HORIZONTÁLNÍ
STRUKTURA KRAJINY
SKLADEBNÉ PRVKY,
PARAMETRY, METODY
HODNOCENÍ, VÝZNAM
KRAJINNÁ STRUKTURA -
DEFINICE
Struktura (lat.) znamená charakter uspořádání, obecněji
složení soustavy (Jančura, 1999). Struktura je systémem
diferenciálních prvků a vztahů.
Struktura krajiny (KS) je podle ČSN 83 7005 "Krajiny"
definována jako: souhrn, vztah a vzájemná vazba složek
tvořících krajinu, jakož i prostorové rozmístění a vazba jejich
komplexů nižšího taxonomického řádu."
Struktura krajiny je tvořena uspořádáním prvků v prostoru
krajiny (Izakovičová, et al., 1997). Samotná krajina je podle
Izakovičové et. al. (1997) jednotný systém prostoru, polohy,
reliéfu a všech ostatních hmotných prvků geobiosféry, a to
geologického podkladu a půdotvorného substrátu, vod, půdy,
ovzduší, rostlinstva a živočišstva, výtvorů a produktů člověka
a jevů vyplývajících z jeho činností.
Horizontální strukturu můžeme všeobecně chápat jako
mozaiku vedle sebe seřazených ploch (elementů,
komponentů, objektů) (Demek, 1999).
Zonneveld definuje horizontální strukturu prozaicky jako
to, co z krajiny vidí oči ptáka ve směru kolmém nebo
šikmém k povrchu zemskému.
Godron a Forman chápou strukturu krajiny jako rozložení
energie, látek a druhů ve vztahu k tvarům, velikostem,
počtům, způsobům a k uspořádání krajinných složek a
ekosystémů. Struktura má zásadní vliv na funkční
vlastnosti krajiny. Změna ve struktuře se projeví v
transformaci energomateriálových toků, a má vliv na
prostupnost a obyvatelnost krajiny.
HORIZONTÁLNÍ
STRUKTURA - DEFINICE
HORIZONTÁLNÍ
STRUKTURA
Násilné změny v HSK - Čtverec sleduje zánik obce Símře, jejíž
obyvatelé byli v roce 1952 násilně vystěhování pro odmítnutí vstupu
do JZD
SKLADEBNÉ SOUČÁSTI
KRAJINNÁ MATRICE (MATRIX)
KRAJINNÉ PLOŠKY (ENKLÁVY,
PATCHES)
KRAJINNÉ KORIDORY
KRAJINNÉ SÍTĚ
matrice
ploška
koridor
Skladebné prvky
ˇ Základními skladebnými součástmi krajinné struktury jsou
dále nedělitelné prvky. Několik prvků může tvořit složku
krajiny, která je subsystémem s užšími vnitřními vazbami
(Demek, 1999).
ˇ Jednotlivé prvky horizontální krajinné struktury lze přiřadit
podle dvou základních hledisek. Prvky se začleňují do
jednotlivých kategorií často z hlediska typu krajinného krytu
("land cover").
ˇ Příslušnost jednotlivých prvků krajinné struktury k typům
krajinného krytu podává základní informaci o složení HSK,
využitelnou v následujícím hodnocení HSK v aplikovaných
studiích. Druhé hledisko je svým zaměřením antropocentrické.
Krajinné prvky jsou zařazovány podle jejich způsobu využití
člověkem ("land use") (Demek, 1999). Takovéto dělení je
účelové a slouží k posouzení ovlivnění HSK lidskou činností.
Prvky krajiny
U prvků horizontální struktury se obyčejně hodnotí
jak stránka kvantitativní, tak i kvalitativní.
Pro hodnocení kvality krajinných prvků se prvky
zařazují podle fyziognomických vlastností
(charakteristického vzhledu a funkcí) mezi jednotlivé
typy, tzn. kategorie prvků krajinné struktury. Tento
proces se nazývá typizace
Jednotlivé kategorie se pak mohou logicky
seskupovat do větších skupin, podle měřítka území a
účelu studie
Široce využívanou, ale mnohdy podstatně
komplikovanější metodou studia prvků krajinné
struktury je metoda kvantitativního hodnocení.
Výhodou této metody je fakt, že nám poskytuje
matematicky exaktní informace o parametrech
prvků krajinné struktury, a tím nám zpravidla
umožňuje srovnání měřitelných parametrů na více
územích.
Porovnáním výsledků mezi několika "vzorky"
krajinné struktury lze získat představu o společných
a odlišných znacích těchto krajin a zprostředkovaně
pak změřit vliv metrických ukazatelů krajinných
prvků na fungování krajiny jako celku.
Prvky krajiny
Typy krajinných prvků
Soubor jednotlivých složek druhotné struktury krajiny lze
označit jako bioticko-antropický komplex (Miklós,
Izakovičová, 1997), který vychází ze způsobů využití země
a charakteristické fyziognomie. Jeho součástmi jsou:
­ lesy
­ nelesní stromová a křovinná vegetace
­ vodní plochy
­ prvky odkrytého substrátu
­ trvalé travní porosty
­ trvalé zemědělské kultury
­ orné půdy (velko- a maloblokové)
­ obytné a rekreační areály
­ prvky technických děl
Typy krajinných
prvků
Pro hodnocení typů prvků krajiny lze zavést
vlastní klasifikaci nebo použít některou
z klasifikací již používaných. Mezinárodně
uznávanou a široce využívanou klasifikací
krajinných prvků, zejména ze satelitních
snímků LANDSAT TM, je klasifikace
Land Cover CORINE, upravená pro
středoevropské poměry
Typy krajinných prvků
http://reports.eea.eu.int/COR0-landcover/en
MATRICE
jedná se o plošně převládající, nejvíce
zastoupený a prostorově
nejpropojenější typ krajinné složky,
dominuje při fungování krajiny,
s odstupem je považována za
kvazihomogenní plochu, která nese
prvky relativně odlišné - má svou vnitřní
strukturu
matrici můžeme chápat jako prostor
obklopující enklávy (,,inverze")
MATRICE - VYMEZENÍ
určení matrice může být relativně
jednoduché v podmínkách přírodní
krajiny, kde ji tvoří klimaxová
společenstva daného biogeomu (stř.
Evropa - středoevropské listnaté lesy),
složitější v podmínkách antropogenně
modifikované kulturní krajiny, kde
nastala silná fragmentace - matrice
může být nejasná, heterogenní
existují tři kritéria identifikace matrice v
krajině:
­ kritérium relativní plochy,
­ kritérium spojitosti,
­ kritérium dynamiky.
MATRICE - VYMEZENÍ
Kritérium relativní plochy
plochy matrix by měla mít větší plochu než
plocha kteréhokoliv jiného typu krajinné
složky,
pokud se podílí jeden z typů krajinných
složek více jak z 50 % na celkové výměře
krajinného segmentu, lze jej s velkou
pravděpodobností označit za matrici,
pokud nejrozšířenější typ nedosahuje
pokryvnosti 50 %, pak musí být
zhodnocena další kritéria
Kritérium spojitosti
pokud nefunguje první kritérium,
pokud je matrice zásadní z hlediska
fungování, pak je důležitou vlastností daného
typu složky propojenost (conectivity),
u matrice by měla být vyšší než u okolních
jednotek,
funkci matrice pak mohou splňovat prvky,
které pokrývají zanedbatelnou plochu (např.
živé ploty v Anglii - 10 % plochy - spojují
krajinné složky),
často jdou obě kritéria ruku v ruce
Význam spojitosti
fyzická bariéra - vzájemné oddělení
složek,
funkce koridoru - pohyb látek, druhů,
informace,
dokonalá izolace složek (např. vodní
toky) - biogeografické ostrovy,
vzájemné propojení - základ sítí v
krajině
Kritérium dynamiky
jde o vymezení prvku, který je zásadní z
hlediska dynamiky krajiny,
jde o prvky důležité z hlediska zachování nebo
obnovení autoregulačních mechanismů
krajiny,
např.: jaký prvek krajiny převezme funkci
řídícího elementu, pokud dojde k přerušení
obdělávání krajiny - prvek je zdrojem druhů,
které budou kolonizovat okolí,
vyhodnocení je mnohem komplikovanější -
vyžaduje detailní vyhodnocení jednotek krajiny,
jde o významnější parametr než jsou první dva -
někdy se považuje za klíčový
Matrice krajiny ČR
silně postižená hospodářskou činností -
především pak plošně rozsáhlou
zemědělskou a lesnickou produkcí,
z tohoto hlediska jde o labilnější
segmenty krajiny - nositelem ekologické
stability se stávají enklávy a koridory,
ENKLÁVY - PLOŠKY
jedná se o neliniový, plošný útvar,
vzhledem a podstatou se liší od svého
okolí,
často bývá jednotkou v ,,moři" matrice,
enklávy se odlišují svou velikostí, tvarem,
typem, vnitřní heterogenitou, charakterem
hranice,
důležitým znakem plošek je jejich
geneze, stáří, dynamika vývoje a
kontrastnost
Klasifikace enkláv - geneze
disturbanční - vznikly narušením území v matrici,
zbytkové - vznikají vzhledem k narušení v okolí -
zachování původního stavu
zdrojové - vznikají díky odlišným podmínkám v
matrici - vazba na trvalé zdroje prostředí
introdukované (zavlečené) - vznikají následkem
introdukce nepůvodních druhů - role člověka
efemerní (dočasné) - vznikají následkem
krátkodobé fluktuace faktorů prostředí,
regenerující - vznikají vývojem z narušené
matrice - omezené trvání - chronické narušení
Enklávy
z hlediska ekologické stability území mají
zásadní význam zbytkové a zdrojové
plošky,
zbytkové enklávy - důležité z hlediska
zpětného šíření druhů do okolí,
zdrojové enklávy - opěrné prvky
stabilizačních procesů v krajině -
vyznačují se malou fluktuací
ekologických parametrů v čase, odolností
vůči určitým typům disturbancí a
sukcesní vyspělostí
Dynamika enkláv
kromě zdrojových podléhají značné
dynamice,
jejich vývoj a stabilita závisí na výsledku
kombinace účinků narušení a vlastností
okolí,
vývoj enkláv směřuje logicky k jejich
zániku - splynutí s okolní matricí (vyjma
zdrojových !!!),
dynamika enkláv zahrnuje opakující se
cykly vymírání, obnovy, (re-)kolonizace
populací
obecně nejrychleji mizí disturbanční
plošky, které vznikly jednorázovou
(akutní) disturbancí,
chronická disturbance - typická pro
antropo. ovlivněné krajiny - regenerační
plošky
návrat plochy do ,,původního" stavu
zajišťují tři hlavní procesy:
­ změny ve velikosti populací,
­ vymírání,
­ migrace
Dynamika enkláv
Dynamika enkláv
Dynamika plošek
rozdělení
perforace
fragmentace
setření
smrštění
Dynamika plošek
Dynamika plošek
- vývoj
Dynamika plošek
- sezóny
Velikost enkláv
důležitý parametr z hlediska fungování plošky -
minimální plocha,
velikost vnitřního prostředí - typická skladba
druhů - INTERIOR SPECIES,
velikost vnitřního prostředí determinuje typické
ekologické vlastnosti prostředí (mikroklima,
velikost populace, vliv prvku na okolí),
na rozloze plošky závisí množství vyprodukované
biomasy, energie a živin,
paradox - plošně malé enklávy mohou být
druhově velmi bohaté - ekotonový efekt - výskyt
druhů, které nejsou typické pro vnitřek daného
typu plošky
indikují poměr ploch okrajového a
vnitřního prostředí,
je důležitý v rámci interakce enkláva -
matrice,
určuje délku rozhraní (buffer zone) - vliv
na intenzitu energomateriálových toků,
vliv na rozšíření a pohyb druhů v
enklávě
Tvar enkláv
Okraj plošky - reliktní a expanzní
Tvary plošek a jejich okraje
Tvar hranic plošek
Index tvaru enklávy
It = de/dk
It .... index tvaru enklávy
de... délka hranice enklávy,
dk...obvodu kruhu o stejné ploše
Vysoký podíl vnitřku k okraji (It 1):
snižuje:
relativní délku rozhraní - pokles interakce s matricí,
pravděpodobnost bariér vyskytujících se v enklávě,
pravděpodobnost vzniku stanovištní diverzity v enklávě,
funkci enklávy jako koridoru.
zvyšuje:
druhovou diverzitu (při konstantní stanovištní diverzitě),
Konfigurace enkláv
enklávy nejsou v matrici osamocené,
vyznačují se různým počtem, hustotou a
uspořádáním v prostoru,
konfigurace má vliv na šíření narušení v
krajině, vliv na regeneraci v krajině
konfigurace: náhodná, pravidelná,
shluková
KORIDORY
představuje pruh území, který je podobně jako
enkláva obklopen odlišnou kvalitou - matricí
nebo enklávami,
jde o funkčně velmi významný prvek,
geometricky jde o protáhlou, liniovou
strukturu
zpravidla navazují na enklávy podobného typu,
koridorem jsou přirozené struktury (vodní tok) i
člověkem vytvořené nepůvodní struktury (el.
vedení)
Funkce koridorů
spojením dvou a více míst plní úlohu
transportního prostředí,
poskytují trvalé existenční podmínky
některým druhům,
ovlivňují okolní prostředí - matrici,
mají bariérovou, resp. selektivně
bariérovou funkci,
poskytují dočasné působiště
mají vliv na krajinou scenérii
Klasifikace koridorů - geneze
disturbanční,
zbytkové,
regenerující,
zdrojové,
introdukované,
Tvar a struktura koridoru
základní vliv má šířka koridoru - vliv na
ekologické parametry vnitřku - vývoj
ekotonu,
relativní výška koridoru nad okolím -
role bariérovosti,
prostorově funkční hledisko:
­ liniové - úzké - bez vnitřního prostředí,
­ pásové - širší - vnitřní prostředí,
­ proudové - podél energetického zdroje
(vodní toky),
Struktura koridoru
Intenzita propojení a styl
SÍTĚ
propojením koridorů vznikají v krajině
sítě,
obklopují ostatní krajinné složky,
mají zásadní vliv na energomateriálové
toky v krajině a pohyb organismů,
důležitým parametrem sítí je typ
spojení, přítomnost mezer - přerušení,
uzlů (propojení více jednotek), hustota
sítě (vzdálenost mezi liniemi, velikost
oka sítě)
EKOTONY
představují přechod mezi dvěma a více
prostředími, resp. rozdílnými společenstvy -
ekosystémy,
ekotonová společenstva jsou tvořena řadou
druhů charakteristických pro sousedící
ekosystémy a navíc i druhy specifickými pro
ekotony,
velmi často je počet druhů a denzita populací
vyšší v ekotonu než v kontaktních, vyhraněných
společenstvech,
tendence k vyšší diverzitě, hustotě populací a
biomase je připisována okrajovému efektu
(edge effect)
druhy, které se přednostně či ve
zvýšené frekvenci vyskytují na rozhraní
dvou či více ekotopů nazýváme druhy
okrajového prostředí (edge species),
ekotony jsou stanovištěm druhů, ktreré
vyžadují přítomnost více typů biotopů
(multihabitat species),
druhy okrajového prostředí nejsou
vesměs vzácné - mají větší toleranční
rozpětí (např. k disturbanci)
EKOTONY
Podobnost (similarity)
sousedních společenstev
hodnocení prostřednictvím koeficientů
podobnosti:
­ Srensenův koeficient
­ Jaccardův koeficient,
­ Kulzyňského koeficient,
kde
A - počet druhů ve společenstvu I.
B - počet druhů ve společenstvu II.
C - počet druhů vyskytujících se v obou
BA
C
Ss
+
=
2
CBA
C
Sj
-+
=
C
B
C
A
C
Sk
+
=
Funkce ekotonů
v krajině se setkáváme se třemi funkčními
kategoriemi - ekologickou, kulturní a produkční
ekologická fce:
­ ekoton jako specifický ekosystém,
­ ekoton jako refugium,
­ ekoton jako zdroj druhů kolonizující jiné elementy,
­ ekoton jako koridor,
­ ekoton jako nárazníková zóny (buffer zone),
­ půdoochranný element,
­ hydrologický faktor,
­ mikroklimatický faktor,
­ zóna zprostředkování ekologické stability
kulturní fce:
­ zvýšení kvality krajiny - symbolická, estetická,
historická - vliv na krajinný ráz,
­ rekreační potenciál krajiny
produkční fce:
­ pokles produkce sousední produkční plochy vlivem
zastínění a hydrické a trofické kompetice (projevuje
se do vzdálenosti 1,5 - 2,5 násobku výšky ekotonu,
­ v širším okolí se projevuje nárůstem produkce
(výnosových parametrů) - zvýšení biologické ochrany
(konzumenti plevelů, výskyt predátorů škůdců),
doletové vzdálenosti opylovačů, vyšší biomasa
půdního edafonu, snížení výparu v blízkosti ekotonu,
zvýšený retenční a retardační potenciál krajiny,
Funkce ekotonů
Vliv okrajů lesních porostů na výnosy zemědělských plodin a
na celkovou pórovitost orné půdy - okraj: přejezdy
mechanizace, zastínění, trofická a hydrická kompetice
Prostorové ukazatele ekotonů
ekotony jsou segmenty krajiny, kde
dochází ke střetům, napětí, kompetici,
prolínání a spojení,
kvalitativně nejvýraznější ekotony
vznikají na rozhraní pestrých
ekosystémů (les-pole, les-louka, louka-
vodní plocha..),
nejvýraznější ekotony nacházíme na
rozhraní matrice a uvnitř ležících
elementů
struktura ekotonů - definována jejich 3D stavbou na
úrovni topu i chóry,
šířka ekotonu - významný atribut - závislá
především na kvalitativním kontrastu sousedních
ekosystémů, jejich velikosti, na reliéfu, povaze a
stupni disturbance, proměnlivosti mikroklimatu,
determinuje jejich ekologickou hodnotu
gradient ekologických podmínek - vyjadřuje
intenzitu změny sledovaných parametrů v prostoru;
přechod mezi extrémy může být ostrý - úzký ekoton,
nebo naopak pozvolný - široký ekoton
Prostorové ukazatele ekotonů
22








+







=
y
z
x
z
g
délka ekotonu - můžeme ji jinak označit jako
aktivní okraje krajinného elementu, délka je
přímo úměrná heterogenitě krajiny, nepřímo
vyjadřuje míru zprostředkování pozitivního vlivu
ekologicky stabilnějších prvků na prvky labilní;
délku ovlivňuje nejen plochy prvku, ale také jeho
tvar; zakřivené členité okraje ekosystémů
disponují nejvyšším ekologickým potenciálem,
počet prvků (fragmentace) - existuje přímá
úměra mezi délkou ekotonů a počtem prvků, při
stejné ploše těchto prvků - problémem je, že se
zvětšování délky okrajů děje na úkor zmenšování
plochy vnitřního prostředí
Prostorové ukazatele ekotonů
Vliv fragmentace na délku
ekotonů
vertikální struktura ekotonů - vyjadřuje se
stavovými veličinami dílčích složek krajiny
(abio-bio),
časová proměnlivost ekotonů - akcelerace
změn v souvislosti s lidskou činností v krajině
(v EU došlo k negativním změnám mezi roky
1950-1990, silný vliv na sítě v krajině -
denaturalizace a zkrácení říční sítě)
Prostorové ukazatele ekotonů
Uspořádání ekotonů
ekoton uvnitř
lesního porostu
- požáry, žďáření
difuzní ekoton -
extenzivní louky,
pastviny
difuzní přechodová
zóna les - pastvina
ekoton typu
,,hedgerow"
lineární rozhraní -
keřový plášť - orná
půda
ostrý ekoton - úzký
přechod les-orná půda
CELKOVÁ STRUKTURA
základní skladebné součásti vytvářejí celkovou
strukturu krajiny,
v krajině se tak setkáváme s určitým vzorem,
který vyplývá ze vzájemné polohy a počtem
daných prvků v prostoru,
můžeme rozlišit základní a speciální typy krajinné
struktury - sensu Forman, Godron a Zonneveld -
jde o typy stanovené na základě povahy
skladebných částí (velikost, množtství, tvary,
typy) a z hlediska celkové kompozice,
jednotlivé krajinné prvky se různou měrou podílí na
fungování krajiny, ať už svým plošným rozsahem
nebo intenzitou procesů, s nimiž jsou svázány
Mozaika
vyznačuje se více či méně pravidelnou
strukturou s minimálním zastoupením
liniových segmentů (koridorů),
prvky se velikostí příliš neliší,
nejpravidelnějším podtypem je
šachovnice - naprosto pravidelný vzor -
prakticky se nevyskytuje
Mřížka
dominantním elementem jsou liniové
jednotky - koridory,
jejich kompozice může být pravidelná
nebo náhodná
Izolované
enklávy
struktura je tvořena navzájem izolovanými
krajinnými elementy,
jsou-li elementy relativně malé, pak hovoříme
o bodové struktuře,
je-li navíc uspořádání pravidelné, pak ji
označíme za bodovou mřížku
Prolínaná
struktura
jednotlivé segmenty krajiny se
vzájemně prolínají,
elementy se vyznačují velmi členitými
hranicemi - roste u nich kontaktní
plochy (ekotony)
Zonace
vyznačuje se souběžně uspořádanými,
podélnými segmenty,
pásy svými parametry postupně gradují,
pokud dochází ke střídání zón v určitém
stylu, pak jde o alternující strukturu
Postupný
přechod
krajina se vyznačuje postupnými
přechody mezi prvky,
ideálním způsobem vyjádření je metoda
gradientů (např. geoekologický gradient
celkový, parciální gradienty)
Síť, šachovnice
rovnoběžně délková
Jednotlivé plochy polí spolu sousedí delší stranou plochy a jsou
k sobě navzájem rovnoběžné. Tento typ rozmístění se vyskytuje
v oblastech s převládajícími pozemky menší výměry (do 1 ha).
Dominoval v minulosti až do scelování pozemků v 50. letech.
Rovnoběžné délkové uspořádání bývá uplatňováno na
pozemcích se shodným sklonem. Zpravidla bývají pozemky
orientovány delší stranou po svahu.
pérovitá
Pérovitá struktura je tvořena
mikrostrukturami polí, které se odklánějí
od hlavní osy pod určitým úhlem a jsou si
navzájem rovnoběžné. Tato struktura je
typická pro pozemky úzkých niv kolem
střední části vodního toku.
liniová rovnoběžná
Pozemky mají podélný (liniový tvar) a
zpravidla se stáčí podél některého
liniového prvku, ale hlavně podél
zakřivení vrstevnic. Jsou si navzájem
rovnoběžné
radiálně-vějířovitá
Zakřivené, navzájem rovnoběžné
pozemky spolu tvoří uzavřený útvar,
soustřeďují se kolem centrálního bodu.
Tato struktura je typická pro výrazné
konvexní (konkávní) útvary, zejména
sopečného reliéfu
plástovitá (úsekovitá)
Vyskytuje se v oblastech s nesouvislým
pokryvem orné půdy, obepínající
krajinné prvky jiného druhu, např. kolem
lesních ploch nebo kolem sídel.
zahrádkářská
Tvoří typickou strukturu ploch zahrad,
tvořících součást sídel, vyskytujících se
v jejich těsném sousedství nebo zcela
mimo sídla, v minulosti zpravidla
v nivách vodních toků