Kolonizace habitatů neofytem Impatiens glandulifera a odhad faktorů limitujících jeho rozšíření

• Název práce v češtině: Kolonizace habitatů neofytem Impatiens glandulifera ; a odhad faktorů limitujících jeho rozšíření
• Název v anglickém jazyce: Habitat colonization by neophyte Impatiens glandulifera ; and estimate of factors limiting its spread
• Klíčová slova: Impatiens glandulifera, rostlinné invaze, dominance, fertilita, společenstva výskytu, typy vegetace, hemerobie
• Klíčová slova anglicky: Impatiens glandulifera, plant invasions, dominance, fertility, habitat colonization, vegetation types, hemeroby
• Akademický rok vypsání: 2010/2011
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra ekologie (31-162)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Martin Hejda, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 02.12.2010
• Datum zadání: 12.01.2011
• Datum odevzdání elektronické podoby: 26.08.2012
• Datum proběhlé obhajoby: 17.09.2012
• Oponenti: Ing. Mgr. Lenka Malíková

Předběžná náplň práce

Rešerše provedená v bakalářské práci, zaměřené na o ekologii neofytu I. glandulifera a charakter jeho výskytu na různých stanovištích a různých společenstvech v České republice a ostatních státech střední Evropy, ukázala, že invaze bude pokračovat (Malíková & Prach, 2003, Hejda & Pyšek 2006, Drescher & Prots 2003). Proto si navazující diplomová práce klade za cíl:
a) Zachytit aktuální škálu společenstev, ve kterých se I. glandulifera vyskytuje. V průběhu vegetační sezony 2010 a 2011 bude snímkována vegetace do různé míry invadovaná tímto neofytem. Plochy pro snímky budou vybírány tak, aby soubor obsahoval i snímky invadované vegetace mimo těžiště výskytu tohoto neofytu, tj. výskyt mimo koridory toků nebo neobvyklá stanoviště v jejich okolí.
b) Srovnat charakter výskytu I. glandulifera v růzých typech invadovaných stanovišť a prostředí, tj. to, zda se na daných stanovištích tento neofyt vyskytuje ve formě solitérních jedinců, skupin rostlin a nebo souvislých porostů. Během sezony 2010 bude nutné vytvořit dostatečně obsáhlý datový soubor, který bude možné rozdělit na základě hrubé klasifikace invadované vegetace (např. břehová nitrofilní společenstva, luční společenstva mimo bezprostřední okolí toku, ruderální a synantropní stanoviště). Klasifikace snímků bude upravena na základě škály snímkovaných společenstev získané v roce 2010, při klasifikaci snímkového souboru do podskupin bude patrně využito metod nepřímé gradientové analýzy nebo shlukové analýzy. Vznik podskupin pro srovnání tedy bude mít objektivní matematický základ. Takto vymezené podsoubory budou následně použity pro srovnání, jak se I. glandulifera daří na různých typech stanovišť.
c) Během sezony 2010 získat data pro srovnání fitness jedinců I. glandulifera v různých typech invadovaných stanovišť s použitím populačních charakteristik jako výška jedinců, průměrný počet květů na rostlinu, průměrný počet semen na rostlinu (popř. i jejich klíčivost).
d) Na základě výsledků získaných postupem popsaným v bodech a), b), c) odhadnout v hrubých rysech faktory limitující výskyt I. glandulifera (sucho, živiny, konkurence ostatních druhů). Tyto otázky je třeba zkoumat v kontextu invadované vegetace, protože faktory prostředí jako živiny či voda pravděpodobně interagují s konkurencí ostatních druhů, výsledky získané ex situ by proto mohly být zatížené těžko kvantifikovatelnými artefakty. I.glandulifera může za méně příznivých podmínek celkem dobře růst ex situ v pokusné zahradě BÚ AVČR, ale nemusí být schopná obstát v konkurenci původních dominantních druhů, jako např. Urtica dioica, Chaerophyllum bulbosum, Chenopodium album agg. atd. Stanovištní parametry budou odhadovány nepřímo na základě stanovištních preferencí ostatních přítomných druhů, s využitím Ellenbergových indikačních hodnot (Ellenberg 2009).
e) Odhadnout další invazní potenciál I. glandulifera ve smyslu dalšího šíření do společenstev na základě její fitness v různých typech prostředí a faktorů pravděpodobně limitujících její výskyt a konkurenceschopnost ? tzn. faktorů prostředí výrazně negativně korelujících s abundancí a fitness I. glandulifera.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Habitat and landscape colonization by the neophyte Impatiens glandulifera and limits of its spread
Spreading potential of an invasive plant species (see Pyšek et al. 2002 for a definition) is partly determined by the spectrum of habitat types it is able to colonize. Invasie plant species Impatiens glandulifera was recently documented to be able to colonize a wide scale of environments (Drescher & Prots 2003). This implies that the species could potentionally spread outside the riparian habitats, where the largest populations are found nowdays. In order to be able to estimate its potential spread in the landscape, it is neccessary to monitor its spread in particular habitats, with a special attention to habitats, where this species has only rarelly been recorded before.
Although the impact on invaded communities has been reported to be limited (Hejda & Pyšek 2006) and concerned mostly weedy species (Hulme & Bremner 2006), Impatiens glandulifera´s invasion may impact other types of invaded communities more. The type of invaded community co-determines the impact, which was reported to positivelly correlate with the heigth and cover difference between the invading plant species and native dominant species, present before the invasion (Hejda et al. 2009).


The proposed project aims to:
1) Document the complete scale of communities invaded by I. glandulifera and basic character of the invader´s occurrence associated with the degree to which the invader dominates the community. A special attention will be paid to the comparison of communities with high versus low dominance of I. glandulifera, expressed as its heigth, cover, or density.
2) Using an indirect approach based on i. e. Ellenberg indication values, simple population characteristics of I. glandulifera (mean number of flowers, fruits or seeds, plant heigth, cover and density) will be related to the type of invaded community to estimate the factors limiting the spread of I. glandulifera or its dominance over the invaded communities.
3) The character of invaded communities and the occurrence of I. glandulifera will be compared in two parts of the wide invaded range – Czech Republic and Switzerland. Although these two areas are relativelly close both geographically and climatically, both river corridors and landscape „matrix“ differ due to montane character in most of Switzerland. Moreover, riparian communities in Switzerland can be presumed to differ due to generally lower trophic level of the rivers, partly given by more effective application of environmental standards in Switzerland compared to the Czech Republic. Comparing the estimated factors limiting the spread of invasive I. glandulifera in the Czech Republis and in Switzerland can make the information about the spreading potential of this species more accurate and general.

Time schedule:
- summer 2010: Sampling of the invaded vegetation in the Czech Republic and selecting the traits to measure the overall population fitness in various types of invaded habitats
- summer 2011: Sampling the invaded vegetation in Switzerland including the simple measures to relate the fitness of I. glandulifera with the character of invaded community
- summer 2012: Measuring the selected population traits in the Czech Republic, managing and analysing the data, interpreting the results

Keywords:
Impatiens glandulifera, invaded communities, dominance, spread, limiting factors

Klíčová slova:
Impatiens glandulifera, invadovaná společenstva, dominance, šíření, limitující faktory

Literature:
Pyšek P, Sádlo J & Mandák B (2002): Catalogue of alien plants of the Czech Republic.
Preslia, 74, 97-186.

Drescher, A. & Prots, B., (2003): Distribution patterns of Himalayan balsam (Impatiens glandulifera Royle) in Austria. In: Zając, A., Zając, M., Zemanek, B. (Eds.), Phytogeographical problems of synanthropic plants. Istitute of Botany, Jagiellonian University, Cracow, pp. 137–146

Hejda, M. & Pyšek, P. (2006) What is the impact of Impatiens glandulifera on species
diversity of invaded riparian vegetation? Biological Conservation 132: 143–152.

Hulme, P.E. & Bremner, E.T. (2006) Assessing the impact of Impatiens glandulifera on
riparian habitats: partitioning diversity components following species removal. Journal of
Applied Ecology 43: 43–50.

Hejda M., Pyšek P. & Jarošík V. (2009): Impact of invasive plants on the species richness,
diversity and composition of invaded communities. Journal of Ecology 97, 393 – 403.