V a VI. Biogeochemické toky P a N Boundary N: < 35 million tonnes of N fixed from the atmosphere per year Current level: 121 million tonnes per year Diagnosis: Boundary far exceeded and effects worsening Boundary P: < 11 million tonnes of P to flow into the oceans per year Current level: 9 million tonnes per year Diagnosis: Boundary not yet exceeded Změny - ovlivňování biogeochemických cyklů P a N s důsledky: 1) na lokální až regionální úrovni náhlé změny v jezerních a mořských ekosystémech (např. anoxie v jezerech a Baltickém moři) 2) nelineární změny z oligotrofního stavu do eutrofního Dusík Dusík - lidskou aktivitou je dnes přeměněno více N2 na reaktivní formy N, než ve všech terestriálních procesech dohromady - Haber-Bosch 80 MtN/yr, leguminózy 40 MtN/yr, spalování fosilních paliv 20 MtN/yr, spalování biomasy 10 MtN/yr Dusík - lidskou aktivitou je dnes přeměněno více N2 na reaktivní formy N, než ve všech terestriálních procesech dohromady - Haber-Bosch 80 MtN/yr, leguminózy 40 MtN/yr, spalování fosilních paliv 20 MtN/yr, spalování biomasy 10 MtN/yr Dusík - primární důvod výroby reaktivních forem N ? - většina končí ve vodě - eutrofizace - či v atmosféře - N2O je významný skleníkový plyn + O3 „rozkladač“ - nebezpečné je celkové snižování pružnosti planetárních subsystémů v důsledku vnášení velkého množství reaktivního N do Zemského systému (skleníkový jev + úbytek ozónu + hypoxie vod) Fosfor – přirozený cyklus Fosfor – cyklus ovlivněný člověkem Fosfor - primární zdroj P v ekosystému – zvětrávání či těžba apatitu - lidskou činností proudí do oceánů 8-9x větší množství P než přirozeně - z 20 MtN/yr průmyslového fosforu skončí polovina v mořích - přítok P do oceánů zvyšuje riziko anoxických událostí, práh nastání této události je ale zatím nejasný Dopady těžby guana na ostrůvku Nauru and phosphate cascade Fosfor + dusík = anoxické zóny v mořích Fosfor + dusík = anoxické zóny v mořích Vznik a zánik anoxických zón – ne vše jasné Vznik a zánik anoxických zón – ne vše jasné VII. Globální spotřeba vody Boundary: No more than 4000 km3 of fresh water consumed per year Current level: 2600 km3 per year Diagnosis: Boundary will be approached by mid-century Nedostatek sladké vody - člověk je dominantní silou měnící globálně tok vody v řekách - přibližně 25 % vody z povodí vůbec nedoteče do oceánů - vážné důsledky pro stav biodiverzity, produkci potravin, zdravotní rizika, snižování pružnosti ter. a aqua. ekosystémů Colorado Aralské Jezero - Kazachstán, Uzbekistán Aralské Jezero Aralské Jezero - Kazachstán, Uzbekistán - 2005 postavena přehrada mezi S a J částí - co následovalo? Aralské Jezero - Kazachstán, Uzbekistán - 2005 postavena přehrada mezi S a J částí - co následovalo? Aralské Jezero Lake Hamoun – Irán, Afghanistán Lake Turkana Keňa ??? blahobyt x přírodní dědictví Odvětví spotřeby vody Oblasti a příčiny nedostatku vody VIII. Změna využívání krajiny Boundary: No more than 15 % of ice-free land to be used for crops Current level: 12 % Diagnosis: Boundary will be approached by mid-century Změna využívání krajiny - poháněno expanzí zemědělství a jeho intenzifikace - posledních 50 let byly lesní a další ekosystémy měněny na zemědělskou půdu rychlostí 0,8% ročně - hlavní síla řídící ztrátu ekosystémových funkcí a služeb (např. produkce potravin a cyklus vody), ztrátu biodiverzity a podkopává lidský blahobyt a dlouhodobou udržitelnost Změna využívání krajiny - poháněno expanzí zemědělství a jeho intenzifikace - posledních 50 let byly lesní a další ekosystémy měněny na zemědělskou půdu rychlostí 0,8% ročně - hlavní síla řídící ztrátu ekosystémových funkcí a služeb (např. produkce potravin a cyklus vody), ztrátu biodiverzity a podkopává lidský blahobyt a dlouhodobou udržitelnost - maximální únosná míra přeměny ekosystémů na zeměd. půdu je přibližně 15 % nezaledněné plochy souše – v současnosti je to 12 % - při překročení únosné míry využívání v určitém regionu může dojít k náhlé změně charakteru krajiny - např. nadkritická přeměna Amazonských pralesů na zemědělské plochy či pastviny může „skokově“ změnit celý charakter povodí na polosuchou savanu Změna využívání krajiny - poháněno expanzí zemědělství a jeho intenzifikace - posledních 50 let byly lesní a další ekosystémy měněny na zemědělskou půdu rychlostí 0,8% ročně - hlavní síla řídící ztrátu ekosystémových funkcí a služeb (např. produkce potravin a cyklus vody), ztrátu biodiverzity a podkopává lidský blahobyt a dlouhodobou udržitelnost - maximální únosná míra přeměny ekosystémů na zeměd. půdu je přibližně 15 % nezaledněné plochy souše – v současnosti je to 12 % - při překročení únosné míry využívání v určitém regionu může dojít k náhlé změně charakteru krajiny - např. nadkritická přeměna Amazonských pralesů na zemědělské plochy či pastviny může „skokově“ změnit celý charakter povodí na polosuchou savanu PŘEMĚNASUCHOZEMSKÝCHBIOMŮ IX. Chemické znečištění Boundary: Not yet identified Plastikové kousky v ŽP - PET, PA and polyacryl fibres are not included http://zpravy.ihned.cz/svet/c1- 61959170-misto-zmizeleho-boeingu- nasli-novy-kontinent-tvori-jej-tuny- plastoveho-odpadu Nature, Septempber 2015 Nature, Septempber 2015 Oázy života „For some microbes, plastic is the equivalent of a hotel buffet table. Any hard surface in the ocean becomes a collection plate for nutrients...“ X. Emise atmosférických aerosolů Boundary: Not yet identified Emise atmosférických aerosolů - důsledky 1) Ovlivnění klimatického systému 2) Škodlivé účinky na lidské zdraví ad 1) globální koncentrace aerosolů je od prům. rev. dvojnásobná aerosoly ovlivňují: - radiační rovnováhu planety zvýšeným odrazem do vesmíru - hydrologický cyklus změnou mechanizmu tvorby srážek - cirkulaci asijských monzunů - aerosoly nad Indo-Ganžskou plání více zahřívají atmosféru, zatímco dochází k ochlazování povrchu - dochází tak k posunu srážek do oblasti Himalájí a změnu časového rozvržení Znečištění atmosféry nad indickým oc. 8-12.12. 2004 zlatá barva – větší částice (písek, soli) červená barva – menší částice (spalování fosilních paliv či vegetace) Znečištění atmosféry pod Himalájemi 16.12.2004 smog nad tokem Gangy 7.11.2007 smog nad Pákistánem a Indií Globální přenos znečištění přenos oblaku CO z Číny do USA – květen 2000 Emise atmosférických aerosolů - důsledky 1) Ovlivnění klimatického systému 2) Škodlivé účinky na lidské zdraví ad 2) částice PM2,5 zodpovídají za: - 3 % úmrtí na kardiovaskulární choroby - 5 % tracheální, bronchiální a plicní rakoviny - 1% úmrtí akutních respiračních onemocnění dětí - 0,8·106 předčasných úmrtí/rok kvůli průmyslovému zneč. - 1,6·106 předčasných úmrtí/rok kvůli vnitřnímu zakouření - 0,3·106 předčasných úmrtí/rok prašností v povolání - většina případů v rozvojových Asijských zemích Jak se k této situaci postavit?