Radim Hédl, Péter Szabó, Petr Kuneš

Konference České botanické společnostiHistorie flóry a vegetace v pozdním glaciálu a holocénu ve světle aktuálních poznatků

23.-24. 11. 2013, Praha

Hledání smysluplných analogií při studiu vývoje naší flóry a vegetace

„Hledání analogií“

Paralely ve výskytech druhů a vegetacena časové ose a mezi aktuálními geografickými výskyty.Případně kombinace obojího.

Historická analogie: termín používaný v paleoekologiipro přístup k interpretaci souborů fosilního pylu.

Hledají se moderní analogie ve vegetaci ke vzorkůmfosilního pylu (případně jiným typům fosilií).

Orig. Z. Burian (vypůjčeno bez svolení autora)

Orig. Z. Burian (vypůjčeno bez svolení autora)

zdroj: Wikipedia

Biogeografická analogie: Příklad mediteránního biomu

• stejný typ klimatu• stejné typy vegetace• odlišné druhové složení• odlišný lidský impakt

analogické vlastnosti

neanalogické vlastnosti

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.

Zdr

oj: a

ktua

lne.

cz

• Mohou napomoci k popsání a vysvětlení dosud nevysvětlitelných nebo opomíjených jevů.

• Mohou sloužit jako zdroj inspirace – při formulaci hypotéz.

Byla na Marsu voda?

Příklad: objekt se třemi vlastnostmi (tvar, barva, textura)

3 analogickéobjekty

původní objekt

Analogizace má dva rozměry

• komparativní: hledání strukturních podobností

• kauzální: hledání příčinných podobností

(konjunkce × korelace)

Jackson ST & Williams JW, 2004, Modern analogs in Quaternary paleocology…, Ann Rev Earth Planet Sci

předpokládanáanalogie

(bezprostředněnepozorujeme)

• spojování současné a minulé vegetaceInterpretace fosilních zbytků minulých společenstev

• spojování současné a potenciální vegetacePredikce co bude za určitých podmínek

Dva časté typy časových analogií ve vegetační ekologii

De Keersmaeker et al. 2013

MINULOST?

BUDOUCNOST?

SOUČASNOSTdnešní společenstva

Hledáme časové analogie současných společenstev• v minulosti (paleoekologie, paleontologie)• v budoucnosti (fytocenologie, restaurační ekologie)

Model minulých společenstev

rekonstrukce

Model potenciálních společenstev

predikceModel současnýchspolečenstev

parametrizace

model = analogie pozorované / předpokládané reality

Společenstvo jako parametrizovaný model

Běžně využívané parametry

Méně využívané parametry

• druhové složení

• přírodní podmínky prostředí

• fyzická struktura

• vliv člověka

• mezidruhové vazby (kompetice atd.)

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 pomocírecentních 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

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 1: moderní pylová spektra reálných pařezin

Stupeň 2: fosilní pylový záznam z doby, kdy se pařezilo

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.

Stupeň 3: přenesení analogie na fosilní záznam z doby, o které nemáme informace z hlediska pařezení

Jiný čas, jiné místo Tento čas a místo

Objekt 1(pylové spektrum)

Objekt 2(vegetační typ)

Analogie - Hypotéza 1

Objekt 3(vegetační typ)

Analogie - Hypotéza 2

Objekt 4

Analogie - Hypotéza X

testovánítestování

Analogie ve vegetaci podle Web of Science - minirešerše

Kombinace analog* AND vegetation

Title=(analog*) AND Topic=(vegetation) Title=(analog* AND vegetation)

24 výsledků20 staženo, 4 nedostupné

89 výsledků39 dalších staženo

celkem prohlédnuto 59 článků

Přehlídka témat s ekologií souvisejících jen volně

Planetary sciences: Earth analogs – MarsGeology: Stratigraphy Soil science: PaleosoilsPetroleum industry: Gas deposits analoguesClimatology: Glacial climatic oscillations eventsRemote sensing: Carbon sequestrationRemote sensing: Landsat – vegetation screeningMeteorology: Ozone monitoringPaleohydrology: Reconstruction Gardening: Green roofs – prairie analogsGardening: AgroforestryAgriculture-viticulture: Canopy healthSpeleology: Biomass – stalagmite growth …

co se (re)konstruuje

0

10

20

30

40

50

60

70

rekonstrukcevegetace

rekonstrukceprostředí,klimatu

predikcevegetace

biogeografickéanalogie

rekonstrukcestruktury

%

použité parametry

05

1015202530354045

klima lidský vliv posun vprostoru

strukturavegetace

%stáří rekonstruované vegetace

0

10

20

30

40

50

60

kvartér starší než kvartér

%

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

non-analogpočet článků

01234

5678

1980-1989 1990-1999 2000-2009 2010-2013

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]

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]

[předpokládají se konstantní funkční vlastnosti druhů]

Orig. Z. Burian (vypůjčeno bez svolení autora)

Korelace mezi parametry lidské populace a společenstev organismů jsou konstantní.

[z hustoty lidské populace lze usuzovat na ovlivnění organismů a jejich společenstev]

Určité hospodaření má na druhy a jejich společenstva konstantní efekt.

[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

[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.

Konzervativní podmínky znamenají neměnné složení a vlastnosti společenstev /Proměnlivé podmínky vedou k proměnlivému složení společenstev.

Urtext - neexistuje

Existující varianta A

Politici se setkali v Lánech a mluvili o volbách

Existující varianta B

Policajti se setkali v Lánech a mluvili o volbách

Lectio difficilior potior – textová kritika

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 (FP7/2007-2013) / ERC Grant agreement no 278065.