) 3 Raw Materials (e.g. fodder, fertilizer, bioenergy) 4 Genetic resources (e.g. medicinal purposes, gene banks) 5 Medicinal resources (e.g. biochemical products, models & test-organisms) 6 Ornamental resources (e.g. decorative plants) REGULATING SERVICES 7 Air quality regulation (e.g. capturing (fine)dust, chemicals, etc) 8 Climate regulation (C-sequestration and storage, greenhouse-gas balance) 9 Moderation of extreme events (eg. flood prevention) 10 Regulation of water flows (e.g. natural drainage, irrigation and drought prevention) 11 Waste treatment (especially water purification, nutrient retention) 12 Erosion prevention (e.g. soil loss avoidance, vegetated buffer strips) 13 Maintenance of soil fertility (incl. soil formation) 14 Pollination (e.g. effectiveness and diversity of wild pollinators) 15 Biological control (e.g. seed dispersal, pest and disease control) HABITAT SERVICES 16 Maintenance of life cycles of migratory species (e.g. bio corridors and stepping stones) 17 Maintenance of genetic diversity (especially in gene pool protection) CULTURAL & AMENITY SERVICES 18 Aesthetic information (e.g. harmonic agricultural landscape) 19 Opportunities for recreation & tourism (e.g. agro-tourism) 20 Inspiration for culture, art and design 21 Spiritual experience 22 Information for cognitive development TEEB – The Economics of Ecosystems and Biodiversity 2010 - zpráva z Evropského společenství, komise pro ŽP z Evropské komise

CICES – Common International Classification for Ecosystem Services 2013 - European Commission Organisation for Economic Co-operation and Development United Nations World Bank

Kvalita lidského života interakce funkční diverzita znaků krajinná diverzita druhová Biodiverzita bezpečnost materiální potřeby zdraví společenské vztahy Kvalita lidského života Podpůrné služby ekosystémové procesy, biotopy Regulační služby klima, záplavy,eroze, škůdci Zásobovací služby potraviny, vlákna, voda, léčiva Kulturní služby estetika, rekreace, vzdělávání ekologické „pojištění“ ekonomická hodnota γ σ μ Ekosystémové služby A conceptual model of the relationship between biodiversity and human well-being, via ecosystem services. The symbol μ indicates that the influence operates mostly through mean amount of the service that is generated, and that matters most in this influence, whereas σ indicates that the influence on temporal variability is the key factor, and γ indicates that the influence is mostly on spatial heterogeneity. Source: Unpublished work by R. J. Scholes, C. Perrings and A. Kinzig. Scholes et al., 2008 20

Kaskáda ekosystémových služeb

DPSIR diagram DPSIR diagram zahrnuje: Niemeijer a de Groot 2008 DPSIR diagram zahrnuje: Driving force (Aktivity společnosti) – Pressure (Dopady stresového působení) – State (Stav ekosystému) – Impact (Reakce ekosystému) – Response (Reakce společnosti).

Příklad pro stanovení produkční funkce Ovsíková louka na berounsku (T1.1)

Postup pro stanovení produkční funkce Stanovit současný stav EF, tedy funkční diverzitu poskytovatelů ekosystémových služeb (ecosystem services providers) pomocí funkčních znaků (function traits) Zjistit reakci současných poskytovatelů vybraných služeb na globální změny klimatu, tedy jejich reakční diverzitu (response diversity)

Funkční (function) diverzita Produkční funkce pro biotop „mezofilní ovsíková louka (T1.1) blízko vesnice Loděnice na Berounsku. Dominantní a subdominantní druhy (Ecosystem species provideres - ESP) a jejih „tvrdé“a „měkké“ znaky (hard and soft traits) pro produkční funkci. Pícninářská hodnota porostu, je dána je ovlivněna jejich výnosností, chutností a dobrovolným příjmem píce, účinkem na zdravotní stav a užitkovost zvířat a chemickou skladbou jejich biomasy 1-6) Poskytovatelé ekosystémových služeb „Tvrdé“znaky „Měkké“ znaky Reakční znaky   výnos (t/ha) Pícninářská hodnota Ellenbergovi hodnoty pro vlhkost Festuca pratensis 7 1 6 Arrhenaterum elatius 9 5 Poa pratensis Dactylis glomerata 8.4

Reakční (response) diverzita SUCHO biotopT1.1 biotop T3.4 dominant ní a Subdominantní druhy „tvrdé“ znaky „měkké“znaky reakční znaky yields (t/ha) forage value Ellenber value for moisture Avenula pratensis 1.5 4 3 Pimpinella saxifraga 0.75 Trifolium arvense 0.3 2 Festuca ovina 0.5

Závěry Na základě znalosti modelů o změně klimatu a reakční diverzitě jednotlivých dominantních a subdominantních druhů (Ecosystem Service Providers“ - ESP) je možné měnit management nebo složení jednotlivých druhů. Výstupy hodnocení z naší metody mohou být: i) relativní ocenění produkční funkce na základě funkční diverzity (relative evaluation of habitat functional efficiency) ii) stanovení reakční diverzity na základě globálních změn klimatu (estimated habitat functionality reduction under changed environmental conditions). Příklad změny managementu na vybraných loukách na Berounsku: Změna druhové skladby luk – vysetí Bromus erectus, Brachypodium pinatum pro zvýšení produkce biotopů suchých trávníků na minimální výnos 3t/ha (135 EUR/ha). Získání travní biomasy z aluviálních luk a vznikající biotopy suchých trávníků ze současných výnosných ovsíkových luk využívat jako pastviny a pro další mimoprdukční funkce (snižování eroze, zvyšování druhové diverzity)

Použitá a doporučená literatura CICES - Common International Classification for Ecosystem Services , 2013: Haines-Young and Potschin. De Groot, R.S., M.A.Wilson & R.M.J. Boumans. 2002. A typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services. Ecological Economics 41: 393–408. MA (Millennium Ecosystem Assessment) (2005) Summary for decision makers. In Ecosystems and Human Well-being: Synthesis, 1-24. Washington, D.C.: Island Press. TEEB - The Economics of Ecosystems and Biodiversity, 2010.

Děkuji za pozornost