37. Vliv člověka na biosféru

Člověk je druh živočicha, ale schopný důsledky své aktivity zasáhnout větší rozsah a hlubší dosah biosféry, než jakýkoliv jiný druh. V posledních dvou stoletích vykazuje typické znaky exponenciálně se množící populace s neomezeným růstem, se všemi příslušnými důsledky včetně etologických.
Je schopen
1) uvést do akce mechanismy (síly), jimiž ostatní živočichové nevládnou
2) kompenzovat své přemnožení využíváním neobnovitelných zdrojů a využíváním mechanismů ad 1)
a tak oddalovat dobu projevu důsledků přemnožení.
Nicméně stupňuje spotřebu energie: lovec sběrač 20 000 kJ/den, pokročilý zemědělec 80 000 kJ/den, obyvatel průmyslové země 500 000 kJ/den, obyvatel USA 1 000 000 kJ/den.
22 % světové populace užívá 80 % zdrojů Země.
78 % světové populace užívá jen 20 % zdrojů, ale dodává 90 % přírůstku světové populace.
20 % světové populace (a přes 30 % dětí na světě) hladoví. Denně umírá 40 000 dětí hladem.
To vše jsou typické známky přemnožené populace.
Denně mizí cca 100 druhů organismů.
Činností člověka vzniklo za posledních 50 let 8 milionů km2 nové pouště. Třetina zavlažovaných území je zasolena chloridy a sírany ze závlah.

Růst lidské populace a s tím spojené problémy, jako nedostatek potravin (Skupina vědců (tzv. Římský klub) modelovala r. 1968 vývoj civilizace a předpověděla vyčerpání neobnovitelných zdrojů a následný pokles výroby potravin, průmyslové výroby a lidské populace - ale zelená revoluce, hnojiva, nové plodiny, mechanizace zachránila konec 20. století). Dle různých odhadů konec růstu populace víceméně na konci 21. stol. Analýzy na to, kolik lidí unese Země vycházejí různě (dle roku, kdy analýza proběhla:-) Přírůstek populace/rok klesá, také díky vymírání vyspělých zemí... Rozdíl zemí s vysokou porodností i úmrtností k těm s nízkými oběma. Růst populace díky zpoždění snížení porodnosti za snížením úmrtnosti... Porodnost dána mj. vzděláním žen (a hrubým domácím produktem na osobu...). Korelace klesající porodnosti s rostoucí spotřebou energie/osobu, což odpovídá i chování těchto proměnných v živočišné říši (bakterie x slon).

- globalizace
- narušování společenstev (rostoucí populace člověka)
• ničení, fragmentace přir. ekosystémů – pokles diverzity
• znečištění prostředí (+ následky jako oteplování)
• vyčerpání obnovitelných zdrojů (voda, půda, rybolov
• zavlékání druhů – pokles diverzity, vodní hyacint, v ČR křídlatka
• El Nino – ale přesně se neví proč, zp. ohně v Am.
• vymírání – odhady 1-11% druhů každých 10 let (nepřímé odhady dle ztráty přir. prostř.)
- reakce lidí
• techno-optimismus - rozvoj technologií vyřeší víc problémů než kolik jich způsobí
• techno-pesimismus - technologie je nebezpečná

- řízení společenstev
• cílený výběr užitkových druhů (populací)
• Selekce v rámci populací
• Potlačování nežádoucích populací
• Snížení druhové pestrosti (pauperizace)
• Udržování sukcese permanentně v juvenilním stádiu
• produkční společenstva jsou řízena člověkem
• řízení často porušuje autoregulační mechanismy
• změny zásob vody společenstva – změny vegetace (-> změna evapotranspirace), retenční schopnosti půd (utužování, podzolizace, eroze), hladiny spod. vod (odčerpávání). Přechod od „uzavřených, krátkodobých“ koloběhů vody k „dlouhým, otevřeným“ koloběhů vody (ztráta rozp. látek ze systému)
• dochází k přemnožení škodlivých organismů
• Škodlivé organismy způsobují celosvětově 30 – 40 % ztrát produkce, Evropa cca 15 %

Spotřeba primární produkce ekosystémů civilizací činí přes 31% celk. suchozem. produkce. Nejvíce v industrializovaných územích a v Indii a Číně... S intenzifikací land-use klesá zastoupení přirozených ekosystémů, ale v intenzivní fázi roste zastoupení chráněné přírody... Chráněná území narůstají při urbanizaci (stěhování lidí do měst). Od nástupu doby železné trvalý pokles zastoupení lesů v Evropě, ale v letech od 18. stol opět vzrůst na hodnoty konce bronzové doby. Postupné odčerpávání lesních oblastí v (selektivní) produkci tropického dřeva. JAm se odlesnuje především na pastviny, JVAsie pro palmu olejnou. Daleko větší postižení temperátních lesů, než tropických zatím.

Ochrana přírody x společnost
• korelace diverzity org. a kultury
• korelace počtu jazyků a diverzity
• náhlá vyhynutí velkých savců po příchodu prvních lidí na území
• tradiční využití rostlin tropického lesa

- ochrana společenstev = cílem čisté prostředí -> návrat do divočiny -> návrat divočiny
• preventivní metody – narušují životní cyklus škodlivého organismu, brzdí populační dynamiku (pěstování odolných, tolerantních odrůd, chov odolných plemen...)
• přímé metody
• chemické (Antibiotika, Pesticidy)
• biologické
• biotechnologické (transgenní rostliny, použití GM odrůd)
• fyzikální metody ochrany
• integrovaná ochrana (preventivní, léčebná) – využívá všech dostupných ekologicky, morálně a technologicky přijatelných způsobů k účelové ochraně
• konzervační ochrana – chráněná území, hot-spots (0,5% souše/20% cévnatých rostlin), divočina (44% souše ze 70% nedotčeno člověkem, osídlení <5 lidí/km2), vyhynulí ptáci především ostrovní

Hlavní typy škod na biosféře:

Acidifikace půd a vod:
vzniká v důsledku kyselých dešťů – ze spalování fosilních paliv se do atmosféry dostává SO2, ten oxiduje na SO3 a dává vznik H2SO4, která prší v kyselých deštích, často velmi daleko od zdroje znečistění ovzduší
(síra do atmosféry i přirozeně: sopečnou činností a z moře jako dimethylsulfid uvolňovaný činností fytoplanktonu).
Při přísunu kyselých dešťů do vod záleží na charakteru geologického podloží: kde nejsou pufrující kationty Ca a Mg ze sedimentárních hornin, snižuje se nebezpečně pH – tedy ve vodách čistých jezer v oblastech vyvřelin (na žule apod.) s nízkou tvrdostí vody – např. Fennoskandinávie, kanadský štít. Kyselý déšť a porosty: víceleté jehlice jehličnanů trpí více než každoročně obnovované listy opadavých dřevin, snižuje se mrazuvzdornost. Výsledek: hynutí lesů ve výškovém pásmu zasaženém dálkovým přenosem znečistěného vzduchu ve vysokých vrstvách.

Eutrofizace vod:
Vzniká zvýšeným přísunem živin, zejména limitujících P a N, do povrchových vod. Tím dochází k nadměrné produkci řas a zejména sinic, které vytvářejí organickou hmotu své biomasy (a z počátku i produkují kyslík). Posléze uhynou a na rozklad vytvořené organické se kyslík z vody spotřebuje, navíc se voda zatíží produkty neúplného rozkladu biomasy.
N, jehož sloučeniny jsou snadno rozpustné a vodou pohyblivé, přichází hlavně z nadbytečného a plodinami nevyužitého minerálního hnojení polí (na zdvojnásobení produkce obilovin se zdesateronásobila spotřeba minerálních hnojiv). P je z půd vyplavován podstatně méně, přichází však z odpadních vod (1/ městské splašky, 2/ prací přípravky a detergenty, 3/ průmyslové odpadní vody).
Přísun přebytečného dusíku v podobě neodstranitelných dusičnanů do povrchových vod, které jsou zdrojem pro výrobu pitné vody, zhoršuje jejich použitelnost. Problém byl zvláště obtížný do zavedení dnes běžného prodeje balené pitné vody, která se plní do láhví ze zdrojů s nízkým obsahem dusičnanů. Ty samy o sobě vadí dospělým až při vysokých koncentracích. Jsou ale zcela nežádoucí ve vodě použité k rozpouštění kojenecké sušené mléčné stravy: v sušeném mléce zůstávají spory jinak neškodných mléčných bakterií schopných v málo kyselém prostředí kojeneckého zažívacího traktu redukovat dusičnany na jedovaté dusitany. Ty se váží na hemoglobin za vzniku methemoglobinu (naštěstí reversibilně, ale náprava je možná jen lékařským zásahem). Tím je blokována funkce hemoglobinu a může dojít až k vnitřnímu "udušení" a smrti kojence.

- globální oteplování
• Změny teploty: nic nového pod sluncem - výrazné cyklické změny teploty (doby ledové) za 350 tis. let, korelované se změnami koncentrace CO2
• Teplejší podnebí již mění druhové složení v Evropě - např. počet invazivních druhů rostlin ve Švýcarsku vzrostl s klesajícím množstvím mrazivých dnů
• Po zvýšení teploty o 1,2 ºC se zvyšuje počet oblastí ryzika malárie
• glaciály, interglaciály
• globální cyklus uhlíku z velké části neznámý (např. kam se vědcům ztrácejí ty 2 Gt uhlíku každý rok?:-)
• efekty teplejšího klimatu už viditelné (introdukce druhů vzrůstá s nižším počtem mrazivých dnů, rozšíření denních motýlů ČR)

Atmosféra:
Zvyšování obsahu oxidu uhličitého:
ze spalování fosilních paliv – na 1 000 MW.hod energie vznikne 900 t CO2, 3,5 t NOx, 8 - 16 t SO2, cca 10 t prachu. Za poslední půlstoletí vzestup podílu oxidu uhličitého v ovzduší o cca 50 miliontin. Sluneční světlo dopadající na povrch Země se zčásti mění na infračervené záření, které atmosféra bohatší na oxid uhličitý nepropustí do vesmíru.
Uhlík se uvolňuje lidskou činností zejména spalováním paliv, ale i kácením lesů, dekompozicí humusu v půdě a pod. (land use change), a je akumulován v atmosféře, rozpouštěn v oceánech. Nicméně poměrně velké množství vypuštěného uhlíku se ztrácí neznámo kam - unidentified sink.

Únik freonů do atmosféry:
Chlorofluorouhlovodíky chemicky velmi resistentní a nereaktivní. Použití: náplň chladících agregátů chladniček a mrazniček, výroba pěnových hmot (zůstávají v „bublinkách“ a postupně unikají), hnací náplně (propelenty) do sprejů. Po úniku do ozonové vrstvy atmosféry rozkládají ozon rychleji než vzniká. Trím zeslabují jeho vrstvu, která chrání Zemi před průnikem škodlivého UV světla.
První akce, kde bylo dosaženo dohody států o potřebě okamžitých opatření, jakmile bylo riziko objeveno: Montrealský protokol.

Vypouštění oxidů síry:
- acidifikace vod a půd.

Likvidace (zejména) tropických lesů:
snižuje se produkce kyslíku v biosféře

Znečisťování moří a těžba mořských zdrojů neúměrná produkci:
lov mořských organismů snížil populace na desetinu, nestačí se obnovovat produkcí. Navíc jsou ohroženy znečistěním – zejména citlivé biotopy okrajových moří (např. korálové útesy).

4 úrovně environmentálního vědomí :
1. znečištění a degradace životního prostředí vnímány jako problém, ale s vírou, že každý problém lze technicky vyřešit: „ Ať to spraví technologové a pošlou nám účet … „
2. problémy vnímány jako důsledek přemnožení populace obecně a její nadspotřeby ve vyvinutých zemích – stačí se omezit …
3. planeta Země jako uzavřený systém, ale zvládnutelný komplexním globálním řízením (= vesmírný koráb Země) - stále je středem člověk a snaha o trvale udržitelný rozvoj (= růst …) do nekonečna – rozpor mezi omezenými zdroji a exponenciálním růstem
4. trvale udržitelná Země jako živá planeta
středem úvahy už není člověk jako sub 1. – 3., ale Země a život na ní ve všech svých formách . Činnost člověka musí být v souladu s přírodními procesy a jejich zákony.

Principy pro trvalé udržení života na Zemi :
- princip mezí (limitů): zdroje jsou omezené - nelze plýtvat
- řízení škod je lepší než nic, ale ještě lépe je řídit vznik škod a znečištění
- 3R péče o Zemi: redukovat spotřebu zdrojů a produkci odpadu, znovu používat (re-use) předměty a recyklovat materiály
- odpady jsou potencionální zdroje recyklace
- obnovitelné zdroje lze užívat jen rychlostí, jakou se tvoří
- hmotu nelze stvořit: užitím její kvalita klesá, ale příroda nedělá odpady
- energie se přeměnami degraduje
- každý organismus má své meze tolerance, svou niku, …, svou funkci …, všechny adaptace mají své meze
- každá akce v ekosystému má své následky – vše souvisí se vším
- každý systém závislý na chybujících lidech posléze havaruje
- nelze žít na úkor rezerv Země
- princip pokory: Země nám nepatří
- každý má svou odpovědnost.