2005

Rozšíření nepůvodních rostlin

Historické okolnosti hrají v rostlinných invazích klíčovou roli, přesto jim bývá věnována poměrně malá pozornost; zčásti proto, že pro většinu invazí nejsou k dispozici kvalitní historické údaje o době zavlečení a jejím průběhu. Série článků založených na unikátním sledování složení plevelových společenstev v průběhu 50 let pomocí stejných metod ukázala, že současné rozšíření tzv. archeofytů (nepůvodní druhy rostlin zavlečené úmyslnou i neúmyslnou činností člověka mimo oblast svého přirozeného rozšíření v době od počátku Neolitu do konce středověku) stále dobře odráží historii rostlinných invazí ve střední Evropě. Neolitičtí zemědělci před ca. 8 tis. lety přinášeli plevelné druhy archeofytů spolu s plodinami a tím, že vytvářeli intenztivní a trvalý přísun jejich rozmnožovacích částic a zaváděli management, na který se tyto druhy adaptovaly, jejich invazi usnadňovali. Naproti tomu moderní plodiny, zaváděné v průběhu posledních pěti století, a jejich specifická agrotechnika více podporují šíření tzv. neofytů (druhy zavlékané od objevení Ameriky). Archeofyty mají dodnes těžiště rozšíření v tradičních plodinách, zaváděných od počátku zemědělství (obiloviny), ale jsou mnohem méně zastoupené v relativně pozdě introdukovaných (cukrovka, kukuřice), kde naopak převládají neofyty. Proces postupně adaptace archeofytů dokládá i to, že některými faktory prostředí (klima, sezónní vývoj plodiny) jsou ovlivněny podobným způsobem jako neofyty, ale na jiné (intenzifikace zemědělství, hustota lidské populace) již reagují stejně jako původní druhy plevelů. Druhová diverzita plevelů orné půdy v letech 1955–2000 v ČR klesala, zejména v klimaticky chladných a mírných oblastech. Tento pokles byl způsoben úbytkem archeofytů a původních druhů; zastoupení neofytů mezi pleveli během tohoto období naopak vzrůstalo.

Srovnávací studie doby zavlečení v nepůvodních flórách různých částí světa (Havajské ostrovy, Nový Zéland, Azory, střední Evropa) ukázala, že druhy dříve zavlečené jsou v současnosti hojnější a mají širší geografické rozšíření. Tento vliv doby zavlečení je ve srovnání s ostatními faktory určujícími úspěšnost invaze relativně velmi významný a studie zaměřené na vlastnosti druhů ovlivňující úspěšnost invaze by měly brát dobu zavlečení v úvahu, jinak mohou být výsledky zkreslené. Doba zavlečení však překvapivě silně ovlivňuje též současné rozšíření archeofytů, a projevuje se tak i po několika tisíciletích od počátku invaze (obr. 1). Srovnání Střední Evropy a Britských ostrovů navíc ukazuje, že invaze archeofytů v obou oblastech probíhala zhruba stejnou rychlostí, což odráží rozhodující vliv typu obhospodařování na jejich výskyt; v tomto ohledu si byly oba regiony velmi podobné. Ve střední Evropě začala invaze archeofytů zhruba o 1000 let dříve; toto zpoždění poměrně přesně odpovídá pozdějšímu počátku Neolitu v Británii, což naznačuje, že se na invazi archeofytů v severní Evropě neprojevila větší geografická vzdálenost od Mediteránu, odkud většina archeofytů pochází. Naopak, protože neolitičtí lidé přinášeli s plodinami jako příměs i plevele, začala invaze archeofytů v obou oblastech bezprostředně s počátkem vlastního zemědělství.

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.

Populační dynamika rostlin a její význam pro pochopení chování druhů v krajině

Maticové modely jsou cenným nástrojem pro analýzu životaschopnosti populací. Ač jsou tyto techniky používány pro predikci vývoje populací organismů již několik desetiletí, stále trpí mnoha metodickými problémy. Stále také nebylo dostatečně oceněno využití těchto modelů pro zodpovězení různých ekologických otázek. Zabývali jsme se existujícími technikami, které jsou k dispozici pro sběr dat o životním cyklu rostlin. Ukázali jsme, že dnes využívané techniky jsou velmi nepřesné a navrhli jsme techniku, která zaručí větší spolehlivost predikcí maticových demografických modelů (Münzbergová & Ehrlén 2005).

V dalších studiích jsme ukázali možnost využití populačních maticových modelů pro predikci vzácnosti druhů a reakce druhů na zmenšování jejich stanovišť (Münzbergová 2005, 2006). Výsledky obou studií potvrdily, že přístup založený na studiu celého životního cyklu druhu vede k daleko realističtější predikci chování druhů než klasické přístupy, založené na srovnávání jednotlivých vlastností druhů. Tento výsledek ukazuje, že závěry klasických studií na téma ohroženosti druhů mohou být zavádějící a naznačují potřebu sběru dalších podrobných dat o chování rostlinných populací. Konkrétně jsme v modelových studiích ukázali, že predace semen může být významným faktorem ovlivňujícím rozdíly v hojnosti druhů na krajinné úrovni a to na vzory tomu, že intenzita predace se mezi druhy neliší (obr. 1). Na druhou stranu jsme ukázali, že velikost populace nemá vliv na dlouhodobé perspektivy populací rostlin a to přesto, že ovlivňuje jednotlivé vlastnosti rostlin.

Výsledky našich studií také naznačují velký význam znalostí o populační dynamice druhů pro posouzení výskytu vhodných, ale druhem neobsazených stanovišť v krajině (Ehrlén et al. 2006). Konkrétně na výsledcích 11-letého výsevového pokusu demonstrujeme, že možnosti identifikace vhodných neobsazených stanovišť současnými technikami jsou výrazně omezené u druhů s nízkou pravděpodobností uchycení a dlouhou dobou života. Znalost populační dynamiky zájmových druhů před založením takovýchto pokusů by umožnila vzít tuto skutečnost v úvahu a navrhnout robustnější metodiky k identifikaci těchto stanovišť. Výsledky této studie současně ale také potvrzují předpoklad, že vhodná neobsazená stanoviště v krajině opravdu existují. Jejich existence je nezbytná jako jeden z faktorů dokládající skutečnost, že druh v krajině funguje jako metapopulace, tj. soubor propojených vzájemně interagujících populací. 

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. 

Monografie evropských oscillatoriálních sinic (cyanobaktérií)

Principy moderní klasifikace cyanobaktérií se v posledních desetiletích 20. století podstatně změnily. Nově zaváděná ekologická, ultrastrukturální, a zejména biochemická a molekulární kritéria radikálně změnila a opravila tradiční systematickou klasifikaci těchto mikroorganismů. Oscillatoriální (vláknité) typy bez heterocytů musely být revidovány zejména na generické i specifické úrovni. Molekulární kritéria musí být samozřejmě rozhodující pro novou taxonomickou klasifikaci, nicméně přehodnocené fenotypové znaky, které jsou v koincidenci s genetickým základem, musí být definovány pro snazší identifikaci jednotlivých typů. Náš podíl na této modernizaci cyanobakteriálního systému obsahoval právě studie korelací mezi molekulárními a morfologickými znaky; zejména jsme prokázali specifičnost vnitrobuněčných struktur pro jednotlivé vývojové linie sinic (Komárek & Kaštovský 2003) a revidovali některé taxony na rodové úrovni.

Celoevropská, anglicky psaná monografie oscillatoriálních cyanobakterií byla vypracována a rukopis dokončen J. Komárkem v Botanickém ústavu AV ČR s podporou Grantové Agentury České republiky (granty č. 206/95/0506 a KSK 6005114). Druhý spoluautor, K. Anagnostidis (zemřel v r. 1994) připravil větší část starší literatury a revidoval několik rodů podle moderních kriterií ještě před r. 1994. Kniha, která má 759 stran, byla vydána jako druhá část zpracování sinic (Cyanoprokaryotes) v rámci známého kompendia Süsswasserflora von Mitteleuropa (dnes vydávaného nakladatelstvím Elsevier-Spektrum, Heidelberg) a obsahuje určovací klíče a popisy všech 53 rodů vláknitých sinic bez heterocytů, dále popisy, vyobrazení a ekologické údaje o všech, téměř 590 evropských druzích z této skupiny, a poznámky k více jak 400 druhům z mimoevropských regionů. Popisy jsou doloženy 1010 obrázky, seznamem literatury (na 58 stranách) a rejstříkem všech uvedených taxonů. V příloze je zařazen ještě přehled nejnovějšího modernizovaného systému. Knížka byla vydána v červnu 2005 a více než 80 % nákladu bylo rozebráno do konce roku. Předchozí 1. díl kokálních sinic, vydaný v r. 1998, byl oceněn cenou G. W. Prescotta, udílenou American Phycological Society.

Monografie je samozřejmě pracovním výsledkem řady let, během kterých bylo nutno publikovat četné dílčí přípravné studie, taxonomické revize a nomenklatoricky validizovat četné taxony na generické i specifické úrovni. Výsledky naší práce byly předneseny na několika mezinárodních konferencích, zabývajících se jak taxonomickou, tak molekulární cyanobakteriální problematikou (např. jen v roce 2005 na 4 mezinárodních kongresech a sympóziích).

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

Květena České republiky 

Dílo shrnuje podrobně současné poznatky o cévnatých rostlinách (kapraďorostech, nahosemenných a krytosemenných) území České republiky. V díle jsou zpracovány především všechny domácí druhy cévnatých rostlin, dále druhy zdomácnělé, zplanělé a v zemědělství a lesnictví častěji pěstované, pozornost je však věnována i druhům přechodně zavlékaným a méně často pěstovaným rostlinám okrasným a užitkovým. Jsou uvedeny jejich charakteristiky taxonomické a chorologické (včetně základní synonymiky, exsikátů, zhodnocení variability a karyologických poměrů), velká pozornost je věnována i údajům o jejich ekologii a cenologii, dynamice jejich výskytu, charakteristice jejich celkového rozšíření a jejich praktickému významu jako zdroji potravin, surovin, léčiv, jako okrasných rostlin, plevelů apod., stručně jsou zmíněny obsahové látky a případná jedovatost. Velmi užitečné jsou určovací klíče pro čeledi, rody, druhy i poddruhy a zájem uživatelů je přitahován i často bohatými bibliografickými seznamy u jednotlivých čeledí a rodů. Přehledně členěný text doprovázejí originální, převážně podle živého materiálu pořízené kresby, znázorňující většinu druhů jak v celkovém vzhledu, tak v detailech, a usnadňující jejich správné určení. Květena ČR je rozvržena do devíti svazků.

Květena ČR je v české literatuře svým celkovým pojetím a hloubkou zpracování nejpodrobnější flórou našeho státního území. Jako jedna ze základních středoevropských flór je důležitým zdrojem informací i pro botaniky z ostatních zemí. Je určena výzkumným pracovníkům teoretických i aplikovaných oborů botaniky a dalších biologických odvětví, odborníkům v otázkách životního prostředí a ochrany přírody, odborným pracovníkům v zemědělské a lesnické praxi, učitelům biologie na školách všech stupňů i studentům, jakož i ostatním zájemcům o flóru z řad široké veřejnosti.Z devítidílného kompendia vyšlo dosud sedm svazků, které jsou dílem rozsáhlého kolektivu. Na díle jsou autorsky zapojeni nejlepší fytotaxonomové z České republiky. Dosud se podílelo na vydaných 7 svazcích (včetně všeobecných kapitol) celkem 58 autorů. Tzv. kmenoví autoři, tj. ti, kteří se podíleli alespoň na třech svazcích, jsou nebo byli pracovníky těchto institucí: Botanický ústav AV ČR Průhonice, Přírodovědecká fakulta UK Praha, Přírodovědecká fakulta MU Brno, Národní muzeum Praha, Pedagogická fakulta UJEP Ústí nad Labem, Lesnická a dřevařská fakulta MZLU Brno, Moravské muzeum Brno, Severočeské muzeum Liberec a Agronomická fakulta ČZU Praha.

Koordinujícím pracovištěm od zrodu projektu po současnou dobu je Botanický ústav AV ČR Průhonice. Dosud vydaných sedm svazků zahrnuje zpracování 154 čeledí, 785 rodů a 2576 číslovaných druhů, přičemž většina druhů je také originálně zobrazena na 838 celostránkových tabulí.

Kompendium vydává ACADEMIA, nakladatelství Akademie věd ČR. Všechny dosud vydané svazky lze zakoupit nebo objednat v knihkupectví nakladatelství Academia, Václavské náměstí 34, 110 00 Praha 1 (1. patro) – tel. 224223511, fax 224223520, nebo v dalších dvou prodejnách v Praze či v prodejně v Brně.

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.

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. (2004): Identification of suitable unoccupied habitats in metapopulation studies using co-occurrence of species. – Oikos 105: 408–414.

Münzbergová, Z. (2004): Effect of spatial scale on factors limiting species distributions in dry grassland fragments. – J. Ecol. 92: 854–867.

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.

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).