Land use change and optimalization regarding to natural hazards.

Ivan Mudroň

Doctoral thesis

Abstract:

Hlavným cieľom dizertačnej práce je predstaviť novú metódu optimalizácie využitia krajiny a následne ju využiť na troch príkladoch v rozličných lokalitách. Ľudská činnosť je základná a hlavná hybná sila v ovplyvňovaní priestorových a časových zmien vo využívaní krajiny. V súčasnej dobe je príroda vystavená zmenám v dôsledku zvýšenia ľudských potrieb a snáh o ekonomické obohatenie sa. Preto ľudia a príroda sú úzko prepojený. Optimálna štruktúra a optimalizácia krajiny je náročná úloha. Optimalizácia využívania krajiny sa považuje za proces, ktorý vedie k takému využívaniu krajiny, ktoré uspokojí materiálne aj nemateriálne potreby spoločnosti so zvláštnym zreteľom na ochranu prírody a jej zdrojov pre budúce generácie. Takže dizertačná práca sleduje myšlienky trvalo udržateľného rozvoja a je zameraná na človeka. Sústredí sa na zmeny v krajine vyvolané ľudskými aktivitami a optimalizáciu krajiny vzhľadom na potreby ľudí. Základom metódy optimalizácie je myšlienka evolúcie krajinnej pokrývky resp. využitia krajiny, ktorá je popísaná v prvej časti práce. Metóda je štatisticko-empirická, teda postavená na predchádzajúcich skúsenostiach v oblasti vývoja využitia krajiny. Metóda sa dá rozdeliť do dvoch hlavných krokov. V prvom je vypočítaná vhodnosť územia pre konkrétny typ(y) využívania krajiny. V druhom kroku je prijaté rozhodnutie zmeny vo využívaní krajiny na základe výsledkov z prvého kroku vzhľadom na uspokojenie potrieb spoločnosti. Metóda bola implementovaná v troch prípadových štúdiách. Vymedzené územia boli vybrané zámerne z dôvodu riešenia ohrozenia územia prírodnými rizikami, ktoré sú najviac frekventované a spôsobujú najväčšie materiálne škody a straty na životoch v stredoeurópskom regióne. Optimalizácia bola riešená tak v horskej ako aj v nížinnej oblasti s ohľadom na eróziu, lavíny a povodne. Prevencia a ochrana pred prírodnými rizikami je neoddeliteľnou súčasťou správnej optimalizácie využívania krajiny. Hlavným výstupom štúdie je popis novej metódy optimalizácie krajiny. Ďalším cieľom je demonštrácia obmedzenia využívania krajiny jednotlivými prírodnými rizikami. Výsledkami sú taktiež vhodnosť krajiny pre výstavbu budov v osade Magurka, stupeň vhodnosti parciel s ornou pôdou v hornom povodí Čebovského Potoka a vymedzenie a návrh zmien vo využívaní krajiny na akvatické ekosystémy v inundačnej oblasti Bečvy. Nová metóda je určená ako ďalšia možnosťou optimalizácie využitia krajiny popri ostatných optimalizačných metódach a prístupoch. Overenie prístupu bolo vykonané v porovnaní reálnych zmien a vhodnosti využitia krajiny vypočítaného pred skutočné pozorovanými zmenami vo využívaní krajiny v hornom povodí Čebovského Potoka.

Abstract:

The main aim of this dissertation is to introduce a new land use optimisation method and employ it in real cases. Nowadays, the nature is extremely exposed to changes due to increasing human needs and suffering for economical enrichment. Thus Human beings and nature are closely interrelated. The optimal structure and proper optimisation of land use is a demanding challenge. The optimization of land use is seen as a way of land use management. This has to satisfy material and nonmaterial needs of the society with a special consideration to the protection of nature and its resources for the next generation. Dissertation thesis follows the idea of sustainable development. The presented approach is human centred. In else, it focuses on human driven changes and optimization of land use. The dissertation utilizes fundamental ideas of land cover and land use evolution described in the first part. The approach is empirical and is based on previous human experiences. Introduced method is divided into two major steps. i) Computation of land use suitability for particular type(s). ii) Decision of land use change. The approach is implemented in three real cases. Optimisations are solved in different landscapes – in mountain area as well as in lowland. These areas were selected purposely to underline contemporary problems in land use management and its impact. The most common and harmful natural hazards in mid-Europe have been selected for modelling. The chosen natural hazards are erosion in arable lowlands, snow avalanche in mountain areas, and flooding in sinks and depressions. They are threatening and limit human activities, cause human death, and material damage. To mitigate and prevent against aforementioned and other natural hazards is an inseparable part of proper land use optimisation. The main output of the research is the description of optimisation method. Next goal was to demonstrate land use limitation by natural hazards. Results include land use suitability for built up area in Magurka settlement (Slovakia), land use suitability for arable land in Cebovsky Potok upper river-basin (Slovakia), and proposal of land use change to aquatic ecosystems in Becva inundation area (Czech Republic). The new approach is meant to stand a well-founded place alongside the other optimisation methods and approaches. The verification of the approach was done in comparison of land use suitability computed in advance and real observed changes in Cebovsky Potok upper river-basin.

Keywords

Využitie krajiny, Optimalizačné metóda, ľudské potreby, prírodné riziká, prípadové štúdie

Keywords

Land use, Optimisation method, Human demands, Natural hazard, case studies

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 2. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 4. 9. 2014
• Supervisor: Jan Unucka
• Reader: Martin Klimánek, Juraj Hreško, Jaromír Kolejka

VŠB - Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Geodézie a kartografie / Geoinformatika