Transcript Pavel Cudlín, Marcela Prokopová, Renata Včeláková, Lenka Stará

Systém indikátorů pro hodnocení vlivu
revitalizačních akcí na zlepšení poskytování
ekosystémových funkcí
Pavel Cudlín, Marcela Prokopová, Renata Včeláková, Lenka Stará
Ústav systémové biologie a ekologie AV ČR, v.v.i.
České Budějovice
Krajina v České republice je z velké části antropogenně ovlivněná, což
s sebou nese ztráty ekosystémových služeb. Proto je zde snaha
společnosti tento stav alespoň částečně napravovat či kompenzovat
pomocí financování revitalizačních opatření.
Cíl: zhodnotit tlak (vliv) člověka na kulturní krajinu, který je způsoben
jejím využíváním a ohodnotit efektivitu revitalizačních opatření
Biodiversity, ecosystem functions, ecosystem services and drivers of change
Source: Secretariat of the Convention on Biological Diversity, Global Biodiversity
Outlook 2, Montreal, 2006.
Ecosystem
unit
GLOBAL CHANGE DRIVERS
climate change
pollution
land-use change
loss of habitats
biodiversity reduction
land-cover change
ENVIRONMENT
ECOSYSTEM SERVICES
UV protection
detoxication
water retention
...
FUNCTIONS / PROCESSES
- biogeochemical cycles
- energy dissipation
LIVING ORGANISMS
O2 production / CO2 fixation
climate stabilisation
waste decomposition
...
food, material production
pollination
erosion/ desertification
prevention
...
Metody
DPSIR diagram
• v rámci DPSIR konceptu (Niemeijer a de
Groot 2008) byl vytvořen systém indikátorů,
který hodnotí tlak lidské společnosti, odpověď
ekosystému a možné reakce společnosti
• DPSIR diagram zahrnuje:
Driving force (Aktivity společnosti) –
Pressure (Dopady stresového působení) –
State (Stav ekosystému) – Impact (Reakce
ekosystému) – Response (Reakce společnosti).
Niemeijer a de Groot 2008
Indikátory
• systém indikátorů byl vytvořen na základě dat o biodiverzitě a plnění
ekosystémových funkcí (transpirace porostů, zásoba uhlíku v nadzemní
biomase, čistá primární produkce)
• data byla získána z malého povodí (100 km2) v jižních Čechách – horní
část povodí řeky Stropnice
• povodí je ovlivněno zemědělstvím, tlakem společnosti na komfortní
bydlení a dopravní obslužnost, těžbou dřeva a rekreací (nejen místních
obyvatel)
Použití DPSIR diagramu na úrovni krajiny
• tlak na krajinu vzrůstá v souvislosti s lidskou činností a požadavky lidské společnosti,
výsledkem jsou např. změny využití krajiny, nahodilá těžba a sídelní kaše (urban sprawl)
•tlak na ekosystémy se projevuje např. ztrátou biotopů, poklesem biodiverzity, vyšší
mírou eroze a ztrátou živin, nižší schopností zadržování vody
• lidská společnost čas od času reaguje na tyto negativní změny ekosystémů a snaží se
zjednat nápravu
• jednou z možností využívaných
v
nedávné
minulosti
byly
krajinotvorné programy (Program
revitalizace říčních systémů nebo
Program péče o krajinu)
• revitalizační opatření vedou k
lepšímu fungování narušených
ekosystémů v kulturní krajině,
zlepšují stabilitu ekosystémů,
zvyšují
druhovou
diverzitu,
zlepšují disipaci sluneční energie
a schopnost zadržovat vodu a
živiny
Vliv zvyšujících se požadavků na ekosystémové služby na ekosystémy v krajině
Potřeby společnosti
Reakce společnosti
• Požadavek na ziskové
• Zvyšování ceny půdy
zemědělství
• Požadavek na komfortné
bydlení
• Požadavek na stavební dřeví
• Požadavek na dopravní
servis
• Developerské aktivity
• Požadavek na rekreaci
• Dotace na udržitelné
pěstování plodin
• Omezení dotací za
pěstování nevhodných plodin
• Zvyšování ceny dřeva
• Denní limit turistů
Reakce ekosystému
• Redukce biodiverzity
• Ztráta biotopu
• Negativní ovlivnění disipace
sluneční energie
Dopady stresového
působení
• Změny využití území
• Změny v pěstování plodin
a technologii
• Změny v diverzitě
• Neregulované kácení
• „Urbánní kaše“
• Zvýšení turistických
zařízeních
• Omezení schopnosti erozní
regulace
Stav ekosystému
• Vyplavování živin
• Typ využití území
• Diverzita krajinného krytu
• Diverzita biotopů
• Management lesů
• Podzemní vodní zdroje
P
o
v
o
d
í
Efektivita revitalizačních akcí
• data získaná z hodnocených revitalizačních akcí (vybraných v rámci Jihočeského
kraje) byla použita pro ověření použitelnosti indikátorů na mnohem podrobnější
úrovni
• hodnocení efektivnosti revitalizačních opatření je založeno na srovnání hodnoty
biodiverzity a vybraných ekosystémových služeb před a po revitalizaci a započítává i
náklady vynaložené na revitalizaci
• efektivita
revitalizačního
opatření byla srovnána se
spontánní sukcesí
• hodnota
biodiverzity
je
vyjádřena pomocí metody
BVM
(Biotope
Valuation
Method, Seják a kol., 2003)
• revitalizační opatření vstupují do dalšího cyklu DPSIR diagramu a mají vlastní
indikátory stavu a reakce ekosystému
Výpočet bodové hodnoty biotopů metodou BVM (Seják a kol., 2003)
• pro každý typ biotopu byla vypočítána jeho relativní ekologická hodnota, určená na základě
osmi charakteristik, ohodnocených vždy jedním až šesti body
• charakteristiky jsou rozděleny do dvou skupin: ekologické a vzácnosti resp. ohrožení
Ekologické charakteristiky
Charakteristiky vzácnosti resp. ohrožení
1. diverzita druhů
1 – 6 bodů
5. vzácnost typu biotopu
1 – 6 bodů
2. diverzita struktur
1 – 6 bodů
6. vzácnost druhů typu biotopu
1 – 6 bodů
3. zralost
1 – 6 bodů
7. zranitelnost
1 – 6 bodů
4. přirozenost
1 – 6 bodů
8. ohroženost množství a kvality
1 – 6 bodů
Výpočet hodnoty typu biotopu je koncipován jako součet bodových hodnot prvních čtyř
charakteristik (diverzity druhů a struktur biotopů), vynásobený součtem druhých čtyř
charakteristik (vzácnosti či ohroženosti druhů a biotopů). Výsledek je vztažený k maximálně
možnému počtu bodů (576), který by vyšel v případě, že by všechny charakteristiky dosáhly
hodnoty šesti bodů.
[(1.+ 2.+ 3.+ 4.) * (5.+ 6.+ 7.+ 8.) / 576] * 100 =
= bodová hodnota typu biotopu (3-100)
Jelikož touto metodou dosáhneme nejmenší možné hodnoty typu biotopu 3 body, byla u zcela
nepřírodních typů biotopů tato hodnota změněna na hodnotu 0 bodů.
Výsledky
Úroveň krajiny
• biotopy
studovaného
území byly vymapovány
pomocí
kombinované
metody Natura 2000 –
BVM
Horní část povodí Stropnice
• pro každý polygon byla vypočítána maximální biomasa a čistá primární produkce
(indikátory ekosystémové funkce produkce biomasy)
• hodnota uhlíkových zásob (t C/ha) vyjádřená
jako hodnota maximální biomasy vegetace
(nadzemní i podzemní) byla cca 528 680 t C,
tj. 4,7 t C.ha-1
• u lesních porostů není zahrnuta biomasa
bylinného patra (s výjimkou lesních pasek) a
biomasa mrtvého dřeva
• hodnota
roční
čisté
primární
produkce vegetace (t C/ha/rok) byla
63 100 t C, tj. 6,4 t C.ha-1, zahrnuta
produkce
nadzemní
i
podzemní
biomasy
• produkce bylinného patra v lesních
porostech byla zanedbána, s výjimkou
produkce lesních pasek
• pro celé povodí byla vypočtena uhlíková bilance (heterotrofní půdní respirace byla
odhadnuta z literárních údajů)
•celková uhlíková bilance celé studované části povodí byla kladná
• množství akumulovaného uhlíku bylo 15 175 - 20 866 t.rok-1
tj. 1,71 – 2,35 t C.ha-1.rok-1
• do bilance nebyl zahrnuto antropogenní zvyšování CO2 v atmosféře (jako např.
spalování fosilních paliv, doprava složených krmiv pro dobytek)
• započítání spalovaní fosilních paliv do celkové bilance znamenalo snížení množství
akumulovaného uhlíku na 12 377 - 18 068 t.rok-1 tj. 1,39 – 2,03 t C.ha-1.rok-1
Bilance lesa kladná:
+15 000 až + 20 000 tC/rok
Bilance louky ~ neutrální
příp. slabě pozitivní
Bilance rostlinné výroby
~ neutrální
Úroveň revitalizačních akcí
• druhá část byla zaměřena na hodnocení efektivity 10 vybraných revitalizačních
akcí
• sada vybraných indikátorů byla zredukována na: LAI (leaf area index), Bowenův
poměr, vertikální struktura, maximální rostlinná biomasa, hodnota biodiverzity (dle
BVM)
• vysokou hodnotu efektivity vykazovaly revitalizace zaměřené na drobné vodní
toky s přírodním charakterem koryta
• obnova oboustranné aleje měla nízký přínos soustředěný do pozdějšího období,
ale vzhledem k celkově nízkým revitalizačním nákladům byla konečná efektivita
vysoká
• revitalizace rybníků měly kladný efekt jen v případech, kdy se hodnocené rybníky
nacházely v pokročilé fázi zazemnění a byly vytvořeny v silně antropicky
ovlivněných oblastech (především na orné půdě)
• obnovy rybníků, které se nacházely v částečné fázi zazemnění s mokřadními a
křovinnými biotopy, měly negativní efekt v obou kritériích – poskytování
ekosystémových služeb i hodnota biodiverzity
Příklad revitalizační akce – revitalizace Kleštínského potoka
• původně zatrubněný potok
• revitalizace spočívala ve vytvoření přírodě blízkého koryta vodního toku s výsadbou
doprovodných dřevin
• náklady na revitalizaci činily 1 018 000 Kč
před revitalizací
po revitalizaci
• došlo k navýšení hodnoty biodiverzity (navazující mokřadní
vegetace)
• míra plnění ekosystémových služeb výrazně vzrostla během
prvních deseti let po revitalizaci, nárůst hodnoty biodiverzity
nebyl ve stejném období tak intenzivní
Kleštínský potok, porovnání vývoje bodové hodnoty BVM u
revitalizace a spontánní sukcese
80
60
40
20
0
0
1
2
5
10
15
20
30
40
50
Kleštínský potok, porovnání vývoje plnění ekosystémových funkcí u
revitalizace a přirozené sukcese
roky
spontánní sukcese
revitalizace
hodnoty plnění
ekosystémových funkcí
hodnota BVM
100
120
100
80
60
40
20
0
0
1
2
5
10
spontánní sukcese
15
roky
20
30
40
revitalizace
50
• po prodloužení hodnocené periody na 50 let došlo k mnohem výraznějšímu nárůstu
hodnoty biodiverzity, ovlivněné především rozvojem mokřadních a křovinných biotopů
• nejvyšší hodnota efektivity ze sledovaných revitalizačních akcí
10 let hodnocení
Revitalizace
Sukcese
BVM EF
26,19
71,81
16,25
35,99
Přín os díky
revitalizaci
30 let hodnocení
Revitalizace
Sukcese
BVM EF
32,77
76,17
20,41
40,71
Přín os díky
9,94
35,82
revitalizaci
12,36
35,46
procenta plnění funkcí / hodnoty
BVM
60,00
BVM
EF
20,00
10,00
0,00
Revitalizace
Sukcese
Přínos díky
revitalizaci
12,09
36,76
80,00
70,00
60,00
50,00
20,00
10,00
0,00
Revitalizace
80,00
70,00
60,00
BVM
EF
30,00
20,00
10,00
0,00
Revitalizace
Sukcese
Přínos díky
revitalizaci
EF
30,00
90,00
50,00
40,00
BVM
40,00
Hodnocení přínosu revitalizace Kleštínského
potoka (do 50 let)
procenta plnění funkcí / hodnoty
BVM
procenta plnění funkcí / hodnoty
BVM
70,00
30,00
revitalizaci
Hodnocení přínosu revitalizace Kleštínského
potoka (30 let)
80,00
40,00
Revitalizace
Sukcese
BVM
EF
35,39
82,10
23,31
45,34
Přín os díky
Hodnocení přínosu revitalizace Kleštínského
potoka (do 10 let)
50,00
50 let hodnocení
Sukcese
Přínos díky
revitalizaci
Závěry
Úroveň krajiny
• poutání uhlíku je důležitou ekosystémovou funkcí, zvláště v podmínkách globální
změny klimatu
• hodnocené území horního povodí řeky Stropnice se jeví jako úložiště uhlíku
• zdrojem určité nepřesnosti může být podhodnocený vliv půdní respirace a ztráty
uhlíkových sloučenin vyluhováním
Úroveň revitalizačních akcí
• zvolená sada indikátorů umožní hodnotit různé varianty revitalizací a umožní
vyjádřit přínos revitalizace z hlediska míry plnění ekosystémových funkcí a
hodnoty biodiverzity
• převedení ekosystémových funkcí na ekosystémové služby bylo provedeno
pomocí metody náhradních nákladů, která analyzuje náklady na ekosystémové
služby, které musí společnost vynaložit, pokud nejsou tyto služby ekosystémem
poskytovány
• v této studii byly uvedeny výsledky hodnocení efektivity revitalizačních akcí a
jejich vliv na vývoj biodiverzity a míru plnění ekosystémových funkcí,avšak
vzhledem k malému počtu opakování není možné uvést obecné závěry
Děkuji za pozornost