Krajina a její dimenze. krajinná heterogenita, koncept měřítka (scale), hierarchická struktura krajinných komponent



Podobné dokumenty
Příčiny krajinného uspořádání. abiotické faktory, biotické interakce, antropogenní změny (land use, land cover change)

TEORIE OSTROVNÍ BIOGEOGRAFIE (TOB)

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie živočichů

a) zkonzumují za život velké množství jedinců, avšak nespotřebují jedince celého, nezpůsobují jeho smrt, i když mu svou aktivitou škodí

Ekologická společenstva

ACADEMIA MERCURII soukromá střední škola, s.r.o., ŠVP Ekonomické lyceum Učební osnovy: Geografie

Užití země v České republice v letech 1994 až 2012 Karel Matějka IDS, Na Komořsku 2175/2a, Praha 4, Česká republika matejka@infodatasys.

6. Tzv. holocenní klimatické optimum s maximálním rozvojem lesa bylo typické pro a) preboreál b) atlantik c) subrecent

Předmluva Hodnota biodiverzity 71 Ekologická ekonomie 74 Přímé ekonomické hodnoty 79

PROSTOROVÁ EKOLOGIE, metapopulace, kvantitativní změny populace

Ekologie základní pojmy. Michal Hejcman

Tabulace učebního plánu

Srovnání biodiverzity sadů v různých režimech hospodaření. Martin Bagar

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

1. Ekologie zabývající se studiem společenstev se nazývá a) autekologie b) demekologie c) synekologie

Změny ve využití krajiny (land use) na území Mostecka Soubor map se specializovaným obsahem

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie 2014 Monika Hloušková

Krajinná ekologie. RNDr. Martin Culek, Ph.D. Geografický ústav MU

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM

Výukové environmentální programy s mezipředmětovými vazbami

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, příspěvková organizace náměstí Svobody 318

Ekologická stabilita lesních ekosystémů v krajině

Obsah. Předmluva 9. Úvodem 11

KRAJINA A POZEMKOVÉ ÚPRAVY. 1. část

Předmět Zeměpis je vyučován jako samostatný předmět v 6., 7., 8. a 9. ročníku. Ve všech ročnících má časovou dotaci dvě hodiny týdně.

Smíšené regresní modely a možnosti jejich využití. Karel Drápela

Populace, populační dynamika a hmyzí gradace

fytopatogenů a modelování

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, náměstí Svobody 318

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, příspěvková organizace náměstí Svobody 318

Populace 2. = soubor jedinců téhož druhu vyskytující se v určitém prostoru, má atributy jednotlivců i speciální skupinové.

Potravní síť Společenstvo

Vyučovací hodiny mohou probíhat v multimediální učebně a odborných učebnách s využitím interaktivní tabule.

Obecné principy KE v praxi

Krajinná ekologie. přednáška. Studijní obor NOK

Historická variabilita režimu disturbancí v lesích střední Evropy. Doc. Ing. M. Svoboda, Ph.D.,ČZU v Praze,

Rozptyl a migrace. Petra Hamplová

STATISTICKÉ METODY; ZÍSKÁVÁNÍ INFORMACÍ Z DRUHOVÝCH A ENVIRONMENTÁLNÍCH DAT

Zkrácený obsah učiva a hodinová dotace

Korelační a regresní analýza. 1. Pearsonův korelační koeficient 2. jednoduchá regresní analýza 3. vícenásobná regresní analýza

Školní výstupy Konkretizované učivo Průřezová témata, přesahy a vazby, projekty

Statistika pro geografy

Inferenční statistika - úvod. z-skóry normální rozdělení pravděpodobnost rozdělení výběrových průměrů

Bonita stanoviště a bonita porostu

Prostorová variabilita

Měření závislosti statistických dat

Zeměpis PRŮŘEZOVÁ TÉMATA POZNÁMKY

Ing. Eva Pohanková Růstové modely nástroj posouzení dopadů změny klimatu na výnos polních plodin

Tabulace učebního plánu

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.Petra Siřínková

Dynamika fragmentace v rozdílných typech krajin

Plánování experimentu

Induktivní statistika. z-skóry pravděpodobnost

Vyučovací předmět: Zeměpis Ročník: 6.

Nika důvod biodiverzity navzdory kompetici

Národní inventarizace lesa

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Příloha P.1 Mapa větrných oblastí

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

4. Zpracování číselných dat

Územní systém ekologické stability ÚSES

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo Přesahy a vazby

Porost s jednoduchou strukturou jednoetážový porost.

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ EKOSYSTÉMY

Struktura krajiny. NOK, přednáška

Koncentrace tuhých částic v ovzduší v bezesrážkových epizodách

Krajinná ekologie jako vědní disciplína. definice a principy, historie, základní úkoly, vztah k dalším vědním oborům

Modelov an ı biologick ych syst em u Radek Pel anek

Ekologie. organismus. abiotické prostředí. vztahy a procesy. organismus. Faktory - klimatické - edafické - hydrické

Sešit pro laboratorní práci z biologie

11. PROJEKCE BUDOUCÍHO KLIMATU NA ZEMI

Primární produkce. Vazba sluneční energie v porostech Fotosyntéza Respirace

INDEXY DIVERZITY. David Zelený Zpracování dat v ekologii společenstev

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 9. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základními pojmy z oblasti ekologie. Materiál je plně funkční pouze

veličin, deskriptivní statistika Ing. Michael Rost, Ph.D.

Témata k opravným zkouškám a zkouškám v náhradním termínu

Geografie zemědělství Postavení v kontextu geografických věd: typická mezní, hraniční, disciplína, souvisí s některými dalšími tak těsně, že mezi

Význam biodiverzity pro kvalitu života na venkově. Seminář Voda a zemědělství, SPOV, Královice, Mgr. Vladimír Ledvina

Integrovaná ochrana rostlin. ano, jistě, ale jaká vlastně

POLEDNÍK MONITORING LOKALITY PONECHANÉ SAMOVOLNÉMU VÝVOJI

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

Sociální původ, pohlaví, vzdělání a kompetence ve světle dat z národního šetření PIAAC

KLIMATICKÝ DOWNSCALING. ZOO76 Meteorologie a klimatologie Petr Kolář PřF MU Brno

MATURITNÍ OTÁZKY ZE ZEMĚPISU


KLEŤ - MONITORING LOKALITY PONECHANÉ SAMOVOLNÉMU VÝVOJI

ACTION POINTS.

Mgr. Vladimír Ledvina

Regionální geografie

Pracovní celky 3.2, 3.3 a 3.4 Sémantická harmonizace - Srovnání a přiřazení datových modelů

ends/pictures/f10_1.gif

UČEBNÍ OSNOVY ZŠ M. Alše Mirotice

MENSA GYMNÁZIUM, o.p.s. TEMATICKÉ PLÁNY TEMATICKÝ PLÁN (ŠR 2015/2016)

DYNAMIKA KRAJINY. ČVUT FSv - katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství

Jak měříme genetickou vzdálenost a co nám říká F ST

Okruhy ke státní závěrečné zkoušce 2018/2019

Transkript:

Krajina a její dimenze krajinná heterogenita, koncept měřítka (scale), hierarchická struktura krajinných komponent 29

Krajinná heterogenita Heterogenita je vlastnost, kterou se označuje skutečnost, že určitý celek je složen z rozdílných částí (různorodost) různé typy biotopů nebo land coveru v krajině 30

SCALE Měřítko, škála 31

Měřítko v krajinné ekologii - měřítko je zásadním konceptem v přírodních vědách Otázka prostorového uspořádání a měřítka je centrální otázkou v ekologii, spojující populační biologii s ekosystémovou, a základní ekologii s aplikovanou. Je nutné najít způsoby kvantifikace prostorového uspořádání v prostoru a čase, abychom pochopili změny prostorového uspořádání v různých měřítcích a jeho příčiny a následky. Simon Levin (1992), Princeton University 32

Měřítko v krajinné ekologii Proč je tak zásadní??? 1) Problémy životního prostředí a biosféry se projevují na stále větších územích - kyselé deště, globální klimatické změny, fragmentace habitatů, ztráta biodiverzity - extrapolace výsledků získaných na základě malých měřítek není vždy možná - výsledky studií prováděných v malém měřítku se často výrazně liší od výsledků získaných ve velkém měřítku (a naopak) - důvodem nekonzistentních výsledků podobných studií může být právě rozdílné měřítko! 2) Hierarchická struktura v přírodě - Allen & Starr (1982) hierarchy theory - Delcourt et al. (1983) pozitivní korelace prostorových a časových měřítek 33

34

Terminologie MĚŘÍTKO (SCALE) popisuje časoprostorovou dimenze objektu či procesu ÚROVEŇ ORGANIZACE (LEVEL OF ORGANIZATION) popisuje umístění v rámci biotické hierarchie (organismus <-> populace <-> společenstvo <-> biom) GRAIN nejnižší možná úroveň prostorového rozlišení v daném datasetu EXTENT velikost studovaného území 35

36

1 x 1 m 4 x 4 m 10 x 10 m 20 x 20 m 30 x 30 m 37

38

GRAIN a EXTENT: jsou korelovány udávají spodní a horní hranice rozlišení dat Pokud o nějakém jevu prohlásíme, že je scale-dependent (závislý na měřítku), znamená to, že se mění v závislosti na nejmenší jednotce dat (grain) nebo velikosti námi studované oblasti (extent). 39

40

ROZDÍLNÉ CHÁPÁNÍ MĚŘÍTKA Ekologie versus geografie GEOGRAFIE kartografické měřítko se vyjadřuje jako poměr vzdálenosti na mapě ke skutečné vzdálenosti na zemském povrchu (např. 1:10000 nebo 1:100000) velké měřítko = velmi podrobné rozlišení (např. 1:500) = velká mapa malého území EKOLOGIE v ekologii je použití těchto termínů zpravidla zcela opačné! velké měřítko = velká území, menší rozlišení a méně detailů malé měřítko = malé oblasti, podrobné rozlišení, detailní malé měřítko = hrubé rozlišení (např. 1:250000) = mapa rozlehlé oblasti bez detailů 41

MALÉ MĚŘÍTKO 1:1 000 000 VELKÉ MĚŘÍTKO 1:100 000 42

ABSOLUTE SCALE vs. RELATIVE SCALE ABSOLUTE SCALE = absolutní měřítko = skutečná vzdálenost, čas, velikost území RELATIVE SCALE = relativní měřítko = relativní vzdálenost závislá na energii, jež musí daný organismus vydat, aby se dostal z bodu A do bodu B A B 43

PROČ JE MĚŘÍTKO DŮLEŽITÉ? měníme-li měřítko, mění se vztah mezi prostorovým uspořádáním a ekologickými procesy Struktura vegetace Topografie a klima Biotické procesy (kompetice, herbivorie)

Eriksonova klasická mapa distribuce Clematis fremontii (plamének) v různých měřítcích. Na všech škálách je distribuce ploškovitá. 45

PROČ JE MĚŘÍTKO DŮLEŽITÉ? měníme-li měřítko, otevřené systémy se mohou měnit v uzavřené a naopak Uzavřený systém Ostrovní systém je otevřený atmosférickým procesům Lokální ploška je otevřená prostřednictvím dispersalu Otevřený systém Ostrovní populace je uzavřená vůči emigraci/imigraci 46

Predátor Predátor PROČ JE MĚŘÍTKO DŮLEŽITÉ? měníme-li měřítko, mohou se měnit statistické vztahy (závislosti) Local Scale (4 ha plots) Regional Scale (1000 s of ha) Kořist Kořist 47

PROČ JE MĚŘÍTKO DŮLEŽITÉ? měníme-li měřítko, mohou se měnit statistické vztahy (závislosti) VARIABILITA KLESÁ S ROSTOUCÍM PROSTOROVÝM MĚŘÍTKEM ALE VARIABILITA ROSTE S ROSTOUCÍM ČASOVÝM MĚŘÍTKEM 48

PROČ JE MĚŘÍTKO DŮLEŽITÉ? měníme-li měřítko, mohou se měnit statistické vztahy (závislosti) 49

PROČ JE MĚŘÍTKO DŮLEŽITÉ? měníme-li měřítko, mohou se měnit statistické vztahy (závislosti) 50

SCALE PROBLEMS PROBLÉMY MĚŘÍTKA Scale coverage problem - zmapování povrchu Země při jeho obrovském rozsahu představuje obrovskou výzvu Scale linkage problem - přímým následkem scale coverage problému je skutečnost, že terénní práce jsou často omezeny na relativně malá území -> problém s propojením fine-scale dat s velkými územími Scale standardization problem - schopnost srovnávat data z různých oblastí, extrapolovat data z jedné oblasti na druhou či kombinovat různé typy dat pro jednu oblast je významně ovlivňována rozdíly ve způsobu sběru dat - metody kombinující různé typy dat jsou stále předmětem výzkumu 51

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE - hierarchie systém vnitřních vazeb (propojení), ve kterém vyšší úrovně omezují různým způsobem úrovně nižší ARTHUR KOESTLER Teorie otevřených hierarchických systémů (1967) Holon - základní jednotka v biologických a sociálních systémech. holos = celek, on = část Holon je tedy možné chápat jako systém skládající se ze subsystémů a zároveň je součástí nějakého většího celku. Př: buňka se skládá mj. z jádra a plazmy a současně je částí většího organizačního celku např. tkáně. 52

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Tři úrovně hierarchie 55

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Tři úrovně hierarchie 56

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Tři úrovně hierarchie 57

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Proměnné ovlivňující proces se mohou (ale nemusí) s měřítkem měnit, ovšem při změně prostorového či časového měřítka často dochází ke změně relativní důležitosti dané proměnné. Příklad 1: Výpočet rychlosti dekompozice rostlinného materiálu v lokálním měřítku vyžaduje znalost místního mikroklimatu, různorodosti daného prostředí, charakter rostlinného materiálu (obsah ligninu), atd. Zatímco výpočet rychlosti dekompozice v regionálním či globálním měřítku lze provést pouze na základě údajů o teplotě a srážkách. Příklad 2: Studie prováděné na západě USA na lokální úrovni ukázaly, že semenáčky dubu vykazovaly sníženou mortalitu v oblastech s vyšším množstvím srážek, ovšem na regionální úrovni mortalita klesala v sušších oblastech. 58

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Příklad 3: změny v dynamice organické složky půdy v závislosti na změně časového měřítka: a) během pozorování v řádech dnů dochází k rapidním změnám v obsahu organického odpadu v důsledku činnosti půdních organismů a větru, b) pozorování v řádu let odhaluje sezónní fluktuace c) a pozorování přesahující několik století ukazuje na dlouhodobou akumulaci (s oscilacemi) dokládající dlouhodobou sukcesi. 59

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Různá měřítka, ve kterých probíhají procesy, mají za následek různé prostorové uspořádání Příklad : procesy ovlivňující v dlouhodobém měřítku prostorové uspořádání lesního porostu: a) geomorfologické procesy ovlivňující složení půdního substrátu a následně druhové složení lesa b) požáry nebo epidemie patogenu ovlivňující prostorové uspořádání lesa v různých sukcesních fázích c) Individuální mortalita stromů způsobující náhodně lokalizované mezery ve stromovém zápoji 60

EXTRAPOLACE Obtížnost extrapolace tkví ve: - správné identifikaci časoprostorové heterogenity dat z detailního měřítka - následné správné integraci této heterogenity do širokého měřítka ZPŮSOBY EXTRAPOLACE: 1) LUMPING - vynásobení měření/dat z malého měřítka - např. množství biomasy na 10,000 ha lesa odhadneme vynásobením množství biomasy naměřené na 1 ha * 10,000 - tento přístup předpokládá, že vlastnosti systému se nemění s měřítkem - nebere v potaz časoprostorovou variabilitu procesu a ignoruje nelineární změny proměnné, ke kterým dochází při změně měřítka 2) DIRECT EXTRAPOLATION přímá extrapolace - např. místo předpokladu konstantní biomasy na území 10,000 ha lesa připustíme variabilitu způsobenou různým věkovým a druhovým složením lesa a zahrneme ji do našich výpočtů!!! chyba měření (variance) při extrapolaci je nutné brát v potaz varianci v původních datech a převést ji rovněž do širšího měřítka 61

SCALE CONCEPT & HIERARCHY THEORY KONCEPT MĚŘÍTKA & HIERARCHICKÁ TEORIE Hierarchická teorie proto říká, že: 1) naše pozornost se vždy musí upínat na měřítko, ve kterém se námi studovaný proces odehrává 2) neexistuje jedno univerzální měřítko pro studium krajiny či ekosystému 3) pokud změníme měřítko, procesy a vztahy jež pozorujeme se mohou zásadně změnit 62

DOMÁCÍ CVIČENÍ: Změna měřítka a její důsledky Podívejme se na příklad vztahu predátor/kořist dvou druhů hmyzu, který žije v opadance. Oba druhy byly vzorkovány v opadance na lesním stanovišti ve čtvercích o velikosti 0,1 m 2. V prvním případě byly tyto čtverce od sebe vzdáleny 10 m na celkové délce 100 m. Počet jedinců predátora a kořisti nalezených v jednotlivých vzorcích je uveden v Tabulce 1. V druhém případě jsme změnili měřítko vzorkování a sbírali data každých 2000 m na celkové délce 20 000 m (viz Tabulka 2). V širším měřítku vzorkujeme v různých biotopech napříč krajinou v zemědělsky obděláváných plochách, loukách a dalších oblastech zbavených opadanky. Pro každé měřítko vytvořte graf závislosti mezi predátorem a kořistí. Co pozorujete? Liší se tyto vztahy v závislosti na měřítku? Jak můžete tyto vztahy vysvětlit? Tab. 1: Abundance hmyzu vzorkovaného ve čtvercích o velikosti 0,1 m 2 v lesní opadance v 10-ti metrových intervalech na celkové délce 100 m. Metry Počet predátorů Počet kořisti 0 40 2 10 30 3 20 40 0 30 25 4 40 10 29 50 10 22 60 15 18 70 20 8 80 15 10 90 35 1 100 25 2 Tab. 2: Abundance hmyzu vzorkovaného ve čtvercích o velikosti 0,1 m 2 umístěných každých 2000 m na transektu napříč krajinou o celkové délce 20 000 m. Metry Počet predátorů Počet kořisti 0 20 40 2000 12 20 4000 5 1 6000 15 30 8000 0 1 10 000 1 1 12 000 1 8 14 000 27 40 16 000 10 15 18 000 5 9 20 000 20 22