Terénní cvičení – observatoř Košetice 2013
doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.
RNDr. Roman Prokeš
Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
Masarykova Univerzita, Přírodovědecká fakulta
Brno, Česká Republika
2013
2
OBSAH
1 Cíle cvičení ........................................................................................................................ 3
2 Organizace cvičení............................................................................................................ 3
3 Část A - anotace jednotlivých bloků............................................................................... 4
3.1 Ovzduší........................................................................................................................ 4
3.1.1 Observatoř Košetice – základní informace .......................................................... 4
3.1.2 Mezinárodní programy a projekty dlouhodobého monitoringu kvality ovzduší na
regionální úrovni ................................................................................................................ 5
3.1.3 Informační systém kvality ovzduší ...................................................................... 6
3.1.4 Státní síť imisního monitoringu v ČR – zajištění kvality dat............................... 6
3.1.5 Monitoring kvality ovzduší na Observatoři Košetice .......................................... 7
3.1.6 Aerosolová měření na observatoři Košetice (přednáška 30 min.) ....................... 8
3.1.7 Monitoring na Observatoři Koštice...................................................................... 8
3.1.8 Meteorologická a klimatologická měření na profesionální meteorologické
stanici 9
3.1.9 Vzorkovací programy Centra pro výzkum toxických látek na Observatoři
Košetice a použité metody vzorkování – vody, vzduch, sediment .................................... 9
3.2 Voda........................................................................................................................... 10
3.2.1 Seznámení s monitorovacím povodím Observatoře Košetice (Anenské povodí):
hydrologická měření, podkorunová depozice, půdní vody .............................................. 10
3.2.2 Hydrobiologický průzkum vod pro účely bioindikací ....................................... 10
3.2.3 Kvalitní znalost determinace a ekologie řas a sinic jako cesta k využití těchto
organismů v bioindikacích a biotechnologiích................................................................. 11
3.3 Půda ........................................................................................................................... 16
3.3.1 Pedologie a odběrové techniky pro průzkum a monitoring půd ........................ 16
3.3.2 Bioindikace stavu půd – fytocenologický průzkum........................................... 17
3.3.3 Bioindikace stavu půd – odběry a metody výzkumu půdní bioty...................... 17
4 Část B - praktická část................................................................................................... 18
4.1 Přednášky a exkurze po observatoři.......................................................................... 18
4.2 Hydrobiologie............................................................................................................ 21
4.2.1 Bezobratlí ........................................................................................................... 21
4.2.2 Sinice a řasy ....................................................................................................... 22
4.3 Pedologie ................................................................................................................... 30
4.3.1 Fytocenologický průzkum.................................................................................. 30
4.3.2 Terénní výzkum vegetace................................................................................... 34
5 Poznámky:....................................................................................................................... 43
6 Závěr................................................................................................................................ 44
3
1 Cíle cvičení
Observatoř Košetice je specializovaným pracovištěm ČHMÚ zabezpečujícím účast České
republiky v mezinárodních programech monitoringu kvality přírodního prostředí v
regionálním měřítku. V současné době je observatoř začleněna do následujících programů:
GAW/WMO, GAWSIS, EMEP/ECE, ICP-IM. Více na adrese:
http://www.chmi.cz/uoco/struct/odd/ook/index.html
Cílem cvičení je seznámit studenty s řadou terénních metod, které se využívají v
environmentálních studiích a monitoringu. Po absolvování kurzu budou studenti schopni:
- charakterizovat činnost observatoře ČHMÚ a popsat její měřící vybavení
- provést hydrobiologický odběr a rozeznat základní typy organismů
- provést odběr půdní bioty a rozeznat základní typy organismů
- popsat půdní profil a interpretovat pedologickou sondu
- provést fytocenologický snímek a identifikovat základní druhy rostlin
- diskutovat o různých aspektech terénních metod
2 Organizace cvičení
Obecné pokyny pro studenty ke cvičením a pokyny pro získání zápočtu
Na jednotlivých cvičeních dbejte pokynů vyučujících odborníků. Dělejte si poznámky a plňte
zadané úkoly.
Pro získání zápočtu z cvičení vypracujte protokoly – každý student sám za sebe, i když
plnění některých úkolů bude kolektivní. Protokol musí obsahovat úvod (krátce o observatoři,
krátce o tom jak probíhala cvičení, co se realizovalo, co se student naučil apod.), splněné
úkoly z jednotlivých bloků (jednotlivé papíry do příloh protokolu ze cvičení), závěr
s vlastním zhodnocením cvičení, jeho přínosů, podněty do budoucna apod.
Každý student si dopředu, nejpozději však před zahájením jednotlivých cvičení, pečlivě
prostuduje manuál, aby byl připraven na plnění jednotlivých úkolů. Připravenost studentů
může být před zahájením bloků vyzkoušena kontrolními otázkami. V případě opakované
nepřipravenosti nemusí být studentovi udělen zápočet.
Tento manuál slouží jako základní příručka pro absolvování terénního cvičení, kde v části A
jsou přehledně uvedeny anotace jednotlivých přednášek a kurzů včetně odkazů na literaturu.
V části B jsou uvedeny otázky a praktické úkoly, které je nezbytné vyplnit pro získání
zápočtu. Části C je volný souhrn všech podkladů, které studenti obdrží v místě konání
cvičení.
4
3 Část A - anotace jednotlivých bloků
3.1 Ovzduší
3.1.1 Observatoř Košetice – základní informace
RNDr. Milan Váňa, Ph.D., ČHMÚ, Observatoř Košetice
- přednáška (cca 40 min.)
Anotace: Hlavním cílem, aby si studenti zafixovali základní informace o existenci
Observatoře Košetice jako ojedinělé stanice v rámci ČR a využili své znalosti, až budou
v praxi ku prospěchu svému i našemu.
Studenti na místě dostanou booklet shrnující základní informace o observatoři. Dále budou
mít po celou dobu exkurze k dispozici oba díly publikace vydané k 20. výročí založení
observatoře Košetice:
Osnova:
• historie observatoře
• základní fyzicko-geografický přehled
• program a rozvoj monitoringu během 20 let existence
• zapojení v mezinárodních programech a projektech
• stručná prezentace dlouhodobých trendů
• výhled do budoucna.
Literatura:
VANA, M., HOLOUBEK, I., et al. 2007. Košetice Observatory – 20 years. Praha: ČHMÚ.
ISBN 978-80-86690-46-9
VANA, M. HOLOUBEK, I., et al. 2009. 20 years of Košetice Observatory – Part 2. Praha:
ČHMÚ. ISBN 978-80-86690-69-8
http://portal.chmi.cz/portal/dt?portal_lang=cs&nc=1&menu=JSPTabContainer/P5_0_O_nas/P
5_3_Organizacni_struktura/P5_3_11_Ovzdusi/P5_3_11_9_Odd_obser_Kos/P5_3_11_9_1_Z
akl_Info&last=false
5
3.1.2 Mezinárodní programy a projekty dlouhodobého monitoringu
kvality ovzduší na regionální úrovni
RNDr. Milan Váňa, Ph.D., ČHMÚ, Observatoř Košetice
- přednáška (cca 40 min.)
Anotace: Seznámit studenty s dlouhodobými programy monitoringu kvality ovzduší,
zapojením ČR a OBK v nich.
Osnova:
• Obecně o cílech o postupech při realizaci dlouhodobých programů monitoringu
kvality ovzduší
• Konvence o dálkovém přenosu škodlivin (CLRTAP)
o EMEP
o Working Group on Effects
• Světová meteorologická organizace – GAW (GlobalAtmopsphereWatch)
• Projekty v rámci EU (EUSAAR, ACTRIS)
• ICOS
• Shrnutí
Literatura:
http://www.unece.org/env/lrtap/
www.emep.int
http://www.htap.org/
http://www.unece.org/env/lrtap/WorkingGroups/wge/welcome.html
http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=6318&lan=EN
http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/gaw_home_en.html
http://www.actris.net/
http://www.eusaar.net/index.cfm
EMEP Assessment Report, Part I – European Perspective. 2004. Oslo: Norwegian
Meteorological Institute. ISBN 82–7144–032–2.
EMEP Assessment Report, Part II – National Contributions. 2004. Oslo: Norwegian
Meteorological Institute. ISBN 82–7144–032–2.
Europe´s Changing Air Environment. Two decades of observed trends in acidifying
atmospheric sulphur and nitrogen in Europe 1978–1998. 2000. EMEP/CCC Report 7/2000,
Kjeller: NILU.
EMEP Manual for sampling and chemical analysis, EMEP/CCC Report 1/95. 1996
(continuously updated – last revision 2008). Kjeller: NILU.
Manual for Integrated Monitoring. 1998 Helsinki: FEI.
WMO Global Atmosphere Watch (GAW) Strategic Plan: 2008-2015. GAW Report No. 172,
WMO, Geneve.
6
3.1.3 Informační systém kvality ovzduší
Ing. Jaroslav Pekárek, ČHMÚ, Observatoř Košetice
- přednáška (cca 20 min.)
Anotace: Hlavním cílem přednášky je získání informací o archivaci dat o kvalitě ovzduší
v ČR pro případné využití v praxi a také získání informací o databázích ČHMÚ
(meteorologická databáze stručně a databáze kvality ovzduší).
Osnova:
• Databáze ISKO (Informační systém kvality ovzduší)
o význam
o struktura
o jaká data jsou ukládána
o kompletace a opravy
o víceúrovňová verifikace
o vypočtená data (agregované údaje)
o dostupnost uložených dat
o k čemu jsou používána
• Znečištění ovzduší a atmosférická depozice v datech, ČR (Tabelární ročenky)
o základní přehled naměřených koncentrací za kalendářní rok
o objektivní prezentace naměřených imisních dat
• Znečištění ovzduší a atmosférická depozice v datech, ČR (Grafická ročenka)
o plošné mapy koncentrací
o komentáře k prezentovaným výsledkům
• Databáze na OBK
o postgres pod Linuxem
o data uložená v Excelu
Literatura:
http://old.chmi.cz/uoco/isko/tab_roc/tab_roc.html
3.1.4 Státní síť imisního monitoringu v ČR – zajištění kvality dat
Ing. Jan Čech, ČHMÚ, Observatoř Košetice
- přednáška (cca 40 min.)
Anotace: Cílem přednášky je seznámit studenty s tím, jak se v praxi monitoringu imisního
znečištění ovzduší na Observatoři Košetice projevuje zavedení systému kvality dle ČSN EN
ISO/IEC 17025. Studenti dostanou základní informace o systému Imisního monitoringu v ČR
i na OBK akreditovaném dle ČSN EN ISO/IEC 17025 ČESKÝM INSTITUTEM PRO
AKREDITACI (ČIA).
7
Osnova:
• Příručka kvality
• Standardní operační postupy
• Interní předpisy
• Návody k obsluze
• Odběrové protokoly
• Transportní protokoly
• Záznamy o teplotách
Literatura:
http://www.cai.cz/default.aspx?id=33&webCat=50
3.1.5 Monitoring kvality ovzduší na Observatoři Košetice
Ing. Jan Čech, ČHMÚ, Observatoř Košetice
- praktická ukázka na měřišti 1 (cca 70 min.)
Anotace: Studenti se seznámí s jednotlivými odběry a měřeními kvality ovzduší na OBK
včetně odběrů v rámci Imisního monitoringu ČHMÚ akreditovaném dle ČSN EN ISO/IEC
17025.
Osnova:
• SO2
• NO2
• O3
• CO
• PM10
• PM2,5
• PAH
• VOC
• HG
• EC/OC
• KATIONTY
• C14
• SMPS
• WET ONLY
• BULK
Literatura:
http://portal.chmi.cz/portal/dt?portal_lang=cs&nc=1&menu=JSPTabContainer/P5_0_O_nas/P
5_3_Organizacni_struktura/P5_3_11_Ovzdusi/P5_3_11_9_Odd_obser_Kos/P5_3_11_9_2_O
db_cinnost&last=false
8
3.1.6 Aerosolová měření na observatoři Košetice (přednáška 30 min.)
Mgr. Adéla Holubová Šmejkalová, ČHMÚ, Observatoř Košetice
-přednáška (cca 30 min.)
Anotace:
Měření atmosférických aerosolů probíhá na observatoři Košetice od roku 2008. Přednáška
poskytne informace o základních vlastnostech aerosolů a jejich významu. Součástí je také
vysvětlení vzorkovacího postupu a popis jednotlivých funkcí měřících přístrojů - SMPS,
NEPHELOMETER, AETHALOMETER.
Osnova:
• co jsou aerosoly - vznik, velikostní rozdělení
• funkce aerosolů
• velikostní distribuce částic
• schéma SMPS a CPC
• výsledky měření SMPS
• Nephelometer
• Aethalometer
Literatura:
William C. Hinds : Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne
Particles, ISBN 978-0-471-19410-1
www.tsi.com
www.mageesci.com
3.1.7 Monitoring na Observatoři Koštice
Mgr. Adéla Holubová Šmejkalová, ČHMÚ, Observatoř Košetice
- praktická ukázka na měřišti 2 (cca 60 min.)
Anotace: Studenti se seznámí s měřidly a jejich funkcemi jako vhodným prostředkem pro
lepší orientaci při zpracování vzorků i pro ucelení znalosti o dané problematice.
Osnova:
• informace o měření srážek typu Bulk
• informace o měření srážek typu Wet – only - pro komplexní analýzu obsahu prvků a
těžkých kovů
- pro analýzu obsahu POPs
• ukázka měření obsahu POPs v ovzduší - pasivní filtr aktivní odběr přístrojem Digi
Literatura:
Ivan Holoubek: Troposférická chemie, Masarykova univerzita, Brno, 2005, ISBN 80-210-
3656-7.
www.irz.cz
9
3.1.8 Meteorologická a klimatologická měření na profesionální
meteorologické stanici
Pavel Mezera, ČHMÚ, Observatoř Košetice
- přednáška (cca 40 min.)
Anotace: Cílem přednášky je seznámení studentů s komplexní prací pozorovatele na
profesionální meteorologické stanici kombinovaného typu, uvidí jak se v praxi sestavují
zprávy, jejich odesílání do centra a zpětnou kontrolu.
Osnova:
• profesionální stanice kombinovaného typu ,způsob práce, provozní informace
• program Monitwin
• vytváření synoptických a klimatických zpráv
• zprávy bouře a rad
• komunikace s centrem
• přístrojové vybavení
• používaná literatura
Literatura:
http://pr-asv.chmi.cz/synopy-
map/pocasisp.php?ukazatel=stanice&pozadi=mapareg&graf=ano
3.1.9 Vzorkovací programy Centra pro výzkum toxických látek na
Observatoři Košetice a použité metody vzorkování – vody, vzduch,
sediment
RNDr. Roman Prokeš, Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
- přednáška a praktická ukázka (cca 3 hod.)
Anotace: Krátké představení vzorkovacích programů Centra pro výzkum toxických látek v
prostředí (Monet CZ, Monet Evropa, Monet Afrika, Monetairnet, ArcRisk) realizovaných na
observatoři Košetice. Stručné seznámení studentů s teorií vzorkování, jeho možnostmi a
případnými aplikacemi. Hlavním zaměřením přednášky je vzorkování ovzduší, vody a
sedimentů.
Osnova:
• vzorkovací programy centra
• použité metody vzorkování
o základní pojmy
o strategie vzorkování
o odběr vzorku
o legislativa vzorkování
o nástroje pro odběr vzorku
o odběry různých typů vzorků
• ukázka přístrojového vybavení Recetoxu instalovaného na observatoři Košetice
10
• odběr reprezentativního jednorázového vzorku vody
• odběr reprezentativního jednorázového vzorku sedimentu
• instalace pasivního vzorkovače vody
Literatura:
www.recetox.cz
Odběry vzorků, Sborník přednášek, 2.upravené vydání, kolektiv autorů, uspořádal Ing.Helán,
2006, ISBN: 80-86380-33-5
Kompendium ochrany kvality ovzduší, 1.vydání, kolektiv autorů, editor Ing.Kurfurst, 2008,
ISBN: 978-80-86832-38-8
3.2 Voda
3.2.1 Seznámení s monitorovacím povodím Observatoře Košetice
(Anenské povodí): hydrologická měření, podkorunová depozice,
půdní vody
Mgr. Adéla Holubová Šmejkalová, ČHMÚ, Observatoř Košetice
- prohlídka (cca 2 hod.)
Anotace: Cílem terénní exkurze je seznámení se složkami ekosystému lesa, které jsou
monitorovány v rámci zjištění kvality životního prostředí. Součástí budou i praktické ukázky
měření a odběru vzorků, které slouží jako podklady pro analýzu a výsledné zpracování hodnot
toku látek v ekosystému lesa.
Osnova:
• informace o charakteru povodí, praktická ukázka měření průtoku a sběru vzorků
• ukázka měření podkorunových srážek
• ukázka a informace o měření půdních vod
Literatura:
Hydrologie malého povodí 2008, Praha: Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, 2008, ISBN 978-
80-87117-03-3
www.emep.int
3.2.2 Hydrobiologický průzkum vod pro účely bioindikací
Mgr. Karel Brabec, Ph.D., Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
- přednáška a praktická ukázka (celý den)
Anotace: Sladkovodní ekosystémy, zvláště ty říční, se vyznačují značnou prostorovou
heterogenitou a časovou dynamikou, které jsou obrazem klimatických a geomorfologických
poměrů v jejich povodí.
11
Mezi významné složky vodní fauny patří společenstva vodních bezobratlých. Jedná se o
druhově bohatá společenstva se širokou škálou životních strategií umožňujících obsazení
rozličných typů akvatických habitatů. Znalost jejich ekologických nároků a senzitivity vůči
faktorům prostředí umožňuje využití pro indikaci antropogenních degradací na úrovni
jedinců, populací a společenstev.
Osnova: Stručný přehled metod pro sledování struktury a dynamiky říčních ekosystémů.
Charakteristika společenstev vodních bezobratlých a jejich využití pro bioindikaci poškození
vodních ekosystémů – přednáška (30 min)
• Sběr informací a materiálu v terénu (120 min)
o Popis lokality, náčrt vzorkovaného úseku toku, vyplnění terénního protokolu
o Měření faktorů prostředí (chemismus vody, rychlost proudění, průtok, záznam
teploty vody)
o Odběr replikovaného vzorku z vybraných typů habitatů, rozlišování základních
taxonomických skupin v terénu
• Metody zpracování makrozoobentosu a systémy hodnocení ekologického stavu –
přednáška 30 min.
• Pozorování odebraného materiálu (na observatoři budou k dispozici stereomikroskopy
a mikroskop s procházejícím světlem), determinace, příprava preparátů, dohledání
informací o taxonech, ukázky vyhodnocení dat (120 min)
o Determinace řádu/čeledi s využitím jednoduchého klíče
o Doplnění odběrového protokolu
o Stanovení BMWP skóre u 3 taxonů dosahujících nejvyšších abundancí ve
vzorcích
3.2.3 Kvalitní znalost determinace a ekologie řas a sinic jako cesta k
využití těchto organismů v bioindikacích a biotechnologiích
RNDr. Lenka Šejnohová, Ph.D, Laboratoř řasové biotechnologie Třeboň, Mikrobiologický
ústav AV ČR, www.alga.cz, eustigmatos@gmail.com
- přednáška a praktická ukázka (cca 4 hod.)
Anotace: Určitě Vás napadá otázka, proč se budeme zabývat obskurními skupinami jako jsou
mikroskopické sinice a řasy. Odpovědí na tuto otázku je mnoho, první zásadní fakt je, že tyto
organismy stojí na počátku téměř každého potravního řetězce jako primární producenti a život
by bez nich na Zemi neexistoval. Sinice a řasy jsou člověkem také intenzivně využívány v
biomonitoringu pro jejich specifickou citlivost vůči určitým látkám v prostředí. Díky
moderním technologiím tento obor prožívá také velký „boom“ v souvislosti s popisem nových
bioaktivních látek s protinádorovými účinky, vyhledáváním alternativních zdrojů biopaliv tzv.
třetí generace, které neohrožují vážně ceny potravin, nebo recyklací živin z odpadních vod aj.
Základem pro využití řas a sinic pro výše popsané účely je vždy výborná znalost jejich
determinace (určování) a ekologie, kterými se budeme v následující části kurzu věnovat vč.
praxe během týmové práce. Nejlépe pracující tým získá následně možnost vyzkoušet si také
biotechnologii v praxi - recept na polévku Chlorella + prášek této zelené řasy s vysokým
12
obsahem proteinů ve formě sušené desintegrované biomasy, kterou naše pracoviště
Mikrobiologický ústav AV ČR v Třeboni vyrábí jako doplněk stravy.
Osnova:
• Rychlokurz ekologie sinic a řas, jejich význam a výskyt v ekosystému
• Ukázka odběru fytoplanktonu planktonní sítí
• Sběr a determinace materiálu – týmová práce: každý tým (cca 4 studenti) dostane
náčrty a fotky vybraných sinic a řas a popis jejich ekologie (kde by se daly najít) a
domluví se na průzkum terénu (kdo, co, odkud by mohl přinést); zastoupeny budou
terestrické i akvatické typy - plankton i bentos
• Biotechnologie v praxi – polévka Chlorella
Na observatoři budou mezitím k dispozici mikroskopy k prohlídce donesených řas a sinic bude
předvedena práce s dichotomickým klíčem na určování základních skupin a
nejčastějších rodů – určování a povídání o indikacích.
1) Primární kolonizátoři
Zdůvodnění našeho studia: Mikroskopické řasy a sinice jsou pro svou odolnost vůči
extrémním podmínkám považovány za významné kolonizátory nově vzniklých substrátů a za
první článek v potravních řetězcích.
Jak to v přírodě probíhá: Inokula sinic a řas (klidová stádia, části stélek) jsou přirozenou
součástí aeroplanktonu nebo jsou přenášeny na tělech organismů. „Spóry“ sinic a řas se
zachytí na substrátu a v příhodných podmínkách vyklíčí ve stélky, které mechanicky i
chemicky rozrušují podklad, tvoří organickou hmotu a vytváří tak důležitý zdroj potravy a
prostředí pro osídlování prostředí dalšími kolonizátory.
Náš model primární kolonizace: obnažená půda - polní půda příp. mokrá půda na cestách
kolem kaluží, obnažené sedimenty nádrží a rybníků, břehy řek a potoků
Vyhledejte na obnažených půdách zástupce:
• Sinice (Cyanobacteria)
řád Oscillatoriales - vláknité sinice netvořící heterocyty ani akinety např. rod
Phormidium
- makroskopicky - modro-zelené povlaky na půdním substrátu
• Hnědé řasy (Chromophyta), třída různobrvky (Xanthophyceae)
rod Botrydium, přichycení k půdě bezbarvými rhizodidy, pozorování binolupou,
mnohojaderná (sifonální) stélka
- zelené makroskopické (1-3 mm) kuličky inkrustované vápencem (po zašlápnutí
„hlučně“ praskají)
rod Vaucheria - zelená (až do žluto-hnědá) spletená vlákna na substrátu - mikroskopicky
sifonální stélka
• Zelené řasy odd. Chlorophyta, třída Charophyceae (příp. oddělení Charophyta
směřující k vyšším rostlinám)
rod Klebsormidium - vláknitá stélka, buňky s jedním chloroplastem s jasným
pyrenoidem a cytoplasmatickým bezbarvým provazcem
13
- makroskopicky - zelená vlákna tvořící na substrátu „protierozní“ krustu
• vlastní objevy - nálezy jiných sinic a řas + jejich mikroskopické pozorování a určení
2) Primární producenti ve stojatých vodách
Zdůvodnění našeho studia: Primární producenti hrají nezastupitelnou roli v potravních
řetězcích jako organismy vytvářející organické látky nejčastěji z energie slunečního záření,
živin a CO2. Nejdůležitější skupinou primárních producentů jsou ve stojatých vodách
mikroskopické řasy a sinice, na které je navázaný celý potravní řetězec tohoto ekosystému.
Přestože sinice a řasy dosahují malých rozměrů, jsou velmi důležitou součástí globální
primární produkce. Např. roční produkce uhlíku u mořských rozsivek dosahuje 200-400 g.m-
2
. Pro srovnání – kukuřičné pole má 1000-2500 g.m-2
.
Z celkové roční primární produkce Země 1,4×1014
g suché biomasy připadá 20-25% na
mořské planktonní rozsivky a dalších 15-20% na ostatní mořské planktonní řasy.
Jak to v přírodě probíhá: Sinice a řasy jako fotoautotrofní organismy vytvářejí organickou
hmotu, která je zdrojem potravy pro další trofické úrovně potravní pyramidy (potravního
řetězce).
Náš model výskytu primárních producentů: stojaté vody - rybníky, vodní nádrže
Odeberte vzorek vody z nádrže (nejlépe síťový plankton) a pokuste při pozorování vzorku
pod mikroskopem najít:
• Sinice vodních květů: skupina druhů vytvářející ve svých buňkách útvary naplněné
vzduchem tzv. aerotopy, které jim napomáhají vznášet se na hladině, zástupci nejsou
v jedné taxonomické skupině
řád Chroococcales - kokální zástupci
- makroskopicky - práškovitý vodní květ
- kolonie rodu Microcystis
řád Oscillatoriales - bez heterocyty a akinet
- vlákna rodu Planktothrix
řád Nostocales - vlákna s heterocyty a akinetami
- makroskopicky: modrozelený zákal nebo shluky svazečků
- mikroskopicky: rovná nebo spirální vlákna rodu Anabaena
- mikroskopicky: svazečky vláken s dlouhými akinetami rod Aphanizomenon
• Krásnoočka (Euglenophyta)
- jednobuněční zelení bičíkovci s 1 viditelným bičíkem (2. je zakrnělý), více
chloroplastů, červené stigma, zásobní látky paramylon mimo chloroplast
- rod Euglena - buňky vřetenovité ohebné se spirálovitě vinutými bílkovinnými
proužky
- rod Trachelomonas - bičíkatec má na povrchu buňky hnědou často různě
strukturovanou schránku (lorika, inkrustace Fe, Mn)
• Obrněnky (Dinophyta)
- jednobuněční hnědí bičíkovci s pancířem, ve kterém mají v podélné a příčné rýze
umístěné 2 bičíky
- rod Peridinium
14
• Hnědé řasy - rozsivky
- makroskopicky: hnědý zákal ve vodním sloupci
hnědé buňky umístěné v 2 dílné křemité schránce, často se spojují v kolonie
rod Asterionella - kolonie ve tvaru hvězdičky
rod Fragilaria nebo Nitzschia - protáhlé jednotlivé schránky
rod Aulacoseira - dlouhá vlákna s hnědými chloroplasty
• Zelené řasy
monádoidní - rod Chlamydomonas - nástěnný chloroplast s pyrenoidem, 2 bičíky
jednobuněčné - Pediastrum - 4-128 buněčná plochá cenobia ve tvaru hvězdice
- Scenedesmus - nejčastěji 4buněčné cenobium, ostny na okrajových
buňkách
vlákna: Cladophora - makroskopicky: drsná vlákna na pohmat, mikroskopicky zelená
větvená vlákna se síťovým chloroplastem
• Zelené řasy - spájivky
jednobuněčné: Staurastrum - buňky vybíhají v úzká ramena
vlákna: šroubatka - Spirogyra - spirálně stočený chloroplast, makroskopicky chuchvalce
vláken, po hmatu kluzká
3) Indikátory stavu prostředí
Zdůvodnění našeho studia: Mikroskopické sinice a řasy mají vedle své funkce primárních
producentů a kolonizátorů také důležitý význam z pohledu člověka - dají se využít pro
monitoring stavu kvality životního prostředí (ŽP). Sinice a řasy (fytoplankton, fytobentos)
jsou dobrými indikátory především z důvodů jejich krátkých životních cyklů,
mikroskopických rozměrů (rychlá permeabilita skrz membrány) a z jednoduché stavby buněk.
Výhodou využití fytoplanktonu a fytobentosu pro monitoring stavu kvality ŽP je setrvávání
sinic a řas 24h. na místě 365dní v roce - rozdíl oproti přístrojovému měření, které zachycuje
stav pouze v určitý čas. Biomonitoring, který využívá sinice a řasy, vychází z rozborů
kvantity a kvality (druhové složení) fytobentosu a fytoplanktonu (softwarové výpočty
biotických indexů trofie, saprobity, salinity, saturace kyslíkem aj.). Jako příklad z praxe
uvádíme využití fytobentosu pro stanovení kvality tekoucích vod - podkladem jsou rozbory
druhového sloužení rozsivek a jejich kvantity. Tyto data se následně vkládají do programu
Omnidia a výstupem jsou biotické indexy.
Jak to v přírodě probíhá: Určité druhy sinic a řas jsou specificky citlivé na množství živin,
kyslíku, teplotu, těžké kovy aj. a vyskytují se pouze v určitých podmínkách (případně mají
zvýšené % zastoupení v biomase). Také množství sinic a řas (měření chl-a) vypovídá o stavu
ŽP (např. ve stojatých vodách koreluje s množstvím živin). Z tohoto důvodu jsou sinice a řasy
využívány jako tzv. bioindikátory kvality ŽP.
Náš model výskytu primárních producentů: aquatické i terestrické prostředí
Pokuste se vyhledat na vyjmenovaných biotopech:
A) Terestrické prostředí - indikace „zdravého“ ŽP - borka stromů
• Zelené řasy
- rod Trentepohlia - borka stromů oranžové povlaky na stromech, vláknitá větvená
stélka, indikace „zdravého“ ŽP
15
- určité druhy lišejníků indikují kvalitu ŽP - dáno citlivostí symbiózy mykobionta a
fotobionta - např. zelená kokální řasa Apatococcus - zelené povlaky na plotech, na
borkách stromů
B) Aquatické prostředí
tekoucí vody, bystřiny - indikace „zdravého“ ŽP •
Ruduchy - rody Hildebrandia, Lemanea - indikace zvýšeného množství kyslíku,
nárosty na kamenech
• Hnědé řasy - rozsivky např. rod Pinularia - indikace oligo-mesosaprobity, acidity,
epipelon (dno - povrch bahna, písku - klidnější část toku)
stojaté vody - indikace přítomnosti některých látek
• Krásnoočka Trachelomonas, Euglena (Euglenophyta) - zvýšené množství
organických látek, hladina rybníku (především typ „kachňák“) - povrchová
neustonická blanka
• Sinice - vlákna rodů Phormidium, Oscillatoria - rozvoj ve větším množství indikace
zvýšené trofie i saprobity, nárosty na rostlinách, na kamenech
• Hnědé řasy - rozsivky: rody Diatoma, Navicula, Nitzschia - indikace zvýšené trofie,
nárosty na kamenech (pro výpočty indexů je důležitá determinace na úroveň druhů)
Literatura:
Kalina, T., Váňa, J. (2010): Sinice, řasy, mechorosty a podobné organismy v současné
biologii. – Karolinum, 608pp. ISBN 9788024610368
van den Hoek, C., Mann D.G., Jahns, D.M. (1995): Algae. An introduction to Phycology. –
Cambridge University, 627pp.
Werner, D. (1977): The Biology of Diatoms, Botanical Monographs. - University of
California Press, v. 13, 498 pp.
Zvi Cohen (1999): Chemicals from Microalgae. – CRC Press, 419pp.
Elektronické zdroje:
www.sinicearasy.cz – základní informace k sinicím a jednotlivým skupinám řas (link skripta
pro malou a velkou fykologii)
www.fytobentos.sinice.cz – .ppt přednášky ke stažení na téma bioindikace pomocí
fytobentosu
Základní determinační literatura:
Hindák, F . (ed.) (1978) : Sladkovodné riasy. – SPN Bratislava, 724 pp.
Hindák, F., Komárek, J., Marvan, P., Růžička, J. (1975): Klúč na určovanie výtrusných
rastlín, I. diel Riasy. SPN, Bratislava, 440 pp.
Sládeček, V., Sládečková, A. (1996): Atlas vodních organismů se zřetelem na vodárenství,
povrchové vody a čistírny odpadních vod. 1. díl: Destruenti a producenti. – Česká
vědeckotechnická vodohospodářská společnost, Praha, 322 pp.
16
3.3 Půda
3.3.1 Pedologie a odběrové techniky pro průzkum a monitoring půd
Ing.Milan Sáňka, Dr., Ing.Ladislav Kubík
- přednáška a praktická ukázka (cca 4 hod.)
Anotace: Vnímání pojmu "kvalitní půda" se liší podle priorit, jež jsou individuálně
přisuzovány jednotlivým funkcím (využití půdy v zemědělství, využití půdy v krajině,
ekosystémové interakce, socioekonomické vztahy atd.). Je nutno uvést, že moderní
zemědělské a lesnické vědy uznávají jako indikátory kvality půd nejen agrochemické a
produkční vlastnosti, ale též vlastnosti důležité z ekologického hlediska protože půdy již
zdaleka neplní pouze funkci produkční, ale mnoho dalších funkcí. V zásadě všechny obecné
funkce půd lze přiřadit i půdám zemědělským a lesním.
Osnova:
Obecně
• Stručné seznámení s cíli zemědělské a lesnické pedologie v ČR, průzkumy a
monitorizační programy půd (KPP, systém BPEJ, lesnická typologie, AZP, registr
kontaminovaných ploch, BMP).
• Půda jako součást ŽP – indikátory kvality
• Metody odběru vzorků
• Stručná informace o půdním pokryvu zájmového území.
U sondy
• Principy klasifikace podle Taxonomického klasifikačního systému půd, popis hlavních
diagnostických horizontů u sondy a záznam do formuláře – každý individuálně
(příloha).
• Odběr neporušených půdních vzorků – fyzikálních válečků. Praktický příklad
• Odběr porušených půdních vzorků z pedologické sondy.
• Odběr porušených půdních vzorků z plochy. Praktické příklady použití různých
odběrových zařízení.
Pochůzka v terénu
• Diagnostika půd v terénu pomocí pedologické sondýrky – vpichová sonda. Ukázky
vyskytujících se půdních typů a popis jejich profilu ze sondýrky (kambizem, glej,
ranker, možná další)
• Půdotvorné procesy – příklady v terénu
• Diskuse při pochůzce
17
3.3.2 Bioindikace stavu půd – fytocenologický průzkum
Doc. Zdeněk Šeda, CSc.
- přednáška a praktická ukázka (cca 3 hod.)
Anotace: Cílem tohoto cvičení bude ukázka terénního výzkumu vegetace s identifikací
druhového složení, vztahů k prostředí a rozložení v prostoru. Důraz bude kladen na
modernější ekologický přístup k průzkumu, zaměřený na poznání vazeb určité části
vegetačního kontinua na její životní podmínky, přičemž se hodnotí velikost a uspořádání
populací v prostoru nejen z hlediska druhového složení, ale i z hlediska kvantitativního vztahu
jednotlivých druhových populací. V terénu budou vytyčeny plochy a kromě kvantitativní
informace (výskyt např. vzácný, hojný atd.) bude provedena analýza prostorové struktury ve
vertikálním i horizontálním směru, kvantitativní hodnocení jednotlivých populací podle
stanovené metodiky synmorfologie (patrovitost, repartice, abundance, dominance, konstance).
Bude proveden fytocenologický snímek na několika lokalitách a snímky budou porovnány.
Cílem bude také poznání životních podmínek, vztahů jednotlivých populací k prostředí,
konkurenčních vztahů atd. a diskuse nad jejich bioindikační rolí (synekologie). Bude
věnována pozornost životnosti a dynamice jednotlivých populací, jejichž vlastnosti rozhodují
o dalším směru vývoje příslušného společenstva (syndynamika). Na základě všech
dosažených informací bude provedena ukázka zařazení příslušných společenstev do systému
(syntaxonomie).
Práci v terénu bude předcházet přednáška o přístupech fytocenologického průzkumu a
součástí jsou také dodané výukové materiály s příklady.
3.3.3 Bioindikace stavu půd – odběry a metody výzkumu půdní bioty
Doc. Ing. Mgr. Jan Frouz, Ph.D.
- přednáška a praktická ukázka (cca 3 hod.)
Anotace:
Cílem tohoto kurzu je seznámení studentů se základními metodami výzkumu půdní bioty.
Dále budou studenti seznámeni s hlavními metodami pro odběr vzorků a determinaci půdní
bioty, zejména půdní meso a macro-fauny.
Osnova:
Náplní práce bude přednáška a cvičeni z taxonomie, morfologie a ekologie půdních
bezobratlých ve vztahu k toxikologickým analýzám.
Literatura:
P. Jedlička, J. Frouz, Changes in communities of soil dwelling Coleoptera
during secondary succession on abandoned fields a preliminary report, in:

K. Tajovský, V. Pi zl (Eds.), Soil Zoology in Central Europe, Institute of Soil
Biology České Budějovice, 1999, pp. 117-122.
18
4 Část B - praktická část
Jméno a příjmení: UČO: Obor:
4.1 Přednášky a exkurze po observatoři
Odpovězte na následující otázky.
Jakou oblast reprezentuje observatoř z pohledu znečištění ovzduší?
Jmenujte parametry, které se sledují na observatoři z oblasti kvality ovzduší - alespoň 10
parametrů a při sledování povrchové vody – alespoň 5 parametrů?
Vysvětlete, co znamenají zkratky:
GAW/WMO
GAWSIS
EMEP/ECE
ICP-IM?
Jaké je převládající proudění větru na observatoři?
Co je to integrovaný monitoring?
Jaký význam má měření podkorunové depozice (throughfall) ?
19
Jak se měří průtok? (studenti si můžou zkusit průtok sami změřit)?
Jmenujte jednotlivé meteorologické parametry a uveďte, jak se měří na profesionální
meteorologické stanici?
Jak vzniká zpráva SYNOP?
Měří se na OBK úroveň radiace (aktuální zejména po problémech v Japonské elektrárně
Fukušima)?. Pokud ano, jak?
Jaké jsou hlavní cíle ISKO?
Jmenujte některé pravidelné výstupy ISKO?
Které z měřených polutantů mají přímý vztah ke globální změně klimatu?
Jmenujte typy měření kvality srážek?
V jakých mezinárodních projektech a programech je OBK zapojena?
U kterých parametrů disponuje OBK 20 letou a delší časovou řadou?
Jaké jsou v současné době nejvážnější globální a regionální problémy související s kvalitou
ovzduší?
20
Jaký je velikostní rozsah aerosolových částic?
Uveďte příklad přírodních aerosolů (min. 3)
Proč se zabýváme měřením aerosolových částic? Jaké jsou jejich funkce?
Proč dochází v kondenzačním čítači částic ke kondenzaci?
Do kolika velikostních tříd jsou aerosoly na observatoři Košetice tříděny přístrojem SMPS?
Jakou optickou vlastnost měří Nephelometer a Aethalometer?
Co znamená MONET?
Jaký je rozdíl mezi aktivní, pasivním a jednorázovým odběrem – popište hlavní rozdíly?
Navrhněte vhodné vzorkovací místo pro aktivní a pasivní odběr ovzduší v blízkosti
observatoře (mimo areál observatoře), krátké zdůvodnění výběru?
21
4.2 Hydrobiologie
4.2.1 Bezobratlí
Vyplňte terénní protokol, do zákresu lokality vyznačte významné hydromorfologické prvky,
charakter břehových porostů a indikátory antropogenní degradace; proveďte odhad plošného
zastoupení jednotlivých typů substrátu na vzorkovaném úseku.
Proveďte měření teploty vody, vodivosti na habitatech peřej, tišina, příbřežní zóna (pro každý
3 opakování); zvolte příčný transekt, kde očekáváte nejmenší heterogenitu proudových
podmínek a změřte 5-10 bodových rychlostí proudu (ve hloubce 40% nad substrátem),
vypočítejte aktuální průtok v profilu.
Pomocí ruční sítě odeberte „kopaný“ vzorek makrozoobentosu z vybraných typů habitatů
(směsný vzorek ze tří plošek 25x25 cm z každého typu habitatu) - peřej, tišina, příbřežní
zóna; vzorkování doplňte ručním sběrem přisedlých živočichů a popisem habitatu podle
protokolu (hloubka, rychlost proudění, typ substrátu).
Na základě studia poskytnuté literatury a konzultací s lektorem popište 3 zástupce
bezobratlých živočichů nalezené na vybraném typu habitatu, o kterých si myslíte, že jsou
specifičtí pro environmentální podmínky tohoto habitatu (životní strategie, morfologické a
behaviorální adaptace).
22
4.2.2 Sinice a řasy
Protokol nálezů a mikroskopického pozorování sinic a řas
Košetice 2012
Tým: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Složení týmu:
Jméno a příjmení studenta Obor, ročník studia
………………………………………… - …………………………………………
………………………………………… - …………………………………………
………………………………………… - …………………………………………
………………………………………… - …………………………………………
………………………………………… - …………………………………………
Seznam nalezených a určených zástupců:
Zástupce Počet bodů
sinice
hnědé řasy
zelené řasy
ruduchy
Celkem bodů
vaříme Chlorella polévku?
23
Protokol - odběr v terénu
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
*uveďte také na vzorkovnici (např. 5/IV., 12.6., LŠ)
24
Protokol - odběr v terénu
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
Číslo vzorku/tým*: /
Datum odběru*:
Odběr provedl*:
Popis biotopu:
Makroskopický vzhled odebraného vzorku:
*uveďte také na vzorkovnici (např. 5/IV., 12.6., LŠ)
25
Protokol - mikroskopické rozbory
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
26
Protokol - mikroskopické rozbory
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
27
Protokol - mikroskopické rozbory
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
28
Protokol - mikroskopické rozbory
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
29
Protokol - mikroskopické rozbory
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
Číslo vzorku/tým:
Datum odběru:
Mikroskopické pozorování:
Nákres Popis
Determinace:
Hodnocení (nákres/popis/determinace, resp. max. 3 body):
30
4.3 Pedologie
4.3.1 Fytocenologický průzkum
1. Zapište základní identifikační údaje: lokalita, datum záznamu, číslo snímku, velikost
plochy v m², případně stručná charakteristika prostředí.
2. Pomocí tabulky níže zapište v terénu potřebná data pro fytocenologický průzkum.
Čerpejte z výukových materiálů, informací z přednášky a pokynů vyučujícího. Na
základě instruktáže na místě doplňte seznam druhů, které se na ploše vyskytují.
Vyjádřete celkovou pokryvnost všech populací, počet druhů.
3. U každého druhu uveďte abundanci a dominanci podle kombinované stupnice a
sociabilitu.
4. Na základě zápisů z jednotlivých ploch sestavte tabulku a určete konstanci.
5. Stanovte dominantní (charakteristické) druhy a pokuste se vyhodnotit, jaký název
byste dali zjištěnému společenstvu (asociaci). V případě, že na některé ploše nápadně
převládá ještě další druh (subdominanta), zkuste také pro tento typ stanovit označení
podle systému (subasociace?).
6. Zkuste charakterizovat hlavní podmínky stavu současného společenstva a trend
dalšího vývoje.
31
Tabulka
Základní údaje
Jednotlivých snímků
Konstance
V prvním sloupci druhy (druhové složení), ve sloupcích abundance a dominance + sociabilita
pro jednotlivé plochy
Polní půdní záznam - popis půdní sondy
Sonda č.: Půdoznalec:
Lokalita: Pracoviště:
Reliéf: Souřadnice VGS 84 N:
Nadmořská výška: Souřadnice VGS 84 E:
Sklonitost, expozice:
Poznámky:
Půdotvorný substrát:
Rostlinný kryt:
Antropické zásahy, eroze:
Podzemní voda:
Datum:
PŮDNÍ TYP SUBTYP VARIETA FORMA
Indexy
horizontů
Hloubka
horizontů
cm
Barva
Munsell
Struktura
Druh
půdy
Skeletovitost Vlhkost
Novotvary, příměsi,
konkrece, jiné znaky a
vlastnosti
Biologické
vlastnosti
4.3.2 Terénní výzkum vegetace
Doc. Zdeněk Šeda, CSc.
Cílem terénního výzkumu vegetace je poznání druhového složení (výskyt jednotlivých druhů), vztahů
k prostředí, rozložení v prostoru, ať už na určitém místě nebo na větších územních celcích.
V dřívějších obdobích vývoje těchto studií byl terénní výzkum zaměřen na poznání flory, tj.
druhového složení vegetace na určitém území. Výsledkem byly floristické práce, zpravidla jen výčet
druhů a soubor lokalit, na kterých byl příslušný druh zaznamenán.
Terénní výskyt vycházel ze základní prostorové jednotky území, lokalita (naleziště). Pro
charakteristiku flory byly použity záznamy z jednotlivých lokalit. Později byly připojování poznatky o
podmínkách výskytu – tj. o stanovišti. Vlivem různých životních podmínek byly registrovány odchylky
od tehdy stanovených znaků v rámci jednotlivých druhových populací. Poznatky bylo potřeba
uspořádat do určitého systému hierarchických jednotek. Taxonomické práce hodnotí morfologické
znaky a genetické vztahy v rámci jednoho druhu. Současné výzkumy využívají i možnosti
chromosomové analýzy.
V terénních pracích novějších období se z floristického přístupu vyvinul přístup ekologický, zaměřený
na poznání vazeb určité části vegetačního kontinua na její životní podmínky, přičemž se hodnotí
velikost a uspořádání populací v prostoru nejen z hlediska druhového složení, ale i z hlediska
kvantitativního vztahu jednotlivých druhových populací.
Výzkum je v první fázi zaměřen na poznání určitého vzorku. Výběr zkoumané plochy je zpravidla
záměrný a je dán účelem studia. Zaznamenává se zpravidla datum terénního výzkumu, dále lokalita a
její poloha (v detailu určená geografickými souřadnicemi – zeměpisnou šířkou, délkou a nadmořskou
výškou). Na rozdíl od floristického přístupu, který jen rámcově podával kvantitativní informace
(výskyt např. vzácný, hojný atd.) je fytocenologický výzkum zaměřen na analýzu prostorové struktury
ve vertikálním i horizontálním směru, na kvantitativní hodnocení jednotlivých populací podle
stanovené metodiky (1). Cílem je také poznání životních podmínek, vztahů jednotlivých populací
k prostředí, konkurenčních vztahů atd. Ve speciálních pracích se vyžaduje podrobnější hodnocení
jednotlivých faktorů, tj. klimatických podmínek, vlastností půd včetně jejich oživení atd. podle
příslušných analytických metodik. Většina analýz je prováděna v laboratořích (2).
V záznamech z terénu je věnována pozornost životnosti a dynamice jednotlivých populací, jejichž
vlastnosti rozhodují o dalším směru vývoje příslušného společenstva. Vývojová dynamika probíhá
zpravidla od strukturně jednoduchých a druhově chudých společenstev k trvalým a složitým
společenstvům (3).
V syntetické části, která spočívá zvláště v hodnocení výskytu daného společenstva na určitém území
nebo na větších územních celcích mohou být stanovena kriteria ohrožení a příslušná opatření na
udržení potřebné pestrosti vegetace dané oblasti (4).
V závěrečné fázi je možné na základě všech dosažených informací zařadit příslušné společenstvo do
systému, jehož základní kriteria a struktura odpovídá taxonomii rostlin a živočichů (5).
35
SYNMORFOLOGIE
Cílem synmorfologického studia je poznání prostorového uspořádání a podílu jednotlivých populací
ve vegetační struktuře.
Patrovitost je výsledkem prezence druhů a souboru podmínek na lokalitě. Rozlišují se základní patra
– stromové E₃, keřové E₂, bylinné E₁ a patro mechové E₀. V rámci jednotlivých pater jsou rozlišovány
vrstvy (α, β……) podle rozložení biomasy.
Repartice je výsledkem ekologických abiotických i biotických podmínek v horizontálním směru;
možnosti zaznamenání jsou např. fotograficky, běžně se používá zákres s příslušným rozlišením
jednotlivých populací. V lesních porostech se vžil pojem zápoj. V jednotlivých patrech se repartice
hodnotí zvlášť.
Základem pro záznam je výběr lokality, dále vymezení hodnocené plochy; v jednoduchých
společenstvech se vystačí v řádu m², při studiu lesních společenstev je potřeba 200 – 400 m².
Dalším krokem je sepsání druhů, které se na studované ploše vyskytují – zpravidla od druhů
s největším zastoupením – a doplnění dalších znaků, které je vzájemně odlišují.
Abundance – početnost – zaznamenává početní zastoupení jedinců příslušné populace, zatímco
dominance – pokryvnost (příp. mohutnost) vyjadřuje podíl na horizontálním uspořádání vegetace na
příslušné ploše.
Dalším znakem, který se v terénu zapisuje, je sociabilita, tj. jakým způsobem se jednotlivá individua
sdružují.
Ve speciálních případech se zaznamenává vitalita – životnost, která rozhoduje o přežívání jistého
druhu v daných podmínkách a může ovlivňovat další vývoj společenstva.
Pro úplnost uvedeme další znak, který se ale hodnotí teprve v syntetické fázi práce (stálost neboli
konstance).
Kombinovaná stupnice pro abundanci (početnost) a dominanci (pokryvnost resp. mohutnost)
populací:
r – druh velmi řídký (často jen jediný jedinec) s velmi malou pokryvností
+ - (křížek) druh řídký s velmi malou pokryvností
1 – druh pokrývající do 5% plochy nebo druh řídký s velkou pokryvností
2 – druh velmi početný nebo pokrývající 5 – 25% plochy
3 – druh pokrývající 25 – 50% plochy
4 – druh pokrývající 50 – 75% plochy
5 – druh pokrývající 75 – 100% plochy
Stupnice pro sociabilitu (zapisuje se za znak pro abundanci a dominanci, odděleně tečkou):
1 – druh rostoucí jednotlivě
2 – druh rostoucí ve skupinách nebo tvořící trsy
3 – druh rostoucí ve větších skupinách
36
4 – druh rostoucí ve větších koloniích
5 – druh rostoucí v rozsáhlých plochách
Třídy konstance (stálosti):
I – druh vzácný nebo nahodilý
II – druh málo častý
III – druh častý
IV – druh vyskytující se ve většině případů
V – druh stálý (ve všech případech)
Uvedené znaky a jejich hodnoty vyplývají zpravidla z kombinace druhových vlastností, tj. závislosti na
určitých nebo méně specifických životních nárocích.
Patrovitost porostu v nadzemním a kořenovém prostoru
Záznam repartice (horizontální rozložení populací)
37
Vertikální a horizontální struktura je výsledkem využívání jak nadzemního, tak i půdního prostoru
jednotlivými druhovými populacemi a vlastnostmi dalších faktorů, které se na konkrétním místě
uplatňují.
Všechna tato fakta se zapisují do terénního bloku podle pochůzky v terénu. Zápisy se provádějí
zpravidla s ohledem na postup dalších pracovních postupů. Pro syntaxonomický popis nového nebo i
známého společenstva je potřeba minimálně pět zápisů z terénu.
Vedle uvedených postupů a nejlépe na začátku práce se zapisují základní identifikační údaje, a to
lokalita, datum záznamu, číslo snímku, velikost plochy v m², celková pokryvnost všech populací, počet
druhů, případně stručná charakteristika prostředí.
SYNEKOLOGIE
Synekologické hodnocení se v jednoduchých pracích omezuje na základní údaje o mikroklimatu,
terénu (např. sklon), o půdě, antropogenních vlivech atd., které ovlivňují vnitrodruhové a
mezidruhové vztahy, případně vztahy k ostatním biotickým složkám.
Podrobnější práce vyžadují povětšinou informace získané odběrem vzorků půdy, celkové biomasy,
atd.
Vazby na prostředí jsou zpravidla patrné v terénu. Pokud vezmeme např. zonaci na březích rybníků,
je už na místě patrné, že zonace je výsledkem především zrnitosti a struktury substrátů, obsahu vody,
případně mikrobiálního oživení atd.
Praktický význam studia ekologických vztahů mezi rostlinami a prostředím umožňuje stanovit
indikační hodnotu, tj. využití vegetace pro aspoň orientační stanovení základních faktorů v prostředí.
Indikační geobotanika rozlišuje skupiny indikátorů, které vypovídají např. o pH půdy – druhy kalcifilní,
neutrofilní až acidofilní. Podle obsahu vody v prostředí pak druhy vodní, mokřadní, mezofilní až
suchomilné (xerofilní). Podle vazby na teplotu je možné odlišit druhy chladnomilné a teplomilné atd.
Podle zrnitosti půdy se dají rozlišovat pelofyty na jemnozrnných substrátech, pedofyty na běžných
půdách, psamofyty na písčitých substrátech atd.
Souhrnné výsledky představují potom synekologickou charakteristiku příslušného společenstva.
SYNDYNAMIKA (také syngeneze)
Toto odvětví studia vegetace hodnotí vývojové trendy porostů společenstva v čase. Tyto trendy se
dají odvodit ze srovnání jednotlivých zápisů, případně jejich řady. Vývoj závisí nejen na vztazích mezi
jednotlivými populacemi a jejich prostředí, ale ještě na dalších vlastnostech. Uvedeme např. možnost
šíření semen a plodů různými “dopravními“ prostředky, např. větrem (anemofilie), ptáky
(ornitochorie), mravenci (myrmekofilie), označení se váže na způsob rozšiřování diseminací. Vedle
toho se dá rozlišovat propagace – rozrůstání nadzemními šlahouny nebo podzemními oddenky.
38
Oba procesy umožňují uplatnění v konkurenci jak v nadzemním, tak i podzemním prostoru. Vývojová
stadia probíhají od jednoduchých společenstev R-stratégů, tj. druhů, které vytvářejí sice velký počet
jedinců, ale s krátkodobým vývojovým cyklem. K nim patří jednoleté druhy. V následné fázi se
uplatňují K-stratégové – druhy, které jsou více méně konstantní a vytrvalé a osazující postupně celý
prostor až do konečného stadia, ve kterém zaujímají a ovlivňují největší část prostoru a vytvářejí také
největší podíl biomasy (K – hranice kapacity prostoru).
Vývojová stadia tvoří sukcesní řadu od stadia iniciálního až po konečné nejtrvalejší, které je
výsledkem všech vazeb ovlivňovaných především klimatem – klimax.
Ve vztahu k času se odlišují sukcese aktuální v krátkých obdobích, sekulární ve stoletích a
geohistorické, podmíněné výraznými změnami klimatu, substrátů atd. (např. sukcese po
kontinentálním zalednění). Vzácně je možné uvažovat o primární sukcesi, protože většina území je
dlouhodobě ovlivňována činností člověka; v současné době jsou to povětšinou náhradní
společenstva.
SYNCHOROLOGIE
V rámci synchorologických studií je sledována podobnost příslušného společenstva na místech
s obdobnými ekologickými vlastnostmi prostředí ve stanovené oblasti. Na větších územích se
uplatňují rozdíly mezi vegetačními stupni (stupňovitost) ve směru vertikálním a dále zóny (zonálnost)
podle klimatických pásem. V různých oblastech se dají vysledovat společenstva stejné prostorové
struktury a ekologických funkcí, i když jejich druhové složení je odlišné. V geografických podmínkách
jsou vyvinuty např. převážně bylinné formace s různým označením, např. ruské stepi, severoamerické
prérie, jihoamerické pampy atd. Podobně je tomu u porostů tvrdolistých křovin, jako jsou macchie ve
Francii, chapparall v Kalifornii, scrub v Austrálii atd.
V rozšíření druhů a tím i dominant společenstev je málo druhů kosmopolitních, povětšinou jsou
vázány na určitou hlavní oblast rozšíření – areál, např. druhy alpinské, mediteranní, karpatské atd.
SYNTAXONOMIE
Podobně jako rostlinné a živočišné druhy jsou hodnoceny podle taxonomické (genetické) příslušnosti,
tak i společenstva jsou řazena do systému a to na základě shora uvedených kritérií. V systému se
sleduje trend od jednoduchých krátkodobých společenstev po strukturně složité a dlouhodobé
porosty. Respektuje se tedy určitá sukcesní řada, případně dominantní ekologické rozdíly.
Pracovní postup se odvíjí od srovnání jednotlivých fytocenologických snímků (záznamů v terénu) ve
fytocenologické tabulce, kde se doplní už získané informace v terénu.
V záhlaví tabulky se uvede číslo snímku (záznamu), datum, velikost zkoumané plochy, celková
pokryvnost, pokryvnost jednotlivých pater. Popis lokalit se uvede pod tabulkou.
Podle potřeby se dále do tabulky zařadí jednotlivé druhy podle pater a podle hodnot dominance a
abundance. U jednotlivých druhů se stanoví příslušná třída konstance (I – V třídy po 20ti procentech
prezence).
39
Na základě vyhodnocení tabulky je možné zjistit, které druhy jsou konstantní, které mají případně
blízkou dominanci a abundanci (druhy dominantní). Podle toho se stanoví druhy pro společenstvo
charakteristické, které společenstvo „budují“ (vytvářejí vzhled, patrovitost, ovlivňují ekologické
funkce a vytvářejí také největší podíl biomasy) a dále druhy diagnostické (odlišující od jiných
podobných společenstev) a druhy průvodní, které se vyskytují jen přechodně a nejsou pro vývoj
společenstva významné.
Pro zařazení do systému a označení společenstva jsou k dispozici regionální fytocenologické studie.
Systém společenstev má podobný hierarchický sled jako druhové taxonomie.
Základní jednotkou systému je asociace. Porosty asociace mohou být v základním složení jednotné,
ale s různými dominantními druhy. Např. v lesních porostech jsou plochy v bylinném patru porostlé
ostřicí chlupatou (Carex pilosa) nebo mařinkou vonnou (Asperula odorata); ty je možné odlišit jako
samostatné subasociace s příslušným názvem.
Názvy jsou odvozovány od latinského názvu příslušného dominantního druhu s koncovkou –etum a
s druhovým jménem ve 2.pádě.
Jako příklad uvedeme zařazení společenstva bukového lesa (dominanta buk lesní – Fagus silvatica):
asociace: Fagetum silvaticae
sub.as.: Fagetum silvaticae asperul etosum odoratae (s mařinkou)
svaz: Fag ion silvaticae
řád: Fag etalia silvaticae
třída: Fag etea silvaticae
respektive Querco-Fagetea (společenstva listnatých lesů).
Další potřebné informace je potom potřeba ještě doplnit v doprovodném textu.
Při sestavování práce je nutné uvádět citace použité literatury v textu a na závěr kompletní seznam
všech literárních pramenů.
Přiloženy jsou dvě ukázky využití materiálů z terénních průzkumů a syntetické práce.
40
41
42
43
5 Poznámky:
44
6 Závěr
Vlastními slovy zhodnoťte přínos terénního cvičení pro Vás. Dejte podněty na
zlepšení do dalších let apod.