VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Fenologie jako indikátor změn

Fenologie rostlin a živočichů zaznamenává významné etapy jejich reprodukčního procesu ve vztahu k průběhu počasí, klimatickým podmínkám a ostatním faktorům jejich prostředí. U rostlin sleduje rašení pupenů a listů, olisťování, začátek kvetení a plné kvetení, zrání semen a plodů, žloutnutí a opad listí, šíření rostlin do vyšších nadmořských výšek, zeměpisných šířek apod. U živočichů zaznamenává začátek a vyvrcholení reprodukčního procesu. Zvláštní pozornost je věnována nejenom příletu tažných ptáků, ale i šíření živočišných populací na nová území. Zjištěné změny jsou v posledních letech vysvětlovány jako odpověď na globální i regionální změnu klimatu a zvláště po roce 2000 je jim v zahraniční i naší literatuře věnována mimořádná pozornost.

Oteplení za posledních 40 let 20. století

V letech 1961-2000 vzrostla průměrná jarní i roční teplota v aluviích na jižní Moravě o 1 °C. K extrémnímu vzestupu jarní teploty došlo v letech 1991-2000, a to asi o 2,5 °C.

U většiny publikovaných prací byl zjištěn posun fenologických fází rašení listů u dřevin a začátku kvetení rostlin do dřívější doby. Délky řad fenologických pozorování jsou u různých autorů odlišné, a proto jsou výsledky obtížněji srovnatelné. Zpřesnění lze dosáhnout přepočtem na počet dní posunu za rok. Podle A. Menzelové z Technické univerzity v Mnichově, přední středoevropské specialistky na klimatickou změnu, se jarní fenologické fáze u rostlin posunuly o 0,12-0,31 dne za rok. Největší posuny byly zaznamenány v posledních dvaceti letech minulého století (1980-2000).

Pozorování z moravských lužních lesů

V České republice jsou zatím k dispozici fenologické údaje za období 1961-2000, a to pouze z lužních lesů jižní Moravy, Litovelského Pomoraví a Poodří. Na všech lokalitách jde o stejný typ lužního lesa - habrojilmové jaseniny.

U stromové složky, tvořené javorem babykou, habrem obecným, lípou srdčitou, dubem letním a jasanem ztepilým, se posunula fenofáze rašení listů do dřívější doby o 7,1 dne za období 40 let, což představuje posun o 0,18 dne za rok, obdobně fenofáze plného olistění o 0,17 dne za rok. U keřové složky (hloh obecný, hloh jednosemenný, svída krvavá) se posunul začátek kvetení o 0,22 dne za rok a plné kvetení o 0,21 dne za rok.

U bylinné složky, tvořené převážně plicníkem lékařským, křivatcem žlutým, dymnivkou dutou, sasankou pryskyřníkovitou, orsejem jarním a česnekem medvědím, se posunul začátek kvetení o 0,25 dne za rok a plné kvetení o 0,22 dne za rok.

Vliv na rozmnožování ptáků

Nejvíce prací bylo zaměřeno na poznání vlivu změny klimatu na reprodukční proces vybraných ptačích druhů, které hnízdí v dutinách stromů - především sýkory modřinky, sýkory koňadry, lejska bělokrkého, lejska černohlavého.

Evropská ornitologická literatura o uvedených ptačích druzích je rozsáhlá. Publikuje konkrétní údaje o posunu hnízdění do dřívější doby pro Anglii, Holandsko a Německo o 8-10 dnů. Délka období pozorování je různá, zpravidla 25-30 let.

V České republice byly publikovány informace o vlivu změny klimatu na brhlíka lesního, sýkoru modřinku, sýkoru koňadru a lejska bělokrkého. Za období let 1961-2000 byla průměrná hodnota posunu začátku hnízdění uvedených ptačích druhů do dřívější doby 0,17 dne za rok na všech zkoumaných lokalitách jak na jižní Moravě, tak v Litovelském Pomoraví. Obdobný posun byl zaznamenán i u ptačích druhů, které nehnízdí v ptačích budkách. U pěnice černohlavé byl za stejné období zaznamenán posun o 0,17 dne za rok a u drozda zpěvného o 0,22 dne za rok.

Zvyšující se průměrná jarní i roční teplota vzduchu souvisí se zvyšováním počtu vajec v hnízdech. U sýkory koňadry se počet vajec v období prvého hnízdění v letech 1961-2000 na zkoumaných lokalitách zvýšil v průměru o 1 vejce a u lejska bělokrkého o 0,5 vejce.

Reprodukční změny bylin

Obdobou změn u ptačích druhů je u bylin postupné zvyšování počtu květů, květenství, semen nebo listů. V populaci sněženky předjarní byli poprvé zjištěni jedinci se dvěma květy vyrostlí z jedné cibulky. Bylo zaznamenáno postupné zvýšení počtu květů z jednoho na dva až čtyři u sasanky pryskyřníkovité, zvyšování počtu květenství u česneku medvědího z jednoho na dvě až tři, u dymnivky duté z jednoho na dvě až šest květenství. U sasanky hajní se počet květů nezvětšil, zachovává si stále jeden květ, ale na změnu klimatu reagovala vyšším počtem semen. Podobně populace vraního oka čtyřlistého měla stále jen jeden květ, ale byl zaznamenán zvyšující se počet listů ze čtyř až na sedm.

Ze zjištěných poznatků vyplývá shodná reakce jak rostlin, tak i ptáků na vývoj klimatu, a to posunem fenologických fází do dřívější doby a zvýšenou reprodukcí. Tyto poznatky se týkají pouze lužního lesa habrojilmové jaseniny a zatím nejsou známé informace o reakci rostlin a živočichů na změnu klimatu v lesích mimo luh.

Příroda v pohybu v důsledku změny klimatu

V souvislosti se změnou klimatu se rostliny a živočichové šíří do vyšších zeměpisných šířek a do podhůří a hor. V Jihomoravském a Hornomoravském úvalu se to zatím výrazně neprojevilo, ale je nutné poznamenat, že ne každé šíření rostlin a živočichů je způsobeno změnou klimatu. Jako příklad lze uvést postupné rozšiřování populace vrabce polního od 1. (dubového) do 3. (bukovodubového) vegetačního stupně na Pavlovských vrších od roku 1961. Do roku 1975 se postupně rozšířil do všech vegetačních stupňů a po dominantním obsazení celého prostoru došlo ke zhroucení celé populace. Jde o určitou obdobu gradačních cyklů známých především u drobných zemních savců a u hmyzu.

Jedinci ptáků, jako zástupců teplokrevných živočichů, a rostlin citlivě a bezprostředně reagují na jakoukoliv změnu teploty a při nízkých teplotách vzduchu se trvání fenofází prodlužuje, při vyšších zkracuje. Každý rostlinný a živočišný druh vyžaduje pro svůj vývin určitou sumu efektivních teplot, tj. součet průměrných denních teplot za vegetační období. Znalosti o jejich hodnotách jsou neúplné a zvláště rozmezí hodnot, ve kterých může dojít k nastartování jednotlivých fenofází, zatím dostatečně neznáme.

Z dosavadních fenologických pozorování vyplývá, že teplota vzduchu řídí nastartování a rychlost vývinu rostlin. Souvisí to se zvýšením nebo snížením fyziologické aktivity rostlin, tj. zvýšením nebo snížením fotosyntézy a respirace. Teplota okolí tedy ovlivňuje vnitřní fyziologické procesy rostlin.

Změna ve fenologických projevech rostlin a živočichů je dokladem změny klimatu a názorným příkladem jejího vlivu. Zkoumané populace rostlin a živočichů se postupně přizpůsobovaly vzrůstu jarní a roční teploty a zatím nejsou existenčně ohroženy současným vývojem klimatu. Vzniká otázka, jak se budou dále měnit fenologické projevy rostlin a živočichů, jejich reprodukční proces a biodiverzita v důsledku dalšího vývoje klimatu. Podle globálních klimatických modelů se předpokládá další zvyšování teploty vzduchu pro oblast jižní Moravy do roku 2100 v průměru o 2 až 4 °C vzhledem k roku 1990.

Em. doc. Ing. Zdeněk Bauer, CSc. - Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. Autor se dlouhodobě věnuje ekologii a zvláště vlivu klimatu na životní projevy rostlin a živočichů v rámci vegetační stupňovitosti. janabau(zavináč)cmail.cz

Téma tohoto článku bylo podrobněji pojednáno a graficky i obrazově znázorněno v sérii autorových článků publikovaných v Meteorologických zprávách 3,4/2006, 2/2007, 4/2008, 1,4/2009.