Biodiverzita v závislosti na nadmořské výšce a klimatických změnách

07.03.2026

Během minulé dekády se ukázalo, že velkoškálová dynamika biodiverzity může být rovnovážná, tedy že se biodiverzita velkých oblastí má tendenci stabilizovat.

Podnebí představuje dlouhodobý charakteristický režim počasí určovaný energetickou bilancí, cykly v ovzduší a světovém oceánu a vlastnostmi zemského povrchu. Zaznamenané změny podnebí nejsou důsledkem pouze přirozených procesů. Většina pozorovaného zvýšení globálních průměrných teplot od poloviny 20. století je podle názoru Mezivládního panelu pro změnu klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) s pravděpodobností vyšší než 90 % důsledkem nárůstu obsahu skleníkových plynů v ovzduší, k němuž přispívá i člověk.

Jinak řečeno, emise skleníkových plynů jsou podle části odborníků pravděpodobně hlavní příčinou dosavadní globální změny podnebí (Solomon et al. 2007). Ačkoliv se ekosystémy v minulosti přizpůsobovaly měnícím se podmínkám prostředí, současná rychlost a rozsah změn globálního ekosystému (biosféry) nemají v zaznamenaných dějinách lidstva obdoby. Podle některých názorů bude změna podnebí s velkou pravděpodobností nevratná ještě tisíc let poté, co se podaří zastavit emise oxidu uhličitého (Solomon et al.2009). Předpokládáme, že v tomto století se průměrná teplota Země bude zvyšovat ještě rychleji než kdykoli v uplynulých 10 000 letech. Zdá se, že změna podnebí již není lineární, ale že se zrychluje. Měli bychom proto počítat s tím, že bude dynamičtější, než jsme dosud předpokládali.

Obecně přitom platí, že čím rychleji ke klimatickým změnám dochází, tím bývá jejich dopad na lidskou kulturu a ekosystémy větší (Solomon et al. 2007). Přestože biosféra představuje složitou a přitom vysoce dynamickou soustavu s přehršlí přímých a zpětných vazeb mezi jednotlivými prvky, je zřejmé, že změna podnebí ovlivní biologickou rozmanitost na jejích třech základních úrovních (geny/jedinci, populace/druhy, společenstva/ekosystémy/krajina). Podle závěrů rozsáhlého projektu Hodnocení ekosystémů na začátku tisíciletí (Millennium Ecosystem Assessment, MA) se do konce 21. století stane změna podnebí nejdůležitějším činitelem působícím na biodiverzitu (MA 2005a, český přehled Plesník 2007, Vačkář et al.2008). Na druhé straně odpovídající péče o biodiverzitu může dopady klimatických změn na fungování ekosystémů a lidskou společnost do určité míry zmírnit a napomoci lidské civilizaci se jim přizpůsobit.

Problematice vzájemných vazeb mezi biologickou rozmanitostí a změnami podnebí se věnují specializované monografie a zprávy (e.g., Gitay et al.2003, Green et al.2003, Loveloy & Hannah 2005, Secretariat of the Convention on Biological Diversity 2003, 2007, Brooker & Young 2006, Cowie 2007, Huntley 2007, EEA 2008, Hawkins et al.2008, Campbell et al.2008a, 2009, The Royal Society 2008a, Berry 2009, UNEP 2009, World Bank 2009). Předkládaná rešerše není a ani nemůže být vyčerpávající: Místo toho se snaží upozornit na hlavní problémy a pojmenovat jejich řešení, pokud existují. Snaží se rovněž shrnout údaje a názory představené v jednotlivých článcích zvláštního čísla našeho časopisu. Nicméně hned v úvodu připomeňme, že i přes značný rozvoj vědeckých poznatků o uvedené problematice musíme v řadě případů stále počítat s velkou neurčitostí.

Čtěte také: Vzájemné vazby ekosystémů a biodiverzity

Dopady změn podnebí na biodiverzitu

Probíhající změna podnebí již v současnosti ovlivňuje nezanedbatelným způsobem biologickou rozmanitost na všech třech výše zmiňovaných úrovních, fungování ekosystémů a podmínky pro kvalitní život lidí. Dnes už tisíce publikací přibližují vliv klimatických změn na celou škálu taxonů, ekosystémů, hospodářských odvětví a společenských struktur (Hughes 2000, McCarty 2001, Pamesan & Yohe 2003, Walter et al.2005, Pamesan 2006, EEA 2008, The Royal Society 2008a, UNEP 2009). Zranitelnost druhů, biotopů a ekosystémů je důsledkem kombinace vlastností jednotlivých druhů, stupně vystavení prostředí změnám a schopnosti se uvedeným změnám přizpůsobit.

Změny podnebí zřídkakdy působí na biodiverzitu odděleně, ale vždy současně s jinými činiteli, především spolu s využíváním území a jeho změnami, invazními nepůvodními druhy a požáry. Změny využívání území a s nimi související rozpad, poškozování a úbytek biotopů představují v současnosti v celosvětovém měřítku pro biodiverzitu největší hrozbu (MA 2005a, Secretariat of the Convention on Biological Diversity 2006, UNEP 2007). Změna podnebí s velkou pravděpodobností urychlí šíření invazních druhů (viz níže). Proto je důležité uvažovat o dopadech změn podnebí v souvislosti s ostatními činiteli a jejich přímým vlivem na biologickou rozmanitost (synergický efekt- Marshall et al.2008, Brook et al.2008.

Vliv klimatických změn na druhy

Na suchozemské organismy působí nejvíce teplota prostředí, množství a sezonní rozložení srážek, na vodní organismy kromě teploty také pH vodního prostředí (Huntleyl.c.). Zaznamenané dopady klimatické změny na druhy se týkají zejména následujících aspektů (EEA 2008, UNEP 2009):

Změny rozšíření - areály rozšíření řady druhů se posouvají severněji a do vyšších nadmořských výšek. Některé druhy sice ustupují z teplejších oblastí, ale jejich areál se nikam nerozšiřuje. Posuny areálu byly zatím zkoumány především v mírném pásu, kde jsou k dispozici dlouhodobé záznamy. V důsledku nedostatku hodnověrných dlouhodobých časových řad údajů a proměnlivosti srážek se obdobné změny rozšíření organismů v tropech a subtropech stanovují mnohem obtížněji.
Průběh životního cyklu - změny v načasování přírodních událostí dokumentují tisíce studií a mohou naznačovat přirozené přizpůsobování se jednotlivých druhů klimatickým změnám. Nedávno provedená analýza došla k závěru, že celkově 62 % pozorované proměnlivosti načasování fází životního cyklu organismů z různých taxonů může vysvětlit změna podnebí (van Vliet 2008). Fenologické změny se týkají časnějšího nástupu jarních událostí, jako je olistění vegetace, kvetení, rozmnožování nebo ukončení zimního spánku, a posunu obdobných podzimních událostí směrem do zimy. V období let 1962-1995 se vegetační sezona v některých částech střední Evropy prodloužila o celý měsíc (Parry et al. l.c.). U některých druhů savců bylo zjištěno zmenšení velikosti těla přičítané globálnímu oteplování: Nicméně pro jiné savčí druhy platí opačná zákonitost (Isaac 2008).
Demografické změny, jako je přežívání a množivost, které se opětovně promítají do snižování početnosti populací, zejména u severských a horských druhů (viz níže).
Vztahy mezi druhy - narůstá počet důkazů, že klimatické změny narušují vztahy mezi jednotlivými druhy, jako je konkurence, predace, symbióza, parazitismus a mutualismus. Změnou podnebí budou pravděpodobně nejvíce zasaženy mezidruhové vztahy zahrnující dvě nebo více potravních skupin, jako jsou vazby mezi rostlinami a býložravci, rostlinami a opylovači a mezi hostiteli a parazity. Často dochází k tomu, že v době, kdy někteří volně žijící živočichové vyžadují určitý zdroj během období rozmnožování nejvíce, není tento zdroj (kupř. potravy) snadno a v odpovídajícím množství dostupný. Uvedený nesoulad snižuje početnost populací četných druhů a může ohrožovat jejich schopnost včas a účinně se přizpůsobit změnám podnebí. Ačkoliv se stalo určitou módou přičítat změně podnebí ledacos, zdá se, že měnící se klimatický systém Země může posunem doby kvetení ovlivnit 17-50 % všech druhů opylovačů (Memmoit et al.2007). Změna podnebí může působit i na konkurenci mezi stálými a stěhovavými druhy ptáků, které v určité oblasti soutěží o hnízdní dutiny, protože začátek snášení vajec je mj. určován teplotou prostředí (Ahola et al.2007). Lemoine et al.(2007) porovnávali změny ve složení ptačích společenstev v 10 evropských zemích včetně ČR, jmenovitě podíl stálých a stěhovavých druhů se změnami, které předpokládají klimatické scénáře, a došli k závěru, že se významně neliší (cf.Huntley et al.2007).
Rozsah a rychlost fotosyntézy, příjmu uhlíku a produkce jako reakce na zvyšující se obsah CO2v atmosféře a na ukládání dusíku v prostředí - nejen modely, ale i některá pozorování naznačují, že se celková hrubá primární produkce (GPP) v některých částech světa zvyšuje, nicméně v jiných klesá. V určitých oblastech upřednostňuje koncentrace CO2rychle rostoucí rostlinné druhy, čímž dochází ke změnám složení rostlinných společenstev (fytocenóz). Zvyšující se koncentrace oxidu uhličitého může měnit základní fyzikální a chemické vlastnosti prostředí a její přímý vliv bývá zvláště výrazný v mořském prostředí a v suchozemských ekosystémech, jejichž vývoj neurčuje dostupnost vody.
Přímá ztráta biotopu - zvyšování mořské hladiny, častěji se vyskytující požáry, ústup ledovců a přímé oteplení určitých biotopů s sebou přinášejí úbytek až úplné vymizení prostředí upřednostňovaného určitými druhy nebo společenstvy.

Druhy mají tři možnosti, jak na změnu podnebí reagovat: Změnou lokalit osídlených v rámci areálu rozšíření, kupř. šířením do vyšší nadmořské výšky, nebo mimo něj, např. posunem celého areálu rozšíření směrem k pólům. Prostorová odpověď bývá obvykle výsledkem působení změny podnebí na populační dynamiku určitého druhu kombinovanou s jeho schopností šířit se prostorem. Také v minulosti vyvolala změna podnebí rozsáhlou migraci organismů a reorganizaci ekosystémů a celých biomů. Nicméně tyto změny probíhaly v krajině, která nebyla rozčleněna do řady nezřídka navzájem izolovaných plošek různých biotopů a tvořilo ji člověkem neovlivněné přírodní prostředí.

I přes nepochybné nedostatky, kterými modely budoucího rozšíření cílových druhů planě rostoucích rostlin a volně žijících živočichů trpí, se ukazuje, že do konce 21. století se jejich průměrný možný areál rozšíření posune ve srovnání s koncem 20. století o stovky kilometrů směrem na sever a na východ: U některých druhů půjde o vzdálenost více než 2 000 km. Podstatnější v této souvislosti je, že průměrný rozsah možného posunu areálu rozšíření bude přinejmenším několikrát větší než hodnoty známé z historických údajů nebo čtvrtohorních záznamů. Protože podle zmiňovaných modelů budou mít druhy fauny a flóry celkově menší areály rozšíření, průměrný počet druhů (druhová bohatost neboli alfa-diverzita) potenciálně se vyskytujících v určité oblasti na našem kontinentě se sníží.

Čtěte také: Závislost biodiverzity na zeměpisné šířce

Mezi organismy, na které změna podnebí dopadne nejvíce, řadíme druhy už dnes ve zvýšené míře ohrožené vyhynutím nebo vyhubením, druhy přirozeně vzácné, endemické, zejména vysokohorské druhy, některé stěhovavé druhy, druhy s omezenou schopností šířit se prostředím a dlouhověké, pomalu dospívající druhy. Zatím nejpodrobnější studii hodnotící zranitelnost druhů kvůli probíhající a očekávané změně podnebí představila IUCN - Mezinárodní unie na ochranu přírody (Foden et al.2008). Podle ní patří mezi nejvíce ohrožené druhy organismy se specifickými nároky na prostředí, omezenou schopností snášet během svého života změny prostředí a šířit se do nových vhodnějších biotopů. Protože druhy většinou nevystupují v ekosystémech izolovaně, ale jako funkční/ekologické skupiny neboli gildy, ohroženy budou i takové, které závisejí na jiných, zranitelnějších druzích, kupř. dravec na kořisti citlivé ke změnám.

Jako gildu označujeme skupinu druhů buď se společným výskytem vymezeným podmínkami prostředí, jako je teplota nebo vlhkost (beta-gilda, např. živočichové svrchní půdní vrstvy), nebo druhů, které shodně využívají určité zdroje, kupř. potravní (alfa-gilda, kupř. semenožraví ptáci listnatého lesa). Studie IUCN vyhodnotila celkem 9 856 druhů ptáků, 6 222 druhů obojživelníků a 799 druhů teplomilných korálů. Ukazuje se, že 35 % druhů ptáků, 52 % druhů obojživelníků a 71 % druhů teplomilných korálů je náchylných ke změnám podnebí. Situaci navíc zhoršuje skutečnost, že 70-80 % těchto vnímavých druhů je již dnes podle kritérií IUCN pro zařazování druhů do červených seznamů v celosvětovém měřítku ohroženo vyhubením nebo vyhynutím. Nejvíce celosvětově ohrožených a ke změnám podnebí citlivých druhů obojživelníků se vyskytuje ve Střední Americe a na severozápadě Jižní Ameriky.

Pokud se jejich rozšíření nezmění, mohou se s novými podmínkami vnějšího prostředí vyrovnat chováním, kupř. posunem období rozmnožování nebo selekčním tlakem, který v populaci určitého druhu upřednostní genotypy (soubory veškeré genetické informace určitého organismu) lépe přizpůsobené novým podmínkám. Zdá se že v minulosti vedly ke vzniku nových druhů přizpůsobených změněným nebo stále se měnícím podmínkám pouze trendy v podnebí trvající déle než 100 000 let. Ve čtvrtohorách se tak vyvíjela linie mamutů (Mammuthus spp.) vrcholící známým mamutem srstnatým (Mammuthus primigenius), adaptovaným na studenou step v předposlední a poslední době ledové.

Některé druhy vyhynou. Četné druhy se účinně přizpůsobily specifickým klimatickým podmínkám a v případě jejich náhlé změny na ni nestačí reagovat a vyhynou. Ještě nedávno se přepisovalo z učebnice do učebnice, že zatím neznáme žádný druh suchozemské fauny nebo flóry, který by v nedávné době zcela vymizel právě v důsledku změny podnebí. Dnes víme, že viditelné změny v rozložení srážek v průběhu roku negativně ovlivňují mj. žáby obývající pralesy ve Střední a Jižní Americe do té míry, že ropucha zlatá (Bufo periglens), osídlující pouze určitý horský zalesněný hřeben v Kostarice, vyhynula úplně. Ze 110 druhů nosatek (Atelopus spp.) vymizely v posledních 20-30 letech celé dvě třetiny. Tito obojživelníci totiž potřebují k rozmnožování vodu a úbytek nebo změna srážek může podstatným způsobem omezit jejich reprodukci.

Naopak zvýšení teploty vnějšího prostředí podporuje propuknutí infekční chytridiomykózy působené houbou Batrachochytrium dendrobatidis:Ta napadá pokožku žab, která rohovatí a vysychá (Pounds et al.2006). Ačkoliv vytváření spolehlivých kvantitativních předpovědí, jaký podíl druhů může být v dlouhodobém časovém úseku v důsledku kombinovaného vlivu omezení areálu rozšíření, snížení početnosti a omezení genetické rozmanitosti vyvolaných změnou podnebí předurčen k vyhynutí, zůstává problematické (Lewis 2006), obdobné kvalifikované odhady by neměly být přehlíženy.

Čtěte také: O biodiverzitě štěrkopískovny Hulín

Thomas et al.(2004) se pokusili vyhodnotit nebezpečí hrozící planě rostoucím rostlinám a volně žijícím živočichům vybraných taxonů v modelových oblastech tvořících přibližně pětinu zemské souše. Jestliže by změna podnebí pokračovala do roku 2050 v rozsahu odhadovaném IPCC v roce 2001, potom by pravděpodobně bylo předurčeno k zániku 15-37 % sledovaných druhů, a to i bez vlivu ostatních ohrožujících činitelů. Důležitější než vlastní čísla je zjištění, že bez ohledu na to, kolik druhů je v současnosti skutečně ohroženo vyhubením nebo vyhynutím, tento podíl se velmi rychle zvýší, pokud by nastaly extrémnější scénáře změny podnebí. Výpočty Thomase et al.(l.c.) berou v úvahu, že globální průměrná teplota v budoucnosti vzroste v rozpětí 0,8-3,0 °C.