ochrana p řírody v prostoru a časeusers.prf.jcu.cz/jersa/download/bop/prezentace05.pdf ·...
Post on 05-Nov-2020
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Ochrana pOchrana přříírody v prostoru rody v prostoru a a ččasease
VnVníímmáánnííkrajinykrajiny
• lidské – krajina je prostředím přežití, osídlení
• geobotanické –krajinný pokryv (vegetace), ekologie
• zvířecí – množstvíměřítek podle životního prostoru
Whittaker 1956, Great Smoky Mts.
2
MapovMapováánnííkrajinných krajinných
charakteristik charakteristik a modely a modely vývojevývoje
Aplikace krajinných charakteristik na příkladu Nizozemí(Canters et al. 1991)
Kultivace krajin (manKultivace krajin (man--mademade))
• antropogennípřeškálování
• vznik nových hranic a koridorů
• perturbace
• homogenizace krajinného pokryvu
• obhospodařovánízdrojů
Yellowstone NP
3
EkologickEkologickááheterogenita heterogenita Heterogenita heterogenity
• deterministická
• chaotická
• náhodná
• prostorová a časová
• kontinuální, diskontinuální, homogenníheterogenita
• funkční heterogenita a její měřítka
Heterogenita Heterogenita -- ploplošškovitostkovitost
Koncept posunovémozaiky
4
VVááttéé ppíísky u Vlkovasky u VlkovaThymo angustifolii-Festucetum ovinae
Foto P.Pokorný
Váté písky – písčitá duna navátá v povodíLužnice – hostí řadu pískomilných xerofilních (=suchomilných) a acidofilních (= kyselomilných) oligotrofních (=nízký obsah živin) druhů, celkově druhověchudá, nicméně přítomné psamofilní (= pískomilné) druhy vázané na podobnébiotopy jsou povětšinou na červeném seznamu
Pískovna – otevřená vodní hladina
Kulturní bor na písku
Otevřená písková duna
Pole (kukuřice)
SlepiSlepiččíí vrvrššek u Luek u Lužžnice, Tnice, Třřeboeboňňskosko
5
EkotonyEkotony
• délka, šířka, tvar, strmost, vnitřníheterogenita
a) hustota
b) šířka plošky
c) kontrast
d) šířka ekotonu
c/d) strmost
e) členitostHansen et al. 1992
Příklad – pláště a lemy Kontrastní přechod les – louka daný sečením až do okraje louky
Stačí malý mokřad, kde traktor zapadne, a lem je širší, květnatý, hostí řadu zejména bezobratlých
6
1) a) šířka, b) kontrast, c) smoothness(variance rychlosti změny)
2) model pasivní difuse (rozlézání pavoučků)
3) mozaika ekotonu
Wiens 1992
HornHorníí hranice lesahranice lesa
Vysoké kolo, Kotelní jáma, Kotel a Studniční hora (Sněžka)
Ledovcová údolí do U (tzv. trog): Labský a Obří důl
Sněžka – trojboký vrchol (karling), kamenná moře
7
KleKlečč, kosod, kosodřřevinaevina
Krivolesje, krummholz – Pinus mugo subsp. mugo
Foto J. Ševčík
PPřřííklad mozaikovitklad mozaikovitéého ho
ppřřechodu echodu –– mokmokřřadnadníí
lesy (vrbiny, ollesy (vrbiny, olššiny, iny,
tvrdý luh) naptvrdý luh) napřř. Star. Staráá
řřeka na Teka na Třřeboeboňňskusku
Inundace LuInundace Lužžnice nice
(z(zááplava 2002)plava 2002)
8
ekologicképrocesy - ekotonje vnějším projevem ekol. funkcí
Příklad: vlhkost půdy v půdním profilu během roku (březen a srpen)
Cornet et al. 1992
PPřřííklad:klad:avichorieavichorie
význam okrajů (heterogenitu pokryvu lze vyjádřit i podílem tříd a délkou společných okrajů mezi nimi)
9
PerkolaPerkolaččnníí teorieteorie
•• ppůůvodnvodněě difdifůůze roztokze roztokůů nnááhodnhodněě proudproudííccíích ch skrz mskrz méédium, do dium, do krkr. . ekolekol. zavedena jako . zavedena jako vysvvysvěětlentleníí neutrneutráálnlníích modelch modelůů ((GardnerGardner etet alal. . 1987)1987)
•• kritickkritickáá hodnota 0.5928hodnota 0.5928
pro n kategorií pokryvu s pravděpodobností Pn = -0.89845/ln(1-P)
pokud jsou zdroje koncentrované, počet kategorií (n) je nízký
10
MetapopulaMetapopulaččnníímodely modely
• vztah species-area a species-isolation
• menší plošky mají menšípravděpodobnost výskytu než plošky větší
• v mnohadruhovémprostředí má každý druh svou prahovou hodnotu
• modely vymírání (Kareiva1998)
11
Hanski 1994
PPřřííkladklad
Parametry modelu
porodnost 4 jedinci rok-1
úmrtnost 1-2 rok-1
růst 0.2 rok-1
Narušeno 0, 33 a
90% plochy
Meir & Kareiva 1998
12
DisturbanceDisturbance v v ččasease
Shugart & Seagle 1985
13
Dynamika ploDynamika ploššekek• shifting mosaics (Clark J.S., Ecology 72: 1119-1137, 1991)
• gap dynamics
• edge effect (abiotic, direct biol. & indirect biol.)
PralesovitPralesovitéé bubuččiny: iny: ŽŽofofíínn
14
Abies
fraseri
Picea
rubensPrunus
pensylvanica
Betula alleghaniensis
(Bissonette 1997)
Fragmentace Fragmentace
Změny strukturální – velikost plošek, tvar, stupeňizolace, vlastnictví
Historie pasečného hospodařeníEfekt fragmentace na ekosystémové procesy: změna
toků radiace, větru, vody a živin podmiňuje i změny vegetace
• redukce plochy• změny obsahové a strukturní• změny živočišné složky, zejména půdní bioty, dekompozitorů
• invaze nepůvodních druhů (včetně savců)• změna režimu disturbancí (včetněobhospodařování)
15
FragmentaceFragmentace stanovistanoviššťťPrimack 1998
16
Lesy na hranici stepní a lesnízóny v Illinois, dnes fragmentovanéa zbytky jen podél vodních toků
Turner, Gardner &O’Neill (2001)
1986 1992
RHODONIA
1975
17
těžba a sukcese - Rhondonia, Brasil
Farina 1998
působení ostrovních efektůomezení migrace a kolonizaceomezení loveckých možnostísubpopulace - metapopulace, inbrední
depreseokrajové efektyinvaze nepůvodních druhůšíření nemocí
negativní projevyfragmentace
18
DisturbanceDisturbance• ploškovitost (gap dynamics) – velikost, tvar, rozšíření,
heterogenita• dostupnost zdrojů• perioda rotace (dlouhodobé rotace – refugia,
reinvaze)• intenzita disturbance (síla, frekvence, rozsah)• disturbanční režimPůsobení disturbancí na
• stukturu systému (typ, intenzita, koexistence)• zdrojovou základnu• životní strategie (life-history)• kompetiční schopnosti• krajinné charakteristiky (identita, velikost, isolace, skladba,
mozaika...)
PPřříírodnrodníí disturbancedisturbance
Mozaika vytvořená v roce 1988 po požáru v Yellowstone NP
19
Etna Etna –– ččinninnáá sopka (Sicsopka (Sicíílie)lie)
A polom
B-D, F-G lesní požár
E hurikán
H záplavy
Shugart 1999
20
PPřřííklad: klad: popožžááryry
přirozenéohně
Baker 1992
ohně
os ídl ení
Vyhořelé rašeliniště Žofinka –v prvním roce po požáru (r. 2000) se šíří náletové druhy, v dalších letech bezkolenec (uvolněné živiny), regenerujíkeříčky z podzemních orgánů, semenáčky borovice lesní
21
Ostrovní biogeografie
• RH McArtur & EO Wilson 1963
• Vysvětluje species-area, izolaci, směnu (obrat) druhů
• Ostrovy prostorové (oceánské, jeskyně, hory, biotopové ostrovy)
• Ostrovy funkční (porostní dynamika, hostitel-parazit)
• Vysoký endemismus
Kolonizace
• Bližší ostrovy k pevnině mají vyšší rychlost kolonizace a tedy rel. Větší počet druhůnež vzdálenější
• Větší ostrovy mají větší pravděpodobnost kolonizace a tedy rel. víc druhů než menší
• Efekt času: čím je delší doba kolonizace (= víc uchycených druhů, obsazené niky), tím klesá pravděpodobnost uchycenídalších nových druhů
22
Extinkce
• Pravděpodobnost extinkce roste s počtem usazených druhů (predace, kompetice)
• Pravděpodobnost extinkce je větší na malých ostrovech (vyčerpání zdrojů, vliv disturbancí, malé populace, atd.)
1. 1. plochy ostrovaplochy ostrova
2. 2. ččlenitostilenitosti
3. 3. vzdvzdáálenosti od lenosti od „„zdrojovzdrojovééhoho““ regionuregionu
4. 4. bohatosti bohatosti „„zdrojovzdrojovééhoho““ regionuregionu
5. 5. rovnovrovnovááhy mezi kolonizachy mezi kolonizacíí a extinkca extinkcíí
Počet druhů na ostrově je funkcí:PoPoččet druhet druhůů na ostrovna ostrověě je funkcje funkcíí::
23
Příklady
•• Galapagos Islands: Galapagos Islands:
•• ~~∀∀∀∀∀∀∀∀ flora flora odvozenodvozenáá od jihoamerickod jihoamerickéé
•• ~ 378 ~ 378 kolonizackolonizacíí novými druhynovými druhy
•• -- 60% 60% ppřřineseno ptineseno ptáákyky
•• -- 31% 31% vvěětremtrem
•• -- 9% 9% ppřřipluloiplulo
• Vymírání od r. 1600:
• - 90% (155 of 171 taxa) ostrovních ptáků
• - 50tinásobná rychlost než na pevnině
• - 75% z nich na malých ostrovech
Biodiverzita – regionální úroveň
• Taxonomická úroveň druhy-rody
• Prostorová úroveň – species-area křivka, beta diverzita
• Biotopová úroveň
• V
• SLOSS = single large or several small?
24
Rezervace v ČR
NPR – červené, NPP – modré, PR – tmavě zelené, PP –světle zelené
Taxonomickáúroveň
• Počet zastoupených rodů a čeledí roste s počtem zastoupených druhů
=> Územní ochrana funguje pro různé tax. úrovně
=> Pro syntézy biodiverzityvětších územních celkůnení druhová úroveňnezbytně nutná
0
50
100
150
200
250
300
350
0 200 400 600
Number of species
Num
ber of genera
0
20
40
60
80
100
0 200 400 600
Number of species
Num
ber of fa
milie
s
25
Plocha rezervací a počet druhů
Rozložení četností velikostních tříd rezervací a normalizace rozdělenípřirozeným logaritmem
Rozložení četností počtu druhův rezervacích má přibližněPoissonovo rozdělení(=> odmocninová transformace)
Species-area vztah
26
Druhová diverzita MCHÚ
• počet druhů ve 302 rezervacích: 2152, vč. 92 hybridů (663 rodů, 135 čeledí)
• roste s heterogenitou prostředí(stanoviště)
• bohatší stanovištějsou stepní, luční a hajní, chudší jsou rašeliniště a bučiny
5752
1512
445101916
72
-5-4-3-2-1012345
step
pe
hornbe
am
gras
slan
d
oak
wetland
spruce
pine
scree
peat bog
beec
hStand
ardize
d residu
als
Number of habitat types
Species num
ber (m
ean, SE, SD)
0
100
200
300
400
500
600
1 2 3 4 5 >6
Druhy-stanoviště-plocha
Analýza cest (path):
a1, přímý vliv plochy na stanovištní pestrost
0.179
b1, přímý vliv stanovištnípestrosti na počet druhů
0.324
b2, přímý vliv plochy na počet druhů 0.303
a1b1, nepřímý vliv plochy na počet druhů 0.058
Effect coefficients:
b2 + a1b1, celkový vliv plochy na počet druhů
0.361
AREA
HABITATS
SPECIESa1 = 0.179
b2 = 0.303
b1 = 0.324
27
Invaze do rezervací
1. Situace ve světě
čísla = % z celkového počtu
druhů v rezervaci
Invaze ve světových rezervacích
:eexistují společenstva prostá invazních druhů
28
Invaze ve světových rezervacích
:ejvíce zasaženy ostrovní rezervace, a to i v tropech
Havaj
Galapágy
Seychelly
Invaze ve světových rezervacích
Rezervace v tropech (3–8 %) a v subtropických aridních
oblastech (4–10 %) mají díky extrémním podmínkám a vyšší
rezistenci menší zastoupení invazních druhů
29
Invazibilita světových rezervací
:eexistují společenstva prostá invazních druhů: většina
rezervací má alespoň nějaké zavlečené druhy
:ejvíce zasaženy ostrovní rezervace, včetně tropických:
Hawaiian Volcanoes 66%, Maui 47%, Kamakou 38%, Syechelly
33%, Galapágy 31%
Rezervace v tropech a v subtropických aridních oblastech mají
menší zastoupení invazních druhů
V oblastech temperátního klimatu více zasaženy rezervace na
Jižní polokouli
:ebezpečí pro původní flóru rezervací představuje turistický
ruch: počet zavlečených druhů stoupá s počtem návštěvníků.
Rezervace jsou ve srovnání s nechráněnými oblastmi
invadovány z poloviny tak často (Lonsdale 1999)
Invaze do rezervací
1. Situace ve světě
2. Zastoupení zavlečených druhů v českých rezervacích
3. Faktory ovlivňující zastoupení zavlečených druhů
30
Zastoupení neofytů v závislosti na nadmořské výšce
0
2
4
6
8
10
12
14
-2 -1 0 1 2 3 4
Standardized altitude (zero mean, variance one)
Neo
phytes (%
)
Pysek et al., Biol. Conserv. 104: 13-24, 2002
Faktory ovlivňující zastoupení zavlečených druhů(celkem vysvětleno 44.0 % variability)
nadmořská výška (26.0 %)
počet původních druhů (10.2 %)
Po odfiltrování nadmořské výšky:
klimatický okrsek (18.2 %)
lednová izoterma v MT (1.9 %)
převládající vegetační typ (8.5 %)
neofyty: hustota osídlení (2.0 %)
počet původních druhů (3.5 %)
31
SLOSS: single large or several small?
SSISL: several small inside single large!
Strategie ochrany přírody: jak omezit invaze?
Pysek et al., Biol. Conserv. 104: 13-24, 2002
Neofyty navzdory rostoucímu počtu v krajiněnepřibývaly od r. 1931 v rezervacích rychleji, nežpůvodní druhy a archeofyty, jejichž počet v krajiněbyl v tomto období konstantní
nepřímý důkaz, že rezervace působí jako účinná bariéra vůči invazím
32
top related