2005
Time of introduction still determines the current distribution of alien plants after several millenia of invasion
Historical circumstances play a crucial role in plant invasions, yet they are rarely considered in studies on alien plants, partly due to limited information on the history of particular invasions. A series of papers based on a unique data set of weeds in arable fields, sampled over a period of 50 years by using the same methods, showed that current distribution of so-called archaeophytes (alien plants introduced since the beginning of Neolithic agriculture until the end of Medieval) still reflects the history of plant invasions in Central Europe. Neolithic agriculture, introduced from the Near East in the 6th millenium BC, brought archaeophytes with crops and, by creating intense and continuous propagule pressure and imposing new agricultural management, facilitated their invasion. By contrast, the crops introduced during the past five centuries and their specific agrotechnical management has supported spreading of weed species from overseas (so-called neophytes, introduced after ca. 1500 BC). Archaeophytes are still more common in old crops introduced with the beginning of agriculture (cereals), but are poorly represented in relatively recently introduced crops (rape, maize), where neophytes are most numerous. Archaeophytes respond like neophytes to some variables (climate, seasonal development of crop) and alternatively like native species to other variables (increasing agricultural intensification through time, human population density). In general, species diversity of weeds on arable land decreased from 1955 to 2000; this decrease is due to retreat of native species and archaeophytes, while modern invaders (neophytes) are becoming more numerous.
A global comparative study of residence times of species in alien floras (defined as time for which they have been present in a region) indicates that species that were introduced early have currently wider distribution or are more frequent than those that arrived later. The effect of residence time on current distribution of neophytes is very strong, relative to other factors, and should be taken into account in studies exploring factors affecting invasiveness, to avoid obtaining biased results. Surprisingly, residence time still strongly determines current distributions of archaeophytes after several millenia of invasion and its effect is clearly detectable (see Fig. 1). Comparison of Central Europe with British Isles indicates that both regions were invaded by archaeophytes at a similar rate, reflecting that arable land is ecologically similar in different regions and so was the ancient agricultural management that affected the invasion success of archaeophytes. The invasion by archaeophytes started about 1000 yrs earlier in Central Europe than in UK, which si more distant from Mediterranean, the region from which most archaeophytes originated. This delay corresponds to the later start of the Neolithics in the latter region and indicates that as Neolithic people brought about not only crops but also weeds, the invasion by archaeophytes in both regions started immediately with the beginning of the agriculture.
| Fig. 1 |
Pyšek P., Jarošík V., Chytrý M., Kropáč Z., Tichý L. & Wild. J. 2005. Alien plants in temperate weed communities: Prehistoric and recent invaders occupy different habitats. Ecology 86: 772–785.
Pyšek P. & Jarošík V. 2005. Residence time determines the distribution of alien plants. In: Inderjit (ed.), Invasive plants: ecological and agricultural aspects, pp. 77–96, Birkhäuser Verlag-AG, Basel.
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.
Pyšek P., Jarošík V., Kropáč Z., Chytrý M., Wild J. & Tichý L. 2005. Effect of abiotic factors on species richness and cover in Central European weed communities. Agriculture, Ecosystems & Environment 109: 1–8.
Pyšek P. 2005. Survival rates in the Czech Republic of introduced plants known as wool aliens. Biological Invasions 7: 567–576.
Rejmánek M., Richardson D. M. & Pyšek P. 2004. Plant invasions and invasibility of plant communities. In: Van der Maarel E. (ed.), Vegetation ecology, p. 332–355, Blackwell Science, Oxford.
Population dynamics of plants and its importance for understanding species performance in the landscape
Matrix population models are valuable tools for analyses of population viability. In spite of the fact that these techniques are being used already for several decades, they still suffer many methodological problems. We have also not yet appreciated use of these models for answering various ecological questions. We explored the techniques that are currently available for analyses of population dynamics of species. We demonstrate that current techniques are not very precise and suggest an alternative technique that could significantly improve the predictive power of matrix models (Münzbergová & Ehrlén 2005).
We also show how matrix models can be used to predict the rarity of plant species and their response to habitat fragmentation (Münzbergová 2005, 2006). Results of both studies show, that the approach based on analysing complete life cycle of the species is more realistic than that using single species traits. This suggests that conclusions of previous studies can be misleading and more studies on local population dynamics of species are needed. Our model studies suggest that seed predation can explain species rarity at the landscape level, in spite of the fact that the two species compared do not experience different intensity of seed predation (Fig. 1). On the other hand we show that population size does not affect the long-term survival of species despite of having a strong effect on individual species traits.
Our results also indicate the importance of local population dynamics for understanding the distribution of suitable unoccupied habitats in the landscape (Ehrlén et al. 2006). The results of an 11-year sowing experiment demonstrate that it is difficult to identify to identify such habitats by employing current techniques, especially for long-lived species with low recruitment probability. Knowledge of the population dynamics of the species before establishing such an experiment would allow to take this into account and design more robust experiments. We also show that suitable unoccupied habitats really exist in the landscape. Confirming the existence of such localities is important for demonstrating that species behaves as a metapopulations, i.e. sets of interconnected populations.
|
Effect of seed predation on population growth rate of rare and common species of the genus Cirsium. Without seed predation the population growth rate is the same. Including the same level of seed predation in the model results in much stronger decline of population growth rate of the rare than of the common species. The graph shows mean and standard deviation. |
Münzbergová Z., Ehrlén J. 2005. How best to collect demographic data for population viability analysis models. J. Appl. Ecol. 42: 1115–1120.
Münzbergová Z. 2005. Determinants of species rarity: Population growth rates of species sharing the same habitat. Am. J. Bot. 92: 1987–1994.
Münzbergová Z. 2006. Effect of population size on prospect of species survival. Folia Geobotanica 41: 137–150.
Ehrlén J., Münzbergová Z., Diekmann M., Eriksson O. 2006 Long-term assessment of seed limitation in plants: results from an 11-year experiment. J. Ecol. 94: 1224–1232.
A European monograph of oscillatorialean Cyanobacteria
The modern taxonomic classification of cyanobacteria has changed substantially in the last decades of the 20th century. Ecological, ultrastructural and particularly biochemical and molecular approach brough about introduction of new criteria that have radically modified and corrected previous systematic classification. The concept of oscillatorialean (filamentous, non-heterocytous) types have been changed in particular, and numerous genera and species were revised. The molecular basis must be decisive for taxonomic classification, however, the phenotype characters were re-evaluated and applied for identification practice of natural populations and isolated strains in coincidence with the molecular background. Our participation in the modernization of the cyanobacterial system concerned mainly coincidences of morphological, ecophysiological and molecular markers; particularly, we have proved the different evolution of ultrastructural patterns in cells in various evolution lines (Komárek & Kaštovský 2003), and revised the delimitation of taxa on the generic level (Fig. 1).
The European monograph of oscillatorialean cyanobacteria was elaborated and finished by J. Komárek at the Institute of Botany AS CR under the support of the Grant Agency of the Czech Republic (grants no. 206/95/0506 and KSK 6005114). The second co-author, K. Anagnostidis (deceased in 1994), prepared the major part of the literature and revised several genera according to modern criteria up to 1994. The book (759 pp.) was edited as a 2nd part of Cyanoprokaryotes in the frame of the compendium Sűsswasserflora von Mitteleuropa (edited by Elsevier-Spektrum, Heidelberg). It contains identification keys and descriptions of all cyanobacterial filamentous, non-heterocytous genera (53), keys, descriptions, illustrations and ecological data of almost 590 European oscillatorialean species, and remarks to over 400 species from outside Europe. The book contains 1010 figures, list of literature (58 pages), and index of all mentioned taxa. The modernized cyanobacterial system based on polyphasic (combined) criteria is added. The books were edited in June 2005, and over 80% of edition have been already sold. The previous volume, edited in 1998, was evaluated by the American Phycological Society by the G. W. Prescott Award.
The monograph has resulted from intense work of several years, and numerous papers were published as preparatory studies with taxonomic revisions and nomenclatoric validation of numerous taxa on both, generic and specific levels. Results of our work were demonstrated in several international meetings, oriented to taxonomic or molecular cyanobacterial research (e.g., in four symposia in 2005). This annotation is documented by the monograph itself and one principal study published in 2005.
| Fig. 1 |
Komárek J. & Anagnostidis K. (2005): Cyanoprokaryota, Part 2: Oscillatoriales. – In: Büdel, B. et al. (eds.), Süsswasserflora von Mitteleuropa, 19/2, Elsevier/Spektrum, Heidelberg, 759 pp.
Hoffmann L., Komárek J. & Kaštovský J. (2005): System of Cyanoprokaryotes (Cyanobacteria) – state in 2004. – Arch. Hydrobiol./Algolog. Studies 117: 265–278.
2004
Flora of the Czech Republic – Volume 7
Among the basic works of the Czech botanical literature, the nine-volume Flora of the Czech Republic represents the most extensive and comprehensive encyclopaedia critically evaluating the flora of this country from the viewpoint of taxonomy and chorology. It is a complex and critical taxonomic and chorological elaboration with karyological, ecological and phytosociological characteristics of individual species. Treatments are based on original studies of plant material, by using contemporary modern methods. The present volume covers the order Asterales with three families (Asteraceae s. str., true composites; Ambrosiaceae; and Cichoriaceae, excl. Taraxacum). Volume 7 includes the treatment of 96 genera with 402 species numbered throughout (additional, unnumbered species are treated in less detail using special notes). The team of authors of this volume covers 26 persons, the text is accompanied with 128 original drawings.
Series editors: Slavík B. & Štěpánková J.
Volume editors: Štěpánek J. & Štěpánková J.
Academia, Publishing House of the Czech Academy of Sciences, Praha 2004
(767 pp., 128 tabs., 53 map., 1 photo coloured).
Role hybridizace při formování diverzity rostlin
V průběhu posledních 50 let se značně měnily názory na význam mezidruhové hybridizace: od prací tento význam zcela marginalizujících po práce přisuzující hybridizaci zásadní roli. V současnosti se ukazuje, že význam hybridizace je větší, než se myslelo. Mezidruhová hybridizace byla v rámci střední Evropy studována na několika modelových systémech: v prvním analyzovaném komplexu byl popsán nový hybridogenní druh, který se vyskytuje v celé Evropě (kamyšník širokoplodý, Bolboschoenus laticarpus). Jeho rozšíření je ovlivněno širokou ekologickou amplitudou, která je kombinací vlastností předpokládaných rodičů. Podobným systémem jsou rdesty (rod Potamogeton), kde hybridizace probíhá v současnosti; přežívání a ekologický význam hybridů je též výsledkem jejich dlouhodobého klonálního růstu, často bez přítomnosti rodičovských druhů. Dalším analyzovaným komplexem jsou jestřábníky z podrodu chlupáček (Hieracium subgen. Pilosella). Komplexní přístup pomocí mnoha metod ukázal, jaké vztahy jsou uvnitř této skupiny v jednom izolovaném horském systému (v Krkonoších). Jak analýza DNA, tak hybridizační experimenty ukázaly, že i malá zbytková sexualita jinak asexuálně se rozmnožujících druhů má významnou úlohu při tvorbě nových typů, které se jednak šíří na úrovni naší krajiny, a jednak obsazují nová území (např. Nový Zéland). Podobně jako hybridizace našich druhů na Novém Zélandu je častá i hybridizace k nám zavlečených druhů. Jedním z takových systémů jsou východoasijské křídlatky, které ve střední Evropě vytvářejí křížence, jenž se zde šíří rychleji, než oba rodičovské druhy. Ač je tento hybrid na většině lokalit sterilní, byla nalezena území, kde tomu tak není a kde probíhá intenzivní hybridizace, která vede ke tvorbě nových typů; u těch lze předpokládat vyšší invazní potenciál.
| Obr. 1 a 2. Rychlost šíření rodičovských druhů křídlatek a současné rozšíření hybridního typu v ČR | |
Bímová, K., Mandák, B. & Kašparová, I.: How does Reynoutria invasion fit the various theories of invasibility. – Journal of Vegetation Science 15: 495–504 (2004).
Kaplan, Z. & Fehrer, J.: Evidence for the hybrid origin of Potamogeton ×cooperi (Potamogetonaceae): traditional morphology-based taxonomy and molecular techniques in concert.- Folia Geobot. 39: 431–453 (2004).
Kaplan, Z. & Wolff, P.: A morphological, anatomical and isozyme study of Potamogeton schreberi: confirmation of its recent occurrence in Germany and first documented record in France. – Preslia 76: 141–161 (2004).
Krahulcová, A., Papoušková, S. & Krahulec, F.: Reproduction mode in the allopolyploid facultatively apomictic hawkweed Hieracium rubrum (Asteraceae, H. subgen. Pilosella). – Hereditas 141: 19–30 (2004).
Krahulec, F., Krahulcová, A., Fehrer, J., Bräutigam, S., Plačková, I. & Chrtek, J.: The sudetic group of Hieracium subgen. Pilosella from the Krkonoše Mts: a synthetic view. – Preslia 76: 223–243 (2004).
Mandák, B., Pyšek, P. & Bímová, K.: History of the invasion and distribution of Reynoutria taxa in the Czech Republic: a hybrid spreading faster than its parents. – Preslia 76: 15–64 (2004).
Faktory limitující četnost vzácných druhů ve fragmentované krajině
Klasická ekologická teorie je postavena na předpokladu, že rozšíření druhů je důsledkem rovnovážných lokálních procesů (např. interakcí mezi druhy). Role nerovnovážných procesů působících na velkých měřítkách (šíření v prostoru) začalo být doceňováno až v poslední době; proto bude třeba přehodnotit některé dosavadní představy. Role šíření v prostoru je obzvlášť důležitá, pokud organismus je omezen na stanoviště, která jsou fragmentovaná, což je často případ krajin ovlivněných lidskou aktivitou (zemědělstvím). Většina studií o roli šíření byla dosud prováděna na pohyblivých živočiších, zatímco o roli procesů na velkých měřítkách u rostlin je známo velmi málo.
Jeden z důvodů absence údajů o faktorů na úrovni krajiny pro rostliny je to, že u rostlin je obtížné rozlišit stanoviště, která jsou daným druhem neosídlená, ale přesto vhodná pro osídlení. Proto jsme vyvinuli k identifikaci takových stanovišť nepřímou techniku; testy kultivačními pokusy ukázaly, že je dobře použitelná jako rychlý a spolehlivý nástroj pro rozlišení osídlitelných stanovišť na úrovni krajiny (Obr. 1). Použili jsme ji v modelovém systému sedmi ochranářsky cenných druhů na suchých trávnících Českého Středohoří. Tam se ukázalo, že tyto druhy skutečně osidlují jen malou část vhodných stanovišť (23–48 %). Přitom v pokusech jsme nezaznamenali odlišný růst na stanovištích, jež byla původně druhem osídlena, a těmi, jež nebyla (Obr. 2). To znamená, že rozdíl ve výskytu není důsledkem rozdílu v podmínkách prostředí a musí být důsledkem odlišné schopnosti šíření, tj. procesů na větší úrovni. To má bezprostřední důsledek pro ochranu přírody, neboť pro udržení životaschopné populace je třeba zachovat celý soubor potenciálně vhodných stanovišť, nikoli jen ta, na nichž se druh momentálně vyskytuje.
Münzbergová, Z., Herben, T.: Identification of suitable unoccupied habitats in metapopulation studies using co-occurrence of species. – Oikos 105: 408–414 (2004).
Münzbergová, Z.: Effect of spatial scale on factors limiting species distributions in dry grassland fragments. – J. Ecol. 92: 854–867 (2004).
Detekce toxinů sinic a jejich hygienických a ekologických aspektů
Sinice (novějším názvem cyanobakterie) produkují toxiny, které v rekreačních a vodárenských nádržích ovlivňují zdraví obyvatel. Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie je v současné době jediné v ČR, které se zabývá detekcí toxinů sinic dle doporučení a norem Světové zdravotnické organizace. V této oblasti bylo dosaženo několika světových prvenství (např. objev toxicity benthických cyanobakterií a pikocyanobakterií, nejmenších sinic, které běžně procházejí vodárenskými úpravnami).Tyto experimenty byly realizovány na typových a sbírkových kmenech, takže jejich důkazy jsou kdykoliv opakovatelné. Mezi významné producenty hepatotoxických microcystinů patří rody Cyanobium, Cyanobacterium a Synechococcus. Podrobně byly studovány životní nároky sinic tak, aby bylo možno pochopit zákonitosti a souvislosti, které vedou k masovému rozvoji těchto mikroorganismů, především v letních měsících (známé jako vodní květy sinic). Pro lepší pochopení složitých souvislostí masového rozvoje sinic realizujeme rekonstrukci dlouhodobých časových řad. Tato data mohou v budoucnu sloužit jako podklady pro možné zásahy proti vodním květům sinic.
V rámci projektu EU CYANOTOX jsou vyvíjeny detekční systémy pro včasné varování před účinky toxinů sinic. Mezi detekční systémy s vysokým potenciálem patří mikrobiotesty (2. generace ekotoxikologických biotestů). To otevírá praktické možnosti aplikace zejména pro vodárenské společnosti, které tak mohou realizovat vlastní prescreening toxicity sinic z vodárenských nádrží.
Významný je projekt 5. rámcového programu EU BIOFILMS, kde byla spoluvyvíjena technologie na odstraňování pachů, pachutí a toxinů sinic ze zdrojů pitné vody. Tento biotechnologický systém měl omezit množství rozpuštěných organických látek v upravené pitné vodě a zamezit tak rozvoji biofilmů ve vodovodním potrubí. Mikroorganismy, které rostou ve vodovodním potrubí produkují, jak bylo zjištěno v roce 2000, mutagenní, cytotoxické, karcinogenní a imunotoxické alergenní látky. Tyto výsledky pocházejí přímo z reálných vodovodních distribučních systémů, takže přináší reálné informace o potenciálním nebezpečí pro lidské zdraví. V současné době jsme v jednání s profesním Svazem vodovodů a kanalizací (SOVAK) o možném začlenění těchto poznatků do připravované legislativy ČR.
| Okraj rybníka se silně rozvinutým vodním květem | Chronické embryotoxické účinky vodních květů sinic v testu FETAX s drápatkou vodní (Xenopus laevis): nahoře: kontrolní jedinec, dole: morfologicky malformované embryo po čtyřdenním působení cyanotoxinů. | Celkový pohled na rybník s porostem vodního květu |
Eutrofizace je globální problém s řadou navazujících efektů – zejména vytváření masových rozvojů sinic (cyanobakterií) ve všech sladkovodních nádržích. Botanický ústav se touto problematikou zabývá již více než 10 let. Intenzivně studují nejen ekologické dopady tohoto fenoménu (změny přirozených společenstev fytoplanktonu a potravních pyramid), ale také produkce toxických metabolitů (cyanotoxinů) a jejich negativní zdravotní důsledky pro živé organismy i člověka. V našich laboratořích byly nově zavedeny unikátní metody studia cyanobakterií a jejich ekologie, analýz toxických produktů a biologické testy pro hodnocení jejich škodlivých účinků k posouzení reálných zdravotních rizik. Pro komplexní pochopení problému masových rozvojů sinic jsou konkrétně využívány: (i) nejnovější metody studia cyanobakterií v přirozeném prostředí (in situ) s využitím kvantifikace pigmentů novým robustním fluorescenčním on-line systémem; (ii) pokročilé mikroskopické optické a fluorescenční techniky spojené s digitální analýzou obrazu pro studium izolovaných kolonií a buněk fytoplanktonu, event. dalších producentů; (iii) nové instrumentální a imunoanalytické metody analýzy významných cyanotoxinů ve všech hlavních matricích: biomasa sinic, voda, sedimenty, tkáně intoxikovaných organismů; (iv) unikátní série toxikologických biotestů, umožňujících komplexní hodnocení ekologických a zdravotních dopadů cyanotoxinů a jejich včasnou identifikaci (využití biochemických markerů). S využitím nových metod je realizován prioritní výzkum produkce a toxicity cyanotoxinů, které slouží k racionálnímu hodnocení zdravotních rizik a rozvoji programů eliminace problému masových rozvojů sinic.
Gregor, J. & Maršálek, B.:Freshwater phytoplankton quantification by chlorophyll a: a comparative study of in vitro, in vivo and in situ methods. – Water Research 38: 517–522 (2004).
Gavel, A. & Maršálek, B.: A novel approach for phytotoxicity assessment by CCD fluorescence imaging. – Environ. Toxicol. 19: 429–432 (2004).
Maršálek, B. & Bláha, L.: Comparison of 17 biotests for detection of cyanobacterial toxicity. – Environ. Toxicol. 19: 310–317 (2004).
Bláha, L., Sabater, S., Babica, P., Vilalta, E. & Maršálek, B.: Geosmin occurrence in riverine cyanobacterial mats: is it causing a significant health hazard? – Water Sci. Technol. 49: 307–312(2004).
2003
Celosvětová monografie čeledi Juncaceae (sítinovité)
Vývoj rostlinné taxonomie dospěl do stádia, kdy se objevuje značná poptávka po souhrnných dílech, podávajících úplný přehled o diverzitě rostlin, ať již v rámci čeledí nebo větších regionů. Je to i proto, že ohromné množství nashromážděných dat a znalostí neumožňuje běžným uživatelům snadnou orientaci a rychlé využití např. v ochranářské praxi. Jednu z cest, jak tuto potřebu uspokojit, představuje předložené třísvazkové dílo. S přispěním 18 světových specialistů ze 14 zemí pěti kontinentů zpracoval J. Kirschner kompletní monografii čeledi Juncaceae, která je rozšířena a tvoří významnou součást mokřadní a horské vegetace po celém světě. Zpracování zahrnuje 442 druhů (537 taxonů) s podrobnými popisy, mapkami rozšíření a 300 obrázky. Během přípravy díla autor a přispěvatelé objevili šest pro vědu nových druhů a 5 poddruhů; četné doplňky a opravy též přispěly k poznání kontinentálních flór. Zahajovaný rozsáhlý mezinárodní program Species Plantarum: Světová flóra, sdružující nejvýznamnější světová botanická pracoviště a mající i významné české zastoupení, bude stejným způsobem inventarizovat diverzitu rostlinných čeledí celého světa. Monografie čeledi Juncaceae představuje první zpracování velké čeledi v rámci tohoto projektu, a současně je i úspěšným modelem spolupráce, efektivně shrnujícím současné znalosti a zkušenosti.
Kirschner J. et al.: Juncaceae 1: Rostkovia to Luzula. Species Plantarum: Flora of the World. Part 6: 1–237 (2002–2003).
Kirschner J. et al.: Juncaceae 2: Juncus subg. Juncus. Species Plantarum: Flora of the World. Part 7: 1–336 (2003).
Kirschner J. et al.: Juncaceae 3: Juncus subg. Agathryon. Species Plantarum: Flora of the World. Part 8: 1–192 (2003). ABRS, Canberra, Australia
Lesní vegetace severovýchodní Asie
Kniha je prvním detailním anglicky psaným přehledem lesní vegetace severovýchodní Asie. Zahrnuje především boreální a studené temperátní oblasti ruského Dálného východu (nejvýchodnější část Sibiře, Kamčatku, Sachalin a Kurilské ostrovy), Mandžusko (severovýchodní Čínu a přilehlé oblasti) a severní část Korejského poloostrova a Japonska. Vlastní popis vegetace těchto oblastí je zarámován obecnými úvodními kapitolami, jež přinášejí informace o klimatu, geomorfologii a geologii studované oblasti a o fytogeografických poměrech jihovýchodní Asie, a závěrečnými studiemi, věnovanými obecným aspektům. V těch jsou popsány obecné vztahy mezi vegetací a prostředím a prostorová struktura ve vybraných přirozených lesních společenstvech Severní Koreje. V závěrečné kapitole, klasifikující vegetaci, je provedeno srovnání syntaxonů a typů lesní vegetace severovýchodní Asie.
Projekt vzešel z podnětu českých vědců a na knize se podíleli odborníci z USA, Ruska, Číny, Japonska, Koreje, Kanady a Slovenska. Popis vegetace byl zpracován místními a zahraničními vegetačními vědci na základě literatury a výsledků několika expedic českých a slovenských botaniků do severní Koreje v devadesátých letech minulého století. Při zpracování vegetačních dat a výsledků vegetačního výzkumu byly využity dva metodické přístupy: (1) metoda lesních typů ruské Sukačevovy školy a (2) evropská curyšsko-montpellierská klasifikace. Kniha bude jistě užitečná pro vegetační vědce, ochranáře přírody a všechny, kdo mají zájem o studium vegetace a krajiny v dané oblasti, včetně studentů.
Kolbek J., Šrůtek M., Box, E. O. (eds) 2003. Forest vegetation of Northeast Asia. In: Geobotany 28, Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London, 472 pp.
2002
Klíč ke květeně České republiky
Klíč k určování cévnatých rostlin České republiky je úplným přehledem planě rostoucích, zdomácnělých, zavlékaných a častěji pěstovaných cévnatých rostlin na území ČR. Je koncipován jako terénní určovací příručka. Zachycuje aktuální stav znalostí druhového složení květeny ČR. Obsahuje přes 4200 taxonů (druhů, poddruhů, kříženců, v omezeném rozsahu jsou zahrnuty i nižší vnitrodruhové jednotky). Ve srovnání s autorsky zpracovanou podrobnou Květenou ČR bylo editory Klíče použito ve většině případů širší pojetí rodů. Pro jednotlivé taxony jsou uvedeny hlavní diakritické znaky, počty chromosomů a stručný přehled o rozšíření a ekologických nárocích na území ČR. Identifikace taxonů usnadňuje ca 1400 kreseb zobrazujících důležité diakritické znaky. V některých případech, zejména u kritických skupin obsahuje originální zpracování (např. Hieracium, Rubus) odrážející současnou úroveň znalostí systematiky, evoluce a nomenklatury (vědecké i národní) naší květeny. Práce na Klíči byla iniciovaná a řízená Botanickým ústavem. Dílo představuje významný počin, důležitý pro odbornou i laickou veřejnost; nové doplněné vydání je plánováno na blízkou budoucnost.
Kubát, K., Hrouda, L., Chrtek, J. jun., Kaplan, Z., Kirschner, J., Štěpánek, J. (eds.): Klíč ke květeně České republiky. – Academia, Praha, 928 pp., 1400 illustr. (2002).
Přehled nepůvodních druhů české flóry
Byl vypracován kompletní přehled nepůvodních druhů české flóry, které se vyskytují či v minulosti vyskytovaly ve volné přírodě, doplněný o jejich základní biologické, ekologické a fytogeografické charakteristiky. Adventivní flóra ČR obsahuje celkem 1378 taxonů patřících do 542 rodů a 99 čeledí; z toho je 184 kříženců nebo hybridogenních taxonů. Podíl zavlečených taxonů na flóře ČR činí 33,4 %. Flora obsahuje 332 archeofytů a 1046 neofytů; 892 taxonů je považováno za náhodně se vyskytující, 397 za naturalizované a 90 za invazní. Z celkového počtu 1046 neofytů došlo k naturalizaci u 229 druhů (21,9 %) a z nich je 69 invazních (tj. 6,6 % z celkového počtu introdukcí). Naopak 231 náhodně se vyskytnuvších neofytů z flóry vymizelo. Česká republika se tak po Velké Británii stala druhou evropskou zemí, která disponuje podobnými daty. Při práci na katalogu byla vytvořena databáze, která je průběžně doplňována a aktualizována. Informace v práci obsažené lze využít k analýzám vlastností zavlékaných druhů a v ochraně přírody při managementu a kontrole invazních rostlin. V zemědělství lze využít soustředěné údaje k hodnocení rizik zavlékaných plevelných druhů, možnosti rezervoáru chorob a rizik křížení s plodinami (při hodnocení možnosti úniků GMO).
Pyšek, P., Sádlo, J., Mandák, B.: Catalogue of alien plants of the Czech Republic. – Preslia 74: 97–186 (2002).
Ekologie mokřadů
Monografie shrnuje výsledky dlouhodobých výzkumů rybníků, mokrých luk, vrbin a rašelinišť v Třeboňské pánvi, provedených v rámci mezinárodního programu UNESCO MAB (Man and the Biosphere = Člověk a biosféra) v letech 1976 až 1998. Práce byla koordinována dvěma z editorů – J. Jeníkem a J. Květem. Kniha poskytuje světové komunitě ekologů ucelenou informaci o struktuře, funkcích a vývojové udržitelnosti přírodních a polopřírodních mokřadů v krajině účelově modifikované člověkem po dobu osmi staletí. Ve čtyřiceti kapitolách jsou soustředěna data týkající se fyzikální i biotické organizace ekosystémů, jež jsou buď setrvale využívány nebo chráněny v mezinárodně významných přírodních rezervacích. Jednotlivé typy lenitických mokřadů jsou hodnoceny na podkladě širokého metodického rejstříku a s ohledem na klíčové druhy, populace a společenstva rostlin i živočichů. Kolektiv autorů, z nichž značná část jsou pracovníci BÚ AV ČR, prostřednictvím této monografie a zpřístupněním návazné literatury upevňuje pozici Třeboňska jako významného srovnávacího modelu v mezinárodních badatelských projektech, zaměřených na temperátní sladkovodní mokřady.
Květ, J., Jeník, J., Soukupová, L. (eds.): Freshwater Wetlands and their Sustainable Future: A Case Study of Třeboň Basin Biosphere Reserve, Czech Republic. – Man and the Biosphere Series, UNESCO, Paris, vol. 28, 495 pp. (2002) – (Jointly with The Parthenon Publishing Group, New York/Lancs).
2001
Mapa přirozené vegetace Evropy
Tato třísvazková publikace Mapy přirozené vegetace Evropy je kolektivním dílem geobotaniků z téměř všech zemí Evropy. Při jejíž přípravě byl Botanický ústav AV v Průhonicích jedním ze tří hlavních koordinačních pracovišť. Čelnou postavou a dlouholetým hlavním koordinátorem projektu byl první porevoluční ředitel Botanického ústavu R. Neuhäusl. První díl (v němčině, 655 p.) obsahuje mj. data o historii projektu, popisuje fyzicko-geografické, klimatické a fytogeografické podklady k vegetačnímu členění Evropy a pozdně glaciální a holocenní historii evropské vegetace. Následuje charakteristika vegetačních formací a jejich nižších jednotek, poznámky k nomenklatuře a taxonomii, vysvětlivky odborných pojmů a obsáhlý přehled evropské geobotanické literatury. Druhý díl zahrnuje především německo-anglickou verzi legendy (od polárních pustin, arktické tundry a alpinské vegetace po porosty xerotermních křovin Středomoří, od pouští a stepí jihovýchodní Evropy po vegetaci mokřadů – niv, poldrů aj.), vysvětlivky k obsahu mapy a příklady jejího vyhodnocení a využití. Ve třetím díle je vložena vlastní mapa přirozené vegetace na 9 listech měřítka 1: 2 500 000, barevná legenda a přehledná mapa Evropy v měřítku 1: 10 000 000. Mapa zobrazuje přirozenou vegetaci, která by za současných přírodních podmínek pokrývala území Evropy, kdyby přestal působit vliv člověka. Základem pro její sestavení jsou především zbytky přirozených nebo přirozeným blízkých porostů a jim odpovídající stanovištní podmínky. Tato publikace je prvním uceleným dílem o všech jednotkách přirozené vegetace Evropy, s podrobnou informací o jejich složení, diverzitě, ekologii a rozšíření. Obdobná publikace s takto podrobnou a jednotně zpracovanou charakteristikou 700 mapovacích jednotek z celého světadílu nebyla dosud nikde zveřejněna. Mapa je odrazem stanovištních podmínek a přirozeného růstového potenciálu. Poskytuje základní informace pro ochranu přírody a krajinné plánování, poklady pro ekologickou klasifikaci Evropy i pro posouzení jedinečnosti, vzácnosti nebo ohrožení různých vegetačních jednotek. Poskytuje cenný materiál pro doplnění celoevropské sítě chráněných území. Nabízí podklady pro posouzení změn vegetace vlivem globálního oteplení i pro srovnávací ekosystémové studium a monitoring v různých oblastech výskytu určitých mapovacích jednotek.
Bohn U., Neuhäusl R., unter Mitarbeit von Gollub G., Hettwer C., Neuhäuslová Z., Schlüter H. & Weber H. (2000/2003): Karte der natürlichen Vegetation Europas /Map of the Natural Vegetation of Europe. Maßstab/Scale 1:2 500 000. Teil 1. Erläuterungstext mit CD-ROM /Explanatory Text with CD-ROM. Teil 2. Legende/Legend. Teil 3. Karten/Maps. Landwirtschaftsverlag, Münster.
Stabilita evropského klimatu během posledního interglaciálu
Poslední interglaciál (127-110 000 let) je považován za významnou analogii k současnému interglaciálnímu období, k Holocénu, což nám pomáhá porozumět současnému vývoji klimatu. Zatímco v Evropě se v holocénu klima zdá být poměrně stabilní, variabilita klimatu během posledního interglaciálu zůstávala dlouho málo známá, protože rekonstrukce na základě výsledků z vrtů věčným ledem, z kontinentálních záznamů a z vrtů mořskými sedimenty dávaly protichůdné výsledky. Naše výsledky představují zcela nový postup založený na porovnání výsledků z různých oborů z analýz jezerních naplavenin. Výzkum byl založen na izotopech kyslíku z křemičitých schránek rozsivek, na souborech rozsivek a na pylových indikátorech klimatu ze sedimentu starého kráteru sopky u Ribains ve Francii. Ve srovnání s předchozími studiemi naše výsledky ukazují že teplé interglaciální klima nebylo přerušeno studeným výkyvem. Místo toho bylo objeveno rané teplotní maximum s přechodem ke studenějšímu klimatu asi v polovině sekvence. Konec interglaciálního období je charakterizován zřetelnou a náhlou změnou ve všech zastoupených datech. Výsledky potvrzují, že jihozápadní Evropa v posledním interglaciálním období byla klimaticky stabilní a pravděpodobně reprezentuje obdobu současného klimatu.
Rioual, P., Andrieu-Ponel, V., Rietti-Shatti, M., Battarbee, R., Beaulieu, J.-L. de, Cheddadi, R., Reille, M., Svobodová, H. & Schemesh, A.: High resolution record of climate stability in France during the last interglacial period. – Nature 413: 293–296 (2001).
Shemersh, A., Rietti-Shatti, M., Rioual, P.,Battarbee, R., Beaulieu, J.-L. de, Reille, M., Andrieu, V. & Svobodová, H.: An oxygen isotope record of lacustrine opal from a European Maar indicates climatic stability during the last interglacial. – Geophysical Research Letters 28: 2305–2308 (2001).
Využití kokálních zelených řas při paleoekologické rekonstrukci
Sladkovodní zelené řasy r. Pediastrum zahrnují přes 20 druhů, které jsou rozšířeny po celém světě. Mají různé geografické rozšíření a většinou velmi vyhraněnou závislost na prostředí. Další jejich významnou vlastností je, že mají tzv. sporopoleninové buněčné stěny, které jsou různě strukturované a velice odolné vůči vnějším vlivům. Proto zůstávají zachovány v sedimentech vodních nádrží a v rašelinných sedimentech. To umožňuje jejich využití v palynologii a v paleobotanice, kde pomocí resistentních zbytků pylových zrn aj. organizmů v sedimentech je možno rekonstruovat vývoj rostlinné vegetace v určitém území. V sedimentech vodních nádrží a mokřadních biotopů je málo zbytků místní mikroflóry (pylová zrna mohou být vždy přenášena větrem) a proto zbytky řas jsou pro tuto práci velice důležité. Rod Pediastrum je pro tento účel zvláště vhodný, avšak plné využití je umožněno až monografií J. Komárka a V. Jankovské, ve které jsou zpracovány druhy celého světa. Práce obsahuje podrobný morfologický popis sporopoleninových zbytků stěn umožňující determinaci všech druhů a je tedy nezbytnou pomůckou pro všechny paleobotanické rekonstrukce založené na analýze sedimentů bývalých i současných vodních nádrží a jiných mokřadních biotopů. Zvláštní pozornost byla věnována i vývojovým vztahům mezi fosilními a současnými druhy. Publikační výstup umožní rozvoj nové disciplíny, ”paleoalgologie”, v rámci oborů paleobotanika a paleoekologie.
Komárek, J. & Jankovská, V.: Review of the green algal genus Pediastrum: implication for pollen-analytical research. – Bibliotheca Phycologica, 108, J. Cramer, Berlin-Stuttgart, 127 pp. (2001).