Czechglobe

Operační program: Operační program Výzkum a vývoj pro inovace
Prioritní osa 5.1: Evropská centra excelence
Oblast podpory: 5.1.1 Evropská centra excelence

Zahájení projektu: 1. 12. 2010
Ukončení projektu: 31. 12. 2014

 

Základním cílem projektu CzechGlobe je hluboké odborné poznání problému globální změny klimatu (GZK), vývoje postupů pro snížení jejích dopadů či adaptace na její působení.  Řešení projektu CzechGlobe  se odvíjí od tří základních otázek:

1.Nakolik je biosféra planety země schopná absorbovat prokazatelný  přebytek oxidu uhličitého, který člověk vypouští do atmosféry s možným dopadem na skleníkový efekt?

2.Jsou terestrické ekosystémy skutečně nejzranitelnějším článkem uhlíkového úložiště planet Země?

3.Je rozvoj lidské společnosti v souvislosti s GKZ trvale udržitelný?

Výzkumné a aplikační cíle:

Výzkumný program 1: Vyvinutí nástrojů pro modelování klimatických extrémů, nástrojů pro konstrukci lokálních scénářů klimatické změny, vývoj  regionálního klimatického modelu s velmi vysokým prostorovým rozlišením a  vytvoření regionální prostorové studie vlivu GZK na řízené ekosystémy.  

Výzkumný program 2: Vypracování metodik pro zvýšení schopnosti ekosystémů poutat CO₂ z atmosféry na základě dlouhodobého monitoringu skleníkových plynů, metodiky opatření pro omezení negativních dopadů GZK na hydrologické a biogeochemické cykly lesních povodí,  vývoj metod dálkového průzkumu země (DPZ) za účelem tvorby map biochemických a biofyzikálních parametrů  vegetace a ekosystémů jako indikátorů procesů uhlíkového cyklu a působení stresových faktorů,  vývoj metodik pro omezení negativních dopadů GZK na biodiverzitu

Výzkumný program 3: Metodiky řízení adaptačních a regulačních mechanismů rostlin souvisejících s dopady GZK ve smyslu snižování zranitelnosti ekosystémů k probíhajícím změnám. Vývoj optických diagnostických metod určených pro včasnou diagnostiku stresu, identifikace a využití metabolitů s biologickým účinkem jako antistresových látek, růstových regulátorů, látek indukujících rezistenci, antioxidantů apod.

Výzkumný program 4: Vytvoření nástrojů a indikátorů pro analýzu dopadů GZK na socioekonomické systémy a predikci dopadů zmírňujících a adaptačních opatření. Výzkum a využití potenciálu zachycování  CO₂ ze vzduchu nebo ze spalovacích plynů spojeného s výrobou vyšší generace biopaliv fotoautotrofními mikroorganismy, vytvoření a využití nástrojů pro vyhodnocení rizik pěstování rychle rostoucích dřevin a podporu pěstování s využitím růstových modelů.

Klíčové prvky infrastruktury:

Atmosférická stanice Křešín u Pacova na Českomoravské vrchovině slouží jako národní  monitorovací bod výskytu a dálkového přenosu skleníkových plynů, vybraných znečišťujících látek a  základních meteorologických charakteristik. Stanici tvoří 250 m vysoký atmosférický stožár, na jehož různých výškových úrovních jsou sledovány atmosférické koncentrace skleníkových plynů (CO2, CH4, CO, N2O, SF6), znečišťujících látek (troposférického ozonu, plynné rtuti, aerosolů), základní meteorologické charakteristiky  (teplota, tlak a vlhkost vzduchu, směr a rychlost větru) a výška mezní vrstvy atmosféry. Toto zařízení je součástí sítě atmosférických stanic evropské výzkumné infrastruktury ICOS. Poloha v těsném sousedství observatoře Košetice a dalších výzkumných infrastruktur CzechGlobe činí atmosférickou stanici významnou v českém i evropském měřítku. Atmosférická stanice Křešín u Pacova je open access výzkumnou infrastrukturou.

Stávající síť ekosystémových stanic (Bílý Kříž, Štítná, Třeboň, Křešín u Pacova, Rájec) byla modernizována a doplněna o nové stanice (Lanžhot, Domanínek). Ekosystémové stanice umožňují precizní sledování a kvantifikaci toků energie a látek, zejména uhlíku, v základních typech ekosystémů ČR a tvorbu podkladů pro detailní analýzu a predikci těchto toků. Základem ekosystémových stanic jsou meteorologické stožáry vybavené eddy kovarianční technikou pro sledování toků látek (skleníkové plyny) a energie a sensory pro sledování meteorologických prvků, spektrální reflektance, na stanicích jsou sledovány další parametry, např. transpirační tok dřevin. Ekosystémové stanice CzechGlobe jsou vybaveny měřicími přístroji a systémy podle protokolů mezinárodního projektu ICOS.

Systémy dlouhodobých impaktových experimentů. Pro zajištění experimentů, jejichž výsledky umožní hodnotit interakce mezi působením projevů GZK a nezávislými environmentálními faktory z hlediska vlivu na fyziologii rostlin, produkční procesy, rostlinný metabolismus a adaptační mechanismy rostlin, je v pavilonu experimentálních technik vybudován fytotronový sál s klastrem růstových komor (fytotronů) s  automatickou regulací složení atmosféry, teploty, vlhkosti vzduchu a intenzity a spektrálního složení světla. Mimo to je v Domanínku u Bystřice nad Pernštejnem vybudován  polní  systém kultivačních komor (Open top chambers), které spolu s již existujícími kultivačními lamelovými minisférami na Bílém Kříži umožní dlouhodobě kultivovat modelové rostlinné porosty v regulovaných podmínkách prostředí. Tato zařízení jsou součástí ESFRI infrastruktury AnaEE.

Letecká laboratoř dálkového průzkumu Země. Pro procesové zobrazování uhlíkového cyklu je vybudována stanice sběru/ příjmu a zpracování leteckých a satelitních dat FLIS (Flying Laboratory of Imaging Systems). Laboratoř zahrnuje letecký nosič, spektroradiometry snímající odražené sluneční záření ve spektrálním rozsahu 400-2500 nm, termální jednopásmový sensor, GPS senzory, gyrostabilizační rámy, systém pro řízení senzorů za letu a podpůrnou pozemní laboratoř. V rámci Letecké laboratoře DPZ je rovněž zprovozněna pracovní stanice a datové uložiště pro zpracování a analýzu hyperspektrálních dat. Laboratoř je zařazena do ESFRI infrastruktury EUFAR.

Centrální fyziologická, izotopová a metabolomická laboratoř je umístěna v pavilonu experimentálních technik v areálu Centra CzechGlobe v Brně a slouží zejména pro studium procesů asimilace uhlíku a jeho dalšího osudu v ekosystému a pro studium procesů spojených s látkovou výměnou. Laboratoř ekofyziologických studií je vybavena  souborem přenosných přístrojů pro ekofyziologická měření (gazometrické systémy, fluorimetry, spektroradiometry) a stacionárních analytických přístrojů (spektrofluorimetr, Ramanův spektrometr). Izotopová a metabolomická laboratoř je vybavena systémem plynové a kapalinové chromatografie s  hmotnostní detekcí a izotopovým hmotnostním spektrometrem pro stanovení poměrů stabilních izotopů v plynných, kapalných i pevných vzorcích systému půda-rostlina-atmosféra a poměru izotopů ve vybraných metabolitech. Laboratoř je rovněž vybavena termogravimetrickým analyzátorem, který je určen pro přesné stanovení termální stability organických látek v půdě.

Adaptační biotechnologie. Tyto technologie jsou založeny na biologické sequestraci uhlíku tj. na využití potenciálu sinic a řas transformovat sluneční energii a zároveň zachycovat  CO2 ze vzduchu nebo přímo z plynných spalin. Součástí laboratoře je laboratorní fotobioreaktorový systém, kultivační komory pro údržbu kultur a základní laboratoře pro fotoautotrofní mikroorganismy, velkokapacitní fotobioreaktor pro velkokapacitní kultivace a systém vysokokapacitního třídění buněk podle produkčních příznaků.

 

prof. RNDr. Ing. Michal V. Marek, DrSc., dr. h. c. – ředitel

Doc. Ing. Dalibor Janouš, CSc. – výkonný ředitel

Mgr. Jiří Kolman – manažer projektu

Ing. Jarmila Grégrová – finanční manažerka projektu

 

Výzkumný tým projektu – vedoucí výzkumných programů:

RNDr. Aleš Farda, Ph.D. – vedoucí výzkumného programu 1 Klimatické analýzy a modelování

Doc. Ing. Radek Pokorný, Ph.D. – vedoucí výzkumného programu 2 Ekosystémové analýzy

Doc. Mgr. Otmar Urban, Ph.D. – vedoucí výzkumného programu 3 Impaktové experimenty a procesové analýzy

Prof. dr. Thomas Roitsch – vedoucí výzkumného programu 4 Inovace pro zmírnění dopadů GZK

 

Rozpočet projektu: 

Celkové způsobilé výdaje: 647 927 885,- Kč

Příspěvek ERDF: 550 738 702,25 Kč

Příspěvek státního rozpočtu: 97 189 182,75 Kč

Celkové výdaje projektu: 998 835 880,26 Kč

 

Mgr. Jiří Kolman
Manažer projektu
E-mail: kolman.j@czechglobe.cz
Tel.: +420 511 192 299

Centrum výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i.
Bělidla 986/4a
603 00 Brno

Tento projekt je spolufinancován Evropským fondem pro regionální rozvoj a státním rozpočtem České republiky.