Produkční schopnost ekosystému: Definice a význam

Ekologie, odvozená z řeckého slova "oikos" (domov), je studiem "domácího života organismů". Ekologie si uvědomuje životně důležité vazby mezi organismy a jejich prostředím (rostliny, na nich závislí živočichové, s nimi spojené toky chemických látek a působení fyzikálních faktorů prostředí nebo biotopu).

Ekologický přístup se ukázal jako vhodná cesta především pro holistické vyjádření organizace. Podle původního pojetí, jež zavedl anglický ekolog H. G. Tansley, je ekosystém strukturním a funkčním celkem, složeným ze všech živých organizmů a abiotického prostředí v daném časoprostoru.

Definice ekosystému

V současném slovníku a teorii přírodních i aplikovaných věd je pojem ekosystém považován za termodynamicky otevřenou soustavu, v níž jsou živé organizmy interaktivně propojeny navzájem mezi sebou i se svým fyzikálním okolím. Slovo ekosystém vzniklo spojením slov "ecological" a "system" - znamená soubor prvků a procesů, které tvoří a ovládají chování určité definované části biosféry.

Pro účely analýzy a hodnocení ekosystémů je třeba vymezit jejich hranice (to do jisté míry závisí na druhu pokládaných otázek). Dobře definovaný ekosystém je charakterizován silnými interakcemi mezi svými komponenty a slabými interakcemi přes „hranice“.

Hranice ekosystémů je tedy užitečné stanovit tam, kde se vyskytuje mnoho nespojitostí, jako například nespojitost v distribuci organismů, typech půdy, povodích nebo hloubce vodních nádrží.

Čtěte také: Ekologická stabilita a produkce

Definice č. 1: Ekosystémem je soustava alespoň jednoho živého prvku a jeho vztahů k okolí. Nezáleží na velikosti; ekosystémem je jak kaluž, která se čas od času vytvoří v dutině stromu, tak i oceán. Podle toho je tedy ekosystémem již izolovaná kolonie houby na mikroskopické misce nebo lidský „jedinec“ s návaznými saprofytními, symbiotickými a parazitickými synuziemi uvnitř i na povrchu těla a v jeho nejbližším fyzickém prostředí. Ve středu zájmu je především strukturní uspořádání prvků; organizace celku, který vytvářejí.

Definice č. 2: Ve speciálním případě se v ekosystému zdůrazňují strukturní a funkční hlediska, a to z hlediska časového a prostorového. Prostředí a jeho "obyvatelé" se zjednodušeně ukazují jako abiotické zdroje a biotičtí aktéři (v podobě dílčích bloků, kompartmentů); zájem je soustředěn na funkci jednotlivých prvků. Jde tedy především o podchycení vstupů a výstupů látek a energie, potravních řetězců, produkce biomasy, přeměny vázané energie, návaznosti životních cyklů, procesů sukcese (postupných změn v druhovém složení), vytváření stability i dynamické rovnováhy struktur, jejich současného trvání; patří sem také zkoumání důsledků lidských zásahů.

Definice č. 3: Ekosystém je funkční soustava živých a neživých složek zahrnující všechny organizmy na určitém území (biocenóza) v jejich vzájemných vztazích a ve vztazích s fyzikálními a geochemickými činiteli prostředí (ekotop). V každém ekosystému je možno rozlišit výrazné potravní (trofické) a energetické vazby. Všechny složky ekosystému jsou vzájemně propojeny výměnou, respektive koloběhem látek, jednosměrným tokem energie (od sluneční energie, přes autotrofní organizmy až po dekompozitory) a předáváním informací. Živé organizmy v ekosystému lze podle jejich převažující úlohy (funkce) rozdělit na producenty, konzumenty a dekompozitory.

Definice č. 4: Ekosystém je obecné označení pro ucelenou část přírody (biosféry), která ovšem není uzavřená a komunikuje s ostatními částmi přírody. Příkladem je např. ekosystém listnatého lesa nebo vlhké nekosené louky.

Definice č. 5: Ekosystém je tvořen společenstvím organismů spolu s abiotickým prostředím. Všechny složky ekosystému jsou vzájemně propojeny koloběhem látek, tokem energie a předáváním informací.

Čtěte také: Význam produkční schopnosti

Potravní řetězce v ekosystému

Potravní řetězec popisuje potravní vztahy mezi druhy v ekosystému, tj. které druhy požírají které. Obvykle se vztah mezi sežírajícím a sežíraným organismem v diagramu znázorňuje pomocí šipky, která reprezentuje přenos biomasy. Organismy jsou seskupeny do skupin (tzv. trofických úrovní) podle toho, jak jsou vzdáleny od primárních producentů.

Primární producenti, autotrofní organismy, dokážou vyrábět složité organické látky (tedy vlastně „potravu“) jen ze zdrojů energie a anorganického materiálu. Organická hmota vytvořená zelenými rostlinami slouží jako potrava býložravcům a ti jsou opět konzumováni masožravci. Takový sled několika postupně se konzumujících organismů nazáváme potravní řetězec. Například housenka obaleče požírá listy dubu a sama je potravou sýkory.

Prvním článkem každého potravního řetězce je tedy autotrofní organismus nazývaný producent (P). Zpravidla je jím rostlina, ale může to být i foto- nebo chemotrofní baktérie. Od producenta vede řetězec přes fytofágy a bakteriofágy, tj. konzumenty 1. řádu (primární konzumenti, K1) k několika úrovním zoofágů, konzumentů vyšších řádů (sekundární konzumenti, K2, K3 atd.).

V případě predátorů se obvykle na dané trofické úrovni zvětšuje velikost těla a počet jedinců klesá, pokud je konzumentem parazit, velikost těla bývá menší než na předešlé úrovni a jedinců je často více. Mrtvá těla organismů na všech úrovních (P, K1 až Kn) jsou konzumována saprofágy a dekompozitory v tzv. dekompozičním řetězci. Ten vede zpravidla k menší velikosti jedinců, ale jejich vysokým počtům.

Vzhledemk tomu, že každá následující úroveň využívá jen malou část biomasy úrovně předcházející a k dalším ztrátám dochází při vlastním metabolismu na každé )rovni, jsou potravní řetězce jen výjimečně tvořeny více než 4 až 5 články a biomasa každé vyšší úrovně je vždy výrazně menší. V ekosystémech s vyšší primární produkcí je úměrně vyšší i sekundární produkce na všech úrovních, ale průměrná délka potravních řetězců se nemění. Zdá se, že délka potravních řetězců je tedy omezena množstvím energie.

Čtěte také: Produkční kapacita ekosystému: Metody

Přes logické zdůvodnění je toto vysvětlení řadou ekologů odmítáno, i když jiný pádný důvod omezené délky potravních řetězců nebyl předložen. Za omezující faktor délky řetězců je některými ekology považována s délkou rostoucí křehkost a klesající pružnost, tj. Existence izolovaně, lineárně probíhajících potravních řetězců je spíše teoretickou představou pro snadnější pochopení trofických vztahů. V reálných ekosystémech je většinou každý článek součástí většího počtu potravních řetězců.

Tentýž druh se může uplatňovat na více trofických úrovních, může být zapojen do dekompozičního řetězce a součastně být potravou parazitů i predátorů. Důležitou roli hraje šíře potravních nároků přítomných druhů (monofágové až pantofágové), střídání potravy (hostitelů) v průběhu jejich vývoje a existence potravních cechů (guild). Obecně obvykle převládají druhy oligo- až úzce polyfágní, směrem k monofágii i široké polyfágii až pantofágii druhů ubývá.

Výjimkou jsou dekompoziční složky potravních sítí, které zpravidla vykazují převahu pantofágů. Potravní řetězce probíhají jak dlouhodobě, tak mohou mít jednorázový charakter. Potravní vztahy v ekosystému jsou často velmi spletité a díky nim vzniká tzv. trofická (potravní) síť neboli trofická struktura ekosystému.

Typy potravních řetězců:

1. Pastevně-kořistnický: vede od rostlinných producentů přes fytofágní konzumenty k zoofágním predátorům, popř. k člověku. U živočichů se velikost těla zvětšuje, jejich populační hustota naopak zmenšuje. Čím větší je živočich, zejména masožravec, tím větší je jeho revír.
2. Parazitický: zdrojem potravy parazitů je jejich hostitel, rostlina nebo živočich. Následným článkem je hyperparazit, konzumující tělo parazita. Velikost těla parazitů se zmenšuje, jejich početnost naopak zvětšuje. Potravní vazby parazitů jsou často složité, někdy dochází ke střídání hostitelů, nebo i rozdílným hostitelům u samců nebo samic parazita.
3. Dekompoziční (rozkladný): vede od odumřelé rostlinné nebo živočišné hmoty přes četné návazné dekompozitory až k mikroorganizmům, kteří mrtvou organickou hmotu zcela rozkládají a v konečné fázi mineralizují, poskytujíce tak živiny pro blok producentů. Velikost jejich těla se postupně zmenšuje, početnost naopak zvyšuje až k neobyčejně vysokým hodnotám. Iniciálními (počátečními) dekompozitory jsou živočichové, finálními (koncovými) rozkladači jsou mikroorganizmy.

Produkční schopnost ekosystému

Předpokladem toku energie a koloběhu látek (biologických cyklů) je schopnost živých soustav vytvářet organické látky z látek anorganických a v nich poutat sluneční energii ve formě chemických vazeb. V tom spočívá základní význam nejdůležitější funkční složky ekosystémů, primárních producentů.

Rychlost produkce biomasy označujeme jako produktivitu. Produktivita je dána asimilací oxidu uhličitého a vytvořením organické hmoty z něj za časovou jednotku. Hrubá primární produkce je hrubá primární produkce bez metabolické spotřeby producentů.

Ekosystémové služby

Ekosystémové služby jsou přínosy, které lidé získávají z fungování ekosystémů (mají vliv na kvalitu života). Ekosystémové služby rozdělujeme do tří základních skupin:

• regulační služby (např. regulace teploty a mikroklimatu, ukládání uhlíku, retence srážkové vody a regulace odtoku, regulace kvality ovzduší, regulace kvality vody, protierozní funkce, protihluková funkce)
• zásobovací služby (např. potraviny - produkce plodin, materiály - produkce biomasy)
• kulturní služby (např. rekreace, estetické hodnoty)

Zásobovací služby jsou jednou z kategorií ekosystémových služeb, tedy užitků plynoucích z ekosystémů lidem. Produkce plodin je v městském prostředí zajišťována nejen v zahradách rodinných domů, ale ve větším měřítku i v zahrádkářských koloniích, komunitních zahradách či městských farmách. Pěstuje se zelenina, ovoce, bylinky apod. I když města produkují jen malý podíl ze své celkové spotřeby potravin, pro řadu obyvatel tvoří urbánní zemědělství důležitý zdroj potravy nebo doplňkových příjmů. Městské zahradničení a zemědělství také zvyšuje místní druhovou rozmanitost (biodiverzitu).

Biomasa je souhrn látek tvořících těla všech organismů, jak rostlin, bakterií, sinic a hub, tak i živočichů. I když nějakou produkci biomasy zajišťují všechny typy ekosystémů, nejčastěji se hovoří o rostlinné biomase využitelné pro energetické účely - např. dřevo nebo řepka olejka.

Regulační služby jsou jednou z kategorií ekosystémových služeb, tedy užitků plynoucích z ekosystémů lidem. Regulační služby představují přínosy, které vyplývají z regulovaných ekosystémových procesů, a zahrnují např. regulaci teploty vegetací.

Vegetace přispívá k regulaci globálního klimatu ukládáním a sekvestrací uhlíku. Stromy a další rostliny při svém růstu odstraňují CO2 z atmosféry a efektivně jej ukládají. U stromů je množství uloženého CO2 přímo úměrné množství biomasy a může dosahovat 36-45 kg na 1 strom za rok.

V urbánním prostředí, které je často typické zvýšenou hlukovou zátěží, může vegetace tvořit přirozenou strukturu snižující hluk. Rostliny, stromy, ale i zelené plochy ve městech mohou tlumit hlukové znečištění díky absorpci, odklonění, odrazu a lomu zvukových vln. Např. 2 m vysoká a 15 m dlouhá zóna keřů může snížit průměrný hluk z dopravy o 4,7 dBA oproti šíření hluku na zatravněné ploše.

Kulturní služby představují přínosy ve formě nemateriálních hodnot - např. rekreace a estetické hodnoty.

Rekreace jako ekosystémová služba může přímo zlepšovat lidské zdraví jednotlivce na fyzické i psychické úrovni, ale její efekty mohou být i ekonomické a sociální v podobě neuskutečněných nákladů na zdravotní péči nebo menšímu počtu dnů pracovní neschopnosti. Mezi pozitivní efekty na zdraví jednotlivce patří např. snížení krevního tlaku a stresových hormonů, podpora imunitního systému, ale i psychologické efekty, zlepšení duševního zdraví.

Estetické hodnoty dřevin vizuálně zatraktivňují městské ulice a vytváří estetický prvek, charakteristický velkým bohatstvím tvarů, velikostí, barev a neustálou proměnlivostí, vyplývající z biologické podstaty vegetace. Stromy mají stejně jako stavby schopnost vytvářet prostor, mohou výrazně přispět k harmonickému propojení třeba vzájemně nesourodých architektonických a urbanistických celků i jednotlivých objektů. Kromě toho vytváří zeleň významnou protiváhu neměnnému působení neživých hmot staveb právě svojí živostí, neustálou proměnlivostí, svojí drobnou strukturou a dynamičností.

Udržitelné hospodaření a lesy

Lesy jsou přírodním zdrojem zásadního významu a jsou i významným ekonomickým faktorem. Dobře zachovalé a trvale udržitelně obhospodařovávané lesy významnou měrou přispívají k biologické rozmanitosti a k rozvoji venkova. Trvale udržitelné obhospodařování tvoří bariéru proti degradacím lesů a lesním požárům.

Je třeba přijmout opatření, která zajistí, že lesy nebudou sloužit pouze komerčním účelům, ale budou plnit širší spektrum úloh ve vztahu k vodě a kvalitě vody, stabilitě a ochraně půdy a ochraně před sesuvy a lavinami. Rozvoj lesního hospodářství by měl být podporován v rámci plánů rozvoje venkova, přičemž důraz by měl být kladen na obhospodařování lesů s šířeji definovanými cíli včetně ochrany a uchování přírody a biologické rozmanitosti a rekreace.

Na národní i oblastní úrovni by měly být podle vhodných zásad vypracovány plány sledující podporu trvale udržitelného hospodaření v lesích.

Trvale udržitelné hospodaření v lesích je správa a využívání lesů a lesní půdy takovým způsobem a v takovém rozsahu, které zachovávají jejich biodiverzitu, produkční schopnosti a regenerační kapacitu, vitalitu a schopnost plnit v současnosti a budoucnosti odpovídající ekologické, ekonomické a sociální funkce na místní, národní a mezinárodní úrovni, a které nepoškozují ostatní ekosystémy.

Certifikace lesů je jedním z nejúčinnějších tržních nástrojů určených na podporu principů trvale udržitelného hospodaření v lesích. Vlastník lesa prostřednictvím certifikátu deklaruje svůj závazek hospodařit podle předem daných kriterií. Současné požadavky na využívání lesů se netýkají pouhé těžby dřeva, jedná se o široký komplex sociálních, ekologických a ekonomických funkcí lesa souvisejících s trvale udržitelným využíváním přírodních zdrojů.

Ekologické zemědělství

Ekologické zemědělství je způsob hospodaření, který klade značný důraz na opatření chránící půdu a přírodu, zajišťuje ohleduplné zacházení se zvířaty a nepoužívá syntetické pesticidy ani umělá hnojiva. Ekologické zemědělství, v němž je striktně zakázáno použití umělých chemických látek, nabízí řešení jak omezit množství nebezpečných látek v potravinách na minimum.

Ekologické zemědělství je přesně definovaná forma hospodaření, založená na produkci potravin optimální kvality a množství, používající praktiky trvale udržitelného rozvoje, s cílem vyhnout se používání agrochemických vstupů a minimalizovat poškození životního prostředí. V ekologickém zemědělství jsou využívány přirozené metody ochrany před škůdci, plevely a nemocemi. Kvalitní půda pomáhá rostlinám vytvářet přirozenou odolnost proti napadení.

Na ekologických farmách jsou vítanými pomocníky přirození predátoři, jako ptáci, netopýři, brouci a slunéčka sedmitečná, živící se škodlivým hmyzem. Používají se odolné odrůdy nebo preventivní opatření.

Ekologické zemědělství odpovídá principům trvale udržitelného rozvoje zemědělství, které již neplní pouze produkční funkci, ale především funkci mimoprodukční. Je vnímáno také jako alternativa pro řešení problémů vylidňování venkova, odlivu pracovníků ze zemědělské prvovýroby a částečně i pro řešení nerovnoměrnosti regionálního rozvoje.

Ekologické zemědělství upravuje zákon č. 242/2000 Sb., o ekologickém zemědělství. Produkce potravin vysoké kvality a přiměřeného množství. Postupy v souladu s přírodními systémy a cykly na všech úrovních od půdy, po rostliny až ke zvířatům. Udržování a/nebo zvyšování dlouhodobé úrodnosti a biologické aktivity půdy. Plevele jsou potlačovány agrotechnickými metodami, herbicidy nejsou povoleny.

Ochrana rostlin proti chorobám a škůdcům je založena na podpoře samoregulující funkce agro-ekosystému, biologických a biotechnických metodách. Fungicidy a insekticidy nejsou povoleny. Etické zacházení se zvířaty respektováním jejich vrozených potřeb a chování. Podpora druhové pestrosti a ochrana vzácných přirozených stanovišť a přírodních útvarů. Maximální využití obnovitelných zdrojů a recyklace, využívání místních zdrojů.

Minimalizace znečištění a odpadů. Pěstování geneticky manipulovaných organismů (GMO) není povoleno. Minimum zpracování při zachování charakteru upravované potraviny. Zakázané postupy: iontové měniče, bělení, působení syntetických hormonů, ozařování, mikrovlnný ohřev, používání barviv, arómat a sladidel syntetického původu. Zajištění spravedlivé a přiměřené kvality života, pracovního prostředí a uspokojení z práce pro zemědělce a jejich rodiny.

Dodržování stanovených pravidel je v systému ekologického zemědělství přísně kontrolováno na všech úrovních, od vstupů do zemědělské výroby přes zpracování bioproduktů až po prodej konečnému spotřebiteli. Na základě výsledků kontrol se provádí certifikace bioproduktů a biopotravin vydáním tzv. "Osvědčení o původu bioproduktu (biopotraviny)" a jejich označení ochrannou známkou BIO - Produkt ekologického zemědělství.

Bioprodukt resp. biopotravina je vypěstovaný postupy ekologického (biologického, organického) zemědělství, tedy bez použití umělých hnojiv, škodlivých chemických postřiků či geneticky modifikovaných organismů (GMO) a výrobků na jejich bázi. Je možné vnímat bioprodukt a biopotravinu jako odlišné pojmy. Zatímco bioprodukt je surovina (nebo přímá poživatina), která může být rostlinného nebo živočišného původu, vzešlá z ekologického zemědělství, biopotravina je většinou zpracovaným bioproduktem.

Při jejich produkci nesmí být užito chemických hnojiv, ošetřovacích prostředků a jiných látek, které narušují životní prostředí nebo se v něm přirozeně nevyskytují. Producent bioproduktů musí mít uzavřenou řádnou smlouvu o kontrole biokvality s úředně uznávanou kontrolní organizací, která u celého procesu výroby bioproduktu (provozovny, sklady, balírny, přeprava) kontroluje dodržování zákonem stanovených směrnic pro ekologické zemědělství.

Zemědělci (zejména země západní Evropy, USA, Japonsko) mají snahu hospodařit "biologicky". Usilují o tak hospodaření zcela nebo jen s omezeným využíváním průmyslových hnojiv a chemických prostředků na ochranu rostlin. Současně se sleduje požadavek vyrábět biologicky hodnotné produkty s minimálním obsahem reziduí cizorodých látek a dusičnanů.

Organické zemědělství je systém zemědělské výroby zamezující používání syntetických hnojiv a pesticidů, založený na střídání plodin, obohacování půdy organickými složkami (chlévská mrva, veškeré anorganické, zelené hnojení), zvýšeném podílu jetelovin a vikvovitých rostlin, na mechanické kultivaci a zvyšování kyprosti půdy a na biologické ochraně proti škůdcům a chorobám.

Připouští obohacování půdy přírodními minerálními látkami (mletý vápenec, přírodní fosfáty apod.). Upřednostňuje environmentální aspekt - zemědělství nesmí znečišťovat prostředí. Zdůrazňuje udržování a zvyšování přirozené půdní úrodnosti pomocí organického hnojení, zdravá půda je základem produkce zdravých potravin.

Zdůrazňuje význam zeleného hnojení pro tvorbu humusu, význam udržování dynamické ekologické rovnováhy agroekosystémů pro biologické způsoby potlačování škůdců a chorob. (je opakem konvenčního zemědělství) je způsob zemědělské výroby mající minimální nepříznivý vliv na přírodní složky životního prostředí, vyrábějící své produkty bez reziduí cizorodých látek a při minimální závislosti na neobnovitelných zdrojích.

Půdu je taková zemědělská výroba, která udržuje nebo zvyšuje produkční schopnost půdy bez zhoršování životního prostředí. Významný rozdíl oproti konvenčnímu zemědělství spočívá v organizaci osevních postupů, které jsou širší a využívají jeteloviny, luskoviny a co nejvíce meziplodin.

Ochrana rostlin spočívá ve výběru rezistentních odrůd a v dodržování agrotechniky. Odolnost rostlin lze zvyšovat i výtažky z řas, někteří používají i sírné fungicidy, nebo i síran měďnato-vápenatý, i když v nízkých koncentracích. Proti škůdcům se používají extrakty z rostlin (kopřiva, přeslička aj.) působící repelentně. Některé směry biologického zemědělství připouštějí použití rostlinných insekticidů. Někteří biologičtí zemědělci nepoužívají pesticidy a chemická hnojiva v žádném případě, druzí ano, ale selektivně a v nízkých dávkách.

tags: #produkční #schopnost #ekosystému #definice

Oblíbené příspěvky:

• Průvodce výběrem kalhot do přírody
• Saponaria ocymoides
• Výživná kaše s klíčky
• Obnovitelné zdroje energie v historii
• Odesílání odpadu v ČR