PŮDA A BIOTA Biodiverzita a druhová ochrana Biodiverzita (Wilson 1988) ¨Biodiverzitu (biologickou rozmanitost) lze definovat jako úplný soubor všech taxonů, genů a ekosystémů planety Země včetně všech jejich vazeb ¨V případě úbytku biodiverzity jde nejen o etický, ale i hospodářský a existenční problém Hierarchické úrovně biodiverzity ¨Genetická diverzita (genetic diversity) vztahuje se k rozmanitosti genů v rámci druhů. ¨Druhová diverzita (species diversity) souvisí s rozmanitostí druhů v rámci oblasti ¨Ekosystémová diverzita (ecosystem diversity) je rozmanitost na úrovni ekosystémů Druhová diverzita ¨Měřitelná (α, β, γ index) Whittaker (1920-1980) v roce 1960 určil  Alfa diverzita - druhová bohatost vzorku  Beta diverzita (species turnover) - změna v druhovém složení mezi vzorky  Gama diverzita - celková druhová bohatost regionu Druhová bohatost versus vyrovnanost ¨druhová bohatost (species richness) vyjadřuje počet druhů ve vzorku  vyrovnanost (evenness) vyjadřuje relativní zastoupení jednotlivých druhů ve vzorku (nejvyšších hodnot dosahuje při rovnoměrném relativním zastoupením všech druhů)  jednotlivé indexy alfa diverzity (např. Shannonův nebo Simpsonův) se liší právě tím, jestli kladou větší důraz na bohatost nebo vyrovnanost  alfa a gama diverzita se někdy označují jako inventární diverzita (inventory diversity) – podstata je pro obě míry stejná (vyjádřené počty druhů, případně indexem diverzity), liší se ale škálou (alfa je diverzita na lokální škále, gama na regionální)  beta diverzita je výrazně odlišný koncept – jiná filozofie, jiné jednotky autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Vymírání a nové druhy ¨Diverzita druhová a ekosystémová (Shannonův index, Simpsonův index) ¨Na Zemi 10-100 mil druhů živých org. (1,4 mil druhů vědecky popsáno) ¨V ČR 80-90 tis. druhů organismů všech skupin ¨ ¨Podle fosilií se usuzuje, že 99,9% všech druhů, které kdy žily na Zemi vyhynulo ¨Výsledky hodnocení ekosystémů na začátku tisíciletí (Milenium Assessment) ¨Nové druhy ČR stepník moravský Eresus moravicus (2008), savec bércoun udzungwaský Rhynchocyon udzungwensis (2008) Afrika Míry Alfa diverzity ¨H’ = - ∑ pi ln (pi ) pi ... relativní abundance druhu i  označovaný také jako Shannon-Wiener index (nesprávně jako ShannonWiever)  odvozen z informační teorie (entropie systému)  vyjadřuje nejistotu, se kterou jsem schopen předpovědět jakého druhu bude náhodně vybraný jedinec ze vzorku; nejistota klesá s klesajícím počten druhů a s klesající vyrovnaností (společenstvo s málo dominantními druhy)  hodnoty v ekologických datech většinou v rozmezí 1,5 – 3,5  maximální velikost indexu pro počet druhů S nastane, pokud mají všechny druhy stejnou relativní abundanci: H’max = ln (S)  počet druhů, které by se ve snímku vyskytovaly, pokud by se všechny druhy vyskytovaly se stejnou frekvencí: e H‘  vyrovnanost odvozená ze Shannonova indexu (Shannon’s evenness) J = H’ / H’max = H’ / ln (S) autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa MÍRY ALFA DIVERZITY Simpsonův index ¨D = ∑ pi 2 SD = 1 – D nebo SD = 1/D pi ... relativní abundance druhu i  vyjadřuje pravděpodobnost, že dva náhodně vybraní jedinci budou patřit ke stejnému druhu  jeden z nejlepších (z hlediska interpretace) indexů diverzity  se zvyšující se diverzitou hodnota indexu klesá – proto se častěji používá komplementární nebo reciproká forma indexu (SD )  zdůrazňuje dominanci druhu (při počtu druhů > 10 záleží jeho velikost prakticky už jen na dominanci druhů)  vyrovnanost odvozená ze Simpsona (Simpson’s evenness): E = (1/D) / S autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Míry Beta diverzity ¨klasické indexy neberou v potaz druhové složení, ale jen počty druhů na lokální (alfa) a regionální (beta) úrovni  Whittakerova beta diverzita (multiplikativní míra): βw = (γ / α’) - 1 α’ ... průměrná druhová bohatost vzorků  kolikrát bohatost regionu přesahuje průměrnou bohatost vzorku  Additivní míra beta diverzity: βAdd = γ – α‘  průměrný počet druhů, které chybí v jednom náhodně vybraném vzorku/ploše  výhodou je, že jednotkami jsou počty druhů  Multiplikativní míra, která bere v potaz vyrovnanost: βShannon = Hγ / Hα  místo počtu druhů používá Shannonův index diverzity vypočtený pro regionální a lokální druhovou bohatost autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Míry Beta diverzity Mnohorozměrné indexy ¨Rozdíly v interpretaci beta diverzity založené na Bray-Curtis indexu nepodobnosti a Euklidovské vzdálenosti  na příkladu rozdílu v druhovém složení korálových útesů (Indonésie) v letech 1981, 1983 a 1985 (zásah El Nino v roce 1982)  NMDS ordinace ¨(David Zelený zprac. dat v ekologii druhů) https://www.sci.muni.cz/botany/zeleny/zpradat/prednasky/Zpracovani-dat-2011-6.pdf autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Software pro výpočty indexů ¨indexy alfa diverzity (Shannon, Simpson atd.) a beta diverzity  Excell  Biodiversity Pro (Neil McAleece, http://www.sams.ac.uk/research/software)  EstimateS (Robert Colwell, http://viceroy.eeb.uconn.edu/estimates)  PC-ORD 5  JUICE ¨species accumulation curve a rarefaction  PC-ORD 5  JUICE-R funkce Dany Michalcové (http://bit.ly/juice-r) ¨ EstimateS (Robert Colwell, http://viceroy.eeb.uconn.edu/estimates) autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Příčiny ztrát biodiverzity ¨Zánik a degradace stanovišť ¨Změny klimatu ¨Nadměrné přímé využívání jednoho druhu ¨Záměrné ničení ¨Zavádění a invaze nových druhů ¨Znečišťování prostředí cizorodými látkami Úbytky druhů ¨Ohroženou skupinou jsou obojživelníci z 5 743 druhů jich 43% mizí, 32% je ohroženo vymřením (168 druhů patrně vyhynulo, z toho 150 za posledních 10 let) Rozmístění druhového bohatství ¨Primární faktory – geografické jako zem. šířka, nadmořská výška, hloubka, izolovanost, různorodost prostředí ¨Sekundární faktory –strukturní různorodost, stav sukcese, mezidruhové vztahy ¨(počet druhů na jednotlivé plochy klesá s nad. výškou a narůstající zem. šířkou) Biodiverzita ¨Horká místa biodiv. (biodiversity hotspots) oblasti s vysokou koncentrací výskytu vzácných a ohrožených, hl. endemických a reliktních druhů), vymezeno Meyersem 18 oblastí (0,5% souše), kde roste 50 000 endemických rostlin http://conservingbiodiversity.yolasite.com/resources/hotspot-map.gif Hotspots a ochrana ¨Ze všeho života na zemi, 77 % suchozemských obratlovců žije v oblasti ohnisek. Bohužel ohniska biologické rozmanitosti jsou stále více ohrožována. Z původní vegetace hotspotů zbylo jen 30%. Zbývající plochy nyní pokrývají 2,3 % celého zemského povrchu (3,427 mil km2). ¨Podle IUCN (Mezinárodní unie ochrany přírody), je 18 788 z 52 017 dosud posuzovaných druhů ohroženo vyhynutím. ¨Chráněná území zřídily národní vlády ve více než 120 000 chráněných oblastí po celém světě což představuje 14% zemského povrchu. ¨http://conservingbiodiversity.yolasite.com/biodiversity-hotspots.php autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Hotspots, endemit ¨Horká místa biodiv. (biodiversity hotspots) oblasti s vysokou koncentrací výskytu vzácných a ohrožených, hl. endemických a reliktních druhů), vymezeno Meyersem 18 oblastí (0,5% souše), kde roste 50 000 endemických rostlin ¨ ¨Organismus vyskytující se jen na určitém plošně omezeném území. ¨Stenoendemit malý areál (lokalita Petrovy kameny lipnice jesenická (Poa riphaea) ¨Neoendemit druh vzniklý ve čtvrtohorách ¨Paleoendemit je třetihorní nebo starší Ochrana biodiverzity ¨Taxonomická - (druhová) uchování všech taxonomických skupin organismů ¨Genetická – ochrana genofondu (genové informace) obsažené v jednotlivých taxonech, vedle planě rostoucích a volně žijících organismů se patří staré kultivary rostlin a stará plemena ¨Systémová – zachování jednotlivých ekosystémů, které tvoří zásadní kameny rovnováhy v přírodě Globální změna klimatu ¨Globální oteplování a vymírání endemických druhů v horkých oblastech biodiverzity (Conservation Biology, 2006) může v důsledku růstu teplot do roku 2050 vyhynout ¼ dnes žijících druhů Červené seznamy a červené knihy ¨Vyhynulý (extinct, EX) ¨Vyhynulý v přírodě (extinct in the wild, EW) ¨Kriticky ohrožený (critically endangered, CR) ¨Ohrožený (endangered, EN) ¨Zranitelný (vulnerable, VU) ¨Téměř ohrožený (near threatened, NT) ¨Málo dotčený (least concern, LC) Ochrana biologické rozmanitosti ¨in situ - ochrana ekosystémů, stanovišť, udržování životaschopných populací druhů v jejich přirozeném prostředí (uchování a zvyšování početnosti druhů, záchrana biotopů a ekosystémů) ¨ex situ – ochrana prvků a složek biodiverzity mimo jejich přirozený výskyt (zoo a bot.zahrady, arboreta, genobanky, záchranné programy) Druhová ochrana 9 25 29 Druhová ochrana Druhová ochrana ¨Dudek ¨chocholatý dudek_chocholaty37 Soustava Natura 2000 ¨Soustava chráněných území chráněných (stav 2020): evropsky významné lokality druhů (EVL) 1113 na ploše 795 240 ha https://drusop.nature.cz/ost/chrobjekty/evl/index.php? ptačí oblasti (PO) 41 na ploše 703 437 ha https://drusop.nature.cz/ost/chrobjekty/ptacob/index.php? autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Natura 2000 Stav druhů v České republice ¨886 druhů mechorostů (531 ohrož.) ¨1 500 druhů lišejníků ¨40 000 druhů hub - 4 000 makromycet ¨cévnaté rostliny 2 550 (1 148 ohrož.) ¨bezobratlí - hmyz 24 000 druhů (4 342 ) ¨bezobratlí - ostatní 8 000 druhů ¨obratlovci 711 druhů (175) Památné stromy Strom (4 324), skupina stromů (933) nebo stromořadí (239), mimořádně významných z hlediska druhového, estetického, genetického, kulturního nebo historického 26 916 jedinců vyhlášeno, stav 2020 24 905 jedinců Mezinárodní závazky ČR - Ramsarská úmluva ¨Úmluva o mokřadech majících mezinárodní význam především jako biotopy vodního ptactva Convention on Wetlands of International Importance especially as Waterfowl Habitat - The Ramsar Convention on Wetlands, 1971 Ramsarská úmluva je první celosvětová mezivládní úmluva na ochranu a moudré využívání přírodních zdrojů. Jedná se tak o jedinou úmluvu, chránící určitý typ biotopu. Mokřady se v této Úmluvě rozumí území s močály, slatinami, rašeliništi a vodami přirozenými nebo umělými, trvalými nebo dočasnými, stojatými i tekoucími, sladkými, brakickými nebo slanými, včetně území s mořskou vodou; jejíž hloubka při odlivu nepřesahuje 6 metrů. Šumava ¨Šumava 1404 České Švýcarsko ¨NP České Švýcarsko ČŠ 10 Krkonošský národní park ¨KRNAP odd4_Lab Mezinárodní závazky ČR - Bonnská úmluva ¨Úmluva o ochraně stěhovavých druhů volně žijících živočichů Convention on the Conservation of Migratory Species of Wild Animals (CMS), 1979 ¨Základním cílem úmluvy je zabezpečení ochrany stěhovavých druhů živočichů, a to nejen ptáků, ale i savců, ryb a bezobratlých v celém areálu jejich rozšíření, tj. na hnízdištích, tahových cestách i zimovištích. Stěhovavý druh znamená celou populaci nebo kteroukoli geograficky oddělenou část populace jakéhokoliv druhu nebo nižšího taxonu volně žijících živočichů, pro něž platí, že významná část jejich příslušníků cyklicky a předvídatelně překračuje jednu nebo více hranic jurisdikce státu. NPR Lednické rybníky ¨Ochrana druhů autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Vybudování ornitologických pozorovatelen v NPR Lednické rybníky Mezinárodní závazky ČR - Bernská úmluva ¨Úmluva o ochraně evropské fauny a flóry a přírodních stanovišť Convention on the Conservation of European Wildlife and Natural Habitats, 1979 ¨Cílem Úmluvy je ochrana živočichů a rostlin celoevropského významu, jejich stanovišť (biotopů), zejména ohrožených druhů, stěhovavých druhů a druhů, jejichž ochrana vyžaduje celoevropskou spolupráci. ¨ Washingtonská úmluva (CITES) ¨Úmluva o mezinárodním obchodu ohroženými druhy volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, 1973 ¨Úmluva upravuje pravidla pro mezinárodní obchod s ohroženými druhy fauny a flóry, který je jednou z hlavních příčin vymírání stále většího počtu volně žijících druhů. ¨Orgány CITES vydávají pravidelně seznam druhů, s nimiž nelze volně obchodovat. Ten v současnosti zahrnuje více než 4 000 druhů zvířat a okolo 25 000 druhů rostlin. Druhy v seznamu jsou podle míry svého ohrožení mezinárodním obchodem – a tedy i podle rozsahu, v němž je obchod regulován – roztříděny do tří příloh, označovaných římskými číslicemi I až III. Ara hyacintový CITES Obchod s ary hyacintovými je až na výjimky zakázán (jsou zařazeni do přílohy I CITES). Foto (c) Tomáš Adamec, Zoo Praha Úmluva CBD (Convention on Biological Diversity) 1992 Rio de Janeiro ¨Ochrana rozmanitosti rostlinných a živočišných druhů, jejich genetického základu a různorodosti ekosystémů ¨Úmluva mi klade tři cíle: -ochranu biologické rozmanitosti, která je chápána jako rozmanitost všech živých organismů a systémů, jichž jsou tyto organismy součástí, - udržitelné využívání jejích složek, - spravedlivé a rovnocenné rozdělování přínosů plynoucích z genetických zdrojů. ¨ ¨http://chm.nature.cz/umluva-o-biologicke-rozmanitosti-cbd/ ¨ ¨ Udržitelné využívání složek krajiny autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa ČST 6