Koncepty říční krajiny
Zdeněk Máčka
Z8308 Fluviální geomorfologie (2)
Fluviální systém
zjednodušená reprezentace
Schumm (1977)
Rozdíl mezi potokem /stream/ a řekou /river/?
Potok přeskočíte, řeku už ne.
FLUVIÁLNÍ SYSTÉM: interní, externí proměnné; kontrolní,
kontrolované proměnné
Nezávislé proměnné Závislé proměnné
Klima (zdroj kinetické energie) Plocha povodí
Převýšení (funkce tektonického zdvihu;
určuje potenciální energii)
Morfologie svahů
Poloha erozní báze při ústí povodí Stavba říční sítě
Litologie Půdní pokryv
Geologická struktura (pukliny, zlomy,
vrásy)
Vegetační kryt
Lidské aktivity Fauna
Odtok vody a odnos sedimentů ze svahů
Sklon vodních toků, říční vzor
Odtok vody a odnos sedimentů z povodí
Eroze a akumulace v říčních korytech
Lidské aktivity
Měřítko ve
fluviální
geomorfologii
POVODÍ
/DRAINAGE BASIN/
ÚSEK
/REACH/
morfoHYDRAULICKÁ
JEDNOTKA
DNOVÁ
MIKROFORMA
/BEDFORM/
SEDIMENTÁRNÍ TEXTURA
/SEDIMENT STRUCTURE/
ZRNO
/SEDIMENT GRAIN/
„denudační buňka“ a “jerky conveyor belt“
Roční přínos materiálu z kontinentů do oceánu: 10 mld. t
Teoreticky zarovnání povrchu kontinentů za 27 mil. let
DENUDAČNÍ BUŇKA
denudační buňka řeky Indus
(Ferguson, 1981)
• lotický/lentický ekosystém
• riparia (ripariánní zóna) /riparian zone/
• říční koridor /river corridor/
• říční krajina /riverine (river) landscape, RIVERSCAPE:
řeka a její povodí, zahrnuje přírodní a kulturní prvky a jejich interakce
(Stanford, 2006) /
ŘÍČNÍ KRAJINA
RIPARIÁNNÍ ZÓNA
Fluviální hydrosystém (Petts a Amoros, 1998)
Hydrogeomorfologie: interdisciplinární obor
zaměřený na výzkum interakcí a vazeb mezi
hydrologickými procesy a geomorfologickým
utvářením řek v prostoru a čase
Řeky jsou 3rozměrné systémy existující v čase (4. rozměr) v
nichž dochází k podélnému, laterálnímu a vertikálnímu
přenosu energie, látek a živých organizmů.
RIVER CONTINUUM CONCEPT (Vannote a kol. 1980)
Postihuje proměny vodních
organizmů
(makrozoobentos) podél
toku v závislosti na
gradientech abiotických
(fyzikálních) podmínek
Neživá organická hmota v řekách
velikostní kategorie
• Hrubá partikulovaná organická hmota (listy, větvičky, kůra, …)
/CPOM, coaarse particulate organic matter/
>1 mm
• Jemná partikulovaná organická hmota
/FPOM, fine particulate organic matter/
0,05–1mm
0,5 μm – 0,05 mm velejemná partikulovaná organická hmota (včetně
mikroorganizmů) /UPOM, ultrafine particulate organic matter/
• Rozpuštěné organické látky /DOM, dissolved organic matter/
<0,5 μm
Funkční trofické skupiny vodních organizmů /guilds/
podle způsobu příjmu potravy, nikoliv jejího složení
kouskovači (drtiči) /shredders/ - rozmělňují a požírají
alochtonní (terestrický) organický materiál (zdroj
potravy: CPOM)
spásači /grazers/ - požírají autochtonní biologický
materiál (řasy, vodní rostliny), např. škrábači /scrapers/ ústa
přizpůsobená k seškrabávání potravy z pevného
podkladu (zdroj potravy: autotrofové)
sběrači /collectors/ - zachytávají organické částice
rozptýlené ve vodě, např. filtrátoři /filtrators/ - využívají
síťky, brvy, vějířky (zdroj potravy: FPOM)
dravci /predators/ (zdroj potravy: heterotrofové)
Horní tok: 1.–3. řád
Střední tok: 4.–6. řád
Dolní tok: >7. řád
Postihuje vliv přehradních nádrží na
charakter lotických ekosystémů
– fyzikální parametry (např. teplota)
– populace (např. abundance)
– společenstva (např. druhová diverzita)
– ekosystémy (např. fotosyntéza/respirace)
Plná čára – průběh parametru podél nenarušeného říčního kontinua
Přerušovaná čára – vliv nádrže na změnu parametru
SERIAL DISCONTINUITY CONCEPT (Ward a Stanford, 1983)
CPOM/FPOM
světlo u dna
zrnitost dnového substrátu
diurnální teplotní amplituda
druhová rozmanitost
Posun hodnot parametrů vodního toku a změna jejich
velikosti v důsledku antropického vlivu (přehrad)
DD … discontinuity distance (X)/posun parametru/; Xpos, Xneg, X0
PI … parameter intensity (Y) /hodnota parametru/; Ypos, Yneg, Y0
Hierarchical framework for stream habitat classification
(Frissel a kol., 1986)
Vodní organizmy v řekách (rozšíření, charakter a fungování společenstev) závisí na
abiotických stanovištních podmínkách (struktura a dynamika fyzického prostředí)
/physical stream habitat/
Koncept doceňuje vliv okolního povodí na utváření říčních habitatů
Stanovištní podmínky se mění s prostorovým měřítkem a v čase
Založen na pozorování v menších horských zalesněných povodích
Flood-pulse concept (Junk a kol., 1989)
• Řeka a niva jsou dvě integrované části
jediného dynamického systému
• Hlavní jednotící silou jsou pulzující
vodní stavy (zaplavování), které určují
pohyb látek a organizmů přes hranici
mezi korytem a nivou
• ATTZ = aquatic/terrestrial transition
zone
Původně založen na pozorování velkých tropických řek s
pravidelným, každoročním opakováním dlouhotrvajících
záplav. V mírných šířkách přicházejí povodně více
nepravidelně a mají krátké trvání.
• flood-pulse – voda se rozlévá do nivy,
flow-pulse – vodní stav kolísá v rámci
kapacitního koryta
Flood-pulse concept
mírný pás
Four dimensions od connectivity in streams
(Ward, 1989)
Posun od konceptů s konektivitou ke konceptům s diskonektivitou (mozaika plošek
/habitat mosaic/, hierarchické uspořádání /nested hierarchy/)
Dynamika plošek v lotických systémech: řeka jako mozaika
/shifting habitat mosaic/
Hydrologické a geomorfologické procesy určují:
• typy přítomných habitatů (plošek)
• sílu, trvání a frekvence vazeb (propojení) mezi habitaty
(ploškami)
Obousměrnost --- biota plošky
(vegetace) zpětně modifikuje
hydrogeomorfologické procesy
Příklady modelů
lotických ekosystémů:
GEOMOD
RHESSys
RIFLS
Segment říčního koridoru řízený ekosystémovým inženýrem –
příklad bobří krajiny
Propojené skladebné prvky říční krajiny
Stanford et al. (2005)
• NIVA
– Parafluviální katéna
• Trvale napojená ramena (eupotamon)
• Parafluviální zóna
• Koryta přítoků
– Ortofluviální katéna
• Aktivní akreční plochy
• Pasivní akreční plochy
• ŘÍČNÍ TERASY
• ÚDOLNÍ SVAHY
Nyack floodplain
Middle Flathead River, Montana
Morávka u Skalice
scroll bars