PŮDA A BIOTA
Biodiverzita a hot spots: ochrana druhů a stanovišť
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 BrayCurtis
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/predn
asky/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
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 cožautor 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
Druhová
ochrana
Druhová ochrana
Dudek
chocholatý
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/in
dex.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
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
České Švýcarsko
 NP České Švýcarsko
Krkonošský národní park
KRNAP
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
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
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/
Redukce hmyzí říše
 https://native.seznamzpravy.cz/drobny-zivot-v-
ohrozeni/?utm_source=Seznam&utm_medium=HP_B
ox_N_1
Udržitelné
využívání
složek
krajiny
autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa