Ochrana přírody s pohledu aplikované ekologie půda, ekosystémová ekologie a obnova ekosystémů. Jan Frouz

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Ochrana přírody s pohledu aplikované ekologie půda, ekosystémová ekologie a obnova ekosystémů. Jan Frouz"

Vojtěch Bláha
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Ochrana přírody s pohledu aplikované ekologie půda, ekosystémová ekologie a obnova ekosystémů Jan Frouz

6 1.2 podíl maxima čas od disturbance roky diversita biomasa produkce

7 Reduce competition Slow down or stop succession Establish new population

9 Antropogenní disturbance

10 Species number in mining fore field and post mining heaps near Sokolov Plants Landascappe heap Trichoptera Lepidoptera Endangered species

natural drained Coleoptera 106 56 Diptera

11 Changes in inverebrate taxa in drained peat meadows near Senotín vilage, CZ natural drained Coleoptera Diptera Arachnida Bezobratlý celkem

12 heap Arable fields Surrounding landscape forest

13 Stres driven productivity Belowground comtetition 3D various form of nutrients Various form of aquisition, clustering Aboveground competition about light 2D more less homogenneous

16 Reduce competition Slow down or stop succession Establish new population

19 Obsah těžkých kovů v fosfátech různého původu Původ As Cd Cr Cu Pb Hg mg kg-1 of PR Russia (Kola) USA Morocco Other N. Africa Middle East mg kg-1 of PR vážený průměr g ha kg P ha Tolerable limit mg kg-1 of soil (Finck, 1992)

22 Fric Haber Karl Bosh nobel price

N deposition mg N m -2 yr -1 5000 2000 1000

23 N deposition mg N m -2 yr Galloway et al., 2004

24 Nitrogen deposition in Europe 2006 NO x Amoniak EMEP

25 Control N fertilization

26 Control

27 N fertilization

28 Dutch calcareous grassland

29 Stevens et al Nardion Species richness (mean number of species for 5 2 x 2 m quadrats) y = 24.39e x R 2 = Total inorganic N deposition (kg N ha -1 yr -1 )

31 Vliv živin na vlastnosti rostlin Oligotrofní Zadržování dusíku v rostlině Menší obměna listů (jehlic) Málo N v opadu Obrané látky EcM Eutrofní Tenčí listy Rychlý obrat N Více N v opadu nižsí CN poměr AMF

32 % of total ecosystem C stock 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Moor Moder Mull coniferous deciduous grassland mineral soil root litter aboveground biomass Spodosoils Alfisoils Molisoils

33 Moor Moder Mull Spodosoils Alfisoils Molisoils Podzol Luvisol Černozem Vertisol tropic

34 Moor Moder Mull

35 Geologický substrát Klima Vlastnosti substrátu vegetace Rychlost decomp uvolňování živ Typ opadu Dekoposiční potravní síť

36 Geologický substrát Klima Který faktor je řídící síla vlivu Vlastnosti substrátu konstantnost faktoru geologický substrát>klima>biotické faktory vegetace Rychlost decomp uvolňování živ Typ opadu historie Dekoposiční potravní síť

37 Geologický substrát Klima Výsadba různých druhů dřevin na výsypkách vede k různému rozviji půdní bioty a půdy Vlastnosti substrátu vegetace Rychlost decomp uvolňování živ Typ opadu Dekoposiční potravní síť

38 Porovnání vývoje půd pod různými druhy dřevin. spontální olše lípa dub smrk borovice modřín

Carbon in wood Carbon in A layer of soil Carbon in Oe layer C t ha -1 C t ha -1 C t ha -1 80 70 60 50 40 30 20

Larch Spruce Pine F=7.89; p=0.0001 c c ab b a ab ab Alder Lime Oak Unrecl. Larch Spruce Pine F=5.83; p=0.

39 Carbon in wood Carbon in A layer of soil Carbon in Oe layer C t ha -1 C t ha -1 C t ha F=5.92; p= c b b ab ab a a Alder Lime Oak Unrecl. Larch Spruce Pine F=7.89; p= c c ab b a ab ab Alder Lime Oak Unrecl. Larch Spruce Pine F=5.83; p= d cd abc ab a a bcd Alder Lime Oak Unrecl. Larch Spruce Pine a b c LF (Oa Oe) A Frouz et al., Biogeochemistry 94(2):

% 0 0 10 20 30 40 50 60 70 C in soil organic matter (tha-1) b earhthworm density ind m -2

3165x + 3.4588 R = 0.611 0 10 20 30 40 50 60 70 y = 3.8728x + 30.796 R = 0.

ha -1 ) litter input (g m -2 year -1 ) 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 C is soil

40 % C in soil organic matter (tha-1) b earhthworm density ind m -2 % of worm cast in soil volume y = x R = y = x R = C in soil organic matter (t ha-1) C in soil organic matter (t ha -1 ) litter input (g m -2 year -1 ) C is soil organic matter (t ha -1 ) tree litter herb litter total litter Frouz et al., Biogeochemistry 94(2):

41 C/N _ + microbial respiration microbial biomass soil C stock Frouz et al Forest ecology management

42 Introdukce Geologický žížal substrát do severoamerických Klima lesů nebo kolonizace výsypkových ploch žížalami vede ke změně typu humusu změně půdy a následné změně vegetace Vlastnosti substrátu vegetace Rychlost decomp uvolňování živ Typ opadu Dekoposiční potravní síť

43 Evropské žížaly v Sev.Americe Společensto rostlin na výsypkách před Posun od hub k bakteriím omezuje nebo zamezuje klíčení semenáčků jehličnamů po Změnt typu humusu daná činností žížal -přítomnost humusové vrstvy nejlépe vysvětluje rozdíly ve vegetaci

44 Reduce competition Slow down or stop succession Establish new population

45 Spontánní sukcese může vést k obnově disturbovaných ekosystémů Nevyžaduje žádné nebo jen malé náklady Vede k vzniku diversifikovaných a přírodně hodnotných ekosystémů Přirozený výběr místně specialisovaných druhů a genotypů

46 Proč se nespolehnout jen na přirozené sukcesní pochody? Často jsou z lidského pohledu pomalé Výsledek je často obtížně predikovatelný Může být omezena například velkou migrační vzdáleností, malou migrační schopností druhů etc. Degradace může změnit sukcesní trajektorii tak že sukcese nedojde tam kam chceme

47 Příklad: obnova Jarah forest po těžbě bauxitu odtěžení bauxitové vrstvy vede k celkovému zániku společenstva lokální druhy mají velmi omezenou disperzi sukcese by byla extrémně pomalá (ani po desítkách let žádná kolonizace) Cíl obnova lesa s původním druhovým složením Indikátor presence všech druhů původního lesa (s pokryvností nad 1%)

48 modelace terénu navrstvení zeminy podrývání navrstvení humusových horizontů podrývání a výsev semen přihnojení P

51 ýsadba druhů které se nemnoží semeny

55 Rekutlivovaná 15-let stará & Nerekultivovaná & Klimax

oblastech je přínos navážka problematický často negativní Naproti tomu při

57 Ekosystémy s navážkou zemin je dříve přiblíží k nenarušeným kontrolám v suchých než ve vlhkých oblastech Při obnově lesních ekosystémů ve vlhkých oblastech je přínos navážka problematický často negativní Naproti tomu při obnově travinných ekosystémů v suchých oblastech navážka významně urychluje rozvoj ekosystémů

58 Chronosequences of reclaimed and unreclaimed plots in Sokolov coal mining district. Tailings are formed by tertiary alkaline clay sediment (ph 8). 1 km

59 Germany Poland Czech Republic Austria Location of study area and pictures of spontaneously developing sites (age of 11, 15 and 41 years).

60 0.8 Leveled 2006 Wavy 2006 ErucGali PolyAvic TussFarf BetuPend DaucCaro SaliCapr ArteVulg LotuCorn TrifHybr MediLupu -0.6 Wavy 2012 HierPilo CalaEpig Leveled

61 Establishment of late succession species Sucession Reclamation alder Beach seedling

62 Vřesoviště

65 Topsoil removal Hladina spodní vody blíž k povrchu Odstranění živin Je to nákladné Je nutno dbát na následné utužení Kam s zeminou

66 Supported by Czech Science Foundation grants no.: 526/01/1055 and 526/03/1259 Grant agency of the Academy of Sciences of the Czech Republic grant S and mining company Sokolovská Uhelná a.s. Děkuji vám za pozornost

67 Ekosystémové služby Ecosystem services Produkty (Provisioning services) potrava, voda, léčiva, energie Regulace (Regulating services) akumulace C regulace klimatu, detoxifikace, etc. regulation Podpůrné (Supporting services) koloběk živin, disperze semen Kulturní (Cultural services) inspirace, relaxace etc.

68 Lidská činnost neustále zhoršuje schopnost ekosystémů poskytovat ekosystémové služby

69 Úbytek habitatů a jejich fragmentace je jednou z hlavních příčin vymírání druhů

Ploha zavlažovaných domovních trávníků v USA 163 800 km 2 3x více

Přirozená vegetace má menší spotřebu vody, menší odtok živin do

70 Ploha zavlažovaných domovních trávníků v USA km 2 3x více než zavlažovaná plocha nejčastěji zavlažované plodiny (kukuřice) Přirozená vegetace má menší spotřebu vody, menší odtok živin do recipientu etc. 10kg nebo méně vz 112 (290)kg dusíku spotřeba vody 1860mm

71 Souvisí s širší koncepcí využívání zdrojů Postavit na brounfieldu nebo na zelené louce etc. Lidstvo potřebuje určitou plochu intensivních produkčních ploch ke své obživě ale řadu ploch můžeme využívat extenzivněji

72 Druhy jsou provázány složitými vazbami k jejich zachování potřebujeme celý ekosystém v dostatečné ploše Maculinea arion Myrmica sabuleti Thymus vulgaris

73 Složit ekosystém v reálu je jistě důkladnějším testem našich vědomostí než rozebrat jej na papíře (Bradshaw)

74 Vnímání společností - produkce nebo diversita produkce - zdroje - bohatství

Podobné dokumenty

Ekologie obnovy Restoration ecology. J. Frouz frouz@natur.cuni.cz konz. hodiny po. 13-15

Ekologie obnovy Restoration ecology J. Frouz frouz@natur.cuni.cz konz. hodiny po. 13-15 Co to je Obor aplikované ekologie, který se zabývá obnovou ekosystémů do původního stavu (ale do kterého?). Stav