Mapování invazních rostlin ve vašem městě či vesnici

Transkript

1 Mapování invazních rostlin ve vašem městě či vesnici RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D. Katedra biologie, Fakulta pedagogická, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň, GSM: ; chochol@kbi.zcu.cz Klíčová slova: invazní druh, expanzivní druh, adventivní druh, PDA, ArcPad, ArcGis 1. Úvod Mapování invazních rostlin má v současné době velký význam. Existuje totiž celkem standardní metodika, jak taková data (jak kvalitativní tak kvantitativní) pořizovat a mohou se stát výchozím materiálem pro další sledování vývoje těchto druhů v čase a prostoru. Tato data by neměla být pořizována izolovaně, ale v ideálním stavu spolu s inventarizací rostlinných druhů přítomných ve studovaném území, aby bylo možno analyzovat změny v druhovém složení těchto ekosystémů nebo vztah invazních a původních druhů v území, apod. Výzkum flóry a vegetace lidských sídel (měst a vesnic) má dlouholetou tradici (GRÜLL 1979, GRÜLL 1981, CHOJNACKI 1991, KLOTZ et GUTTE 1992, KUNICK 1974, PYŠEK et PYŠEK 1988, CHOCHOLOUŠKOVÁ 2003, aj.). Problematika interdisciplinárně spojuje učivo probírané v rámci biologie (Rozmanitost přírody), konkrétněji znalost rostlinných druhů, ochrana životního prostředí, ekologie s geografií (poloha studovaného území, orientace v mapě, zakreslování do mapy) a matematikou (počet jedinců, apod.). Vede žáka k tvůrčímu myšlení, utváření hypotéz, jejich analýzy v terénu a syntézy poznatků. Vede ho k samostatné práci. V našem projektu se zaměříme na mapování vybraných invazních druhů v místě vašeho bydliště, či školy. Tuto práci bravurně zvládnou i studenti středních škol, popř. talentovaní žáci vyšších ročníků 2. stupně základních škol. Pro studenty doporučuji z důvodu zjednodušení mapovat jeden nebo několik málo druhů v závislosti na velikosti studovaného území. Hlavně proto, aby se s druhem detailně seznámili, naučili se ho bez problémů determinovat, aby nedocházelo k záměně s jinými druhy, a aby byli schopni popsat, na jakých stanovištích se druh v jejich studovaném území nachází, s jakými druhy obvykle roste, jakých dosahuje rozměrů, apod. 2. Teoretický základ (Pyšek 1996) 2.1 Co jsou invazní druhy? Invazní druhy, jsou vlivem člověka zavlékány (introdukovány) z oblasti, kde je jejich původní (primární) areál, do oblasti, kde se před tím nevyskytovaly (sekundární, adventivní) areál. Jedná se tedy o nepůvodní druhy (= druhy adventivní).

2 2.2 Druh v území nepůvodní (v anglickém textu: alien) Adventivní je tedy druh v území nepůvodní (zavlečený, introdukovaný). Invazní druh je šířící se adventivní druh, u něhož počet lokalit na území v čase vzrůstá (př. křídlatka japonská Reynoutria japonica). Expanzivní druh intenzivně se šířící původní druh (př. třtina křovištní Calamagrostis epigejos). 2.3 Původnost a nepůvodnost druhů Původní druh je druh, který byl rozšířen člověkem před začátkem neolitu. Pokud druh vyhynul během glaciálu a pak byl znovu introdukován člověkem (např. Ginkgo biloba), pak není původní. Kritéria pro posuzování původnosti (Webb 1985): Fosilní doklady Historiský doklad o zavlečení Pomocná kritéria: Charakter stanoviště (druh roste jen na ruderálních stanovištích) Zeměpisné rozšíření Naturalizace rostliny v jiných oblastech než je původní areál Způsob rozmnožování pouze vegetativní Předpokládaný způsob introdukce 2.4 Principy invazního procesu Introdukce (zavlečení druhu do území) Kolonizace (druh se šíří z místa zavlečení) Naturalizace (druh zdomácněl a proniká i na polopřirozená a přirozená stanoviště). 2.5 Vlastnosti invazního druhu 1. Absence specializovaných mechanismů usnadňujících dálkové rozšiřování (hlavní vektor = člověk) 2. Schopnost intenzivního lokálního šíření 3. Produkce velkého množství semen 4. Interakce mezi invadujícím druhem a invadovaným společenstvem 2.6 Invazibilita společenstev 1. Velmi málo zavlečených druhů invaduje sukcesně pokročilá společenstva. 2. Společenstva v mezickém prostředí se zdají náchylnější než společenstva v extrémních podmínkách. 3.Invazibilitu podporuje dlouhodobý rychlý přísun diaspor a vysoká frekvence a intenzita disturbancí. 2.7 Historické aspekty rostlinných invazí Invazní vlny: 1. Do roku Následujících let 3. Posledních let

3 3. Cíle mapování Cílem mapování invazních rostlin v rámci tohoto projektu je nastínit možnost využití nových metod sběru botanických dat v terénu s využitím dostupných geografických metod v kombinaci se standardními geobotanickými metodami a způsob vyhodnocení a interpretace těchto dat. Výhodou propojení těchto metod je přesná lokalizace botanického výzkumu, a tím možnost zopakovat výzkum po určité době. To usnadňuje porovnání získaných dat v čase, což bývá dosud problém. Zvláště starší data (např. lokalizace vzácných druhů, nálezy invazních druhů, apod.) bývají často nepřesná a jejich použitelnost s větším časovým odstupem je omezená (CHOCHOLOUŠKOVÁ 2003, CHOCHOLOUŠKOVÁ et PYŠEK A. 2002, CHOCHOLOUŠKOVÁ et PYŠEK P. 2003). Hlavním cílem tohoto projektu je zmapovat invazní rostliny ve vybraném území a seznámit se s touto problematikou. Dalším neméně významným cílem je pak implementovat tuto problematiku do výuky co nejširšího okruhu předmětů (biologie, přírodopis, přírodověda, geografie, zeměpis, matematika, český jazyk, apod.). 4. Metodika 4.1 Přístroje PDA (Personal Digital Assistant) s dotykovým displejem a rozlišením displeje 640 x 480 bodů (viz Obr. 1). Doporučuji displej přístroje před použitím opatřit ochrannou fólií, aby nedocházelo k jeho poškrábání. Vyrábí se již částečně voděodolné, prachuvzdorné a nárazuvdorné robustnější přístroje, které jsou pro použití v terénu vhodnější (viz Trimble Nomad 900G) s integrovanou GPS (cena těchto přístrojů se pohybuje cca kolem tis. Kč/ks, ale pro školy obvykle dodavatelé poskytují značné slevy) nebo lze přístroje opatřit voděodolným obalem (cena cca 400 Kč) (viz Obr. 2). Obr. 1: a) PDA (Personal Digital Assistant), b) ochranná přilnavá fólie

4 Obr. 2: Ochranný obal, do něhož se přístroj jednoduše vloží a používá se přes tento obal Přístroje obvykle mají omezenou paměť, proto je lépe data ukládat na paměťové karty. Většina přístrojů pracuje s SD kartami (POZOR! obvykle není kompatibilní s Mikro SD paměťovými kartami) viz Obr. 3. Obr. 3: Paměťové karty Mikro SD a SD Tablet PC je dražší, lepší alternativou PDA pro použití v terénu (cena 90 tis. Kč, pro školy možnost až 45% slevy). Nespornou výhodou je větší displej, nevýhodou větší hmotnost, která je při celodenní práci v terénu nezanedbatelná. Opět se vyrábí robustnější přístroje, které jsou vodě, prachu a nárazu odolné. Fotoaparát na pořízení fotodokumentace. 4.2 Programové vybavení a) vytváření digitální mapy v terénu: ArcPad (ARCDATA Praha, s.r.o., Hybernská 24, Praha 1, tel , cena: cca 2.500,-Kč/jedna licence). Umožňuje zaznamenávání bodových, liniových nebo plošných (polygonových) zákresů v terénu a přiřazení charakteristik pro každý zákres (atributová tabulka). b) vyhodnocení mapy v laboratoři:

5 Quantum Gis nebo jiný software, v němž lze vytvářet mapy (přiřadíme jednotlivým mapovaným druhům barevné symboly, vytvoříme legendu, přidáme měřítko a vyexportujeme mapu ve vhodném formátu). 4.3 Materiál a) Ortofoto georeferencovaný podklad (raději menší části map, aby nedošlo ke ztrátě dat při zákresech). Mapy obvykle poskytne příslušný úřad (pro školy zdarma). Ortofotomapy musí být transformovány do souřadnicového systému S-JTSK. b) Noviny (pro zakládání herbářových položek v terénu), lupa 20x zvětšující (na determinaci rostlin), botanický klíč (k determinaci rostlin). 5. Terénní mapování invazních druhů pomocí přístroje PDA na podkladě ortofotomap Mapování v husté zástavbě ve městě bývá limitováno nepřesnostmi při měření GPS, a proto používáme zakreslování do ortofotomap. Jediným omezením je doba nabití baterie v PDA, která při plném provozu vydrží cca 5,5 hodiny. Předkládané metody jsou vhodné i pro mapování ve velkém území, což dokládají výsledky z mapování invazních druhů města Plzně, které probíhá v rámci řešení projektu GAČR: Vliv suburbanizace na druhové složení městské flóry a vegetace na příkladu Plzně od roku Příprava na mapování v laboratoři Příprava mapovacího podkladu ortofotomapy a příprava atributové tabulky (invazní druh, kvantita výskytu (viz Obr. 4). Obr. 4: Atributová tabulka pro mapování invazních druhů Uživatel si pak nahraje atributovou tabulku a ortofotomapu na paměťovou kartu a je připraven na mapování v terénu. Výběr invazních druhů. Pro Plzeň je mapován výskyt 30 vybraných invazních druhů: (Acer negundo, Ailanthus altissima, Aster lanceolatus, Aster novae-angliae, Aster novibelgii, Aster parviflorus, Bunias orientalis, Conyza canadensis, Echinocystis lobata, Elodea canadensis, Erigeron annuus, Fallopia aubertii, Galinsoga quadriradiata, Galinsoga parviflora, Helianthus tuberosus, Heracleum mantegazzianum, Impatiens glandulifera, Impatiens parviflora, Lupinus polyphyllus, Lycium barbarum, Quercus rubra, Reynoutria japonica, Reynoutria sachalinensis, Reynoutria x bohemica, Robinia pseudacacia, Rudbeckia hirta, Rudbeckia laciniata, Sedum hispanicum, Solidago canadensis a Solidago gigantea). 5.2 Konstrukce vegetační mapy v terénu

6 V terénu bude zachycován výskyt invazního druhu jako bodový zákres na podkladě ortofotomapy v programu ArcPad a pro každý zákres budou vyplněny údaje do atributové tabulky (o jaký invazní druh se jedná a počet jedinců na mapovaném místě). Názvy druhů budou uváděny do atributové tabulky formou třípísmenných zkratek latinského rodového a druhového názvu (př. Rey jap = Reynoutria japonica). Údaje o kvantitě výskytu lze uvádět na základě vytvořené čtyřčlenné stupnice 1 = 1 jedinec, 10 = 2 10 jedinců, 100 = jedinců, 1000 = jedinců. 5.3 Zpracování v prostředí GIS nebo jiného softwaru na úpravu a vytváření map Jednotlivým mapovaným druhům přiřadíme barevné symboly, vytvoříme legendu, přidáme měřítko a vyexportujeme mapu ve vhodném formátu. 6. Studijní a citovaná literatura GRÜLL, F Synantropní flóra a její rozšíření na území města Brna. Stud. Čs. Akad. Věd, 1979/3: GRÜLL, F Fytocenologická charakteristika ruderálních společenstev na území města Brna. Stud. Čs. Akad. Věd, 1981/10: CHOCHOLOUŠKOVÁ, Z Změny ve flóře a vegetaci Plzně v období 25 let. Dis. práce, Depon. In. Knihovna Přírodovědecké fakulty univerzity Karlovy, Praha. CHOCHOLOUŠKOVÁ, Z. et PYŠEK, A Změny ruderální flóry Plzně během posledních 35 let. -Erica, Plzeň, 10: CHOCHOLOUŠKOVÁ, Z. et PYŠEK P Changes in composition and structure of urban flora over 120 years: a case study of the city of Plzeň. Flora 198 (2003): CHOJNACKI, J Zróznicowanie przestrzenne roślinności Warszawy. Wydawnictva Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa. CHYTRÝ, M., WILD, J., PYŠEK, P., TICHÝ, L., DANIHELKA, J. et KNOLLOVÁ, I Maps of the level of invasion of the Czech Republic by alien plants. Preslia, Praha. 81/3: KLOTZ, S. et GUTTE, P Biologisch-ökologische Daten zur Flora von Leipzig ein Vergleich. Acta Acad. Sci. 1: KOPECKÝ, K. et HEJNÝ, S Ruderální společenstva bylin České republiky. Studie ČSAV Praha: Academia, 132 s. KUBÁT, K, HROUDA, L., CHRTEK, J. JUN., KAPLAN, Z., KIRSCHNER, J., ŠTĚPÁNEK, J. et ZÁZVORKA, J. (eds.). 2002: Klíč ke Květeně České republiky. Praha: Academia, 928 s. KUNICK, W Verängerungen von Flora und Vegetation einer Gro3stadt, dargestellt am Beispiel von Berlin (West). Berlin: Diss. Techn. Univ. LANDOLT, E Some results of a floristic inventory within the city of Zürich ( ). Preslia 72: NOVOTNÁ, M GIS Nečtinsko. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 58 s. PYŠEK, A. et PYŠEK, P Ruderální flóra Plzně. Plzeň: Sborn. Muz. Západočes. Kraje Přír., 68: PYŠEK, P. et al. (2002): Catalogue of alien plants of the Czech republic. In: Preslia, 74, č. 2, s Pozn. Všechny ceny uvedené v textu jsou pouze orientační a platí pro rok 2011.