Termín fragmentácia (rozdrobovanie, rozdeľovanie) sa v odborných textoch objavuje čoraz častejšie v kontexte s rozdeľovaním a zmenšovaním prírodných biotopov a následne s ochranou druhov a spoločenstiev v krajine. Proces fragmentácie prírodných biotopov sa pokladá v súčasnosti za jednu z najvážnejších príčin vymierania organizmov.

Zmeny v krajine vplyvom činnosti človeka sú často veľmi rýchle a zasahujú do životného cyklu druhov, ktoré boli zvyknuté na určitý životný priestor a pravidelné migrácie. Spočiatku sídla predstavovali ostrovčeky civilizácie a útočiská pre človeka. Dnes máme ostrovy prírody v zmenenej, osídlenej, využívanej krajine. Výrub lesov, intenzifikácia poľnohospodárskej činnosti, expanzia miest do okolitej krajiny a v súčasnosti najmä rozširovanie cestnej siete a rast intenzity dopravy tvoria bariéry v krajine, spôsobujú delenie, zmenšovanie až izoláciu biotopov a sú významnými faktormi ohrozenia biologickej rozmanitosti a služieb ekosystémov.

Charakteristika fragmentácie

Fragmentácia (rozdrobovanie) biotopov - je proces (alebo stav), pri ktorom je pôvodný biotop delený na viacero menších častí za súčasného zníženia ich celkovej rozlohy. K fragmentácii dochádza pri takmer každej podstatnej redukcii pôvodného územia, ale môže nastať aj pri jeho relatívne malom zmenšení, ak je delené na časti stavbou ciest, železníc a kanálov, alebo iných prekážok, brániacich voľnému pohybu živočíchov

Indikačné znaky fragmentácie:

  • zmenšenie rozlohy biotopov, vznik viacerých menších fragmentov
  • nárast izolácie
  • zväčšovanie vzdialenosti k najbližšiemu prírodnému biotopu
  • zvyšovanie podielu ekotonových spoločenstiev
  • zmeny podmienok okolitého prostredia

Príklad prirodzenej fragmentácie – ostrov Gran Canaria (foto Ružičková, J., 2007)

Typy fragmentácie

  • prirodzená fragmentácia - napr. jazerá, súostrovia,
  • ako dôsledok prírodných disturbancií - požiare, povodne, víchrice, kalamity spôsobené hmyzom, zosuvy,
  • ako dôsledok antropogénnej činnostiu - napr.: výruby lesov, vysušovanie mokradí, rozširovanie zastavaného územia (sídiel, priemyselných areálov), budovanie dopravných sietí, stavba vodných nádrží, vznik bariér ako ploty, kanály, potrubia a pod. (obr)

Fragmenty lesa pri Košolnej ako dôsledok odlesňovania Trnavskej pahorkatiny (foto Ružičková, J., 2006)
Fragment lesa v poľnohospodárskej krajine pri Kostoľanoch (foto Ružičková, J., 2005)

Prirodzene izolované sú napr. ostrovy, alebo alpínske spoločenstvá Vysokých Tatier, nakoľko najbližšie podobné alpínske spoločenstvá sú až v Alpách. Na tieto podmienky sú však druhy adaptované, prípadne proces prispôsobovania pokračuje ďalej.

Dôsledky rozdeľovania krajiny a biotopov

Proces fragmentácie biotopov pôsobí na ekologické procesy vo viacerých úrovniach – funkčnosť biotopu je obmedzená zmenšovaním jeho rozlohy, izolácia narúša naväzujúce činnosti v ekosystéme. Známe je, že fragmentácia biotopov postihuje napr. lesné druhy rastlín, veľké cicavce a obojživelníky. Mnohé druhy rastlín rozširujú práve živočíchy. Nastáva reťazová reakcia. Existujú viaceré teórie, ktoré hľadajú súvislosti medzi funkčnosťou ekosystémov a druhovou rozmanitosťou (biodiverzitou). Každý druh hrá v ekosystéme svoju úlohu. Vo všeobecnosti vyššia biodiverzita je charakteristická pre ekosystémy s efektívnejšou produktivitou, schopnosťou odolávať stresovým faktorom a zároveň udržať väčšie množstvo druhov organizmov v dobrej kondícii.

Zmenšovanie, izolácia až strata prírodných biotopov a obmedzenie pohybu organizmov v krajine vedie k oslabeniu, v krajnej miere až k zániku citlivých druhov organizmov. Rozdeľovaním a zmenšovaním biotopov (fragmentáciou) sú ovplyvnené predovšetkým tie druhy živočíchov, ktoré obývajú rozsiahlejšie územie pri relatívne malom počte jedincov.

Na základe podobných vlastností a nárokov na migráciu boli druhy živočíchov zoskupené do nasledovných kategórií (Anděl a kol. 2005):

  • A. Veľké cicavce a druhy, ktoré migrujú na veľké vzdialenosti v rámci štátov a Európy
  • B. Stredne veľké cicavce a druhy, ktoré migrujú na kratšie vzdialenosti, prípadne ide o lokálne migrácie za potravou, vodou a na oddychové miesta.
  • C. Stredne veľké cicavce a mäsožravce, ktoré migrujú za potravou na lokálnej úrovni,
  • D. Obojživelníky

Hodnotenie fragmentácie

Objektívne hodnotenie stavu a vývoja procesu fragmentácie (rozdrobovania) biotopov a monitoring pôsobenia na organizmy si vyžaduje vývoj vhodných indikátorov a metodických postupov.

Najčastejšie je hodnotená fragmentácia lesov, chránených území a krajiny ako celku. Podľa Európskej Environmentálnej Agentúry (EEA 2001, http://themes.eea.europa.eu) je priemerná rozloha súvislého územia bez významnejšej dopravnej infraštruktúry v jednotlivých štátoch Európy rozdielna. Pohybuje sa v rozmedzí od 20 km2 v Belgicku do 600 km2 vo Fínsku, v priemere je to 130 km2.

Z hľadiska monitoringu sú významné:

  • indikátory samotného procesu fragmentácie
  • indikátory vplyvu rozdeľovania a redukcie prírodných biotopov na jednotlivé druhy organizmov.

Vplyv na biotu záleží od aktuálnej situácie fragmentácia, izolácia v krajine, aj od intenzity pôsobenia rôznych bariér. Vzdialenosti medzi prírodnými prvkami môžu byť relatívne malé (desiatky či stovky metrov), alebo veľké (niekoľko kilometrov a viac), kedy možno hovoriť o fragmentácii na úrovni krajiny. Samotná fragmentácia môže byť indikátorom, napr. v USA bola zaradená v r. 2002 medzi desať kľúčových indikátorov hodnotenia stavu národných ekosystémov.

Proces fragmentácie možno hodnotiť objektívne podľa nasledovných indikátorov: rozloha, obvod a tvar plochy, počet fragmentov, veľkostné kategórie, vzdialenosť k podobným biotopom, miera izolácie, hodnotenie zmien v okolitej krajine a výskyt bariér.

Ako indikátory stavu a vývoja biodiverzity druhov a spoločenstiev sú využívané ukazovatele: druhová rozmanitosť (diverzita), indexy diverzity, zastúpenie chránených, vzácnych a ohrozených druhov, pravých lesných druhov, inváznych a introdukovaných druhov

Defragmenácia biotopov a krajiny

V prípade, že nastane opačný proces smerom od izolovaných fragmentov lesov k súvislému lesnému komplexu, hovoríme o defragmentácii biotopov, ktorá môže nastať v súvislosti s rôznymi spoločensko-hospodárskymi zmenami, opúšťaním hospodárenia na poľnohospodárskej pôde, či prijatím manažmentových opatrení v chránených územiach.

Situácia na Slovensku

Oplotenie diaľnice pri Čunove znásobuje pôsobenie diaľnice ako bariéry pre migráciu organizmov (foto Ružičková, J., 2005)
Ak znie otázka, či sa krajinno-ekologický a ekosozologický problém fragmentácie biotopov a krajiny týka aj Slovenska, stačí sa pozrieť, kde a ako ubúdajú lesy, poľnohospodárska krajina, parky, stromoradia a naopak pribúdajú rôzne zastavané plochy, parkoviská, oplotené areály priemyselných parkov, nové úseky ciest a diaľnic. Plánovaný rozvoj cestnej a diaľničnej siete na Slovensku bude znamenať ďalšie zmenšovanie a rozdeľovanie biotopov v krajine a zníženie priechodnosti územia pre živočíchy. Bariérový účinok ciest závisí od intenzity dopravy, prítomnosti oplotenia , priekop, ochranných múrov a od riešenia, či neriešenia - križovania ciest s migračnými trasami živočíchov. Budovanie diaľnic si vyberá svoju daň, ak sa súčasne nerealizujú primerané kompenzačné opatrenia. napr. podchody pre menšie živočíchy a obojživelníky a nadchody – ekodukty - pre veľké cicavce.

Proces fragmentácie biotopov prebiehal na Slovensku v súvislosti s jeho osídľovaním a hospodárskou činnosťou. Prírodné lesy v hornatejších oblastiach Slovenska výrazne ovplyvnil rozvoj banského priemyslu, hutníctva a sklárstva s vysokou spotrebou dreva a výroba potaše a dreveného uhlia v 15.-18. storočí. Pôvodné pralesy stredného a severného Slovenska boli veľmi redukované pri valaskej kolonizácii v 15.-17. storočí.

Významný negatívny vplyv na konektivitu krajiny malo obdobie intenzifikácie poľnohospodárstva v období kolektivizácie po r. 1948, kedy začalo zväčšovanie lánov polí a rozorávanie medzí. Dôsledkom bola fragmentácia až likvidácia biotopov mokradí, lúk, nelesnej aj lesnej vegetácie.

V súčasnosti trend zvyšovania fragmentácie krajiny naďalej pokračuje, najmä v regiónoch s intenzívnym ekonomickým rozvojom. Zvýšenie nárokov na prepravu a rast hustoty dopravy si vyžaduje rozširovanie cestnej siete a výstavbu nových diaľnic. Kompenzačné opatrenia sú realizované len sporadicky, napr. vo forme podchodov a výstavby diaľnice na viaduktoch.

Fragmentácia lesov Trnavskej pahorkatiny

Počiatky využívania a klčovania lesov v nížinných a pahorkatinových oblastiach s kvalitnou pôdou siahajú do dávnej minulosti. Intenzívnejšie odlesňovanie Trnavskej pahorkatiny sa začalo v priebehu 13. a 14. storočia, v období intenzívnejšieho osídľovania dovtedy riedko obývaného územia. Väčšie lesné komplexy sa zachovali vďaka tomu, že boli chránené už od 14. storočia ako zdroj tvrdého dubového stavebného dreva na výstavbu mostov, verejných budov, kaštieľov a hradov.

Postup fragmentácie lesov v južnej časti Trnavskej pahorkatiny: Šenkvický háj, Martinský les a Královský les v rokoch 1747 – 1993 (Ružičková, 2003)

Šenkvický háj (Szenkowitzer Waldung, Čaníkovský háj,) a Martinský les (Martinswald) patrili medzi tzv. hájené lesy. Rozloha Šenkvického hája a Martinského lesa sa zmenšila od roku 1747 z 2230 ha veľkého lesného komplexu takmer o 60 %. Šenkvický háj ostal zachovaný ako jeden celok. Martinský les bol rozdelený na viacero častí - fragmentov. Súčasná rozloha Martinského lesa a Šenkvického hája je menšia, čo mohlo ovplyvniť výskyt lesných druhov ako veternica lesná a hviezdica veľkokvetá, ktoré neskôr ďalší botanici v tomto území nezaznamenali.

Medzi chránené lesy patril aj dubový les Lindava (Lintava, Lintau). Podľa rekonštrukcie na základe archívnej mapy z r. 1748 mala Lindava v tom období rozlohu asi 810 ha. V priebehu 20. storočia sa jeho rozloha znížila o 20 %.

Interiér dubovo –cerového lesa pri Košolnej (foto Ružičková, J., 2006)
Proces fragmentácie postihuje európsky významné biotopy: Teplomilné ponticko-panónske dubové lesy na spraši, dubovo-cerové lesy (obr) a biotopy národného významu dubovo-hrabové lesy karpatské. Ponticko-panónske dubové lesy majú ťažisko rozšírenia na Ukrajine a na Veľkej uhorskej nížine a v súčasnosti sú v celom areáli výskytu zachované len fragmentárne. Starobylé poloprirodzené lesy na Trnavskej pahorkatine majú veľký význam ako zdroj prirodzeného genofondu, čo by malo byť zdôraznené v procese a spôsoboch ich ďalšieho využívania a ochrany. Martinský les aj Lindava sú zaradené do národného zoznamu navrhovaných území európskeho významu, ktorý bol schválený vládou SR v r. 2004.

Pokles rozlohy 17 fragmentov lesov v južnej časti Trnavskej pahorkatiny: v rokoch 1919 – 1993 (Ružičková, 2003)

Logistické centrum pri Senci, v pozadí Martinský les, od roku 2004 zaradený medzi územia európskeho významu ako SKUEV0089 (foto Ružičková, J., 2006)
Zastúpenie lesov v krajinnej mozaike Trnavskej pahorkatiny sa postupne menilo, v priebehu 20. storočia bola rozloha sedemnástich lesov zmenšená o 40 % (obr). Začali prevládať plošne menšie až malé, izolované fragmenty. Trend fragmentácie lesov pokračuje doteraz. Z ekologického hľadiska najviac nepriaznivých zmien prebieha skôr v okolitej krajine. Lesy čoraz viac vzájomne izoluje výstavba diaľnic, ciest, logistických centier (obr 7) a štvrtí rodinných domov v ich tesnej blízkosti.

Kompenzačné opatrenia

Fragmentácia prírodných území a krajiny je proces, ktorý po dosiahnutí a prekročení prínosnej a únosnej hranice negatívne ovplyvňuje biotu, ale aj kvalitu života ľudí. Postupuje nenápadne v čase a priestore, dôsledky sa prejavia až s oneskorením.

Ekodukt Kotvijk v Holandsku vo výstavbe (foto Ružičková, J., 1997)

Delenie prírodných biotopov znamená násobenie ekologických a environmentálnych problémov a nie všetky dôsledky vieme v súčasnosti správne vyhodnotiť. Nakoľko nemožno v najbližšom období očakávať významnejšie zmeny trendov vo výstavbe a riešení dopravnej situácie, treba prijať aspoň zmierňujúce opatrenia, šetriť priestorom pri výstavbe a premyslieť lokalizáciu stavieb. Ďalším dôležitým krokom je zachovanie, prípadne obnovenie vzájomného prepojenia prírodných území a zabezpečenie priechodnosti krajiny, vytvorenie kompenzačnej ekologickej siete.

Skúsenosti s výstavbou ekoduktov majú napr. v Rakúsku, Nemecku a v Holandsku, kde napr. tri ekodukty spájajú národný park Hoge Veluwe, rozdelený diaľnicami (obr). V roku 2005 bol postavený prvý ekodukt v Českej republike, v mieste križovania rýchlostnej komunikácie Lipník nad Bečvou - Olomouc a regionálneho biokoridoru.

Podchod pre zver v Čunove (foto Ružičková, J., 1995)

Medzinárodnú spoluprácu a výskum v oblasti vplyvov dopravnej infraštruktúry na prírodu podporuje Európska organizácia Infra Eco Network Europe (IENE), založená v roku 1996, ktorá spája odborníkov na problematiku fragmentácie biotopov, spôsobenej výstavbou a využívaním líniových dopravných stavieb, hlavne diaľnic, železníc a vodných ciest. Hlavným cieľom IENE je podporovať účinnú a bezpečnú dopravnú štruktúru v Európe a zároveň zabezpečiť opatrenia, ktoré zachovávajú druhovú rozmanitosť a znižujú množstvo kolízií dopravných prostriedkov s faunou.

Na Slovensku boli počas výstavby diaľnice do Maďarska zrealizované dva tunelové podchody v katastri obce Čunovo (obr). Trasovanie diaľnice na viaduktoch je tiež riešením, ktoré bolo uplatnené napr. pri križovaní potokov a riek, ale pribúdajú kilometre ciest a oplotených diaľnic a riešenie kolízií pomocou ekoduktov sa u nás doposiaľ neuskutočnilo.

Podchod pre obojživelníky na Železnej Studničke v Bratislave (foto Ružičková, J., 1995)
Osobitnú skupinu tvoria obojživelníky, napr. ropucha obyčajná (Bufo bufo), pre ktoré je charakteristická sezónna migrácia medzi zimoviskom a miestami rozmnožovania. Migračné trasy využívajú obojživelníky v priebehu krátkeho časového obdobia vo veľkom počte. V tomto období druhy sú veľmi zraniteľné, k vhodnej vodnej ploche sa pohybujú pomaly a v miestach križovania s cestami často hynú pod kolesami áut. Vhodným náhradným technickým riešením sú menšie podchody popod cesty, kombinované so zábranami, ktoré jedincom znemožňujú vstup na vozovku, alebo vybudovanie náhradných vodných plôch na rozmnožovanie pred križovatkou s cestou v miestach, kde je to možné uskutočniť (obr).

Podchod pre obojživelníky na Železnej Studničke v Bratislave (foto Ružičková, J., 1995)