Ekologie a životní prostředí

Ekologie se zabývá vztahy v přírodě, respektive vztahy mezi organizmy navzájem/organizmy a prostředím. Poznatky ekologie a dalších přírodních věd lze využít při zhodnocování stavu životního prostředí a jeho ochraně.

Příroda sestává ze živých i neživých složek. Mezi živé složky přírody patří organizmy: rostliny, živočichové, houby, mikroorganizmy aj. Mezi neživé složky přírody náleží např. vzduch, voda či horniny a minerály (nerosty). Půda sestává jak ze živých součástí (organizmy, které zde žijí), tak z neživých (úlomky hornin, humus, voda, plyny aj.).

Ucelené součásti přírody se označují jako ekosystémy. Ekosystémy lze rozdělovat např. na suchozemské (les, louka) a vodní (rybník, jezero). Velké a dlouhodobě stálé ekosystémy se označují jako biomy.

Ekologie se zabývá vztahy v přírodě. Zkoumá vztahy mezi organizmy navzájem i mezi organizmy a prostředím. Termín ekologie často bývá nesprávně používán pro ochranářské aktivity a tvorbu životního prostředí. Nejde o jedno a to samé. Přehled o ekologii a souvislostech v přírodě však může být předpokladem pro ochranu životního prostředí: ví se, co a jakým způsobem chránit.

Ekosystémy

Ucelené součásti přírody se označují jako ekosystémy. Ty obsahují živé i neživé složky.

Přirozené ekosystémy vznikají (víceméně) bez zásahu člověka (např. tropický deštný les, korálové útesy, přirozený lesní porost). Naopak umělé ekosystémy musí člověk udržovat a dodávat do nich energii (např. hnojení, orba a osévání pole, sečení či spásání louky). Bez zásahu člověka by se umělé ekosystémy postupně změnily v přírodní.

Ekosystémy jsou různě stabilní, neboli snášejí jen určitou míru narušení. Postupně se vyvíjejí, to se označuje jako sukcese (např. hromada zeminy postupně zaroste bylinami, keři, nastěhují se sem živočichové aj.). V ekosystémech může být různá biodiverzita neboli různorodost skupin/druhů organizmů.

Pro ekosystémy je důležitá i přítomnost „mrtvé“ organické hmoty: např. staré dřevo či výkaly živočichů poskytují podmínky pro život množství organizmů a podílejí se na koloběhu živin.

Organizmy a jejich prostředí

Organizmy jsou přizpůsobené na určité podmínky (adaptace) a snášejí jen jejich určité rozpětí (ekologická valence). Organizmy snášející jen úzký rozsah podmínek se považují za bioindikátory (např. mnohé lišejníky rostou jen v prostředí s čistým vzduchem).

Areál splňuje ekologické požadavky organizmu, je to území, kde se vyskytují jedinci určitých druhů. Organizmy mohou být na určitém místě původní (mít zde tzv. primární areál). Také mohou žít na místech, kde se původně nevyskytovaly (sekundární areál, např. u invazních organizmů, které se šíří na novém území a vytlačují původní druhy).

Abiotické podmínky (faktory) prostředí souvisejí s neživou přírodou. Ovlivňují živé organizmy.

Světlo

Viditelné světlo je zdrojem energie pro fotosyntézu, ale též obecně slouží k orientaci či komunikaci organizmů. Světlo organizmy vnímají světločivnými buňkami či zrakem. To u živočichů souvisí např. s přítomností určitého zbarvení (mj. výstražného či maskovacího), rostliny na své pestře zbarvené části mohou lákat např. opylovače.

Změny intenzity světla vedou u živočichů k ovlivňování biorytmů, které souvisejí např. s rozmnožováním či migrací. Životní cyklus rostlin je ovlivněn délkou dne. Organizmy mají různé nároky na světlo: živočichové se nedostatku světla (to je spojeno např. s noční aktivitou či životem v podzemí) přizpůsobili např. odrazivou vrstvou za sítnicí, zvětšením očí, světélkováním (bioluminiscencí) či naopak nahrazením zraku jinými smysly.

UV záření má kratší vlnové délky a větší energii než viditelné záření, ničí proteiny a nukleové kyseliny. Organizmy se UV záření či nadbytku viditelného světla mohou bránit pomocí pigmentů (např. melanin u živočichů, karotenoidy u rostlin). U živočichů a hub je určitá míra UV záření nezbytná pro vznik vitaminu D.

Teplota

Teplo ze Slunce na Zemi přichází hlavně ve formě viditelného světla a infračerveného záření. Teplota je dána počasím a klimatem místa, v němž organizmy žijí. Suchozemské rostliny udržují teplotu svých těl pomocí odevzdávání a vypařování vody (transpirace). Živočichové mohou být ektotermní (jejich teplota je závislá na teplotě prostředí) či endotermní (udržují si stálou tělesnou teplotu). Stálá tělesná teplota je typická pro ptáky a savce. Ti v chladnější oblastech mívají kratší tělní přívěsky, aby o teplo nepřicházeli (to popisuje Allenovo pravidlo).

Vzduch

Živé organizmy ovlivňuje chemické složení vzduchu (což je svázáno se zásadními biochemickými procesy: fotosyntézou a buněčným dýcháním), ale také jeho teplota, tlak či proudění. Rostliny vzduch využívají např. k přenosu pylu či diaspor (plodů, semen). Někteří živočichové mohou vzduchem aktivně létat, živočichové či jiné organizmy se mohou nechat pasivně přenášet (tzv. vzdušný plankton).

Voda

Voda je součástí životního prostředí, je obsažena také v organizmech samotných. Ve vodě bývají rozpuštěné minerální látky (obsah solí se označuje jako salinita) či plyny. Povrchové napětí vody někteří bezobratlí živočichové využívají k pohybu po hladině. Rostliny mohou mít různé nároky na vodu, u těch žijících v suchém prostředí mnohdy bývá vyvinuta sukulence (tvoří si zásoby vody ve ztlustlých orgánech, zabraňují ztrátám vody pomocí CAM fotosyntézy). Živočichové se dostupnosti vody přizpůsobují např. určitým množstvím potních žláz či průběhem vylučování. U živočichů pohybujících se ve vodě se v rámci evoluce nezávisle vyvíjel hydrodynamický tvar těla.

Chemické látky

Makrobiogenní prvky jsou ve velkém množství nezbytné pro život (\mathrm{C}, \mathrm{H}, \mathrm{O}, \mathrm{N}, \mathrm{P}, \mathrm{S}). V menším množství organizmy vyžadují prvky oligobiogenní a stopové. Přítomnost určitých chemických prvků přeneseně souvisí s kyselostí/zásaditostí prostředí (pH).

Biotické faktory souvisejí s tím, jak se živé organizmy ovlivňují navzájem.

Více jedinců určitého druhu tvoří populaci. Velikost populací je dána natalitou (porodností) a mortalitou (úmrtností). Velikosti populací mohou kolísat v čase (např. zvětšení populace kořisti vede ke zvětšení populace predátora). Růst populace je obvykle omezen podmínkami prostředí. Populace může mít určitý rozptyl (rozmístění jedinců v prostoru). Populace mohou migrovat neboli se dvoucestně přesouvat na delší vzdálenosti (tam a zpět).

Více populací v určitém prostoru tvoří společenstvo (biocenózu). Ekologická nika je soubor všech faktorů prostředí působících na organizmus. Opuštěná ekologická nika může být obsazena jiným organizmem s podobnými nároky.

Vnitrodruhové vztahy

Vnitrodruhové vztahy existují mezi jedinci stejného druhu. Jedinci mohou napodobovat své chování, soutěžit o pohlavní partnery či si vymezovat teritorium. Konkurence vzniká zejména u větších populací, kdy jedinci bojují o zdroje.

Mezidruhové vztahy

Predace je potravní vztah, kdy predátor (dravec) zabíjí svou kořist. Mezi různými druhy organizmů může existovat i kompetice (konkurence).

Jako symbióza se v biologii označuje jakýkoli úzký mezidruhový vztah, nehledě na jeho (ne)výhodnost pro zúčastněné strany. Organizmy mohou na symbióze být zcela či částečně závislí. Dále jsou uvedeny typy symbiózy dle výhodnosti pro zúčastněné organizmy (+ znamená výhodnost pro zúčastněný organizmus, − nevýhodnost, 0 víceméně bez ovlivnění).

• mutualizmus (+/+) – Např. rostlina a její opylovač, sasanka plášťová a rak poustevníček, člověk a jeho střevní mikrobiom (soubor mikroorganizmů v těle).
• komenzálizmus (+/0) – Např. štírek, který je přenášený mouchou, epifytické rostliny žijící přichycené na stromech.
• parazitizmus (+/−)
  • U živočichů se rozlišují vnější parazité (např. klíště, veš, komár sající krev) a vnitřní parazité (např. motolice, tasemnice, roup).
  • Parazitoidi zabíjejí svého hostitele, např. larvy lumka vyvíjející se v larvách pilořitek.
  • U rostlin se klasicky rozlišují poloparazité, kteří sami fotosyntetizují (např. jmelí) a berou hostiteli hlavně vodu a minerální látky. Úplní parazité (holoparazité) jsou na svém hostiteli aspoň po část života zcela závislí (např. podbílek šupinatý parazitující na kořenech rostlin, kokotice evropská jakožto stonkový parazit, hlístník hnízdák parazitující na houbách).

Potravní řetězce popisují, jak se látky a energie v přírodě přesouvají mezi organizmy. Obvykle mají 4–5 článků.

Na počátku potravních řetězců stojí producenti, což bývají fotosyntetizující organizmy. Díky fotosyntéze ukládají energii slunečního záření do chemických vazeb a vytvářejí organické látky bohaté na energii. Typickými producenty jsou zelené rostliny, řasy, sinice či někteří protisté.

Producenty se živí konzumenti 1. řádu, což jsou obvykle býložraví (živící se rostlinami) či všežraví živočichové. Konzumenty 1. řádu žerou konzumenti 2. řádu (podobně dále s konzumenty dalších řádů). Na vrcholu potravních řetězců stojí masožraví vrcholoví predátoři.

Mrtvá těla všech účastníků potravního řetězce zpracovávají rozkladači (dekompozitoři). Ti uvolňují různé látky zpět do prostředí, jsou tak k dispozici dalším organizmům. Mezi rozkladače typicky patří bakterie, houby či různí bezobratlí živočichové (např. larvy much).

Znázornění potravních řetězců je do určité míry zjednodušující: ve skutečnosti např. určitý živočich nežere jen jeden druh jiného živočicha (pro přesnější vyjádření potravních vztahů se využívají tzv. potravní sítě).

Rozkladači (dekompozitoři) se významně podílejí na koloběhu látek v přírodě. Rozkládají mrtvou organickou hmotu (mrtvé organizmy). Na rozkladu určité součásti přírody se obvykle podílí více druhů rozkladačů současně nebo ve vzájemné návaznosti.

Organická hmota je rozkladači zpracovávána na jednodušší látky. Tyto látky (živiny i minerální látky) se pak vracejí do prostředí a mohou je využít další organizmy. Mrtvá organická hmota (např. dřevo, těla živočichů) se díky rozkladačům v přírodě dlouhodobě nehromadí. Rozkladači se podílejí i na vzniku půd.

Příklady rozkladačů

Mezi typické rozkladače patří nezelené bakterie a houby. Živočichové se mohou živit mrtvou rostlinnou hmotou (např. žížala, stínka) či výkaly (třeba koprofágní brouci, např. hnojník obecný či chrobák velký). Mrchožrouti se živí většími mrtvými těly živočichů (takto se částečně živí např. orel mořský).

Nároky rozkladačů na prostředí

Houby, bakterie a bezobratlí živočichové jakožto rozkladači obvykle pro svou aktivitu potřebují vlhké prostředí. Zároveň je potřeba, aby se jim zpracovávané organizmy „nebránily“ – např. proti bakteriím a houbám dokáže zasáhnout imunitní systém živočichů. Mnozí rozkladači vyžadují kyslík, někteří se bez něj obejdou (anaerobní bakterie). Aktivita rozkladačů se snižuje při nízké teplotě (třeba během zimy).

Využití rozkladačů člověkem

Rozkladači (např. žížaly) mají význam při kompostování, v rámci něhož se organické zbytky (třeba z kuchyně, zahrady) přemění na živinami bohatý kompost. Ten se dá využít při pěstování rostlin.

Negativní působení rozkladačů

Rozkladači mohou člověku škodit: např. houby způsobují „plesnivění“ potravin (houba tedy „sní“ potravinu dříve, než to stihne udělat člověk) či rozklad (hnilobu) dřeva. Pro dřevěné konstrukce může být ohrožením i dřevokazný hmyz (např. červotoč).

Chemický prvek uhlík (\mathrm{C}) je zásadní pro život na Zemi. Je součástí organických látek v živých organizmech (např. sacharidů/cukrů, tuků, bílkovin).

Uhlík se také nachází v zemské kůře, např. jako minerál grafit nebo jako součást uhličitanu vápenatého (\mathrm{CaCO_3}, např. ve vápenci). Uhlík se v rámci organických látek nachází v zemním plynu, uhlí či ropě (z té se vyrábí např. benzín či nafta). Zemní plyn, uhlí a paliva vyrobená z ropy lze označit jako fosilní paliva.

V atmosféře je uhlík vázaný v plynném oxidu uhličitém (\mathrm{CO_2}).

Oxid uhličitý je skleníkový plyn. Zvětšování jeho množství v atmosféře vlivem lidské činnosti způsobuje klimatickou změnu. Proto je užitečné uvědomit si, jak se uhlík (jako součást oxidu uhličitého) dostává do atmosféry a z ní.

Fotosyntéza

Fotosyntézu provádějí zejména řasy/rostliny. Využívá se při ní oxid uhličitý a voda. Za účasti světla vznikají organické látky bohaté na energii a kyslík. Fotosyntéza tedy vede k odstraňování uhlíku z atmosféry a jeho ukládání do organické hmoty (např. do dřeva, do půdy).

Buněčné dýchání

Drtivá většina živých organizmů (včetně těch fotosyntetizujících) používá k získávání energie buněčné dýchání (přesněji aerobní respiraci). V rámci buněčného dýchání živiny reagují s kyslíkem, uvolňuje se využitelná energie, vzniká oxid uhličitý a voda.

Rozklad

Rozkladači získávají energii zpracováním látek z odumřelých organizmů. Pokud látky ve výsledku zpracují pomocí kvašení či buněčného dýchání, uvolňuje se oxid uhličitý. V případě tzv. anaerobní respirace („dýchání bez účasti kyslíku“) se může uvolňovat i methan (\mathrm{CH_4}), který je též skleníkovým plynem.

Další děje

• Oxid uhličitý se do určité míry může rozpouštět ve vodě, což vede k okyselování (acidifikaci) oceánů.
• Oxid uhličitý se dále dostává do atmosféry vlivem aktivity sopek (ve srovnání s lidskou činností se ho sopečnou činností uvolňuje asi 60× méně).

Činnost člověka a globální souvislosti

Člověk ke své činnosti potřebuje energii. Tu mnohdy získává spalováním biomasy nebo fosilních paliv (např. v průmyslu, dopravě, energetice). To vede k uvolňování oxidu uhličitého do atmosféry.

Na emisích oxidu uhličitého se dále podílí změny využití půdy a odlesňování (ekosystémy ztrácejí schopnost vázat uhlík, uvolňuje se uhlík nashromážděný v biomase). Odlesňování se týká např. tajgy či tropických lesů.

Oxid uhličitý vzniká i při zpracování některých surovin, např. pálení vápence na vápno/cement či při výrobě oceli.

Množství oxidu uhličitého v atmosféře se zvětšuje, tedy rychlost uvolňování převyšuje rychlost ukládání v přírodě.

Určité látky důležité pro život podléhají složitým koloběhům (cyklům). Mezi tyto látky (prvky) patří zejména uhlík (\mathrm{C}), dusík (\mathrm{N}), fosfor (\mathrm{P}) a síra (\mathrm{S}).

Následující tabulka uvádí výskyt prvků uhlíku a dusíku a návazné procesy.

Koloběhy uhlíku a dusíku přibližují i následující schémata:

Síra (\mathrm{S}) se uvolňuje z hornin či je spojena se sopečnou činností. V živých organizmech je součástí některých aminokyselin. Je obsažena i ve fosilních palivech. Z nich se obvykle při zpracování odstraňuje, aby se její oxidy neuvolňovaly do ovzduší.

Fosfor (\mathrm{P}) je zásadní mj. pro rostliny. V malé koncentraci je v mořské vodě, získává se zejména z hornin (např. apatitu) či guána (trusu mořských ptáků).

Koloběh vody (\mathrm{H_2O}) je spojen se změnami jejího skupenství.

Pozorováním organizmů lze určit, jaké mají ekologické vztahy (s dalšími organizmy a prostředím). V některých případech je vztah zřejmý přímo (např. vidíme ptáka na břehu řeky, jak loví ryby), jindy nás k odvození vztahu může dovést stavba těla organizmu (pták má protáhlý, dýkovitý zobák) či prostředí, v němž organizmus žije (pták se pohybuje na břehu řeky → nejspíše tady bude hledat potravu).

Lze hodnotit potravní vztahy (např. dravec-kořist), různé typy symbiózy (např. parazitizmus, mutualizmus) i souvislost organizmů a ekosystému.

Potravní vztahy, výživa

Co se týče potravních vztahů živočichů, draví živočichové jsou obvykle přizpůsobeni lovu dobře vyvinutými smysly, rychlým pohybem a ostrými částmi těla, které mohou sloužit k trhání masa či zabíjení kořisti (např. drápy, špičáky savců, ostrá špička zobáku ptáků, kousací ústní ústrojí některých blanokřídlých). Kořist bývá zpravidla menší než dravec. Býložraví živočichové se mnohdy pohybují pomaleji než dravci, rostlinnou potravu mohou porcovat (např. řezáky bobra) či drtit (např. stoličky sudokopytníků, ústní ústrojí hlemýždě, vroubkovaný zobák kachny – ta žere převážně rostliny). Rostliny se ožeru brání např. kolci či trny.

Rostliny (a další organizmy – např. sinice, lišejníky, řasy nepatřící mezi rostliny) získávají živiny pomocí fotosyntézy, k níž je potřeba energie světla. Fotosyntetizující organizmy jsou obvykle zelené (ale není to pravidlem). Označují se jako producenti.

Parazitizmus

V rámci parazitizmu parazit dlouhodobě škodí hostiteli, aniž by měl za cíl jej zabít. Parazit a hostitel bývají v bezprostřední blízkosti (jejich těla jsou v dlouhodobějším kontaktu). Vnější parazité živočichů (např. klíště, blecha) mají obvykle zjednodušenou stavbu těla a ústní ústrojí přizpůsobené přijímání krve, lymfy či částí kůže/jiných tkání. U hostitele se přítomnost většího množství parazitů může projevit jako nemoc či vede ke strádání organizmu (např. toulavá kočka napadená svrabem). Přítomnost vnitřních parazitů živočichů zpravidla nelze zvnějšku jednoduše zjistit.

Živočišní parazité rostlin obvykle sají jejich mízu, k čemuž využívají bodavě sací ústní ústrojí. Také mohou tkáně rostliny vyžírat zevnitř (např. minující housenky klíněnky v listech jírovce). Pokud je rostlina napadena parazitem, často se to projeví deformací či schnutím jejích částí nebo tvorbou hálek.

Parazitické rostliny mohou být nezelené (např. záraza, podbílek, kokotice), případně mohou i fotosyntetizovat (jmelí). V každém případě jsou napojené na vodivá pletiva jiné rostliny či podhoubí houby.

Mutualizmus (vzájemně prospěšná symbióza)

V rámci mutualizmu mohou být organizmy jak ve stálém bezprostředním kontaktu (např. klouzek žijící v mykorhize s modřínem bude své plodnice tvořit blízko modřínu), tak v kontaktu občasném (např. včela opylující květ trnky, straka vybírající parazity ze srsti muflona). Projevy mutualizmu jsou pozitivní, organizmy vypadají „zdravěji“/nevypadají, jako by strádaly: např. tráva bujněji roste tam, kde je podhoubí čirůvky májovky, rostliny lákají opylovače barevností a vůní svých květů.

Rozkladači

Rozkladači (dekompozitoři) se obvykle nacházejí na (mrtvé) organické hmotě (mršinách, rozkládajícím se dřevě, výkalech apod.). Může se jednat o okem neviditelné mikroorganizmy (bakterie) či například povlaky vláknitých hub. Mezi rozkladače patří i někteří živočichové, např. brouci a jejich larvy.

Přenos částí sloužících k rozmnožování

V terénu lze snadno pozorovat některá přizpůsobení rostlin, např. co se týče přenosu jejich plodů/semen.

Stanoviště, vývoj ekosystému

Na základě stanoviště (místa, kde se organizmus konkrétně vyskytuje) lze odhadnout jeho ekologické nároky či charakter/stáří ekosystému.

Toto téma přibližuje problémy životního prostředí, jejich vývoj a možná řešení. Pozornost je také věnována ochraně životního prostředí z hlediska legislativy a aktivní péči o životní prostředí.

K dispozici jsou následující podtémata:

• Ochrana území a druhů – Ochrana organizmů a jejich prostředí, zejména v kontextu Česka.
• Péče o přírodu a krajinu – Informace a souvislosti týkající se praktického provádění péče o krajinu (např. i v rámci školní třídy).
• Klimatická změna – Změna klimatu a její dopady. Možné způsoby, jak se s ní vyrovnat a výhled do budoucnosti.
• Voda, krajina, produkce potravin
• Odpady, životní prostředí a zdraví člověka
• Ochrana životního prostředí: mix

Mezioborové téma věnující se znečištění ovzduší obecně je k dispozici v rámci předmětu chemie. Souvislosti týkající se životního prostředí jsou obsažené také v tématu využívání vody.

V Česku přírodní prostředí dle zákonů podléhá obecné ochraně, navíc jsou vymezena území a druhy organizmů, které vyžadují zvláštní ochranu. Ochranu životního prostředí popisuje zejména zákon 114/1992 Sb., na něj je navázána prováděcí vyhláška 395/1992 Sb.

Ochrana organizmů spočívá zejména v ochraně jejich životního prostředí. Ne vždy je optimální určité prostředí zcela znepřístupnit člověku. Mnohé biotopy ke svému zachování potřebují určitou míru narušení, např. vypásání, seč, oheň či pohyb těžké techniky.

Ochrana jedinců má výraznější význam u (velkých) savců, naopak minimální význam má třeba u bezobratlých živočichů. U migrujících živočichů (zejména ptáků) je nutné chránit i jejich migrační trasy.

Ochrana se nezaměřuje jen na živou přírodu, může též sloužit k ochraně neživé přírody (minerály, horniny, fosilie či stratotypy).

Místní ochrana území

Podle místní legislativy se v Česku zvláště chráněná území rozdělují na velkoplošná a maloplošná:

• Mezi velkoplošná zvláště chráněná území patří národní parky (Krkonošský NP, NP České Švýcarsko, NP Podyjí, NP Šumava) a chráněné krajinné oblasti (např. CHKO Šumava, CHKO Bílé Karpaty, CHKO České středohoří…).
• Mezi maloplošná zvláště chráněná území patří národní přírodní rezervace (NPR), národní přírodní památky (NPP), přírodní rezervace (PR) a přírodní památky (PP). Maloplošná ZCHÚ mohou být součástí velkoplošných.

Povolení či zákazy určitých činností v daných územích jsou obecně popsány zákonem 114/1992 Sb., dále mohou být specificky definovány ve vyhlašovací dokumentaci. Návštěvníci jsou s nimi obvykle seznámeni na informačních tabulích.

Maloplošná ZCHÚ v kategorii NPR a NPP mají na tabulích u vstupů vyobrazený velký státní znak, PR a PP malý státní znak. Zvláště chráněná území mohou být v rámci krajiny vyznačena pomocí dvojice červených pruhů (např. na stromech). Dané území leží tam, kde je vynechaná část spodního červeného pruhu.

Dále jsou vyhlašovány památné stromy, což slouží k ochraně jednotlivých stromů, alejí či stromořadí. Přírodní parky slouží k ochraně krajiny.

Mezinárodní ochrana území

V rámci mezinárodní ochrany mohou být území součástí soustavy Natura 2000 (v rámci EU). Ta zahrnuje evropsky významné lokality (EVL) a ptačí oblasti. Tato zmíněná území se mohou překrývat se zvláště chráněnými územími popsanými výše.

Na celosvětové úrovni mohou území spadat mezi biosférické rezervace UNESCO (Man and the Biosphere). V Česku je takových území 6, patří sem třeba Biosférická rezervace Křivoklátsko (kryje se s CHKO). Součástí přírodního/kulturního dědictví UNESCO jsou v Česku jen Jizerskohorské bučiny (zároveň NPR).

Ochrana druhů

Zvláště chráněné druhy organizmů se v Česku dle zákona rozdělují na ohrožené, silně ohrožené a kriticky ohrožené. Jejich výpis je v prováděcí vyhlášce 395/1992 Sb.

Na mezinárodní (pod dikcí IUCN, každé dva roky) i místní úrovni mohou být zpracovávány a vydávány červené seznamy (název vychází z barvy knihy, do níž se zapisovaly informace o pohřešovaných lodích). Červené seznamy mohou být podkladem pro zákonnou ochranu.

CITES je mezinárodní úmluva, která kontroluje obchodování s ohroženými druhy.

Na péči o přírodu a krajinu je možné se aktivně podílet, a to jak z pozice jednotlivce, tak v rámci větší skupiny lidí (např. školní třída, organizovaná skupina dobrovolníků). Tato kapitola se věnuje hlavně základním fyzickým činnostem, které mohou zlepšit stav přírody na určitém místě.

Instituce spojené s péčí o přírodu, domluva

Národní parky mají své vlastní správy. O chráněné krajinné oblasti, národní přírodní rezervace a národní přírodní památky se stará Agentura ochrany přírody a krajiny ČR. Péči o přírodní památky a přírodní rezervace mají na starost krajské úřady (tato péče je obvykle externě zadávána). O přírodu ve zvláště chráněných územích i mimo ně mohou pečovat různé spolky a neziskové organizace (např. Český svaz ochránců přírody, Česká krajina, Pražská pastvina).

V případě zájmu o zapojení se do ochranářských aktivit je možné zúčastnit se veřejně vyhlašovaných akcí. Výpomoc v rámci větší skupiny lidí (např. školní třídy) je vždy nadmíru vhodné domluvit s danou institucí. Účastníci tak mohou cíleně pomoci přírodě, odnést si zážitky a pocit zdárně odvedené práce, případně potkat další lidi se zájmem o přírodu. V případě dobrovolnických akcí v NP či NPR je také někdy možné dostat se na běžně veřejnosti nepřístupná místa.

Management krajiny

Management krajiny (ve spojitosti s ochranou přírody) se obvykle zaměřuje na zvětšení biodiverzity neboli rozmanitosti života na určitých místech. Také může směřovat k ochraně ohrožených/zvláště chráněných druhů organizmů a/nebo potlačování organizmů nepůvodních či expanzivních.

Člověk v základu může ovlivnit následující.

Co se týče konkrétních činností, ve větších skupinách lze pomoci např. s hrabáním, přesunem biomasy (posekaných bylin, sena, hnoje, dřeva, kompostu…), nebo péčí o zvířata (úprava/oprava ohradníků či přístřešků, přemisťování stád…).

Obnovení určitého biotopu (např. mokřadu) či zlepšení jeho stavu se označuje jako revitalizace.

Sběr odpadu

Jednoduchou a snadno proveditelnou činností je odstraňování odpadu z přírody. Odpad prostředí hyzdí, mohou se z něj uvolňovat různé škodlivé látky či může přímo ohrožovat zdraví živých organizmů a člověka. Mnohé materiály se v přírodě rozkládají značně dlouhou dobu (u plastů může jít až o stovky let, navíc se rozpadají na nebezpečné mikroplasty).

Při sběru odpadu je vhodné myslet na vlastní zdraví: použít např. rukavice, dát pozor na předměty, o které by se člověk mohl zranit (např. injekční stříkačky, střepy). Odpad lze shromažďovat např. do plastových pytlů. Ani shromážděný odpad by neměl zůstat v přírodě, je nutné zajistit jeho svoz a další zpracování.

Široká veřejnost se může do čištění přírody zapojit např. v rámci pravidelné akce Ukliďme Česko.

Klimatická změna označuje změny v dlouhodobém stavu atmosféry. Klima se za dobu existence Země v různých geologických dobách přirozeně měnilo. V současné době se však mění nebývalou rychlostí, a to zejména vlivem činnosti člověka. Dochází mj. ke stoupání koncentrace skleníkových plynů, což má za následek pozvolné zvyšování průměrné teploty. To může v důsledku vést k ohrožení a kolapsu ekosystémů a ohrožení přírody i lidí.

Téma obsahuje následující podtémata:

• Klimatický systém a jeho vývoj – Vývoj klimatu na Zemi, příčiny jeho změn, obecné informace o skleníkovém efektu a zpětných vazbách, které se mohou podílet na udržování či změně klimatu.
• Skleníkové plyny – Konkrétní příklady skleníkových plynů a jejich zdrojů, opatření vedoucí ke zmírnění klimatické změny (mitigace).
• Důsledky změn klimatu, adaptace – Dopady změn klimatu, snaha o přizpůsobení se jim.
• Jednání o změnách klimatu, výzkum – Mezinárodní dohody týkající se klimatické změny, jejich důsledky, výzkum v oblasti klimatu a ekonomická opatření.
• Klimatická změna: mix – Mix cvičení z kapitol výše, procvičování pojmů spojených s klimatickou změnou.

Procvičování čerpá mj. z webu Fakta o klimatu, který nabízí k danému tématu informační souhrny i infografiky.

Klima

Klima je dlouhodobý stav atmosféry (např. co se týče průměrných teplot, srážek), kdežto počasí je její krátkodobý stav. Klima se během geologického času postupně měnilo. V současném období čtvrtohor (kvartéru, od doby před 2,58 miliony let dodnes) přirozeně docházelo ke střídání meziledových a ledových dob. Přirozené změny klimatu souvisejí s tzv. Milankovičovými cykly, v rámci nichž dochází k astronomicky podmíněnému kolísání množství slunečního záření dopadajícího na Zemi. V současné době se nacházíme v době meziledové, poslední ledová doba skončila asi před 11 700 lety.

Skleníkový efekt

Skleníkový efekt ovlivňuje klima vlivem toho, že některé plyny jsou schopné zabraňovat úniku tepla (infračerveného záření) z povrchu planety zpět do vesmíru. Tyto plyny se označují jako skleníkové, mezi nejvýznamnější patří oxid uhličitý (\mathrm{CO_2}) či methan (\mathrm{CH_4}). V současnosti se v atmosféře Země nachází asi 0,042 % (420 ppm) oxidu uhličitého. Při fotosyntéze dochází k vázání oxidu uhličitého do organických sloučenin a tím jeho odstraňování z atmosféry. Jeho množství se zvyšuje zejména kvůli spalování fosilních paliv, to pak vede ke skleníkovému efektu způsobenému člověkem (antropogenní skleníkový efekt).

Skleníkový efekt sám o sobě není negativním jevem. Kdyby se na Zemi neprojevoval, průměrná teplota by byla asi −18 °C (oproti dnešním 15 °C). Nebezpečím je ovšem jeho prohlubování, které vede ke zvyšování průměrné teploty.

Zpětné vazby

Zpětné vazby souvisejí s tím, že změna některé veličiny pozitivně či negativně ovlivňuje jinou veličinu. Mnohé zpětné vazby do určité míry dokážou stabilizovat klima, například:

• více oxidu uhličitého v atmosféře → intenzivnější rozpouštění v oceánech → méně oxidu uhličitého
• více oxidu uhličitého → zvýšení teploty → intenzivnější fotosyntéza → méně oxidu uhličitého

Jiné zpětné vazby naopak změny klimatu prohlubují, například:

• vyšší teplota → tání ledovců → nižší albedo (míra odrazivosti) povrchu → více absorbovaného tepla → ještě vyšší teplota

Projevy klimatické změny

Současná teplota na Zemi je asi o 1,2 °C vyšší než v období před průmyslovou revolucí (1850–1900). Stoupá asi rychlostí 0,2 °C za desetiletí.

Skleníkové plyny

Skleníkové plyny jsou zodpovědné za skleníkový efekt. Mezi významné skleníkové plyny patří:

• oxid uhličitý (\mathrm{CO_2}) – Jeho množství v atmosféře stoupá zejména vlivem spalování fosilních paliv. Po konci ledové doby obsahoval suchý vzduch asi 0,025 % \mathrm{CO_2}, nyní obsahuje kolem 0,042 %.
• methan (\mathrm{CH_4}) – Uvolňuje se rozkladem biomasy, např. v mokřadech či žaludcích zvířat. Také je produkován průmyslem. Má asi 20× silnější vliv na skleníkový efekt než \mathrm{CO_2}.
• oxid dusný (\mathrm{N_2O}) – Asi 265× silnější skleníkový plyn než \mathrm{CO_2}, uvolňuje se zejména vlivem používání dusíkatých hnojiv.
• halogenované uhlovodíky – Uměle vyrobené.

Skleníkovým plynem je také vodní pára (\mathrm{H_2O}), ta je ovšem zcela přirozenou součástí povrchu Země a její množství nelze regulovat.

Vliv skleníkových plynů na klima

Pro jednotlivé plyny se udává tzv. GWP (global warming potential), neboli schopnost ovlivňovat skleníkový efekt za určitý čas ve srovnání s oxidem uhličitým. Pro vypouštěné směsi plynů se používá ekvivalent oxidu uhličitého (\mathrm{CO_2eq}): množství různých skleníkových plynů ve směsi je „přepočteno“ na množství \mathrm{CO_2}, které by způsobilo obdobný skleníkový efekt.

Emise skleníkových plynů, uhlíková stopa

Skleníkové plyny vytvořené člověkem vznikají při výrobě, transportu i odstraňování statků (např. zboží, potravin). Rostoucí světová populace spotřebovává stále více zboží a mnohdy podléhá konzumnímu způsobu života. Výrobky jsou často navrhovány tak, aby měly jen omezenou životnost (plánované opotřebení). To vše má v důsledku negativní vliv na klima.

Uhlíková stopa přeneseně popisuje množství skleníkových plynů, které vznikly při produkci určitého výrobku, nebo které jsou produkované jedincem či společností. Nejde o jediný ukazatel vlivu na životní prostředí (např. postupy s nízkými emisemi skleníkových plynů mohou produkovat více toxického odpadu aj.). Dalším problémem konceptu uhlíkové stopy je to, že přenáší odpovědnost za změnu klimatu zejména na jednotlivce, přestože se na ní podílejí jak jednotlivci, tak korporace a státy.

Mitigační opatření

Opatření s cílem snížení emisí skleníkových plynů (či zmenšení jejich množství v atmosféře) se označují jako mitigace. Lze řešit příčiny emisí, např. zmenšením spotřeby, výrobou energie bez spalování fosilních paliv (obnovitelné zdroje, jaderná energetika, v budoucnu snad termojaderná fúze). Co se týče stravování, méně skleníkových plynů produkuje výroba rostlinné stravy (ve srovnání s produkcí masa a mléčných výrobků). Hromadná doprava produkuje méně skleníkových plynů než doprava individuální. Mitigace klimatické změny též může probíhat pomocí ekonomických opatření.

Dlouhodobé zmenšení množství skleníkových plynů v atmosféře přirozenými či průmyslovými procesy se nazývá sekvestrace. Může zahrnovat např. zachycování uhlíku (CCS, carbon capture storage).

K zavádění úspěšných opatření na různých úrovních (od jedinců až po státy a společenství) a technologickému pokroku může pomoci informovanost o klimatické změně a kvalitní vzdělání lidí.

V rámci klimatické změny v současnosti dochází k nerovnoměrnému zvyšování teploty na Zemi. Prohlubují se extrémy počasí.

Klimatická změna způsobuje tání ledovců, což výhledově povede ke zvyšování hladiny oceánů. Tím jsou ohroženi zejména lidé žijící blízko pobřeží či v ostrovních oblastech.

Vlivem klimatické změny dochází k proměnám ekosystémů. Velké ekosystémy jsou schopné snášet jen určité rozpětí podmínek. Po překročení bodů zlomu (tipping points, určité míry těchto podmínek) může docházet k (nenávratným) změnám v ekosystémech, které jsou často spojeny se ztrátou rozmanitosti života (biodiverzity).

Příkladem překročení bodu zlomu je odumírání korálových útesů při zvýšení teploty o více než 1,5 °C, což dále povede např. ke snížení počtů ryb a ohrožení rybolovu. Klimatická změna tedy má i ekonomické důsledky.

Přizpůsobení se (např. klimatickým změnám) se označuje jako adaptace. Formou přizpůsobení může být např. zajišťování protipovodňových opatření či včasného varování před extrémním počasím, zlepšování hospodaření s vodou, zvyšování odolnosti infrastruktury či pěstování odolnějších plodin (např. geneticky modifikovaných).

Za účelem zmírnění klimatické změny a vyrovnání se s ní probíhá množství jednání a dohod, v rámci široké mezinárodní spolupráce se také odehrává výzkum týkající se klimatu a jeho změn.

Mezinárodní dohody

Kjótský protokol byl dojednán v roce 1997 a vstoupil v platnost v roce 2005. Jeho cílem bylo snížit emise skleníkových plynů o 5,2 %. Některé státy tento cíl splnily, jiné nikoli. Kjótský protokol též nebyl přijat všemi klíčovými státy.

V roce 2015 byla sjednána Pařížská dohoda mající za cíl udržet zvýšení teploty (ve srovnání s dobou před průmyslovou revolucí) o 2 °C, ideálně pod 1,5 °C. Přijalo ji 193 států světa. Plnění Pařízské dohody nelze právně vymáhat, státy si individuálně stanovují svá opatření či příspěvky a každých 5 let zpracovávají hlášení.

V souvislosti s Pařížskou dohodou byla iniciována Zelená dohoda pro Evropu (European Green Deal, 2019) popisující snahu o klimatickou neutralitu Evropy do roku 2050 a 55% snížení emisí skleníkových plynů do roku 2030.

Výzkum

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change = Mezivládní panel pro změnu klimatu) je mezivládní orgán OSN, jehož úkolem je podávat vědecké posouzení klimatické změny a navrhovat adaptační či mitigační opatření. IPCC neprovádí vlastní výzkum, ale shrnuje publikované výzkumy. Vydává mj. hodnotící zprávy a zvláštní zprávy.

Ekonomická mitigační opatření

Mezi ekonomická mitigační opatření patří např. uhlíková daň či prodej emisních povolenek (v rámci EU ETS). Společnosti omezující emise či přecházející na šetrnější/pokročilejší technologie by díky tomu neměly být tak finančně zatíženy.

Co se týče produkce skleníkových plynů v Česku, hlavním problémem je dosavadní závislost na elektrárnách spalujících hnědé uhlí.

Zmírňování (dopadů) klimatické změny

Počátkem roku 2024 došlo k nesplnění cíle Pařížské dohody, teplota v návazných 12 měsících byla o 1,5 °C vyšší oproti stavu před průmyslovou revolucí. To však není důvod ke vzdání snahy, každé zmírnění klimatické změny či jejích dopadů má svůj význam.

Na zmírňování (dopadů) klimatické změny se mohou podílet jak státy, tak společnosti a jednotlivci. Důležitou roli hraje informovanost a odpovídající vzdělání lidí (umět pochopit data popisující klimatickou změnu a uvědomovat si přírodní zákonitosti, které s ní souvisejí). Ke zlepšování klimatu a životního prostředí může dlouhodobě vést technologický a vědecký pokrok.

Voda a životní prostředí

Lidé přímo využívají zejména pitnou vodu, která je zbavená mikroorganizmů a většiny znečišťujících látek. V zemědělství či průmyslu může mít uplatnění voda užitková. Využitím vody vzniká voda odpadní, která by před vypuštěním do přírody měla projít čistírnou odpadních vod.

Sladká voda tvoří asi 3 % hydrosféry. Podíl pitné vody v hydrosféře celkově činí asi 0,007 %. Biologické znečištění vody spočívá v přítomnosti mikroorganizmů (bakterií, protistů). Voda může být chemicky znečištěna např. pesticidy, těžkými kovy, ropnými produkty, zbytky léčiv či hnojivy. Nadbytek solí fosforu a dusíku se označuje jako eutrofizace, ta potom vede k nadměrnému růstu sinic a řas. Znečištění se může týkat povrchových i spodních vod.

Mořská voda v sobě rozpouští vzdušný \mathrm{CO_2} (jehož množství ve vzduchu stoupá), dochází tedy k jejímu okyselování neboli acidifikaci. Acidifikace ohrožuje např. korálové útesy (které jsou centrem rozmanitosti života v moři) či plankton (ten je základem potravních řetězců).

Krajina a její proměny

Změny krajiny mohou mít různé důsledky pro životní prostředí. Například meliorace luk potrubím během socializmu (50.–90. léta 20. století) na území Česka vedla na mnohých místech k úbytku ohrožených biotopů (podmáčených luk). Narovnávání vodních toků a jejich svádění pod zem obecně vede ke snižování biodiverzity. Různorodá krajina zpravidla má větší schopnost zadržovat vodu, což dokáže do určité míry bránit povodním při náhlých změnách počasí.

Negativní vliv na krajinu může mít zejména průmyslové, intenzivní zemědělství využívající nadmíru pesticidů a hnojiv. Nevhodná zemědělská činnost tak může vést ke znečištění životního prostředí, ale např. také erozi půd.

Odlesňování krajiny se označuje jako deforestace. Zejména v (sub)tropických oblastech je problémem dezertifikace neboli rozšiřování pouští (např. na místech plantáží, kde již došlo k vyčerpání živin z půdy). Klimatická změna může znesnadňovat pěstování některých rostlin/dřevin, např. oslabené smrkové monokultury jsou snadněji napadány lýkožroutem smrkovým. Urbanizace označuje rozšiřování městské zástavby.

Produkce potravin

Produkce potravin je závislá na existenci úrodné půdy, pro zemědělství je využíváno asi 50 % plochy obyvatelné souše na Zemi. 57 % plochy pro pěstování plodin je využito přímo k produkci potravy pro lidi, zbylých 43 % pak slouží k získávání krmiva pro dobytek. Živočišná potravina o energetické hodnotě 1000 kJ obecně spotřebuje daleko více zemědělské plochy a zdrojů než odpovídající rostlinná. To zejména kvůli neefektivitě plynoucí ze ztráty energie/látek mezi články potravních řetězců.

Klimatická změna a proměny krajiny mohou znesnadnit produkci zemědělských plodin, možným řešením je např. jejich genetická modifikace vedoucí k větší efektivitě či odolnosti. Změny podmínek v mořích vlivem oteplování pravděpodobně povedou i k problémům s rybolovem.

Problémem týkajícím se produkce potravin je i jejich nerovnoměrná dostupnost: v rozvojových státech mnohdy dochází k jejich nedostatku a hladu, v rozvinutém světě se naopak ročně vyhodí kolem třetiny vyprodukovaných potravin.

Odpady

Odpad vzniká zejména během vzniku a po konci životnosti výrobků.

Odpad, respektive některé látky v něm obsažené, lze recyklovat. Recyklace zahrnuje oddělení určitých látek/složek, jejich zpracování a opětovné použití pro další výrobky. Kovy a sklo je možné recyklovat zpravidla neomezeně. Papír se dá zrecyklovat 5–7×, u plastů se obvykle po 2–3 recyklacích začnou zhoršovat vlastnosti (závisí na jejich typu).

Pokud se plastový odpad dostane do životního prostředí, vlivem fyzikálních vlivů se postupem času rozkládá na malé částice, tzv. mikroplasty. Ty na sebe mohou vázat různé škodlivé látky (např. těžké kovy, organické látky) a šířit se potravními řetězci.

V Česku se odpad dosud částečně ukládá na skládky. Konec skládkování je v Česku naplánovaný na rok 2030. Odpad by se poté měl pouze či recyklovat nebo spalovat. V různých částech světa je úroveň nakládání s odpadem dosti rozdílná, problémem je např. vyhazování/únik odpadu do moří.

Problémem souvisejícím s produkcí odpadů je omezená životnost výrobků. Často se uplatňuje tzv. plánované opotřebení, kdy je výrobek navržen tak, aby se po určité době používání rozbil a zákazník byl nucen koupit si nový. K nákupu nového zboží též lidi mnohdy tlačí marketing společností. Kromě změny přístupu k trvanlivosti výrobků by tomuto problému do určité míry mohlo přispět např. jejich opakované používání.

Životní prostředí a zdraví člověka

Zdraví člověka ohrožují nejrůznější chemické látky, které se nacházejí v životním prostředí i potravinách. Příkladem jsou např. těžké kovy či halogenované uhlovodíky. Endokrinní disruptory jsou látky, které v těle působí obdobně jako hormony, čímž ovlivňují funkci endokrinního systému.

Škodlivý pro lidské zdraví je i hluk. Ten může pocházet například z dopravy (zejména ve městech, v blízkosti dopravních komunikací) či těžební činnosti. Dlouhodobé vystavení hluku poškozuje sluch a též vede k problémům s oběhovou soustavou.

Člověka též mohou zasáhnout různé krizové situace, které mohou mít původ v přírodě.