Inovace a rozšíření výuky zaměřené na problematiku životního prostředí na PřF MU (CZ.1.07/2.2.00/15.0213)
spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Ekologie
Ekologické základy environmentalistiky
• Ekologie - věda o vztazích organizmů a prostředí, ve kterém žijí, a
organizmů k sobě navzájem
- nehodnotící, výhradně popisná
- někdy ekologií nazývána environmentalistika (obecně )
• Environmentalistika - řeší vztah člověka k životnímu prostředí, se
zahrnutím jak popisné, tak i normativní složky
- zaujímá hodnotící stanoviska (dobré X špatné)
• Environmentalizmus – env. aktivizmus - společenské hnutí, s cílem
prosazovat poznatky a závěry environmentalistiky ve společnosti
Ekosystém
• dynamický cirkulační
systém živých organizmů
a jejich neživého prostředí,
mezi nimiž probíhá výměna
hmoty, energie a informace
• ekosystémy představují
kvalitu, ze které vzešla lidská
společnost a na které je
existenčně závislá
• člověk - nedílná součást
řady ekosystémů
• př. vliv člověka na krajinný
ekosystém
Ekologická stabilita
• schopnost ekosystému vyrovnávat změny způsobené vnějšími činiteli a
zachovávat své přirozené vlastnosti a funkce
• čím větší diverzita ekosystému = tím větší stabilita
- např. monokultura X smíšený les – lýkožrout smrkový
• odolnost (rezistence) – schopnost ekosystému vzdorovat rušivému vlivu
• pružnost (rezilience) – schopnost ekosystému vrátit se po narušení do
původního stavu
• většinou obě schopnosti, kapacity omezené !
Homeostáza
• stav dynamické funkční rovnováhy → na úrovni jedinců až biosféry
• základní předpoklad snahy všech organizmů → co nejdéle vykonávat
životní funkce
• předpokladem homeostázy jsou soubory funkčních negativních
zpětných vazeb udržujících systém v ustáleném stavu
A
B
Y
X
Y
X
• pozitivní x negativní zpětná vazba
Princip zpětné vazby
Zpětné vazby v ekosystémech a společnosti
Negativní zpětná vazba
• vyrovnávací homeostatický mechanismus – na všech úrovních ekosystému
(jedinci, populace, potravní řetězce, ekosystémy...)
Př.: Stabilizace populací dravce a kořisti
Př. Udržování stabilní hladiny cukru v krvi (aktivita enzymů, tlak krve, atd.)
Př.: Ekonomické sankce za znečišťování ŽP, tresty obecně
Zpětné vazby v ekosystémech a společnosti
Pozitivní zpětná vazba – v ekosystémech většinou fatální
– vznik nového eko-systému
Př.: Vymírání rostlinných a živočišných druhů (snižování biodiverzity)
- způsobuje nestabilitu počtu odolnějších druhů
- výkyvy teplot (vymíráním rostlin) a zhoršování prostředí, atd.
Př.: Odměny a pochvaly
Př.: Vztah lidské populace,
produkce potravy a
technologií:
Př.: Zelená revoluce – technol. inovace → zvýšení zeměď. produkce
→ vzrůst počtu obyvatel → vzrůst počtu potenciálních investorů → více
technol. inovací → zvýšení zeměď. produkce → vzrůst počtu obyvatel...
Nosná kapacita prostředí, růstové křivky populací
• NKP – vlastnost prostředí udávající, jak velká populace v tomto prostředí
může dlouhodobě žít bez jeho narušení
RK typu S – logistický růst – růst a ustálení populace na úrovni NKP
• působí negativní zpětná vazba mezi populací a vlastnostmi prostředí
• limitující faktory např. hustota populace, dostupnost zdrojů, počet dravců
• ustanovení dynamické rovnováhy
Př. populace dravců a kořisti, počet stromů na určité ploše, atd.
Carrying capacity
RK typu J – exponenciální růst – přestřelení NKP, následuje kolaps
• v případě zásoby či obnovy zdrojů E a materiálů může po kolapsu
populace opět následovat růst
• v ekosystémech není časté, většinou přítomen limitující faktor
Př.: nárůsty vodního květu sinic, populace lumíků…
• platí také pro lidskou populaci, a to díky zvyšování NKP stále
pokročilejšími technologiemi závislých na rostoucí spotřebě E, surovin
= ofenzivní adaptace
Nosná kapacita prostředí, růstové křivky populací
Carrying capacity
Potravní řetězce v ekosystémech
I. Pastevně kořistnický
• rostliny → konzumenti 1. řádu
(býložravci) → konzumenti 2. řádu
(masožravci a všežravci).
• velikost těla se zvětšuje a početnost
jedinců v populaci zmenšuje
II. Detritový (rozkladačský)
• odpadávání mrtvé biomasy (př.
listy) → rozkládání rozkladači (př.
žížaly) až k houbám a bakteriím
(půda, voda)
Potravinová pyramida
• organizmus na vyšším stupni
pyramidy se živí organizmem níže
• udává se v početnosti k biomase, toku energie
• směrem vzhůru - velké ztráty energií v řádech 1000 : 100 : 10 : 1
Vývoj ekosystémů
sukcese – vývoj společenstva systematickým nahrazováním druhů
• studované např. na lávových polích (primární x sekundární sukcese)
lišejníky, mechy → jednoleté rostliny → víceleté rostliny → keře → stromy
Kolonizační strategie
• r-stratégové – typičtí pro ranná stádia sukcese
- důraz na množství a mobilitu potomků; konkurenceschopnost upozaděna
• K-stratégové – typičtí pro pozdní stádia ekosystémů
- důraz na kvalitu a konkurenceschopnost potomků, často dlouhověcí
Ekosystémy a lidský blahobyt
Význam a služby ekosystémů
• ekosystémy → produkční motory planety → život