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 ■ o a. 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 |ower air humidity šíření rostlin adaptovanýchpenetratJon of p|ants adaptec na narušování prostřed> tQ disturbance více padlých stromů {otevření porostu) more faMen trees (opening up c 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 1ha 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 -Q 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% »TEIE»»JAUK 4 Braunau-Simbach S Otembenj-lmlfng 2 Enng-RbmrbWr + Bchardinq-Haihau* (Hagenauer budil) 5 Paaeau-lncjling I i;v li.vi- der H urti.i1..t Hi. r: A I t MiriJitmpelle.wegiirrui Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation Izolace biotopů vlivem přírodních i antropogenních překážek Isolation of habitats due to natural and anthropogenic barriers forests separated by a road 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) Kuba CO c co !d o. E ca T3 C CÖ "O " £ = .co CD n E D C CO a> "o a> Q. C O S c CD > O XI O >Q) CÖ o a £ N W O Q. (0 O C E ■o .s o CL Hispaniola Portoriko Redonda Saba ^ 100 10 Montserrat Kuba Hispaniola Jamajka Portoriko Montserrat Saba Redonda 105 104 103 10^ 10 Rozloha ostrovů (čtvereční míle) 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 S© MSI obiast od oblasti a závisí na zkoumané živočišné skupině, aie 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 Fta, 1, Ttie fioutlitrn tip ůf Florida atid tJie Florida Keyg. The rectangles enclo&e tlie eiperimental areas ihowii in detail in Fisurei 3-5. Jižní výběžek Floridy s ostrůvky Florida Keys: Umístění experimentálních ploch (obdélníky) Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation island in the cxjjcrinifntat series; note alsn the presence Fio. 8, Upper; Ttw aťaSoJ-diti^ constructed around btf> of supratirEnl mu-rl complete except for the tup walkway Lawcr; the fumi- gation tent over E7. Fragmentace a degradace biotopů / Habitat fragmentation and degradation ]. The colonization turves of four atrial! mangrove istajids in (be lower Florida Keys whose entire faunas, consisting almost solely of arthropedsr were exterminated by h&tPtyE brnniide fumigation. The figures (ibn-urn are the estimated numhers 6f species present, which are the actual numbers seen plus a small fraction not seen but inferred to be present by the criteria, utilized by Sinlberloff and Wilson (1965) and SlmberlOrT (1969). The number of species in an inverse function of the distance of the island to the nearest source of immigrants. Tins effect was evident En the predefaunatifw censuses and was preserved when, the faunas regained equilibrium after aefaunatton, Thus, the near island E2 has the most species, the distant island El the fewest, and the intermediate: islands, and 5>T2 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 částečně chráněný ekosystém partially protected fecosystem B (á řeka river menší Q rezervace smaller reserve. Lepší varianta rozdělená rezervace CD devided reserve mene rezervací fewer reserves izolované rezervace isolated reserves izolované (Wh \r\(~\ rezervace \^2y V_y i V_y V_y i isolated reserves ochrana stejnorodého biotopu conservation of a homogenousjhabitat H irregular reserves managed separately nepravidelný tvar hape 300 ha rezervace S:j 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 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 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 _ . ..... o 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 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 l 9 •4 1960 ííssšil—.. > a* 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.