Modelování změn v struktuře rybích společenstev v důsledku antropických vlivů

Bc. Věra Jungwirthová

Bakalářská práce

Modeling changes in the structure of fish communities due to anthropogenic influences

Anotace:

Bakalářská práce se věnuje vlivu prostředí na rybí společenstva v kontextu antropického působení. Činností člověka dochází k narušení vodních ekosystémů a struktur ichtyocenóz. Zejména sladkovodní ekosystémy jsou jedním z nejvíce ohrožených biotopů. Antropické vlivy zapříčiňují změny ve fyzikálně-chemických a hydromorfologických vlastnostech vodních toků. K analýze vlivu těchto vlastností na rybí společenstva ve čtyřech zónách (horská zóna, zóna podhorských potoků, zóna podhorských řek a nížinná zóna) je použita metoda náhodných regresních lesů, přičemž do modelů vstupovala vždy jedna závislá proměnná charakterizující tyto společenstva, kterými jsou druhová bohatost (počet druhů), diverzita (Shannon-Wienerův index diverzity) a indexy FIS (Fish Index of Slovakia) a FIS+ hodnotící ekologický stav toků. Hlavním výstupem této metody je pořadí důležitosti jednotlivých vysvětlujících nezávislých proměnných nesoucích informace o abiotických a biotických vlastnostech prostředí. Pro každou ze čtyř zón bylo vybráno několik nejdůležitějších vysvětlujících proměnných s největším vlivem na závislé proměnné. Ve všech zónách dominovala na předních příčkách důležitosti zamokřená šířka toku a nadmořská výška. Velký vliv měl také sklon toku, elektrická vodivost vody a koncentrace fosforu, vápníku a hořčíku. Bylo také zjištěno, že výstavba protipovodňových podélných hrází a bariér má značný vliv na vodní ekosystém. Tato práce přispívá k pochopení vlivu prostředí vodních toků na rybí společenstva. Je žádoucí se této problematice dále věnovat a tím přispět k poznání v této oblasti, které může být užitečné při navrhování opatření ochrany vodních toků.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the effects of the environment on fish communities in the context of anthropogenic influences. Human activities lead to disruption of aquatic ecosystems and ichthyocenosis structures. Freshwater ecosystems are particularly among the most endangered biotopes. Anthropogenic influences cause changes in physico-chemical and hydromorphological properties of water courses. To analyse the impact of these properties on fish communities across four zones (mountain zone, submontane stream zone, submontane river zone, and lowland zone), a random forest regression method is employed. The model always includes one dependent variable characterizing the communities: species richness (number of species), diversity (Shannon-Wiener diversity index), and FIS (Fish Index of Slovakia) and FIS+ indices evaluating the ecological status of water courses. The primary output of this method is the ranking of importance of individual explanatory independent variables carrying information about abiotic and biotic environmental properties. For each of the four zones, several most important explanatory variables with the greatest impact on dependent variables were selected. Across all zones, wetted stream width and altitude dominated the top importance rankings. Slope, water electrical conductivity, and concentrations of phosphorus, calcium, and magnesium also had significant influences. Additionally, the study found that flood protection barriers and dams have significant impact on the aquatic ecosystem. This work contributes to understanding of the environmental influences on fish communities in water courses. Further research in this area is desirable to enhance knowledge that can be useful in designing water course protection measures.

Klíčová slova

FIS, FIS+, rybí společenstva, antropické vlivy, druhová bohatost, diverzita, MICE, regresní náhodné lesy, fish communities, anthropic influences, species richness, diversity, random forest regression

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 5. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2025
• Vedoucí: RNDr. Danka Haruštiaková, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Jiří Jarkovský, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Matematická biologie a biomedicína / Epidemiologie a modelování