Zhodnocení globálních rizik ohrožujících evropskou biodiverzitu

(2004 – 2009)

ALARM – Assessing Large scale environmental Risk for biodiversity with tested Methods

kolotočník zdobný                                       netýkavka žlaznatá                                             topinambur hlíznatý
Telekia speciosa                                             Impatiens glandulifera                                       Helianthus tuberosus

Projekt ALARM byl pětiletý (2004–2009) integrovaný projekt 6. rámcového programu EU (č. GOCE-CT-2003-506675; www.alarmproject.net), vyhlášený jako součást podprogramu 6.3: Sustainable Development, Global Change and Ecosystems. Původní konsorcium tvořilo 54 partnerů z vědeckých institucí 26 zemí (19 členských a v té době přistupujících států EU plus Rumunsko, Bulharsko, Izrael, Švýcarsko, Rusko, Chile a Argentina) a sedm malých až středních firem (SME). V průběhu řešení se připojili další partneři, takže se na řešení podílo více než 70 partnerských institucí z celého světa (kromě Evropy též několik jihoamerických států, Jižní Afrika a Mexiko). Projekt koordinovalo Helmholtz-Centre UFZ Leipzig-Halle v Německu, koordinátorem byl Josef Settele. Z České republiky se na řešení části projektu věnované biologickým invazím podílelo Oddělení ekologie invazí Botanického ústavu AV ČR v Průhonicích pod vedením P. Pyška ve spoluprácí s Ústavem botaniky a zoologie Masarykovy university, kde byl partnerem M. Chytrý.

Oficiálně deklarovanými cílem projektu bylo (Settele et al. 2005):

• Na základě hlubšího porozumění principům, které podmiňují biodiverzitu a fungování terestrických a sladkovodních ekosystémů, navrhnout a otestovat metodické postupy a protokoly, jež umožní vyhodnocení velkoplošných environmentálních rizik, která biodiverzitu ohrožují.
• Výzkum přitom zaměřit na zhodnocení dosavadních změn biodiverzity, struktury, funkce a dynamiky ekosystémů a predikci těchto změn v budoucnosti. V kontextu současného a budoucího využití evropské krajiny vyhodnotit rizika vyplývající ze změny klimatu, působení chemických látek v prostředí, biologických invazí a ztráty opylovačů.
• Integrovat výše zmíněné oblasti výzkumu. Počet případových studií environmentálních rizik a jejich dopadů ve výše zmíněných oblastech stále narůstá, což přináší lepší pochopení toho, jak každá z nich ovlivňuje živé organismy. Málo však víme o tom, jak klima, chemické látky, biologické invaze a ztráta opylovačů působí v součinnosti.
• Zvolit hierarchický přístup k hodnocení rizik, založený na různých organizačních úrovních (geny, druhy a ekosystémy) a časových (sezóna, rok a desetiletí) a prostorových (stanoviště, region a kontinent) škálách.
• Na základě socioekonomického pohledu a úzké provázanosti jednotlivých témat vytvářet integrované nástroje a metody specifické pro jednotlivé oblasti, které umožní předávat informace o ohrožení biodiverzity konečným uživatelům a nastínit politické alternativy k jeho zmírnění.

Struktura projektu

Projekt tvořily čtyři základními moduly, z nichž každý odpovídal jednomu z činitelů negativně ovlivňujících biodiverzitu prostřednictvím lidské činnosti (tzv. pressures), tedy změnám klimatu, působení chemických látek v prostředí, biologickým invazím a ztrátě opylovačů; součástí chemického modulu bylo i studium změn ve využívání krajiny (landuse). V každém modulu probíhalo dvoustupňové hodnocení rizik souvisejících s výše zmíněnými činiteli. V případě invazí šlo o stanovení pravděpodobnosti, že k invazi dojde, a pravděpodobnost, že bude mít negativní důsledky; míra rizika plynoucího z invaze je pak výslednicí obou pravděpodobností. Pátý modul byl socio-ekonomický a jeho úkolem bylo začlenit poznatky z přírodovědeckých modulů do kontextu fungování lidské společnosti a vyhodnotit ekonomické důsledky probíhajících a budoucích změn. Tento modul vytvořil scénáře budoucího vývoje evropské krajiny, se kterými dále pracovaly ostatní moduly a promítaly svoje výsledky na jejich pozadí. Velmi významný byl šestý modul (tzv. cross-cutting), zaměřený na propojení okruhů studovaných čtyřmi základními moduly. Snaha pochopit součinnost působení jednotlivých činitelů ohrožujících biodiverzitu nebyla v případě ALARMu pouhou frází; pro partnery z modulu biologických invazí to znamenalo dát invaze probíhající v Evropě a predikce jejich budoucího vývoje do souvislosti se současnými i očekávanými změnami klimatu a využití krajiny a vyhodnotit, nakolik invaze přispívají k současnému pozorovanému úbytku opylovačů a jak jsou jím případně ovlivněny. Hlavním cílem sedmého modulu bylo vypracovat integrovaný nástroj, jenž umožní vyhodnocení environmentálních rizik ohrožujících biodiverzitu (Risk Assessment Toolkit). Součástí projektu byl i systém terénních stanic, zřízených pro potřeby projektu, jež rovnoměrně pokrývají Evropu (Field Site Network) a probíhají na nich jednotlivé případové studie.

Výzkum biologických invazí v rámci projektu ALARM

V rámci modulu biologických invazí se výzkum soustředil na několik okruhů: způsoby a cesty zavlékání, význam stanovišť a hodnocení jejich invadovanosti a invazibility, vlastnosti úspěšných invazních druhů, faktory ovlivňující invaze a možnosti predikce invazního úspěchu. Personální složení invazního modulu, ve kterém se sešli pracovníci studující rostliny, bezobratlé živočichy a obratlovce jak v suchozemském, tak sladkovodním a mořském prostředí, poskytlo velmi dobrou příležitost pokusit se vymezit obecné principy, platné pro různé taxonomicko-ekologické skupiny invazních organismů. Příkladem tohoto integrovaného přístupu je práce Hulme et al. (2008), která soustřeďuje pozornost na studium způsobů zavlékání nepůvodních rostlin a živočichů (tzv. pathways). Informace o tom, jak se ten který druh do území dostane a jak účinné jsou jednotlivé způsoby zavlékání, je důležitá z hlediska managementu na národní i celoevropské úrovni. V rámci projektu ALARM byl vypracován obecný rámec, který rozlišuje šest základních způsobů zavlékání, klasifikovaných podle toho, zda se jedná o úmyslnou introdukci přímo do přírody (release), introdukci do kultury s následným únikem (escape), neúmyslné zavlečení v podobě příměsi v importované komoditě (semena rostlin, škůdci apod.) či neúmyslné zavlečení bez souvislosti s komoditou (stowaway). Poslední dvě kategorie zahrnují samovolné šíření nepůvodních organismů prostřednictvím nově vybudované infrastruktury (např. průplavy a kanály) a případy, kdy se druh do území dostane bez přispění člověka z jiného území, ve kterém je nepůvodní (Hulme et al. 2008a).

Výzkum rostlinných dále invazí zahrnoval studium invadovanosti stanovišť v České republice (Chytrý et al. 2005, 2009b) i v různých regionech Evropy (Chytrý et al. 2008b, Pyšek et al. 2010) a analýzu faktorů, které podmiňují jejich invazibilitu (Chytrý et al. 2008a). Vznikla také mapa rostlinných invazí v Evropě, která vymezuje regiony s vysokým rizikem invaze (Chytrý et al. 2009a) a při kombinaci se scénáři budoucího vývoje klimatu a využívání krajiny je potenciálně využitelná i k modelování budoucích trendů v rostlinných invazích (Chytrý et al. 2010).

Zda existují biologické a ekologické vlastnosti podmiňující invazní úspěch, je často studovaným tématem, ke kterému se invazní biologové neustále vracejí. Článek shrnující současnou literaturu (Pyšek & Richardson 2007) ukazuje, že některé vlastnosti (např. časné a dlouhé kvetení, bujný vegetativní růst, výška, velká specifická listová plocha, velká plodnost, dobré klíčení a uchycování semenáčků, přetrvávající semenná banka) skutečně odlišují úspěšné invazní druhy od neúspěšných (Pyšek & Richardson 2007). Význam vlastností však závisí na stadiu invaze a je nutno jej posuzovat v kontextu s ostatními faktory, jako je přísun diaspor nepůvodních druhů, doba zavlečení a adaptace na místní podmínky, jež si druh nese z původního areálu (Křivánek et al. 2006, Pyšek et al. 2009a, b). ), v následujících vybraných publikacích a v dalších publikacích na stránkách Oddělení invazní ekologie (www.ibot.cas.cz/invasions).
Další informace jsou k dispozici na domovské stránce projektu (www.alarmproject.net).
Hulme P. E., Bacher S., Kenis M., Klotz S., Kühn I., Minchin D., Nentwig W., Olenin S., Panov V., Pergl J., Pyšek P., Roque A., Sol D., Solarz W. & Vilà M. (2008): Grasping at the routes of biological invasions: a framework for integrating pathways into policy. – J. Appl. Ecol. 45: 403–414.

Chytrý M., Jarošík V., Pyšek P., Hájek O., Knollová I., Tichý L. & Danihelka J. (2008a): Separating habitat invasibility by alien plants from the actual level of invasion. – Ecology 89: 1541–1553.

Chytrý M., Maskell L. C., Pino J., Pyšek P., Vilà M., Font X. & Smart S. M. (2008b): Habitat invasions by alien plants: a quantitative comparison between Mediterranean, subcontinental and oceanic regions of Europe. – J. Appl. Ecol. 45: 448–458.

Chytrý M., Pyšek P., Tichý L., Knollová I. & Danihelka J. (2005): Invasions by alien plants in the Czech Republic: a quantitative assessment across habitats. – Preslia 77: 339–354.

Chytrý M., Pyšek P., Wild J., Maskell L. C., Pino J. & Vilà M. (2009a): European map of alien plant invasions, based on the quantitative assessment across habitats. – Diversity and Distributions 15: 98–107.

Chytrý M., Wild J., Pyšek P., Jarošík V., Dendoncker N., Reginster I., Pino J., Maskell L., Vilà M., Pergl J., Kühn I., Spangenberg J. & Settele J. (2010): Projecting trends in plant invasions in Europe under different scenarios of future land-use change. – Global Ecology and Biogeography (v tisku).

Chytrý M., Wild J., Pyšek P., Tichý L., Danihelka J. & Knollová I. (2009b): Maps of the level of invasion of the Czech Republic by alien plants. – Preslia 81: 187–207.

Pyšek P., Bacher S., Chytrý M., Jarošík V., Wild J., Celesti-Grapow L., Gassó N., Kenis M., Lambdon P. W., Nentwig W., Pergl J., Roques A., Sádlo J., Solarz W., Vilà M. & Hulme P. E. (2010): Contrasting patterns in the invasions of European terrestrial and freshwater habitats by alien plants, insects and vertebrates. – Global Ecology and Biogeography 19: 317–331.

Pyšek P., Jarošík V., Pergl J., Randall R., Chytrý M., Kühn I., Tichý L., Danihelka J., Chrtek J. jun. & Sádlo J. (2009a): The global invasion success of Central European plants is related to distribution characteristics in their native range and species traits. – Diversity and Distributions 15: 891–903.

Pyšek P., Křivánek M. & Jarošík V. (2009b): Planting intensity, residence time, and species traits determine invasion success of alien woody species. – Ecology 90: 2734 –2744.

Pyšek P. & Richardson D. M. (2007): Traits associated with invasiveness in alien plants: Where do we stand? – In: Nentwig W. (ed.), Biological invasions, Ecological Studies 193, p. 97–125, Springer-Verlag, Berlin & Heidelberg.

Settele J., Hammen V., Hulme P., Karlson U., Klotz S., Kotarac M., Kunin W., Marion G., O’Connor M., Petanidou T., Peterson K., Potts S., Pritchard H., Pyšek P., Rounsevell M., Spangenberg J., Steffan-Dewenter I., Sykes M., Vighi M., Zobel M. & Kühn I. (2005): ALARM: Assessing LArge-scale environmental Risks for biodiversity with tested Methods. – GAIA – Ecol. Persp. Sci. Soc. 14: 69–72.

Kontakt:
prof. RNDr. Petr Pyšek, CSc.
tel. 271 015 266
e-mail: pysek@ibot.cas.cz

Ing. Jan Pergl, PhD
tel. 271 015 236
e-mail: pergl@ibot.cas.cz