|
|
AN OUTLINE OF ECONOMIC IMPACT OF MANAGEMENT OPTIONS FOR SUMAVA NP
Dickie, I. ; Kindlmann, Pavel ; Křenová, Zdeňka
This analysis briefly compares the economic impacts of three potential future management scenarios for Sumava National Park (NP) in the Czech Republic: (1) continuation of current management, (2) the adoption of draft Bills that would declassify protected areas and enable developments within some of the Park's most valuable habitats for wildlife, (3) the adoption of proposals to expand the wilderness area in the Park's core with associated tourism opportunities. Our preliminary results indicate that the pro-wilderness scenario offers a more economically and environmentally sustainable development plan for the Sumava NP than either the current situation or the plans proposed in draft Bills. It is recommended that proposals in draft Bills should not be pursued at least until a fuller economic evaluation of options has been undertaken.
|
|
|
Změny mikroklimatu ostřicové louky během posledních 40 let
Dušek, Jiří ; Stellner, Stanislav ; Hudecová, S.
Průměrná, maximální a minimální teplota vzduchu postupně vzrostla během let 1977 až 2017. Vzestup teplot není stejný během různých období roku. Zjistili jsme různý vzestup teplot vzduchu pro jednotlivé měsíce roku. Denní průměrná teplota průkazně vzrostla ve vegetačním období (duben - květen). Nejvyšší vzrůst maximální teploty vzduchu byl zaznamenán v měsíci dubnu. Charakter srážek se také během měřeného období změnil a je konsistentní s růstem teplot vzduchu. Pokles srážek lze pozorovat v teplejším dubnu. Frekvence extrémních srážek a s nimi související kolísání vodní hladiny je podstatně vyšší v posledních letech, než tomu bylo před rokem 2000. Podrobná znalost týkající se mikroklimatických změn v ostřicové louce jsou důležité z hlediska ekosystémových funkcí mokřadu v krajině.\n
|
|
|
Predikce změn vývoje krajiny a biodiverzity jako významných faktorů pro udržení současného stavu lesních ekosystémů
Cudlín, Ondřej ; Pechanec, V. ; Purkyt, Jan ; Štěrbová, Lenka ; Holá, Š. ; Cienciala, E. ; Cudlín, Pavel
Pro analýzu změny a predikci vývoje využití krajiny (land use), ukládání uhlíku a hodnocení stavu biodiverzity v kulturní krajině jsme využili kombinaci několika analytických nástrojů. Nejprve byla vytvořena mapa krajinného pokryvu. Biotopy přírodní a přírodě blízké byly převzaty z Vrstvy mapování biotopů 2014 © AOPK ČR a více antropicky ovlivněné biotopy z vrstvy CORINE Land Cover 2012. Analýzu změn využití krajiny s následnou predikcí vývoje jsme modelovali pomocí nástroje Land Change Modeler, který predikuje scénáře budoucího stavu na základě časové série dat krajinného pokryvu (nebo využití území) z několika historických období a ze současnosti. Se změnou vývoje využití krajiny souvisí i změna množství uloženého uhlíku v krajině. Pro stanovení stávajících zásob uhlíku a množství uhlíku zachyceného v průběhu času jsme použili celosvětově užívaný model InVEST 3.0 – carbon. Celková změna ukládaného uhlíku byla vypočtena ze čtyř složek zásoby uhlíku: nadzemní biomasy, podzemní biomasy, mrtvé organické hmoty a půdního uhlíku, odvozených z literatury a experimentálních šetření. Stavem a změnou krajinného pokryvu je významně ovlivněna i biodiverzita. Pro zjištění současného stavu biodiverzity biotopů jsme nejprve vytvořili vrstvu oblastí se současným vysokým ohrožením biodiverzity na základě nízké přirozenosti biotopů. Poté jsme využili model GLOBIO3, který pracuje s 5 základními hybnými silami (přirozeností biotopů, fragmentací krajiny, vlivem infrastruktury, depozicí atmosférického dusíku a změnou klimatických charakteristik v podmínkách klimatické změny). Pro hodnocení dopadu každé hybné síly (vyjádřené v GIS prostředí) používá model indikátor MSA (průměrný počet druhů na jednotku plochy). S ohledem na podmínky ČR a veřejně nedostupná kompletní data Nálezové databáze ochrany přírody, jsme byli nuceni pozměnit indikátor MSA na MHV (průměrná hodnota biotopu na jednotku plochy), zohledňující míru ohroženosti území podle přirozenosti v něm se vyskytujících biotopů na základě metodiky hodnocení a oceňování biotopů BVM (Seják a kol., 2003). Výstupem je GIS vrstva, představující klasifikaci dopadů všech hybných sil na kvalitu biotopu a umožňující určit místa s vysokým stupněm ohrožení, která potřebují speciální management, zvláště pak s ohledem na přicházející klimatickou změnu. V další fázi analýzy byla vytvořena datová vrstva, která umožňuje vybrat prioritní plochy pro ochranu dosud nechráněných, přírodních a přírodě blízkých biotopů pomocí modelu Marxan. Model kombinuje existující kategorie ochrany zvláště chráněných území, hodnotu biodiverzity (vyjádřenou v korunách metodou BVM), penalizaci za případnou degradaci cenného biotopu vlivem nedostatečné ochrany a nálezová data (abundanci a distribuci) zájmových druhů (v naší modifikaci cenných a zachovalých biotopů). Místa vybraná tímto způsobem představují refugia pro zachování a šíření rostlin a živočichů do okolní krajiny, obzvláště v souvislosti s klimatickou změnou. Uvedené nástroje a komplexní postupy hodnocení stavu a změny využití krajiny, zásob uhlíku a biodiverzity mohu přispět ke zlepšení stavu lesních ekosystémů v české kulturní krajině.
|
|
| |
|
|
Modely a nástroje GIS pro hodnocení biodiverzity v povodí Dřevnice
Cudlín, Ondřej ; Pechanec, V. ; Štěrbová, L. ; Cudlín, Pavel
Pro stanovení změn biodiverzity v povodí Dřevnice jsme využili vybrané GIS nástroje. Nejprve jsme\nvytvořili mapu krajinného pokryvu. Biotopy přírodní a přírodě blízké byly převzaty z mapování biotopů\nNATURA 2000 a více antropicky ovlivněné biotopy z mapování Corine Land Cover. Vývoj změny využití\nkrajiny jsme zjišťovali pomocí modelu Land Change Modeler, který predikuje scénáře budoucího stavu na\nzákladě série dat krajinného pokryvu z několika historických období. Pro zjištění stávajícího stavu biotopů\njsme nejprve vytvořili vrstvu oblastí se současným vysokým ohrožením biodiverzity na základě nízké\npřirozenosti biotopů. Pak jsme využili model Globio 3, který pracuje s 5 základními hybnými silami\n(přirozenost biotopů, přítomnost infrastruktur, vzdálenost od sídel, depozice dusíku a změna klimatických\ncharakteristik v podmínkách klimatické změny). Model Globio 3 používá pro každou vrstvu s jednou\nhybnou silou indikátor MSA (průměrný počet druhů na plochu). S ohledem na podmínky ČR a veřejně\nnedostupnou celorepublikovou databázi Nálezových dat ochrany přírody, jsme byli nuceni pozměnit\nindikátor na MHV (průměrná hodnota biotopu na plochu), zohledňující míru ohroženosti podle\npřirozenosti biotopu podle metodiky BVM. Výstupem je GIS vrstva, znázorňující klasifikaci dopadu všech\npěti hybných sil na kvalitu biotopu a umožňující určit místa s vysokým stupněm ohrožení, která potřebují\nobecnou ochranu přírody s ohledem na klimatickou změnu. Na předchozí mapový podklad navazuje\nvrstva, která umožňuje vybrat prioritní plochy dosud nechráněných, přírodních a přírodě blízkých\nbiotopů pomocí modelu Marxan. Model kombinuje existující kategorie ochrany chráněných území,\nhodnotu biodiverzity (vyjádřenou v korunách metodou BVM) a penalizaci za případnou degradaci\ncenného biotopu vlivem nedostatečné ochrany, abundanci a distribuci zájmových druhů (v naší modifikaci\ncenných a zachovalých biotopů). Souběžně se snaží o prostorovou kompaktnost návrhu.
|
|
|
Automated eddy covariance data quality control for long-term measurements
Šigut, Ladislav ; Mauder, M. ; Sedlák, Pavel ; Pavelka, Marian ; Špunda, Vladimír
Estimation of matter and energy exchange using the eddy covariance method is often organized into regional or global networks. To achieve comparability among sites, it is important to standardize and specify the methodology used. Currently, quality control (QC) is one of the most time-demanding steps in data processing within the Czech Carbon Observation System. Although manual QC (MQC) enables consideration of more complex test applications, it is often difficult to document. The aim of this study was to establish an automated QC (AQC) scheme based on available literature and post-processing software and test its effectivity and reliability on sites comprising an agroecosystem and a mature European beech forest. AQC successfully flagged low-quality CO2 fluxes and provided estimates of net ecosystem productivity similar to estimates based on MQC. The tests’ efficiency was particularly high for the agroecosystem, where AQC removed 13% less data than did MQC. We conclude that the adopted AQC displays satisfactory performance, especially for sites with low canopy heights.
|
|
|
The effect of drought and nitrogen fertilization on the production, morphometry, and spectral characteristics of winter wheat
Trunda, Petr ; Holub, Petr ; Klem, Karel
Methods of study based on the spectral reflectance of vegetation are now commonly used in researching both natural ecosystems and field crops.The aims of this experiment were to evaluate the effect of drought and nitrogen (N) fertilization on N use efficiency in winter wheat and use the obtained spectral characteristics to assess stand heterogeneity as a potential consequence of different crop nutrition. Twelve experimental plots of winter wheat were manipulated to drought from 8 May 2013 to 12 June 2013. The effect of drought was observed in two treatments: control without fertilization (N0; 0 kg N ha−1) and N fertilization (N140; 140 kg N ha–1). Plant samples were then taken for determination of above-ground biomass and N content in dry matter. Spectral characteristics of wheat were measured in the earing phase at canopy level. The effect of drought on the morphometric parameters of winter wheat was statistically significant only on N-fertilized plots (N140). Total above-ground biomass decreased by a significant 18% in the N140 treatment as a result of the simulated drought. This decrease was reflected in statistically significant reductions of all individual plant parts (stems, leaves, spikes) in N140. Responses to drought stress were observed in many vegetation indices, particularly in NDVI, GNDVI, and WI/NDVI. The results show there are significant relationships between N content in the grain and vegetation indices. A quite marked separation was observed in the relationships between dry and ambient treatments for vegetation indices NRERI, TCARI/OSAVI, VOG2 and GM. Generally, the impact of drought increased at higher levels of N content in the grain, which corresponded with the results of morphometric analysis. Use of reflectance in the study of vegetation and field crops regarding risk assessment of mineral N leaching from soils has considerable potential especially in mapping large areas and monitoring temporal changes relating to N release.
|
|
|
Comparative growth characterization of frequently used substrains of the model cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 under varying culture conditions
Zavřel, Tomáš ; Očenášová, Petra ; Sinětova, M. A. ; Červený, Jan
Cyanobacteria have gained increased attention as ideal candidates for biotechnological applications due to their capacity to produce valuable molecules ranging from therapeutic proteins to biofuels. Their natural phenotypic plasticity in highly dynamic environments enables easy deployment of new biotechnologies as well as opening possibilities for genetic engineering. This contribution presents a new approach to fast and reliable characterization of cyanobacteria growth in a flat panel photobioreactor that enables examination of changing light, temperature, and nutrient availability. The utilization of semi-continuous automatic cultivation with real-time culture growth monitoring provides a strong experimental basis for both characterization and optimization of cyanobacteria cultures in photobioreactors. We first characterized the autotrophic growth of the substrain of Synechocystis sp. PCC 6803 denoted as GT-L. This strain is capable of efficient growth under a wide range of environmental conditions with doubling time as fast as 5 h under favorable conditions. However, differences among Synechocystis sp. PCC 6803 substrains have been identified on both the genotype and phenotype levels. We therefore aimed to utilize the experimental platform to characterize multiple commonly used Synechocystis sp. PCC 6803 substrains. This method will enable us to identify substrains capable of robust growth and high production yields as reliable biotechnological candidates.
|
|
|
Development of methods for breeding high-lipidcontent algal strain Chlamydomonas reinhardtii using fluorescence-activated cell sorting
Fedorko, Jan ; Búzová, Diana ; Červený, Jan
Green microalgae are among the most widely distributed microorganisms in the biosphere. They are significant contributors to global photosynthetic productivity and are interesting for biotechnology due to their large variety of high-value compound accumulation and range of applications. To achieve profitable microalgae cultures for biotechnology, one wants to combine antagonistic properties: rapid growth and high accumulation of specific compounds. Here, we focus on development of advanced cultivation strategies and breeding methods applied to the model algae Chlamydomonas reinhardtii for optimized production of lipids. For identification, isolation, and subsequent selection of an optimal subpopulation with high lipid content, we used high-throughput fluorescenceactivated cell sorting in combination with imaging flow cytometry on cells stained with lipid-specific fluorescent dye. We observed that post-sort cell viability was not negatively influenced by external parameters used during the sorting procedure (pressure, light quality and quantity, influence of the sorting electromagnetic field, toxic effects of both fluorescent marker and microfluidic system medium composition).
|
|
|
The thermostability of photosystem II photochemistry is related to maintenance of thylakoid membranes organization
Karlický, Václav ; Kurasová, I. ; Špunda, Vladimír
For higher plant photosynthetic reactions, responses to the temperature changes are important, particularly if we consider global warming and the increasing frequency of extreme temperature fluctuations. High temperature stress decreases photosynthetic assimilation through the inactivation of photosystem II (PSII), the most heat-sensitive component of the oxygen-evolving complex. We have recently found higher thermostability of spruce PSII photochemistry compared to such control plants as Arabidopsis species and barley. In this work, we have therefore attempted to describe the causes of this effect on the level of the organization of pigment–protein complexes (PPCs) in spruce thylakoid membranes using circular dichroism (CD) spectroscopy. We have confirmed higher maximum efficiency of PSII photochemistry (FV/FM) for spruce needles in comparison to barley leaves. Temperature-dependent CD spectra have also demonstrated higher (by about 6°C) PSII thermostability of chiral macro-organization of PPCs in spruce thylakoid membranes compared to those in barley. However, thermal disruption of PPCs did not reveal significant differences. Our results demonstrate that the stability of PSII macro-organization in different plant species correlates with the thermostability of PSII photochemistry in intact needles/leaves and so effective PSII photochemistry is related to the maintenance of PSII macro-organization under high temperature stress.
|
host ::
RSS.