Univerzita Palackého v Olomouci Přírodovědecká fakulta Disertační práce Ochrana biodiverzity bezobratlých primárních a sekundárních horských bezlesí Monika Mazalová Školitel: prof. Dr. Ing. Bořivoj Šarapatka, CSc. Olomouc 2013 © Monika Mazalová, 2013 BIBLIOGRAFICKÉ ÚDAJE AUTORKA: Monika Mazalová NÁZEV DISERTACE (ČJ): Ochrana biodiverzity bezobratlých primárních a sekundárních horských bezlesí NÁZEV DISERTACE (AJ): Biodiversity conservation of invertebrates associated with primary and secondary treeless habitats in mountain regions STUDIJNÍ PROGRAM: Ekologie a ochrana prostředí STUDIJNÍ OBOR: Ekologie VEDOUCÍ PRÁCE: prof. Dr. Ing. Bořivoj Šarapatka, CSc. PODPOŘENO PROJEKTY: VaV SP/2d3/155/08 „Optimalizace ekologického zemědělství a vybraných agroenvironmentálních opatření s důrazem na ochranu přírody a krajiny“ VaV 620/15/03 „Vliv rekreačního využití na stav a vývoj biotopů ve vybraných VCHÚ (CHKO Beskydy, KRNAP, CHKO Jeseníky, NP a CHKO Šumava)“ VaV/SM/6/70/05 „Vliv výsadeb borovice kleče (Pinus mugo) na biotopovou a druhovou diverzitu arkto-alpinské tundry ve východních Sudetech (CHKO Jeseníky, NPR Kralický Sněžník). Návrh managementu těchto porostů.“ Mazalová M. 2013: Ochrana biodiverzity bezobratlých primárních a sekundárních horských bezlesí [doktorská dizertační práce]. Univerzita Palackého, Olomouc ABSTRAKT: Od neolitu až do raného novověku člověk svou činností umožňoval přežití řady druhů vázaných na otevřená stanoviště. Přibližně od konce 18. století však lze sledovat pokles druhové pestrosti, za nímž stojí nejen rozvoj průmyslu a dopravy, ale především intenzifikace zemědělské výroby. Fenoménem posledních dvou desetiletí a zároveň dosud nejrozsáhlejším pokusem o ekologizaci zemědělství v Evropě je zavedení agroenvironmentálních dotačních titulů. Ačkoliv hlavním smyslem Agro-envi dotací je podpora biodiverzity sekundárních bezlesí zemědělské krajiny, řada recentních prací naznačuje, že dopady Agro-envi hospodaření na diverzitu volně žijících druhů jsou sporné. Jedním z cílů předkládané práce proto bylo vyhodnotit vlivy zemědělského hospodaření na společenstva bezobratlých s vazbou na podhorská bezlesí, obhospodařovaná v režimu Agro-envi. Studovali jsme jednak okamžitou odezvu bezobratlých na provedení nejběžnějších dvou typů zásahu, tj. pastvy a seče, jednak dlouhodobý efekt čtyř různých managementových zásahů. Hodnotili jsme také vliv lineárních prvků krajinné struktury na distribuci bezobratlých na studovaných plochách. Modelovou skupinou byli členovci, jejichž odpovědi jsme sledovali jak na úrovni abundancí řádů, tak i detailněji na druhové úrovni v rámci cílových taxonů (Bombus spp., Lepidoptera, Coleoptera, Orthoptera). Zaznamenali jsme průkazný okamžitý efekt seče a významný vliv pastvy prováděné v dlouhodobém měřítku. Z krátkodobého hlediska seč negativně ovlivňovala především abundance méně pohyblivých skupin, tj. zejména nelétavých taxonů. Naopak v dlouhodobém horizontu extenzívní seč, prováděná jednou ročně a pokud možno heterogenně v prostoru i čase, podporovala druhové bohatství většiny studovaných skupin. Na distribucích abundance celých taxonů bezobratlých i jednotlivých druhů hmyzu se velkou měrou podílela také lokální krajinná struktura. Většina studovaných skupin vykazovala pozitivní odezvu k přítomnosti travnaté meze, lesnatého remízu, či obou typů okrajů. Druhá část práce je věnována vyhodnocení vlivů zimní rekreace coby jedné z nejvýznamnějších antropogenních aktivit působících na společenstva primárních bezlesí nad horní hranicí lesa. Studovali jsme efekt sjezdového lyžování na společenstva epigeických brouků alpínské tundry nejvyšších partií Hrubého Jeseníku. Ačkoliv se jedná o lyžařské středisko situované v Národní přírodní rezervaci Praděd, jehož provoz respektuje specifické podmínky, potvrdili jsme významný vliv sjezdového lyžování na společenstva brouků. S použitím metod mnohorozměrné ordinační analýzy jsme zjistili, že sjezdovky podporují převážně široce rozšířené druhy generalistů s vysokou disperzní schopností a herbivorní brouky s vazbou na brusnicovou vegetaci či nitrofilní rostliny. Prostředí sjezdovek naopak zpravidla nepreferovaly reliktní horské druhy (endemit Neagolius limbolarius, Minota carpathica, Liotrichus affinis atd.). Výjimku představují některé druhy stenotypických karnivorů (Carabus sylvestris) a herbivorů (Timarcha metallica), jejichž zvýšené abundance na sjezdovkách vysvětlujeme zvýšenou potravní zásobou v prostoru lyžařských tratí. S ohledem na velmi malý rozsah hodnotných ploch primárního bezlesí alpinní zóny v kontextu celé střední Evropy doporučujeme posuzovat další rozvoj středisek zimní rekreace nad horní hranicí lesa velmi obezřetně. KLÍČOVÁ SLOVA: horská bezlesí • bezobratlí • zemědělský management • pastva • seč • krajinná struktura • Agro-envi • brouci • lyžování • alpínská tundra Mazalová M. 2013: Biodiversity conservation of invertebrates associated with primary and secondary treeless habitats in mountain regions [doctoral dissertation thesis]. Palacky University, Olomouc ABSTRACT: Since the Neolithic until early modern times, human activities enabled survival of many species associated with open habitats. On the contrary, industrial and traffic development and intensification of agriculture have lead to substantial biodiversity decline during last centuries. Last two decades brought the phenomenon of Agri- environmental schemes – so far the most important attempt to support environment- friendly agriculture. The main goal of Agri-environmental subsidies is to promote biodiversity of farmland. Yet some recent studies reported on mixed effects of management under Agri-environmental schemes on biodiversity of wild species. Therefore, one of the aims of this study was to evaluate the effects of agricultural management on invertebrates communities associated with submontane grasslands farmed with the support of Agri-environmental subsidies. First, we investigated immediate response of invertebrates on the two most common management treatments, i.e. mowing and grazing. Second, we focused on the long-term effects of four diverse management measures. Additionally, we examined the effect of linear landscape structures (i.e. grass baulks and tree and shrub groves) on distribution of invertebrates within the study sites. We worked with arthropods as the study group, evaluating their responses on two levels: (i) abundance of higher taxa, mainly orders, (ii) abundance and species richness of target groups, i.e. Bombus spp., Lepidoptera, Coleoptera and Orthoptera. Despite the “nature-friendly” management, we have found significant immediate impacts of mowing and, concurrently, long-term effects of grazing on invertebrates. On short-time scale, mowing negatively influenced mostly less mobile, flightless taxa. In contrast, long-term mowing performed once every year supported the highest species richness within the most of investigated taxa. Additionally, both types of margins substantially affected the invertebrate community structure and distribution within the sites. The majority of taxa were positively associated with one or both of these linear features. The second part of thesis is focused on evaluation of winter recreation as one of the most important anthropogenic activities affecting primary treeless habitats above the alpine timberline. We studied the effect of alpine ski-slopes on epigeic beetles in the Praděd National Nature Reserve. We have found significant effect of the ski-slopes on the epigeic beetle community including its functional diversity, although the conservation status determines specific, nature-friendly conditions. Our results showed noticeable decline in abundance of most species in the patches with artificially increased accumulation of snow, i.e. close to the interior edges of the ski-slopes. Using mixed modelling approach, we found that ski-slopes primarily supported vagile widespread generalists (Amara lunicollis, Poecilus versicolor) and herbivores associated with Vaccinium vegetation and nitrophilous plants. In contrast, the relic alpine species such as Neagolius limbolarius, Minota carpathica, Liotrichus affinis etc. usually have not preferred ski-slopes. In spite of above mentioned, we recorded highest abundances of some stenotypic carnivores (Carabus sylvestris) and herbivores (Timarcha metallica) within the ski-slopes. This trend might be explained by the increased food supply on the ski-slopes. With respect to small extent of alpine treeless zone in the context of the whole Central Europe, we recommend considering very cautiously any potential expansion of ski resorts, even those with reasonable operation. KEYWORDS: mountain treeless habitats • invertebrates • agricultural management • grazing • mowing • landscape structure • Agri-environmental schemes • beetles • ski- slopes • alpine tundra OBSAH SEZNAM ORIGINÁLNÍCH PUBLIKACÍ ..................................................................................................... 7 PODÍL AUTORKY NA JEDNOTLIVÝCH PUBLIKACÍCH ............................................................................. 8 PODĚKOVÁNÍ ........................................................................................................................................ 9 1. BIODIVERZITA: JEJÍ VÝZNAM A VÝVOJ ........................................................................................... 10 1.1. Role přírody při formování biodiverzity ČR .......................................................................... 10 1.2. Člověk a jeho vliv na biodiverzitu ČR ..................................................................................