ZÁKLADY EKOLOGIE (ekologie I.)

Transkript

1 01 - Úvod ZÁKLADY EKOLOGIE (ekologie I.) Přednášky pro studenty ZF JU v Českých Budějovicích Michael Bartoš, podzim 2015 Akreditováno Q EKOL I Počet kreditů 4 Výuka: formou konzultací EKOLOGIE I. PÁ 20. října 2015 (15:oo 18:2o) Z 4 PÁ 4. prosince 2015 (08:oo - 11:2o) Z 4 SO 5. prosince 2015 (08:oo - 11:2o) Z 4 1

2 Vyučující: Ing. Michael Bartoš, CSc. Budova ZR, I. patro Katedra speciální produkce rostlinné č. dveří 074 Letní semestr (ekologie II.): RNDr. Markéta Slábová, PhD. Studijní podklady: 1. Přednášky - ve formátu pdf budou k dispozici studentům ve STAGu: 2. Literatura (doporučená) 3. Vlastní zdroje 2

3 Klasické učebnice ekologie v ČR Zlatník, A. a kol. (1973): Základy ekologie. SZN, Praha, 281s. Odum, E.P. (1977): Základy ekologie. Academia, Praha, 736s. Současné učebnice ekologie v ČR Townsend, C. R., Begon, M., Harper, J. L. (2010): Základy ekologie. Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, 505 s. Kovář, P. ( 2012): Ekosystémová a krajinná ekologie. Vyd. 2. Karolinum, Praha, 166 s. 3

4 Storch, D., Mihulka, S. (2000): Úvod do současné ekologie. Portál, Praha, 156s. Kolář et al. (2012): Ochrana přírody z pohledu biologa. Proč a jak chránit českou přírod. Dokořán, 231s. Duvigneaud, P. (1988): Ekologická syntéza. Academia, Praha, 414s. Begon, M., Harper, J. L., Townsend, C. R. (1997): Ekologie, jedinci, populace a společenstva. Vydavatelství Univerzity Palackého Olomouc, 950 s. Krebs, C.J. (2001): Ecology: the experimental analysis of distribution and abundance. Benjamin Cummings Publ., San Francisco, Boston, New York, Capetown, 695 s. 4

5 Šálek M., Růžička J., Mandák B. (2005): Ekologie. Lesnická práce, Praha, 121s. Rajchard, J., Kindelmann, P., Balounová, Z. (2002): Ekologie II. KOPP České Budějovice, 119 s. Prach K., Štech M. a Říha P.(2009): Ekologie a rozšíření biomů na Zemi. Scientia, Praha, 151s. Časopis Ekológia (Bratislava), nakladatelstvo SAV Bratislava Oikos is a journal issued by the Nordic Society OIKOS. Ecologists from all countries are invited to publish original results on its pages. Časopis Journal of Ecology, British Ecological Society, založen v roce1912 5

6 Doporučená literatura Storch, D., Mihulka, S. (2000): Úvod do současné ekologie. Portál, Praha, 156s. Kolář, F., Matějů, J., Lučanová, Z., Chlumská, Z., Černá, K., Prach, J., Baláž, V., Falteisek, L. (2012): Ochrana přírody z pohledu biologa. Proč a jak chránit českou přírod. Dokořán, 231s. Townsend, C. R., Begon, M., Harper, J. L. (2010): Základy ekologie.univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, 505 s. Odum, E.P. (1977): Základy ekologie. Academia, Praha, 736s. Begon, M., Harper, J. L., Townsend, C. R. (1997): Ekologie, jedinci, populace a společenstva. Vydavatelství Univerzity Palackého Olomouc, 950 s. Tkadlec, E. (2008): Populační ekologie: struktura, růst a dynamika populací. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 400s. Doporučená literatura (pokračování) Krebs, C.J. (2001): Ecology: the experimental analysis of distribution and abundance. 5th edition, Benjamin Cummings Publ., San Francisco, Boston, New York, Capetown, 695 s. Rajchard J. a kol. (2002): Ekologie I III. Nakl. KOPP, České Budějovice Duvigneaud, P. (1988): Ekologická syntéza. Academia, Praha, 414s. Kolektiv (2004): Biologická rozmanitost na Zemi: stav a perspektivy. Scientia, Praha, 261s. Šálek M., Růžička J., Mandák B. (2005): Ekologie. Lesnická práce, Praha, 121s. Laštůvka Z., Krejčová P. (2000): Ekologie. Konvoj, Brno, 185s. 6

7 Další doporučená literatura Townsend C. R. (2008): Ecological Applications: Toward a sustainable world. Blackwell Publishing, 346 pp. Sinclair A. R. E. & Fryxell J. M. (2007): Wildlife Ecology, Conservation, and Management. University Of Chicago Press, 488 pp. Braniš, M. (1999): Základy ekologie a ochrany životního prostředí. Informatorium, 204 s. Primack R., Kindlmann P. a Jersáková J. (2001): Biologické principy ochrany přírody. Portál, Praha 349 str. Dykyjová, D. a kol. (1989): Metody studia ekosystémů. Academia, Praha 690 str. 7

8 Globální ekologie a udržitelný rozvoj Nováček, P. (2010): Udržitelný rozvoj. Univerzita Palackého, Olomouc, 430 s. Moldan, B. (2009): Podmaněná planeta. Nakladatelství Karolinum, Praha, 416 s. A k čemu je nám ekologie dobrá? 8

9 A k čemu je nám ekologie dobrá? Obory ekologie: Klasická (speciální) ekologie Ekologie rostlin, ekologie živočichů, ekologie savců Aplikace ochranářská biologie Příklad reintrodukce rysa na Šumavě vypuštěno 17 ks Monitoring početnosti Velikost okrsků, migrace, disperze mladých (telemetrie) Skladba potravy (analýzy trusu a požerků) Funkce v ekosystému (potravní překryv s liškou obecnou, vliv na srnčí populace ) Zdroj: z/stranky.php?idc=920 9

10 Krajinná ekologie 1. věda, která si klade za cíl porozumět dění v krajině (teoretická disciplina) 2. teoretický podklad pro krajinné plánování (aplikovaná disciplina) Využívá základních ekologických poznatků o tocích energie, látek a informace ve společenstvech a ekosystémech k charakterizování, analýze a hodnocení krajiny Aplikace - ve všech oborech lidské činnosti, které mají výrazný prostorový záběr zemědělství, lesnictví, urbanismus, krajinné a územní plánování, vodní hospodářství, ochrana přírody a krajiny, péče o životní prostředí, hodnocení vlivů na přírodu, krajinu a prostředí. Příklad rekultivace oblastí postižených povrchovou těžbou hnědého uhlí (Mostecko, Sokolovsko) 10

11 Zabývá se studiem lidských aktivit v krajině a jejich dopady nejen na přírodní složky krajiny, ale i na dopady na lidskou společnost (včetně sociálních a ekonomických dopadů) Např.: Fragmentace krajiny dopravou a její dopad na biodiverzitu Krajinná ekologie se nezabývá vztahy mezi jednotlivými organismy a jejich prostředím, ale spíše prostorovými vztahy mezi jednotlivými strukturami (na různé úrovni) v určitém území. Zejména z hlediska antropického. 11

12 Ostrovní ekologie Zabývá se dynamikou osídlování ostrovů, vztahem mezi velikostí ostrova a počtem druhů Aplikace územní ochrana přírody Příklad - projektování přírodních rezervací je lepší jedna velká nebo více malých rezervací? užitečnost koridorů V naší kulturní krajině zůstaly ostrovy biologické rozmanitosti v moři současné agro-industriální krajiny. Aplikace územní ochrana přírody, územní systémy ekologické stability (ÚSES) 12

13 bolševník křídlatka mračňák Invaz(iv)ní ekologie Zabývá se problematikou invaz(iv)ních druhů a jejich rolí v nově osídlených ekosystémech Invaz(iv)ní druhy druhy schopné se šířit ve společenstvu na úkor druhů původních Aplikace ochrana přírody Příklad bolševník velkolepý, křídlatka Kavkaz Evropa, S. Amerika fototoxické furanokumariny Anglie 1817, Čechy - kníže Metternich v roce 1862 park zámku Kynžvart, 1950 známo celkem 9 lokalit výskytu ve volné přírodě. V současné době je jich známo 600 (podle odborníků až třikrát víc) Paleoekologie Studuje pravděpodobnou skladbu společenstev v dávných dobách Aplikace znalosti dávných společenstev a podnebí nám mohou napomoci v chápání společenstev dnešních Příklad použití pylové analýzy k rekonstrukci pleistocénních společenstev suchozemských rostlin rekonstrukce podnebí Nástroji paleoekologie jsou měřená data z různých stratifikovaných sedimentů (jezerní sedimenty, rašeliniště, antropogenní sedimenty), která se získávají různými biologickými metodami, jako je analýza zbytků organismů (rostlinných makrozbytků, pylu, uhlíků, řas, pakomárů, ulit měkkýšů), analýzou chemických prvků, poměrů jejich izotopů. Datování se provádí pomocí měření poločasu rozpadu některých radioaktivních prvků (zejména uhlíku) a absolutním počítáním vrstvených sedimentů. Získaná data vždy vypovídají pouze o určité části skutečnosti. Důležitá je proto jejich správná interpretace. 13

14 Polinační ekologie - Jedny z nejdůležitějších interakcí v přírodě jsou interakce mezi rostlinami a jejich opylovači. Polinační ekologie, která tyto interakce studuje, pomáhá porozumět nejen biologii a ekologii jednotlivých organismů ale i evolučním mechanismům, které stojí za druhovou rozmanitostí kvetoucích rostlin a jejich návštěvníků - Aplikace odláká invazivní rostlina opylovače domácím druhům? - Příklad dlouhodobé změny diverzity a početnosti opylovačů (ubývají samotářské včely, čmeláci, motýli Zdroj: Živa, 4/2012 Pestřenka pruhovaná Polinační syndrom soubor květních vlastností, které se vyvinuly jako přizpůsobení jednotlivým skupinám opylovačů. Podle teorie polinačních syndromů tak existují květy s vodícími linkami k nektáriím opylované včelami, bílé vonné květy s dlouhými květními trubkami navštěvované můrami nebo červené nevonící květy opylované ptáky. Strdimil severní (Kamerun, Afrika) Zdroj: Živa, 4/

15 Aplikovaná ekologie Produkční ekologie Produkční analýza jednotlivých trofických úrovní a sledování koloběhu hmoty a toku energie v ekosystému Aplikace zemědělské obory Ekotechnologie Trvale udržitelné technologie minimalizující poškozování ekosystémů a chránící biodiverzitu Vychází z poznatků ekologie o vztazích v přírodě Příklad kořenové čistírny vody Boj se škůdci Příklad regulace plevelů herbivorním hmyzem, regulace vodních plevelů amurem bílým Environmentalistika Ochrana životního prostředí, zejména z hlediska antropocentrického Ekologie člověka Vzájemné vztahy člověka a jeho prostředí Kořenové čistírny odpadních vod aplikovaná ekologie 1- rozvodná zóna vyplněná hrubým kamenivem, 2- nepropustná bariéra (nejčastěji PVC nebo PE fólie), 3- filtrační lože (štěrk nebo drcené kamenivo), 4- mokřadní vegetace, 5- hladina vody ve filtračním loži nastavená ve výpustní šachtě, 6- sběrná zóna vyplněná hrubým kamenivem, 7- sběrná drenáž, 8- odtoková šachta s nastavitelnou výškou hladiny 15

16 Kořenová čistírna Spálené Poříčí, 2014 Agroekologie Agroekologie se zabývá úpravou produktivního zemědělství s udržitelnými výstupy a optimalizuje využívání místních zdrojů a minimalizuje negativní environmentální a socioekonomický dopad zemědělských technologií. 16

17 Agroekologie Sosiekologie (sozologie) nauka o ochraně přírody Studuje vztah mezi člověkem a přírodou, společností a přírodním prostředím a změny v přírodním prostředí. Připravuje vědecky podložené návrhy pro ochranu přírody. 17

18 Sosiekologie Ekologie obnovy (restauration ecology) 18

19 Restaurační ekologie U KLÍNĚNKY Požár je přirozenej činitel! A stejně se přivážu!! Nemám rád žáby Kůrovec do lesa patří!! Člověk mění prostředí na celé Zemi. Populace druhů a celé ekosystémy mnohde zanikají a výrazně jsou přetvářeny i celé krajiny. Severní Čechy, Foto: M. Bartoš,

20 Ekologie obnovy CHKO Třeboňsko, pískovna Cep, 2013 Podpora vzniku nových biotopů Udržovaní biotopů již dříve existujících NP Podyjí, 2013 Bioremediace (Nebagrovat - sázet!) Fytoremediace je termín shrnující metody využívající zelené rostliny k odstranění znečišťujících látek z prostředí. Jsou metodou využití živých rostlin přímo na místě znečištění. Název fytoremediace pochází z řeckého slova phyto = rostlina a latinského remedium = čistit. Vybrané druhy rostlin se využívají k extrakci toxických kovů, včetně radioaktivních izotopů, i k odstranění některých organických látek. Výhodou fytoremediace je šetrný přístup k prostředí, neboť se vyhýbá odstranění půdy a použití těžké techniky. Z tohoto pohledu je fytoremediace příznivě přijímána veřejným míněním. Fytoremediace je považována za velmi levný způsob odstranění znečištění a je estetická v krajině. Nevýhodou je u některých metod uvolňování nebezpečných látek v toxické plynné formě do prostředí. Další nevýhodou je značná časová náročnost, což souvisí s i dalšími nevýhodami metody, jako je pomalý růst, malá velikost, málo informací o používaných rostlinách. V některých případech znečištění proniká do hloubek, kam již orgány rostlin nepronikají. K akumulaci znečišťujících látek dochází především v kořenech. S ohledem na charakter média je značné riziko vstupování znečišťujících substancí do potravního řetězce. 20

21 Výhody: Vše jen na sluneční energii, náklady 10 až 100x nižší ve srovnání s klasickou technologií, lépe přijímáno veřejností než bagrování apod. Zkouší se: technické konopí, slunečnice, len, kukuřice Zvláště ty druhy, u kterých je možné i jejich druhotné využití na energii (tzv. energetické rostliny) Nevýhody: proces dlouhodobý (dnešní heslo: všechno a hned), málo prověřených druhů rostlin, nutno často dodat živiny (kontaminované půdy bývají chudé na živiny), dodat vláhu (kontaminované půdy bývají chudé na vláhu výsypky, staré zátěže, odvaly po důlní činnosti aj.), poškození porostů zvěří a škůdci (možné i choroby). Ekologie člověka - Antropoekologie Ekologie člověka se zabývá vlivem člověka na prostředí a opačně vlivem prostředí na člověka. A to jak v biologických, tak i sociálních dimenzích. Termín humánní ekologie je více používán v angloamerické sféře a poprvé byl výraz použit v roce 1921 americkým sociologem R.E. Parkem. Je to věda zkoumající vliv biologických nebo biologicko-geografických faktorů na člověka. Později byl tento výraz používán (zneužíván) představiteli tzv. Chicagské školy hypertrofizovaný biologismus. 21

22 Morální ekologie vychází z poznatků, že záchrana životního prostředí není jen otázkou ohleduplnějších technologií, ale ohleduplnějších lidských přístupů a postojů... Hlubinná ekologie filosofické otázky lidského pobývání na Zemi zabývá se západní civilizaci od hromadění moci a majetku ke smírnému soužití všech bytostí. 22

23 Povrchová/povrchní ekologie vs. hlubinná Teorie Gaii nebo též Hypotéza Gaia (nebo také Gaea) je označení pro třídu vědeckých modelů, týkajících se geosféry, biosféry i atmosféry, které předpokládají, že živé organismy automaticky pomocí seberegulujících mechanismů regulují životní podmínky na planetě Zemi tak, aby pro ně byly přijatelné. S touto teorií poprvé přišel v 60. letech 20. století vědec, klimatolog a chemik Sir James Lovelock, a pojmenoval ji (na podnět Williama Goldinga) podle řecké bohyně Gaia. Teorie není obecně přijata a její odpůrci ji často označují za spekulaci, která má blíž k mytologii, filosofii a náboženství, než k exaktní vědě. (Wikipedie) GAIA 23

24 Profesor James Lovelock se v 70. letech minulého století proslavil svou teorií, podle níž geosféra, atmosféra a biosféra na Zemi tvoří provázaný systém, na který můžeme pohlížet jako na jediný živý organismus. Tento organismus pojmenoval Gaia po řecké bohyni, stvořitelce Zemi. Kniha přináší propracovanou teorii obsahující mimo jiné i katastrofické vize dalšího možného vývoje planety. Ekologická podstata života Získat energii Předat geny Ekologický smysl života Žrádlo Sex 24

25 Ekologie města Tzv. vnitrobloková zeleň a její role v ekologii města Funkce vnitroblokové zeleně: - mikroklimatická - hygienická - rekreační - biorefugiální - produkční - sociální - 25

26 Zahrádkové osady a jejich role v ekologii města Globální ekologie Změny fyzikálních faktorů na organismy na Zemi 26

27 Příčiny, následky, souvislosti přírodních katastrof. Sociální a kulturní ekologie??? 27

28 Strategie trvale udržitelného rozvoje vychází rovněž z obecných principů ekologie Ekologie je v dnešní době velmi frekventovaným pojmem každý ji zná a mnozí ji považují za užitečnou, ačkoli někteří ani nevědí, co termín ekologie vlastně obnáší. Na důležitosti jí to sice neubírá, ale vždycky je lepší, když rozumíme její podstatě a víme, jak se k ekologickým problémům postavit. Dnes se často zaměňuje termín ekologie a životní prostředí Otázka: Kdo jsou ekologové? Kdo ochránci přírody? Kdo environmentalisté? Kdo ekologisté? 28

29 Představme se: Michael Bartoš Vzdělání: Ing. Agronomická fakulta, Vysoká škola zemědělská Praha CSc. Zemědělské a lesnické vědy, VŠZ Praha Postgraduální studium: "Tvorba a ochrana krajiny", Lesnický ústav, VŠZ, Kostelec n.č.lesy 1994 "Technologie pro ochranu životního prostředí" (Technischer Umweltschutz), EIPOS, Technická univerzita Drážďany, Německo Zaměstnání: Ústav systémové biologie a ekologie AV ČR (do r Ústav ekologie krajiny AV ČR) Jihočeská univerzita, Zemědělská fakulta (od roku 2009) Fakulta humanitních studií UK Praha (od ) 29

30 Odborné zaměření: krajinná ekologie, historie land use, marginální oblasti, rozvoj rurálních oblastí (migrace obyvatel do rurálních oblastí amenitní migrace, integrovaný turismus) Účast ve vědeckých projektech: Amenitní migrace jako nová forma specifické globální migrace obyvatel. Její vliv na socioekonomický rozvoj rurálních oblastí České republiky. 30

31 Supporting and Promoting Integrated Tourism in Europe s Lagging Rural Regions. Grant Evropské Unie v rámci 5tého rámcového programu 31

32 Sociálně-ekologické a psychologické dopady jaderné elektrárny Temelín na obyvatelstvo (vytvoření koncepce dlouhodobého výzkumu) Grant MŠMT ČR GREEN BELT Protection and valorisation of the longest habitat system in Europe. 32

33 Co se ještě očekává od studentů? Při výuce nebudou telefonovat, nebudou kouřit, hlučně spát... budou se chovat jako vysokoškolští studenti a studentky... Journey of a thousand miles must begin with a single step - Chinese proverb 33