GEOBOTANICKÉ MONITOROVÁNÍ ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ V POVODÍ LABE (MEZINÁRODNÍ SPOLUPRÁCE ŠKOL A INSTITUCÍ)

Transkript

1 GEOBOTANICKÉ MONITOROVÁNÍ ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ V POVODÍ LABE (MEZINÁRODNÍ SPOLUPRÁCE ŠKOL A INSTITUCÍ) MÁLKOVÁ J., WAGNEROVÁ Z. katedra biologie, Vysoká škola pedagogická, Víta Nejedlého 573, Hradec Králové, MÁLKOVÁ J. Ústav ochrany životního prostředí, Univerzita Pardubice, Doubravice Úvod Cílem výuky na katedře biologie Pedagogické fakulty Univerzity Hradec Králové je kvalitní příprava budoucích učitelů biologie na základních a středních školách. Snahou je, aby studenti získali nejen požadované penzum teoretických vědomostí a praktických dovedností, ale zejména ekologický, citový a estetický přístup k přírodě, aktivní a konstruktivní postoj k ochraně a tvorbě životního prostředí (dále jen ŽP). Pro vytyčené ekologické cíle využíváme geografickou polohu fakulty na břehu Labe, jedné z největších a bohužel nejvíce znečištěných evropských řek. Dnešní ekosystémy v povodí Labe je třeba považovat za stav určité vývojové etapy, která prodělává změny pod vlivem abiotických změn v biosféře, dále pod vlivem nových biotických stavů uvnitř ekosystémů a zejména pod vlivem lidské činnosti. Řeka a říční niva představuje jeden z nejdynamičtějších krajinných fenoménů. Může být nazírána jako přirozená páteř krajiny, na níž je napojena většina aktivit přírody a člověka (rekreace, doprava, zavlažování, odběr vody pro zemědělství i průmysl aj.). Současná vegetace kulturní krajiny v povodí Labe není v drtivé většině totožná s původními přírodními společenstvy a s potenciálem ekosystémů. Při monitorování jsou postihovány klíčové změny v biodiverzitě organismů i ve funkcích ekosystémů. Na základě poznání je možné odvodit a navrhnout konkrétní management v příslušných úsecích toku pro obnovu co nejpřirozenějšího stavu společenstev. Povodí Labe může být využito jako indikátor rekonstrukce přirozených vegetačních útvarů. Cílem vyučujících i studentů na katedře biologie je přispět, ve spolupráci s odbornými institucemi, které se profesionálně zabývají ochranou a tvorbou ŽP v rámci svého rezortního zaměření, geobotanickým monitorováním k poznání a zlepšení stavu. Formy geobotanického monitoringu v povodí Labe Na katedře biologie je prováděno v povodí Labe geobotanické monitorování jednotlivých druhů, populací, ekosystémů i krajinných celků od pramene v Krkonoších až po Hřensko. Jsou monitorovány vodní, pobřežní i terestrické ekosystémy, je studována jejich struktura, rozšíření, funkce i vývoj. Monitoring se uskutečňuje na různých úrovních v rámci: - pedagogicko vzdělávacího procesu studentů v povinných i nepovinných předmětech - odborných aktivit pedagogů katedry biologie - mezinárodního vzdělávacího projektu AQUA TEMPUS Dále jsou uvedeny konkrétní příklady geobotanického monitoringu v povodí Labe ve výše uvedených úrovních a formy spolupráce škol a institucí. Monitorování životního prostředí v rámci přípravy budoucích učitelů a doktorandů Monitoring ŽP je obsažen v řadě povinných i volitelných předmětů. Z povinných disciplín je zařazen dvousemestrální předmět ekologie rostlin a živočichů, obsahující přednášky, semináře i cvičení v terénu. Po absolvování čtyř semestrů botanických disciplín studenti předkládají seminární práci, v níž zhodnotí ve vybraném území pět odlišných stanovišť po stránce botanické, fytocenologické, krajinářské i ochranářské. Ve zvolené oblasti porovnají druhovou skladbu studovaných ekosystémů, zhodnotí antropické zásahy, doporučí konkrétní ochranářská opatření ke zlepšení stavu. Součástí práce je i navržení geobotanické exkurze. Studie musí být doplněna mapami, citacemi literatury, fotodokumentací a ochranářským mapováním. Každý student vystoupí s odborným referátem dle vlastního výběru k problematice biomonitorigu ŽP, aby se posílily komunikativní dovednosti. Prvky geobotanického monitoringu jsou obsaženy i v dalších předmětech - v systematice nižších i vyšších rostlin, ve fyziologii, mikrobiologii, základech zemědělství, v didaktice biologie, zeměpise či geologii. Nejvíce studenty aktivizuje práce s konkrétním materiálem v laboratoři nebo řešení dílčích geobotanických úkolů přímo v terénu. Studenti absolvují v průběhu studia nejméně 5 týdnů prací v terénu: dvě botanická cvičení, v bloku ekologické, z geologie a geomorfologie, praxi v zemědělském a zahradnickém podniku. Cvičení jsou záměrně uskutečňována v různých vegetačních stupních od nížinného až do alpínského. Vybíráme lokality v chráněných územích (v Krkonošském národním parku dále KRNAP, v Chráněné krajinné oblasti Orlické či Železné hory), v přírodních rezervacích (např. Dubno, Babiččino údolí, Bukačka, Nemošická stráň u Pardubic). Záměrně IUAPPA Praha Section: A

2 navštěvujeme i ekosystémy různým stupněm degradované a ukazujeme rozdíly v biodiverzitě, syntetizujeme rozsah a příčiny změn. Snažíme se studentům vštěpovat neformální přístup k aktivní ochraně a tvorbě ŽP. Pokoušíme se posluchače zapojit do problémů managementu v krajině, aby své poznatky a postoje dále přenášeli do budoucí učitelské praxe. Posluchači IV. a V. ročníku si vybírají volitelné předměty - např. Životní prostředí, Užitková botanika, Ekotoxikologie, Ekologie krajiny či od roku 1998 Biologický monitoring, který vznikl v návaznosti na projekt AQUA TEMPUS - viz kapitolu 2.3 /3, 4, 14/. Při výběru témat diplomových prací (dále jen DP) volí téměř třetina studentů ekologickou problematiku, včetně geobotanického monitoringu, který je řešen na různých úrovních. 1. Výzkumy na úrovni individuí, organismů - studium autekologie a monitorování výskytu chráněných a ohrožených druhů ve vybraných stanovištích v povodí Labe (např. Výskyt Melampyrum bohemicum ve Východních Čechách, Biologie a ekologie druhu Luzula spicata a Veronica bellidioides v Krkonoších, Fenologie, ekologie a areál druhu Rubus chamaemorus, Rozšíření Salix bicolor a S. lapponum a jejich možnost využití jako náhradní dřeviny). 2. Studia na úrovni populační s uplatněním populační ekologie (např. Změny druhové skladby mechů Kotelných jam, Populační dynamika rodu Senecio, Aconitum, Mapování výskytu a početnosti vybraných chráněných druhů či naopak antropofyt na hřebenech Krkonoš). 3. Studium na úrovni společenstev s využitím poznatků synekologie, fytocenologie, geobotaniky (např. Floristické a fytocenologické změny v chráněném přírodním výtvoru Nemošická stráň u Pardubice, Geobotanický monitoring v údolí říčky Kněžná). 4. Monitoring změn v ekosystémech nebo v krajině s využitím integrované či krajinné ekologie, biogeografie atd. Vznikl soubor prací v KRNAP ve všech jeho vegetačních stupních. Jsou zde studovány vlivy abiotických i biotických faktorů na ekosystémy, změny biodiverzity vegetace pod vlivem nadměrné rekreace, rozrůstající se kleče horské, vlivem přemnožené spárkaté zvěře, chybných rekultivací, nedostatečného čištění odpadních vod. Studia probíhají v narušených turistických centrech i v zachovalých partiích přírody. Obdobně jsou monitorovány změny v biodiverzitě Orlických či Železných hor, Broumovska, v Českého středohoří aj. (Změny druhové diverzity vegetace u slepých ramen Labe mezi Hradcem Králové a Pardubicemi, Ozelenění výsypek popílku u Opatovic nad Labem atd.) 5. Práce geobotanické s interdisciplinárními prvky, např. metody geologie a geomorfologie - vymapování stupně poškození vybraných lokalit regionu s uvedením příčin (např. u Labe ve Vrchlabí, Dvora Králové, v Pardubicích, na Kolínsku, v Ústí nad Labem, v oblasti přítoků - geologické zhodnocení Pojizeří, povodí Berounky, Vltavy, toků Orlických hor, Sledování stupně devastace pískovcových skalních oblastí). Jsou aplikovány i biochemické, fyziologické a chemické metody, které jsou použitelné v praktické i experimentální složce vyučování (Studium vlivu abiotických faktorů na průběh fotosyntézy řas, Studium míry eutrofizace stojatých vod v Pardubicích). Část témat je orientována do oblasti ekologie a ochrany zemědělských plodin (Studium fytotoxicity vybraných druhů pesticidů a hnojiv, Vliv postřiků na úrodnost jabloní, Studium vlivu nafty na růst a vývoj vybraných plodin). 6. Ekologicko-didaktický obsah DP, zejména je oblíbené vypracování přírodovědných naučných stezek, které slouží pro nejblíže položené školy, biologické kroužky, domy dětí a mládeže či jako průvodce pro veřejnost. Nejvíce naučných stezek vzniklo v parcích nebo v nejzachovalejších částech přírody regionu, zpravidla ve velkých městech, kde je více škol a možnost většího uplatnění výstupů (u Hradce Králové, Pardubic, Přelouče, Chrudimi, Ústí nad Orlicí, podél říček Kamenice, Orlice aj). Didaktické práce jsou orientovány i na testování vědomostí z oblasti environmentálního vzdělávání a výchovy. Při testování probraného učiva je důraz kladen nejen na znalosti pojmů, ale i na pochopení vztahů, na aplikaci a komunikativní dovednosti, na citlivý a estetický vztah k přírodě. Bylo uvedeno jen několik okruhů, kam směřují studentské odborné aktivity. DP jsou řešeny dvě až čtyři sezóny se snahou monitorovat dlouhodoběji změny, aby bylo možné syntetizovat příčiny a vyvodit ochranářská opatření ke zlepšení stavu. Ve všech pracech je didaktické využití poznatků a návod na jejich přenesení do učitelské praxe /5, 6, 17/. Nejlepší posluchači pokračují v postgraduálních studiích - často v geobotanice na přírodovědecké fakultě v Praze, v Brně, nebo na Univerzitě v Pardubicích na Ústavu ochrany ŽP v oboru krajinná a aplikovaná ekologie. Na posledně uvedeném pracovišti je referující autorka školitelkou. Jsou zde řešena témata: Vegetační dynamika v porostech kleče horské, Biomonitoring bryoflóry vápencových výchozů Krkonoš, Studium ekotonových společenstev podél komunikací 3. zóny KRNAP, Monitoring chráněných rostlin na antropogenně ovlivněných plochách KRNAP, Vliv abiotických faktorů na fenologii druhu Carex bigelowii. Monitoring organismů, ekosystémů i krajiny v rámci odborných aktivit pedagogů katedry biologie Členové katedry získali v posledních letech k desítce grantů i mimo resort školství od Ministerstva ŽP ČR, Agentury ochrany přírody a krajiny ČR, od Ministerstva hospodářství ČR či od Grantové agentury ČR.V rámci grantů je řešen geobotanický monitoring v povodí Labe, např. s následující tématikou: Studium sukcese vegetace IUAPPA Section: A

3 pod vlivem antropické zátěže, zejména vliv turistiky na vegetaci, Rekultivace a revitalizace narušených ekosystémů v subalpinských polohách KRNAP, Studium synantropizace vegetace v KRNAP, Monitoring a management ohrožených druhů, Vegetační dynamika v porostech kleče horské v Krkonoších, Rozsah a příčiny výskytu těžkých kovů na hřebenech Krkonoš, Dynamika půdních vlastností vlivem abiotických a biotických vlivů v KRNAP, Studium fytotoxicity vybraných druhů pesticidů a listových hnojiv aj. Výběr řešených témat je konzultován s odbornými pracovníky správ chráněných území a biosférických rezervací UNESCO. Získané výsledky jsou podkladem pro vypracování ochranářského managementu např. uskutečnění konkrétních rekultivací v zájmu revitalizace narušených ekosystémů (Úpské či Pančické rašeliniště, v Modrém dole, na Luční hoře aj.), arondace alochtonních výsadeb kleče horské v unikátních tundrových ekosystémech Krkonoš (na Studniční hoře, na Labské louce atd.). Dílčími úkoly zapojujeme i studenty s cílem těsnějšího spojení teorie s praxí. Výsledky studií členů katedry biologie byly podkladem pro vyhlášení rezervací např. Nemošická stráň, Střemošice. Geobotanické výzkumy v Orlických horách nebo na Hronovsku sloužily jako podklad pro vypracování územního systému ekologické stability. Byla zpracována řada odborných posudků s ekologickou problematikou (např. posouzení výstavby vodní elektrárny ve Špindlerově Mlýně nebo na Smrčinovém potoce, revitalizace tzv. Bunkrové cesty v Krkonoších, povolení letního provozu lanové dráhy na Lysou horu, odbahnění rybníka Malý Karlov u Korunky). Závěry geobotanického monitorování byly prezentovány na řadě mezinárodních a domácích konferencích a byly odpublikovány v odborných periodicích. Monitoring vodních a pobřežních ekosystémů v povodí Labe v rámci projektu AQUA TEMPUS Ekologický vzdělávací projekt AQUA TEMPUS vznikl na základě spolupráce Vysoké školy pedagogické v Hradci Králové a Pedagogické fakulty Univerzity Karlovy v Praze. Na projektu dále kooperují Univerzity v Kielu, Lüneburgu, Londýně a Helsinkách. Cílem projektu je motivace učitelů a studentů vysokých, středních i základních škol pro další vzdělávání v oblasti monitorování ŽP v povodí Labe, dále kooperace mezi školami nejen v České republice, ale i na mezinárodní úrovni. S tím bezprostředně souvisí, jako důležitá součást tohoto interdisciplinárního projektu, výuka jazyků, zaměřená především na tématiku ŽP. Podstatnou složkou projektu je počítačové zpracování databáze, získané z monitoringu a výměna informací v internetové síti /2, 9, 16/. Důležitou součástí projektu je program Školy za živé Labe, který je v úzké návaznosti na probíhající program řady německých škol Schulen für eine Lebendige Elbe /12, 13/, jehož hlavním cílem je dát podněty ke sledování a zkoumání čistoty vody v povodí Labe, přiblížit žákům a studentům některé metody biologického a chemického monitoringu a přirozenou cestou vštípit mladým lidem zásady ochrany přírody a krajiny na konkrétním příkladu biomonitoringu ekosystémů v Polabí, včetně navození možností dalšího vzdělávání v rámci ekologické výchovy. Metodiky přírodovědných pozorování vycházejí z různých stupňů obtížnosti, zejména jsou přizpůsobeny pro žáky vyšších ročníků základních škol a studenty středních škol. Pracovní postupy rozvíjejí především znalosti biologické, chemicko-fyzikální, hydrologické, geomorfologické a ochranářské. V rámci projektu AQUA je školám prioritně doporučeno provést pro projekt závazná přírodovědná pozorování, která jsou především zaměřena na: 1) Chemicko-fyzikální podmínky vodního ekosystému, tj. teplotu vody, její zbarvení a případný zápach, hodnotu ph, obsah kyslíku, obsah dusičnanů, amoniaku, fosforečnanů, biochemickou spotřebu kyslíku. 2) Biologický charakter vodního ekosystému s využitím ekologických bioindikačních hodnot vybraných skupin vodních bezobratlých živočichů, s cílem rozčlenění kvality vody do sedmi jakostních tříd (od kategorie: voda čistá až silně znečištěná). 3) Geomorfologický charakter vodního toku a jeho ekologické struktury /1, 7, 8, 11/. Školy spolupracují s organizacemi, které se zabývají problematikou ochrany přírody, krajiny a ŽP profesionálně či v rámci dobrovolných sdružení. Studenti jsou vedeni ke komunikaci s masmédii. Projekt je zcela otevřený i pro další aktivity, doporučuje studentům své dojmy a zážitky podchytit např. fotodokumentací, pořízením videozáznamů, výtvarnými pracemi, literárním zpracováním. Výměna zkušeností mezi zúčastněnými školami probíhá v internetové síti, získané hodnoty biomonitoringu jsou zapsány a vyhodnoceny v PC programu Atlasu životního prostředí vodstva. Výsledky jsou prezentovány na seminářích a konferencích. V ekologickém mezinárodním projektu AQUA TEMPUS je zapojeno 24 škol a mimoškolských zařízení z celého povodí Labe, od pramene Labe v Krkonoších až po Děčín. V Německu se věnuje studiu znečištění řeky Labe dle uvedeného programu 186 škol /10, 15/. Součástí projektu je rovněž zapojení zúčastněných učitelů ze všech stupňů škol do systému dalšího vzdělávání v nosných, interdisciplinárních vazbách: environmentálního vzdělávání, výuky jazyků a práce s počítačem. V rámci vytvořené sítě škol probíhají kurzy učitelů s tématikou biologického a chemického monitoringu, výpočetní techniky a německého jazyka. Studenti katedry biologie, kteří absolvovali předmět Biologický monitoring, úspěšně přebírají roli instruktorů na jednotlivých školách. Na dalším vzdělávání učitelů i studentů se významně podílí možnost studia ŽP a jazyků na mezinárodních táborech, které proběhly ve spolupráci se zahraničními partnery na Labi v Hamburku, v Barbie a v Bad Schandau, v povodí řeky Temže v okolí Londýna a dále na vodách řeky Mincio v Mantově nebo v dánském Odensee /16, 18/. IUAPPA Section: A

4 Na základě dvouletého trvání lze říci, že se projekt úspěšně uplatnil při realizaci ekologického vzdělávání na řadě základních i středních škol v povodí Labe. Prostřednictvím myšlenky Školy za živé Labe vznikla dobrá spolupráce a osobní kontakty nejen mezi školami v Čechách a v Německu, ale i s partnerskými organizacemi v povodí Labe. Spolupráce škol a institucí Členové katedry spolupracují v rámci svého pedagogicko-vědeckého zaměření s řadou výzkumných a ochranářských institucí v regionu např. se Správou KRNAP ve Vrchlabí, se správami chráněných krajinných oblastí Orlické a Železné hory, Broumovsko aj., s Výzkumným ústavem lesního hospodářství a myslivosti v Opočně, s Povodím Labe v Hradci Králové, s Agenturou ochrany přírody a krajiny v Pardubicích, se státem akreditovanou laboratoří BioAnalytika Hradec Králové, s přírodovědnými odděleními regionálních muzeí, s nevládními ekologickými organizacemi (např. TEREZA, PALETA), s vysokými školami (zejména s Univerzitou Pardubice). Máme přátelské pracovní kontakty i v zahraničí, zejména v Polsku (univerzity ve Wroclawy a v Opole), v Německu (Artenschutzcentrum Jena, univerzita v Paderbornu, Lüneburgu, IPN v Kielu, Deutsche Umwelthilfe v Hamburgu), dále na univerzitách: v Itálii (Mantova), ve Finsku (Helsinky), ve Velké Británii (Londýn - Královská univerzita), v Dánsku (Odensee) a na Slovensku (Nitra, Banská Bystrica). Závěr Na katedře biologie Pedagogické fakulty Univerzity Hradec Králové i na Ústavu ochrany ŽP Univerzity Pardubice probíhá geobotanický monitoring v povodí Labe formou řešených interních, státních a mezinárodních grantů. Ve spolupráci s dalšími univerzitami a odbornými institucemi nejen České republiky, ale i dalších zemí EU. Řada dílčích geobotanických problémů je řešena i v rámci pedagogicko-vzdělávacího procesu, např. formou diplomových a doktorských prací. Do všech výše uvedených odborných aktivit zapojujeme úspěšně studenty. Hlavním cílem je prohloubení výchovy mladých učitelů, zejména na úseku těsnějšího spojení teoretických vědomostí s poznatky z praktické ochrany přírody. Výstupy vědeckých studií jsou podkladem pro ochranářský management v povodí Labe. Většina získaných výsledků je průběžně prezentována na konferencích a publikována v odborné literatuře. Literatura [1] Kolektiv: Školy v akci za živé Labe AQUA TEMPUS, Pedagogická fakulta, VŠP, Hradec Králové, 1998, pp [2] Korčáková J., Málková J. et Wagnerová Z.: Mezinárodní projekt AQUA TEMPUS - příklad nového typu vzdělávání učitelů, In: Sborník VII. celostátní konference ČAPV Poslední desetiletí v českém a zahraničním pedagogickém výzkumu, VŠP, Hradec Králové, 1999, pp [3] Málková J.: Využití vegetace v povodí Labe ve výuce botanických a ekologických disciplín na katedře biologie VŠP v Hradci Králové, Zpravodaj botanických zahrad, MŽP ČR, Praha, 1997, 47: [4] Málková J.: Prvky ekologické výchovy na katedře biologie VŠP v Hradci Králové, In: Sborník mezinárodní konference, Inźynieria procesowa w ochronie środowiska, Opole, Polsko, 1998, pp [5] Málková J.: Konkrétní příklady ekologické výchovy posluchačů katedry biologie Pedagogické fakulty VŠP v Hradci Králové, In: Sborník mezinárodní konference: Enviromentální výchova a Česko-slovenská konference enviromentální vzdělávání a výchova na vysokých školách připravujících učitele a výchovné pracovníky, Uherské Hradiště, 1999, pp [6] Málková, J.: Využití zahrad, parků a krajiny ke zkvalitnění výuky botaniky a ekologie na Vysoké škole pedagogické v Hradci Králové, Zahrada, park, krajina, Praha, 1999, 6: [7] Málková J. et Wagnerová Z.: Projekt TEMPUS AQUA - Školy za živé Labe, Ochrana přírody, Praha, 1998, 6: [8] Málková J. et Wagnerová Z.: Mezinárodní výchovně-vzdělávací projekt AQUA TEMPUS - Školy za živé Labe, Zpravodaj MŽP, Praha, 1998, 5:8. [9] Málková J. et Wagnerová Z.: Project Schools for a living Elbe, IUCN CCE Newsletter, Brusel, 1998, 14/27: 13. [10] Málková J. et Wagnerová Z.: Moderní metody vzdělávání učitelů biologie na příkladu biologického monitoringu mezinárodního ekologického projektu AQUA TEMPUS Školy za živé Labe, In: Sborník VII. celostátní konference ČAPV - Poslední desetiletí v českém a zahraničním pedagogickém výzkumu VŠP, Hradec Králové, 1999, pp [11] Málková. J., Wagnerová Z. et Kůlová A.: Mezinárodní projekt AQUA TEMPUS zakotvil v České republice, Učitelské noviny č. 14, roč. 102, Praha, , pp [12] Prigge S. et al.: Gewässer im Stadteil. Das Umweltprojekt G.R.E.E.N., FHH, Hamburg, 1994, pp IUAPPA Section: A

5 [13] Prigge S.: Schulen für eine Lebendige Elbe Eine Anleitung für die Arbeit im Projekt, Deutsche Umwelthilfe, Hamburg, 1997, pp [14] Wagnerová Z.: Využití městské zeleně ve výuce botaniky a ekologie VŠP v Hradci Králové, Zpravodaj botanických zahrad, MŽP ČR, Praha, 1997, 47: [15] Wagnerová Z.: Monitorování kvality ekosystémů na Labi mezinárodní projekt ekologické výchovy, In: Sborník mezinárodní konference, Inźynieria procesowa w ochronie środowiska, Opole, Polsko, 1998, pp [16] Wagnerová Z.: Environmentální mezinárodní projekt QAUA TEMPUS na Vysoké škole pedagogické v Hradci Králové, In: Sborník mezinárodní konference: Enviromentální výchova a Česko-slovenská konference enviromentální vzdělávání a výchova na vysokých školách připravujících učitele a výchovné pracovníky, Uherské Hradiště, 1999, pp [17] Wagnerová Z. et Málková J.: Inovace v ekologickém a botanickém vzdělávání (Příklady nácvikových aktivit ve vzdělávání budoucích učitelů biologie VŠP HK), In: Sborník VII. celostátní konference ČAPV Poslední desetiletí v českém a zahraničním pedagogickém výzkumu, VŠP, Hradec Králové, 1999, pp [18] Wagnerová Z. et Málková J.: Školy za živé Labe, In: Sborník příspěvků z konference: Ekologická výchova ve školách, Ostrava, 2000, pp IUAPPA Section: A