Kvalitativní analýza životního prostředí prostřednictvím výskytu vzácné ryby

Česká zemědělská univerzita Fakulta provozně ekonomická Veřejná správa a regionální rozvoj Teze k diplomové práci Kvalitativní analýza životního prostředí prostřednictvím výskytu vzácné ryby Diplomant: Bc. Pavel Maleček Vedoucí diplomové práce: Doc. Ing. Jaroslav Švasta CSc

KVALITATIVNÍ ANALÝZA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ PROSTŘEDNICTVÍM VÝSKYTU VZÁCNÉ RYBY Souhrn: Předložení diplomové práce pod názvem Kvalitativní analýza životního prostředí prostřednictvím výskytu vzácné ryby se zabývá klasifikací několika alternativních přístupů hodnocení čistoty povrchových vod ve zvoleném regionu ČR. Systémový přístup je založen na struktuře charakteristik přímých a nepřímých exaktních parametrických metod. Tyto metody obvykle prezentují tzv. tvrdé parametrické metodologie analýzy. Těžiště práce je zaměřeno na tzv. měkké metody systémové analýzy, které využívají nepřímých kvalitativních indikátorů čistoty vod s vysokou mírou spolehlivosti. V práci jsou soustředěny aktuální poznatky v této systémové oblasti, jejichž význam bude perspektivně narůstat. Klíčová slova: povrchové vody, čistota vody, parametrické metody analýzy, metody přímé a nepřímé,systém prediagnostických čidel, vzácná ryba

QUALITATIVE ANALYSIS OF THE ENVIRONMENT THROUGH THE OCCURRENCE OF A RARE FISH Summary: The thesis focuses on the classification of several alternative approaches of surface water purity evaluation in a selected region in the Czech Republic. The system approach is based on the quality structure of the character of direct and indirect exact parameter methods. These methods usually present so-called hard parameter methodology of analysis. The core of the thesis is focused on the socalled gentle methods of the system analysis. In the methods, indirect qualitative indicators of purity of high reliability are used. The thesis also comprises the current parameters of this system area, the parameters, the importance of which will be rising perspectively. Key words: surface waters, water purity, parameter analysis methods, indirect and direct methods, system of the pre-diagnostic sensor, rare fish.

Teze Předložená diplomová práce pod názvem Kvalitativní analýza životního prostředí prostřednictvím výskytu vzácné ryby prezentuje pokus o implementaci velkých moderních nepřímých analýz stability ekologického systému. Naznačuje cestu možného přístupu k řešení jednoho z nejdůležitějších problémů současné civilizace a to ochraně životního prostředí, zabývá se oblastí povrchových vod jako primárního zdroje základní podmínky lidského života. Diplomová práce tudíž vychází pouze ze základních objemů jednotlivých operací, jejich rozsahové kvantifikace a časové orientace. Jsou naznačeny základní operace a jejich časové vazby. Těžiště práce bylo zaměřeno na kvalitu vody v jednotlivých třídách vodních toků. Je zřejmé, že všechna řešení studií enviromentálního typu v sobě obsahují velkou řadu závažných kvalitativních a kvantitativních problémů. Moderní vývoj ukázal, že extrakční (tvrdé) ekonomickomatematické algoritmy narážejí na celou řadu konkrétních interpretačních a implementačních problémů. Je zřejmé, že tyto klasické typy algoritmů jsou ve většině případů úspěšně implementovatelné (aplikovatelné) zejména v oblasti technickotechnologických linek. V oblasti biologických procesů a zejména potom v oblasti životního prostředí včetně stability biologických soustav tyto tvrdé kvantitativní metody vykazují obvykle menší úspěšnost. Tento efekt je založen na principu dynamického fuzzy průniku proměnlivých faktorových množin, které bezprostředně ovlivňují vývoj přírodní ekologické soustavy ve zkoumaném regionu.

V rámci této problematiky považuji za nezbytné konstatovat, že v uplynulých 50 letech byly podceněny hranice možností stability přírodních soustav. Přírodní soustavy, tj. komplexní vazby, struktury zemědělských půd, lesů, zahrad atd. spadajících (příslušných) do povodí jednotlivých říčních toků dokázaly absorbovat první fázi technické revoluce od druhé poloviny 19. století do první poloviny 20. století. Po padesátých letech exponencionální rozvoj městských aglomerací a velkokapacitních objektů průmyslové výroby způsobil, že přecenění krátkodobých ekonomických faktorů investičního typu zanedbalo efekt povinné ochrany životního prostředí. U těchto problémů obvykle dochází ke konfliktu poznatkové a znalostní báze ve vztahu k reálným disponibilním finančním zdrojům na řešení regionálních a meziregionálních problémů vztažených k ochraně životního prostředí, zejména potom čistoty povrchových vod. Havárie a systém nedbalostního přístupu k povrchovým vodám způsobil, že dosažené průměrové marginální hodnoty čistoty povrchových vod v ČR, na úroveň z roku 1957, by vyžadovala přibližně 180 až 211 mld. Kč v patnáctiletém časovém horizontu. Předložená diplomová práce v relativně novém studijním oboru PEF ČZU se z hlediska komplexní systémové analýzy pokusí pouze naznačit některé moderní nepřímé parametrické přístupy k analýze

enviromentálního systému v oblasti vybraného regionu jako nepřímé kvantifikace čistoty povrchového zkoumaného povodí. Vlastní metodologický přístup v sobě zahrnuje základní schéma šesti interakčních kroků pro řešení daného cíle. Metodologie řešení je založena na měkkém přístupu komplexní analýzy systému. 1.) Definování výchozí znalostní a parametricky poznatkové báze jednotlivých aspektů čistoty povrchových vod. 2.) Druhou oblastí problémů je systémový aspekt vymezující okruh řešení jednotlivých typů evokovaných operací, biologickotechnologických zásahů, které je nezbytné v reálném časovém horizontu (v našem případě 3 až 5 let) realizovat, aby došlo k podstatnému zvýšení ekologicko-ekonomickém efektu zvýšení stability přírodní soustavy. 3.) Předmětem diplomové práce není pouze teoretická reserše kvantitativních parametrů dodržení cílů v okolí inflexního bodu kvantifikační funkce stability soustavy, ale též naznačení semistruktualizovaného systému jednotlivých operací. Tento aspekt se jeví jako významný zejména po 1. květnu 2004, tj. po okamžiku vstupu do EU.

4.) Vlastní projekt se ovšem nezabývá pouze individuálními podmínkami jednotlivých typů zásahů do stability soustavy, ale též obecným prostorem podmínek ovlivňujících prostor možných řešení analyzované problematiky. 5.) Cílem předložené studie je vymezení vzorového (metodologického) přístupu ke dvěma základním oblastem kvalitativní a kvantitativní analýzy. Definování základní struktury poznatkové a znalostní báze nepřímého kvalitativního parametru čistoty povrchových vod (pstruh, siven). Návrh struktury operativních enviromentálních zásahů ve střednědobém časovém horizontu s cílem ekonomicky efektivní perspektivní stabilizace čistoty povrchové vody ve zkoumaném mikroregionálním prostředí. Naplněním tohoto cíle je využití systému konzultací a teoretických studií v devíti základních skupinách operací (viz schéma). Jednotlivé operace jsou definovány s aspektem minimalizace faktorových nákladů při současném dosažení maximálně možného enviromentálního efektu. Pro jednotlivé operace, které jsou v dané fázi pouze předmětem výchozích úvah byly stanoveny následující časové a kvantitativní parametry: a) definice operace a její vnitřní obsah

b) rozměr v rámci analyzovaného prostoru c) časový průběh a časově intervalová náročnost d) nárok na jednotlivé typy inputových faktorů e) základní ekonomické, tj. nákladové vazby Základní typy kvantifikačních a exaktně parametricky měřitelných ukazatelů zahrnují : stupeň mechanického znečištění povrchových i spodních vod, stupeň chemického znečištění, ropné a jiné deriváty na bázi cyklických aromatických uhlovodíků v rámci různých poruch, změny v ph vlivem infiltrace různých kyselin, hydroxidů, atd. vyplývající z industrializace společnosti. Prediagnostická analýza ovšem nemůže v žádném případě nahrazovat exaktní laboratorní testování vzorků.. Umožňuje ovšem rychlou orientaci ve strukturální podstatě okamžité kvality jakosti vody v průběhu několika sekund. Obvykle v kombinaci 5-ti základních parametrů: P1 -okamžitá teplota vodního toku.,p2 - ph index,p3- okamžitá konduktivita jako reciproká hodnota odporu,p4- indikovaná míra mechanického znečištění,p5- lakmusový papírek jako hrubá orientace na kyselost. Výsledky získané průnikem těchto pěti faktorových množin invikují průnik relativně spolehlivě hodnotící kvalitu zkoumaného vodního toku bez nároku na základní a složitá laboratorní vyšetření. Jsou stanoveny experimentální funkce, které tabulkovou formou dokáží realizovat okamžitou prediagnostiku kvalitu vody.

Pod pojmem systémová analýza si řada oborově specializovaných expertů obvykle představuje soustavy matematických vzorců, tabulek, ekonomicko matematických, statistických, ekometrických a dalších exaktních matematicko kvantifikačních výpočtů analýzy. Ústředním motivem cíle diplomové práce bylo naznačení možností jakým způsobem využít odbornou znalostní bázi chování vodní fauny v tocích k nepřímé identifikaci jakosti povrchové vody. I zde je zřejmé, že rozsah této problematiky je rozsáhlý jak vyplývá z celkového obsahu textu předložené diplomové práce. Těžiště práce bylo v podstatě zaměřeno dvěma směry: a) Syntéza gnozeologických poznatků ve zkoumané oblasti. b) Využití kvantitativních a kvalitativních parametrů vlastní znalostní báze. Metodika vyžadovala základní kvantifikační parametry vývoje situace dle soustavy tabulek uvedených v přílohách. Diplomová práce obsahuje i stručný přehled nových metodologických přístupů přímých parametrických metod prediagnostiky čistoty. V rámci zobecnění závěru lze konstatovat, že obecná kvalita povrchových vod v České republice po roce 1995 doznala jistého

zlepšení. Tento proces je ovšem dlouhodobým a jeho řešení je funkcí konkrétní finanční situace státu a systému jeho podpory. Na řešení zkoumané problematiky včetně finančních a materiálně faktorových zdrojů. Práce obecným způsobem naznačuje jednu z variant možných přístupů k řešení dané problematiky.

Použitá literatura ADÁMEK,Z. A KOL. : Rybářství ve volných vodách, Victoria publishing, Praha, 1995 BARUŠ,V., OLIVA, O. : Fauna ČR a SR. Mihulovci a ryby (1). Academia, Praha, 1995 BULÍČEK, J. :Povrchové vody v Československu a jejich ochrana. Praha, Academia, 1972 DUB, O.: Hydrológia. Bratislava, SVTL, 1957 DUB, O. a kol.: Hydrologie. Praha, SNTL, 1969 DYK,V. : Naše ryby. Promberger, Olomouc, 1946 HANEL, L.:Vážky (Odonata) jako bioindikátory tekoucích vod. Sborník ze semináře Ochrana biodiverzity malých vodních toků, ZO ČSOP Vlašim, 1994 HOLČÍK,J. : The freshwater fishes of Europe. Vol. 1, Part II, General introdiction to fishes, Acipenseriformes. Aula Verlag, Wiesbaden, 1989 HOLČÍK,J. : Výskum zmien druhového zloženia a kvantitatívnych pomerov rybích společenstiev v ramenných systémov Dunaja. Záver. správa Lab. rybárstva a hydrobiol., Bratislava, 1980 HOLČÍK,J., HENSEL,K. : Ichtyologická příručka. Bratislava, Obzor, 1972 JÚVA, K. a kol. : Malé vodní toky. Praha, SZN, 1984 KALOUS, L.: Revitalizace vodních toků jako nutná podmínka rybí produkce. Semestrální práce z předmětu Agroekologie na ČZU, nepubl., 1997 KENNEDY, M.: Spawning and early development of the dace Leuciscus. J. Fish. Biol., 1969, č.1 KRUPAUER, V., JIRÁSEK, J., KÁLAL, L.: Cvičení z rybářství a ochrany vod. Praha, VŠZ, 1984 KUBÁT, J., RIEDER, M., LEONTOVIČOVÁ, D., JUNOVÁ, D., KOPECKÁ, E.: Jakost vody v tocích. Díl I povodí Labe, Vltavy a Ohře. Praha, Český hydrometeorologický ústav. Oddělení jakosti vod, 1997

LEA, E. : On the method used in the herring investigations. Publ. de Circ. Concs. Perman. Internat. Expl. de la Mer, 53, 1910 LEE, R.M. : A revision of the methods of age and growth determination in fishes by means of scales. Ministery of Agriculture and Fisheries, Fish. Invest., London, ser. II, IV LELLÁK,J., KUBÍČEK,F. : Hydrobiologie. Univerzita Karlova, Vydavatelství Karolinum, Praha 1992 LOHNISKÝ, K.: Beitrag zur Kenntnis des Wachstum des Grundlings (Gobio gobio L., 1758) In Bohmen. Věst. Čs. Spol. zool., 25, 1961, č. 3 LOHNISKÝ, K.: Bemerkungen zum Wachstum des Flussbarsches (Perca fluviatilis L., 1758). Acta Univ. Carol. Biol. 1960, č.3 LUSK, S. : Rybářství a úpravy vodních toků. Brno, Hydroprojekt, 1990 LUSK,S., HALAČKA,K. : Biodiversity of fishes in the Czech republic. Sb. ÚEK AVČR Brno, 1996 LUSK, S., HALAČKA,K. : Odběry vody významný devastační faktor malých vodních toků. Sborník referátů : Ochrana biodiverzity malých vodních toků. Vlašim, 27-29. října 1995 MÜLLER, K. : Die Drift in fliessenden Gewässeren. Arch. Hydrobiol. 49, 4, 1954 NEUMANN, E. : Limnologische Terminologie., 1931 OLIVA, O.: Note on age and growth of the bleak, Albrunus albrunus (Pisces: Cyprinidae). Věst. Čs. Spol. zool., 43, 1979, č. 2 PAVLOV, D. S.: Biologičeskije osnovy upravlenija povedenijem ryb v potoke vody. Izd. Nauka, Moskva, 1979 PEŇÁZ, M. : Kritický příspěvek k metodice hodnocení vztahu tělo šupina při studiu růstu ryb. Zool. listy 11, č. 1, 1962 PITTER, P. : Hydrochemie. Praha, SNTL, 1981 PIVNIČKA,K. : Ekologie ryb. SPNP, Praha, 1981

POKORNÝ, J., DVOŘÁK, J., ŠRÁMEK, V. : Umělý chov ryb. Učebnice Střední rybářské školy Vodňany. Praha, 1992 SVOBODOVÁ, Z. a kol. : Toxikologie vodních živočichů. Praha, MzaV ČSR a ČRS, 1987 ŠTĚRBA, O. : Teorie říčního dna. Sborník semináře : Říční dno, jeho funkce, oživení a ochrana se zvláštním zřetelem na podpovrchovou část dna. Olomouc, 1. a 2. října 1986 VANNOTE, R. L., MINSHALL, G. W., CUMMIS, K.W., SEDEL, J. R., CUSHING, C. E: The river continuum concept. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 37 ŠVASTA,J. : Systémová disketa předmětu SAVV PEF ČZU,Praha,2000 ZÍSKAL,J., HAVLÍČEK,J.: Ekonomicko matematické metody I.,PEF ČZU,skripta, Praha 2000 ŠVASTA,J. : Soubor prostředků diagnostiky, KOSA PEF ČZU Praha ANDRESKA,J.: Rybářství a jeho tradice, SZN Praha 1987 HANZAL,J. : Umělý chov ryb lososovitých, Jednota rybářů,praha 1955 ŠIMEK, Z. : Malé sportovní rybářství, Atria, Praha 1971 MIHÁLIK, J., REISER, F. : Naše ryby, SZN, Praha 1988 Rybářská mapa ČR, Měřítko 1 : 200 000, Praha, 2001 Autoatlas ČR a SR, Měřítko 1 : 200 000, Kartografie Praha, 1993 Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách a o změně některých zákonů Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových a odpadních vod