Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zoologie, rybářství, hydrobiologie a včelařství

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zoologie, rybářství, hydrobiologie a včelařství Zhodnocení druhové diverzity a populační hustoty vybraných zástupců půdní fauny na dvou odlišně hospodářsky využívaných lokalitách Diplomová práce Vedoucí práce: Vypracoval: doc. Ing. Marie Borkovcová, Ph.D. Radek Nevařil Brno 2012

2 ZADÁNÍ

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci s názvem Zhodnocení druhové diverzity a populační hustoty vybraných zástupců půdní fauny na dvou odlišně hospodářsky využívaných lokalitách vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MENDELU v Brně. dne. podpis studenta..

4 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych rád poděkoval vedoucí své diplomové práce doc. Ing. Marii Borkovcové, Ph.D. za odborné vedení při vypracovávání diplomové práce, její pomoc a rady, které mi dopomohly dokončit tuto práci.

5 ABSTRAKT Název práce: Zhodnocení druhové diverzity a populační hustoty vybraných zástupců půdní fauny na dvou odlišně hospodářsky využívaných lokalitách Autor: Radek Nevařil Předkládaná práce pojednává o biomonitoringu na dvou odlišně hospodářsky využívaných lokalitách v katastrálním území obce Nivnice ve Zlínském kraji. Na základě této metody probíhal odchyt edafonu do zemních pastí od dubna do listopadu roku 2011 po zhruba měsíčních intervalech. Následně byl půdní edafon zakonzervován a na Ústavu zoologie, rybářství, hydrobiologie a včelařství Mendelovy univerzity v Brně determinován. Posléze proběhl stručný popis morfologie, fyziologie, ale také významu jednotlivých taxonomických skupin. Cílem bylo zhodnocení synekologických charakteristik, a to početnosti, druhové diverzity, ekvitability, dominance a faunistické podobnosti obou lokalit a na základě jejich vzájemného porovnání zhodnotit antropogenní zátěž. Lokality byly posouzeny jako narušené. Klíčová slova: biomonitoring, biodiverzita, edafon, lokalita ABSTRACT Thesis title: Evaluation of Species Diversity and Population Density of Selected Representatives of Soil Fauna in Two Differently Used Agricultural Locations Author: Radek Nevařil This work deals with biomonitoring in two differently used agricultural locations in cadastral area of Nivnice in Zlín region. On the basis of this method edaphon was being caught into ground traps from April to November 2011 in monthly intervals. Afterwards the soil edaphon was preserved and determined in Department of Zoology, Fisheries, Hydrobiology and Apiculture of Mendel University in Brno. Then there was accomplished a brief description of morphology, fyziology and importance of particular taxonomic groups. The aim was to evaluate synecological characteristics namely abundance, species diversity, equitability, dominance and faunistic similarity of both locations and to evaluate antropogenic load on the basis of their mutual comparison. The locations were considered to be degraded locations. Key words: biomonitoring, biodiversity, edaphone, location.

6 OBSAH 1 ÚVOD LITERÁRNÍ PŘEHLED Biologická diverzita vysvětlení pojmu Genetická diverzita Ekosystémová diverzita Druhová diverzita Ekvitabilita Mezinárodní úmluva o biologické rozmanitosti (CBD) Cartagenský protokol Nagojský protokol Synekologické ukazatele použité při hodnocení druhové diverzity a populační hustoty Dominance Druhová podobnost Bioindikace Ekologické indikátory Biomonitoring Půdní organismy (edafon) Systém odchycené půdní fauny Stručná charakteristika jednotlivých taxonomických skupin Kmen kroužkovci (Annelida) Řád pavouci (Araneida) Řád sekáči (Opilionidea) Řád stejnonožci (Isopoda) Třída stonožky (Chilopoda) Třída mnohonožky (Diplopoda) Třída chvostoskoci (Collembola) Řád rovnokřídlí (Orthoptera)... 23

7 2.8.9 Řád škvoři (Dermaptera) Řád ploštice (Heteroptera) Řád stejnokřídlí (Homoptera) Řád brouci (Coleoptera) Čeleď střevlíkovití (Carabidae) Čeleď drabčíkovití (Staphylinidae) Řád chrostíci (Trichoptera) Řád motýli (Lepidoptera) Řád dvoukřídlí (Diptera) Řád blanokřídlí (Hymenoptera) Řád hmyzožravci (Insectivora) Řád hlodavci (Rodentia) Využití střevlíkovitých brouků v bioindikaci CÍL PRÁCE MATERIÁL A METODIKA Popis přírodních charakteristik oblasti výzkumu Geologická skladba Geomorfologické členění Výšková členitost Pedologické charakteristiky Klimatické poměry Hydrologické poměry Potencionální přirozená vegetace Konkrétní popis jednotlivých lokalit výzkumu Metoda odchytu a sběru fauny VÝSLEDKY A DISKUZE Početnost zástupců odchycené fauny Lokalita zahrada Lokalita hnojiště Druhová diverzita a ekvitabilita odchycené fauny Lokalita zahrada... 40

8 5.2.2 Lokalita hnojiště Dominance odchycené fauny Lokalita zahrada Lokalita hnojiště Druhová podobnost lokalit v rámci veškeré odchycené fauny Početnost zástupců čeledi střevlíkovití Lokalita zahrada Lokalita hnojiště Druhová diverzita a ekvitabilita čeledi střevlíkovití Lokalita zahrada Lokalita hnojiště Dominance čeledi střevlíkovití Lokalita zahrada Lokalita hnojiště Reliktnost čeledi střevlíkovití Lokalita zahrada Lokalita hnojiště Druhová podobnost lokalit v rámci čeledi střevlíkovití ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ A TABULEK SEZNAM PŘÍLOH...58

9 1 ÚVOD Cílem této diplomové práce je zhodnocení dvou různě hospodářsky využívaných lokalit na základě druhové diverzity a populační hustoty vybraných zástupců půdní fauny. Získávání materiálu pro výzkum probíhalo od dubna do listopadu v roce 2011 pomocí zemních pastí. Tato metoda, která zkoumá stav prostředí pomocí organismů se nazývá biomonitoring. Společně s ní související metoda bioindikace jsou popsány v literární části této práce. Úvodem práce je krátké seznámení s problematikou biologické diverzity a její ochrany na mezinárodní úrovni. Dále jsou popsány jednotlivé protokoly mezinárodní úmluvy o biologické rozmanitosti. V dalších kapitolách probíhá seznámení se zkoumanými synekologickými charakteristikami společenstev živočichů a s jejich konkrétními výpočty využitými pro potřeby této práce. Součásti literární části je taktéž velmi stručné pojednání o odchycené fauně. Jednotlivé taxonomické skupiny obsahují stručný popis jejich morfologie, fyziologie a zhodnocení jejich významu. Problematika biomonitoringu je více zasvěcena střevlíkovitým broukům, jelikož tato skupina se pro tyto účely používá velmi často. Střevlíkovití brouci jsou rozděleni dle Hůrky et al. (1996) do tří bioindikačních skupin, podle nároků na kvalitu životního prostředí, a podle této klasifikace se také ve výsledcích hodnotí kvalita jednotlivých lokalit. Pro výzkum bylo vybráno katastrální území obce Nivnice ve Zlínském kraji a v něm dvě odlišně obhospodařované lokality. Cílem bylo zhodnocení jednotlivých synekologických charakteristik a vzájemné porovnání co se týče antropogenního ovlivnění. Ve výsledcích jsou zhodnoceny jednotlivé lokality v rámci početnosti, druhové diverzity, ekvitability, dominance, druhové (faunistické) podobnosti lokalit a u střevlíkovitých taktéž v rámci reliktnosti. Na závěr jsou lokality vyhodnoceny a jejich výsledky zdůvodněny. 9

10 2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Biologická diverzita vysvětlení pojmu Pojem biologická diverzita, nebo-li biodiverzita je vysvětlována různými autory několika způsoby, jako například: 1. Biodiverzita znamená variabilitu všech žijících organismů a ekologických komplexů, jejichž jsou součástí. Zahrnuje druhovou různorodost, různorodost mezi druhy i mezi ekosystémy (Úmluva o biologické rozmanitosti, 1992). 2. Pod pojmem biodiverzita se rozumí rozmanitost živých organismů na Zemi. Do této rozmanitosti řadíme rozmanitost druhů, v rámci druhů i rozmanitost ekosystémů. Dá se také uvažovat o biodiverzitě celosvětové, biodiverzitě na úrovni státu (například biodiverzita České republiky), taktéž o biodiverzitě na úrovni lokalit (ZO ČSOP Veronica, 2012). 3. Biodiverzitou, nebo také biologickou rozmanitostí, je chápána rozmanitost všech živých organismů a také všech systémů, ve kterých se tyto organismy nacházejí. Dále je zdůrazněno, že každý rostlinný, živočišný či bakteriální druh zde má své místo a všechny tyto složky tvoří dohromady jeden provázaný celek (Arnika, 2010). Hodnota biodiverzity má velkou závislost na abiotických podmínkách prostředí. Vyšší hodnota biodiverzity se dá obecně očekávat v prostředí s pestrými abiotickými podmínkami a s dostatkem energetických a materiálových zdrojů, naopak jednotvárné abiotické podmínky a nedostatek energetických a materiálových zdrojů jsou důsledkem nízké hodnoty biodiverzity. Abiotické podmínky jsou narušovány vlivem stresorů, kterými mohou být toxikanty a tím dochází ke snižování biodiverzity (zůstávají pouze druhy odolné, dochází k eliminaci druhů citlivých). Jako názorný příklad lze uvést druhově chudá plevelná společenstva plevelů na polích ošetřovaných herbicidy nebo vymizení lišejníků ze stromů v průmyslových oblastech vlivem kyselé depozice oxidů síry a dusíku. Na biologickou diverzitu se můžeme dívat hned z několika směrů, nejznámější z nich jsou diverzita genetická, ekosystémová a druhová (Anděl, 2011; Laštůvka a Krejčová, 2000). 10

11 2.1.1 Genetická diverzita Genetická diverzita zkoumá rozmanitost genů v rámci jednotlivých populací a druhů. Z toho vyplývá, že tato diverzita popisuje odlišné populace v rámci jednoho druhu. Hodnota genetické diverzity roste se zvyšujícím se počtem jedinců. Známkou poklesu její hodnoty je ztráta zdatnosti a odolnosti organismu, snížení přirozené obnovy populace a v neposlední řadě také možnost příbuzenského křížení a oplodňování. V praxi se používá pravidlo 50/500, které říká, že izolovaná populace by měla čítat k udržení genetické diverzity alespoň 50, v ideálním případě až 500 jedinců. Znalost genetické diverzity je nyní na velmi vysoké úrovni, například u hospodářských zvířat díky plemenářským činnostem, naopak znalosti na tak vysoké úrovni nejsou u volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin (Plesník, 2011) Ekosystémová diverzita Pod pojmem ekosystém se obecně rozumí funkční soustava živých a neživých složek životního prostředí, které se vzájemně ovlivňují, probíhá mezi nimi výměna látek, tok energie a vývoj v určitém prostoru a čase. Zjednodušeně lze říct, že se ekosystém skládá ze čtyř základních složek. Jedná se o biotop (soubor abiotických složek poskytující životní podmínky pro výskyt biotické složky), producenty, konzumenty a dekompozitory. V ekosystému probíhá zpětná vazba, což znamená vzájemné nenáhodné působení mezi prvky ekosystému, při kterém dochází k zesilujícímu nebo zeslabujícímu efektu mezi jednotlivými složkami (Kazdová, 2003). Co se týče ekosystémové diverzity tak je všeobecně známo, že čím je ekosystém rozmanitější, tím vyšší se jeví pravděpodobnost jeho obnovy po působení určitého stresoru. Právě množství jednotlivých interakcí mezi druhy ve společenstvu určuje ekosystémovou odolnost a pružnost. Nejstálejším ekosystémem se prozatím jeví klimaxový, druhově bohatý tropický deštný les. Se skutečností ohrožení ekosystému v případě jeho nízké diverzity se pracuje taktéž v zemědělství, a proto se v poslední době ustupuje od pěstování rozsáhlých monokultur a vytváří se například biopásy, které diverzitu zvyšují. Biodiverzita tedy působí jako určitá záchrana proti zániku.konkrétního ekosystému (Plesník a Vačkář, 2005). 11

12 2.1.3 Druhová diverzita Na Zemi se podle odhadů mnoha světových vědců nachází v amplitudě mezi miliony biologických druhů. V nedávné době však tým vědců z kanadských a amerických univerzit specifikoval konkrétní odhad všech druhů na zemi na 8,7 milionu. Z toho podle nich připadá 2,2 milionu na mořské druhy a zbytek na druhy suchozemské. V současné době je známo, taxonomicky zařazeno a popsáno přes 1,2 milionu druhů. Z těchto čísel plyne, že dodnes není popsáno zhruba 86 % suchozemských a 91 % mořských druhů (Mora et al., 2011). Podle Kuly a Hrdličky (2009) se jedná o vlastnost každého společenstva, která značí poměr počtu druhů k počtu jedinců vyjádřený indexem diverzity. Druhová diverzita dle Laštůvky a Krejčové (2000) zahrnuje kromě stanovení počtu druhů také rozložení jedinců mezi jednotlivé druhy. Nejčastěji se vyjadřuje pomocí Shannon-Wienerova indexu druhové diverzity, který je vyjádřen vzorcem: ni ni H =.ln n n n i počet všech jedinců určitého druhu n.počet všech jedinců, které tvoří dané společenstvo Podle Townsenda et al. (2010) se výsledná Σ z výše uvedeného vzorce spočítá tak, že se násobek (n i /n). ln (n i /n) spočítá pro každý druh zvlášť a všechny tyto dílčí násobky se pak sečtou. Z toho plyne, že výsledná suma v záporné hodnotě značí hodnotu druhové diverzity. Laštůvka a Krejčová (2000) taktéž uvádí, že čím je index H vyšší, tím více druhů s relativně nižší početností se v biocenóze nachází. Pokud všichni jedinci v biocenóze patří jednomu druhu, je druhová diverzita nulová (tj. H = 0). Hodnoty druhové diverzity vypočítané podle tohoto indexu dosahují obvykle hodnot 1,5 3,5 (Zelený, 2011). Druhové bohatství se dá taktéž specifikovat jako množství různých druhů nacházejících se v určité oblasti. Ekosystémy, ve kterých jsou všechny druhy zastoupeny stejným počtem jedinců mají vysokou druhovou vyrovnanost (nebo-li ekvitabilitu). Naopak ekosystémy, ve kterých jsou některé druhy zastoupeny vysokým 12

13 počtem jedinců a další druhy nízkým počtem jedinců mají nízkou ekvitabilitu (Harrison et al., 2004) Ekvitabilita Ekvitabilita, nebo-li druhová vyrovnanost nám podle Kuly a Hrdličky (2009) umožňuje hodnotit míru rovnosti četností druhů. V konkrétnějším slova smyslu se dá vysvětlit jako poměrné rozdělení veškerých jedinců v určité zoocenóze na přítomné druhy a při jejím výpočtu používáme vzorec: H E = ln s H index diverzity s..celkový počet druhů konkrétní cenózy Z výpočtu posléze vyplyne, jestli je společenstvo početně vyrovnané nebo ne. Pozná se to podle výsledné hodnoty ekvitability (E). Čím více se hodnota blíží číslu 1, tím je společenstvo druhově vyrovnanější a naopak (Laštůvka a Krejčová, 2000). 2.2 Mezinárodní úmluva o biologické rozmanitosti (CBD) Mezinárodní úmluva o biologické rozmanitosti (CBD Convention of Biological Diversity) se řadí mezi nejvýznamnější ve svém rozsahu, co se týče oblasti životního prostředí. Poprvé byla vystavena k podpisu na konferenci v Rio de Janeiru 5. června 1992 v Brazílii. V platnost vstoupila 29. prosince 1993 (Informační systém Úmluvy o biologické rozmanitosti, 2006). Česká republika smlouvu podepsala 4. června 1993 a smlouva pro ni začala platit 3. března V rámci České republiky je úmluva publikována v zákoně č.134/1999 Sb., o sjednání Úmluvy o biologické rozmanitosti ve znění pozdějších předpisů (O sjednání Úmluvy o biologické rozmanitosti, 1999). 13

14 Obr. 1 Logo Úmluvy o biologické rozmanitosti ( V současné době má úmluva 193 smluvních stran včetně Evropské unie (z toho 168 podpisů). Hlavní cíle této úmluvy jsou specifikovány jako ochrana biologické rozmanitosti, udržitelné využívání jejích složek a spravedlivé a rovnocenné rozdělování přínosů plynoucích z genetických zdrojů (Convention of Bological Diversity, 2012). K naplňování jednotlivých cílů úmluvy byly na pomoc smluvním stranám vytvořeny tématické programy zaměřené na různé typy ekosystémů (mořské, lesní, horské nebo zemědělské ekosystémy a jejich diverzita) a různé průřezové programy činností, které prostupují jednotlivými tematickými programy, například environmentální výchova (Úmluva o biologické rozmanitosti, 2010) Cartagenský protokol Cartagenský protokol o biologické bezpečnosti (The Cartagena Protocol on Biosafety) k Úmluvě o biologické rozmanitosti byl přijat 29. ledna 2000 v Montrealu. V platnost vstoupil dne 11. září Jedná se o smlouvu, která zajišťuje ochranu a bezpečnost při zacházení, dále při využívání a přenosu živých modifikovaných organismů především přes hranice států. K dnešnímu dni má protokol 162 smluvních stran, z toho 103 podpisů (Convention of Bological Diversity, 2012). Česká republika tento protokol podepsala mezi prvními státy 24. května Protokol vstoupil v platnost dne 11. září 2003, tedy až po celkem dlouhé době, než 14

15 provedlo ratifikaci tohoto protokolu 50 zemí. Do této doby protokol ratifikovalo přes 160 států, avšak světové velmoci jako například Spojené státy americké ratifikaci neprovedly. Pro zajišťování naplňování podmínek protokolu byl ustaven Mezivládní výbor pro Cartagenský protokol o biologické bezpečnosti (Informační systém Úmluvy o biologické rozmanitosti, 2006) Nagojský protokol Nagojský protokol o přístupu ke genetickým zdrojům a spravedlivém a rovnocenném rozdělení přínosů plynoucích z jejich využívání (Nagoya Protocol on Access and Benefit-sharing) k Úmluvě o biologické rozmanitosti byl přijat 29. října 2010 na konferenci v Nagoya v Japonsku. V platnost vstoupí 90 dní po uložení padesáté ratifikační listiny. V současnosti má 0 smluvních stran, ale 92 signatářů. Protokol byl přijat z důvodu, že spravedlivé a rovnocenné rozdělování přínosů plynoucích z využívání genetických zdrojů je jedním ze tří hlavních cílů Úmluvy o biologické diverzitě (Convention of Bological Diversity, 2012). Za českou republiku tento protokol podepsala velvyslankyně Hrdá 23. Června 2011 (Šplíchalová, 2011). 2.3 Synekologické ukazatele použité při hodnocení druhové diverzity a populační hustoty Popis druhové diverzity a jejího výpočtu je uveden v kapitole Druhová diverzita a její podkapitole Ekvitabilita. Mezi další synekologické ukazatele, které budou použity pro zhodnocení druhové diverzity a populační hustoty v této práci patří dominance a druhová (respektive faunistická) podobnost. 15

16 2.3.1 Dominance Dominance je významným relativním kvantitativním znakem každé zoocenózy a vyjadřuje nám její procentuální složení, většinou bez určení velikosti zkoumané plochy. Nezkoumá se však většinou dominance všech druhů určené zoocenózy, ale spíše jednotlivých taxocenóz (Kula a Hrdlička, 2009). Podle Laštůvky a Krejčové (2000) nám vyjadřuje procentické zastoupení jednotlivých populací určitého druhu v celkovém počtu jedinců zkoumané zoocenózy a vypočítá se ze vztahu: n i D =.100(%) n n i počet všech jedinců určitého druhu n.počet všech jedinců zkoumané zoocenózy Jednotlivé druhy se dle Laštůvky a Krejčové (2000) řadí většinou do 5 tříd dominance, tyto třídy jsou vysvětleny v tab. 1. Tab. 1 Třídy dominance (Laštůvka a Krejčová, 2000) Druh Dominance Eudominantní >10 % Dominantní 5-10 % Subdominantní 2-5 % Recedentní 1-2 % Subrecedentní <1 % Ti samí autoři taktéž popisují, že v málo narušených biocenózách jsou rovnoměrně zastoupeny dominantní, subdominantní a recedentní druhy. Eudominantní druhy většinou scházejí a subrecedentní druhy zde převažují. Naopak narušené, přírodně málo blízké biocenózy jsou typické výskytem několika druhů s vysokou dominancí, malým zastoupením druhů dominantních, subdominantních a recedentních. V drtivé převaze v takových biocenózách převažují druhy subrecedentní. Je tedy patrné, že v takovém 16

17 prostředí, většinou ovlivněném člověkem, u většiny druhů populační hustota klesá, ale mohou existovat také druhy (eudominantní), kterým narušení biocenózy vyhovuje Druhová podobnost Druhová podobnost vyjadřuje shodu druhového složení dvou, ale i více srovnávaných biocenóz (Kula a Hrdlička, 2009). K výpočtu druhové podobnosti bylo dle Laštůvky a Krejčové (2000) sestaveno více vztahů. Mezi nejběžněji používané však patří Jaccardův (Ja) a Sørensenův index podobnosti. Wheater et al. (2011) píše, že pokud se jedná o Jaccardův index, můžeme říct, že patří mezi jeden z nejjednodušších vzorců řešících druhovou podobnost. Tento vzorec nebere v úvahu druhy, které nejsou společné pro zkoumané biocenózy. Násobí se taktéž 100, abychom dostali jeho procentickou hodnotu a zní: a Ja =.100(%) ( A + B a) a.počet druhů společně se vyskytujících ve dvou biocenózách A počet všech druhů jedné zoocenózy B počet všech druhů druhé zoocenózy 2.4 Bioindikace Pod pojmem bioindikace se obecně rozumí metoda, která na základě vlastností a dále na životních projevech a chování živých organismů posuzuje a popisuje vlastnosti životního prostředí. Tento pohled se nazývá pohledem ekologickým. Na bioindikaci se však můžeme dívat i z hlediska ekotoxikologického. V tomto případě je bioindikace definována jako metoda, která dle vlastností a dále životních projevů a chování živých organismů posuzuje a popisuje vlastnosti toxických látek v přirozeném, popřípadě umělém prostředí (Anděl, 2011). 17

18 Bioindikace se zpravidla provádí pomocí druhů, které jsou citlivé k určitému faktoru a dokážou signalizovat působení toho určitého faktoru. Tyto druhy se proto nazývají ekologické indikátory. Pomocí nich můžeme posuzovat míru antropogenních vlivů na prostředí, přirozené změny v prostředí a také tyto druhy indikují vlastnosti abiotického prostředí (Laštůvka a Krejčová, 2000) Ekologické indikátory Jak už bylo popsáno v kapitole 2.4, jedná se o druhy citlivé k určitému faktoru, které dokážou signalizovat jeho působení a mají zároveň úzkou ekologickou valenci (Anděl, 2011; Laštůvka a Krejčová, 2000). V praxi se podle Anděla (2011) dají vyčlenit tři skupiny ekologických indikátorů podle převažujícího využití: indikační druhy charakterizující přirozenost daného biotopu (např.střevlíkovití, drabčíkovití a pavouci) indikační druhy charakterizující makrochemické ukazatele (př.indikace vápníku pomocí larev koutulí a pomocí bráněnkovitých) indikační druhy charakterizující přítomnost antropogenních toxikantů (př.antropogenně způsobená saprobita indikována pomocí zástupců zoobentosu) 2.5 Biomonitoring Biomonitoring se dá chápat jako systematické dlouhodobé sledování určitého jevu, oproti bioindikaci, která se obecně chápe jako jednorázové šetření (Anděl, 2011). Biomonitoringem se myslí sledování životního prostředí, jeho kvality a změn za pomoci živých organismů. Druhá varianta však může znamenat sledování organismů, jejich stavu a přítomnosti jednotlivých druhů. Tyto organismy, jejich výskyt či absence, nám indikují stav životního prostředí (například výskyt nitrofilních druhů na dříve orchidejové louce značí vyšší přísun dusíku do prostředí, které může být způsobeno například hnojením nebo vypouštěním odpadních vod). Biomonitoring tedy nevyžaduje 18

19 žádné nákladné vybavení, některé metody mohou provádět i proškolení laikové (Kulich et al., 2002). 2.6 Půdní organismy (edafon) Pod pojmem půdní edafon se obecně myslí soubor všech půdních organismů. Dělí se na fytoedafon a zooedafon. Fytoedafon tvoří bakterie, aktinomycety, houby, sinice a řasy. Zooedafon tvoří živočichové, kteří se dále dělí na fytofágy, zoofágy a saprofágy. Edafon se dá rozdělit taktéž podle vazby na půdu na hypogeický a epigeický. Hypogeické druhy žijí pod povrchem půdy a epigeické naopak na povrchu (Laštůvka a Krejčová, 2000). Půdní organismy se účastní biologických pochodů v půdě. Jedná se o přeměnu organické hmoty, zvětrávání, ale i přeměny minerální. Do edafonu patří mikroskopické druhy, ale také druhy větší. Podle velikosti se tedy edafon dělí na mikroedafon, mezoedafon a makroedafon (Jandák et al., 2007). Laštůvka a Krejčová (2000) k těmto třem skupinám dále ještě uvádí čtvrtou skupinu a tou je megaedafon. Mikroedafon je zastoupen jedinci do velikosti 0,2 mm a tvoří nejpočetnější skupinu. Mezi zástupce řadíme fytoedafon a většinu prvoků. Mezoedafon zahrnuje zástupce živočišné říše vyjma obratlovců do velikosti 2 mm, jako příklad se uvádí roztoči, chvostoskoci a larvy hmyzu. Do makroedafonu řadíme pavouky, sekáče, mnohonožky a podobné živočichy do velikosti 20 mm. Megaedafon je reprezentován živočichy většími než 20 mm. Mezi tyto se řadí sysli, krtci, myši, žížaly, stonožky hmyz apod. (Jandák et al., 2007; Laštůvka a Krejčová, 2000). 2.7 Systém odchycené půdní fauny Půdní fauna odchycená do zemních pastí v průběhu roku 2011 byla rozpoznána a zařazena do systematického přehledu podle Laštůvky et al. (2004): Říše: Živočichové (Animalia) Podříše: Mnohobuněční 19

20 Kmen: Kroužkovci (Annelida) Kmen: Členovci (Arthropoda) Podkmen: Klepíkatci (Chelicerata) Třída: Pavoukovci (Arachnida) Řád: Pavouci (Araneida) Řád: Sekáči (Opilionida) Podkmen: Korýši (Crustacea) Třída: Rakovci (Malacostraca) Řád: Stejnonožci (Isopoda) Podkmen: Vzdušnicovci (Tracheata) Třída: Stonožky (Chilopoda) Třída: Mnohonožky (Diplopoda) Třída: Chvostoskoci (Collembola) Třída: Hmyz (Insecta) Podtřída: Křídlatí (Pterygota) HMYZ S PROMĚNOU NEDOKONALOU - HEMIMETABOLA Řád: Rovnokřídlí (Orthoptera) Řád: Škvoři (Dermaptera) Řád: Ploštice (Heteroptera) Řád: Stejnokřídlí (Homoptera) HMYZ S PROMĚNOU DOKONALOU - HOLOMETABOLA Řád: Brouci (Coleoptera) Řád: Chrostíci (Trichoptera) Řád: Motýli (Lepidoptera) Řád: Dvoukřídlí (Diptera) Řád: Blanokřídlí (Hymenoptera) Kmen: Strunatci (Chordata) Podkmen: Obratlovci (Vertebrata) Třída: Savci (Mammalia) Podtřída: Živorodí (Theria) Řád: Hmyzožravci (Insectivora) Řád: Hlodavci (Rodentia) 20

21 2.8 Stručná charakteristika jednotlivých taxonomických skupin Kmen kroužkovci (Annelida) Hlavními znaky tohoto kmenu je homonomní (stejnocenná) segmentace válcovitého těla, uzavřená cévní soustava, žebříčková nervová soustava a vylučování pomocí metanefridií. Kroužkovci se pohybují pomocí podkožního svalového vaku. Tento kmen se dělí na třídy pijavice (Hirudinea) a máloštětinatci (Oligochaeta). Mezi máloštětinatce se řadí významní půdní zástupci, a to žížalovití (Lumbricidae), kteří svými těly provzdušňují a převrstvují půdu. Dalším kladným přínosem je zlepšování půdní pórovitosti a propustnosti. Zatahováním organického materiálu taktéž půdu obohacují o humusotvorný materiál. V závěru lze říct, že přítomnost žížalovitých indikuje vysokou půdní úrodnost a ideální půdní vlastnosti jako jsou půdní reakce, vlhkost, zásoba organických látek apod. (Jandák et al., 2008; Kratochvíl 1973; Laštůvka et al., 2004) Řád pavouci (Araneida) Pavouci se řadí do podkmene klepíkatci. Je pro ně typická hlavohruď (cephalothorax) se šesti páry končetin z nichž první dva páry tvoří čelisti, které se nazývají chelicery a pedipalpy a další čtyři páry tvoří kráčivé končetiny. Druhá část těla se nazývá zadeček (abdomen) a jsou v ní umístěny snovací bradavky (Dogel, 1961). Zadeček je s hlavohrudí propojen pomocí stopky. Pavouci se řadí mezi dravce, jejich potravu tvoří převážně hmyz. Dýchají pomocí plicních vaků a keříčkovitých vzdušnic. Některé čeledi jsou typické předením sítí k lovení kořisti pomocí snovacích bradavek, jiné naopak loví kořist skokem, během apod. Trávení je u tohoto řádu hmyzu mimotělní, do kořisti vstřikují trávicí enzymy, potrava je poté štěpena mimotělně a následně vysáta. Typickým znakem pavouků je tzv.manželský kanibalismus, kdy samička po pohlavním aktu sežere samečka. Na světě je známo zhruba druhů, v ČR žije asi druhů (Jelínek a Zicháček, 1998; Kratochvíl, 1973). 21

22 2.8.3 Řád sekáči (Opilionidea) Sekáči tvoří druhově chudou skupinu klepíkatců, která obývá zpravidla vlhká a stinná místa. Téměř nejčastěji se proto vyskytují v lesním prostředí, popřípadě v lesním ekotonu. Vyskytují se mezi nimi druhy, které vystupují na kmeny a do korun stromů. Aktivita sekáčů je soustředěna na noc, ve dne setrvávají v úkrytu. Sekáči se řadí mezi všežravce, u kterých však převažuje živočišná potrava (Kula a Hrdlička, 2009). Sekáči jsou typičtí svými neobyčejně dlouhými tenkými nožkami, které jsou schopny se po odtržení křečovitě pohybovat (Dogel, 1961) Řád stejnonožci (Isopoda) Stejnonožci se řadí do podkmene korýši. Jsou typičtí tím, že u nich není vytvořen krunýř. Tělo těchto živočichů je tvořeno hlavou, ke které přirůstají jeden až dva hrudní články, ostatní hrudní články jsou volné a každý nese po jednom páru končetin. Za hrudí následuje zadeček, který nese dvojvětevné lupenité končetiny, které slouží k dýchání. Tělo je zploštělé. Hlavní část potravy tvoří tlející a odumírající části rostlin. Tito živočichové jsou typičtí noční aktivitou (Kratochvíl, 1973) Třída stonožky (Chilopoda) Stonožky jsou organismy vázané na svrchní vrstvu půdy a opad vesměs po celé vegetační období. Také se však vyskytují v půdních chodbičkách, které hrabou a ukrývají se tak před predátory. Jejich výskyt je limitován vlhkostí, pokud je prostředí výsušné, tak i výskyt stonožek je minimální (Kula a Hrdlička, 2009). Stonožky mají ploché tělo. Charakteristická jsou pro ně dlouhá jednoduchá tykadla. První pár trupových nohou je přeměněn na jedové čelistní nožky. Trup je článkovaný a na každém článku se nachází jeden pár končetin. Poslední pár končetin tvoří tzv.vlečné nohy a jsou nejdelší. V našich podmínkách jsou stonožky užiteční živočichové, protože hubí jiné členovce, ale také mnoho půdních škůdců (Dogel, 1961; Kratochvíl, 1973). 22

23 2.8.6 Třída mnohonožky (Diplopoda) Tělo těchto členovců je válcovité. První přední článek a poslední jeden až tři články nenesou žádné končetiny. Na druhém a čtvrtém předním článku je po jednom páru končetin, na ostatních článcích dále je po dvou párech končetin (Dogel, 1961). Mnohonožky dorůstají délky až 28 cm. Živí se tlejícími ústrojnými látkami, ale i rostlinnou potravou. Jejich aktivita je opět vázána na noční dobu, den přetrvávají skrytě (Kratochvíl, 1973) Třída chvostoskoci (Collembola) Chvostoskoci jsou třída členovců, jejíž zástupci podporují proces mineralizace a taktéž humifikace díky tomu, že se živí rozkládajícími organickými látkami, ale i rostlinami či houbami. Jejich tělo má cca 0,2-10 mm. Zadeček je složen ze šesti článků, na čtvrtém článku se vytváří skákací vidlici (furka). Patří mezi vesměs půdní organismy, ale mohou žít také na vodní hladině, vegetaci, ale i sněhu (Kula a Hrdlička, 2009; Laštůvka et al., 2004). Významným znakem je jejich málo sklerotizované tělo, mnohdy také minimálně pigmentované. Díky podílu na půdotvorných procesech se řadí mezi nejvýznamnější složky půdního edafonu (Urban, 2001) Řád rovnokřídlí (Orthoptera) Pro tento hmyz jsou typické mohutné skákací zadní končetiny. První pár křídel je kožovitý, ztvrdlý, taktéž nazývaný jako krytky.druhý pár křídel mají blanitý. Rovnokřídlí mají schopnost stridulace, nebo-li vydávání zvuků (například u sarančat probíhá třením stehen zadních nohou o křídelní žilky (Hančová a Vlková, 2006) Ústní ústrojí mají rovnokřídlí kousací a řadí se mezi ně vesměs býloravci, ale i masožravci a zřídka všežravci. U samiček je vyvinuto kladélko. Rovnokřídlí mají dvě vývojové větve, Ensifera a Caelifera. Větev Ensifera je typická dlouhými křídly i tykadly, sluchové ústrojí mají umístěno na předních holeních a zvukotvorné ústrojí 23

24 představují přední křídla. Do této větve patří kobylky a cvrčci. Druhá větev Caelifera má tykadla krátká, sluchové ústrojí je umístěno na bocích prvního článku zadečku a zvukotvorné ústrojí tvoří stehna zadních noh, které třou o křídla (Kratochvíl, 1973) Řád škvoři (Dermaptera) Škvoři patří mezi středně velký hmyz s poměrně silně sklerotizovaným červenohnědým povrchem těla. Na hlavě mají umístěny středně dlouhá článkovaná tykadla. Ústní ústrojí je kousací. První pár křídel tvoří krovky, druhý blanitá křídla. Obojí křídla však mohou absentovat. Všechny končetiny mají kráčivé, umístěné na hrudi. Na zadečku se u škvorů vytváří klíšťkovité útvary zvané štěty. Tento hmyz patří mezi všežravce a vede noční život (Urban, 2001) Řád ploštice (Heteroptera) Do tohoto řádu patří suchozemský i vodní hmyz s dorzoventrálně zploštělým tělem. Ústní ústrojí mají ploštice bodavě sací ve tvaru chobotu, který bývá tenký, dlouhý a dá se sklopit pod tělo. Tykadla jsou krátká, článkovaná. Ploštice mají dva páry křídel, z nichž jeden tvoří polokrovky (větší bazální část je kožovitá, menší blanitá) a druhý blanitá křídla (Urban, 2001). Nohy jsou kráčivé, plovací, skákací nebo hrabavé. Do tohoto řádu spadají druhy všežravé i dravé. Jsou to významní ektoparazité rostlin i živočichů. Řád ploštice se dále dělí na dva podřády, a to skrytorozí (vesměs vodní ploštice) a suchozemští jevnorozí (Hančová a Vlková, 2006) Řád stejnokřídlí (Homoptera) Do stejnokřídlých se řadí mšice, molice, křísové a mery. Oba dva páry křídel mají blanité s poměrně řídkou žilnatinou, u některých však křídla absentují. Ústní ústrojí je bodavě sací. Jedná se o suchozemský hmyz, mnozí z nich se řadí mezi velmi významné 24

25 škůdce rostlin (např. mšice), protože působí jejich hromadné odumírání (Dogel, 1961; Hančová a Vlková, 2006; Kratochvíl, 1973) Řád brouci (Coleoptera) Brouci patří mezi jeden z nejpočetnějších a nejlépe prozkoumaných řádů hmyzu. Ústní ústrojí mají brouci kousací, výjimečně lízací nebo lízavě sací. Nejlépe vyvinuté kousací ústrojí mají brouci draví a dřevokazní. Tykadla jsou článkovaná, různě dlouhá podle druhu. První pár křídel u brouků tvoří krovky, druhý je blanitý. Může se také stát, že křídla absentují. Nohy mají různou modifikaci, například nohy kráčivé, běhací, hrabací, skákací nebo plovací. Larvy brouků mohou být červovité s nožkama, červovité bez nožek, housenkovité, ponravovité nebo drátovcovité a mají velmi dobře vyvinuto kousací ústrojí. Tento řád patří mezi nejužitečnější díky saprofágním broukům podílejících se na dekompozici organického materiálu, nekrofágům a koprofágům. Řadí se mezi ně i druhy škodlivé, které ničí polní, lesní, ale i zahradní kultury (Hůrka, 2005; Urban 2001) Čeleď střevlíkovití (Carabidae) Do této čeledi řadíme brouky, kteří patří mezi největší na světě. Početnost této čeledi je odhadována na třicet dva tisíc druhů. Co se týče České republiky, tak zde se vyskytuje něco kolem pěti set druhů. U nás se velikost těchto druhů pohybuje od dvou milimetrů do zhruba 4 centimetrů. Ve světě však dosahují tito střevlíci velikosti až do deseti centimetrů. V případě ohrožení je charakteristické pro určité druhy vystřikování sekretů ze střev a análních žláz, které má za úkol zastrašit potencionálního predátora (Hůrka, 1992). Většina střevlíkovitých brouků se řadí mezi brouky masožravé a v říši hmyzu se tedy řadí také mezi vrcholové predátory. Některé druhy jsou však také fytofágní a některé všežravé. Hlavními složkami jejich potravy je jiný hmyz a také plži. Jejich úloha v rámci biotopu je velmi důležitá a opodstatnělá. Podílí se totiž zejména na udržení dynamické rovnováhy v rámci biotopu (Hůrka, 2005; Vysoký, 2009). 25

26 Střevlíkovití brouci jsou po světě zastoupeni v 15 podčeledích, v České republice a na Slovensku se vyskytují v 9 podčeledích čítajících na 600 druhů (Hůrka, 1992; Hůrka, 2005) Čeleď drabčíkovití (Staphylinidae) V České republice žije zhruba 1400 druhů drabčíkovitých brouků, kteří se vyskytují téměř ve všech druzích terestrických ekosystémů. Zhruba polovina zástupců tvoří půdní faunu. Vyskytují se mezi nimi i zástupci, kteří se vyskytují v ekosystémech silně ovlivněných člověkem. Často jsou vázáni na hnízda drobných ptáků či sociálního hmyzu. Díky široké znalosti ekologických nároků se drabčíkovití řadí mezi biologické indikátory kvality prostředí (Boháč, 2003). Velikost jejich štíhlého těla se pohybuje od 0,5 do 34 mm. Krovky mají zkrácené a ty tak zanechávají nepokrytou část zadečku. Na konci zadečku je vyvinut pár velkých žláz vylučující obranný sekret. Kuklení těchto brouků probíhá v půdě. Patří mezi ně většinou dravci, ale vyskytují se i druhy býložravé či parazitoidi (Hůrka, 2005) Řád chrostíci (Trichoptera) Chrostíci jsou celkem taxonomicky obtížný řád hmyzu, jež svým vzhledem připomíná primitivní motýly. Jejich tělo není příliš silně sklerotizováno a jeho barva bývá taktéž nenápadná, většinou žlutohnědá až hnědá. Tykadla mají nitkovitá a poměrně dlouhá (Urban, 2001). Chrostíci mají dva páry křídel, která skládají vějířovitě. Druhý pár bývá většinou delší než první. Kusadla tohoto hmyzu jsou zakrnělá. Larvy žijí ve vodním prostředí přičemž dýchají žábrami. Zhotovují si taktéž schránky z rozličných materiálů jako zrnka písku, části rostlin apod. (Dogel, 1961) 26

27 Řád motýli (Lepidoptera) Jedná se o hmyz se dvěma páry křídel, která jsou obvykle pokryta šupinkami. Motýli mají velmi dlouhá tykadla, tenké nohy a charakteristický stočitelný sosák. Ústní ústrojí je tedy sací. Larvy motýlů se nazývají housenky, které se vyznačují třemi páry hrudních nohou, čtyřmi páry panožek a jedním párem pošinek (Dogel, 1961; Felix, 1995). Dospělci patří mezi neškodný hmyz, ale larvy jsou býložravé. Díky nim se motýli řadí mezi škůdce kulturních rostlin a skladovaných surovin (Kratochvíl, 1973) Řád dvoukřídlí (Diptera) Dvoukřídlí patří mezi velmi početný řád hmyzu. Typickým znakem je vytvoření pouze prvního páru blanitých křídel, zatímco druhý pár je přeměněn v kyvadélka (haltery). Ústní ústrojí mají bodavě sací. Bodnutí způsobují štětinově upravenými kusadly a čelistí. Bodací ústrojí může však být u některých druhů zakrnělé a místo něj vzniká ústrojí lízací. Křídla tento hmyz skládá plošně. Dvoukřídlí mají v přírodě významnou roli. Patří mezi ně druhy parazitické a dravé podílející se na udržení biologické rovnováhy, druhy saprofágní podílející se na rozkladu organických látek, druhy fytofágní a druhy parazitující na člověku a zvířatech. Poslední tři jmenované patří mezi škůdce (Kratochvíl, 1973; Urban 2001). Dvoukřídlí se dělí na dva podřády, a to na dlouhorohé a krátkorohé. Dlouhorozí jsou charakterističtí úzkými křídly a dlouhými tykadly. Nejtypičtější zástupci jsou komáři. Naopak krátkorozí mají tykadla krátká a poměrně zavalité tělo. Mezi typické zástupce krátkorohým se řadí mouchy a masařky (Hančová a Vlková, 2006) Řád blanokřídlí (Hymenoptera) Blanokřídlí patří mezi nejdokonalejší hmyz a obývají téměř všechny suchozemské biotopy. Jejich hlava přisedá volně na hruď, ústní ústrojí mají kousací. Z dolního pysku a čelisti je u mnoha druhů vytvořeno lízavě sací ústrojí. Charakteristickým znakem 27

28 tohoto řádu jsou dva páry blanitých křídel. Zadní pár křídel bývá menší než přední (Felix, 1995). U některých druhů mohou křídla u samců, samic nebo dokonce obou pohlaví absentovat. Nohy mají kráčivé, ale mohou se vyskytovat i uchvacovací, hrabavé nebo sběrné. Samičky mají vyvinuto kladélko, které se u žahadlovitých přeměnilo v žahadlo. Žahadlo slouží k obraně, popřípadě k omračování kořisti (Urban, 2001). Podle Hančové a Vlkové (2006) se blanokřídlí dělí do podřádů širopasí a štíhlopasí. Širopasí se vyznačují široce přisedajícím zadečkem na hruď. Jejich larvy se nazývají housenice. Štíhlopasí mají zadeček propojen s hrudí pomocí stopky Řád hmyzožravci (Insectivora) Jedná se o drobné savce s málo diferencovanými zuby, které jsou většinou hrotnaté. Jejich hlava je protažena v rypáček. Charakteristické při chůzi je našlapování na celou plochu dlaně. Potravou, jak už je patrné z názvu řádu, je převážně hmyz, ale také drobní obratlovci. Do tohoto řádu ředíme čeledi ježkovití, krtkovití a rejskovití. Rejskovití jsou známí svou poměrně vysokou spotřebou potravy za den, dokáží zkonzumovat takové množství potravy, které se rovná hmotnosti jejich těla (Felix, 1995; Laštůvka et al., 2004) Řád hlodavci (Rodentia) Hlodavci se řadí mezi nejpočetnější řád savců na světě. Jedná se o malé druhy, s velmi podobnou stavbou těla, rychlým rozmnožovacím cyklem a velkým počtem mláďat. Patří mezi ně převážně býložravci, ale řadí se sem i všežravci. Jejich chrup je tvořen trvale dorůstajícími hlodavými řezáky. Místo špičáku mají v chrupu mezeru. Obývají rozmanité biotopy, od souše, přes vodu, lesy, pouště až po lidská obydlí, kde mnohdy působí velmi značné škody (Jelínek a Zicháček, 1998). 28

29 2.9 Využití střevlíkovitých brouků v bioindikaci Střevlíkovití ale také i drabčíkovití brouci, mají různé ekologické nároky. Znalost těchto nároků vede k tomu, že se s nimi dá pracovat jako s druhy bioindikačními, které indikují antropogenní změny prostředí. Výskyt a struktura jejich společenstev je závislá na řadě biotických a abiotických faktorů, na migračních schopnostech a konkurenceschopnosti s příbuznými druhy jako jsou například pavouci. Mezi biotické a abiotické faktory, které mají podstatný vliv se řadí zejména vlhkost, teplota, nadmořská výška, expozice, geologický substrát, charakter vegetace, konkurenceschopnost a v neposlední řadě také management krajiny, který řídí člověk. Střevlíkovití jsou tedy velmi vhodní pro boindikaci, jelikož jsou velmi citliví ke změnám prostředí, v mnoha případech i citlivější než řada rostlin používaná pro bioindikaci. Nevýhodou pro použití v bioindikaci je složitější determinace jednotlivých druhů, ke které je většinou potřeba zkušeného odborníka (Boháč, 2003). Využívání střevlíkovitých v bioindikaci má již dlouhou tradici. O velký přínos ve výzkumu této problematiky se zasloužili pan Jan Pulpán z Prahy, prof. RNDr. Karel Hůrka, DrSc. a činnost carabidologické sekce České společnosti entomologické. Díky nim je již všeobecně známý výskyt, rozšíření a ekologické nároky jednotlivých druhů na území České republiky (Farkač, 1994). Podle Hůrky et al. (1996) doplněného o informace od Farkače (1994) je čeleď Carabidae rozdělena do tří bioindikačních skupin, jedná se o: Skupina R (reliktní druhy) Zahrnuje druhy s nejužší ekologickou valencí. Stanoviště, ve kterých se tyto druhy vyskytují, jsou charakterizována jako přirozené nebo nepříliš poškozené. Patří sem druhy stanovišť, které připomínají faunu dřívějších geologických období a druhy svým výskytem omezené na zvláštní útočiště jako jsou rašeliniště, slaniska, vřesoviště, prameniště, bažiny, močály či zbytky původních stepí. Mezi tyto druhy však také řadíme druhy obývající nestálá nebo přechodná stanoviště jako jsou meze, remízky, okraje polí a vinic. Tato stanoviště totiž připomínají svou strukturou a složením původní přirozená stanoviště stepních druhů. Většinou tyto druhy taktéž nepronikají do otevřené 29

30 zemědělské krajiny. Taktéž se do této skupiny řadí všechny vymřelé druhy. Autor zde zařadil 174 druhů a poddruhů čeledi Carabidae, což procentuálně znamená 33,1 % všech druhů vyskytujících se v České republice. Skupina A (adaptabilní druhy) Tato skupina zahrnuje druhy adaptabilnější než skupina R. Tyto druhy osidlují přírodně blízké, přirozenému stavu se podobající biotopy nebo se vyskytují u biotopů přirozených. Mohou také osidlovat biotopy dobře regenerované. Patří sem druhy lesních porostů, druhy travních porostů a pastvin a také druhy pobřežní. Jedná se o nejpočetnější skupinu, do které se řadí 259 druhů, což představuje 49,2 % všech druhů vyskytujících se v České republice. Skupina E (eurytopní druhy) Tuto skupinu tvoří druhy s širokou ekologickou valencí a tedy i druhy vyskytují se v oblastech silně antropicky ovlivněných, tedy silně poškozených krajinách. Jsou to druhy značně přizpůsobivé a šíří se kulturní krajinou bez podstatných problémů. Řadí se sem i druhy expansivní. Jako příklad se uvádějí druhy rumišť, polí apod. Tato skupina čítá 93 druhů, což v celorepublikovém podílu znamená procentické zastoupení 17,7 %. Podle procentuálního zastoupení jednotlivých druhů v již zmíněných třech skupinách můžeme posuzovat kvalitu a ovlivnění přírodního prostředí (Farkač, 1994). Výzkumem bylo zjištěno, že stanoviště přirozená, popř.přírodně blízká vykazují určitý podíl druhů patřících do skupiny R, převládají zde druhy patřící do skupiny A a minimálně se vyskytují druhy náležící skupině E. Se zvyšující se degradací stanoviště klesá podíl druhů skupiny R (může však dojít až k jejich úplné absenci), klesá taktéž podíl druhů skupiny A, naopak stoupá podíl druhů eurytopních, které patří do skupiny E. Čím více se na stanovišti nachází eurytopních druhů, tím je prostředí degradovanější (Hůrka et al., 1996). 30

31 3 CÍL PRÁCE Zpracování mé diplomové práce má hned několik dílčích cílů, jsou to: 1. Zpracování naší i zahraniční literatury, týkající se problematiky biomonitoringu 2. Výběr dvou odlišně hospodářsky využívaných lokalit 3. Instalace zemních pastí a pravidelné monitorování půdní fauny ve vybraných lokalitách 4. Vyhodnocení výsledků vlastního sledování 5. Zhodnocení významu nalezené bioty podle literárních pramenů 31

32 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Popis přírodních charakteristik oblasti výzkumu Lokality provádění výzkumu k diplomové práci se nacházejí v katastrálním území obce Nivnice. Tato obec je situována jižně od Uherského Brodu. Rozprostírá se zejména v nivě místního toku Nivnička, obklopené ze tří stran mírnou pahorkatinou. Ta na jižní a východní straně přechází v pohoří Bílých Karpat, na jižní straně s nejvyšším vrcholem Velkou Javořinou (970 m n.m.) a na východní straně s druhým nejvyšším vrcholem pohoří, a to Velkým Lopeníkem (912 m n.m). Toto pohoří tvoří současně hranici mezi Českou republikou (respektive Moravou) a Slovenskem (Obecní úřad v Nivnici, 2005). Obec patří mezi typické zemědělské, stejně jako obce sousední. Krajinná zeleň se zde vyskytuje zejména kolem vodních toků, komunikací a polních cest. Krajinný ráz byl poznamenán způsobem obhospodařování krajiny za vlády minulého režimu, kdy se rozorávaly meze a zcelovaly pozemky (Územní plán obce Nivnice, 2011) Geologická skladba Osu toku a jeho přítoků tvoří nezpevněné říční sedimenty tvořené zejména pískem a štěrkem. Na tyto sedimenty plynule navazují nezpevněné svahové hlíny, písky a štěrky. Nejpodstatnější část, zejména tu zemědělsky obdělávanou tvoří flyšové pásmo Karpat, charakteristické pravidelným střídáním pískovcových a jílovcových vrstev (Geologická mapa 1:50 000, 2011) Geomorfologické členění Řešené území po geomorfologické stránce náleží do provincie Západní Karpaty, subprovincie Vnější Západní Karpaty, oblasti Slovensko-moravské Karpaty, celku Vizovická vrchovina a podcelku Hlucká pahorkatina. Jedná se o pahorkatinu s průměrnou nadmořskou výškou 245 m n.m., která je tvořena největším podílem 32

33 flyšovými horninami magurského příkrovu. Jedná se o sedimenty z období spodní křídy až spodního eocénu. (Mackovčin et al., 2002; Wikipedie: Otevřená encyklopedie, 2011) Výšková členitost Obydlená část území leží vesměs v údolí říčky Nivničky v nadmořské výšce 247 m n.m. Směrem na východ se pahorkatina zvedá až k vrcholu Králov (357 m n.m.), jihovýchodně k vrcholu Čupy (326 m n.m.), jižně směrem do CHKO Bílé Karpaty do lesa Lipiny (395 m n.m.). Území se taktéž zvedá i do severozápadní části katastru, kde se nachází vrchol Černá hora (362 m n.m.). Rozdíl nejvyššího a nejnižšího bodu katastru tak činí zhruba 115 m (Topografická mapa ČR, 2012) Pedologické charakteristiky V katastrálním území obce se nacházejí většinou půdy nižší kvality s nižší třídou ochrany ZPF. Koryto vodního toku tvoří fluvizemě glejové, na ně navazují černice. V nejbližším okolí lidských sídel se rozprostírají úrodné černicové černozemě, které se vytvořily na spraších, ty jsou většinou využívány jako zahrady. Pro zemědělské využívání jsou určeny zejména kambizemě a hnědozemě na spraších. (Mackovčin et al., 2002; Územní plán obce Nivnice, 2011) Klimatické poměry Klimatické podmínky obce Nivnice lze shrnout jako mírně teplé, vlhké. Nejvíce srážek vypadává v letních měsících, nejméně v zimních. Klima katastru se dělí do tří mikroregionů. První z nich je teplý, mírně vlhký. Průměrná roční teplota se zde pohybuje v amplitudě 8 9 ºC s průměrným ročním úhrnem srážek mm. 33

34 Druhý region je charakterizován jako mírně teplý, vlhký nížinný. Průměrná roční teplota dosahuje hodnot 7,5 8,5 ºC a průměrný roční úhrn srážek činí mm. Poslední, třetí region značený jako mírně teplý, vlhký dosahuje průměrných ročních teplot 6 7 ºC a srážek mm (Územní plán obce Nivnice, 2011). Průměrná teplota v měsíci lednu se v této oblasti pohybuje okolo 2,6 ºC. Absolutní minimum v měsíci lednu je zaznamenáno na 29 ºC. Co se týče průměrné teploty v měsíci červenci, ta se drží hodnoty kolem 19 ºC. Absolutní maximum v tomtéž měsíci se drží nad 35 ºC. Zima charakterizována maximální teplotou pod 0 ºC v této oblasti začíná obvykle okolo 17. prosince a končí 17. února. Malé vegetační období, charakterizované průměrnými denními teplotami nad 10 ºC začíná okolo 19. dubna a končí ve druhé polovině října. Letní období začíná okolo 15. května a končí okolo 15. září. Toto období je charakterizováno průměrnými denními teplotami nad 15 ºC. (Mackovčin et al., 2002) Hydrologické poměry Hydrologické poměry nejsou příliš optimální oproti celorepublikovému průměru. Údolnici tvoří tok Nivnička (někdy též označován jako Bystřička), do kterého se vlévají levostranné přítoky Lubná, Hradecký potok, Korytnice, Lipinský potok a Šaranovský potok. Nivnička se vlévá v Uherském Brodě do řeky Olšavy. Katastr obce spadá do povodí řeky Moravy a úmoří Černého moře. Taktéž bohatost podzemních vod je díky geologickému podloží spíše slabší. Zvláštností je zde však vývěr několika alkalických či sirovodíkových pramenů v okolních obcích. (Územní plán obce Nivnice, 2011) Potencionální přirozená vegetace Největší, spíše centrální část katastrálního území zabírá ostřicová dubohabřina (Carici pilosae-carpinetum) se hruba 55 % rozlohy. Na ni v severní a jihozápadní části navazuje prvosenková dubohabřina (Primulo veris-carpinetum) s 35 % rozlohy. Ve zbytku území jsou zhruba stejným podílem plochy zastoupeny torza teplomilné 34

35 mochnové doubravy (Potentillo albae Quercetum) na východě a střemchové jaseniny (Pruno-Fraxinetum) v severní části území. Teplomilná mochnová doubrava již však nezahrnuje druhy náročnější včetně dubu pýřitého (Quercus pubescens) (Neuhäuslová- Novotná, 1998). 4.2 Konkrétní popis jednotlivých lokalit výzkumu Výzkum k diplomové práci probíhal na dvou odlišně hospodářsky využívaných lokalitách v katastrálním území obce Nivnice. První lokalita byla zvolena na zahradě rodinného domu v řadové zástavbě, druhá u velkokapacitního hnojiště Zemědělské akciové společnosti, a.s. Rozmístění konkrétních lokalit je zobrazeno v příloze I. Lokalita č.1, situovaná v zahradě (obr. 2), na které byly pasti umístěny je charakterizována porostem ostružiníku maliníku (Rubus idaeus) s roztroušenými mladými stromky višně obecné (Prunus cerasus). V podrostu se nacházely sezónní plevele jako smetanka lékařská (Taraxacum officinale) a bršlice kozí noha (Aegopodium podagraria). Z dalších rostlin konvalinka vonná (Convallaria majalis) a orlíček obecný (Aquilegia vulgaris). V těsné blízkosti tohoto porostu stojí stará stodola a z druhé strany je trávník. Rozloha zahrady je zhruba 500 m 2. Třetina výměry zahrady je využívána pro pěstování zeleniny a brambor pro domácí použití. Na této části se střídavě hnojí králičím hnojem nebo vlastním kompostem, vždy na podzim. Druhá polovina zahrady je zatravněna a jsou zde vysázeny mladé stromky švestky domácí (Prunus domestica). Sečení trávníku probíhá zhruba od května do září jednou za 14 dnů pomocí benzínové motorové sekačky na výšku cca 4 cm. Na této lokalitě proběhly všechny sběry fauny bez problému. Detailní pohled na lokalitu a rozmístění zemních pastí vyjadřuje příloha II. 35

36 Obr. 2 Letecký snímek lokality č.1 vlastní úprava ( ice%20133&qp= _ _ _ _6&l=15) Lokalita č.2 situovaná v těsné blízkosti velkokapacitního hnojiště (obr. 3) byla vybírána hlavně kvůli vlivu hnoje a močůvky na okolní prostředí. Zemní pasti zde byly zakopány v zadní části, která je méně přístupná, a díky tomu zde také nehrozilo tak velké riziko poškození druhou osobou. Tato část krajiny je tvořena travním pásem, který během sezóny přerůstaly různé druhy rostlin, a to zejména bršlice kozí noha (Aegopodium podagraria) a kerblík lesní (Anthriscus sylvestris). Zejména kerblík v letním období dorůstal obrovských výšek až okolo dvou metrů. Dále se zde nachází několik soliterních bezů černých (Sambucus nigra). Na této lokalitě došlo při dubnovém monitorování k zaplavení tří pastí bahnem a hnojem a při zářijovém monitorování k poškození a rozházení pastí cizí osobou, avšak část sběru byla zachráněna a vyhodnocena. Detailní pohled na lokalitu vyjadřuje příloha III. 36

37 Obr.3 Letecký snímek lokalityč.2 vlastní úprava ( ice%20133&qp= _ _ _ _6&l=15) 4.3 Metoda odchytu a sběru fauny Odchyt a sběr fauny jsem prováděl v roce 2011, a to od dubna do listopadu vždy jednou za měsíc. Konkrétní termín se vždy pohyboval okolo 15. dne aktuálního měsíce podle toho, jestli jsem se zrovna nacházel ve svém bydlišti. Celkem bylo tedy provedeno sedm sběrů epigeické fauny. Odchyt probíhal pomocí vlastnoručně vyrobených zemních pastí. Na každé lokalitě bylo instalováno pět zemních pastí v jedné linii, jejichž jednotlivá vzdálenost činila 2 m. K výrobě byly použity plastové kelímky o objemu 0,3 l. Nejprve jsem provedl vykopání patřičně velké jamky, posléze jsem do ní umístil plastový kelímek, zahrnul jej zeminou a patřičně udusal. Do zahrnutého kelímku jsem vsadil druhý plastový kelímek o stejném objemu, který zde byl proto, aby nedocházelo při sběru fauny (tedy vyjmutí kelímku ze země) k zasypání vyhloubené jamky. V každém kelímku byl 1 dcl fixačního roztoku, kterým v mém případě byl 4% formaldehyd s přídavkem smáčedla (jaru), které slouží 37