RIVERCHANGE

Identifikace a základní charakteristiky sledovaných lokalit

Každá ze sledovaných lokalit monitorovací sítě je jednoznačně prostorově lokalizována a je charakterizována souborem základních popisných údajů. Podrobné informace o charakteristikách a obecných informacích o lokalitách viz LINK .

Lokality jsou identifikovány kódy užívanými v IS ARROW, popsány názvem toku a upřesněním lokalizace, obvykle názvem blízkého sídla. Lokality jsou také geograficky zařazeny vzhledem k jejich pozici ke katastrálnímu území, ke zvláště chráněným územím a vzhledem k riziku vysychání drobných toků.

Dále jsou pro každou lokalitu známé tyto popisné údaje:

• nadmořská výška [m n.m.]
• vzdálenost od pramene [km]
• plocha povodí [km2]
• řád toku dle Strahlera
• GPS souřadnice
• zařazení do typu jemného členění typologie vodních toků (Langhammer a kol. 2009)

Pro účely projektu byly lokality rozděleny do 5 kategorií:

• podhorské potoky 20 lokalit
• pahorkatinné potoky 16 lokalit
• podhorské a horské říčky 12 lokalit
• pahorkatinné říčky 17 lokalit
• nížinné a pahorkatinné řeky 21 lokalit

Jako nížinné lokality jsou v tomto členění chápána místa odběru do 200 m n.m., pahorkatinné lokality v rozmezí 201 až 500 m n.m., výše položená místa pak jako podhorské a horské lokality.

Potoky jsou typicky toky 3. a 4. řádu, s plochou povodí do 50 km² a ve vzdálenosti od pramene do 15 km.

Říčky jsou typicky toky 5. a 6. řádu, s plochou povodí od 50 do 500 km², vzdálenost od pramene 15 až 50 km.

Řeky jsou typicky 6. a vyšších řádů, s plochou povodí větší než 500 km² a vzdálené od pramene více než 50 km.

Klima

Pro vyjádření míry změny klimatu ve sledovaném období byla použita klimatická data z let 1961 až 2015 poskytnutá Českým hydrometeorologickým ústavem. Jedná se o denní průměrné teploty a denní úhrny srážek v gridové síti 25 x 25 km pokrývající území ČR. Jelikož jsou denní data pro hodnocení dlouhodobých změn příliš podrobná, byla v dalších analýzách použita měsíční data vypočtená z dat denních (tj. průměrné měsíční teploty a měsíční úhrny srážek) v původní gridové síti. Vzhledem k tomu, že body gridové sítě neodpovídají monitorovací síti sledovaných lokalit, bylo nutno interpolovat bodová data na plochu území ČR a teprve takto přepočtená data vztáhnout k jednotlivým lokalitám monitorovací sítě. Vypočtené hodnoty měsíčních průměrů teplot a úhrnů srážek byly použity pro vytvoření gridů v podrobnosti 200 x 200 m pokrývajících celou ČR. Gridy byly vytvořeny spline interpolací. Ukazatele pro každou jednotlivou lokalitu byly vypočtené jako průměrná hodnota ukazatele z gridu v okolí 1 km každé sledované lokality. Tato surová (odečtená z interpolovaných vrstev GIS) klimatická data bylo nutno pro další zpracování adjustovat. Pro hodnocení změn ve sledovaném období (od roku 1996 do roku 2015) byla vybrána pouze odečtená klimatická data z let 1986 až 2015 (tedy údaje sahající maximálně deset let před první etapu). Kvůli odlišné povaze teplotních a srážkových dat byly dále teploty a srážky hodnoceny zvlášť. Vzhledem k sezónnímu charakteru teplotních časových řad byla analýza provedena metodou dekompozice na sezónní, trendovou a náhodnou složku pro každou lokalitu zvlášť. Sezónní složka byla z časových řad odstraněna, výsledná časová řada byla následně centrována (od všech hodnot byl odečten průměr ze všech hodnot řady). Takto ošetřená data představují výkyvy hodnot oproti běžnému průměru daného měsíce.

Srážková data, vykazující menší sezónnost a vysokou míru extrémních měsíčních výkyvů, byla adjustována pro každou lokalitu zvlášť a byla nejdříve centrována po jednotlivých měsících, tzn. od všech hodnot byla odečtena průměrná hodnota pro daný měsíc v celé časové řadě očištěná od extrémních výkyvů (definovaných jako trojnásobek směrodatné odchylky). Takto upravená data byla rozložena na sezónní, trendovou a náhodnou složku a sezónní složka byla ze srážkové řady odstraněna. Vzhledem k předešlé úpravě (odečtení průměrů) však již byla sezónní složka téměř zanedbatelná. Takto ošetřená data představují výkyvy hodnot oproti běžnému průměru daného měsíce.

Databáze tedy ve výsledku obsahuje a pro hodnocení nabízí dva typy klimatickýchdat:

i) surová odečtená klimatická data, reprezentující reálné hodnoty klimatických ukazatelů (průměrná teplota a úhrn srážek) v blízkém (1 km) okolí každé z lokalit monitorovací sítě a

ii) adjustovaná klimatická data reprezentující “abnormality” v klimatických ukazatelích za sledované období v blízkém (1 km) okolí každé z lokalit monitorovací sítě.

Hydromorfologické hodnocení vodních toků

V rámci řešení projektu bylo na profilech monitorovací sítě provedeno mapování hydromorfologických podmínek podle Metodiky monitoringu hydromorfologických ukazatelů ekologické kvality vodních toků, tzv. HEM (Langhammer 2014a). Mapování bylo prováděno od srpna 2015 do března 2016. Celkem bylo hodnoceno 86 profilů sítě, na jednotlivých lokalitách bylo mapováno

3 až 5 homogenních úseků (tj. celkem 388 úseků toků, což odpovídá cca 55,6 km vodních toků). Během terénního průzkumu se mapované ukazatele zaznamenaly do mapových formulářů Metodiky typově specifického hodnocení hydromorfologických ukazatelů ekologické kvality vodních toků (Langhammer 2014b), z distančních dat byly zjištěny tyto ukazatele: upravenost trasy koryta, variabilita šířky koryta, břehová vegetace, využití příbřežní zóny, využití údolní nivy a průchodnost inundačním územím. Celkem bylo hodnoceno 17 ukazatelů, které jsou rozděleny do tří skupin:

i) koryto a břeh,

ii) příbřežní zóna a

iii) inundační území.

Při vlastním vyhodnocení se jednotlivé mapované úseky vodních toků přiřadily podle nadmořské výšky do „skupiny typů toků“ dle metodiky (Langhammer 2014b). Tato skupina pak určila hodnocenému úseku typově specifické váhy ukazatelů. Výsledky hodnocení jednotlivých úseků toků profilů sítě jsou dostupné na webovém portálu LINK.

Kvalita vody v tocích sledovaných lokalit

Pro potřeby projektu byla sledována jakost vod v intencích Rámcové směrnice o vodách (2000/60/ES), která stanovuje pět základních všeobecných fyzikálně-chemických složek stavu podporujících biologické složky, jež mají být hodnoceny v útvarech povrchových vod tekoucích. Tyto složky stavu jsou sledovány pomocí vybraných ukazatelů. V ČR je seznam těchto ukazatelů uveden v Metodice hodnocení všeobecných fyzikálně-chemických složek ekologického stavu útvarů povrchových vod tekoucích (Rosendorf a kol. 2011) viz přehled v tabulce:

FYZIKÁLNĚ – CHEMICKÉ SLOŽKY STAVU UKAZATEL / INDIKÁTOR

Teplotní poměry teplota vody [°C]

Kyslíkové poměry: nasycení vody kyslíkem [%], BSK5 [mg.l^-1]

Solnost: elektrická vodivost [mS.m^-1]

Acidobazický stav: pH, alkalita jako KNK4,5 [mmol.l^-1]

Živinové podmínky: celkový fosfor, PO4-P, NO3-N, NH4-N [mg.l-1]

V rámci projektu byly prováděny fyzikálně-chemické a chemické analýzy vody na 86 profilech monitorovací sítě s četností sledování 6x ročně. Sledované ukazatele (celkem 10) vychází ze seznamu ukazatelů uvedených v Metodice hodnocení všeobecných fyzikálně-chemických složek ekologického stavu útvarů povrchových vod tekoucích (Rosendorf a kol. 2011) LINK .

Výsledky těchto analýz slouží pro základní představu o kyslíkových a živinových poměrech. Výsledky analýz povrchových vod na profilech sítě v r. 2015-6 a také z předchozí etapy (r. 2007-08) jsou dostupné na webovém portále.

Hodnocení výsledků fyzikálně chemických analýz vody bylo provedeno dle ČSN 75 7221 a dále dle Metodiky hodnocení všeobecných fyzikálně-chemických složek ekologického stavu útvarů povrchových vod tekoucích.

Využití krajiny

Pro hodnocení dopadů změn ve využití krajiny na biotu vodních toků byly použity vrstvy GIS systému CORINE Land Cover (CLC) LINK . Z dostupných vrstev mapujících pokrytí jednotlivými typy povrchů dle využití krajiny (typologie např. zde: LINK ) v čase byla vybrána tři časová období, která nejlépe odpovídají rozdělení etap výzkumu:

i) vrstva CLC_2000 z roku 2000 pro I. etapu,

ii) CLC_2006 z roku 2006 pro II. etapu, 

iii) CLC_2012 z roku 2012 pro III. etapu výzkumu.

Pro každou lokalitu monitorovací sítě bylo definováno celkem pět ploch vztahujících se k dané lokalitě, na nichž byla vypočítána plocha (v km2) a procentuální zastoupení jednotlivých typů povrchů:

 i. celková plocha povodí nad lokalitou monitorovací sítě,

ii. okruh (radius) 10 km okolo lokality omezený celkovou plochou povodí,

iii. okruh (radius) 1 km okolo lokality omezený celkovou plochou povodí,

iv. příbřežní pás o šířce 250 m (na obou březích) podél vodního toku maximálně do vzdálenosti 15 říčních kilometrů proti proudu nad lokalitou, vymezený hranicí povodí,

v. příbřežní pás o šířce 100 m (na obou březích) podél vodního toku maximálně do vzdálenosti 15 říčních kilometrů proti proudu nad lokalitou, vymezený hranicí povodí.

Definované plochy jsou ilustrovány na příkladu lokality Vlára – Svatý Štěpán na obrázku níže.

Databáze tedy ve výsledku obsahuje a k hodnocení nabízí zastoupení jednotlivých typů povrchů v km2 a procentuální zastoupení pro pět různě definovaných ploch vztažených ke každé z lokalit monitorovací sítě pro I., II. a III. etapu výzkumu.

Typy povrchů byly zařazeny do čtyř kategorií:

í) zastavěná plocha,

ii) lesy,

iii) orná půda

iv) ostatní.

Názorné vymezení jednotlivých ploch pro výpočet zastoupení typů povrchů CORINE pro lokalitu monitorovací sítě (lokalita označena černým bodem). Modrou barvou je zvýrazněna celá říční síť nad lokalitou monitorovací sítě, černou barvou je ohraničeno celé povodí toku nad lokalitou, cihlově červenou je označeno desetikilometrové okolí lokality v ploše povodí (vnější půlkruh) a kilometrové okolí lokality v ploše povodí (vnitřní půlkruh), fialovou a oranžovou barvou jsou označeny příbřežní pásy 250 m, resp. 100 m široké okolo říční sítě do vzdálenosti max. 15 km říčních kilometrů nad lokalitou.

FYTOBENTOS

Fytobentos - metody odběru a zpracování vzorků

V toku je proveden výběr vhodného podkladu (preference kameny), řasový nárost (epiliton) se oškrábe zubním kartáčkem nebo ostrým předmětem v plastové misce, umístí do vzorkovnice a v chladu a temnu se transportuje do laboratoře. Mikroskopický rozbor, tj. determinace a kvantifikace zastoupení jednotlivých druhů řas, se provádí pomocí odhadní stupnice, která druhy zařazuje do daných intervalů na základě odhadu jejich abundance v mikroskopickém preparátu analyzovaného vzorku. Rozsivky jsou dodatečně determinovány na základě zhotovení trvalých preparátů. Odběr a zpracování vzorků je prováděn podle metod platných pro hodnocení ekologického stavu tekoucích vod, které jsou dostupné na webu Ministerstva životního prostředí. Metodika odběru a zpracování vzorků fytobentosu tekoucích vod
Fytobentos - metody hodnocení dat

Z důvodu determinace vzorků do rozdílných taxonomických úrovní ve II. a III. etapě výzkumu bylo nutno sjednotit taxonomickou úroveň (tzv. adjustace dat).

Základním vyhodnocováním dat je porovnání výsledků rozboru druhového složení recentně odebraných vzorků s výsledky rozboru druhového složení vzorků z předchozích odběrů s cílem vybrat druhy vykazující trend ústupu nebo naopak růstu. Toto vyhodnocení je provedeno bez ohledu na autekologické nároky druhů a slouží k vytipování druhů signalizujících možnost ovlivnění toku klimatickými změnami a vyžadujících další podrobnější sledování.

Počet taxonů – vyjadřuje počet taxonů ve vzorku nebo počet taxonů splňujících zadané podmínky (viz část Práce s prezentačním portálem / Data).

Pokud je hodnocena změna počtu taxonů mezi dvěma etapami, je hodnota -1 přiřazena těm taxonům, které mezi etapami z lokality zmizely, hodnota 0 je přiřazena taxonům, které byly na lokalitě nalezeny v obou etapách a hodnota 1 je přiřazena těm taxonům, které na lokalitě mezi etapami přibyly.

Celková hojnost – vyjadřuje sumu hojností taxonů ve vzorku nebo taxonů splňujících zadanou podmínku (viz část Data). Byla-li hodnocena změna hojnosti mezi etapami, byla vypočtena prostým rozdílem hodnot hojností taxonů v pozdější etapě a hodnot hojností taxonů v předchozí etapě.

V databázi jsou obsaženy jak primární data (třídy hojnosti nalezených taxonů ve vzorcích), tak i obecné vlastnosti taxonů (species traits):

    Saprobně-trofické valence
    Halobní valence

Změna trofie / saprobity vodního prostředí (saprobně-trofický index)

Návaznost tohoto ukazatele na klimatické změny je jak na období sucha, (zvýšení koncentrace živin), tak i na přívalová období, v obou případech ve směru zhoršení kvality. Zhoršení nebo zlepšení stavu se posuzuje prostým rozdílem hodnot recentních a historických.

Celkový index FB – index sloužící pro hodnocení ekologického stavu. Je počítán dle metodiky Marvan a kol. (2011). Je založený na poměru ekologické kvality (EQR) mezi zjištěnou a očekávanou hodnotou saprobně-trofického indexu fytobentosu.

Změna koncentrace minerálních iontů (salinity, halobity) vody (halobní index)

Změna je indikována vzrůstem specifické elektrické vodivosti a projevuje se vzrůstem halofilních nebo naopak ústupem halofobních druhů. Zvýšení salinity je očekávaným průvodním jevem zasažení toku déletrvajícím suchem, které by se pak mohlo projevit trvalejšími změnami v druhovém složení fytobentosu i po opětném snížení průtoku.

Vztah k minerálnímu prostředí – halobita, metrika zavedená pro účely projektu, podchycující změny prostředí indikované vzrůstem specifické elektrické vodivosti a projevující se vzrůstem nebo naopak ústupem halofilních nebo naopak halofobních druhů fytobentosu.

MAKROFYTA

Makrofyta - metody odběru a zpracování vzorků

Vzorkování makrofyt pro hodnocení v rámci projektu RIVERCHANGE se provádí schválenou standardizovanou metodikou. Makrofyta se sledují v úseku dlouhém 500 m (resp. 100 m u malých toků), v broditelných tocích ze břehu, resp. přímo z vody (procházením cik-cak), v nebroditelných tocích se využívá loď. Zaznamenává se procento pokryvnosti v celém sledovaném profilu. Vzhledem k tomu, že převážná většina makrofyt má růstové optimum v létě, ideální dobou na vzorkování je období od poloviny června do poloviny září. Největším úskalím vzorkování je vhodná hydrologická situace: optimálně by měla být hladina v toku co nejnižší a doba od posledních srážek v povodí co nejdelší. Po srážkách zakalená voda a/nebo vyšší stav je příčinou snížené míry jistoty vzorkování. Po přívalových deštích je zapotřebí vyčkat se vzorkováním až několik týdnů, po velkých povodních vegetace makrofyt regeneruje v řádu měsíců. Determinace většiny druhů se provádí přímo na lokalitě, pouze u mechorostů je zapotřebí odebrat vzorek a konzervovat jej (vysušit) pro určení v laboratoři. Tato metoda vzorkování vylučuje poškozování chráněných a vzácných druhů (mezi mechorosty takové nejsou). Výsledky determinací jsou ukládány v interní databázi LABSYSTÉM a převáděny do IS ARROW.
Makrofyta - metody hodnocení dat

Hodnoceny jsou změny v druhovém složení a změny v pokryvnosti jednotlivých druhů. Základním přístupem k sumárnímu hodnocení je metrika reflektující trofické poměry na lokalitě (MTR) a hodnocení struktury společenstva podle Ellengergových indikačních hodnot a v projektu definované citlivosti vůči zákalu a vazbě na substrát.

Z důvodu rozdílných taxonomických úrovní ve II. a III. etapě výzkumu

bylo nutno sjednotit taxonomickou úroveň (tzv. adjustace dat).

V databázi jsou obsaženy jak primární data (procentuální pokryvnost nalezených
taxonů ve vzorcích), tak i obecné vlastnosti taxonů (species traits):

    parametr MTV (Mean Trophic Value) – pro hodnocení úživnosti vody
    Ellenbergovy indikační hodnoty pro živiny, teplotu a reakci vody (pH)

Pro účely projektu byly definovány druhy: velmi citlivé k zákalu a zároveň zvýšené trofii, indikující zvýšené živiny (přibývání indikuje zhoršení stavu), snášející hlubší vrstvu organického bahna, preferující písčitý až kamenitý substrát na dně

MAKROZOOBENTOS

Makrozoobentos - metody odběru a zpracování vzorků

Vzorky makrozoobentosu, využívané pro hodnocení v tomto projektu, jsou odebírany standardizovanou metodu PERLA (ČSN 75 7701). Jedná se semikvantitativní multihabitatovou metodu odběru vzorků makrozoobentosu v broditelných tekoucích vodách pomocí ruční sítě o velikosti ok 0,5 mm. Odběr je prováděn na vybraném úseku toku po dobu 3 minut čistého času, přičemž každému ze zastoupených habitatů (např. peřejím, tůním, porostům makrofyt) je věnována doba úměrná jeho procentuálnímu zastoupení na lokalitě. Odebraný vzorek substrátu se živočichy je na místě proprán, organismy zčásti vytříděny na místě, zčásti dotříděny v laboratoři. Determinace (určování) živočichů je prováděno převážně v laboratoři a to na nejnižší možnou taxonomickou úroveň, obvykle druhovou. Pokud jsou však v terénu detekovány chráněné či vzácné druhy, jsou zaznamenány a vypuštěny zpět do vody. Výsledky determinací jsou ukládány v interní databázi LABSYSTÉM a převáděny do IS ARROW. Odběr a zpracování vzorků je prováděn podle metod platných pro hodnocení ekologického stavu tekoucích vod, které jsou dostupné na webu Ministerstva životního prostředí.

Makrozoobentos - metody hodnocení dat

Základní rozsah hodnocení dat odpovídá materiálu Metodika hodnocení ekologického stavu útvarů povrchových vod tekoucích (kategorie řeka) pomocí biologické složky makrozoobentos. Z důvodu determinace do rozdílných taxonomických úrovní v jednotlivých etapách výzkumu bylo nutno sjednotit taxonomickou úroveň (tzv. adjustace dat). V databázi jsou obsaženy jak primární data (počty jedinců nalezených taxonů ve vzorcích), tak i vlastnosti taxonů (species traits), popř. jejich kategorizace z hlediska ochrany přírody.

Vlastnosti taxonů (species traits):

•     saprobní valence
•     mikrohabitatové preference
•     vazba na říční zonaci
•     potravní preference
•     preference způsobu pohybu
•     proudové nároky
•     rozsah tolerovaných teplot
•     teplotní preference
•     způsob dýchání
•     velikost těla – maximální velikost těla samice
•     pružnost životního cyklu
•     přítomnost resistentních stadií
•     strategie šíření
•     migrační zdatnost
•     citlivost k jemnému sedimentu
•     indikátorové druhy permanence průtoku
•     preference kategorie nadmořské výšky
•     preference kategorie velikosti toku podle jeho řádu (Strahler)
•     citlivost k podílu orné půdy v povodí
•     vztah k toxickým organickým polutantům – index SPEARorg
•     nepůvodnost druhu na území ČR
•     typické taxony velkých nížinných řek v povodí Labe
•     typické taxony velkých nížinných řek v povodí Moravy

 
RYBY

Ryby - metody odběru a zpracování vzorků

V České republice v tekoucích vodách v současnosti existuje jediný dlouhodobý monitoring biologické složky ryby a to ve spojitosti s naplňováním cílů Rámcové směrnice (WFD). Tento monitoring je prozatím orientován výhradně na plůdková společenstva tzv. 0+ ryby a výsledky indikují přirozenou reprodukci rybích společenstev, na jejichž základě je ve smyslu WFD kalkulován pro biologickou složku ryby tzv. ekologický stav (Metodika hodnocení ekologického stavu útvarů povrchových vod tekoucích (kategorie řeka) pomocí biologické složky ryby) lokalit. Tato data jsou v pravidelných intervalech sbírána jednotlivými správci povodí do centrální databáze ARROW a dále reportována s cílem popisu současného stavu rybích populací a hodnocením jejich změn. Pro hodnocení klimatických změn (viz cíl tohoto projektu) byla identickým metodickým postupem viz výše (Přehled akceptovaných metodik tekoucích vod) v roce 2015 tato monitorovací sít doplněna o vzorkování tzv. referenčních lokalit, tedy lokalit prostých nebo alespoň s minimálním ovlivněním dalšími antropogenními tlaky (fragmentace a regulace toků, nepůvodní druhy, rybářský management aj.) tak, aby byl vliv těchto dalších antropogenních tlaků co nejvíce odfiltrován a mohly být vizualizovány případné změny ve složení rybích společenstev v důsledku klimatických změn.

Přehled akceptovaných metodik tekoucích vod
Ryby - metody hodnocení dat

Klimatické změny působí zvyšování průměrné teploty, zvyšování frekvence a amplitudy extrémních jevů jako jsou extrémní teploty, průtoky nebo naopak sucho, chemické změny vodního prostředí - změny kyslíkových poměrů, změny v salinitě, koncentraci živin aj. Klimatické změny tak v obecné rovině ovlivňují fyzikální, chemické a biologické charakteristiky sladkovodních habitatů, vodního prostředí a významně tak ovlivňují sladkovodní i diadromní druhy ryb a to jak z pohledu individuální tak populační perspektivy. Přes zvyšující se celosvětovou pozornost věnovanou problematice klimatických změn (evidence, predikce, managementové otázky) právě na biologickou složku ryby, která představuje mj. významnou ekonomickou složku přírodního bohatství a naše společné kulturní dědictví, v ČR doposud problematika vlivu klimatických změn na ryby ani na vodní ekosystémy řešena nebyla. V rámci tohoto projektu jsou klimatické změny na rybí společenstva hodnoceny modifikovanou metodikou USEPA (2008), která zohledňuje vliv klimatických změn jak z perspektivy individuální (sledováním změn v početnosti indikátorových druhů ryb) tak z perspektivy populační (hodnocení změn zastoupení jednotlivých funkčních skupin ryb) s tím, že v obecné rovině klimatické změny působí zvyšování a dominanci tolerantních druhů na úkor druhů citlivých, specializovaných. Lze tedy očekávat, že druhy citlivé ke změnám teploty budou nahrazovány druhy více tolerantními (eurytermní druhy), druhy se specifickými požadavky na substrát (např. litofilní druhy), budou nahrazeny indiferentními druhy atd. V našem klimatickém regionu tak lze očekávat nejvýznamnější dopady klimatických změn u chladnomilných druhů, především lososovitých ryb (nejvýznamnější indikátorové druhy).

V databázi jsou obsaženy jak primární data (počty jedinců nalezených taxonů ve vzorcích), tak i obecné vlastnosti taxonů (species traits):

•     Reprodukční skupiny
•     Vztah k proudění
•     Tolerance k organickému znečištění, acidifikaci, eutrofizaci a poklesu průtoku
•     Teplotní preference
•     Původnost druhu na území ČR a v dílčích povodích
•     Traits využívané k výpočtu European Fish Index: intolerantní, tolerantní, bentické, reofilní, litofilní, fytofilní, hmyzožravé, všežravé, potamodromní, migrující na velké vzdálenosti

 
Hodnocení bioty - obecné

Biotická data jsou hodnocena mimo specifické postupy pro jednotlivé složky také postupy obecnými, jako jsou níže uvedené indexy diverzity či disimilarity, popř. metrikami postihujícími zastoupení jednotlivých vlastností (traits) v hodnoceném společenstvu (druhovém uskupení). Významné je i prosté hodnocení změn v prezenci druhů, popř. vyšších taxonů mezi etapami výzkumu.

Hodnocen je výskyt druhů náležejících do následujících kategorií:

Natura 2000 – druhy zařazené do přílohy Směrnice o stanovištích (92/43/EEC),

zvláště chráněný druh (ZCHD) podle Vyhlášky č. 395/1992 Sb. ve znění vyhlášky č. 175/2006 Sb.,

druh z Červených seznamů ohrožených druhů.

Výpočet multimetrických indexů pro hodnocení ekologického stavu pro jednotlivé složky bioty je prováděno podle platných metodik specifickou kombinací metrik pro jednotlivé typy toků a výsledné EQR hodnocení je nazýváno “Celkový index” dané složky bioty.

Pro všechny biotické složky jsou počítány následující metriky a statistiky:

Zastoupení vybraných taxonů ve společenstvu – portál vypočítává procentuální zastoupení taxonů, které splňují zadanou podmínku (pro způsob výběru taxonů splňujících zadanou podmínku viz sekce Data – Výběrový formulář – část CO)

Zastoupení abundancí / pokryvností / hojností taxonů ve společenstvu – portál vypočítává procentuální zastoupení sumy abundancí / pokryvností / hojností taxonů, které splňují zadanou podmínku.

Indexy alfa – diverzity: Margalefův index, Shannonův-Wienerův index, Simpsonův index, Bergerův-Parkerův index.

Indexy beta-diverzity: Jaccardův, Sørensenův, Brayův–Curtisův (přehled a vzorce viz Jarkovský a kol. 2012).

Výpočetní nástroj umožňuje velmi variabilní nastavení analýz pro zjišťování vztahů mezi organismy a prostředím. Vlastní výpočty, resp. jejich nastavení, jsou prováděny v sekci Data - podsekce Výběrový formulář a v sekci Výsledky - podsekce Pro vědu a výzkum 

Výběrový formulář

Tato podsekce je plně interaktivní a umožňuje podrobné zadání hodnocených dat pomocí série filtrů a následně nabízí výběr několika možných způsobů hodnocení vybraných dat. Zadání filtru dostupných dat umožňuje třístupňový formulář CO – KDY – KDE:

Část CO výběrového formuláře slouží k zadání datových sad. Lze vybrat Biologické složky, Fyzikálně-chemické parametry, Krajinný pokryv, Klima či Hydromorfologii.

V části Biologické složky lze vybrat některou z hodnocených složek bioty (tedy fytobentos, makrofyta, makrozoobentos či ryby). Po kliknutí na název složky se zobrazí taxonomický strom a vpravo vlastnosti (species traits) vybrané složky. V taxonomickém stromě lze vybírat pouze některé taxony zaškrtáváním či vyhledáním určitého taxonu po kliknutí na symbol lupy vedle názvu složky. Pro výběr vybraného taxonu včetně všech podřízených taxonů slouží levý (zelený) checkbox, pro vybrání pouze vybraného taxonu pak prostřední checkbox, pro vyřazení taxonu včetně všech podřízených taxonů slouží pravý (červený) checkbox. Takto lze vybrat skupinu taxonů mimo vybranou skupinu (např. lze vybrat hmyz mimo dvoukřídlé). V pravém sloupci pak lze vybrat taxony splňující zadané podmínky. Oba přístupylze kombinovat, lze tedy vybrat pouze část společenstva v taxonomickém stromě a tento výběr ještě omezit pomocí species traits. Takto lze tedy vybrat (např.) z celého makrozoobentosu pouze chladnomilné jepice a s tímto výběrem dále pracovat.

V části Fyzikálně-chemické parametry lze vybrat jeden z uvedených parametrů (výčet parametrů viz kapitola Zdrojová data v databázi). 

V části Krajinný pokryv lze zadat jednotlivé typy povrchů (po rozkliknutí souhrnných typů) nebo celé souhrnné typy krajinných povrchů CORINE. V pravé části lze zadat plochu, ke které se vybrané typy vztahují (pro detaily viz kapitola Zdrojová data v databázi)

V části Klima lze zvolit typ klimatického ukazatele (srážky/teploty vzduchu), časové období (1, 3 a 10 let), typ dat (surová klimatická data/adjustovaná data) a roční období ( jaro, léto, podzim, zima). Způsob zpracování dat a význam jednotlivých voleb viz kapitola Zdrojová data v databázi. 

V části Hydromorfologie lze vybrat celkové hodnocení hydromorfologického stavu nebo dílčí hodnocení.

Část KDY výběrového formuláře slouží k zadání časových období, pro která budou vybrána data. Pro každou z možností z části CO má tato nabídka trochu jiný význam. Pro biologické složky makrozoobentos a fytobentos lze vybrat konkrétní etapu (či etapy) a sezónu (či sezóny), ve kterých se prováděly odběry. Pro detaily viz kapitola Zdrojová data v databázi. Pro biologické složky makrofyta a ryby má význam pouze etapa, odběr se prováděl jednou ročně v různých měsících, proto lze vybrat pouze celou etapu. Odběry pro základní fyzikálně-chemický rozbor byly prováděny v průběhu celého roku a byly proto také přiřazeny k sezónám. Proto lze stejně jako u makrozoobentosu a fytobentosu vybírat celé etapy nebo jenom některé sezóny. Pro krajinný pokryv a klima lze vybírat pouze z etap. U hydromorfologického hodnocení není výběr možný, data existují pouze pro třetí etapu.

Část KDE výběrového formuláře slouží k zadání profilů, které budou vstupovat do hodnocení. Lze vybírat jak z předem nastavených skupin lokalit (např. podle typu toku, podle příslušnosti ke kraji či povodí), tak i ze seznamu všech lokalit a také pomocí zadání obecných parametrů prostředí v pravém sloupci.

Formulář CO – KDY – KDE tedy slouží pouze k výběru dat, se kterými chceme pracovat. K nabídce možností, jak chceme vybraná data zobrazit, slouží Agregační a transformační formulář, který se objeví po kliknutí na tlačítko Pokračovat.

Tento formulář již slouží k zadávání způsobu, jakým chci agregovat data vybraná ve formuláři CO – KDY – KDE. Formulář je rozdělen na dvě části, levá část slouží k zadávání operací nad vybranými daty, pravá část slouží k převodu lokalit (z nichž pochází data) na zástupnou proměnnou (např. nadm. výška). V prvé řadě lze v obou částech formuláře zadat úroveň agregace či transformace: Etapa – Sezona – Lokalita (ESL), Etapa – Lokalita (EL) a Lokalita (L). Tyto úrovně označují, zda se vybraná agregace (např. počet taxonů) bude počítat pro každou sezonu zvlášť v případě ESL, nebo jen pro každou etapu zvlášť (EL) nebo zda se vybraná agregace spočítá z celého souboru dat pro vybrané lokality (L). Tyto úrovně nemají pro všechny nabízené složky smysl, agregace na ESL má smysl pouze u makrozoobentosu, fytobentosu a fyzikálně-chemických parametrů (tedy složek sledovaných po sezónách), kdežto pro makrofyta, ryby, krajinný pokryv a klimatické ukazatele má význam pouze agregace EL, neboť data o těchto složkách se nemění v závislosti na sezóně. Příklad použití různých úrovní agregací a transformací viz Příklady.

V části Agregace (levý sloupec) je pro každou volitelnou složku v části CO nabízen seznam výpočtů, které se z vybraných dat mají provést. Seznam výpočtů pro každou z možných hodnocených složek je uveden v kapitole Hodnocení dat obsažených v databázi.

V části Transformace (pravý sloupec) lze zadat různé hodnoty, kterými lze “přeložit” každou z vybraných lokalit. Tyto transformace mají využití zejména pro zobrazení hodnot v grafu (viz níže) jako vysvětlujících proměnných.

Je-li v Agregační části zadán např. Margalefův index, lze si pomocí volby v transformační části hodnoty indexu vykreslit v závislosti na nadmořské výšce či ploše vybraného typu povrchu v povodí nad lokalitou. Transformační funkce (a tedy možnosti volby vysvětlující proměnné) jsou:

i) bez transformace (hodnoty se v grafu vykreslí v závislosti na etapě a/nebo sezóně),

ii) metriky pro celé společenstvo (pro každou lokalitu vypíše hodnoty nabízených metrik a multimetrik, zejména hodnoty EQR ekologického stavu),

iii) parametry profilu (nadmořská výška atd.), IV) fyzikálně-chemické parametry (pH atd.), V) krajinný pokryv (plocha či procentuální zastoupení jenotlivých typů krajinného povrchu CORINE),

iv) hydromorfologie (hodnoty dílčích ukazatelů či celkové hodnoty HEM) a VII) klima (hodnoty klimatických ukazatelů nebo odchylek od normálu pro zadanou časovou řadu).

Detaily k jednotlivým parametrům viz kapitola Zdrojová data v databázi Po zadání agregačních a transformačních funkcí se po kliknutí na tlačítko Zobrazit transformované výsledky zobrazí tři pohledy na zvolenou sadu výsledků: mapa, graf a tabulka. V tabulce jsou hodnoty vypočítaných hodnot (podle agregační funkce) po jednotlivých sezónách či etapách, na mapě jsou hodnoty vypočítaných hodnot vykresleny jako minigrafy v mapovém prostředí, v grafu jsou zobrazeny hodnoty vypočítané pomocí agregační funkce v závislosti na hodnotách zvolené transformační funkce. Agregační a transformační funkce lze libovolně měnit a přepínat, pro datovou sadu (definovanou volbami ve formuláři CO – KDY – KDE) tak lze interaktivně měnit výsledky hodnocení.

Výsledky

Tato část se z velké části opírá o systém zadávání hodnocených dat a způsobu zobrazení výsledků ze sekce Data. Způsob výběru hodnocených dat a způsob vizualizace je tak do značné míry stejný jako v sekci Data, včetně výběrových formulářů. Na rozdíl od sekce Data, která přehledně zobrazuje zjištěný stav v určitém čase na určité lokalitě, je sekce Výsledky zaměřena na rozdíly mezi definovanými časovými obdobími - etapami. Tato část tedy slouží k vizualizaci vypočtené změny (ať už ukazatelů biotických či abiotických) v čase a porovnávání těchto změn s dalšími (ať už proměnlivými či časově stálými) proměnnými. Sekce výsledky je rozdělena na tři různé úrovně dle cílového publika a komplexnosti výsledků.

Odkaz na DATA