Jistě jste si v přírodě všimli, že výskyt rostlin není zcela náhodný, ale že jsou vázány na určitá místa, na kterých se nacházejí pro ně vhodné nebo alespoň přijatelné podmínky prostředí. Např. určité druhy jsou přizpůsobeny na růst v zástinu, jiné na prudkém slunci, další zase v trvale zamokřené půdě. Druhy, které vyhledávají podobné podmínky prostředí, mají tendenci růst pospolu a vytvářet tak skupiny, kterým se říká rostlinná společenstva.
Rostlinnými společenstvy se přímo zabývá nauka zvaná fytocenologie. Ta je klasifikuje, tj. popisuje a třídí do hierarchického systému. Každé rostlinné společenstvo má vlastní latinské jméno, které je často odvozeno od dominantního nebo charakteristického druhu a koncovky, naznačující hierarchickou úroveň (např. sestupně třída Querco-Fagetea, řád Fagetalia, svaz Carpinion betuli, asociace Carici pilosae-Carpinetum betuli).
Tato jedinečná jména rostlinných společenstev usnadňují komunikaci mezi odborníky a umožňují tak např. jednoduše popsat vegetaci určitého chráněného území (Michalcová 2010). Výskyt určité kombinace druhů může sloužit také jako bioindikátor, díky kterému můžeme odhadnout abiotické podmínky prostředí, které nejsou na první pohled patrné, jako jsou např. střídavě vlhké půdy u vegetace svazu Molinion caerulae (střídavě vlhké bezkolencové louky; Chytrý et al. 2007).
Jak se klasifikace vegetace provádí v praxi? Zpravidla probíhá v několika základních krocích:
1) vybere se místo s určitou vegetací,
2) zapíše se fytocenologický snímek,
3) údaje se zadají do databáze Turboveg,
4) snímky se klasifikují pomocí expertního systému.
Představte si vegetaci jako ohromný souvislý plášť, který pokrývá krajinu. Abychom mohli charakterizovat určité typy vegetace, musíme z tohoto „pláště“ vybrat jen určité menší výseky a zaznamentat tak jen „vzorek“ vegetace. Poměrně dost záleží na tom, kde zrovna vegetaci v terénu zaznamenáme. Nejčastějším způsobem výběru místa je tzv. výběr preferenční, kdy vybereme místo, které se nám z nějakého důvodu líbí (např. blízkost cesty nebo sídla, velké množství druhů nebo výskyt ohrožených druhů). Tento přístup ale z vědeckého hlediska není příliš vhodný, protože může nadhodnotit výskyt vzácných druhů nebo celkovou druhovou rozmanitost (Michalcová et al. 2011). O něco lepší přístup je pečlivě naplánovat rozmístění zkoumaných ploch – tj. připravit design sběru dat. Snímky tak mohou být umístěny např. v transektu (linii), mřížce, nebo v tzv. stratu (tj. soubor všech míst, která mají podobné podmínky prostředí). K naplánování rozmístění snímků je ideálním nástrojem Geografický Informační Systém (GIS; Michalcová & Hájek 2012).
Jakmile máme vybrané vhodné místo, můžeme začít se zápisem fytocenologického snímku. Ten se zpravidla dělá tak, že se vymezí plocha o určité velikosti (většinou 4–16 m2 pro nelesní, 100–400 m2 pro lesní vegetaci). Na této ploše se pak zaznamenají všechny druhy včetně patra, do kterého zasahují (mechové, bylinné, keřové nebo stromové) a odhadne se pokryvnost, kterou v daném patře zaujímají. Kromě toho se zaznamenají i další údaje, které pak tvoří tzv. hlavičková data snímku – tj. např. autor zápisu, datum zápisu, pokryvnosti jednotlivých pater, lokalita nebo souřadnice, případně se odebere vzorek půdy pro analýzu pH nebo půdních prvků nebo se vyfotí zástin stromovým patrem (Michalcová 2010).
Tyto zápisy se pak zadají do databáze. Nejen u nás, ale i ve zbytku Evropy, se nejčastěji využívá databázový program Turboveg, který vytvořil Nizozemec Stephan Hennekens (Hennekens & Schaminée 2001). Na Ústavu botaniky a zoologie Masarykovy univerzity je v této databázi uloženo více než 100 tisíc snímků v tzv. České Národní Fytocenologické Databázi, jejíž současnou správkyní je Dana Michalcová (ČNFD, Chytrý & Rafajová 2003). U jejího zrodu stáli v roce 1996 Milan Chytrý z Ústavu botaniky a zoologie MU, britský fytocenolog John Rodwell a již zmíněný Stephan Hennekens. Tato databáze obsahuje snímky zapsané již roku 1922 a na jejím vzniku se podílelo téměř 500 botaniků z celé České republiky (Michalcová 2010).
Posledním krokem při klasifikaci snímků je jejich export do programu s názvem Juice, jehož tvůrcem je Lubomír Tichý (Tichý 2002), a vlastní klasifikace pomocí expertního systému. Tento program umožňuje ve spojení s dalšími aplikacemi nejen klasifikaci vegetace, ale také řadu analýz, jako je např. zjišťovaní hlavních příčin druhového složení nebo výpočet druhové rozmanitosti.
Expertní systém, který slouží k automatickému přiřazování snímků do asociací (tj. vegetačních jednotek na nižší hierarchické úrovni), je v současné době již plně funkční a zdarma dostupný na stránkách Ústavu botaniky a zoologie. Každý přiřazený snímek dostane kód, který je zkratkou pro určitou asociaci (např. LBB03 představuje asociaci Carici pilosae-Carpinetum betuli nebo-li karpatské dubohabřiny).
- Klasifikace snímků pomocí expertního systému v programu Juice
- Ukázka fytocenologické tabulky v programu Juice. Řádky představují seznam druhů a pater, sloupce snímky, hodnoty prezenci / absenci druhu. Kódy nahoře značí asociace klasifikované pomocí expertního systému. Vpravo je náhled jednoho snímku.
____________________________
Popis vegetační jednotky najdete v jednom ze tří dílů Vegetace České republiky. Zatím je zpracována vegetace travinná, keříčková, ruderální, plevelová, skalní, suťová, vodní a mokřadní (Chytrý et al. 2007, 2009, 2011; poslední čtvrtý díl o vegetaci lesní a křovinné se připravuje). Každá vegetační jednotka je v této publikaci popsána – tj. její struktura, druhové složení, stanoviště, dynamika, management, rozšíření, variabilita, hospodářský význam a ohrožení. Kromě toho je doplněna mapkami rozšíření a ilustračními fotografiemi, které lze zhlédnout také na stránkách Botanické fotogalerie. Zkrácená verze je dostupná také on-line.
Kromě druhového složení vegetace nás může zajímat také její diverzita (tj. druhová rozmanitost). Nejjednodušším způsobem, jak ji zjistit, je přímo spočítat počet druhů na určité ploše. Kromě toho se ale používají různé indexy (např. Shannonův index), které berou v úvahu nejen prostý počet druhů, ale přihlížejí také k tomu, zda všechny druhy mají přibližně stejnou pokryvnost, nebo zda některý z nich tvoří významnou dominantu. Otázkou je, na jak velké ploše máme druhy spočítat. Jestliže je plocha malá (v řádu metrů až desítek metrů čtverečních), mluvíme o tzv. alfa-diverzitě. Přesuneme-li se na škálu, která představuje krajinné měřítko (tj. v řádu kilometrů čtverečních), hovoříme o tzv. gama-diverzitě. Kromě toho se často hodnotí také tzv. beta-diverzita, která popisuje, jak rychle se mění druhové složení. Příkladem krajiny, která má velkou alfa diverzitu (tj. hodně druhů na jednom místě), ale přitom malou beta-diverzitu (tj. při procházení krajiny se setkáváte stále s těmi samými druhy), jsou CHKO Bílé Karpaty. Naopak, krajinou, která má malou alfa diverzitu, ale velkou beta diverzitu je CHKO Pálava. Jestliže procházíte touto krajinou, na jednom místě sice najdete relativně málo druhů, zato se druhy často obměňují (Michalcová et al., nepublikovaný manuskript). Rostlinná diverzita se samozřejmě zkoumá také v rámci různých vegetačních typů. Mezi druhově nejbohatší patří např. suché trávníky nebo vegetace střídavě vlhkých luk. Naopak druhově nejchudší vegetační typy jsou např. vodní vegetace, vegetace obnažených den nebo vegetace skal a sutí.
Příklad fytocenologického snímku v lesní vegetaci:
Kanice (okr. Brno-venkov): 1,3 km SZ od školy (49°16’25.3″N, 16°41’59.5″E), 23.7.2005, Dana Michalcová. Plocha snímku 200 m2, nadm. výška 380 m n. m., orientace JJZ, sklon 14°, E3: 80 %, E2: 3 %, E1: 3 %, E0: 1 %.
E3: Fagus sylvatica 4, Quercus petraea 2b; E2: Fagus sylvatica 1; E1: Acer campestre +, Acer platanoides r, Acer pseudoplatanus +, Anemone ranunculoides +, Carex digitata r, Carex pilosa +, Convallaria majalis +, Dentaria bulbifera r, Fagus sylvatica +, Galium odoratum 1, Hepatica nobilis +, Lathyrus vernus +, Luzula luzuloides +, Melica uniflora +, Picea abies +, Populus tremula +, Populus ×canadensis +, Prunus sp. +, Pulmonaria officinalis +, Quercus petraea +, Viola reichenbachiana +; E0: Atrichum undulatum +, Brachythecium velutinum +, Fissidens taxifolius +, Plagiothecium succulentum +, Pohlia nutans +.
Literatura:
- Hennekens S. & Schaminée J. (2001): Turboveg, a comprehensive database management system for vegetation data. Journal of Vegetation Science, 12: 589–591.
- Chytrý M. & Rafajová M. (2003): Czech national phytosociological database: basic statistics of the available vegetation plot-data. Preslia, 75(1): 1–15.
- Chytrý M. [ed.], Kočí M., Šumberová K., Sádlo J., Krahulec F., Hájková P., Hájek M., Hofman A., Blažková D., Kučera T., Novák J., Řezníčková M., Černý T., Härtel H., Simonová D., Tichý L., Knollová I., Otýpková Z., Danihelka D., Hájek O., Kubošová K., Karimová K. & Rozehnal J. (2007): Vegetace České republiky 1. Travinná a keříčková společenstva. Academia, Praha.
- Chytrý M. [ed.], Láníková D., Lososová Z., Sádlo J., Otýpková Z., Kočí M., Petřík P., Šumberová K., Neuhäuslová Z., Hájková P., Hájek M., Králová Š., Karimová K., Danihelka J., Tichý L., Michalcová D., Hájek O. & Kubošová K. (2009): Vegetace České republiky 2. Ruderální, plevelová, skalní a suťová vegetace. Academia, Praha.
- Chytrý M. [ed.], Šumberová K., Hájková P., Hájek M., Hroudová Z., Navrátilová J., Čtvrtlíková M., Sádlo J., Lososová Z., Hrivnák R., Rydlo J., Oťaheľová H., Bauer P., Hanáková P., Ekrt L., Ekrtová E., Michalcová D., Žáková K., Danihelka J., Králová Š., Karimová K., Tichý L., Hájek O. & Kočí M. (2011): Vegetace České republiky 3. Vodní a mokřadní vegetace. Academia, Praha.
- Michalcová D. & Hájek O. (2012): GIS a jeho využití v botanice. Živa, 2012(2): 67–68.
- Michalcová D. (2010): Co je to fytocenologický snímek. Živa, 2010(6): 265–266.
- Michalcová D., Chytrý M., Lvončík S. & Hájek O. (2011): Bias in vegetation databases? A comparison of stratified-random and preferential sampling. Journal of Vegetation Science, 22(2): 281–291.
- Michalcová D., Chytrý M., Pechanec V., Hájek O., Jongepier W. J., Danihelka J., Grulich V., Šumberová K., Preislerová Z., Ghisla A. & Bacaro G.: High grassland flora diversity in the landscape context: a comparison of contrasting landscapes in Central Europe [Ms.].
- Tichý L. (2002): JUICE, software for vegetation classification. Journal of Vegetation Science, 13: 451–453.
Pořadatelé a sponzoři akce:
