Ekologie Rašelinišť Pracovní skupiny – směry výzkumu Co je to rašeliniště? - trvale zamokřené místo, kde se kvůli nadbytku vody nerozkládají odumřelé rostliny a živočichové. Díky tomu se hromadí usazeniny rostlinného a živočišného původu (např. rašelina), ve kterých je vázáno značné množství živin. Rašeliniště: trvalé zamokření + nedostatek živin Proč se zabýváme rašeliništi tak detailně? - velmi ohrožené biotopy, rychle mizející květena i zvířena - oproti jiným biotopům vykazuje jejich vegetace složitější vztahy k chemismu prostředí (voda) a k jiným organismům (řasy, houby, živočichové). - lze zpětně rekonstruovat vývoj vegetace a okolní krajiny (paleoekologie) Rašeliniště prameništní (slatiniště) Vznik rašeliniště * zazemněním * průsakem do deprese Rašeliniště topogenní Rašeliniště vrchovištní změny vegetace a malakofauny odráží hlavní ekologický gradient – tzv. minerálně-trofický gradient (Malmer 1986) Základní charakteristika slatinišť s krásnými rostlinami Rašeliniště jsou přírodními archívy, ukládají se do nich nerozložená pylová zrna, zbytky rostlin a živočichů. Jejich studiem se zabývá paleoekologie. Odběr vzorků, vrtání, kopání, vrtání... Velký šaman povstal... Co je to ekologie? Věda o vztazích organismů a prostředí. Popis a vysvětlení jevů v přírodě. Nejedná se o řešení globálních politicko-sociálních problémů, ale o biologickou disciplínu: výzkum vztahů mezi různými skupinami organismů a mezi organismy a prostředím. U botanika nebo zoologa vyžaduje: - naučit se poznávat rostliny (nejen ve kvetoucím stavu) nebo živočichy - získat přehled o jejich nárocích - získat přehled i o neživé přírodě Co například zkoumáme v botanice? Jaké druhy rostlin se vyskytují pohromadě? Kde se ještě u nás vyskytují vzácné a ohrožené rašeliništní rostliny. Jsou zde ohrožené? Co všechno ovlivňuje to, že se určité rostlinné druhy opakovaně vyskytují na některých místech a že rostou společně s jinými? Odpovídají si společenstva rostlin a jiných organismů a proč? Jak a proč se společenstva na rašeliništích v současnosti mění? (ochrana přírody) Jakou roli hraje při současném zániku některých společenstev rašelinišť obohacení živinami? Jaký byl vývoj na rašeliništi a v jeho okolí od konce doby ledové? Kde v současnosti zkoumáme? Západní Karpaty (CZ, SK, PL) Sudetská pohoří (Jeseníky, Jizerské hory) jižní Čechy (Třeboňsko, Pošumaví) Českomoravská vrchovina Bulharsko, Skandinávie, Alpy jižní Sibiř, Aljaška .... Kde budeme zkoumat? To může záležet i na Vás Výuka ekologie rašelinišť Předmět Ekologie rašelinišť: nepovinný předmět. Rozšiřuje „základní“ ekologické předměty o aspekty, které jsou typické pro rašeliniště. Klade důraz na pestrost rašeliništní vegetace a na to, jak je ovlivňována faktory prostředí. Doporučený postup studia: Základy ekologie Zahrádková, Hájek Ekologie společenstev a makroekologie Chytrý, Tichý Ekologie rašelinišť Hájek DP, BP Cvičení k ekologii rašelinišť * Probíhá formou 3-4 denní terénní exkurze do oblasti s výskytem různých typů rašelinišť (Orava) * 1x za 2 roky na začátku podzimního semestru (2002, 2004, 2006, 2008, 2010, 2012) * Základní druhy cévnatých rostlin, mechorostů, základní typy rašelinišť, zonace vegetace na rašeliništích, měření pH, konduktivity, redukčních podmínek, zjišťování hloubky rašeliny vývoje rašeliniště z vrtů (výlety do minulosti), večer prohlížení rostlin, živočichů a mikroorganismů pod mikroskopy ... * Účast specialistů z ČR, SR i ze světa Kdo jsme? Michal Hájek - vegetace Michal Horsák - zoologie bryologická skupina Evy Mikuláškové kromě rašeliništních mechů i epifytické mechorosty, invazní mechorosty … bryologická skupina pod vedením Petry Hájkové Pylová analýza, analýza velkých zbytků rostlin a živočichů, analýza schránek mikroorganismů výlety do minulosti Jaké diplomové / bakalářské práce můžete řešit? * Rašeliništní a/nebo prameništní vegetace ve vztahu k faktorům prostředí ve vybraném území České / Slovenské republiky (? Evropy) * Inventarizace rašeliništních rezervací (bakalářská práce, učitelská DP) * Změny prostředí rašelinišť v čase: a) krátkodobé … několikaletá sezónní sledování b) dlouhodobé … analýza zbytků rostlin nebo měkkýšů v rašelině Jaké diplomové / bakalářské práce můžete řešit? * Studium společenstev málo známých skupin na rašeliništích (bezobratlí, řasy, houby…), srovnání jejich společenstev s „velkými“ rostlinami * Rekonstrukce změn rašeliniště a celé krajiny od doby ledové po současnost – analýza rostlin, měkkýšů, pakomárů, krytenek ….. Měkkýši nejen na slatiništích Michal Horsák Skupina pro výzkum ekologie rašelinišť Náš výzkum je založen na sběru terénních dat  okolo 200 zachovalých slatinišť v prostoru Západních Karpat  měkkýši, vegetace, chemismus vody, klimatické faktory  ca 75 druhů, 2 600 nálezů, 102 000 jedinců Rozmístění studovaných lokalit  další lokality ve Skandinávii, Polsku, Bulharsku, Švýcarsku, Itálii Rozmístění studovaných lokalit Fe > 20 mg/l P < 0,001 Mann-Whitney U test Vztah vápnitosti a počtu druhů -0.5 +4.0 -0.5+2.0 cluster 3 cluster 4 cluster 2 cluster 1 cluster 5 (4 sites) Změna druhového složení podél hlavního ekologického gradientu 1. DCA osa 2.DCAosa Základní charakteristika studovaných slatinišť silně pěnovcová slatiniště - silné srážení pěnovce (CaCO3) - na měkkýše nejbohatší (až 30 spp.) - exkluzivní, reliktní a ohrožené druhy Vertigo moulinsiana (2,5 mm) Vertigo angustior (1,8 mm) Cepaea vindobonensis (20 mm) Acanthinula aculeata (2,1 mm) Fechter & Falkner 1990 Základní charakteristika studovaných slatinišť bazická slatiniště bez srážení pěnovce - na měkkýše stále bohatá (až 20 spp.) - mizí nejvíce kalcifilní druhy - stále některé reliktní druhy Vertigo geyeri (1,8 mm) Vallonia pulchella (2,5 mm) Základní charakteristika studovaných slatinišť slatiniště s kalcitolerantními rašeliníky - výrazný pokles druhů suchozemských plžů - jen nejodolnější druhy a vodní druhy - na vápníkem nejchudších lokalitách ekologický limit výskytu suchozem. plžů Vertigo substriata (1,7 mm) Základní charakteristika studovaných slatinišť Radix peregra (12 mm) Pisidium casertanum (5 mm) přechodová rašeliniště - pouze vodní měkkýši - nejkyselejší lokality bez měkkýšů - posledním druhem je mlž hrachovka obecná vápnitost Hnízdovitost druhové skladby druhová skladba společenstev měkkýšů na slatiništích je hnízdovitě uspořádána – druhy se kumulují na pěnovcových slatiništích A C B Nested A CB Non-nested vysvětleno 72 % variability Predikce počtu druhů regresním stromem  většina druhů lokality koexistuje na velmi malé ploše (ca 80%), až 20 druhů na ploše 75x75 cm2 2 mm převaha malých druhů Hlavně malí prckové Západokarpatská slatiniště – refugia v prostoru a čase současnost historie Vápnité slatiny – unikátní archiv?  souběžné zachování měkkýšů a rostlin (makrozbytky i pyl), ale i krytenek...  multi-proxy přístup: - různé ekologické nároky – různá indikace (: krajinný vs. lokální kontext, druhová skladba vs. struktura porostu) - eliminace možných hiátů v záznamu (fosilizační nároky skupin se liší) rozmístění studovaných pěnovcových slatinišť čtverečky označují radiokarbonově datované lokality Vertigo geyeri – Carex dioica Pupilla alpicola – Primula farinosa plž rostlina Koincidence reliktních plžů a rostlin Horsák, Hájek, Dítě & Tichý, 2007: JMS. dnešek odlesnění 650 BP dno 3600 BPodlesnění 650 BP Paleomalakozoologická analýza – profil Tlstá hora Vertigo genesii 2.1 mm Vertigo modesta 2.5 mm Columella columella 3.1 mm Pupilla alpicola 3.3 mm Vertigo geyeri 1.9 mm V. parcedentata 2.5 mm Zajímavé fosilní nálezy typicky glaciálních plžů  v sedimentech nejstarších (reliktních) lokalit vnitřní části Vertigo genesii 2.1 mm Vertigo geyeri 1.9 mm Vertigo lilljeborgi 2.1 mm (Schenková & Horsák, 2013: Am. Mal. Bull.) Současné rozšíření tří reliktních vrkočů vázaných na slatiniště vnitro-karpatská travertiniště (Glauco- Trichophoretum pumili) vnitro-karpatská pěnovcová prameniště (Caricetum davallianae) vně-karpatská pěnovcová prameniště (Carici flavae- Cratoneuretum) bazická prameniště (Valeriano simplicifoliaeCaricetum flavae) a vápnitá rašeliniště  klasifikace ekologicky vhodných lokalit (vyjma nejkyselejších přechodových rašelinišť) pro vrkoče/pimprlíka Geyerova Analýza výskytu Vertigo geyeri (Hájková et al., 2012: Boreas) Stáří pěnovcových slatin Západních Karpat  výrazný rozdíl mezi vnější (bílá) a vnitřní (šedá) částí  relikt = druh s převažující vazbou na velmi staré lokality  problém – ty staré jsou také velké (Hájek et al., 2011: J. Biogeogr.) Vztah mezi stářím a počtem reliktů  velikost (současná i historická), izolovanost, stáří, …  vliv stáří studován hlavně na oceánských ostrovech  většinou byl hodnocen celkový počet druhů  oceánské versus pevninské ostrovy (rašeliniště, prameny v poušti): izolovanost pro všechny druhy versus pouze pro stanovištní specialisty velikost plochy početdruhů izolovanost stáří Slatiniště – ostrovy v krajině Hydrobiologické výzkumy na prameništních slatinišť (2005-?) Variabilita vodních organismů podél minerálně-trofického gradientu - jak různé skupiny bentosu odráží tento gradient Modelové skupiny: Zoobentos - temporální fauna (pošvatky) Zoobentos - permanentní fauna (opaskovci) Fytobentos (rozsivky) Meio-, Mikrobentos (vířníci, krytenky) ☺ GRANT 2011-14: The role of species sorting and dispersal in structuring the aquatic invertebrate assemblages of isolated spring fens Prameništní tým Michal Horsák – řešitel a nejvyšší šéf projektu; ekologie, diverzita a taxonomie měkkýšů; společenstva měkkýšů slatinišť, jejich vztah k vegetaci; fosilní měkkýši a historický vývoj vybraných habitatů během Holocénu. Marie Zhai – kordinátorka projektu; ekologie bentických společenstvech říčních sedimentu; biologie a ekologie korýšů (Crustacea: Copepoda). Víťa Syrovátka statistické zpracování dat; biologie a ekologie Chironomidae. Jana Schenková – ekologie "Oligochaeta" a Hirudinea sezónní dynamika, habitatové preference, životní strategie a bioindikační potenciál. Jindřiška Bojková ekologie vodního hmyzu; dlouhodobé změny společenstev pošvatek; vodní bezobratlí slatinišť. Prameništní tým Vanda Rádková (Chironomidae) Vendula Křoupalová (Diptera) Ondra Nováček (Ostracoda) Lenka Hubáčková (Trichoptera) studenti: botanici: Michal Hájek (a Tomáš Peterka) zájmové území – Západní Karpaty Okolní vodní habitaty • Habitatové preference plazivek (Copepoda) na prameništních slatiništích moravsko-slovenského pomezí (vedoucí M. Zhai) • Autekologie lasturnatek (Ostracoda) západokarpatských slatinišť (vedoucí O. Nováček) • Variabilita vodních kroužkovců (Annelida) na karpatských slatiništích (vedoucí J. Schenková) • Muchničky (Diptera: Simuliidae) západokarpatských slatinišť: prostorová variabilita a druhové složení podél minerálně-trofického gradientu (vedoucí V. Křoupalová) • Vodní hmyz prameništních slatinišť v regionu Kysuce (vedoucí J. Bojková) • Species-pool hmyzu prameništních slatinišť moravsko-slovenského pomezí (vedoucí J. Bojková) • Společenstva vodního hmyzu potoků v okolí prameništních slatinišť (vedoucí J. Bojková) • Prostorová autokorelace společenstev pakomárů: jsou si společenstva blízkých stanovišť podobnější? (vedoucí V. Syrovátka) • Diverzita pakomářích společenstev v říční síti (vedoucí V. Syrovátka) • Asociace vývojových stádií potočních pakomárů pomocí laboratorních chovů (vedoucí V. Syrovátka) Témata bakalářských prací: http://www.sci.muni.cz/zoolecol/hydrobio/?page=fen&lang=cz 25 50 75  Nicole Černohorská – v rámci slatinišť  Eva Svobodová – v rámci lesních stanovišť Vztah počtu druhů a kusů na malých škálách  Veronika Schenková – malakofauna skandinávských a polských slatinišť Slatiništní malakofauny odlišných klimatických oblastí  Jan Myšák – srovnání mezi slatinišť a lesními stanovišti; role říčních údolí pro migraci měkkýšů Distribuce druhů a kusů na malých škálách  Jana Dvořáková – plži na bělokarpatských loukách a vztahy s vegetací; atlas rozšíření plžů v CHKO Bílé Karpaty Vztahy s vegetací podél ekologických gradientů Granaria frumentum  různá ekologická terénní témata týkající měkkýšů nejen na slatiništích: vztahy mezi měkkýši a vegetací (srovnání různých geografických oblastí) prostorová heterogenita v rámci různých lokalit kompetice uvnitř společenstev suchozemských plžů faktory ovlivňující populační dynamiku shoda subfosilních a recentních společenstev historický vývoj – fosilní záznam  různá ochranářsky laděná témata: ekologie a rozšíření vybraných ohrožených druhů význam maloplošných zvláště chráněných území pro ochranu druhové rozmanitosti plžů Co je možné dělat u Horsáka?