Zmiany kierunkowe w krajobrazie.
Naturalne geosystemy są w stanie równowagi dynamicznej, która jest wypadkową między procesami rozwoju a zaburzeniami rozwoju.
zmiany cykliczne zapewniają równowagę
zmiany niecykliczne są przyczyną rozwoju (procesów dynamicznych)
Degradacja (degeneracja, dekompozycja, dysfunkcja):
przesunięcie geosystemu na niższy stopień organizacji (komplikacji)
na ogół jest związane z synantropizacją krajobrazu
Sukcesja ekologiczna – kierunkowe zmiany roślinności i gleb w czasie ekologicznym. Rozwój geosystemów do stanu klimaksu, maksymalnego dostosowania roślinności do siedliska.
Sukcesja pierwotna zaczyna się bez gleby i bez banku nasion (w układach naturalnych i antropogenicznych).
Sukcesja wtórna zachodzi na glebie przy udziale banku nasion (porzucone łąki, porzucone pola, zarastające starorzecza, zarastanie zbiorników wodnych, zarastające rowy melioracyjne, miejsca po wycinku lasu).
Sukcesja ekologiczna – rozwój geosystemów do stanu klimaksu, maksymalnego dostosowania roślinności do siedliska, np. rzeka Tanana na Alasce:
| 1 rok | 1. faza inicjalna – nieutrwalone łachy piasku – brak utrwalonej pokrywy roślinnej (brak ściółki i gleby) |
|---|---|
| 2 rok | 2. faza inicjalna – tereny wyniesione do nad poziom wody, porośnięte siewkami wierzb i topoli (na powierzchni cienka i nieciągła warstwa ściółki) |
| Do 5 roku | 3. zarośla wierzbowe do wysokości i 50% zwarcia (40-50% powierzchni pokryte ściółką, w osadach przeważa pył); Salix interior |
| Do 10 roku | 4. zarośla wierzbowo-olszowe do wysokości i 100% zwarcia (na powierzchni ciągła warstwa ściółki przykrywana nowymi osadami rzecznymi) |
| Do 40 roku | 5. luźny las topolowy (w grubej ściółce dużo martwego drewna, w profilu glebowym zaznaczają się warstwy); Populus balsamifera |
| do 100 roku | 6. optymalna i schyłkowa faza lasów topolowych |
| Do 175 roku | 7. fazy przejściowe od lasów topolowych do borów świerkowych (w profilu glebowym pojawia się warstwa akumulacyjna 10-) |
| Do 300 roku | 8. jednowiekowy bór świerkowy (w profilu pojawia się wieczna zmarzlina) |
| Do 500 roku | 9. bór świerkowo – brzozowy (Betula papyrifea) |
| Ok. 1000 lat | 10. bór świerkowy z dominacją Picea mariana |
| Ok. 1500 lat | 11. klimaks – bór świerkowy z domieszką Picea mariana i domieszką innych świerków i brzozy (Picea glanca) |
Mechanizm sukcesji nad rzeką Tanana:
odkładanie kolejnych warstw materiału na terasach zalewowych
rozwój gleb aluwialnych
wykształcenie się wiecznej zmarzliny
starzenie się i śmierć drzew
gromadzenie się martwej materii (ściółki)
zacienianie.
Sukcesja wtórna (relatywna) na porzuconych polach – Poligon Jelonka:
faza inicjalna sukcesji:
1.ubogie zbiorowiska chwastów (1-2 lata)
2.murawa piaskowa z udziałem płonnika i porostów (od 2 do 15 roku)
II. stadium przejściowe (optymalne):
3.trawiasto – ziołowa murawa piaskowa w kompleksie z jałowczyskiem (12 – 25 rok)
III. stadium terminalne:
4. luźne zapusty osikowo – jałowcowe z orlicą (24 – 45 lat)
5. zwarte zapusty osikowo – jałowcowe z borówką czernicą (40 -70 lat)
6. klimaks – bór sosnowy świeży (80 – 140 lat).
STABILNOŚĆ KRAJOBRAZU
Krajobrazy odznaczają się pewną odpornością na czynniki wywołujące zmiany; mają pewną stałość, odporność i elastyczność.
Ekwiwalentność – osiąganie po zadziałaniu zaburzenia tego samego (lub zbliżonego do wyjściowego) stanu końcowego krajobrazu różnymi drogami.
Stałość – trwałość typu struktury w określonym przedziale czasu: lata, np. doliny rzek, tysiące lat – krajobrazy górskie, kilka miesięcy – np. wydmy.
Bezwładność (= inercja) – gdy zmiany w krajobrazie następują dopiero po pewnym czasie działania czynnika zaburzającego – układy przyrodnicze mają mechanizmy kompensacyjne i regulacyjne (np. zmiany krajobrazu przemysłowego w wyniku kumulacji pyłów przemysłowych).
Odporność – progowa wartość czynnika zaburzającego, który zmienia krajobraz (zalew rzeki, powódź).
Elastyczność – czas powrotu do stanu wyjściowego po zaburzeniu.
Co zmienia krajobraz:
stres – czynniki działające długotrwale
zmiana klimatu
zanieczyszczenia przemysłowe
zmiana stosunków wodnych
zakłócenia – czynniki działające gwałtownie – pożar, powódź, wybuch wulkanu, przejście trąby powietrznej, przymrozki w maju, ulewne deszcze.
Rozprzestrzenianie się czynników w krajobrazie:
w jednym typie geokompleksu
w różnych geokompleksach.
Zaburzenie lub stres wolniej rozprzestrzeniają się w krajobrazie zróżnicowanym.
Średni poziom zakłóceń wpływa na zwiększanie różnorodności przestrzennej i funkcjonalnej, co podnosi odporność na dodatkowe zakłócenia (gwarantuje to tradycyjna gospodarka).
Warunki:
zakłócenie obniża rolę elementów najpospolitszych w krajobrazie, natomiast nie zmienia roli elementów rzadkich
w wyniku zakłóceń pozostają niewykorzystane, np. miejsce schronienia, zasoby wody z solami mineralnymi w glebie.
Krajobrazy klimaksowi nie zawsze są stabilniejsze niż krajobrazy w fazach sukcesji.
Zakłócenia „przewidywalne”, tj. takie, do których krajobraz jest przystosowany i „nieprzewidywalne”.
Zakłócenia „obce” takie do których krajobraz nie jest przystosowany, np. susza. Zakłócenia obce są często pochodzenia antropogenicznego. Geosystemy o większej różnorodności są stabilniejsze.
Określanie stabilności krajobrazu:
określenie czynników, które mogą wpływać na destabilizację krajobrazu
określenie przedziału czasu, w którym analizujemy stabilność
określenie granic fluktuacji nie naruszających stabilności
określenie poziomu organizacji składowych krajobrazu
wyróżnienie komponentów krajobrazu i związków zachodzących między nimi
wyróżnienie jednostek niższej rangi
wyróżnienie elementów systemowych, np. ogniw krążenia materii w krajobrazie.
Zmiany w ekosystemie prerii górskiej z zaroślami szałwiowymi w stanie Wyoming na wysokości 2300m npm w okresie 13 lat:
wzrost ilości/ udziału ściółki
zmniejszył się udział gołej ziemi
zmniejszył się udział Cusion plant
erozja w zasadzie się nie zmieniła, skały też
zmniejszenie udziału szałwii
Opracowanie podstaw stabilności krajobrazu rolniczego i podmiejskiego w dystrykcie Pragi:
w okolicach Pragi są miejsca z wyspami leśnymi, również pola i pastwiska, tereny leśne
wokół miasta dominują tereny rolnicze
na Starym Mieście brak roślinności, a na obrzeżach miasta udział miejsc bez roślinności jest zerowy.
Ocena stabilności krajobrazu
Podejście 1:
O stabilności krajobrazu nie musi decydować stabilność jednej ze składowych.
Przyjmuje się wzorcową miarę stabilności (najczęściej stan wyjściowy krajobrazu):
wzorcowa miara stabilności – krajobraz porównuje się przed zadziałaniem czynników i po zadziałaniu czynnika destabilizującego
pomiar lub ocena czynnika destabilizującego krajobraz najsilniej.
Czynniki określa się z modeli funkcjonowania geosystemów, sieci troficznych, analizy dynamiki populacji.
Podejście 2:
Krajobraz jest stabilny, gdy nie zmienia się jego organizacja (tj. struktura i funkcjonowanie) = nie zmienia się udział powierzchniowy typów elementów budujących krajobraz.
Elementy stabilne w krajobrazie: wyspy, drogi, rzeki.
Elementy niestabilne w krajobrazie: np. tło.
Wyróżnienie elementów stabilnych prowadzi do określenia relacji między różnymi elementami geosystemów (tzn. głównie realizuje się stałość i odporność). Prowadzi to do określenia stabilności procesów w krajobrazie i pozwala kształtować warunki długookresowego zachowania równowagi ekologicznej krajobrazów przekształconych antropogenicznie, w których przeważają elementy mało stabilne.
W krajobrazie wyróżnia się elementy o największej stabilności, np. biocentra – elementy, których wielkość umożliwia życie rodzimych gatunków i zbiorowisk leśnych.
Krajowa sieć ekologiczna – ECONET – POLSKA:
międzynarodowe obszary węzłowe
międzynarodowe korytarze ekologiczne
krajowe obszary węzłowe
krajowe korytarze ekologiczne
Najczęściej pokrywają się z obszarem Natura 2000 (biocentra). Obszary węzłowe i korytarze w północno – wschodniej Polsce: Ujście Warty, Puszcza Piska, obszar suwalski, Mazury Zachodnie, Mazury Wschodnie, Dolina Górnej Narwii, Dolina Bugu, Dolina Biebrzy, Puszcza Białowieska, Puszcza Knyszyńska.
Biokorytarze – rozmiary i właściwości umożliwiają migracje gatunkom; miejsca o dużej różnorodności.
Strefy ochronne – izolują korytarze i biocentra od wpływu niestabilnego otoczenia.
Elementy współdziałające umożliwiają rozprzestrzenianie się rodzimym gatunkom na tereny zdestabilizowane.
Procedura:
wybór parametrów oceny stabilności (stałości, odporności i elastyczności) składników krajobrazu (ekosystemów)
określenie znaczenia parametrów na strukturę i funkcjonowanie poszczególnych ekosystemów
bonitacja stabilności każdego z wyróżnionych typów ekosystemów ze względu na każdy parametr
obliczenie średniego wskaźnika stabilności dla każdego ekosystemu
obliczenie wskaźnika stabilności dla całego krajobrazu (równania różniczkowe).
Parametry (dla krajobrazów Europy):
wilgotność siedlisk – im wyższa wilgotność tym mniejsza odporność
trofia siedlisk – im wyższa tym mniejsza stabilność
stopień kontynentalności w skali makro (mierzony ilością opadów i ich rozkładem w ciągu roku oraz amplitudą temperatur) – im wyższy tym stałość większa
różnorodność gatunkowa – im wyższa tym stabilniejszy krajobraz
struktura warstwowa roślin – im pełniejsza tym odporność większa
struktura form życiowych – im większy udział roślin wieloletnich tym stałość większa
poziom antropopresji – im większy tym nniejsza stabilność.
Antarktyda ostoją stabilnych krajobrazów.