Témy doktorandského štúdia

Centrum biológie rastlín a biodiverzity SAV

Názov témy
Vpylv časopriestorového vývoja lesných fragmentov na diverzitu rôznych lesných biotopov
Program DŠ
botanika
Meno školiteľa
Mgr. Mária Šibíková, PhD. ()
Prijímajúca škola
Prírodovedecká fakulta UK
Stručná anotácia
Fragmentácia lesa je rozdelenie lesnej plochy na menšie, izolované plochy/fragmenty, čo má negatívne následky pre väčšinu pôvodnej lesnej bioty. Dôvody fragmentácie lesov sú rôzne, v minulosti najmä potreba poľnohospodárskej pôdy a pasienkov, nedávno budovanie novej infraštruktúry, regulácie riek a výstavba malých priehrad. Fragmentácia znižuje celkovú plochu lesa, čo môže viesť k vyhynutiu niektorých druhov. Fragmentácia na miestnej úrovni je dynamický proces, v ktorom sa biotopy postupne zmenšujú na menšie plochy, ktoré sú čoraz viac izolované a čoraz viac ovplyvňované okrajovými efektmi. Fragmentácia na miestnej úrovni je dynamický proces, v ktorom sa biotopy postupne zmenšujú na menšie plochy, ktoré sú čoraz viac izolované a čoraz viac ovplyvňované okrajovými efektmi. Tieto zmeny priestorovej štruktúry spôsobujú zmeny v zložení spoločenstva vo zvyšných fragmentoch. Fragmenty v antropogénne zmenených lesoch sú zvyčajne obklopené matricou s nízkou biomasou a štrukturálnou zložitosťou, ako sú pastviny, polia alebo mladé sekundárne lesné porasty. Krajinné faktory, ako je podiel lesných biotopov v krajine, rôzne veľkosti fragmentov, tvar fragmentov a stupeň izolácie fragmentov sú hlavnými faktormi znižujúcimi biodiverzitu lesa. Všetky tieto zmeny môžu zvýšiť zraniteľnosť fragmentov voči vonkajším vplyvom, vrátane posunov v zložení druhov rastlín, biologických invázií a poklesu typických populácií lesných druhov. Tieto zmeny bývajú zreteľnejšie v menších fragmentoch, ktoré sú viac ovplyvňované okrajovým efektom kvôli ich vyššiemu pomeru okraja a vnútorného priestoru, a pretože podporujú menšie populácie ako väčšie fragmenty. Mnoho štúdií sa sústredilo na vysvetlenie toho, ako fragmentácia lesných ekosystémov ovplyvňuje rozmanitosť lesných druhov, zloženie druhov s rôznymi životnými stratégiami a druhy z rôznych funkčných skupín. Niektoré tvrdia, že účinok fragmentácie biotopov na diverzitu rastlín je lineárne záporný, pozitívny alebo nelineárne záporný. Z vyššie uvedených faktov je zrejmé, že skutočný vplyv fragmentácie na lesné ekosystémy nie je dostatočne preskúmaný. Naším cieľom je pridať syntaxonomický uhol pohľadu do analýz fragmentačných efektov. Základný počet druhov nedokáže efekty adekvátne presne vysvetliť, preto budeme brať do úvahy druhy na základe ich viazanosti na jednotlivé lesné spoločenstvo a preskúmame výskyt daných lesných druhov oproti inváznym druhom alebo druhom, ktoré patria syntaxonomicky k iným rastlinným jednotkám. Najnovšie metódy diaľkového prieskumu zeme by sa mohli v súčasnosti použiť na lepší opis fragmentov lesov a ich časopriestorových zmien.

Predpokladáme, že

súčasnú druhovú diverzitu a úroveň invadovanosti rôznych lesných biotopov možno vysvetliť časopriestorovým vývojom ich územia a ich fragmentáciou v priebehu času,
efekt fragmentácie sa medzi jednotlivými typmi lesných biotopov líši v závislosti od ich geografického rozšírenia (nadmorská výška), stavu životného prostredia (extrémne verzus mezofilné porasty) a hospodárenia (pôvodné lesy verzus plantáže).

Navrhované metodické postupy: Vybrané budú fragmenty lesov rôznych typov biotopov, plôch a tvarov. Pomocou techník diaľkového prieskumu zeme budú vybrané aj fragmenty so stabilnou plochou a fragmenty s variabilnou plochou a vývojom tvaru. Vo vybraných fragmentoch budú zaznamenávané fytosociologické zápisy na transektoch spolu so záznamami celkového zoznamu druhov. Údaje o časopriestorovom rozšírení vybraných fragmentov lesa budú získavané pomocou softvéru NaturaSat vyvinutého na Botanickom ústave v rámci projektu podporovaného Európskou vesmírnou agentúrou. Rozšírenie bude získavané zo skutočných a starších satelitných snímok Sentinel-2, satelitných a historických máp. Vytvorené budú časové rady priestorových charakteristík za posledných 30 rokov. Softvér NaturaSat bude použitý na výpočet indexov fragmentácie ako indexu tvaru (Shape index, Core area) a indexov opisujúcich diverzitu lesov (RHL hodnoty). Tieto indexy budú použité ako vysvetľujúce premenné pre najnovšie vegetačné údaje, výskyt nepôvodných a diagnostických druhov v regresných modeloch (GLM, GLMM, beta-regression).