Klimatická změna v suchých trávnících: Kdo zvítězí a kdo prohraje?

Bc. Branislav Kopčan

Master's thesis

Climate change in dry grasslands: Who are the winners and the losers?

Abstract:

Narůstající teploty a s nimi spojený stres způsobený suchem postupně nabývají na významu, zejména v suchých biotopech, jako jsou třeba temperátní suché trávníky. Porozumění jejich vlivu na jednotlivé druhy je však obtížné, protože jednotlivé druhy odrážejí sezónní dynamiku výkyvů počasí. Některé druhy se proto mohou novým podmínkám přizpůsobit posunem fenologie nebo posunem do mikroklimaticky příznivějších stanovišť. Abychom mohli posoudit, které druhy se stanou v kontextu klimatické změny relativními vítězi a které naopak poraženými, se zohledněním těchto faktorů, založili jsme v roce 2021 dlouhodobý terénní monitoring trvalých ploch ve třech typech suchých trávníků na jihovýchodě České republiky. Na základě mikroklimatických teplotních dat a monitoringu vegetace s dvouměsíční frekvencí jsme pomocí binomických smíšených modelů detekovali optimální teploty růstu jednotlivých druhů. Následně jsme z pomocí projekcí makroklimatického vývoje teplot vypočítali budoucí mikroklimatické podmínky a využili je k simulaci počtu růstových dní pro jednotlivé druhy. Naše mikroklimatické modely odhalují asymetrický vztah mezi makroklimatem a mikroklimatem, s lokálně tlumenými teplotami v zimě, a naopak amplifikovanými teplotami v létě. To vede k postupnému zhoršování podmínek v létě což způsobuje, že se pro většinu druhů zkracuje období vhodné pro růst. Nejvýraznější poklesy jsme zaznamenali ve středním scénáři vývoje změny klimatu (SSP2-4.5). V tomto scénáři prodloužení růstového období na jaře a na podzim nedokáže u většiny druhů kompenzovat letní ztráty. Pokles růstu byl konzistentní pro většinu růstových strategií, ale lišil se mezi vegetačními typy. Tyto výsledky naznačují, že prodloužení a intenzita letního stresu se v brzké budoucnosti stane hlavní hrozbou pro suché trávníky ve střední Evropě a může vést k tomu, že se druhy ocitnou v podmínkách, na které nejsou adaptovány, a mohou být proto vystaveny zvýšenému konkurenčnímu tlaku.

Abstract:

Rising temperatures and related drought stress are gradually gaining importance, especially in dry habitats such as temperate dry grasslands. The understanding of their effects on individual species is, however, challenging as species reflect seasonal dynamics of weather fluctuations. Some of the species might be, therefore, able to adapt to new conditions by adjusting their phenology or by escaping to microclimatically more suitable areas. To make an assessment about which species might eventually become winners and which losers while accounting for these factors, we established in 2021 a long-term permanent-plot monitoring of three types of dry grasslands in southeastern Czech Republic. Using microclimate temperature data and bimonthly vegetation records, we fitted Binomial Mixed-effect Models to describe optimal growth temperatures for individual species. We then derived future microclimatic temperatures from future macroclimate projections and used them to predict the number of growth-days for individual species. Our microclimate models reveal an asymmetric macroclimate-microclimate relationship, with buffered winter temperatures, and amplified summer temperatures. That makes summers becoming increasingly harsher, causing the majority of species to shorten their period of growth in summer. Interestingly, the most profound declines were observed under the intermediate scenario (SSP2-4.5). Under this scenario, prolongation of the growth period in spring and autumn fails to compensate for summer losses for most species. Growth declines patterns were consistent across most plant strategies but differed between vegetation types. These results suggest that the prolongation of summer stress will become the primary threat in Central European dry grasslands, potentially forcing species into novel seasonal environments and under competitive pressures.

Keywords

klimatická změna, mikroklima, suché trávníky, sezónnost, fenologie, růst, změna biomasy, sucho, climate change, microclimate, dry grasslands, seasonality, phenology, growth, biomass change, drought

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2026

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2026
• Supervisor: Mgr. Kryštof Chytrý, Ph.D.
• Reader: RNDr. Jan Divíšek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Botany / Plant Ecology