Hledn smysluplnch analogi pi studiu vvoje na flry

Hledání smysluplných analogií při studiu vývoje naší flóry a vegetace Radim Hédl, Péter Szabó, Petr Kuneš Konference České botanické společnosti Historie flóry a vegetace v pozdním glaciálu a holocénu ve světle aktuálních poznatků 23. -24. 11. 2013, Praha

„Hledání analogií“ Paralely ve výskytech druhů a vegetace na časové ose a mezi aktuálními geografickými výskyty. Případně kombinace obojího. Historická analogie: termín používaný v paleoekologii pro přístup k interpretaci souborů fosilního pylu. Hledají se moderní analogie ve vegetaci ke vzorkům fosilního pylu (případně jiným typům fosilií).

Orig. Z. Burian (vypůjčeno bez svolení autora)

Orig. Z. Burian (vypůjčeno bez svolení autora)

Biogeografická analogie: Příklad mediteránního biomu • stejný typ klimatu • stejné typy vegetace • odlišné druhové složení • odlišný lidský impakt analogické vlastnosti neanalogické vlastnosti zdroj: Wikipedia

Cíle přednášky • prozkoumat teoretická východiska analogizování • prozkoumat používání v ekologii vegetace • představit základní přístupy • ujasnit si, čemu věnovat více pozornosti

Analogie je, když na vlastnosti jevu usuzujeme podle jiného jevu. Jestliže entita A sdílí s entitou B nějaké podobné vlastnosti, pak na základě analogie předpokládáme, že pokud A má ještě nějaké další vlastnosti, pak je zřejmě bude mít také B. Hledání analogií je hledání shodných vlastností. Přenos podobností z částí na celek.

Kdy jsou analogie užitečné? • Pokud jsou naše objekty komplikované, nedostupné, obecně obtížně studovatelné. • Mohou napomoci k popsání a vysvětlení dosud nevysvětlitelných nebo opomíjených jevů. • Mohou sloužit jako zdroj inspirace – při formulaci hypotéz. Zdroj: aktualne. cz Byla na Marsu voda?

Příklad: objekt se třemi vlastnostmi (tvar, barva, textura) původní objekt 3 analogické objekty

Analogizace má dva rozměry • komparativní: hledání strukturních podobností • kauzální: hledání příčinných podobností (konjunkce × korelace)

předpokládaná analogie (bezprostředně nepozorujeme) Jackson ST & Williams JW, 2004, Modern analogs in Quaternary paleocology…, Ann Rev Earth Planet Sci

Dva časté typy časových analogií ve vegetační ekologii • spojování současné a minulé vegetace Interpretace fosilních zbytků minulých společenstev • spojování současné a potenciální vegetace Predikce co bude za určitých podmínek De Keersmaeker et al. 2013

Hledáme časové analogie současných společenstev • v minulosti (paleoekologie, paleontologie) • v budoucnosti (fytocenologie, restaurační ekologie) SOUČASNOST dnešní společenstva MINULOST ? BUDOUCNOST ? parametrizace Model současných společenstev rekonstrukce Model minulých společenstev predikce Model potenciálních společenstev model = analogie pozorované / předpokládané reality

Společenstvo jako parametrizovaný model Běžně využívané parametry • druhové složení • přírodní podmínky prostředí Méně využívané parametry • fyzická struktura • mezidruhové vazby (kompetice atd. ) • vliv člověka

Využívání parametrů k analogizaci závisí na jejich Složitosti – komplexitě • jednoduché parametry jsou dobře použitelné • komplexní parametry jsou hůře použitelné Pravidelnosti – předvídatelnosti • příroda je považována za pravidelnou, predikovatelnou • lidská společnost je považována za stochastickou, nepredikovatelnou

Hledání moderních analogií k paleovegetaci • funguje na základě srovnávání nepodobností (indexy) • vizuální srovnávání (např. ordinační diagramy) • technika moderních analogií (vyžaduje trénovací soubor) Jackson ST & Williams JW, 2004, Modern analogs in Quaternary paleocology…, Ann Rev Earth Planet Sci

Třífázová rekonstrukce minulé vegetace pomocí recentních analogií 1. Současné jevy jsou zkoumány s předpoklady vztahovanými i k minulosti – formování analogií 2. Jsou zkoumána místa s podobným vývojem – testování, zda analogie funguje 3. Ověřené výsledky jsou aplikovány na místa s neznámým vývojem – formování nových analogií

Příklad: Detekce pařezení v minulosti Stupeň 1: moderní pylová spektra reálných pařezin Stupeň 2: fosilní pylový záznam z doby, kdy se pařezilo Waller M, Grant MJ & Bunting MJ (2012) Modern pollen studies from coppiced woodlands and their implications for the detection of woodland management in Holocene pollen records. Review of Palaeobotany and Palynology 187: 11 -28.

Stupeň 3: přenesení analogie na fosilní záznam z doby, o které nemáme informace z hlediska pařezení Hannon GE, Bradshaw R & Emborg J (2000) 6000 years of forest dynamics in Soserup Skov, a seminatural Danish woodland. Global Ecology and Biogeography 9: 101 -114.

Analogie - Hypotéza X Objekt 4 Analogie - Hypotéza 1 Objekt 1 Analogie - Hypotéza 2 Objekt 2 (pylové spektrum) Objekt 3 (vegetační typ) testování Tento čas a místo (vegetační typ) testování Jiný čas, jiné místo

Analogie ve vegetaci podle Web of Science - minirešerše Kombinace analog* AND vegetation Title=(analog* AND vegetation) 24 výsledků 20 staženo, 4 nedostupné Title=(analog*) AND Topic=(vegetation) 89 výsledků 39 dalších staženo celkem prohlédnuto 59 článků

Přehlídka témat s ekologií souvisejících jen volně Planetary sciences: Earth analogs – Mars Geology: Stratigraphy Soil science: Paleosoils Petroleum industry: Gas deposits analogues Climatology: Glacial climatic oscillations events Remote sensing: Carbon sequestration Remote sensing: Landsat – vegetation screening Meteorology: Ozone monitoring Paleohydrology: Reconstruction Gardening: Green roofs – prairie analogs Gardening: Agroforestry Agriculture-viticulture: Canopy health Speleology: Biomass – stalagmite growth …

Ze začátku bylo atraktivní hledat analogická společenstva; neanalogické jevy byly považovány za výjimku Dnes je oblíbené hledat neanalogická společenstva (viz globání změna); jsou považována za pravidlo

Jednotlivé druhy organismů mají / zachovávají si stejné vlastnosti napříč geografickými oblastmi a časovými obdobími. [druhy jsou definovány morfologicky, anatomicky a geneticky, nikoli na základě své ekologie nebo chování] [předpokládají se konstantní funkční vlastnosti druhů] Společenstva druhů stejného druhového složení se vyskytují ve stejných podmínkách prostředí. [změna podmínek prostředí vede k předvídatelné odpovědi druhů a jejich společenstev; parametrizace modelu – analogizace reálné vegetace] [platí do určité míry – limitace areály druhů]

Orig. Z. Burian (vypůjčeno bez svolení autora)

Korelace mezi parametry lidské populace a společenstev organismů jsou konstantní. Určité hospodaření má na druhy a jejich společenstva konstantní efekt. [z hustoty lidské populace lze usuzovat na ovlivnění organismů a jejich společenstev] [předpokládá se jen část skutečně působících podmínek prostředí – běžně se vynechává vliv člověka vynechává]

Proč je vliv člověka důležitý? • Významný ekologický faktor posledních několik tisíciletí (a snad i několik dalších tisíc let) • • • Nepřímé vlivy: např. eliminace velkých savců (predátorů i býložravců) Přímé vlivy: hospodaření a udržování některých typů ekosystémů (např. louky) Jakýkoli model minulé vegetace by měl zahrnovat vliv člověka, jinak existuje riziko chybných analogií

Konzervativní podmínky znamenají neměnné složení a vlastnosti společenstev / Proměnlivé podmínky vedou k proměnlivému složení společenstev. [vzácné jevy jsou výsledkem postupného vývoje a čím vzácnější, tím starobylejší, což platí u druhů i společenstev] Příklad rukopisů – který je komplikovanější, ten je starší. Základ textové kritiky. U rostlinných společenstev – čím komplikovanější, tím starší, protože změny komplexitu naruší a vedou ke zjednodušení.

Lectio difficilior potior – textová kritika Urtext - neexistuje Policajti se setkali v Lánech a mluvili o volbách Existující varianta A Existující varianta B Politici se setkali v Lánech a mluvili o volbách Policajti se setkali v Lánech a mluvili o volbách Vzácnější, komplikovanější nebo neobvyklejší varianta je považována za starší

Na co se zaměřit? • komplexnější parametrizace našich analogií • zahrnutí opomíjených parametrů • integrovat pohledy různých disciplín • být si vědom nebezpečí chybných kauzalit Děkuji za pozornost

The research leading to these results has received funding from the European Research Council under the European Union’s Seventh Framework Programme (FP 7/2007 -2013) / ERC Grant agreement no 278065.