Nové ekologické paradigma: Definice a vývoj

Před 33 lety Vesmír otiskl pojednání „Biosféra, ekosystémy a člověk,“ v němž jsem - po delším působení na zahraničních univerzitách - informoval české čtenáře o dvou pojmech, které v té době běžně využívala zahraniční věda a které již tehdy byly (a dodnes zůstávají) nosnými pojmy velkých mezinárodních projektů. Potřeba holistického pojmu pro oživenou přírodu je stará (historie je načrtnuta v každé učebnici ekologie), ale skutečností je, že většina ekologů na světě a odborníci v návazných biologických, geografických i aplikovaných oborech přijali v průběhu druhé poloviny 20. století pojem ekosystém jako vhodnou reflexi časoprostorové složitosti a mnohorozměrnosti živé přírody, zasazené do abiotického prostředí.

V současném slovníku a teorii přírodních i aplikovaných věd je pojem ekosystém akceptován jako termodynamicky otevřená soustava, v níž jsou živé organizmy interaktivně propojeny navzájem mezi sebou i se svým fyzikálním okolím. Úměrně k složitosti pojmu jsou v různých definicích zdůrazněny různé strukturní a interakční prvky systému. Jako u všech vědeckých termínů jde i v tomto případě o abstrakci v lidské mysli, která se snaží postihnout objektivní realitu projevující se v různé složitosti a časoprostorových dimenzích.

Cesta k termínu označujícímu tento pojem byla dlouhá a nacházela již dříve vyjádření v různě laděných termínech, jako jsou (živá) příroda, mikrokosmos, holocén, biogeocenóza, biosféra, ekosféra, geosystém aj. Organizaci ekosystému lze znázornit jen pomocí zjednodušených modelů, např. v popisném textu nebo na schématech 2D či 3D, popřípadě v matematických modelech 4D.

V holistických pojmech, týkajících se různotvárných segmentů biosféry Země, jsou složitější a subtilnější složkou všudypřítomné živé organizmy, jejichž chování je závislé na přenosu genetických informací. V konstrukci různých modelů ekosystému se proto jako protagonisté angažovali nejdříve botanikové, zoologové a hydrobiologové; na ně navázali odborníci v geochemii, biogeochemii, biochemii, pedologii, biogeografii a oceánografii, a teprve později se připojili i odborníci v lékařských oborech.

V důsledku toho se pojem ekosystém stal uznávaným mezioborovým paradigmatem, vhodným pro každou soustavu, v níž je přítomen alespoň jeden živý prvek, a pro libovolnou víceméně časoprostorově vymezenou soustavu interaktivních organizmů a jejich nejbližšího prostředí. Zrodilo se tedy významné paradigma.

Čtěte také: Sádrokartonové desky šetrné k životnímu prostředí

Klasická ekologie a představa rovnováhy

Myšlenka rovnováhy v přírodě se stala významnou součástí západní filosofie již v době před působením známého řeckého myslitele Aristotela (384-322 př. n. l.) a jeho školy. Klasická ekologie předpokládala, že ekosystémy jsou s nejrůznějšími činiteli vnějšího prostředí obvykle v těsné, předem určitelné dlouhodobé rovnováze. Jen vzácně ji narušují nejrůznější zásahy z vnějšího prostředí (disturbance) včetně působení člověka, které ekosystémy ovlivňují téměř vždy negativně.

Hlavním zaklínadlem ochrany přírody proto bylo udržení nebo dosažení ideální „rovnováhy v přírodě“. Vztah mezi druhy a biotopy můžeme podle tradičních názorů přiblížit jako ruku v rukavici. Koncem 50. let 20. století byla rozpracována a zpopularizována představa ekologické niky (Hutchinson 1957). Podle ní jsou všechny niky zaplněné a všechny druhy jsou na správných, odpovídajících místech, konkrétně v pro ně optimálním prostředí: Méně vhodnému nebo zcela nevhodnému prostředí se vyhýbají.

Ústředním bodem tradičního ekologického paradigmatu se stala teorie klimaxové sukcese. Podle ní každý ekosystém směřuje do předem daného cílového stavu, ve kterém následně setrvává. Popsaný pohled na vývoj společenstev a ekosystémů převládal v ekologii a také v ochraně přírody a ve vědě o životním prostředí až do začátku 70. let 20. století.

Nové nerovnovážné paradigma

Nicméně výsledky výzkumů především amerických, skandinávských, nizozemských a australských vědců přinutily v uplynulém dvacetiletí zásadně změnit některé až dosud všeobecně uznávané principy ekologie. V současnosti víme, že ekosystémy se nacházejí v rovnovážném stavu spíše vzácně a časově omezeně, že podléhají neustálým, často těžko předvídatelným změnám a že opakované disturbance patří v přírodních systémech ke zcela základním procesům.

Všechny ekosystémy jsou vystaveny postupným změnám podnebí, obsahu živin, rozpadu původních biotopů a využívání bioty (živé složky ekosystémů) lidmi. Neexistuje konečný stav ekosystému, který by se dal jednou provždy zakonzervovat. Ekosystémové procesy probíhají na mnoha časových a prostorových měřítcích, a proto nelze určité měřítko považovat za jediné možné a definitivní. Protože neexistuje jediný konečný stav ekosystémů, vychyluje jakákoli změna směřování ekosystému i jeho složení.

Čtěte také: Opatovice a životní prostředí

Ekosystémy neustále zakoušejí zásahy z vnějšího prostředí, osidlování (kolonizaci) novými druhy a vymírání (extinkci) jiných, přičemž se v reakci na tyto události organizují. Události se přenášejí prostřednictvím různých hladin ekosystému s různě velkým zpožděním, šumem či zesilováním. Uvedený přístup netvrdí, že rovnováha v přírodě nikdy nenastává. Říká, že se neobjevuje ve všech měřítcích a že nutně nemusí zahrnovat naprosto všechny jevy v přírodě. V určitých specifických intervalech a ve specifických podmínkách se v přírodě vyskytovat může.

To, jestli rovnováhu v přírodě zaznamenáváme, často závisí na časoprostorovém měřítku, v němž konkrétní ekosystémy zkoumáme, a na poměru jeho velikosti a míře zkoumaných změn. Paleontologické studie a výzkum populací a společenstev planě rostoucích rostlin a volně žijících živočichů ukazují, že nerovnovážný stav je ve skutečnosti v přírodě rozšířenější než rovnováha.

Potvrzuje se, že v oblastech, které činnost člověka zatím příliš neovlivnila, jsou disturbance nedílnou součástí vývoje přírody a krajiny. Ukazuje se rovněž, že ekosystémy většinou nereagují na disturbance lineárně: Vzrůstající působení vnějšího činitele nutně nevyvolá okamžitou intenzivnější odpověď ekosystému. Komplexní systémy, jako jsou nejen ekosystémy, ale i lidská společnost, proto neodpovídají na působení vnějších činitelů předvídatelně.

Postupně se hromadící vliv disturbancí ale může dosáhnout určitého prahu, po jehož překročení mohou následovat dramatické a často rychlé změny systému. Nahromaděný stres tak může vyvolat katastrofický posun, takže jevy, jako jsou sucha, povodně nebo fáze vrcholové hustoty (gradace) populačního cyklu některých organismů, především hmyzu, spustí v ekosystému změny, které mohou být nevratné. Původní funkce ekosystému jsou tak pozměněny nebo zcela ztraceny. Uvedené zákonitosti popsali ekologové ze širokého spektra ekosystémů, od korálových útesů přes sladkovodní, lesní a travinné ekosystémy po pobřežní moře.

Přiblížit nelinearitu ekosystémů můžeme pomocí dvou z pěti charakteristik stability každého systému, kterými jsou:

Čtěte také: Více o světelném znečištění

• rezistence (odolnost) - označuje schopnost systému odolávat změnám, aniž by se sám viditelně měnil;
• resilience (pružnost) - jedná se o schopnost ekosystému přežívat a udržovat si strukturu a fungování po disturbanci a po těchto posunech a změnách je obnovit.

V širším pojetí, prosazovaném zejména americkými ekology, zahrnuje resilience i rezistenci. Zejména resilience ekosystémů se v důsledku pokračujícího působení člověka na přírodní prostředí dostává do popředí zájmu nejen vědců, ale i těch, kteří pečují o přírodu a krajinu, a v některých, zejména západoevropských zemích a v USA, také řídících pracovníků a politiků. V poslední době se o rezistenci a resilienci ekosystémů, ať už přírodních, nebo umělých, hovoří zejména v souvislosti s probíhajícími a očekávanými změnami podnebí.

V přírodě můžeme najít vhodné, ale příslušnými druhy neobsazené biotopy, zatímco některé populace rostlin a živočichů osidlují nevhodná stanoviště. Teorie metapopulace (populace populací) rozpracovaná v 80. a 90. letech 20. století objasňuje, proč v přírodě existují i naprosto vhodné biotopy, které jsou prázdné. Koncept metapopulace je založen na názoru, že populace jsou prostorově strukturovány do souborů více či méně oddělených místních rozmnožujících se populací, přičemž na dynamiku místních populací i celé metapopulace má značný vliv migrace jedinců mezi místními populacemi.

S vysvětlením, proč se druhy často vyskytují v pro ně nevhodných biotopech, přichází také dynamika zdroje a propadu. Plochy, kde v populaci převažuje porodnost (natalita) nad úmrtností (mortalitou) a emigrace je vyšší než imigrace, označujeme jako zdrojové. Propadové plochy bývají takové, kde populace vymírá a její početnost udržuje neustálý přísun nových jedinců imigrací.

V důsledku nahodilých procesů nebo i s postupující fragmentací krajiny mohou druhy chybět tam, kde jsou pro ně příznivé podmínky, a osidlovat plošky s nevhodnými podmínkami, kde se nevratně ztrácejí. Biotopy, které nejsou z hlediska rozmnožování a přežívání určitého druhu kvalitní, takže v nich nemohou dlouhodobě existovat jeho populace, ale přesto je daný druh upřednostňuje před jinými dostupnými kvalitními biotopy, označujeme jako ekologické pasti. Jinými slovy, jde o propadové biotopy, které organismy preferují, místo aby se jim vyhýbaly.

Ekologické pasti se vyskytují nejen v prostředí značně ovlivněném člověkem, ale i v zachovalé krajině, přičemž v rychle se měnícím prostředí mohou být běžnější, než jsme až dosud předpokládali. Ve většině případů vede existence ekologické pasti k vyhynutí místní populace daného druhu. Můžeme shrnout, že změnu metapopulace v čase a prostoru ovlivňuje její prostorová struktura a již zmiňovaná migrace rozmnožování schopných jedinců.

Uvedené pojetí, označované jako „nové“ nerovnovážné paradigma, se nutně musí odrazit i v teorii a praxi péče o ekosystémy. Podle tohoto názoru je příroda daleko dynamičtější, než jsme si donedávna mysleli. Někteří autoři proto hovoří přímo o toku přírody nebo expresivněji o proudění přírody nebo o pulzujícím ustáleném stavu. Příroda je vnímána jako neustále plynoucí mozaika biotopů, která se nechová pouze deterministicky, ale nechává prostor nahodilým procesům a katastrofickým posunům. Uvedené zákonitosti pochopitelně poněkud ztěžují naši schopnost předvídat, jak se budou ekosystémy chovat.

Ekologická integrita

Dalším koncepčním východiskem ochranářské biologie a následně péče o přírodní a krajinné dědictví se může stát ekologická integrita. Ekologická integrita je syntetickou vlastností celého ekosystému. Označujeme jí stav, kdy je v ekosystému udržováno složení a funkční vztahy odpovídající přírodní biodiverzitě. Ekologická integrita proto vyjadřuje kapacitu ekosystému podporovat a udržet vyrovnaný, celistvý a adaptivní celek se strukturou (druhovým složením, diverzitou a funkční organizací) a procesy srovnatelnými s přírodním ekosystémem příslušné oblasti.

Protože ekosystémy jsou utvářeny vzájemným spolupůsobením řady činitelů (podnebí, disturbance, biodiverzita), zůstává ekologická integrita jediným způsobem, jak přiměřeně vyjádřit jejich komplexnost. Ekologická integrita zahrnuje možné charakteristiky ekosystému na různých úrovních:

• dostatečně početné, geneticky kvalitní a životaschopné populace původních druhů v dostatečně velkých, minimálně narušených biotopech;
• nezbytné samovolné procesy, které udržují ekosystémy a poskytují lidem pro ně existenční služby;
• odpovídající zastoupení biotopů a ekosystémů s ohledem na jejich přirozenou proměnlivost v určité oblasti;
• naplnění zájmů člověka v mezích uvedených limitů (princip ekologické integrity).

Ekosystém lze stěží postihnout jako celek. I pro ekologickou integritu se proto používají nejrůznější indikátory. Posuzování ekologické integrity vždy závisí na zvoleném měřítku a kritériu pozorování. Obecně však neexistuje způsob, jak zachovat lidstvo bez udržení životadárných procesů v ekosystémech. Proto je ekologická integrita v současnosti nejsoudržnější normou ochrany přírody a krajiny.

Adaptivní péče

Ekosystémy nespějí do konečného ustáleného stavu, ale řídí je nerovnovážné procesy. Proto se mohou chovat velmi překvapivě a této skutečnosti je nutné se přizpůsobit. Protože se ekosystémy, jak jsme již uvedli výše, vyznačují značnou komplexitou a dynamikou a naše znalosti o fungování ekosystémů zůstávají a ještě dlouho zůstanou neúplné, vyžaduje péče o ekosystémy adaptivní přístup.

Adaptivní péči můžeme charakterizovat jako proces opakovaného a neustálého hodnocení zjištěných zkušeností, který bere v úvahu měnící se ekologické, společenské a politické souvislosti. Rozhodování tak na rozdíl od tradiční, formulářové péče představuje neustálý proces, který do sebe začleňuje výsledky předchozích akcí a dovoluje reagovat včas a pružně na změny ekosystému: Jedná se vlastně o kvaziexperiment.

Péče o ekosystémy neznamená jejich řízení k přesně stanovenému cíli - cílem zůstává právě jejich integrita. Je proto jasné, že takto vymezený cíl se mění v závislosti na stavu poznání, přírodních limitech a etických volbách. Mnozí autoři výstižně upozorňují, že cílem péče o ekosystémy není ani tak řízení samovolných procesů jako spíše regulace zásahů člověka do nich.

„Nové“ nerovnovážné paradigma může přispět k upřesnění koncepčního rámce ochrany přírody a krajiny. Přístupy, jako jsou rezistence a resilience složek biologické rozmanitosti nebo ekologická integrita, trpí pochopitelnými dětskými nemocemi, především mnohoznačnou interpretací. Přestože se věda neustále vyvíjí, některé v článku uvedené přístupy pronikly do nejrůznějších koncepcí, strategií, programů a projektů předtím, než mohly být vědci dále rozpracovány a rozumným způsobem ověřeny a následně využívány v praxi. Zmiňovaná adaptivní péče by nás měla přin.

Srovnání klasické a nerovnovážné ekologie

Následující tabulka shrnuje základní rozdíly mezi klasickou a nerovnovážnou ekologií:

tags: #nove #ekologicke #paradigma #definice

Oblíbené příspěvky:

• Dr. Břicháček a příroda Plzeňského kraje
• Vyčerpatelné obnovitelné zdroje
• Osobní zkušenost s NUTRIADAPT
• Cesta směsného odpadu
• Jak správně třídit odpad