Analýzy, komentáře

Botanická data českých akademických institucí: zdroj informací pro ochranu přírody

Dnes je na světě jen málo zemí, jejichž flóra i vegetace je dokumentovaná tak dobře jako v České republice. Aby se mohlo toto bohatství informací lépe využívat pro výzkum i ochranu přírody, pracují botanici od začátku 90. let na postupném převodu údajů do elektronických databází. Tyto databáze vytvářejí akademické instituce (zejména Botanický ústav AV ČR a univerzity), odborná botanická veřejnost (regionální pobočky České botanické společnosti) i Agentura ochrany přírody a krajiny České republiky. Mnohá muzea navíc převádějí do databází údaje o položkách ze svých herbářových sbírek. Primárním cílem tvorby databází na akademických institucích je shromáždění materiálu pro výzkumné projekty. Získaná data jsou však dobře využitelná i v ochraně přírody, protože různým způsobem doplňují materiály shromážděné ochranářskými institucemi. Cílem tohoto článku je podat přehled hlavních databází využitelných pro ochranu přírody, které jsou vytvářeny v českých akademických institucích.

Počátky botanického databázování

Botanický ústav Československé akademie věd v Průhonicích zahájil pod vedením Bohumila Slavíka systematické shromažďování floristických dat v papírových kartotékách už v 60. letech minulého století. V roce 1992 zde Pavel Tomšovic a Jan Štěpánek založili elektronickou databázi FLDOK (FLoristická DOKumentace), do které byly postupně převedeny floristické údaje z více než 4 tisíc monografií, článků a výzkumných zpráv. V roce 1996 byla autorem tohoto článku na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity zřízena Česká národní fytocenologická databáze, ve které se začaly shromažďovat fytocenologické snímky. Stejný formát a způsob zadávání fytocenologických dat převzala Databáze lesnické typologie, která byla založena v roce 2000 Václavem Zouharem na brněnské pobočce Ústavu pro hospodářskou úpravu lesů. Do této databáze byla převedena data z fytocenologických snímků pořízených pracovníky ústavu v rámci typologického průzkumu lesů. Postupně vznikaly různé regionální floristické databáze, často navázané na jeden projekt, ale také projekty s dlouhodobou vizí, jako například Floristická databáze Jihočeské pobočky České botanické společnosti založená v roce 2003. Začalo být jasné, že potenciál všech těchto zdrojů bude možné plně využít jen tehdy, když budou integrovány do jedné lehce dostupné a snadno ovladatelné platformy. Současně byla nutná koordinace databázových aktivit akademických institucí a odborné veřejnosti s paralelními aktivitami Agentury ochrany přírody a krajiny ČR, která svoje různé databáze od roku 2006 sloučila do Nálezové databáze ochrany přírody.

Projekt Pladias

Kritická revize a syntéza botanických údajů pro Českou republiku byla hlavním cílem projektu Pladias (PLAnt DIversity Analysis and Synthesis), který v letech 2014–2018 získalo konsorcium Masarykovy univerzity, Botanického ústavu AV ČR a Jihočeské univerzity od Grantové agentury České republiky. Kromě pracovníků těchto tří institucí do projektu přispěly desítky dalších profesionálních i amatérských botaniků. Projekt vytvořil integrovanou databázi údajů o cévnatých rostlinách české flóry, jejich rozšíření, biologických a ekologických vlastnostech. Tato databáze byla propojena s údaji o vegetačních jednotkách České republiky a vše bylo doplněno tisíci fotografií, obrázků, interaktivními určovacími nástroji a bibliografiemi. Databáze byla veřejně zpřístupněna v české i anglické verzi na webové stránce www.pladias.cz. Je průběžně doplňována a technicky zdokonalována i po ukončení projektu Pladias.

Údaje o rozšíření rostlinných druhů

Údaje o rozšíření rostlinných druhů a dalších taxonů (poddruhů, variet a hybridů) na území České republiky byly do databáze Pladias převzaty z několika zdrojů. Největšími z nich byly databáze FLDOK, Česká národní fytocenologická databáze a Nálezová databáze ochrany přírody, jejíž data byla začleněna do databáze Pladias na základě dohody o výměně dat mezi institucemi konsorcia Pladias a Agenturou ochrany přírody a krajiny. Další data byla nově zadána týmem projektu Pladias nebo převzata z Databáze lesnické typologie, od České botanické společnosti (zejména její Jihočeské a Moravskoslezské pobočky a z výsledků floristických kurzů, které společnost každoročně pořádá) a z dalších zdrojů.

Databáze Pladias obsahuje víc než 13,5 milionů záznamů o výskytu téměř 5 tisíc taxonů cévnatých rostlin. Tyto záznamy pocházejí z období od 18. století až do současnosti, naprostá většina z nich však byla pořízena po roce 1950 a asi 60 % v období po roce 2000. Na webových stránkách projektu Pladias se z aktuálních údajů v databázi generuje mapa, která zobrazuje výskyt každého taxonu v síti o velikosti polí 5 x 3 minut, tj. přibližně 6 x 5,5 km. Pokud uživatele zajímá přesná lokalita, datum nebo zdroj záznamu, může si tyto údaje zobrazit kliknutím na příslušné pole mapové sítě. Bližší určení lokality se však ve veřejné části databáze nezobrazuje u taxonů ohrožených nelegálním sběrem nebo přesazováním.

Významnou součástí projektu Pladias byla kritická revize údajů, která systematicky probíhá i po skončení projektu. V rozsáhlých databázích rozšíření druhů se totiž vždy vyskytuje určité množství chyb, které mohou vzniknout buď nepozorností při přepisování záznamů, chybným určením druhu nebo nesprávnou interpretací synonymních jmen druhů uváděných v původních zdrojích. Zvlášť u obtížněji určitelných druhů mohou takové údaje při zanesení do mapy výrazně zkreslit představu o skutečném rozšíření. V projektu Pladias jsou proto rostlinné druhy postupně přidělovány vybraným expertům, kteří podrobně kontrolují jednotlivé údaje. Tito experti pro každý přidělený druh postupně vytvoří revidovanou autorskou mapu rozšíření, která je publikována v sérii článků vycházející od roku 2015 v národním botanickém časopise Preslia pod vedením Zdeňka Kaplana. Do roku 2020 byly v devíti dílech této série uveřejněny revidované a komentované mapy 862 rostlinných taxonů. Na webových stránkách Pladiasu lze v mapě zobrazit, které údaje expert vyhodnotil jako věrohodné, nejisté nebo chybné.

Údaje o vlastnostech rostlinných druhů

Pro databázi Pladias byly shromážděny nejrůznější údaje o jednotlivých rostlinných druzích a dalších taxonech. Pro velkou část naší flóry bylo relativně dobře dokumentováno 120 vlastností, které se zobrazují na veřejných webových stránkách projektu Pladias. Každá vlastnost je vysvětlena v doprovodném textu a je k ní uveden primární zdroj prezentovaných údajů. Velká část těchto údajů byla vytvořena nově týmem projektu Pladias. Vlastnosti druhů jsou členěny do těchto skupin:

• Habitus a typ růstu (např. výška rostliny, růstová forma, životní forma)

• List (např. uspořádání na stonku, tvar listu, vytrvalost)

• Květ (např. doba kvetení, barva, symetrie, charakteristika květních obalů, typ květenství, způsob generativního rozmnožování, vektor opylení)

• Plod, semeno a šíření (např. typ plodu, barva, jednotka šíření, strategie šíření)

• Podzemní orgány a klonalita (např. stonková metamorfóza, typ orgánu klonálního růstu, banka pupenů)

• Způsob výživy (např. parazitismus, mykoheterotrofie, masožravost, symbiotická fixace dusíku)

• Karyologie (např. počet chromozomů, stupeň ploidie, velikost genomu)

• Původ taxonu (původnost v ČR, u nepůvodních druhů invazní status, geografický původ, doba nebo rok zplanění a způsob zavlečení)

• Ekologické indikační hodnoty (indikační hodnoty pro světlo, teplotu, vlhkost, reakci, živiny, salinitu a disturbanci)

• Stanoviště a sociologie (výskyt v biotopech a vegetačních jednotkách, indexy ekologické specializace a kolonizační schopnosti)

• Rozšíření a hojnost (např. výskyt ve světových floristických zónách, výškových stupních ČR, hojnost výskytu v polích síťového mapování, fytocenologických snímcích a biotopech)

• Ohrožení a ochrana (kategorie červeného seznamu, zákonná ochrana)

Údaje o vegetačních typech

Webové stránky Pladiasu obsahují kromě údajů o rostlinných druzích také kompletní informace z čtyřdílné monografie Vegetace České republiky, tedy údaje o vegetačních typech členěných do 496 asociací, 138 svazů a 39 tříd. Každý typ je popsán ve strukturovaném textu doplněném mapou rozšíření, fotografiemi porostů a seznamy diagnostických, konstantních a dominantních druhů, v nichž je každý druh propojen na část databáze obsahující údaje o jeho rozšíření a vlastnostech.

Další užitečné zdroje na webu Pladias

Webové stránky Pladiasu obsahují přes 17 tis. fotografií rostlin a vegetačních typů, které byly revidovány experty a mohou pomoci při určování nebo ověřování správnosti určení botanických nálezů. Fotografie v databázi se vztahují k více než 3200 rostlinným taxonům a všem vegetačním typům České republiky. Kromě toho databáze obsahuje 725 originálních kreseb podzemních orgánů rostlinných druhů od Jitky Klimešové.

Pladias ale nabízí i interaktivní určovací nástroje. Online klíč k určování druhů na základě vlastností zadaných uživatelem postupně omezuje výběr druhů české flóry na ty, které vyhovují zadaným podmínkám. Klíč využívá nejen morfologických znaků jako v klasickém určovacím klíči, ale také třeba údajů o místě nálezu a biotopu, v němž byla rostlina nalezena. Například lze zadat bod na mapě ČR a dále vybírat z množiny druhů, které byly dříve zaznamenány v okruhu 10 km od tohoto bodu. Kombinací různých podmínek se výběr postupně omezí na několik málo druhů, které se zobrazí na fotografiích. Z nich lze vybrat pravděpodobný druh. Pro přesné určení je ale vždy potřeba určení zkontrolovat v příručce Klíč ke květeně České republiky nebo v klíčích v monografii Květena České republiky. Web Pladiasu umožňuje také určovat vegetační typy (fytocenologické asociace a svazy) na základě rostlinných druhů, které byly na daném místě zaznamenány. Zadání tří až čtyř druhů většinou uživatele rychle navede na správný vegetační typ.

Z webu Pladiasu lze stáhnout celé datové soubory v tabulkovém formátu. Je možné kliknout na vybrané pole v mapové síti a nechat si vygenerovat seznam rostlinných taxonů, které byly v tomto poli zaznamenány. Lze také zobrazit a stáhnout kapitoly Květeny České republiky pro vybraný rod nebo kapitoly Vegetace České republiky pro vybranou vegetační jednotku. K dispozici jsou i bibliografie české botanické a fytocenologické literatury.

Česká národní fytocenologická databáze

Česká národní fytocenologická databáze je udržována mimo databázi Pladias, protože databáze fytocenologických snímků jsou vytvářeny v mezinárodní spolupráci a používají specializovaný software. Tato databáze je koordinována na Ústavu botaniky a zoologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. V říjnu 2020 obsahovala přes 113 tis. fytocenologických snímků z celého území České republiky, které byly zapsány více než tisícem botaniků od roku 1922. Většina snímků pochází z období mezi roky 1995 a 2010, kdy se aktivně shromažďovaly údaje pro zpracování národního přehledu vegetace.

Údaje o výskytu druhů na jednotlivých lokalitách byly z České národní fytocenologické databáze přeneseny do databáze Pladias a jsou dostupné v mapách rozšíření druhů na webovém portálu této databáze. Data ve formě fytocenologických snímků na internetu nejsou, správci databáze je však na požádání poskytují bezplatně pro účely výzkumu i různého použití v ochraně přírody. Výběry z databáze provedené podle zvolených kritérií (např. území a vegetační typ) jsou poskytovány ve formátu databázového programu Turboveg 2, jehož instalační soubory lze stáhnout na stránkách České národní fytocenologické databáze. Fytocenologické snímky jsou v ochraně přírody použitelné například pro sledování změn diverzity vegetace. Pokud byly starší snímky uložené v databázi přesně lokalizovány, je možné je zopakovat a srovnáním určit trendy vývoje rostlinného společenstva na daném místě. Zájemci o poskytnutí fytocenologických snímků mohou kontaktovat koordinátory uvedené na webových stránkách databáze.

Tým České národní fytocenologické databáze také poskytuje expertní systém CzechVeg-ESy pro určování vegetačních jednotek na základě fytocenologických snímků. Pokud má uživatel vlastní soubor fytocenologických snímků v databázi Turboveg, může je pomocí expertního systému určit v programu Juice do asociací vymezených ve Vegetaci České republiky. Zatímco klíč k určování vegetačních typů na webu Pladiasu poskytuje přibližné určení jednotlivých porostů, expertní systém je vhodný pro přesné určení a může dávkově zpracovat i velké soubory fytocenologických snímků.

Závěr

Během uplynulého desetiletí se v akademických institucích postupně prosazoval celosvětový trend otevřeného sdílení dat. Zatímco dřív si většina institucí svoje údaje pečlivě střežila, dnes se stále více dat publikuje na internetu. Velkou část dostupných botanických dat dnes volně sdílíme nejen na národní úrovni, ale postupně je zapojujeme i do mezinárodních databází. Naše data o výskytu druhů začínáme postupně převádět do celosvětové databáze GBIF a fytocenologické snímky jsme propojili do celoevropské databáze European Vegetation Archive, kterou koordinujeme na Masarykově univerzitě. Naše dosavadní zkušenosti z akademického prostředí ukazují, že otevřený přístup ke sdílení dat otvírá netušené možnosti plynoucí ze spolupráce expertů z různých institucí i různých oborů. Současný vývoj vytváří nebývalé možnosti i pro rozmanité využití v ochraně přírody. Tento článek měl podat základní informace pro českou ochranářskou veřejnost o existujících zdrojích. Pokud čtenáře inspiruje ke smysluplnému využití těchto zdrojů, tak splnil svůj účel.

Literatura

Grulich V. (2017): Červený seznam cévnatých rostlin ČR.Příroda 35:75–132.

Hejný S., Slavík B., Chrtek J., Tomšovic P. & Kovanda M. (eds) (1988) Květena České socialistické republiky 1. Academia, Praha.

Hennekens S. M. & Schaminée J. H. J. (2001) TURBOVEG, a comprehensive data base management system for vegetation data. Journal of Vegetation Science 12:589–591. https://doi.org/10.2307/3237010

Chytrý M. (ed) (2007–2013) Vegetace České republiky 1–4. Academia, Praha. https://botzool.cz/vegsci/vegetationCR

Chytrý M., Hennekens S. M., Jiménez-Alfaro B., Knollová I., Dengler J., Jansen F., Landucci F., Schaminée J. et al.  (2016) European Vegetation Archive (EVA):an integrated database of European vegetation plots. Applied Vegetation Science 19: 173–180. https://doi.org/10.1111/avsc.12191

Chytrý M. & Rafajová M. (2003) Czech National Phytosociological Database: basic statistics of the available vegetation-plot data. Preslia 75: 1–15. http://www.preslia.cz/P031CChy.pdf

Kaplan Z., Danihelka J., Chrtek Jr. J., Kirschner J., Kubát K., Štěpánek J. & Štech M. (eds) (2019) Klíč ke květeně České republiky. Ed. 2. Academia, Praha.

Kaplan Z., Danihelka J., Štěpánková J., Bureš P., Zázvorka J., Hroudová Z., Ducháček M., Grulich V., Řepka R., Dančák M., Prančl J., Šumberová K., Wild J. & Trávníček B. (2015) Distributions of vascular plants in the Czech Republic. Part 1. Preslia 87: 417–500. http://www.preslia.cz/P154Kaplan_highres.pdf

Wild J., Kaplan Z., Danihelka J., Petřík P., Chytrý M., Novotný P., Rohn M., Šulc V., Brůna J., Chobot K., Ekrt L., Holubová D., Knollová I., Kocián P., Štech M., Štěpánek J. & Zouhar V. (2019) Plant distribution data for the Czech Republic integrated in the Pladias database. Preslia 91: 1–24. https://doi.org/10.23855/preslia.2019.001

Tichý L. (2002): JUICE, software for vegetation classification. Journal of Vegetation Science 13: 451–453.

https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2002.tb02069.x

Zouhar V. (2012) Database of Czech Forest Classification System. Biodiversity & Ecology 4: 346. https://doi.org/10.7809/b-e.00137