Ekosystémový přístup indikace na úrovni společenstev cvičení (Moderní metody v ekotoxikologii 2014) Mgr. Karel Brabec, Ph.D. TÉMATA 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy 2. Vstupní data, metody 3. Analýza společenstva – taxonomická struktura, metriky 4. Interpretace výsledků, hodnocení ekologického stavu Případová studie • Data pokrývající gradienty dvou stresorů • Eutrofizace – organické znečištění • Hydromorfologická degradace • Snaha o minimální překryv stresorů 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy Případová studie - lokality 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy Součást evropského souboru dat (317 lokalit) Případová studie - lokality 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy 24 lokalit TYPY TOKŮ • slouží k rozlišení vlivu přirozených a antropogenních faktorů působících na společenstva vodních organismů • složení i charakteristiky společenstev jsou různé pro zóny toku, regiony • nadmořská výška 244-485 m n.m. (kategorie 200-500 m n.m.) • plocha povodí 16-51 km2 (kategorie 10-100 km2, popř. 10-50 km2) • region biogeograficky nebo dalšími faktory prostředí (geologické, klimatické, hydrologické poměry) 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy TYPY STRESORŮ • třídění antropogenních vlivů do kategorií • znalost vnitřní struktury stresoru umožňuje provádět účinná revitalizační opatření (např. organické znečistění = přísun organické hmoty z kanalizace, eutrofizace, změna charakteru substrátu a zvýšený obsah živin související se splachem z okolních polí do toku s nedostatečných koridorem vegetace)  organické znečištění (BSK5 = 1,2-13 mg.l-1; dusičnany = 5,2-38,1 mg.l-1; celkový fosfor = 20-1270 µg.l-1)  hydromorfologická degradace (opevnění a zahloubení koryta, charakter břehů, napřímení toku, omezení komunikace toku s nivou) 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy Luborča Malá Haná Černý potok Velička Huntava Oslava Dražůvka Oskava SPOLEČENSTVA VODNÍCH ORGANISMŮ • druhové složení (index podobnosti), souhrnné charakteristiky společenstva (traits, biotické indexy) • Systém hodnocení ekologického stavu  makrozoobentos 356 taxonů 1. Případová studie – uspořádání, hypotézy Hypotézy: • existuje rozdíl ve SPEARpesticides při použití úrovně druhů a čeledí? • Jsou korelovány hodnoty SPEAR a jiných indexů • V jakém vztahu jsou biologické indexy k parametrům prostředí Taxonomická standardizace (taxonomic adjustment) In case the frequency of occurrence of a genus is more than 20% of the fre-quencies of occurrence of the underlying species together, all species are ag-gregated to genus level. 2. Vstupní data, metody Vstupní formát ASTERICS ID_ART TAXON_NAME S01_1A S02_1A S03_1A S04_1A S05_1A 4212 Adicella reducta 0 0 0 0 0 4254 Agapetus sp. 0 0 24 0 0 4264 Allogamus auricollis 0 0 0 0 0 4267 Allogamus uncatus 0 0 0 0 0 4295 Amphinemura sulcicollis 0 0 0 0 0 4298 Anabolia furcata 0 0 0 0 0 9544 Anacaena globulus Ad. 0 0 0 0 0 9546 Anacaena lutescens Ad. 0 0 0 0 0 4310 Ancylus fluviatilis 0 0 0 0 0 4315 Anisus septemgyratus 0 0 0 0 0 4321 Annitella obscurata 0 0 0 0 0 4327 Anomalopterygella chauviniana 0 0 0 0 0 4331 Antocha vitripennis 0 0 0 0 19.2 4338 Apsectrotanypus trifascipennis 0 8 6.4 0 0 8691 Asellus aquaticus 0 0 0 0 0 2. Vstupní data, metody Vstupní formát SPEAR calculator TAXON NAME IDART sample abundance Agapetus sp. 4254 S17_1A 14.4 Agapetus sp. 4254 S03_1A 24 Agapetus sp. 4254 S15_1A 36 Alainites muticus 4409 S02_1A 4 Alainites muticus 4409 S08_1A 4 Alainites muticus 4409 S03_1A 6.4 Alainites muticus 4409 S15_1A 12 Alainites muticus 4409 S05_1A 19.2 Alainites muticus 4409 S16_1A 40 Alainites muticus 4409 S18_1A 43.2 Alainites muticus 4409 S19_1A 48 Alainites muticus 4409 S10_1A 63.2 Alainites muticus 4409 S17_1A 86.4 Amphinemura sulcicollis 4295 S16_1A 8 Amphinemura sulcicollis 4295 S17_1A 76.8 Amphinemura sulcicollis 4295 S18_1A 86.4 Amphinemura sulcicollis 4295 S15_1A 140 Anacaena globulus Ad. 9544 S13_1A 4.8 2. Vstupní data, metody Indikátory ekologického stavu – biologické složky Databáze autekologických informací (www.freshwaterecology.info) 2. Vstupní data, metody ASTERICS software www.fliessgewaesserbewertung.de/en/download/berechnung/ 2. Vstupní data, metody SPEAR calculator www.systemecology.eu/spear/spear-calculator/ 2. Vstupní data, metody 3. Interpretace výsledků, hodnocení ekologického stavu 3. Interpretace výsledků, hodnocení ekologického stavu Scatterplot of SPEARpest_tx against b38 env_M_F_24_exp_2011_Scal_LU_pointsources_riparia_scores_chemseason_SPEAR 927v*24c SPEARpest_tx = -43.9453+11.4875*x 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 b38 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 SPEARpest_tx S1 S2 S3 S4 S5S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 b38:SPEARpest_tx: y = -43.9453 + 11.4875*x; r = 0.8590, p = 0.00000; r 2 = 0.7378 3. Interpretace výsledků, hodnocení ekologického stavu Scatterplot of SPEARpest_tx against b34 env_M_F_24_exp_2011_Scal_LU_pointsources_riparia_scores_chemseason_SPEAR 927v*24c SPEARpest_tx = 52.0377-17.3116*x 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 b34 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 SPEARpest_tx S1 S2 S3 S4 S5S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 b34:SPEARpest_tx: y = 52.0377 - 17.3116*x; r = -0.8328, p = 0.00000; r 2 = 0.6936 3. Interpretace výsledků, hodnocení ekologického stavu 3. Interpretace výsledků, hodnocení ekologického stavu