Název příjemce: Botanický ústav AV ČR, v.v.i.
Název projektu: Biotické ohrožení památek zahradního umění: řasy, sinice a invazní rostliny
Číslo projektu: DG16P02M041
Program na podporu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje národní a kulturní identity na léta 2016 až 2022 (NAKI II)
Nmap – Specializovaná mapa s odborným obsahem („Rozšíření invazních rostlin a ohrožení památek zahradního umění“)
Obsah:
I) Cíl výsledku
Výsledek „Specializovaná mapa s odborným obsahem“ realizoval původní výsledky výzkumu a vývoje, které byly uskutečněny autorským týmem projektu NAKI II a zaměstnanců BÚ, jejichž zapojení bylo nezbytné. Předložená specializovaná mapa s odborným obsahem je syntézou historického mapování (Jehlík a Lhotská 1970) a získaných dat během projektu. Kromě syntézy zahrnuje i analýzu šíření a přežívaní invazního druhu Telekia speciosa (kolotočník ozdobný).
Výsledek se týká etapy č. 2. – Syntéza historických a inventarizačních dat.
II) Popis výsledku
Telekia speciosa je řazena mezi významné invazní druhy Evropy (Belgie: alienplantsbelgium.be/content/telekia-speciosa; Verloove 2002; 2006; Rakousko a Německo: Jäger 1976; Nehring et al. 2013; GABLIS 2019; Polsko : Zając a Zając 2009; Česká republika: Pergl et al. 2016a). V České republice je druh rozšířen v několika izolovaných oblastech (Orlické hory, Krušné hory, Beskydy, Šumava) a v několika zámeckých parcích (Kopecký 1977; Dostálek 1998; Smolová et al. 2010; Kubů 2016; AOPK ČR 2019). Jedná se o druh, který byl na území České republiky zavlečen v roce 1820 a krátce poté již byl zaznamenán z volné přírody (Pyšek et al. 2012). Kolotočník je často pěstovaný jako okrasná rostlina v soukromých zahradách (Pergl et al. 2016b), které však slouží jako zdroje pro další šíření podél řek a cest.
Kolotočník jsme studovali v zámeckém / dendrologickém parku zámku v Průhonicích (250 ha). Park byl založen v roce 1885 v povodí potoka Botič a jeho přítoků, Dobřejovického a Zdiměřického potoka. Hospodaření v parku zahrnuje méně intenzivní sekání luk na seno, lesnické zásahy a příležitostné použití herbicidů zejména na Alpinu a podél cest (např. z důvodu potlačení křídlatek). Kolotočník není v parku likvidován z důvodů jeho ozdobné funkce a kvůli pozitivnímu hodnocení návštěvníky (J. Šmída, ředitel parku, osobní sdělení).
První zpráva o pěstování T. speciosa v Průhonickém parku pochází z Registru dendrologické společnosti (v české Matriční knize Dendrologické společnosti, Jehlík a Lhotská 1970). Kolotočník je uveden v seznamu druhů Alpina z let 1936–1940 (Tyller 1990) jako záměrně pěstovaný. Později byl však již zaznamenán jako zplanělý (Domin 1943). Kolotočník se také vyskytoval v širším okolí parku (Lhotská 1988). Druh byl také záměrně rozšiřován výsevem do sousedních vesnic (např. v roce 1958 do údolí potoka v Dobřejovicích; Tyller 1990).
Údaje o výskytu kolotočníku v letech 1965–1967 (dále jen historické záznamy) vycházejí z mapování Vladimíra Jehlíka v parku a jeho okolí. Historická pozorování rozšíření byla digitalizována v ArcGIS 10.1 (ESRI 2012) z publikace Jehlík a Lhotská (1970). Aktuální mapování rozšíření kolotočníku (dále současné rozšíření) bylo provedeno v letech 2017–2018. Samotné terénní mapování bylo provedeno prostřednictvím Collectoru pro ArcGIS (ESRI 2017) na iPadu a iPhonu s leteckými ortofotomapami jako podkladem. Sbíraly se také údaje o počtu kvetoucích jedinců na místě, reprodukčním stavu (tj. sterilní vs. kvetoucí jedinci) a managementu (nesekané, sekané). Izolované výskyty (cca pod 4 m2) byly mapovány jednotlivě jako body, větší a husté porosty byly zaznamenávány jako polygony s informacemi o pokryvnosti. Současné využití území a struktura cestní sítě byly převzaty z interních map parku a online mapových zdrojů na geoportal.gov.cz. Mapa využití území pro historické záznamy byla získána z klasifikované ortofotografie z roku 1953 získané z CENIA (kontaminace.cenia.cz).
Data o rozšíření byla transformována na body, které byly dále využity pro vytvoření vrstev historické a současné hustoty rozšíření kolotočníku („kernel density“, velikost buněk 10 m, poloměr 100 m). Z map využití krajiny byla vytvořena tzv. okrajová zóna (10 m) pro každý typ (cesta, louka, les, vodní plocha, stavba).
Studovali jsme jak perzistenci (vytrvání na lokalitě), tak i vliv struktury krajiny na rozšiřování kolotočníku. Údaje o perzistenci historických lokalit byly analyzovány klasifikačními stromy. Jako přeživší lokality byly klasifikovány ty, které se vyskytovaly během současného mapování ve vzdálenosti do 20 m. Vliv krajinné struktury byl analyzován pomocí regresních stromů s hustotou současného rozšíření jako závislou proměnnou. Výpočty byly provedeny v programech CART 8.0 a R 3.0.2 (R Development Core Team 2017).
Výsledky
Historické záznamy udávaly 136 lokalit kolotočníku v parku (obr. 1). Z toho 45 bylo klasifikováno jako vymizelých a 91 jako přeživších. Klasifikační strom pro perzistenci (obr. 2) má pět koncových nódů. Proměnné obsažené ve stromu jsou vzdálenost k nejbližšímu sousedovi, přítomnost lesa a hustota populace. Izolované lokality (> 120 m), které nejsou v těsné blízkosti lesa, mají vyšší pravděpodobnost vymizení (např. nódy 1 a 5). Lokality s vysokou hustotou kolotočníku nebo střední vzdáleností k sousedům naopak přežívají (např. nódy 3 a 4). Výskyty kolotočníku, které jsou charakterizovány nízkou hustotou a jsou blízké jiným populacím, mají tendenci zaniknout. Studií nebyl zjištěn žádný významný vliv krajinných struktur, jako je přítomnost vodních ploch nebo cest, na šíření druhu.
Během současného mapování jsme našli 549 izolovaných výskytů kolotočníku (obr. 3). 381 z nich bylo mimo plochy historických výskytů. Velikost lokalit se pohybuje od jedné rostliny po 10 m2. 252 výskytů obsahovalo pouze jednu rostlinu. Hustota (abundance) zahrnovala 83 výskytů s abundancí do 20 % a 21 výskytů nad 75 %. Regresní strom (obr. 4) ukázal, že hustota kolotočníku v současném mapování byla negativně spojena se vzdáleností od historických lokalit (tj. nód 6, průměr 471,9). V lokalitách blízkých historickým výskytům bylo současné rozšíření vyšší v sousedství vodních ploch nebo na loukách (tj. nód 4 a 5, tj. 1241,9 a 963,3). Nody 1, 2 a 5 označují interakci mezi vzdáleností ke zdrojovým populacím a jejich hustotou.
Obr. 1. Rozšíření druhu Telekia speciosa z historických podkladů (Jehlík a Lhotská 1970) se znázorněním perzistence do 2017–2018. Jako podklad je použito aktuální využití krajiny.
Obr. 2. Klasifikační strom pro perzistenci z historických údajů. Jako přeživší lokality byly klasifikovány ty, které se vyskytovaly během současného mapování ve vzdálenosti do 20 m. Lesní porosty odpovídají výskytům v lese a ve vzdálenosti do 10 m od okraje lesa. Historická hustota odpovídá hodnotám vypočítané hustoty (velikost buňky 10 m, poloměr 100 m).
Obr. 3. Mapa současného rozšíření Telekia speciosa v Průhonickém parku. Hustota historických výskytů je znázorněna na pozadí mapy.
Obr. 4. Regresní strom pro současné rozšíření kolotočníku ozdobného v Průhonickém parku. Vodní plocha odpovídá výskytům ve vzdálenosti do 10 m od břehu. Výskyty na loukách odpovídají výskytům na otevřených plochách a ve vzdálenosti do 10 m od jejich okraje. Historická hustota odpovídá hodnotám vypočítané hustoty (velikost buňky 10 m, poloměr 100 m).
III) využití výsledku
Data jsou využitelná pro návrhy managementu v případě, že dojde ke změně názoru na výskyt kolotočníku v parku. Dále data ukazují, že druh vykazuje velmi vysokou invazní schopnost. Modely dále identifikují místa náchylná na invazi kolotočníkem.
IV) seznam použité literatury
AOPK ČR (2019) https://portal.nature.cz/
Domin K (1943) Několik zajímavých adventivních rostlin z Průhonic. Věda Přírodní, Praha 22: 73-74
Dostálek J (1998) Změny v rozšíření synantropních rostlin podél silnic na území Orlických hor a jejich předhůří. Acta Musei Richnoviensis, Sect. natur. 5: 49-55
ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2012) ArcGIS Release 10.1. Redlands, CA
ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2017) Collector for ArcGIS. Redlands, CA
GABLIS (2019): https://gd.eppo.int/reporting/article-2713
Jäger EJ (1976) Areal und Ausbreitungsgeschichte des Neophyten Telekia speciosa (Schreb.) Baumg. Mitteilungen zur floristischen Kartierung Halle 2(2): 40-44
Jehlík V, Lhotská M (1970) Příspěvek k rozšíření a karpobiologii některých synantropních rostlin z Průhonického parku a z údolí Botiče. In: Slavík B (ed), Některé fytogeografické a fytocenologické problémy Československa. Studie ČSAV 7, Academia, Praha, pp 45-95
Kopecký K (1977) Vývoj synantropní flóry. In: Roček Z (ed), Příroda Orlických hor a Podorlicka. Muzeum Orlických hor, SZN Praha, pp 403-426
Kubů L (2016) Lze z fytocenologických dat rozpoznat příčiny invaze kolotočníku ozdobného (Telekia speciosa, Asteraceae) v Orlických horách?. Bakalářská práce, Univerzita Hradec Králové, 41 pp
Lhotská M (1988) Příspěvek k rozšíření synantropních druhů v Průhonickém parku a Průhonicích. Bohemia centralis, Praha 17: 21-27
Nehring S, Lauterbach D, Seitz B, Kowarik I, von der Lippe M, Hussner A, Alberternst B, Starfinger U, Essl F, Nawrath S, Isermann M (2013) Steckbriefe. In: Nehring S, Kowarik I, Rabitsch W, Essl F (eds), Naturschutzfachliche Invasivitätsbewertungen für in Deutschland wild lebende gebietsfremde Gefäßpflanzen. BfN-Skripten 352, Bonn, pp 35-202
Pergl J, Sádlo J, Petrusek A, Laštůvka Z, Musil J, Perglová I, Šanda R, Šefrová H, Šíma J, Vohralík V, Pyšek P (2016a) Black, Grey and Watch Lists of alien species in the Czech Republic based on environmental impacts and management strategy. NeoBiota 28: 1-37
Pergl J, Sádlo J, Petřík P, Danihelka J, Chrtek J Jr, Hejda M, Moravcová L, Perglová I, Štajerová K, Pyšek P (2016b) Dark side of the fence: ornamental plants as a source for spontaneous flora of the Czech Republic. Preslia 88: 163-184
Pyšek P, Danihelka J, Sádlo J, Chrtek J, Chytrý M, Jarošík V, Kaplan Z, Krahulec F, Moravcová L, Pergl J, Štajerová K, Tichý L (2012) Catalogue of alien plants of the Czech Republic (2nd edition): checklist update, taxonomic diversity and invasion patterns. Preslia 84: 155-255
R Development Core Team (2017) R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria
Smolová J, Zeidler M, Gerža M (2010) Výskyt invazních druhů rostlin a jejich ekologické nároky v povodí Říčky (CHKO Orlické hory). In: Tuf IH, Kostkan V (eds), Výzkum v ochraně přírody. Sborník z 1. konference ochrany přírody v ČR. Příroda, Praha 27: 193-204
Tyller Z (1990) Bylinné patro v Průhonickém parku. Acta Pruhoniciana 58: 121-160
Verloove F (2002) Ingeburgerde Plantensoorten in Vlaanderen. Mededeling van het Instituut voor Natuurbehoud n° 20, 227 pp
Verloove F (2006) Telekia speciosa. In: Van Landuyt W, Hoste I, Vanhecke L, Van den Bremt P, Vercruysse W, De Beer D (eds), Atlas van de flora van Vlaanderen en het Brussels gewest. Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek, Nationale Plantentuin van België en Flo.Wer, pp 870-871
Zając M, Zając A (2009) Apophytes as invasive plants in the vegetation of Poland. Biodiversity: Research and Conservation 15: 35-40
V) seznam publikací
Jan Pergl, Petr Petřík, Richard Fleischhans, Martin Adámek & Josef Brůna: Telekia speciosa in human made environment: Spread and persistence, two sides of the same coin. submitováno 7.8.2019 do časopisu BioInvasion Records. (priloženo pdf)
VI) zveřejnění dat
Data o rozšíření a využití území jsou dostupná na www.ibot.cas.cz/invasions/data/naki
Historická zdigitalizovaná data se zveřejněním perzistence:
http://www.ibot.cas.cz/invasions/data/naki/Mapa_historické_MK_ZM10_web.pdf
Současné rozšíření druhu T. speciosa s odlišením perzistujících a nových výskytů:
http://www.ibot.cas.cz/invasions/data/naki/Mapa_současné_MK_ZM10_web.pdf
Podkladová georeferencovaná data:
http://www.ibot.cas.cz/invasions/data/naki/Telekia_body_landuse.xlsx