Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Types of plain forest clearings created by eariy Neolithic farmers Mýtiny v nížinných lesích jak je vytvářeli neolitičtí zemědělci Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Fragmentation and disappearance of woodland in territories of Go It o, Porto Mantovano and Marmirolo (province of Mantova) In 1778, 1860 and 199«. Only Bosco della Fontána now survives in these areas n ▲ 5 km mgama Lesní ostrůvek v kulturní krajině Friulské nížiny (sev. Itálie) Forest island in the cultural landscape of the Friuli plain (northern Italy) Fragmentace a úbytek lesů na územích Goito, Porto Mantovano a Marmirolo (provincie Mantova, sev. Itálie) Fragmentation and deminution of forests in the territories of Goito, Porto Mantovano and Marmirolo (Mantova province, northern Italy) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Zbytky nížinných lesů (habrových doubrav) v Pádské nížině (Itálie) Remains of lowland forests (oak-hornbeam woods) in the Po Plain (Italy) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Úbytek a fragmentace plochy lesů (černě) v hrabství Warwickshire (Anglie) Reduction and fragmentation of forest area (black) in Warwickshire (England) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Pohled na amazonský prales (nahoře), dva pohledy do I interiéru neotropického deštného lesa (vlevo) View on the Amazon primary forest (above), two views into the interior of neotropical rain forests (left) Největší současnou hrozbou pro zachování biodiversity je odlesňovaní v tropech a to jak deštných pralesů tak rostlinných společenstev vyšších poloh či sušších oblastí, (see next page) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation The most severe threat to biodiversity conservation is deforestation in the tropics both of rain forests and plant communities of higher altitudes or drier areas. Paseka vzniklá mýcením tropického lesa za pomoci ohně (vlevo) Opening caused by slash and burn clearing of a tropical forest (left) Plavení vytěženého dřeva na Borneu (vpravo) Floating of logged timber on the island of Borneo (right) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation B achman's Warbler Male M« $ Cludu&w Lesňáček Bachmanuv (Vermivom bachmanii) byl jedním z prvních neotropických tažných ptáků, který vyhynul vinou odlesnění tropů - konkrétně na svém zimovišti na Kubě (hnízdil v sev. Americe, naposled pozorován v 60. letech 20. století). Bachmans Warbler (Vermivora bachmanii) was one of the first neotropical migratory birds driven to extinction due to the deforestation of the tropics, that is of its wintering grounds on Cuba (bred in N. America, last observed in the 1960s) B achman's Warbler Female Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Výsledek tradičního postupu při kácení deštného pralesa (I) a postupu při kterém je zachována polopřirozená lesní vegetace a jsou pěstovány plodiny na malých plochách (II). The result of a traditional procedure of felling a tropical primary forest (I) and of a procedure maintaining a semi-natural forest vegetation and cultivating crops in small plots (II). Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Úbytek tropických lesů / Decline of tropical forests Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Fragmenty tropického deštného lesa ponechané za účelem ochrany přírody a výzkumu v Amazonii (projekt Lovejoy): vlevo ostrůvek 10 ha, vpravo ostrůvek 1 ha) Tropical rain forest fragments set aside for conservation and research purposes in Amazonia (Lovejoy project): to the left a 10 ha forest island, to the right an 1 ha island Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Various consequences of habitat fragmentation, measured from the edge towards the interior of fragments of Amazonian rain forest. The bars indicate how far the individual effects penetrate into the forest. For instance butterflies adapted to antropogenic disturbance migrate up to 250 m into the forest and relative air humidity is markedly lower even 100 m from the forest edge. Obr. 2.15 Různé následky fragmentace stanoviště, měřeny od kraje směrem dovnitř fragmentu amazonského deštného lesa. Sloupce značí, jak hluboko do lesa dotyčný vliv proniká. Například denní motýli adaptovaní na lidské narušení prostředí migrují až 250 m dovnitř lesa a relativní vlhkost vzduchu je znatelně nižší ještě 100 m od okraje pralesa. (Laurance & Bierregaard, 1997) O > o CL T> O 0 proměnlivější teplota vzduchu more variable air temperature nižší hustota olistění "ower density of folliage nižší půdní vlhkost lower soil moisture nižší vzdušná vlhkost |0wer air humidity šíření rostlin adaptovaných etratJon Qf |ants adaptec na narušování prostřed, tQ disturbance více padlých stromů {otevření porostu) more faMen trees (opening up o the stand) změny ve druhovém složení ptáků changes in bird species composition . x ,L ., t changes in the species composition of invertebrates in změny ve druhovém složeni bezobratlých v opadu ^ |j^er |ayer šíření brouků adaptovaných na narušování prostředí penetration of beetles adapted to disturbance šíření motýlů adaptovaných na narušování prostředí penetration of Lepidoptera adapted to disturbance 50 100 150 200 250 300 350 Vzdálenost průniku jevu od okraje (metry) Distance from the edge (m) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Malá ztráta plochy může vést k znásobení okrajového efektu A small loss in area can multiply the edge effect vnitřní plocha = 64 ha inner area Bíjaj = 3áp| edge B ^ inner area te^vnitřní plocha = 8,7 ha inner area vnitřní plocha = 8,7 ha railway 1MI It II It lil 1111111111 'j I111111'11111"111111131 track I inner area (vnitřní plocha = 8,7 ha 1 inner area j vnitřní plocha] = 8,7 ha ! road vnitřní plocha = 8,7 ha x 4 = 34,8 ha inner area Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Rušení lidskou činností podél okrajů lesa výrazně zmenšuje skutečnou plochu využívanou mnohými zvířaty / Human disturbance along the edges of a forest decreases substantially the actual area utilized by many animals 1 ha 1ha Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Pravděpodobnost pozorování drozda Hylocichla mustelina v zralém porostu ve státě Maryland (USA) v závislosti na rozloze porostu Probability to observe the trush Hylocichla mustelina in a mature forest stand in Maryland (USA) in dependence on the stand area 100 r o >r N ~ Q--S w -s E °- o c T3 O o ■■♦= o. ro > T> Üi (C V) n Q. O 0,1 0,3 1,0 3,2 10 32 100 320 Lesní plocha (v ha, logaritmická škála) Forest Area (in ha, logarithmic scale) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation 100% 30 10 Vliv přítomnosti a počtu sportovních rybářů na břehu na počet hnízd vodních ptáků v chráněném území Hagenauer Bucht (Rakousko/Německo: řeka Inn) Effect of the number of sport anglers at the waterside on the number of waterbird nests in the reserve Hagenauer Bucht (Austria/Germany: River Inn) 30% 10% A ftrnuniu-Slmbacti 2 I I 111.1 I •.(•.«■'.••: CÍ , (Hagenauer Bucht) 5 Obcmberg-lgglfmcj 4 Bdiirdinq-NcuhaiM 5 P—aau-lnqling (MB* Wald lit Biriht hnprlk! woji-nu Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Izolace biotopů vlivem přírodních i antropogenních překážek Isolation of habitats due to natural and anthropogenic barriers listnaté lesy oddělené jehličnatým porostem braodleaved forests separated by a coniferous stand Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation The number of species on an island can be predicted based on the area of the island: the chart shows the number of reptiles and amphibians on 7 Caribean islands. Obr. 2.5 Množství druhů na ostrově lze předpovědět podle plochy ostrova. V grafu je znázorněn počet druhů plazů a obojživelníků na sedmi ostrovech v Karibiku. Množství druhů na velkých ostrovech, jako je Kuba a Hispaniola, značně převyšuje počet na malých ostrovech jako Saba a Redonda. (Wilson, 1989) c — 1 i_i_i_i_i_| W 105 10* 103 10z 10 1 0) co Rozloha ostrovů (čtvereční míle) c/) Island Size (square miles) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Podle modelu ostrovní biogeografie roste počet druhů na ostrově s růstem jeho plochy. To znamená, že pokud je plocha ostrova redukována na 50 %, očekávané snížení počtu druhů bude asi o 10 % (A); při redukci původní plochy na 10 % bude ztráta počtu druhů činit 50 % (B). Tvar této závislosti se liší oblast od oblasti a závisí na zkoumané živočišné skupině, ale tento model poskytuje obecný pohled na vliv destrukce stanovišť na vymírání druhů a přežívání druhů ve zbylém prostředí. Plocha chráněného území {%) Area of reserve (%) According to the model of island biogeography the number of species increases with the increase of its area. This means that if the island area is reduced by 50 %, the expected decrease in species number will be about 10 % (A); in case of a reduction of the original area to 10 % the loss of species will amount to 50 % (B). The shape of the curve may differ from region to region and depends on the group of animals studied, but this model provides a general view on the effect of habitat destruction on the extinction of species ^nd their survival in the remaining habitat. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation počet druhů-► species number Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Pokusy k ostrovní zoogeografii - D. S. Simberloff a E. O. Wilson Experiments on island zoogeography - D. S. Simberloff a E. O. Wilson Fir L The southern tip ůf Florida and the Florida Keys. The rectangles enclose tlie fliperimental areaj shotfii in detail in Figure* 3-5. Jižní výběžek Floridy s ostrůvky Florida Keys: Umístění experimentálních ploch (obdélníky) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation FlG. 2. Upper; Island Elh the swOnd smallest island itl the experimental series. Lower.- Island E9, The largest island in the experimental series; note alsn the presence of supraticEal mud. Fifn 8, Upper; The *caířoJdiri^r constructed around E7t complete except Jar the tup walkway LifWtr; the fumigation tent over E7. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation i i —i-1-1-*-<-1-p-1-1—jt—i-1—i Fig. L The colonisation curves four small mangrove islands in the lower Florida Ktys whose entire Íauras, consisting almost solely of arthropods, were exterminated by methyl bríwnide fumigation, The figures ihmiin are the estimated numbers of species present, which are (He actual numbers seen plus a small fraction not seen but inferred to be present by the criteria utilized hy Simberloff and Wilsurt (I960) and Slnlberloff (1969). The number of ■■■ ■ ics in an inverse function of the distance of the inland to the nearest source of immigrants. Tins effect was evident in the predeiaunatifm censuses and was preserved when the faunas regained equilibrium after deíaunatton. Tlum. the near island £2 has the most species, the distant island El the fewest, and the intermediate islands, E3 and ST2 intermediate numbers of species. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation The principles of designing reserves based on the theory of island biogeography. Imagine that the reserves are "islands" of original communities surrounded by land not suitable for life (of these communities) due to human activities as agriculture or industrial production The application of these principles is still investigated and discussed, but generally it is accepted that the principles shown in the right column are the better alternative to those shown on the left. Principy navrhování rezervací založené na základě teorie ostrovní biogeografie. Představte si, že rezervace jsou „ostrovy" původních společenstev obklopených pevninou, která je neobyvatelná vlivem lidské činnosti, jako je zemědělství, pastevectví nebo průmyslová výroba. Aplikace těchto principů v praxi je stále zkoumána a diskutována, ale všeobecně jsou principy zobrazené vpravo považovány za vhodnější než principy zobrazené vlevo. (Shafer, 1997) _JU Horší varianta Lepší varianta částečně chráněný ekosystém partially protected fecosystem B menši rezervace smaller reserve. rozdělená rezervace CD devided reserve mene rezervací fewer reserves izolované rezervace isolated reserves F j izolovaná I rezervace 1 isolated reserves ochrana stejnorodého biotopu O o oo conservation of a homogenousjhabitat H irregular nepravidelný tvar hape 300 ha rezervace S:j reserves managed separately mm only large reserves pouze velké rezervace jednotlivě řízené rezervace vyloučení lidí Q „stop 300 ha rezervace plně chráněný ekosystém entirely protected ecosystem větší rezervace larger reserve celistvá rezervace více rezervací integer reserve more reserves rezervace propojené koridory „našlápne kameny" usnadňující migraci ochrana mozaiky různých biotopů (např. hory, jezera, lesy) pravidelný tvar rezervace (méně okrajových efektů) směs velkých a malých rezervací reserves connected by corridors stepping stones facilitating migration conservation of a mosaic of different habitats (e.g. mountains, lakes, forests) regular shape of the reserve (minimizing edge effects) mixture of small and large reserves oblastně řízené rezervace reserves managed regionally excluding people začlenění lidi; including people, ochranná pásma buffer zones Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation STANDARDNÍZONACE V BIOSFÉRICKÉ REZERVACI □ Standard zonation of Biosphere Reserves jádrová zóna core zone í zóna buffer zone zona transition zone monitoring výzkumná stanice settlements monitoring research station tourism and turistika a rekreace leisure activities a výcvik education and training VI/ / f Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Litovelské Pomoraví (Morava River Valley near Litovel) Protected Landscape Area CHKO LITOVELSKÉ POMORAVI 0 1 2 3 4 5 km Slěpánoí Bílá Lhota _» hranice CHKO zóno 1 láno II lóno Hi boundary zone I zone II zone III Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation EECONET-the Pan-European Ecological Network kiKová území EEcoNET core areas §§§§ zóny zvýäené péče o krajinu EECONET [/Vi P^bch biokoridorů EECONET course of biocorridors 2:ones of more intense landscape mgmt Javorina - Certoryje Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Prostupnost krajiny pro velké savce Kategorizace polygonů UAT podle délky potenciálních bariér převzato z: Anděl et al. 2005 Legenda | méně nei 0,00 knVkm2 ffi 0.06 - 0,12 knVkm2 vice rtei 0.12 kmfrm2 HtnllVtftlVD ;jvornihn protnuli 4- EVER NU Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation I. vojenské mapování - 240 let (cca) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation II. vojenské mapování -190 let (cca) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Převod map na polygony I. vojenské mapování - 240 let (cca) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation ^ . ..... • I. vojenské mapování Polygony dle biotopu . 240 let (cca) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Polygony dle biotopů II. vojenské mapování -190 let (cca) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation W 7 x^c^^, ... _ ortofoto [rok 2006) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Jediná kontinuita v krajině za posledního čtvrt tisíciletí... Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Kulturní krajina Evropy doznala v průběhu 20. století dramatických změn (na obrázcích vpravo vývoj okolí fiktivní vesnice v západ. Německu od r. 1960 do r. 1980), rychlost těchto změn a přesný časový průběh ovšem záležel na konkrétním regionu. Rozmanitá, mozaikovitá venkovská krajina s rozmanitou florou a faunou byla mnohde vystřídána neosobní krajinou s napřímenými toky, velkými lány polí, bez mezí, hájků a stromořadí, intensivně využívanou za nasazení značných dávek hnojiv a pesticidů. Druhová diversita poklesla na minimum, tvořené několika přizpůsobivými druhy. In the course of the 20th century the cultural landscape of Europe has undergone dramatic changes (on the pictures on the right the development of a fictive village in West Germany from 1960 to 1980), the speed and exact timing depended, of course, on the given region. The diverse, mosaic-patterned countryside with a diverse flora and fauna was often replaced by an impersonal landscape with channelized water courses, large fields, bare of balks, woods and alleys, intensively managed with the heavy use of fertilizers and pesticides. Species diversity decreased to a minimum of a few adaptable species. > á 1 \ w 4 * t \ f 1 V i i 9 •4 1960 ííssšil—.. > 3* á i \ w 4 4 r \ 1970 1980 Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Obr. 2.2 Bífe kvetoucí švihlík krutiklas [Spiranthes spiralis, čeleď vsta-vačovité) se kdysi roztroušeně vyskytoval v České republice na suchých pastvinách (šedé čtverce), především na těch, které byly spásány ovcemi. S úbytkem pastvin tohoto typu zmizela i naleziště této drobné orchideje. Aktuální výskyt na dvou lokalitách (černé čtverce) představuje jen žalostné zbytky někdejšího rozšíření. Tento druh, který je zařazen mezi kriticky ohrožené druhy ČR, vymírá nejen v celé střední Evropě, ale např. i v Nizozemsku, kde zbývají také jen dvě lokality. (Údaje byly převzaty z Čeřovský et al. 1999; viz box. 3,6) m T3 *V» I Svihlík krutiklas The orchid Spiranthes spiralis, (Autumn Lady's Tresses) used to grow scattered across the Czech Republic on dry pastures (grey quadrates), in particular such grazed by sheep. With the decline of these pastures also the localities of this small orchid disappeared as well. The current occurrence at two sites (black quadrates) presents a mere relict of its former distribution. This species, listed as critically endangered in the Czech Republic, is not only going extinct in all of Central Europe but also, e.g. in the Netherlands, where also only two localities remain. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Large areas of corral reefs will be damaged or destroyed by human activity in the course of the next 40 years, if no new conservation measures shall be adopted. Obr. 2.11 Rozsáhlé oblasti korálových útesů budou poškozeny nebo zničeny lidskou aktivitou v průběhu nejbližších 40 let, pokud nebudou zavedeny nové způsoby jejich ochrany. (Bryant et al., 1998) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Teórie mozaikového cyklu Mosaic Cycle Theory Arrows indicate the normal direction of the cycle in a natural forest. Their thickness indicates the level of diversity and faunistic importance. The segment present in a even-aged commercially managed forest is given by the array of thin lines. The rejuvenation phase is followed by the thicket phase, the optimum phase, the phase of selective logging, the phase of disintegration and the meadow phase (maintained over longer periods by large grazers). The cycle runs asynchronic in stands of a larger forest area, creating a mosa of different succession stages. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation A. Patnáct „horkých míst" tropických deštných lesů s vysokou mírou endemismu, významně ohrožených bezprostředním vymíráním druhů. Zakroužkované oblasti: čtyři ostrovní „horká místa": Karibské ostrovy, Madagaskar, ostrovy v Indickém oceánu, ostrovy Sundské a Wallisovy oblasti. Oblast Polynésie-Mikronésie pokrývá velký počet tichomořských ostrovů včetně Havajských, Fidžijských, Samojských, Mariánských a francouzské Polynésie. Zakroužkovaná písmena označují tři zbývající neporušené oblasti tropického lesa různého rozsahu. Fifteen "hot spots" of tropical rain forests with a high degree of endemism significantly threatened by immediate extinction of species. Areas in circles: four insular "hot spots": Carribean Islands, Madagascar, islands in the Indian Ocean, islands of the Sunda and Wallis area. The area of Polynesia-Micronesia covers many Pacific islands including those of Hawai, Fidji, Samoa, the Marian Islands, and of French Polynesia. Letters in circles indicate the three remaining areas of non-disturbed rain forest of various size. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation 24. Nový Zéland B. Deset „horkých míst" v dalších ekosystémech. Mediteránní vyznačená čárou. Ten other "hot spots" in other ecosystems. The Mediterannean area is marked by a line. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Large-scale protected areas in the Czech Republic VELKOPLOŠNÁ CHRÁNĚNÁ ÚZEMÍ V ČESKÉ REPUBLICE Národní parky National Parks 1 Chráněné krajinné oblasti Protected Landscape Areas Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Obr. 4.5 Lokalizace registrovaných biosférických rezervací (tečky). Nedostatek rezervací je zřejmý v takových biologicky významných oblastech, jako jsou Nová Guinea, indický subkontinent, jižní Afrika a Amazonie. (UNESCO, 1996) Situation of registered biosphere reserves (dots). A lack of reserves is apparent in such areas important for biology as New Guinea, the Indian subcontinent, South Africa and Amazonia.