Toky energií v přírodě a v člověkem ovlivněné krajině; efektivní využití energie, ochrana biologických zdrojů Marcela Hájková, 2018 Kuj železo, dokud je žhavé •…máme jen omezený čas na zachycení a udržení energie! Systém a energie •systém: vymezená část prostoru, která obsahuje hmotu a energii –izolovaný, uzavřený, otevřený • •energie: schopnost systému nebo jeho okolí měnit daný stav (konat práci) • • •Energii se do ekosystémů dostává z vnějšku a opět z něj vystupuje. •V ekosystémech nekoluje sama o sobě – zdroje energie pro Zemi je: –rotační a gravitační energie → přílivová –energie zemského jádra → tepelná energie země, rozpad radionuklidů –Slunce → sluneční záření, větrná energie, biomasa a fosilní paliva, energie vodních toků •Základní podmínky života na Zemi –Světlo a teplo – zdrojem je Slunce –Voda – koluje v ekosystémech –Vzduch – skládá se z plynů různých vlastností –Půda – biomasa •Během koloběhu látek v ekosystému dochází ke ztrátám velkého množství energie (pohyb, dýchání…), velká část se uvolňuje jako teplo. • Sluneční energie – z ní všechno vychází… Funkce organizmů v ekosystému •Zelené rostliny vyprodukují organické látky, na kterých jsou závislé ostatní organismy •Další organismy jsou pak propojeny složitými potravními vazbami, které tvoří potravní řetězec: –Producenti - zelené rostliny, řasy, sinice –Konzumenti - nezelené rostliny, živočichové –Rozkladači • • •Potravní řetězec – trofický řetězec (odborně) = pohyb látek mezi producenty, konzumenty a rozkladači. •Centrem ukládání energie jsou chloroplasty. •Vázat elektromagnetickou energii dovedou pouze zelené rostliny při fotosyntéze. • •FOTOSYNTÉZA •Je metabolický děj, při kterém se z látek anorganických (H2O, CO2) vytváří látky organické (cukry) za využití světelné energie. • Sluneční energie •přichází na určitá místa v sezónním rytmu a denních pulsech. •patří k obnovitelným zdrojům energie •Využití: –k ohřevu vody nebo přitápění pomocí solárních kolektorů –k výrobě elektřiny pomocí fotovoltaických panelů –Solární sušička na ovoce • Sluneční energie • Vodní energie •Využití pro člověka: –využívá se už od starověku –obvykle se používá k pohonu mechanismů •Využití pro rostliny a živočichy – přijímání jako kapaliny nebo vázané v potravě. •Velké množství vody je neustále odpařováno rostlinami do ovzduší ve formě páry. •Při štěpení živin a uvolňování energie je voda využívána organismem nebo odváděna z těla ven. • Koloběh vody v přírodě Funkce vody v krajině Strom – chladící zařízení Klimatizační funkce Další využití vodní energie… …šetří energii… ..ani kapka na zmar!!! Větrná energie •používaná k vytváření elektrické energie pomocí větrných elektráren s využitím proudění větru jako zdroje energie. • Biomasa •je souhrn látek tvořících těla všech organismů, jak rostlin, bakterií, sinic a hub, tak i živočichů. •Energie biomasy má svůj původ ve slunečním záření a fotosyntéze, proto se jedná o obnovitelný zdroj energie. • •Biomasa rostlinného původu: –Dřevní odpady –Rychle rostoucí dřeviny –Obilní a řepková sláma –Olejnaté rostliny •Biomasa živočišného původu: –Exkrementy hospodářských zvířat Gravitační energie • „Na začátku nedělejte vůbec nic…“ •Energie, kterou zahradě dává člověk •Při vytváření permakulturní zahrady je důležité si vše pečlivě naplánovat… –Mapy a plánky –Pozorování toků energie – sluneční záření, směr větru, vodní toky… •… jinak by se vám mohlo stát, že svoji energii vynaložíte na něco, co bude muset posléze změnit! • „Ovlivnění člověkem“ •Člověk svojí činností po staletí mění obrovské toky energie v přírodě. Nevhodnými zásahy v krajině, odvodňováním, odstraňováním vegetace měníme toky vody a tím i energie v krajině. •Podstatné sice je, jak zacházíme se sluneční energií na velkých plochách, jakou expozici a jaké materiály volíme, důležité jsou však i malé změny, které může ovlivnit každý z nás.“ (Magistrát, Havlíčkův brod) • Energie v člověkem ovlivněné krajině •zemědělství (zasévání, sklizeň), výroba (zboží, úprava potravy), vytápění, transport člověk •před průmyslovou revolucí –využití tažných zvířat a lidské práce –mechanické stroje (vodní, větrný mlýn, doprava po toku řek), spalování biomasy (dřevo, trus) člověk •po průmyslové revoluci –využití elektrické energie a spalování fosilních paliv –systémem protéká výrazně větší množství energie • Efektivní využití energie •ZACHYCUJ A UCHOVÁVEJ ENERGII !!! (2. princip) •udržení dynamiky energie v systému: využití sluneční energie (umístění domu), proudění vzduchu, vody (umístění nádrže) •snížení potřeby energie: využití lidské síly (celosvětově přibývá) a mechanických nástrojů, izolace (zateplení domu), omezování nepotřebné práce (rytí, pletí, zalévání, chemizace) •využití všech produktů: důležitost cirkulární ekonomiky (energie skrytá v odpadních materiálech, biomasa, použití odpadních vod) •lokálnost: efektivnější cirkulace, menší ztráty a vedlejší dopady •vytváření vlastních zásob – spižírny, krabičky se semínky, palivové dřevo, nádrže na dešťovou vodu… •spíše integrujte, než segregujte – propojit co nejvíce prvků → soběstačný systém (důležité je propojit ve správném pořadí – viz. plánování) • Permakulturní šálek čaje Ochrana biologických zdrojů •Biologické zdroje –Zahrnují genetické zdroje, organismy nebo jejich části, populace nebo jakoukoli jinou biotickou složku ekosystémů (biotu) se skutečným nebo možným využitím nebo hodnotou pro lidstvo. – •Využití pro člověka: –Genetická variabilita – odolnost proti nemocem –Druhová diverzita – možnost výběru, stabilita a regulace ekosystémů • • •Ochrana: –Zelené hnojení - půdu obohatí o potřebné živiny v přirozené, půdou skvěle přijímané formě a přispěje k její úrodnosti v příští pěstitelské sezoně. •Svazenka, hořčice, řepka, měsíček lékařský –Aromatické rostliny proti škůdcům –„Kompostový čaj“ – oživení půdy (namnožení půdní mikroflóry) –Budování větrolamů • • Zdroje •Knižní publikace •WRIGHT, Liz. Děláme si všechno sami: průvodce na cestě k soběstačnosti. Líbeznice: Víkend, 2016. •HÁK, Tomáš. Metabolismus společnosti: materiály, energie a ekosystémy. V Praze: Univerzita Karlova, nakladatelství Karolinum, 2015. •HOLMGREN, David. Permakultura: principy a cesty nad rámec trvalé udržitelnosti. Svojanov: PermaLot, 2006. •KOVÁŘ, Pavel. Ekosystémová a krajinná ekologie. Vyd. 2., přeprac. a dopl. Praha: Karolinum, 2012. •Časopis •Klíčová dírka – roč. 2, č. 1 a 3. •Webové stránky •http://www.learnpermaculture.com/index.php/publications-1/articles/75-permaculture-design-pm-3 •http://reddirtgardening.com/organic-products/