HLAVNÍ RYSY
KVARTERNÍHO VÝVOJE
STŘEDOEVROPSKÉ
KRAJINY
KLÍČEM K POZNÁNÍ
BUDOUCÍHO VÝVOJE JE
POZNÁNÍ MINULOSTI.
Klima
ˇ hlavním rysem kvartéru jsou klimatické
výkyvy projevující se v kvalitě ostatních
složek krajiny,
ˇ rozdíl mezi pleistocénem a holocénem,
ˇ v holocénu začíná krajinu aktivně
ovlivňovat člověk,
ˇ změny v environmentálních parametrech
jsou vyjádřeny v geochronologii kvartéru
Hranice pleistocénu a holocénu
ˇ základem je odlišnost od klimatických poměrů třetihor
(pliocénu) - ochlazení, časté střídání teplých a studených
období,
ˇ Spodní hranice pleistocénu cca 2,48 Ma BP (dosud
nedořešeno),
ˇ Hranice pleistocén ­ holocén: cca 10 ka BP (dosud
nedořešeno)
Co se dělo na počátku pleistocénu?
ˇ první výrazné ochlazení a aridizace klimatu,
ˇ ukládání spraší na velké ploše v Asii,
ˇ pokles a ochlazení hladiny oceánu,
ˇ začátek vývoje permafrostu (SV Eurasie,
SV S. Amerika),
ˇ začátek vývoje kontinentálního ledovce ve
Skandinávii, horské ledovce (Alpy),
ˇ radikální změna FG podmínek
+ +
- -
Co se dělo na počátku holocénu?
ˇ nástup oteplení - interglaciál - humidizace,
ˇ hranice leží na kontaktu s posledním chladným
výkyvem - tzv. pozdní glaciál - mladší dryas,
ˇ postupně se mění FG podmínky,
ˇ šíří se lesy,
ˇ nástup vlivu člověka - antropoprese - nový směr
vývoje krajiny
Ústup
kontinentálního
ledovce za
morény stádia
Salpausselkä ve
FIN
Pozdní glaciál
Geochronologie
holocénu
+ archeologicko-
historická
chronologie
Příčiny klimatických změn
ˇ terestrické:
­ změna průběhu mořských proudů -
termohalinní proudy (Golfský proud - odklon)
­ rozložení pevniny (teorie litosférických desek),
­ koncentrace skleníkových plynů,
­ orogeneze (sopečná aktivita)
ˇ extraterestrické faktory -
­ změny v intenzitě slunečního záření (sluneční
aktivita),
­ změny dráhy Země
Milankovićovy cykly
(1930)
ˇ astronomická hypotéza změn klimatu,
ˇ jedná se o vliv dlouhodobých změn
parametrů zemské dráhy,
ˇ předpokládá změny následujících
parametrů:
­ výstřednosti zemské osy,
­ délky perihélia,
­ sklonu zemské osy
Změna výstřednosti (e)
ˇ perioda kolem 100 000 let,
Délka perihélia
ˇ změna úhlové vzdálenosti přísluní od jarního
bodu, který se přemísťuje v důsledku precese
(pravidelný pohyb osy rotujícího tělesa, na které
působí vnější síla),
ˇ perioda kolem 21 000 let,
ˇ důsledkem je, že se Země dostává nejblíže ke
Slunci v různých částech roku,
Sklon zemské osy
ˇ perioda 41 000 let,
ˇ mění se hodnota úhlu  sevřeného rovinou
ekliptiky a rovinou světového rovníku v
mezích 22°04´- 24°34´,
ˇ zvýšení hodnoty (zvětšuje se i deklinace
Slunce) - zvyšuje se výška Slunce nad
obzorem v létě a zmenšení v zimě - léto je
teplejší, zima chladnější,
ˇ přitom roční sumy slun. záření ve vysokých
šířkách obou polokoulí vzrůstají, v mírných se
změnšují
Sluneční aktivita
ˇ dlouhodobé sledování - Johann Rudolf
Wolf - Wolfovo číslo - monitorování
slunečních skvrn za posledních 300 let,
ˇ sluneční skvrna - zvýšení magnetického
pole - zpomalení konvekce - ochlazení,
ˇ sledováním byly zjištěny periody sluneční
aktivity: 11(22), 80-90, 600 let
Wolfovo
číslo
Oscilace insolace 1Ma - 0 BP
Kategorie podnebných výkyvů
ˇ výkyvy I. řádu - jasně vyhraněná dlouhá
období chladná a teplá -
­ GLACIÁL (PLUVIÁL) -
­ INTERGLACIÁL (INTERPLUVIÁL),
ˇ výkyvy II. řádu - kratší etapy v rámci
glaciálu -
­ STADIÁLY
­ INTERSTADIÁLY (období výrazně teplejší
než průměr glaciálu)
ˇ výkyvy III. řádu - drobné výkyvy (např. ve
vlhkosti - oceanizace x kontinentalizace)
Kategorie výkyvů
ˇ nové poznatky získané z ledových jader
odebraných z ledovců v Grónsku a na
Antarktidě vnášejí naprosto nové poznatky
k vývoji klimatu a z něho odvozovaných
přírodních podmínek,
ˇ zásadní jsou poznatky o větším množství
výkyvů a jejich kvalitativní odlišnosti,
ˇ z tohoto hlediska by bylo vhodnější užití
pojmů teplý a chladný event (alternativa
německého označení period - Kaltezeit,
Warmezeit
Glaciál
ˇ úsek s výrazně sníženou průměrnou teplotou (o 8-9°C
nižší roč. prům.teplota),
ˇ rozvoj ledovců - horské, kontinentální zalednění,
ˇ pokles hladiny moří,
ˇ změna vegetace - studené stepi až tundry,
ˇ suché, chladné pevninské klima,
ˇ mechanické zvětrávání - role mrazu,
ˇ zesprašnění, eolická aktivita,
ˇ slabá pedogeneze - surové půdy,
ˇ otevřená krajina bez zapojeného lesa,
Interglaciál
ˇ teplá fáze - klima mohlo být i teplejší než dnes,
ˇ oteplení - humidizace - pedogeneze zesiluje,
ˇ nástup dřevin - uzavíraní krajiny - lesní formace,
ˇ chemické zvětrávání,
ˇ deglaciace - ústup ledovců - kontinentální, u horských se
může vlivem zvlhčení klimatu projevit i nárůst plochy,
ˇ vliv oceanity se projevoval hlouběji do kontinentu - o 75-
100 % vyšší srážky,
Kvartér - metan
CO2
CH4
IVERSENŮV CYKLUS
ˇ jednoduchý fázový model pro vývoj
prostředí a vegetace v klimatickém cyklu
kvartérního období,
ˇ fáze:
­ protokratická,
­ mezokratická,
­ oligokratická,
­ telokratická
Iversenův cyklus
PŮDY VEGETACE
PROTOKRATICKÁ FÁZE
ˇ pretemperátní období
ˇ dochází k imigraci druhů stromové synusie
z jižně položených refugií
ˇ první druhy byly druhy boreálního
geoelementu ­ bříza + borovice
MEZOKRATICKÁ FÁZE
ˇ formují se listnaté smíšené lesy
ˇ stromy poskytující stín ­ dub, jilm ­
postupně nahrazují pionýrské světlomilné
druhy
ˇ poměrně dlouhá etapa ­ ještě není ustálena
vegetace ­ pylové analýzy dokumentují, že
nové druhy nastupují v průběhu trvání
interglaciálu ­ rostoucí floristická diverzita
je výsledkem celého procesu
OLIGOKRATICKÁ FÁZE
ˇ postupně se transformuje i půdní složka krajiny,
kterou ovlivňuje složení temperátních lesů, silně
jsou postižena místa původního zalednění
v chladných fázích pleistocénu
ˇ zvětralina, substrát tvořený tillem je postupně
transformován z neutrální na kyselé půdy
ˇ tyto půdy preferují druhy jako je smrk ­
dominuje oligokratické fázi
ˇ zformované jehličnaté lesy dále prohlubují
acidifikaci půdního prostředí (kyselý mor)
TELOKRATICKÁ FÁZE
ˇ konečná fáze má charakter návratu
k ochlazení
ˇ smíšené listnaté lesy jsou nahrazovány
otevřenými formacemi jehličnanů
ˇ teplomilné druhy mizí
Ekologické charakteristiky stromů v jednotlivých fázích cyklu
- severní Evropa
SEVERNÍ EVROPA V MLADŠÍM DRYASU
pevninský
ledovec
horský
ledovec
předledovcová
jezera
tundra/lesotundra
horské tundry
alpinské hole
tajga
stepi
SEVERNÍ EVROPA V PREBOREÁLU
pevninský
ledovec
horský
ledovec
jezera
tundra/lesotundra
horské tundry
alpinské hole
stepi
tajgaSMÍŠENÉ
LESY
Kvartérní
klimaticko-
sedimentační cyklus
(V. Ložek)
Fáze:
ˇ kataglaciál,
ˇ interglaciál
ˇ anaglaciál
ˇ marker,
ˇ pleniglaciál
Kvartérnícyklus
Kvartérní cyklus
ˇ průběh podnebí v kvartéru má zákonitý sled
projevující se v dalších složkách krajinného
systému,
ˇ projevy ve zvětrávání, odnosu, sedimentaci,
pedogenezi, rostlinných a živočišných
společenstvech, morfogenezi...,
ˇ model cyklu vychází z kvartérně-geologických dat
(vytvoření souvislého sedimentačního a
půdotvorného cyklu sprašových sérií suchých
oblastí),
ˇ jedná se o model cyklu I. řádu (GL-INT)
1. fáze: kataglaciál
ˇ závěrečná fáze glaciálu - postupný nárůst teploty -
hlavním rysem je nástup vegetace,
ˇ taje permafrost - intenzifikace periglaciálních
procesů souvisejících s jeho degradací (zaniká
geliflukce, snížení ronu),
ˇ řeky erodují - transformuje se geomorfologický
režim - ustává divočení, nastupuje meandrování,
ˇ vyšší vsak - klesá eroze,
ˇ oteplení omezuje regelační cykly a mrazové
zvětrávání,
ˇ na spraších se začínají vyvíjet půdy (černozemě)
2. fáze: interglaciál
ˇ teplé a vlhké klima (9°-13°C),
ˇ mírně humidní morfogeneze - chemické a
biogenní zvětrávání,
ˇ lesní komplexy - lesní krajina - uzavřená
ˇ spraše - postupná illimerizace půd,
ˇ na spraších se vyvíjejí parahnědozemě,
ˇ kras - jeskynní výplně - sintry
3. fáze: anaglaciál (a)
ˇ období ochlazení - rozkmitání klimatického systému -
období časného glaciálu,
ˇ v klimatické křivce se vyskytují výraznější fluktuace -
chladná a teplejší období - celkově se ochlazuje,
ˇ postupný úbytek lesní vegetace - transformace veg. pásem a
stupňů,
ˇ mrazové zvětrávání - regelace - periglaciální morfogeneze,
ˇ promrzává povrch - tvorba permafrostu,
ˇ transgrese ledovce - růst horských ledovců,
ˇ v oblastech suchého kontinentálního klimatu se šíří
černozemní step
4. fáze: marker
ˇ problém s vymezením,
ˇ došlo k výkyvu - přerušil se pedogenetický
proces - studené stepi,
5. fáze: anaglaciál (b)
ˇ pokračuje ochlazování - doprovodným rysem byly
suché a vlhké výkyvy klimatu,
ˇ nástup periglaciální morfogeneze na většině území (i
mimo pohoří) - kryogenní reliéf - periglaciální
struktury v sedimentech (glacitektonika),
ˇ permafrost na rozsáhlých plochách,
ˇ tundrová vegetace - s ochlazením přechod z
keříčkové a bylinné tundry v lišejníkovou,
ˇ geliflukce, plošný splach,
ˇ toky začínají divočit, hloubková a boční termoeroze
6. fáze: pleniglaciál
ˇ hlavní sprašová fáze,
ˇ surové klima vrcholného glaciálu,
ˇ permafrost - maximum hloubkové i plošné,
ˇ Morava+Slezsko - sprašová step a tundra,
ˇ horské polohy - studené pouště,
ˇ aridizace klimatu - útlum svahových procesů,
ˇ snížení počtu regelačních cyklů,
ˇ řeky divočí - po většinu roku málo vodné, termoeroze,
ˇ tvorba spraší - typický proces - rozsáhlé akumulace -
sprašové tabule (mocnost desítek metrů)- návěje, závěje,
ˇ sprašová sedimentace je v teplejších obdobích
nahrazena pedogenezí
Ekozóny Moravy
ve vrcholném interglaciálu,
časném interstadiálu
a vrcholném planiglaciálu
1 - teplé smíšené list. lesy,
2 - les s drobnými ovky. stepi,
3 - okrsky skalních stepí,
4 - smíšené horské lesy,
5 - sprašová step,
6 - lesostep,
7 - parková tajga,
8 - sprašová ,,tundra",
9 - horské kamenité tundry,
10 - mrazové pustiny
Vegetace interstadiálu - poslední
glaciál - fytopaleontologická data
ˇ výrazný posun druhů z jižních refugií k severu,
ˇ zalesnění území od Středozemního moře až k Severnímu
moři,
ˇ dřeviny: Betula sp., Pinus sp., Picea sp., Abies sp., Larix
sp., Alnus sp., Corylus sp., Quercus sp., Carpinus sp., Fagus
sp., Buxus sp., Ilex sp., Hedera sp., Ulmus sp., Tilia sp.,
ˇ téměř interglaciální klima,
ˇ prakticky bez permafrostu,
ˇ chladnějším fázím dominují tundrové prvky: Betula nana,
Caluna sp., Empetrum sp.
Vegetace stadiálu - poslední glaciál -
fytopaleontologická data
ˇ souvislé lesy neexistovaly - bez dřevin vegetace nebyla,
ˇ snížená teplota i snížené množství srážek,
ˇ tundrovo-stepní vegetace - přizpůsobení se chladným
zimám i suchým podmínkám,
ˇ mozaika společenstev - lokálně se mohla výrazně lišit,
ˇ izolované ostrůvky různých dřevin - Pinus sp., Alnus sp.,
Corylus sp., Larix sp., Abies sp.
Paleozoologická data
ˇ zásadním způsobem přispívají k poznání
vývoje krajiny posledního glaciálu savci,
ˇ korelace mezi potravními (fyziologickými)
nároky jednotlivých druhů a jejich životního
prostředí,
ˇ mamuti, nosorožci, koně, sobi,
ˇ nálezy jejich kosterních pozůstatků a
kadavér (Sibiř - konzervace v permafrostu -
analýza obsahu žaludku - rekonstrukce
biotopu - klimatických podmínek)
Pozdní glaciál - holocén
Model vývoje krajiny následkem změn na
přelomu pozdního glaciálu a holocénu
VÝVOJ VEGETACE
ˇ Pro pochopení současného stavu nezbytné znát vývoj
v posledních 15 000 letech.
ˇ Období, kdy se stav přírodního prostředí ­ klimatu a
půdy, začíná přibližovat současnosti a kdy fylogenetický
vývoj rostlinstva dosahuje ve vazbě na tyto podmínky
současné úrovně.
ˇ Rekonstrukce vývoje vychází z paleobotanických
hodnocení výsledků pylových analýz a makroskopických
analýz rašelinných, jezerních a jiných vhodných lokalit
v ČR a nejbližším zahraničí.
ˇ Doplňkově se využila data geologická, geomorfologická,
historická a archeologická.
VEGETACE - DRYAS-BOREÁL
nížiny vrchoviny
VEGETACE - ATLANTIK -
SUBBOREÁL
nížiny vrchoviny
VEGETACE - SUBATLANTIK
Chladné a
vlhké fáze
(Alpy, Karpaty)
Glaciace
ÖST
Glaciace
SWI
Sněžná
čára
Snížení
Soliflukční
zóny
Vysoká Hladina
Jezer Jura
Sesuvné
fáze
Debris
Flowtatry
povodně
Metan - ledovcová jádra
Pozdní glaciál - holocén
....budoucí vývoj????
?