Oddělení funkční ekologie

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace ׀ Web oddělení

 

Výzkumná témata

  • Život rostlin na horní hranici jejich rozšíření (Západní Himálaj, Equadorské Andy)
  • Funkční vlastnosti rostlin druhově bohatých luk
  • Dendrochronologie a vliv klimatických změn na růst dřevin
  • Funkční ostrovní biogeografie
  • Polinační systémy

 

Vybrané výsledky z posledních let

1/ Dynamika růstu a reprodukce alpinských rostlin v oteplujícím se světě

Oteplování klimatu má vliv na růst a přežívaní horských rostlin. V Tatrách vytváří šťovík alpský v důsledku oteplování třikrát delší oddenky a dvakrát více listů než před 40 lety. Vysoké letní teploty ovšem vedou k nedostatku vody v hustých porostech a zvýšené konkurenci. Výsledky výzkumu v Himálaji naznačují, že reakce vyvolané oteplováním budou stanovištně specifické, proměnlivé v čase a prostoru a budou záležet na fyziologické toleranci druhů ke klimatickým změnám.

  • Doležal J., Kurnotová M., Šťastná P. & Klimešová J. 2020. Alpine plant growth and reproduction dynamics in a warmer world. New Phytologist 228: 1295-1305. Doi: 10.1111/nph.16790.
  • Liancourt P., Song X., Macek M., Šantrůček J. & Doležal J. 2020. Plant’s-eye view of temperature governs elevational distributions. Global Change Biology 26: 4094-4103. Doi: 10.1111/gcb.15129.

 Lokalita šťovíku alpskéhoail přírůstků oddenku šťovíku alpského
Ilustrace monodominantních lokalit štovíku alpského v Nízkých Tatrách na Slovensku, ve střední Evropě, s podzemním systémem oddenků a měřenými růstovými parametry: roční délka segmentu, jizvy po listech a květenství.

 

2/ Vztah mezi stabilitou a diverzitou rostlinných společenstev

Pochopení toho, jak rozmanitost ovlivňuje stabilitu ekosystému, je zásadní pro predikci důsledků pokračujícího úbytku stanovišť a biologické rozmanitosti na celkové fungovaní ekosystémů. Dlouhodobá stabilita produktivity v rostlinných společenstvích je často spojena s většími druhovou bohatostí, fylogenetickou nebo funkční rozmanitostí, nebo vyšší asynchronicitou fluktuací četností jednotlivých druhů (kompenzační dynamika), což vše potenciálně zvyšuje odolnost společenstva vůči narušení. Relativní význam těchto stabilizačních mechanizmů je však nedostatečně probádán. Analýza dlouhodobých časových řad o primární produkci rostlinné biomasy z různých biomů a stanovišť, ukázala, že stabilita, měřená jako časová stabilita celkové produkce, byla silněji spojena se stupněm synchronizace než s druhovou bohatostí (Valencia et al., 2020a, Valencia et al. 2020b, Dolezal et al. 2020). Tyto výsledky zdůrazňují význam biotických faktorů pro stabilitu ekosystému s potenciálem dalších environmentálních faktorů změnit složité vztahy mezi druhovou bohatostí, synchronizací a stabilitou. Zvažování těchto různých faktorů stability je zásadní pro definování potenciálu spolešenstev zůstat stabilní v kontextu globálních změn.

  • Valencia E., de Bello F., Lepš J., Galland T., E-Vojtko A., Conti L., Danihelka J., Dengler J., Eldridge D. J., Estiarte M., García-González R., Garnier E., Gómez D., Harrison S., Herben T., Ibáñez R., Jentsch A., Juergens N., Kertész M., Klumpp K., Louault F., Marrs R. H., Ónodi G., Pakeman R. J., Pärtel M., Peco B., Peñuelas J., Rueda M., Schmidt W., Schmiedel U., Schuetz M., Skálová H., Šmilauer P., Šmilauerová M., Smit C., Song M.-H., Stock M., Val J., Vandvik V., Wesche K., Woodcock B. A., Young T. P., Yu F.-H., Zobel M. & Götzenberger L. 2020. Directional trends in species composition over time can lead to a widespread overemphasis of year-to-year asynchrony. Journal of Vegetation Science 31: 792-802.

  • Valencia E., de Bello F., Galland T., Adler P., Lepš J., E-Vojtko A., van Klink R., Carmona C. P., Danihelka J., Dengler J., Eldridge D. J., Estiarte M., García-González R., Garnier E., Gómez-García D., Harrison S. P., Herben T., Ibáñez R., Jentsch A., Juergens N., Kertész M., Klumpp K., Louault F., Marrs R. H., Ogaya R., Ónodi G., Pakeman R. J., Pardo I., Pärtel M., Peco B., Peñuelas J., Pywell R. F., Rueda M., Schmidt W., Schmiedel U., Schuetz M., Skálová H., Šmilauer P., Šmilauerová M., Smit C., Song M.-H., Stock M., Val J., Vandvik V., Ward D., Wesche K., Wiser S. K., Woodcock B. A., Young T. P., Yu F.-H, Zobel M. & Götzenberger L. 2020. Synchrony matters more than species richness in plant community stability at a global scale. Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America 117: 24345-24351.

  • Doležal J., Fibich P., Altman J., Lepš J., Uemura S., Takahashi K. & Hara H. 2020. Determinants of ecosystem stability in a diverse temperate forest. Oikos 129: 1692-1703.

 Strukturální modelování ukazující přímé a nepřímé účinky více abiotických a biotických faktorů na stabilitu
Strukturální modelování ukazující přímé a nepřímé účinky více abiotických a biotických faktorů na stabilitu v 79 souborech dat (Valencia et al. 2020a).

 

3/ Růstové odpovědi stromů na globální změny a vylepšení dendrochronologických technik

Stanovení dlouhodobých časoprostorových odpovědí růstu je zásadní pro pochopení dynamiky lesů a jejich reakci na globální změny. Nicméně stále se ví poměrně málo o tom, jak změny klimatu ovlivňují lesní ekosystémy podél gradientu nadmořské výšky a jaký má toto dopad na interakci mezi různými druhy. Letokruhovou analýzou jsme zjišťovali klimatu na růst listnáče (Quercus mongolica) a jehličnanu (Abies koreana) podél 800m výškového gradientu na ostrově Jeju v Jižní Koreji (Altman et al. 2020). Nedávné oteplování pozitivně ovlivňovalo růst dubu, zatímco růst jedle byl negativně ovlivněn vysokými teplotami.

Ke standardizaci metodických přístupů k rekonstrukci narušení s využitím letokruhů, a tím umožnění srovnání mezi různými studiemi a regiony, poskytuje Altman (2020) komplexní přehled těchto technik. Kromě toho předkládá metodického průvodce pro interdisciplinární studie a stanovuje několik možných budoucích využití.

Nakonec jsme se zaměřili na přesné vymezení mezi jarním a letním dřevem (Samusevich et al. 2020). Navrhovaná metodika je univerzální a může pomoci za určitých podmínek kalibrovat kritéria pro vymezení jarního a letního dřeva.

  • Altman J. (2020) Tree-ring-based disturbance reconstruction in interdisciplinary research: Current state and future directions. Dendrochronologia 63: 125733.
  • Altman J., Treydte K., Pejcha V., Cerny T., Petrik P., Srutek M., Song J.S., Trouet V. & Dolezal J. (2020) Tree growth response to recent warming of two endemic species in Northeast Asia. Climatic Change 162: 1345-1364.
  • Samusevicha A., Lexa M., Vejpustková M., Altman J. & Zeidler A. (2020) Comparison of methods for the demarcation between earlywood and latewood in tree rings of Norway spruce. Dendrochronologia 60: 125686.

Hlavní vědecké obory s velkým potenciálem pro využití letokruhů jako informace o historii disturbance.

Hlavní vědecké obory s velkým potenciálem pro využití letokruhů jako informace o historii disturbance.

 

4/ Ekologie obnovy narušených stanovišt

Testovali jsme vliv krajinných parametrů, jako je krajinný pokryv okolí zarůstajícího místa, a abiotického prostředí (makroklima, substrát) na vývoj vegetace v průběhu sukcese. Ukázalo se, že i když všechny tyto faktory vývoj vegetace ovlivňují, abiotické faktory mají větší vliv. Tradiční dělení na primární a sekundární sukcesi mělo na vývoj vegetace jen malý vliv (Vítovcová et al. 2020). Výzkum cíleně zalesněných a spontánně zarostlých pískoven ukázal, že i když má průběh sukcese podobný průběh v obou typech stanovišť, tak ve spontánně zarostlých pískovnách se nachází z přírodního hlediska cennější stanoviště (Šebelíková et al. 2020). Aby ale tyto cenné a druhově bohaté písčité stanoviště nedegradovali, je potřeba je pravidelně narušovat (Řehounková et al. 2020a). Význam narušených a spontánně zarůstajících ploch pro biodiverzitu potvrdila i studie Řehounková et al. (2020b), která ukázala, že 14% ohrožených druhů České Republiky se vyskytuje právě na narušených stanovištích.

  • Vítovcová K., Tichý L., Řehounková K. & Prach K. (2020) Which landscape and abiotic site factors influence vegetation succession across seres at a country scale? Journal of Vegetation Science, doi: 10.1111/jvs.12950
  • Řehounková K., Jongepierová I., Šebelíková L., Vítovcová K. & Prach K. (in press) Topsoil removal in degraded open sandy grasslands: can we restore threatened vegetation fast? Restoration Ecology, doi: 10.1111/rec.13188
  • Řehounková K., Vítovcová K. & Prach K. (2020) Threatened vascular plant species in spontaneously revegetated post-mining sites. Restoration Ecology, 28, 679–686.

Těžbou narušená krajina v okolí města Sokolov, SZ České republiky
Těžbou narušená krajina v okolí města Sokolov, SZ České republiky