Vliv časových a sezónních změn struktury společenstev makrozoobentosu na stabilitu biotické typologie profilů biomonitoringu

Bc. Simona Littnerová

Diplomová práce

Influence of seasonal and long term changes of benthic macroinvertebrates communities on stability of biological typology of biomonitoring network

Anotace:

Cílem práce bylo analyzovat časovou variabilitu společenstva makrozoobentosu a jeho důsledky pro modely hodnocení ekologického stavu toků. Práce zároveň slouží jako metodická rešerše vícerozměrných metod pro hodnocení dat společenstev v časové škále. Jedním z faktorů ovlivňující systémy hodnotící kvalitu vod jsou časové změny ve struktuře společenstva. Data analyzovaná v práci pocházejí z biomonitoringu povrchových vod ČR v letech 1996–2007. Pro získání časové řady byly vybrány lokality s nejdelším časovým záznamem z let 2002–2005, bylo získáno 261 lokalit. V práci byly sledovány změny ve struktuře společenstva mezi lety 2002–2003, 2002–2004 a 2002–2005. Změny byly sledovány jak z hlediska indexů diverzity a biotických indexů popisujících společenstvo, tak z hlediska samotné změny složení společenstva. Následně bylo testováno, zda na tuto časovou změnu má vliv typologie lokalit; otestovány byly typologie využívané v různých typech modelů hodnocení ekologického stavu. Pro zjištění změny indexů v čase a pod vlivem typologie lokalit byla použita RM ANOVA, pro změnu společenstva Procrustova analýza následovaná detailní analýzou změn časového výskytu individuálních taxonů. Bylo zjištěno, že ke změně indexů i společenstva dochází, avšak vliv použitých typologií na tuto změnu nebyl prokázán, změny jsou tedy na všech lokalitách konzistentní. Největší změna byla zaznamenána mezi lety 2002 a 2003. Tato změna je možný důsledek vysokých srážkových úhrnů v roce 2002. Dále bylo zjištěno, že změna společenstva souvisí s biologickou spotřebou kyslíku. Vzhledem ke konzistenci změn nesouvisejících s použitou typologií lze tedy pro hodnocení ekologického stavu toků využít typologii založenou na jednorázovém sběru dat a není potřeba vytvářet každý rok novou. Na druhou stranu pro analýzu detailního druhového složení společenstev je třeba časové změny brát do úvahy vzhledem k velkým meziročním rozdílům v druhovém složení společenstev.

Abstract:

The aim of this thesis was to analyze the temporal variability of benthic macroinvertebrates and its consequences for the established typology. The work also serves as a methodical review of multivariate statistical methods for data evaluation of biological communities in a time-scale. Temporal changes in the structure of communities are one of the factors affecting water quality assessment systems. The data analyzed come from a biomonitoring of streams of the Czech Republic during 1996-2007. To obtain the time series we selected localities with the longest record of the time period 2002-2005, 261 sites was selected. Changes in the structure of communities were observed between 2002-2003, 2002-2004 and 2002-2005. Changes were observed in terms of both diversity indices and biotic indices describing the community and in the terms of actual changes in community composition. Subsequently we tested whether the typologies of sites has an impact beyond this change, typologies used in various types of assessment models of ecological status were adopted for this task. To determine the indices changes over time and under the influence of typology of sites RM ANOVA was applied; overall changes in communities composition were analysed by means of Procrustova analysis followed by detailed analysis of changes of individual taxa occurrence in time. The time related shift in indices and the community composition was found, but the influence of the localities typologies on this change was not found. The greatest change was recorded between 2002 and 2003. This change is a possible consequence of high precipitation and floods in 2002. Analysis of chemical measurements revealed the link of this change to the biological oxygen demand. We can conclude that the size of temporal changes of indices based on communities’ structure allows us to adopt sites typologies based on one-year sampling for systems of ecological status assessments. On the other hand detailed analysis of communities on species level have to take into account large inter annual changes in species composition.

Klíčová slova

biodiverzita, časová variabilita, prostředí, struktura společenstva, vícerozměrná analýza, macrozoobenthos, WFD, hodnocení ekologického stavu, monitoring vod, Biodiverzity, temporal variability, structure of biological communities, multivariate statistical methods, benthic macroinvertebrates, ecological status assessment, stream monitoring

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 6. 2010
• Vedoucí: RNDr. Jiří Jarkovský, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Matematická biologie