3. FG KOMPLEXY - JEDNOTKY, KTERÉ JSOU ZÁKLADEM PRO METODIKY FG MAPOVÁNÍ Mgr. Monika Šulc Michalková, Ph.D. et Ph.D. Mgr. Martin Caletka Přírodní terestrické komplexy  na rozdíl od krajiny, FG komplexy nelze vyhraničovat libovolně, ale jen podle takových znaků, které vybíráme z vlastností těchto komplexů Přírodní terestrické komplexy  přírodní terestrický komplex (PTK) je konkrétní segment, výřez z FG sféry, vyhraničený na základě kritéria vybraného z jeho vlastností  otevřený systém - vyměňuje si s prostředím látky a energii Látkové a energetické komponenty 1. Hornina - jako část litosféry , resp . zemské kůry 2. Vzduchová masa - jako část atmosféry , resp . troposféry 3. Voda - jako část hydrosféry , resp . kryosféry . Protože se tato komponenta vyskytuje v různých formách, je výhodné rozlišovat dílčí komponenty. Pro geoekológiu je důležitá např. pórová podzemní voda, povodňová, sníh . Půdní vodu považujeme za součást půdy. 4. Půda - jako část pedosféra. 5. Rostlinstvo , rostlinné společenství - jako část biosféry 6. Živočišstvo , živočišné společenství - jako část biosféry 1. Sluneční radiace a 2. Vnitřní energie Země. Komponenty dělíme na elementy Kategorie PTK podle stupně homogenity resp. heterogenity 1. Kvazi homogenní komplexy, tj. jednoznačné prostorové diferenciace, např. ekotopy, geotopy. 2. Relativně homogenní komplexy, tj. stejnorodé na základě zvoleného kritéria. Jejich hranice probíhají tam, kde dochází k výrazné změně charakteru přírodního prostředí. 3. Kontrastní, tzv. paradynamické komplexy např. část pohoří a přilehlá část nížiny . 3.1 GEOGRAFICKÉ DIMENZE Mgr. Martin Caletka Geografické dimenze 1. Jednotky každé dimenze jsou spjaty se " svým " souborem map příslušných měřítek, do kterých se kartograficky zobrazují . Geografické dimenze 1. Jednotky každé dimenze jsou spjaty se " svým " souborem map příslušných měřítek, do kterých se kartograficky zobrazují . 2. V každé dimenzi se používají jiné metody výzkumu . -např. dno závrtu X medzidunové deprese X mírné pásmo Eurasie 3. Komplexy jedné a téže dimenze (případně stupně dané dimenze ) jsou dobře srovnatelné . 5 geografických dimenzí 1. topickou (od řeckého slova "topos“ místo) 2. chórickou (od řeckého slova "choros“ prostor) 3. regionickou (od latinského slova " regio“okolí) 4. kontinentální ( od latinského slova " continens " pohromadě ) a 5. planetární ( globální , tj. na úrovni celé krajinné sféry Země) Tab.4.1. Geoekologická a krajinoekologická klasifikace (podle H. Leser, 1991 aj. Huggett, 1995 In: G. Mezősi, K. Bódis, 1998). Dimen- ze Měřítk o Přibliž. rozloha Neef 1963 Haase/ Richter 1965 Isačenko 1965 Wittlesey 1954 Schmits- hüsen 1949 Zonne- veld 1972 Wieneke 1987 topická Mikro 10 m² - 1 km² Ökotope Ökotope facies Site Fliese Ecoto- op Ökotope chorická Mezo 1 km² - 10³ km² Ökotop- gefüge Mesochore Mikro- chore (Ökotop- gefüge) Meso- chore urocsis- cse meszt- noszty landsca- pe Locality District (Section) Fliesen- gruppen Natur- raum- liche Haupein- heit land facet land system Ökotop- gefüge Mikro- chore Meso- chore regionální Makro 104 km² - 105 km² Makro- chore Megachor e Makro- chore okrug province Province Realm Natur- raumli- che Gross- einheit Natur- raumli- che Region land- schaft Makro- chore Mikro- region Makro- region globální Mega nad 106 km² Geo- region Zone Geogra- phishe Zone POJMY  Geotop  Tessera  Facie Komplexní jednotky topické dimenzie  Komplexní jednotky topické dimenze se ve vertikálním směru skládají z dílčích : morfotop, litotop, klimatop, hydrotop, pedotop, fytotop a zootop (systém vzájemných vazeb).  Zvláštní význam – morfotop => odečitatelný z topografické mapy i v terénu - hranice => hranice geotopů nebo jejich skupin. Litotop  Litotop (základní mapovací jednotka litogeografie) představuje areál, na kterém se nacházejí horniny jednotního litologického složení z hlediska minerálního obsahu, struktury, textury a celkových fyzikálních a chemických vlastností. 4. METODY LITOGEOGRAFICKÉHO VÝZKUMU Mgr. Monika Šulc, PhD. et PhD. Litosféra  její vrchní část - zemská kůra je tvořena různými genetickými a litologickými typy hornin  FG disciplína: litogeografie Přehledná geologická mapa v měřítku 1 : 500 000 Geologické mapy předčtvrtohorních útvarů pro danou oblast v měřítku 1 : 200 000 Základní geologické mapy v měřítku 1 : 50 000 a 1 : 25 000 Proč litogeografická mapa ?  Integrální součástí FG sféry je i zemská kůra jako vrchní část litosféry  Integrální součástí FG komplexu jsou horniny, geologický substrát, podklad Inženýrskogeologická mapa  zjednodušený model složek geologického prostředí  významné pro:  územní plánování,  projektování,  výstavbu  provoz inženýrských děl  ochrany před nežádoucími geologickými procesy... IG prostředí 1. Horninové prostředí - prostorové rozšíření , litologickými složení a strukturní uspořádání různých komplexů a typů hornin , jejich věk, geneze , IG vlastnosti 2. Hydrogeologické poměry - výskyt a prostorová lokalizace různých typů podzemních vod , kolísání hladin, propustnost 3. Geomorfologické poměry - základní tvary a charakteristiky reliéfu 4. Geodynamické jevy - exogenní a antropogenní : projevy říční a svahové eroze, akumulace, eolické jevy, svahové gravitační deformace, krasové jevy, atd. Nedostatečnost IG a geol.máp  IG mapy hodnotí vlastnosti horninového prostředí z aspektu vztahu k technickým aktivitám člověka  geologické mapy odkryté a kvartérní geologické kvartérní sedimenty, které jsou ve většině případů se vyznačují na mapě od minimální mocnosti 2m / deluvium /, 1m pokud jde o ostatní druhy sedimentů Metodika tvorby LG mapy  Výběr kritérií a vyhraničení EPJ  Vytvoření souboru základních vlastností hornin  Výběr kritérií pro selekci vhodných vlastností hornin pro jednotlivé účelové mapy  Výběr a definování účelových map  Porovnání výstupů map modelovaného území konstruovaných na základě různých přístupů 5. METODY GEOMORFOLOGICKÉHO VÝZKUMU Mgr. Monika Šulc, PhD. et PhD. Mgr. Martin Caletka Morfografie versus morfometrie Pojem Morfografický význam brázda pretiahnutá, obojstranne otvorená zníženina dolina, údolie pretiahnutá zdola neuzavretá vhĺbenina hrebeň pretiahnutá ostrá vyvýšenina chrbát pretiahnutá zaoblená či plochá vyvýšenina jaskyňa rozsiahlejšia dutina pod zemským povrchom kaňon hlboká dolina so strmými svahmi klenba rozsiahla oblá vyvýšenina kotlina veľká zníženina s plochým dnom kráter vhĺbenina lemovaná vyvýšeným valom kužeľ vyvýšenina podobná plášťu kužeľa (resp. len jeho časti) pahorok malá oblá vyvýšenina panva rozsiahla plytká zníženina plošina približne vodorovný plochý povrch sedlo zníženina v rámci chrbta alebo hrebeňa svah uklonený povrch terasa tvorená plošinou a strmým stupňom zrub takmer kolmý svah Tab. 1 Vybrané najbežnejšie morfografické pojmy Podklady o georeliéfe (G)  Základní informece o G – rozložení nadmořskýche – v topografické mapě a základních mapách různých měřítek  Efektívní je použiť digitální vektorou verzi  Zpracování informací o G ve formě predběžné mapy elementárnych foriem G (klíčovh podklad pro terénní průzkum) „Čtení“ georeliéfu Základné línie, kostra georeliéfu  Vrstevnice (izohypsy, izočáry nadmořských výšek) –  Spádnice (spádové křivky) pomyslné čáry orientované v každém bodě ve směru maximálního sklonu povrchu.  Možno ju skonštruovať ako krivku, ktorá spája dve susedné vrstevnice tak, že s každou z vrstevníc zviera pravý uhol. Spádnice sa pritom nemôžu navzájom pretínať.  po spádnicích probíhá gravitačně podmíněný tok látky a energie. Spádnice tak určují i směr průběhu většiny geomorfologických procesů. Specifické linie a body  Len v istých miestach georeliéfu existujú body a línie so špecifickými vlastnosťami, ktoré nemá okolie týchto bodov a línií.  Najvýznamnejšími takýmito bodmi sú vrcholové, depresné a sedlové body, ktoré sú singulárnymi bodmi poľa nadmorských výšok.  údolnice, chrbátnice, terénne hrany a úpätnice. Vyhraničovanie EFR Identifikácia výrazných reliéfových hraníc – línie nespojitosti  nadmorskej výšky  sklonu a  orientácie,  zakrivenia vrstevníc a spádnic Charakteristika georefiéfu  Georeliéf má hierarchickú štruktúru – menšie formy sú obsiahnuté vo väčších  Pri podrobnom geoekologickom mapovaní sa sústreďujeme na opis dvoch hierarchických foriem – mezoformy (0,5 - 50 ha) a mikroformy (5 – 5000m2) Charakteristika georeliéfu  Nadmorská výška  Geometrický typ bodu – D – depresný bod, Ssedlový bod, CH – bod na chrbátnici, U – bod na údolnici, a pod.  Sklon  Orientácia georeliéfu voči svetovým stranám – meria sa lokálne smer spádnice, pomocou buzoly, kompasu, alebo GPS Charakteristika georeliéfu  Krivosti georeliéfu voči svetovým stranám – určujeme lokálnu krivosť spádnice (prvý symbol) a vrstevnice (druhý symbol), a to minimálne v troch základných kvantitách ( v oboch smeroch):  konvexnú (vypuklú) – X  lineárnu (rovnú) – L  konkávnu (vydutú) - K LL KL XX KK KX XK MNEMOTECHNICKÁ POMŮCKA Geochory  Chórická jednotka - geochóra - predstavuje pomerne malý PTK, ktorý je zložený zo zákonite usporiadanej skupiny, resp. skupín jednotiek topickej dimenzie - geotopov.  geochóry už nie sú kvázi homogénne, sú priestorovo diferencované geograficky i ekologicky. Môžeme ich označiť len za relatívne homogénne Mierka  Plocha jednotiek chórickej dimenzie sa pohybuje v rozpätí od niekoľkých hektárov až po niekoľko 1000 km2  Mapujeme ich do máp veľkých až stredných mierok - 1:25 000, 1:50 000 a ešte menších mierok podľa plochy geochóry.  Komplexy chórickej a ešte častejšie topickej dimenzie sa v krajine často "opakujú",  t.j. v dostatočne veľkom území môžeme často veľmi ľahko nájsť komplexy prakticky rovnakého charakteru - t.j. komplexy rovnakého typu.  Pri skúmaní geochór je zaujímavé zhotoviť tzv. inventár, t.j. zoznam geotopov a geochór nižšieho rádu, resp. typov geotopov a geochór.  Tento zoznam môžeme usporiadať podľa zvolených kritérií - napr. od "najsuchších" geotopov, geochór po "najmokrejšie". Alebo od najúrodnejších po neúrodné atď.  Vysoký stupeň kontrastnosti je napr. medzi typom geotopu močiarových depresií so slatinnou jelšinou a susedným typom geotopu mierne vyvýšených areálov viatych pieskov so suchými borovo-dubovými lesmi.  Malý stupeň kontrastnosti je napr. medzi typom geotopu plošín s luvizemou pseudoglejovou zo sprašovej hliny s dubohrabovým lesom a susedným typom geotopu na dnách plytkých úvalín s pseudoglejom luvizemným zo sprašovej hliny a s dubohrabovým lesom. Nanochóra Mezochóra krasovej planiny Jednotky regiónickej dimenzie  jednotky regiónickej dimenzie sa charakterizujú skôr individuálnymi znakmi.  To ale neznamená, že jednotky regiónickej dimenzie sa nedajú typizovať.  z množstva znakov komplexu "vyfiltrujeme" tie, ktoré predstavujú isté faktory relatívnej rovnorodosti. Kontinentálna dimenzia  Jednotky tejto dimenzie je možné mapovať do máp malých mierok.  Planetárna dimenzia obsahuje rozsiahle FG komplexy až po najväčší možný, t.j. celú FG sféru. Tieto jednotky sa znázorňujú na mapách veľmi malých mierok a na glóbusoch.  Hlavné metódy ich poznávania spočívajú v zostavovaní a štúdiu modelov a bilanci Paradynamický komplex  paradynamický komplex ako systém priestorovo susediacich kontrastných jednotiek spätých horizontálnymi väzbami realizovanými tokom látok a energie.  Osobitným druhom paradynamických systémov sú paragenetické komplexy. Sú to systémy navzájom susediacich aktívne vzájomne pôsobiacich komplexov, ktoré sa vyznačujú spoločným vznikom - genézou.  Typický príklad "živého", recentného, t.j. v súčasnosti fungujúceho paragenetického komplexu je "výmoľovo-kužeľový" komplex, ktorého členy sú: úvalina v rámci plošiny, výmoľ v rámci svahu a náplavový kužeľ pod svahom, najčastejšie na nive potoka. Katéna  Preto pôvodná definícia katény sa vzťahuje predovšetkým na zákonite usporiadaný rad rôznych priestorových pôdnych jednotiek od vrcholu vyvýšeniny cez jej stráň až po priľahlú eróznu bázu, t.j. po úpätie stráne, resp. po dno doliny.  (Geo)-ekologická katéna je zákonite usporiadaný sled prírodných priestorových jednotiek, prepojených horizontálnymi vzťahmi, ktorý prebieha od vrcholu vyvýšeniny cez stráň až k jej úpätiu. Geografické zákonitosti  - na rozdiel od zákonov pôsobiacich v exaktných vedách - majú pravdepodobnostný charakter, to značí, že ich pôsobenie sa javí skôr ako tendencia k vzniku určitého javu.  2 základné skupiny zákonitostí a 1 prechodnú  Prvá skupina zahŕňa rôzne formy zonálností, ktoré sú založené dominantne na priestorovej diferenciácii klímy.  Druhá skupina obsahuje zákonitosti podmienené priestorovou diferenciáciou geologicko-geomorfologických pomerov - teda azonálne.  Tretia skupina zákonitostí je podmienená istou kombináciou predchádzajúcich.  Planetárnu pásmovitosť - ako horizontálnu zonálnosť 1. rádu môžeme definovať ako zákonité rozčlenenie FG sféry na FG pásma prebiehajúce Z - V smerom.  Horizontálnu a vertikálnu zonálnosť vegetácie odhalil Humboldt. Najväčší význam pre rozvoj náuky o horizontálnej zonálnosti zemskej prírody mali však práce Dokučajeva.  Horizontálna zonálnosť (vlastná) je zákonité rozčlenenie dostatočne veľkého mimohorského teritória na FG zóny prebiehajúce v rôznom smere. Vertikálna zonálnosť  je zákonité rozčlenenie pohoria na vertikálne FG zóny  prejavuje sa ako zákonité usporiadanie zón od úpätia pohoria až k jeho vrcholom  základnou príčinou tejto zákonitosti je zmena klimatických podmienok s narastaním nadmorskej výšky  konkrétne tu ide najmä o zmenu radiačnej bilancie s výškou  intenzita slnečnej radiácie s výškou síce pribúda, ale vyžarovanie dlhovlnnej radiácie rastie ešte rýchlejšie, čo vcelku vedie k poklesu teplôt smerom nahor súčasne vplyvom horských bariér, ktoré nútia vystupovať vzduchové hmoty, pribúda množstvo zrážok Vertikálna zonálnosť  zovšeobecnený sled vertikálnych pedogeografických, resp. geoekologických zón na silikátových (nekarbonátových) horninách a horských svahoch Predhorská zonálnosť /PZ/  Základnou príčinou vzniku PZ je rast humídnosti podnebia smerom k pohoriu, ktorý je podmienený klimatickým vplyvom horského územia (bariérny efekt).  Rast absolútnej výšky územia smerom k horskému úpätiu, ktorý obyčajne existuje, nie je podstatnou príčinou klimatických, vegetačných, pôdnych a iných zmien.  Je to zákonité rozčlenenie okrajových, predhorských častí mimohorských území na FG zóny, vzniknuté klimatickým vplyvom priľahlých pohorí (horských sústav).  V najteplejších a najsuchších - od pohorí najvzdialenejších - územiach ležia černozeme, bližšie k pohoriam (humídnejšie podnebie) sa vyvinuli hnedozeme a pri pohoriach, kde je najhumídnejšie, vznikli luvizeme až pseudogleje. Schematické znázornenie predhorskej zonálnosti v strednej Európe 8. METODY GEOGRAFICKÉHO VÝZKUMU Mgr. Monika Šulc, PhD. et PhD.  Za efektívny nástroj komplexného spracovania informácií o krajine možno považovať priestorovú geografickú syntézu. Geoeokologické mapovanie  Všeobecné GE mapy sú výstupom základného GE výskumu. Obsahujú informácie o charaktere, rozmiestnení a vzájomných vzťahoch GE regiónov - geokomplexov, geoekosystémov rôznej hierarchickej úrovne, respektíve ich typov.  Účelové GE mapy znázorňujú priestorovú diferenciáciu vybranej vlastnosti krajiny, ktorá vzniká interakciou viacerých zložiek krajiny. Najčastejšie ide o vlastnosti významné z hľadiska environmentálneho Geoeokologické mapovanie  manažmentu krajiny a vtedy ich možno označiť aj ako aplikačné GE mapy  Príkladom môžu byť mapy ekologickej únosnosti, zraniteľnosti, citlivosti, ekologickej stability, prírodných potenciálov, hrozieb, alebo rizík, environmentálnych limitov a pod. Všeobecné zásady GE mapovania  Najvýznamnejšie sú pritom tri princípy: komplexnosť, integrálny prístup a syntetické hodnotenie. Integrácia analytických informácií  súradnicovým zjednotením rôznorodých mapových podkladov (prevedú sa do rovnakej mierky a rovnakého kartografického zobrazenia),  obsahovým zjednotením legiend a meracích škál,  kontrolou logickej nerozpornosti charakteristík v nakladaním utvorených areáloch a odstránením nájdených rozporov (overovacím terénnym výskumom, posúdením miery dôveryhodnosti odporujúcich si podkladov) Metóda vedúceho faktora  GE profilovanie (metóda krokovej sondáže) spočíva v sledovaní vlastností podstatných pre odlíšenie GE jednotky od susedných jednotiek (napr. hĺbka hladiny podzemnej vody, hrúbka signifikantných horizontov a vrstiev, či zrnitosť pôdy a substrátu) na rôzne nasmerovaných profiloch vychádzajúcich z tessery.  Hranica GE jednotky je položená tam, kde dochádza k najvýraznejšej zmene sledovanej podstatnej vlastnosti Prípravná etapa podrobného GE výskumu a mapovania  má charakter kabinetného výskumu a zahŕňa:  Zhromaždenie a integráciu dostupných podkladov . Realizuje sa metódou nakladania máp a jej výsledkom môže byť predbežná (v terénne neoverená) GE mapa.  Mnoho rozporov je vhodné vyjadriť ich vo forme problémovej GE mapy, ktorá znázorňuje rozmiestnenie rôznych typov rozporov.  zostaviť predbežnú schému územia, ktorá obsahuje najmä informácie o predpokladaných kľúčových procesoch.  Príprava terénneho výskumu (čo, akými metódami a prístrojmi, kde a kedy budeme v teréne skúmať, príprava techniky a materiálu a pod.) Terénna etapa podrobného GE výskumu a mapovania  Diferenciálna analýza je analýza jednotlivých zložiek krajiny zameraná na zachytenie ich priestorovej diferenciácie  GE profilovanie (kroková sondáž) sa využíva na terénnu identifikáciu hraníc GE jednotiek. Záverečná etapa  Základné spracovanie výsledkov terénnej etapy pozostáva najmä zo systematickej kontroly, uloženia v priestorovej databáze a štatistického, grafického, či tabuľkového spracovania v teréne získaných údajov.  Zostavenie definitívnej schémy územia.  Upresnenie rozsahu geoekologických jednotiek (delenie spájanie, alebo modifikácie priebehu hraníc predbežne vyčlenených geoekologických jednotiek na základe výsledkov terénneho výskumu).  Overovacieho terénneho výskumu (v prípade, že pri spracovaní údajov, utváraní definitívnej geosystémovej schémy, či upresňovaní rozsahu geoekologických jednotiek boli objavené skryté rozpory, ktoré sa nedajú kabinetne riešiť). Záverečná etapa  Napĺňanie GE jednotiek odvodenými charakteristikami.  Regionalizácia a typizácia GE jednotiek.  Konštrukcia finálnej GE mapy (utvorenie legendy, príprava koncepcie a realizácia grafického vyjadrenia).