CO PŘINESLO NAŠE ZAPOJENÍ DO AKCE COST NETLAKE ANEB TŘÍLETÉ DOBRODRUŽSTVÍ VÝZKUMU RYBNÍKA DEHTÁŘ


Obr. 1: Členové řídícího výboru a pracovních skupin akce COST NETLAKE na setkání v Gamingu (Rakousko) v červenci 2016.


Obr. 2: Účastníci výcvikového kurzu NETLAKE při práci na jezeře Erken ve Švédsku, červen 2015.

Co jsou projekty COST?

Pod zkratkou COST (European Cooperation in Science and Technology) se skrývají mezinárodní projekty zaměřené na výzkum, vývoj a inovace v EU. Jde o rozsáhlé projekty, tzv. akce COST, sdružující převážně evropská výzkumná pracoviště, která spolupracují na společném tématu. Finanční podpora přidělená konkrétní akci COST je určena na setkání týmů a pracovních skupin z jednotlivých zemí, propagaci projektu, krátké stáže pro mladé vědecké pracovníky a výcvikové kurzy. Náklady na výzkum samotný je však nutno pokrýt z jiných zdrojů. Proto některé země, mezi nimi i Česká republika, financují projekty zastřešené některou z běžících akcí COST v rámci programů národního výzkumu.

S rybníkem mezi „jezerní“ badatele do NETLAKE? Proč ne!

V Botanickém ústavu se na Oddělení vegetační ekologie dlouhodobě zabýváme výzkumem rybníků. Rozhodli jsme se tedy připojit k akci COST NETLAKE, která sdružuje pracoviště zaměřená na sledování jezer a přehradních nádrží po celé Evropě, a získat díky tomu národní grant na výzkum některého z rybníků. Ačkoli tematický záběr NETLAKE je široký, hlavním posláním této akce je podpořit výzkum a management stojatých vod za použití trvale instalovaných systémů senzorů. Senzory jsou schopny zaznamenávat např. teplotu, koncentraci rozpuštěného kyslíku, pH a mnoho dalších parametrů vody, a to souvisle po řadu měsíců až let a v intervalech několika minut nebo i kratších. Oproti „tradičnímu” výzkumu povrchových vod, který obvykle probíhá v intervalu dvou i více týdnů a spočívá v laboratorních rozborech vody nebo měření přenosnými přístroji, umožňují trvale instalované senzory zachytit i krátkodobé výkyvy hodnot jednotlivých parametrů.

Metoda je perspektivní nejen při sledování kvality vody, například ve vodárenských nebo rekreačních nádržích, ale i v ekologii organismů a jejich společenstev. U rostlin nám může pomoci lépe vysvětlit náhlé změny ve vegetaci. Navíc lze díky této metodě vytvořit i předpovědní modely budoucího vývoje ekosystému. Tyto možnosti nám připadaly tak zajímavé, že jsme se rozhodli postavit náš projekt COST právě na nich. Ke sledování jsme vybrali rybník Dehtář na Českobudějovicku – jde o jeden z našich největších a dle našeho názoru i nejkrásnějších rybníků. Vedle vegetace a fyzikálně-chemických parametrů vody jsme projekt plánovali zaměřit i na další složky rybničního ekosystému, včetně fyto- a zooplanktonu (mikroskopické sinice, řasy a bezobratlí žijící ve vodě), epifytonu (řasy na ponořených vodních rostlinách) a půdní semenné banky (zásoba semen různých rostlinných druhů v půdě). Postupně bylo schváleno naše přičlenění k NETLAKE a v lednu 2014 i přidělení národního grantu (č. LD14045 u MŠMT). Tři roky plné vědeckého dobrodružství začaly…

Rybník Dehtář se představuje

Dehtář leží v otevřené zemědělské krajině v podhůří Blanského lesa na Českobudějovicku. Jeho rozloha činí přibližně 238 hektarů. Na rozdíl od většiny našich rybníků (s průměrnou hloubkou kolem 1 m) se vyznačuje velkou průměrnou hloubkou (2,6 m při plném napuštění) a častým intenzivním vlnobitím, které je zapříčiněno severozápadními větry. Jde o hypertrofní (živinami velmi bohatý) rybník využívaný převážně k chovu ryb, zejména kaprů, ale i k rekreaci.


Obr. 4: Obnažené plochy bahnitého dna v zátoce Babického potoka několik týdnů po výlovu rybníka, prosinec 2014.

Hospodaření probíhá v dvouletém cyklu (tzv. dvouhorkový rybník): vždy na podzim v sudém roce se rybí obsádka sloví, nasadí se nová rybí násada a v následujícím, lichém roce se rybník drží na nižší vodě (obr. 4). Na obnažených písčitých a bahnitých sedimentech se přitom vyvíjí vegetace vzácných mokřadních jednoletých rostlin. Vody v rybníce postupně přibývá, takže v dalším, opět sudém roce je již rybník „na plné vodě“, na podzim se loví a vše se opakuje. Součástí hospodaření je přikrmování ryb obilovinami, hnojení chlévskou mrvou a příležitostně i vápnění. Tolik strohá fakta. Vývoj v uplynulých letech však ukázal, že vše může být i jinak.

Tři roky extrémů na Dehtáři

Během tří let výzkumu se na Dehtáři vystřídala celá škála různých hydrologických a klimatických situací, včetně extrémů, které zde jinak bývají zaznamenány v mnohem delších intervalech. Tři stanice se senzory pro nepřetržité měření základních parametrů vody a klimatu, umístěné v různých částech Dehtáře, nám umožnily zachytit dlouhodobé i krátkodobé výkyvy těchto parametrů (obr. 5).


Obr. 6: Plochy dna podél severního pobřeží Dehtáře po poklesu hladiny vody v rybníce v suchém létě 2015. Rychlé vysychání substrátu se odrazilo v malé pokryvnosti vegetace, která ostře kontrastuje s bujnými porosty vzniklými ve vlhčích obdobích roku.


Obr. 7: Znovunalezená zdrojovka rolní (Montia arvensis), duben 2015.


Obr. 8: Vegetace obnaženého dna s pryskyřníkem lítým (Ranunculus sceleratus) a puchýřkou útlou (Coleanthus subtilis) na Dehtáři osidluje jemnozrnné úživné sedimenty v zátoce Babického potoka, duben 2015.

Měli jsme tak možnost seznámit se takřka se vším, co tento rybník a jeho biotu ovlivňuje.

V roce 2014 se ve vegetační sezoně střídala období sucha a dešťů, vlny veder a prudkého ochlazení, podzim pak přinesl nadprůměrně teplé počasí. Naproti tomu rok 2015 byl ve znamení extrémního sucha (obr. 6), které se na Dehtáři projevovalo až do května 2016 a teprve přívalové deště zvedly hladinu vody až nad normál, s postupným poklesem ke konci léta. Jak ukázala data z našich stanic, pro Dehtář je velmi typické náhlé a silné kolísání koncentrace rozpuštěného kyslíku ve vodě v krátkých intervalech. Roky 2014 a 2016 se však vyznačovaly několikadenními stavy s minimální koncentrací kyslíku, dokonce i v hladinové vrstvě. Značný podíl z celkového objemu vody v Dehtáři je totiž bez kyslíku, což souvisí s velkou průměrnou hloubkou rybníka (zejména při plném napuštění ve druhém roce po výlovu). Vlivem větrů dochází k míchání vody v rybníce a vrstvy bez kyslíku se tak dostávají ode dna směrem k hladině. Během oblačných dní navíc klesá fotosyntéza fytoplanktonu, který jinak dodává do vody kyslík. Pokud se přidá ještě vznos půdních částic během vlnobití, anebo, jako v roce 2016, náhlý rozpad biomasy sinic, mohou nastat situace nebezpečné pro rybí obsádku i celý rybniční ekosystém.

Změny vegetace byly neméně pozoruhodné. V roce 2014 se na jedné a téže ploše vlivem střídavého zaplavování a obnažování substrátu vystřídaly vytrvalé trávníky, vegetace vytrvalých obojživelných rostlin a porosty mokřadních jednoletek. Naproti tomu v roce 2015 po celou vegetační sezónu ubývala voda a stále přibývaly široké pásy velmi zajímavé vegetace obnaženého dna. Dlouhodobé sucho některým rostlinným druhům evidentně prospělo, mezi nimi i v ČR nedávno znovuobjevené zdrojovce rolní (Montia arvensis), která byla na Dehtáři po více než 30 letech nalezena a podrobně zmapována díky našemu projektu (obr. 7). Naopak druhy obnaženého dna s vysokými nároky na vlhkost, jako je puchýřka útlá (Coleanthus subtilis), se v roce 2016 neobjevily vůbec, ačkoli na jaře 2015 porůstaly rozsáhlé plochy (obr. 8). Velmi výrazné meziroční kolísání v početnosti některých druhů se projevilo i v půdní semenné bance. Zatímco např. u blatěnky vodní (Limosella aquatica) jsme zjistili v letech 2015 i 2016 podobnou hustotu půdní semenné banky (maximum přes 1 800 vyklíčených semenáčků z 1 litru sedimentu), u puchýřky útlé hustota na většině ploch výrazně poklesla a u rozrazilu vodního (Veronica anagallis-aquatica) naopak stoupla z několika málo desítek na hodnoty kolem 1 500 semenáčků na litr.

Příčinou byl nepochybně úspěšný rozvoj porostů rozrazilu vodního a vysemenění na místech, která jindy bývají rychle zaplavena. Sedimenty v nejhlubších, trvale zaplavených místech Dehtáře podle našeho zjištění semennou banku téměř postrádají.

Za všechno může vlnobití

Uvedené extrémy a výrazná odlišnost Dehtáře od jiných rybníků nás leckdy přinutily původní plány přehodnotit. Například studium vztahu vodní vegetace a zooplanktonu se ukázalo jako nereálné, neboť porosty ponořených vodních rostlin na Dehtáři jsou kvůli vlnobití velice sporé; přežijí jen druhy s malou biomasou a plazivým růstem, jako např. šejdračka bahenní (Zannichellia palustris). V září 2015 jsme zase chtěli doplnit vzorky rostlin na studium rozsivek (skupina hnědých řas, součást epifytonu) o druhy z porostů rákosin, které měly být tou dobou již zaplavené. Avšak počasí rozhodlo jinak, a tak se tou dobou nacházela na suchu veškerá vegetace. Zdánlivé neúspěchy nám však umožnily získat unikátní data i cenné zkušenosti. Kupříkladu jsme zjistili, že vliv některých faktorů se projevuje napříč různými taxonomickými skupinami. Již zmíněné vlnobití neomezuje jen rozvoj cévnatých vodních rostlin, ale i některých skupin epifytických rozsivek. Na místech nejvíce vystavených vlnobití je pobřeží tvořeno křemičitým pískem, a tak se zde hojně vyskytují některé druhy rostlin typické pro živinami chudé substráty, vedle již zmíněné zdrojovky rolní například šater zední (Gypsophila muralis). S vlnobitím, které do určité míry eliminuje vliv nadměrného množství živin a přispívá k prokysličování pobřežních mělčin, zřejmě souvisí i častý výskyt dvou druhů rozsivek vázaných na vody chudé živinami. Velká různorodost prostředí Dehtáře a často protichůdně působící procesy se očividně odrážejí i v mimořádně vysoké druhové diverzitě jeho bioty.

Ohlédnutí zpět

V době, kdy držíte v rukou toto číslo Botaniky, je již náš projekt uzavřen, stejně jako akce COST NETLAKE. Množství aktivit, do nichž jsme se i díky kolegům z NETLAKE zapojili, je nepřeberné. O zkušenosti z jedné z nich, projektu občanské vědy (citizen science), bychom se rádi podělili v příštím čísle časopisu. Tři roky výzkumu Dehtáře nám umožnily poodhalit tajemství procesů, jejichž příčiny by nám jinak zůstaly skryty, a tak se v budoucnu můžete těšit na sérii tematicky zaměřených příspěvků nejen na stránkách Botaniky.

Autoři:
Mgr. Kateřina Šumberová, Ph.D. (Oddělení vegetační ekologie; katerina.sumberova@ibot.cas.cz),
Ing. Jan Potužák, Ph.D. (Oddělení vegetační ekologie; Povodí Vltavy, s. p.; jan.potuzak@pvl.cz),
Mgr. Markéta Fránková, Ph.D. (Oddělení vegetační ekologie; marketka.kozakova@seznam.cz),
Mgr. Michal Ducháček (Národní muzeum; duchace@seznam.cz),
Mgr. Martina Fabšičová (Oddělení vegetační ekologie; martina.fabsicova@ibot.cas.c
z)

Více v:
Duras J. et al. Vodní hospodářství 65 (7): 16–24, 2015;
Fránková M. et al. Fund. Appl. Limnol., in press;
Marcé R. et al. Environ. Sci. Technol. 50 (20): 10780–10794, 2016;
web NETLAKE

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •