Ekologie a životní prostředí Žádný organismus, ať rostlinný nebo živočišný, nežije v přírodě sám, nezávisle na svém okolí. Studiem vzájemných vztahů mezi organismy a prostředím, ve kterém žijí, se zabývá zvláštní obor – ekologie. Několik základních ekologických pojmů: Biosféra je vše živé na Zemi. Společenstvo je soubor vzájemně závislých organismů. Například lze zkoumat společenstvo živočichů dutého stromu nebo společenstvo všech organismů v lese. Ekosystém jsou určitá společenstva organismů v určitém prostředí. Zahrnuje tedy živou i neživou přírodu se všemi vzájemnými vztahy. Mluvíme například o ekosystému rybníka, louky atd. Biotop je prostředí charakteristické pro určitý druh. Například biotopem leknínu jsou stojaté nebo mírně tekoucí vody v rovinatých krajích, tetřívek u nás obývá řídké listnaté lesy v pahorkatinách i ve vyšších polohách. L o k a l i t a je ve srovnání s biotopem zcela určité místo výskytu nějakého rostlinného nebo živočišného druhu. Rozdíl mezi biotopem a lokalitou: biotopem masožravé rostliny rosnatky okrouhlolisté jsou rašeliniště. A jednou ze známých lokalit rosnatky je Černohorská rašelina na Černé hoře v Krkonoších. Základní vztahy v přírodě: Jediným zdrojem energie na naší Zemi je Slunce. A každý organismus může žít jenom proto, že dokáže nějakým způsobem využít sluneční energii. Přímo dovedou využívat sluneční energii jenom zelené rostliny. Nazýváme je producenti , protože vyrábějí složitým chemickým procesem – fotosyntézou – organické látky. Proto jsou zelené rostliny základním článkem potravních vztahů, kterým se říká potravní řetězec. Na zelené rostliny navazují býložravci – konzumenti , pak následují masožravci – predátoři . Býložravci a masožravci se někdy označují jako konzumenti I. A II. řádu.Vše pak uzavírají reducenti , kteří využívají energii z odumřelých těl rostlin a živočichů, rozkládají je a umožňují přechod důležitých látek do půdy. Z půdy je opět získávají rostliny a kruh se uzavírá. Stejně zjednodušené schéma, jen s malými obměnami, platí i pro vodní prostředí. Kromě toho existují zvláštní potravní závislosti, jako je parazitismus – získávání potřebných látek z těla hostitele, nebo různé druhy symbiózy – vzájemně výhodného soužití dvou organismů. Zajímavé jednostranné společenství je komensalismus, kdy výhody získává jen jeden organismus, ale druhému přitom ani neškodí, ani neprospívá. Za normálních podmínek jsou v určitém ekosystému potravní řetězce v rovnováze. Příroda dokáže sama během několika let srovnat vzniklé výkyvy, jako je například přemnožení drobných hlodavců nebo některého druhu hmyzu – pokud ovšem člověk zásadně nenarušil rovnováhu svou činností. Člověk totiž již dávno přestal být součástí přírodních společenstev, téměř každá jeho činnost přírodu ohrožuje. A přitom bez přírody nemůže žít. Začne ji tedy chránit – vlastně před sebou samým. Nejprve ji však musí poznat. K l i m a t i c k é z m ě n y Velké klimatické změny, například doba ledová, se dějí během tisíciletí. Ale závažné změny podnebí mohou nastat i náhle v průběhu několika let. Popel ze sopečných erupcí může zastínit Slunce a tím způsobit ochlazení podnebí. Změny ve větrném režimu mohou zapříčinit přesun srážek na jiné území a přivodit období sucha. To je příroda. Nepříznivý vliv na podnebí má také lidská činnost, která vede ke znečisťování životního prostředí. S k l e n í k o v ý e f e k t je důsledkem tohoto znečistění. Atmosféra působí jako skleník; zadržuje sluneční teplo a ohřívá Zemi. Znečistěný vzduch zachytává více tepla a Země se otepluje. Součástí atmosféry je stratosféra. Částí stratosféry je tenká vrstva plynu, které říkáme o z ó n. Je to určitá forma kyslíku, která pohlcuje škodlivé ultrafialové paprsky záření Slunce, které může u člověka vyvolat rakovinu kůže. Bez ozónové vrstvy by tyto paprsky dopadaly na Zem a zahubily by na ní všechno živé. Chemické látky, freóny, které se používají například v chladničkách a ve sprejích, však tuto vrstvu narušují. Nad Arktidou a Antarktidou již vědci díry v ozónové vrstvě objevili. Celkové oteplování má za následek také tání ledovců na zemských pólech. Ledovce tají daleko rychleji, zvyšuje se hladina světových moří, jsou trvale zaplavována pobřeží světových kontinentů a v oceánech mizí celé ostrovy. Také kácení tropických dešťových pralesů má neblahý vliv na klimatické podmínky. Tyto pralesy jsou obrovskou zásobárnou vody, která po jejich vykácení mizí. Proto se také neustále zvětšuje plocha pouští. Z n e č i s ť o v á n í Ropa na mořských plážích, automobilové výfukové plyny, emise z továren a elektráren, smetí a mnoho dalších odpadních produktů, to všechno jsou znečisťující látky, protože znehodnocují životní prostředí. Mají nepříznivý vliv na lidské zdraví, ubližují zvířatům a rostlinám. Tyto odpadní složky jsou nežádoucím důsledkem moderního způsobu života. Znečisťování nezůstal ušetřen žádný kout naší Země – ať už na pevnině, v ovzduší nebo na moři. Vědci stále ještě nezjistili o znečisťování všechno, ale přece jen víme dost, abychom to mohli regulovat. Dá se například snížit opětovným zpracováním odpadu nebo využíváním materiálů, které se v půdě rozkládají působením mikroorganismů. Příklady znečisťování: D o p r a v o u - výfuky autobusů, osobních a nákladních aut chrlí do ovzduší olovo, které poškozuje nervový systém, oxid uhelnatý, oxid uhličitý a oxidy dusíku, které jsou příčinou fotochemického smogu a spolu s oxidem siřičitým, vznikajícím spalováním uhlí v tepelných elektrárnách, i kyselého deště, který poškozuje stromy a ničí život v řekách. Množství některých škodlivin můžeme snížit katalyzátory připojenými na výfuky motorových vozidel nebo používáním příslušných technologických zařízení v tepelných elektrárnách.Jistou nadějí na výrobu “ekologičtější“ energie jsou elektrárny jaderné, zde vzniká ale zatím dále nevyužitelný odpad. V současnosti vědci experimentují s tzv. “obnovitelnými zdroji energie“ - Slunce, vítr, vlny a pohyb moře. O d p a d - v mnoha částech světa lidé zakopávají do země toxické – jedovaté – chemické látky a jiné nebezpečné odpadní produkty. Ty potom prosakují do půdy i do vody a ničí v nich život. K mořím se někdy chováme, jako by to byly skládky odpadu – příkladem je silně znečistěné Severní moře. Aby život v mořích a oceánech úplně nezanikl, musíme produkovat méně škodlivé odpadní produkty. Sklo, kovy, plasty či papír, s nimiž přicházíme denně do styku, se mohou po použití znovu zhodnotit ve výrobě, ovšem když je nebudeme vyhazovat, ale sbírat. Zhodnocováním druhotných surovin se zmenšuje odpad, snižuje znečisťování ovzduší a vody, uspoří se energie. V mnoha městech už mají kontejnery na tříděný sběr odpadního skla i jiného odpadu. C h e m i c k é h n o j e n í - zemědělci hnojí zemědělské plodiny umělými hnojivy, aby lépe rostly, a postřikují je pesticidy, aby se zbavili živičišných škůdců a plevelů. Ale tyto chemické látky ničí i ostatní živočichy, kteří na polích žijí, a také se dostávájí i do vypěstovaných plodin. Zde je řešením používánín přirozených prostředků hnojení, chlévská mrva, zelené hnojení – a také ochrana přirozených nepřátel živočišných škůdců – ptáků. H a v a r i j n í z n e č i s ť o v á n í - kromě každodenního znečisťování dochází občas i k nečekanému, náhodnému úniku znečisťujících látek. Například když se poškodí tanker a ropa vytéká do moře, kde vytvoří na hladině obrovskou skvrnu. Tento druh znečistění znamená přímo pohromu, protože uhynou milióny ryb a mořských ptáků. To je malý výčet toho, čím člověk přírodě ubližuje. A právě ekologie je jedinou a největší nadějí pro tuto planetu. Ovšem není to ekologie jako pojem, ale ekologické chování všech jejích obyvatel. Ekologie oceánů Naše Země je vodní planeta. Světový oceán zabírá 71% jejího povrchu. Když se díváme z plující lodi na oceán, vidíme obrovské rozlohy vody, ale málo života (tzv. oceánské pouště). Mezi vlnami jen občas zahlédneme živé organismy. Na první pohled se rozhodně nezdá, že oceán je nesmírně bohatý ekosystém. Oceánský ekosystém je však složitější, než kterýkoliv ekosystém na souši. Životu se nejlépe daří v pobřežních vodách a v blízkosti hladiny. Volný oceán představuje 90% světového oceánu, ale žije v něm jen 10% rostlin a živočichů. Pro oceánské ekosystémy je, stejně jako pro pevninské, rozhodující sluneční záření. Téměř žádný Život v ohromných prostorách světového oceánu by nebyl možný bez fytoplanktonu. Jedná se o miliardy jednobuněčných rostlin, které s pomocí fotosyntézy mění energii slunečního záření a oxid uhličitý za pomoci živin přítomných ve vodě v biomasu. Jejích biomasa se stává prvním článkem oceánského potravního řetězce. Současně při fotosyntéze uvolňuje do atmosféry kyslík. Fytoplankton žije poblíž hladiny. Proto málokterá ekologická katastrofa má tak dramatický průběh, jako ropné katastrofy na oceáně. Z tankeru Exxon Valdez vyteklo v roce 1989 celkem 41 600 tun surové ropy. V roce 1978 z lodi Amoco Cadiz, plující podél anglických břehů směrem k Francii, vyteklo dokonce ještě 8krát více ropy. Když ropa vyteče z tankeru, začne se roztékat po hladině oceánu. Těkavější frakce surové ropy se odpaří a zbylá kapalina je viskóznější. Zabijí plankton plovoucí při hladině, který je nejnižší úrovní oceánského potravního řetězce. Klesá populace rybího potěru, který se fytoplanktonem živí. Dravci živící se rybím potěrem také nemají dostatek potravy a ubývá jich. To platí i pro mořské savce živící se rybami. Oceánský potravní řetězec se rozpadá. Současně je omezené uvolňování kyslíku do ovzduší. Nejbohatší je život v blízkosti pobřeží. Mělké, na živiny bohaté vody šelfových moří jsou příznivým životním prostředím pro mnohé organismy. Z mělkých vod pochází 90 % všech úlovků ryb a měkkýšů. V pobřežních krajinách však také žije 60 % veškerého obyvatelstva planety. V USA žije v pásu do 80 km od břežní čáry polovina jejich občanů. Výsledkem takového soustředění lidí je rozsáhlé znečišťování pobřeží. Pobřežní vody se staly smetištěm odpadů a stokou, do které lidé vypouštějí odpadni vody. Průmyslové podniky vypouštějí do oceánu odpad obsahující Jedovaté těžké kovy, které tráví ryby. Těžké kovy se hromadí v jejich mase, a tím je ohrožen i člověk jehož jsou potravou. Samozřejmě znečištění oceánů a moři se projevilo poklesem úlovků ryb. V Černém moři rybáři lovili 30 druhů ryb. Nyní jich zůstalo jen 5 druhů.V letech 1985 až 1994 celkový roční úlovek ryb v Černém moři poklesl z 700 000 tun na asi 100 000 tun. Ohromný světový oceán je dnes znečištěný lidskou činností. Narušení oceánského ekosystému způsobilo pokles úlovků ryb. Svět stoji dnes před poklesem dodávky potravin z moře připadající na jednoho obyvatele planety. Ceny ryb v příštích desetiletích proto rychle porostou. Znečištění ovzduší Úměrně s rozvojem průmyslové výroby, výstavbou elektráren povrchových dolů i sídlišť a s rozvojem dopravy stoupá znečištění ovzduší. Účinky škodlivin určitého typu- jedovatých (toxických) látek- na člověka zkoumají toxikologové. Znečištění (kontaminace) životního prostředí se zjišťuje fyzikálními, chemickými, fyzikálně chemickými i biologickými metodami. Přítomnost rozmanitých emisí v ovzduší a jejich fotochemické přeměny jsou příčinou různých typů smogu. Smog se vyskytuje v ovzduší velkých měst a průmyslových oblastí hlavně v zimním období za bezvětří při teplotní inverzi. Směs- aerosol- která dráždí dýchací cesty vzniká hlavně ze sazí, kapiček kyseliny sírové, SO a CO. Smog vzniká v místech se zvýšenou koncentrací výfukových plynů účinkem slunečního záření. Mezi oblasti s nejvíce znečištěným ovzduším v České republice vůbec patří Praha. Významný podíl na tomto znečištění mají oxidy dusíku, jejichž obsah se v celkové imisi neustále zvyšuje, oxidy síry a prašný aerosol. Oxidy dusíku- NO – vznikají při všech spalovacích procesech, tedy i při provozu motorových vozidel. Působí nepříznivě na vnitřní orgány a krevní oběh. Tyto oxidy se v krvi váží na červené krevní barvivo a zhoršují přenos kyslíku z plic do krve. Dále mají určitou roli při onemocnění dýchacích cest a při vzniku nádorových onemocnění. Oxidy síry- oxid siřičitý- SO – vzniká při spalování fosilních paliv. Působí negativně na zdraví živočichů a rostlin a poškozuje především dýchací systém. U člověka způsobuje výskyt akutního chronického astmatu, bronchitidy a rozedmy plic. SO působí také negativně na rostlinstvo. Mezi nejcitlivější patří lišejníky, které rychle hynou, ale i vyšší rostlinstvo jako třeba keře a stromy- zejména jehličnany. Obě tyto látky SO a NO jsou spolu s SO hlavními složkami kyselých dešťů. Kyselé deště nepříznivě působí na: 1. Lidskou populaci a živočichy. Uvolňují z půdy těžké kovy a hliník. Tyto cizorodé látky se pak dostávají do potravinového řetězce a pitné vody. 2. Živočišstvo, zejména vodní. 3. Rostlinstvo. Kyselé deště způsobují poškození až ztrátu listí a jehličí. 4. Památky a hmotný majetek. Velmi nepříznivě působí zejména na kovové stavby a konstrukce. V posledních letech byl zaznamenán pokles imisních úrovní prakticky všech znečišťujících látek, pouze u oxidu dusíku lze pozorovat mírně vzrůstající trend. Problém emise znečišťujících látek bude zřejmě velkou měrou vyřešen přechodem na alternativní zdroje energie. Znečištění vod Velká spotřeba vody v CR je zřejmá z velkého objemu jejího znečištění. Jenom zhruba 50 % celkového organického znečištění vody je odstraněno v povrchových čistírnách odpadových vod. Míra znečištění jak povrchových tak podzemních vod je proto alarmující. Víc než polovina veřejných zdrojů pitné vody, které jsou monitorovány 15-16% spadá do kategorie čistoty 3. a 4. třídy (nevyhovující). Hlavni typy a zdroje znečištění vody v ČR mohou byt shrnuty následovně: Rozkladné organické látky. Tyto látky jsou uvolňovány ze systémových zdrojů a tvoři se v potocích a nádržích následkem zvýšeného obsahu živin. Rozsah znečištění v systémových zdrojích je pravidelně monitorován. Zdroje podzemní vody jsou takte znečištěny organickými látkami; asi 3% podzemních vod a 30% studní neodpovídá požadavkům na kvalitu pitné vody. Vodní květ je smutně známým jevem českých stojatých vod. Klíčovou živinou je zde fosfor, který se nachází především v bodových zdrojích kanalizace). Rozsah napadení vodním květem není v současnosti systematicky monitorován a uvolňování fosforu není nijak pokutováno. Taktéž není monitorován obsah fosforu v čistících prostředcích. Zvýšený počet uživatelů veřejných kanalizaci a zvýšený obsah fosforu v čistících prostředcích způsobil jeho dlouhodobé nahromaděni. Množství vzdušných zdrojů fosforu (hnojeni poli) je méně významné. Vodní květ má katastrofální následky především u velkých vodních ploch. Snižuje jejich rekreační hodnotu a v případě že tyto slouží jako zdroje pitné vody ztěžuje čištění a přípravu teto vody. Vysoká koncentrace soli. Za posledních 30 let se koncentrace soli v povrchových vodách zdvojnásobila. Zdroje jsou především vzdušné; vliv hnojeni v údolích je evidentní. Škodlivé jsou též průmyslově odpadní vody a podzemní těžba. To se vztahuje i na podzemní vody. Monitorovací systém je v provozu už roky a znečišťovatelé jsou pokutováni. Těžké kovy. Těžké kovy nebyly předmětem dlouhodobého monitorováni. Jejich zdroje jsou jak rozptýlené tak bodové. Průmysloví znečišťovatelé jsou pokutováni. Nejnebezpečnějšími prvky jsou rtuť, kadmium a olovo. Podle posledních analýz je znečištění podzemních vod těžkými kovy méně významné. Organické toxické látky. Tyto nebyly nikdy pravidelně monitorovány a jejich výskyt nebyl mapován. Počet uniku ropných produktů neustále stoupá. Od roku 1991 jsou v platnosti nové předpisy pro kvalitu pitné vody. Uvolňování znečišťujících látek je pokutováno. Zlepšeni současné situace v znečištění vody je dlouhodobý a finančně náročný úkol, který také vyžaduje změny v zemědělské a půdohospodářské politice. V neposlední řadě je třeba zmínit problém zániku jedinečných ekosystémů v důsledku budování velkých přehrad. Příkladem za všechny je vodní nádrž Nové Mlýny na Jižní Motavě kde byl vážně narušen systém lužních lesů unikátní faunou a florou