Ochrana přírody (semestrální přednáška) Degradace biotopů znečištěním životního prostředí Dipl.-Biol. Jiří Schlaghamerský, Ph.D. Ústav botaniky a zoologie PřF MU MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/15.0204 J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Odumřelý smrkový les v Jizerských horách Acidifikace ekosystémů Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hůnová a Janoušková (2004): Úvod do problematiky znečištění venkovního ovzduší, nakladatelství Karolinum, Praha (upraveno). mokrá depozice emise transmise Depozice (spad) síry vlivem kyselých dešťů v blízkosti emisních zdrojů (již. Norsko, levé sloupce) a ve velké vzdálenosti od nich (již. Polsko, pravé sloupce; vliv transmise – dálkového přenosu) Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hůnová a Janoušková (2004): Úvod do problematiky znečištění venkovního ovzduší, nakladatelství Karolinum, Praha. - levé sloupce - pravé sloupce Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. Acid rain in Europe. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. Jan 98. Dostupné na http://maps.grida.no/go/graphic/acid_rain_in_europe. (staženo 8. 11. 2011. ) Riziko kyselých srážek v Evropě v 80. letech 20. století Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí UNEP/GRID-Arendal. Sulphur emissions. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2002. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/sulphur-emissions. (staženo 8. 11. 2011. ) Oblasti kde byla prekročena kritická mez acidifikace půdy (stav v r. 1992) Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Citlivost vůči kyselé depozici (čím tmavší odstín na mapě, tím vyšší). Zdroj: A. F. Bouwman and D. P. van Vuuren (1999) Global assessment of acidification and eutrophication of natural ecosystems. Report UNEP/DEIA&EW/TR.99-6 and RIVM 402001012.) Zdroj: Max Posch (2003): Coordination Centre for Effects / RIVM, Nizozemsko Citlivost ekosystémů v Evropě na acidifikaci: kritická zátěž (depozice hydrogenových iontů), která danou oblast (95 % její plochy) ještě nepoškodí Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Hlavní oblasti kde dnes dochází k emisím způsobujícím kyselé deště: hlavním emitentem škodlivin se stává Čína (razantní růst průmyslové výroby, velká spotřeba uhlí s nadprůměrným obsahem síry, nárůst automobilové dopravy z dosud relativně nízké úrovně, nedostatečná protiemisní opatření). Oblasti Evropy, kde byla prekročena kritická mez acidifikace půdy (údaje pro r. 2010 jsou prognózou z r. 2003). Zdroj: Max Posch (2003): Coordination Centre for Effects / RIVM, Nizozemsko Acidifikace půdy J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí 1980 1990 2000 2010 Původ kyselé depozice ve Švédsku (Zdroj: EMEP Report 1/2000) Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí (cca 1990) česká pohoří česká města Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Acidifikace ekosystémů Acidifikace ekosystémů v ČR J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hruška a Kopáček: Kyselý déšť stále s námi – zdroje, mechanismy, účinky, minulost a budoucnost. MŽP ČR, Praha, 2005 Elektrárna Prunéřov (severní Čechy) Ostrava Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Šantrůčková a Vrba (ed.): Co vyprávějí šumavské smrčiny, Správa NP a CHKO Šumava, JČU a CSPE, Vimperk, 2010. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Acidifikace ekosystémů Acidifikace půdy: Pufrovací kapacita půdy (půdní ústojčivost) pufrovací zóna (systém) pH půdy karbonátová 6.2 – 8.6 silikátová 5.0 – 6.2 kationtové výměnné kapacity 4.2 – 5.0 hliníku 3.0 – 4.2 železa 3.0 – 3.5 chemické reakce CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2SO4 Ca2+ + SO4 2- + CO2 + H2O [(-SiO4)Al]- + 4 H+ + 6 H2O (-SiOH)4 + [Al(H2O)6]3+ - - - K+ Ca2+ H+ H+ OH[Al6(OH)15]3+ +15 H+ + 21 H2O 6 [Al(H2O)6]3+ FeOOH + 3 H+ + 4 H2O [Fe(H2O)6]3+ J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Rozpustnost kovů ve vodě v závislosti na pH Acidifikace ekosystémů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Acidifikace půdy v ČR J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hruška a Kopáček: Kyselý déšť stále s námi – zdroje, mechanismy, účinky, minulost a budoucnost. MŽP ČR, Praha, 2005 J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Acidifikace ekosystémů Zdroj: Šantrůčková a Vrba (ed.): Co vyprávějí šumavské smrčiny, Správa NP a CHKO Šumava, Jihočeská univerzita a ČSPE, Vimperk, 2010. Zdroj: Hruška a Kopáček: Kyselý déšť stále s námi – zdroje, mechanismy, účinky, minulost a budoucnost. MŽP ČR, Praha, 2005 J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hruška a Kopáček: Kyselý déšť stále s námi – zdroje, mechanismy, účinky, minulost a budoucnost. MŽP ČR, Praha, 2005 Zátěž depozicí síry pro lesy v ČR J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hruška a Kopáček: Kyselý déšť stále s námi – zdroje, mechanismy, účinky, minulost a budoucnost. MŽP ČR, Praha, 2005 Zátěž depozicí dusíku pro lesy v ČR Acidifikace povrchových vod v ČR J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Hruška a Kopáček: Kyselý déšť stále s námi – zdroje, mechanismy, účinky, minulost a budoucnost. MŽP ČR, Praha, 2005 Acidifikace čili okyselení vod v důsledku kyselé depozice: Tolerance vodních organismů vůči klesajícímu pH vody úhyn raků, blešivců, plžů, mlžů úhyn citlivých druhů hmyzu, zooplanktonu úhyn pstruhů duhových úhyn plotic úhyn lososa úhyn oklounů, štik úhyn pstruhů potočních, sivenů, úhořů Přežívají necitlivé druhy hmyzu a planktonu Přibývá rašeliníku J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Bauer, R. et al. (1995): Lerneinheit Industrie und Umweltschutz. Aufgabenfeld: Emissionen. Siemens AG, München. - upraveno Procento skandinávských jezer bez výskytu pstruha (n = 2850) Úlovek lososa v řekách na jihu Norska (postižených kyselými dešti) a v 68 dalších, nepostižených tocích Důsledky acidifikace vod na příkladu Skandinávie J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Úbytek počtu druhů planktonních korýšů a úplné vyhynutí ryb ve šumavských jezerech v závislosti na vývoji kyselosti vody. Nárůst koncentrace iontů hliníku v závislosti na poklesu pH v jezeře Grosser Arbersee (Šumava, Bavorsko) Al3+ pH Acidifikace stojatých vod na příkladu Šumavy: J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Bauer, R. et al. (1995): Lerneinheit Industrie und Umweltschutz. Aufgabenfeld: Emissionen. Siemens AG, München. - upravenoZdroj: Jiří Kopáček, Hydrobiologický ústav AV ČR J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Acidifikace stojatých vod na příkladu Šumavy: Černé jezero Zdroj: Šantrůčková a Vrba (ed.): Co vyprávějí šumavské smrčiny, Správa NP a CHKO Šumava, Jihočeská univerzita a ČSPE, Vimperk, 2010. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Acidifikace stojatých vod na příkladu Šumavy: Černé jezero Zdroj: Šantrůčková a Vrba (ed.): Co vyprávějí šumavské smrčiny, Správa NP a CHKO Šumava, Jihočeská univerzita a ČSPE, Vimperk, 2010. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Šantrůčková a Vrba (ed.): Co vyprávějí šumavské smrčiny, Správa NP a CHKO Šumava, Jihočeská univerzita a ČSPE, Vimperk, 2010. Acidifikace stojatých vod na příkladu Šumavy: Černé jezero J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. Estimated total reactive nitrogen deposition from the atmosphere (wet and dry) in 1860, early 1990s, and projected for 2050. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2005. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/estimated-total-reactive-nitrogen-deposition-from-theatmosphere-wet-and-dry-in-1860-early-1990s-and. (staženo 8. 11. 2011). Odhad celkové atmosferické depozice (mokré i suché) reaktivního dusíku v r. 1860, začátkem 90. let 20. století a v r. 2050 (prognóza). Atmosferická depozice v současnosti představuje cca 12 % reaktivního dusíku vstupujícího globálně do suchozemských a pobřežně-mořských ekosystémů (v některých regionech představuje vyšší podíl, např. v USA cca 33 %). Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí jakož i v suchozemských a mořských ekosystémech! Zdroj: Braniš, M (1999): Základy ekologie a ochrany životního prostředí. 2. vydání, Informatorium, Praha. - upraveno Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Kritická zátěž pro depozici dusíku (čím tmavší odstín, tím je oblast vůči přísunu dusíku citlivější) Oblasti Evropy, kde byla prekročena kritická mez eutrofizace půdy (údaje pro r. 2010 jsou prognózou z r. 2003). 1980 1990 2000 2010 Zdroj: Max Posch (2003): Coordination Centre for Effects / RIVM, Nizozemsko Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: suchozemské ekosystémy Mnohé mechy a lišejníky reagují citlivě na depozici dusíku. Na obrázku jsou dva druhy mechu (rašeliník a ploník) na lokalitě Whim Bog v jihovýchodním Skotsku. Zdravý mech vlevo byl vystaven atmosferické koncentraci čpavku (0,4 µg/m3), odumřelý mech vpravo byl vystaven roční průměrné koncentraci 65 µg/m3 Zdroj: Ian Leith, Centre for Ecology and Hydrology in Edinburgh, UK. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Sphagnum capillifolium Polytrichum commune Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: suchozemské ekosystémy Pokryvnost mechu Racomitrium lanuginosum při různých dávkách dusíku v travinném ekosystému ve Velké Británii. K největšímu úbytku dochází mezi 5 a 10 kg N na hektar a rok. Zdroj: Bridget Emmett, Centre for Ecology and Hydrology in Bangor, UK J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Přehnojené vodní těleso s vodním květem Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: vodní tělesa J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Vodní květ na vodní nádrži Orlík Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: vodní tělesa J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Důsledek nedostatku kyslíku vlivem eutrofizace a následných rozkladných procesů Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Obsah kyslíku ve vodě v závislosti na teplotě Zdroj: Bauer, R. et al. (1995): Lerneinheit Industrie und Umweltschutz. Aufgabenfeld: Emissionen. Siemens AG, München. - upraveno Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: vodní tělesa Vodní toky jsou méně náchylné k nedostatku kyslíku, okysličení vody mohou napomoci i jezy. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: vodní tělesa V průběhu eutrofizace dochází v důsledku rozkladu odumřelé biomasy k úbytku kyslíku při dně vodního tělesa, který může vést k dalšímu nárůstu obsahu fosforečnanů ve vodě: Za anaerobních podmínek v sedimentech dna dochází k redukci síranů (desulfurikaci). 2 FeO(OH) + 3 H2S ↔ 2 FeS + S + 4 H2O 2 FePO4 + 3 H2S ↔ 2 FeS + 2 PO4 3- + S + 6 H+ Vzniklý sírovodík reaguje s hydroxidy a fosforečnany Fe(III): vzniká sirník železnatý a uvolňují se fosforečnany: J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroje eutrofizace Baltického moře před švédským pobřežím J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. Harmful algal blooms in the West Central Atlantic, 1970-96. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2001. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/harmful_algal_blooms_in_the_west_central_atlantic_1970_96. Staženo 8. 11. 2011. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Eutrofizace – obohacení ekosystému živinami: vodní tělesa J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí UNEP/GRID-Arendal. Development of organic matter, phosphorus and nitrate in EU 15 rivers. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 1996. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/development_of_organic_matter_phosphorus_and_nitrate_in_eu_15_rivers. (staženo 8. 11. 2011. Typy znečištění vod • odpadní vody hnilobné • odpadní vody toxické • odpadní vody s anorganickými kaly • odpadní vody s tuky a oleji • odpadní vody radioaktivní • odpadní vody oteplené • odpadní vody s mikrobiálním znečištěním / s patogenními zárodky Znečištění povrchových vod J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Vývoj čistoty řek v Českých zemích v období 1940 - 1980 J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí EO = ekvivalentních obyvatel (denní množství odpadních vod produkované jedním obyvatelem; odpadní vody produkované jinde než v domácnostech jsou přepočítávány na odpovídající počet obyvatel) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Napojení obyvatelstva na čistírny odpadních vod s biologickým stupněm v Německu v procentech: vývoj v SRN od r. 1963 do r. 1991; pravý sloupec – situace v nových spolkových zemích, tzn. bývalé NDR, v r. 1991. Vývoj biocenózy v Rýně na příkladu počtu druhů hmyzu s vodním stádiem (sloupce) ve vztahu k obsahu kyslíku ve vodě (mg/l; křivka) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Čištění odpadních vod v Česku J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Znečištění moří Vypouštění chemikálií z lodi před australským pobřežím J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Znečištění moří Výpust odpadních vod továrny u Antwerp (Belgie) do Severního moře Vypouštění odpadních vod do Baltického moře z lodě (dnes zakázáno) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Havárie ropných tankerů na moři (a opatření k omezení znečištění) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Fragmentace a degradace biotopůJ. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Těžba ropy a zemního plynu v oblasti mořského šelfu (off-shore) na příkladu Severního moře (mapa ukazuje polohu vrtných plošin, podmořských kabelů a hlavní lodní trasy). J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí 100200 600 200 300 1600 500 300 600 30 300 250 80 770 310 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 plošné zdroje bodové zdroje na pobřeží lodní doprava v 1000 t atmosférická depozice vnášeno řekami přirozené zdroje těžba off-shore kanalizace sídel jiný průmysl rafinérie dešťová kanalizace sídel jiné havárie havárie ropných tankerů úniky ze skladových nádrží na-/vykládání tankerů suché doky ropné tankery bez LOT ropné tankery s LOT (load on top) Zdroje znečištění světových moří uhlovodíky (podle Esso AG, 70. léta; nahoře novější data) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí LOT: ropné nádrže byly nadále vymývány proudem horké mořské vody, avšak výsledná směs ropy s vodou nebyla vypouštěna do moře, ale přečerpána do zvláštní nádrže. Během zpátečné plavby tankeru docházelo k oddělení těžší vody od lehčí ropy, voda byla odčerpána a nádrž shora doplněna novou ropou („load on top“). Tato inovace 70. let byla překonána vymýváním nádrží proudem samotné přepravované ropy (tzv. Crude Oil Washing) koncem 70. let. Kaspické moře: těžba ropy a zemního plynu J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Kaspické moře: těžba ropy a zemního plynu J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Několik „zátiší“ Kaspické moře: kontaminace prostředí toxickými látkami (olovo v rybích tkáních, rtuť a DDT v jezerních sedimentech) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Kaspické moře: pokles hladiny a dezertifikace okolí J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Akumulace PCB v mořském potravním řetězci; obsah PCB udáván v mg/l, resp. mg/kg tuku (pozor na „potravní vazbu“ mořští ptáci – tuleni) mořská voda sedimenty fytoplankton zooplankton bentičtí bezobratlí ryby mořští ptáci mořští savci J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Bauer, R. et al. (1995): Lerneinheit Industrie und Umweltschutz. Aufgabenfeld: Emissionen. Siemens AG, München. - upraveno UNEP/GRID-Arendal. Polar bear sub-populations and pollution. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2010. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/polar-bear-sub-populations-and-pollution. Staženo 8. 11. 2011. Koncentrace PCB ve vzorcích krve a/nebo tuku odebraných medvědům ledním z různých subpopulací. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Publikace knihy „Tiché jaro“ (1962), upozornila na negativní vlivy pesticidů (především DDT) na přírodu a lidské zdraví. Vedla k dalekosáhlému přehodnocení způsobu, jakým bylo s pesticidy zacházeno jak v USA, tak i celosvětově. Rachel Louise Carson (1907-1964) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Vývoj počtu hnízdních párů sokola stěhovavého v Německu (SRN + NDR) v letech 1950-2000. rok počet párů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Vztah mezi průměrnou tloušťkou skořápek snůšky a reziduem DDE ve vejcích poštolky pestré sbíraných v Ithace, New York v r. 1970 ( ) a stejný vztah zjištěný pomocí pokusu s DDE podávaným v potravě ( x ). J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Index tloušťky vaječných skořápek u britských krahujců v letech 1870-1980. Tloušťka prudce poklesla od r. 1947, v době kdy došlo k plošnému zavedení DDT v zemědělství. Každá tečka představuje průměrný index pro jednu snůšku, vzorek obsahuje přes 1000 snůšek ze všech oblastí Velké Británie. Skořápky byly poskytnuty pro měření muzei i soukromými sbírkami. Podle Newton & Hass (1984). J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Radioaktivně zamořené oblasti bývalého Sovětského svazu Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. Nuclear energy is not a clean alternative The legacy of the Soviet Union's nuclear activities. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2009. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/nuclear-energy-is-not-a-clean-alternative-the-legacy-of-the-soviet-union-s-nuclear-activities. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Celková depozice Caesia-137 po hávárii jaderné elektrárny v Černobylu (poločas rozpadu cca 30 let) Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. The continental scale of the Chernobyl accident. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2007. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/the-continental-scale-of-the-chernobyl-accident. Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Braniš, M (1999): Základy ekologie a ochrany životního prostředí. 2. vydání, Informatorium, Praha. Zdroj: Ahlheim, K.-H. (ed., 1981): Wie funktioniert das? Die Umwelt des Menschen. 2. vydání. Bibliographisches Institut, Mannheim, Wien, Zürich - upraveno Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Braniš, M (1999): Základy ekologie a ochrany životního prostředí. 2. vydání, Informatorium, Praha. Gobální koloběh uhlíku Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování Celkový obsah uhlíku na Zemi: cca 40 000 Gt (mdl. t). Z toho: • 35-38 000 Gt rozpuštěný anorg. C v mořských hlubinách • 3 000 Gt rozpuštěný org. C v mořských hlubinách • 600 Gt v horních vrstvách oceánů • 750 Gt v atmosféře (odpovídá cca 353 ppm C; cca. r. 1990) • 800 Gt v živých organismech – zcela převážně rostlinách (80-90 % lesy) • přes 1000 Gt odumřelé biomasy (humus, rašelina) Obrat veškerého C v atomosféře 1 x za 300 let (rostlinami) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí „Freony“ (chloro-fluorované uhlovodíky) vedou v atmosféře především ke vzniku ozónových děr nad póly, působí ale také jako skleníkové plyny. Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování Rámcová úmluva o změně klimatu (Framework Convention on Climate Change) 1992: předložena k podpisu na konferenci UNEP, Rio de Janeiro (podepsalo 155 států) 1993: přistoupila ČR 1994: vstoupila v platnost (ratifikovalo 50 států) 1996 – léto: ratifikovalo cca 160 států Členské země se mají snažit o stabilizaci koncentrace skleníkových plynů v atmosféře na úroveň, která není nebezpečná celkovému stavu klimatického systému (referenční rok je 1990). Rozvinuté státy se zavazují poskytovat finanční zdroje pro potřeby rozvojových zemí při plnění úmluvy a to zvláště těm, které jsou změnou klimatu nejvíce postiženy. Stálý sekretariát Úmluvy je v Bonnu (Německo). J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování Nárůst obsahu C (zcela převážně jako CO2 ) v atmosféře vlivem lidské činnosti: 1850-1950: uvolněno do atmosféry navíc 180 Gt C (z toho cca 150 Gt ze spalování fosilních paliv), z toho asi 1/2 absorbována oceány (podíl mýcení trop. lesů ohněm – vč. oxidace org. C z půdy (humusu) vystavené slunci) Růst koncentrace C v atmosféře: 1850: 290 ppm 1960: 310 ppm 1980: 330 ppm 1990: 353 ppm 2006: 382 ppm Průměrná zemská teplota je v současné době o 0,3 – 0,6 °°°°C vyšší než v předindustriální éře. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: nárůst koncentrace CO2 v atmosféře J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Pozor na různá časová období na ose x! (Nehodí-li se nám určitý trend, zvolíme „vhodnější“ časovou osu.) Globální oteplování: nárůst koncentrace CH4 v atmosféře J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování Průběh globální průměrné teploty za posledních 20 tisíc let J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování Průběh teploty během posledního tisíciletí a očekávaný růst teploty v 21. století J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: alternativní scénáře vývoje emisí a koncentrací CO2 a emisí SO2 do ovzduší J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Pozor: emise SO2 samy o sobě nevedou ke globálnímu oteplování (SO2 není skleníkovým plynem), působením jako kondenzační jádra v atmosféře mohou molekuly oxidu siřičitého zvyšovat oblačnost a globální oteplování spíše mírnit (ovšem za cenu další acidifikace, smogových situací atd.). Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování : příklad zpětné vazby J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování: El Niňo – Southern Oscillation (ENSO) J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování Ústup ledovců lze pozorovat na celém světě. Nahoře: Athabascan Glacier (Jasper National Park, Kanada) a Grinell Glacier (Glacier National Park, USA). J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: tání ledovců J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: stoupání mořské hladiny J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Přechodný les (boreální-opadavý listnatý) Boreální jehličnatý les Boreální les / tundra Tundra / zaledněná oblast Subtropická vegetace Jižní jehličnatý les Jižní smíšený les Východní opadavý listnatý les dnes 2060-2100 Globální oteplování Předpokládané změny vegetace vlivem globálního oteplování (východ sev. Ameriky)Zmenšování ledového pokryvu v Arktidě J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Primack (1995): Naturschutzbiologie. Spektrum, Akad. Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford; upraveno. Globální oteplování Müllerův ledový šelf na antarktickém poloostrově se rozpadá J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: stoupání mořské hladiny Starší odhady IPCC z r. 1992 J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování: stoupání mořské hladiny J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: stoupání mořské hladiny Degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování Rozsah zatopeného území na mořském pobřeží vlivem stoupající mořské hladiny (rozpínání teplající mořské vody, tání ledovců) na příkladu Bangladéše. J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: Legget, E. (1992): Nebezpečí oteplování Země. Academia, Praha Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: změny vegetace v tundře a tání permafrostu J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: změny vegetace v tundře a tání permafrostu J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: bělení korálů J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Vybělené korály (Acropora sp.) u Heron Island, Great Barrier Reef (21. 1. 2005; Autor: J. Roff) Globální oteplování: bělení korálů Polyp korálovce s hnědými autotrofními symbionty - zooxanthelami Vybělené korály Vybělený útes na Great Barrier Reef, Austrálie, 1998 J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. Climate change and tropical coral reefs, scenarios for bleaching events. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. February 2008. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/climate-change-and-tropical-coral-reefs-scenarios-for-bleaching-events. Staženo 8. 11. 2011. Globální oteplování: rozmezí procentuálních změn ve sklizni zrna J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Globální oteplování: předpokládáné dopady na člověka i přírodu J. Schlaghamerský: Ochrana přírody - degradace biotopů znečištěním prostředí Zdroj: UNEP/GRID-Arendal. Projected impact of climate change. UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. 2008. Dostupné na: http://maps.grida.no/go/graphic/projected-impact-of-climate-change. Staženo 8. 11. 2011.