I. Integrita biosféry – genetická x funkční Ztráta biodiverzity - dnes probíhá 6. velké vymírání druhů v historii Země - poprvé důsledkem lidské činnosti - ohroženo vyhynutím 13 % druhů ptáků, 23 % savců a 25 % jehličnanů, 41 % obojživelníků, 54 % cykasů - Hmyz? Ztráta biodiverzity ? Ztráta biodiverzity ? - pro hmyz, chybí kvalitní data - úbytek některých druhů (př. motýli, vážky, střevlíci…) - jiné druhy nepostižení, především škůdci (př. mšice) - některé druhy přibývají - Homogenizace druhů - Funkční biodiverzita zachována Funkčníbiodiverzita Význam biodiverzity Funkční biodiverzita • zajištění a udržení ekosystémových funkcí a služeb • udržení odolnosti a pružnosti ekosystémů – obzvlášť důležité v rychle se měnícím prostředí (klima, pH, atd.) Význam biodiverzity Funkční biodiverzita • zajištění a udržení ekosystémových funkcí a služeb • udržení odolnosti a pružnosti ekosystémů – obzvlášť důležité v rychle se měnícím prostředí (klima, pH, atd.) Druhová biodiverzita • každý biologický druh = unikátní strategie přežití • zásobárna know-how pro farmaceutický, chemický, technický, stavební ... průmysl (50% léků rostlin. původu) • zdroj estetického zážitku • hodnota života sama o sobě 0 40 80 0 40 80 0 40 80 Percentage Species Affected Mammals Amphibians Birds Habitat Loss Over-exploitation Invasive Species Human Disturbance Pollution Natural Disasters Species Dynamics Incidental Mortality Disease Persecution Příčiny ztráty biodiverzity = řešení Problém evolučních pastí - vytvoření takového prostředí, ve kterém instinktivní chování živočichů (i celých populací) vede k záhubě (v krajním případě) „ Do you prefer the thing that's worse for you?“ III a IV. Biogeochemické toky P a N III. Úbytek stratosférického ozónu III. Úbytek stratosférického ozónu Diagnóza III. Úbytek stratosférického ozónu Boundary: Average conc. of stratospheric O3 no lower than 276 Dobson units Current level: 283 Dobson units Diagnosis: Safe, and improving Historie objevů Historie objevů spojených s úbytkem O3 1974 - 1 atom Cl rozloží zhruba 100 000 molekul O3 Historie objevů spojených s úbytkem O3 1978 – CFC jako hnací plyn ve sprejích zakázán (v USA) - spotřeba v dalších aplikacích však stále prudce roste 1991 Historie objevů spojených s úbytkem O3 1978 – CFC jako hnací plyn ve sprejích zakázán (v USA) - spotřeba v dalších aplikacích však stále prudce roste 1991 Historie objevů spojených s úbytkem O3 1978 – CFC jako hnací plyn ve sprejích zakázán (v USA) - spotřeba v dalších aplikacích však stále prudce roste 1984 - V Halley Bay v Antarktidě naměřen 40% úbytek O3 - tak dramatickému úbytku nevěřili a hledali způsob ověření - dramatický pokles ověřen i v další stanici 1000 mil daleko Historie objevů spojených s úbytkem O3 1978 – CFC jako hnací plyn ve sprejích zakázán (v USA) - spotřeba v dalších aplikacích však stále prudce roste 1984 - V Halley Bay v Antarktidě naměřen 40% úbytek O3 - tak dramatickému úbytku nevěřili a hledali způsob ověření - dramatický pokles ověřen i v další stanici 1000 mil daleko – nezvratný důkaz, že nad sebou likvidujeme ozonový štít??? Historie objevů spojených s úbytkem O3 1985 - Nimbus 7 – satelit NASA měřící O3 od 1978 ale žádnou díru neeviduje Historie objevů spojených s úbytkem O3 1985 - Nimbus 7 – satelit NASA měřící O3 od 1978 ale žádnou díru neeviduje... - po revizi nastavení přístroje zjištěno, že velmi nízké hodnoty přístroj nezapočítával – po zpětném započítání rostoucího množství podlimitních hodnot díra potvrzena Historie objevů spojených s úbytkem O3 1985 - Nimbus 7 – satelit NASA měřící O3 od 1978 ale žádnou díru neeviduje... - po revizi nastavení přístroje zjištěno, že velmi nízké hodnoty přístroj nezapočítával – po zpětném započítání rostoucího množství podlimitních hodnot díra potvrzena 1987 – potvrzení chlor-ozonové hypotézy – průlet letadlem ozonovou dírou měřící koncentraci O3 a ClO - silná korelace mezi koncentrací obou měřených látek Fyzikální základ jevu O3 – ochrana biosféry před nebezpečným UVB zářením Poškozování ozónové vrstvy země - freony, halony a další určité halogenované látky Poškozování ozónové vrstvy země - freony, halony a další určité halogenované látky - freony - netoxické, inertní, nízkovroucí kapaliny, výborné izolanty Ozónová díra - výrazný úbytek ozónu především nad polárními oblastmi Důsledky úbytku O3 Důsledky úbytku strat. O3 1% ↓ konc. O3 ≈ 2% ↑ intenzity UVB ≈ 4% ↑ rizika rakov. kůže -většina melanomů vzniká na osluněné části kůže -nejčastější výskyt u Australanů Dopad zvýšené UVB radiace na plodiny Ozonová díra - možná řešení? Řešení a důsledky 1985 – Vídeňská smlouva na ochranu O3 vrstvy 1987 – Montrealský protokol + další dodatky Časová prodleva – ozón a jeho obnova Řešení a důsledky 1985 – Vídeňská smlouva na ochranu O3 vrstvy 1987 – Montrealský protokol + další dodatky „for their work in atmospheric chemistry, particularly concerning the formation and decomposition of ozone.“ Řešení a důsledky 1985 – Vídeňská smlouva na ochranu O3 vrstvy 1987 – Montrealský protokol + další dodatky Náklady opuštění CFC - 1988-2000 - pokles produkce na desetinu - celkové náklady zhruba 40 miliard $ - ke ztrátám zaměstnání nedošlo - 1/3 snížení prostou úsporou - nahrazování CFC snadnější, často i za snížení nákladů (náhrady levnější) - nové HFC v autech navýšily cenu o 50-150 $ (předpovězeno 1000-1500 $ - CH3Br pro sterilizaci půd nahrazen např. střídáním plodin - CH3Br pro fumigaci skladů nahrazen CO2 Společná, ale diferencovaná zodpovědnost Ponaučení z úspěšného řešení globálního problému - spolupráce zúčastněných aktérů: • vědecké objevy a monitoring – upozornění na problém • UNEP – mezinárodní koordinátor politických opatření • environmentální aktivisté vyvíjející tlak na řešení problému • uvědomělí konzumenti nakupující dle env. informovanosti • techničtí experti vyvíjející technologie šetrné k ŽP • flexibilní a zodpovědný průmysl V a VI. Biogeochemické toky P a N Dusík 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 - primární důvod výroby reaktivních forem N ? 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 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 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 and phosphate cascade 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 Aralské Jezero - Kazachstán, Uzbekistán 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 Přehrady Přehrady - význam - ochrana před povodněmi a suchem ... ? Přehrady - význam - ochrana před povodněmi a suchem ... ? - „Výstavba velkých vodních děl je v posledních letech kriticky vnímána po celém civilizovaném světě. Koncept, že podobná díla nás ochrání před povodněmi i suchem, už neplatí“ - díky přehradám paradoxně trpí více lidí nedostatkem vody (hlavně pod přehradou), než kolik lidí vodu získá (23 % glob. populace x 20 %) Odvětví spotřeby vody Oblasti a příčiny nedostatku vody VIII. Změna využívání krajiny Překročeníhranic? Santa Cruz, Bolívia Změna využívání krajiny - zemědělství (především) - posledních 50 změna na zemědělskou půdu - 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 - při překročení únosné míry využívání v určitém regionu může dojít k náhlé změně charakteru krajiny Změna využívání krajiny - zemědělství (především) - posledních 50 změna na zemědělskou půdu - 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 - při překročení únosné míry využívání v určitém regionu může dojít k náhlé změně charakteru krajiny Blýskání na lepší časy? Jak se této situaci postavit? Jak se k této situaci postavit?