Oddělení analýz ekosystémových funkcí krajiny

Motto

Znalost účinků spolupůsobení člověka a klimatické změny na funkčnost ekosystémů v krajině je zásadní pro návrhy účinných opatření vedoucích k jejich podpoře a k zajištění nenahraditelných přínosů, jež nám poskytují.

Cíle a zaměření výzkumu

Cílem týmu je přispět ke zjištění dopadů globální změny na fungování ekosystémů, se zvláštním zřetelem na vodní a na vodu vázané ekosystémy. V rámci výzkumu propojujeme různé prostorové úrovně a metodické přístupy. Výstupem jsou kromě vlastních originálních výsledků základního i aplikovaného výzkumu, také vědecky podložené návrhy mitigačních a adaptačních opatření pro zmírnění těchto dopadů.

Mezi naše klíčové aktivity patří:

1. analýzy a modelování vybraných ekosystémových funkcí krajiny a výzkum energo-materiálové bilance ekosystémů / povodí, s ohledem na jejich význam v podmínkách probíhající klimatické a environmentální změny;
2. identifikace stresorů říčních krajin (vodních toků i údolních niv) a návrhy postupů k vyhodnocení a zlepšení jejich ekologického stavu a předcházení vzniku hydrologických extrémů;
3. řešení aktuálních výzev vodního hospodářství ve středoevropských podmínkách, souvisejících s dopady environmentální změny, při akcentování nových poznatků v oblasti ekohydrologického výzkumu a vývoje legislativního rámce evropské vodohospodářské problematiky.

Z metodického hlediska se při studiu základních segmentů dopadů globální změny (atmosféra a podnebí, ekosystémy, sociálně-ekonomické systémy) zaměřujeme především na studium interakcí všech tří segmentů. Hlavním metodickým přístupem je vytváření modelů a dalších nástrojů ke studiu ekosystémových funkcí a služeb ve vztahu ke klíčovým hybným silám (především změně klimatu a využití území).

Informace o výzkumných aktivitách oddělení, řešených projektech i jejich výstupech naleznete na webu www.funkcnikrajina.com

Hlavní výzkumné směry oddělení

Studium vlivu globální klimatické a environmentální změny na plnění vybraných ekosystémových funkcí, jako základ pro hodnocení ekosystémových služeb

• Výzkum míry plnění vybraných ekosystémových funkcí na základě specifických indikátorů biofyzikální povahy a predikce jejich budoucího vývoje při zohlednění předpokládaných dopadů klimatické změny a změny ve využívání území.
• Provoz vlastní observační infrastruktury a správa databáze nezbytné k zajištění přesných a aktualizovaných dat, vstupujících do výpočtů indikátorů míry plnění jednotlivých ekosystémových funkcí.
• Analýzy reakcí lesních ekosystémů na environmentální změnu a vybrané disturbance
• Vývoj platformy pro hodnocení zranitelnosti krajiny vůči dopadům klimatické změny, včetně návrhů typových opatření ke zmírnění identifikovaných rizik.
• Experimentální ověřování vlivu jednotlivých typů opatření (zejm. vodohospodářské povahy) na kvalitu plněných ekosystémových funkcí v různých přírodních podmínkách a při modelové aplikaci různých hospodářských přístupů.

Studium dopadů antropogenního tlaku a související environmentální změny na kvalitativní a kvantitativní parametry povrchových vod

• Výzkum klíčových aspektů říčních ekosystémů v podmínkách klimatické a environmentální změny, včetně ovlivnění hydrologické bilance, dynamiky sedimentů, živin, znečišťujících látek a biologické rozmanitosti.
• Vývoj metodických postupů pro hodnocení dílčích složek ekologického stavu vodních útvarů povrchových vod, příbřežních zón a údolních niv.
• Výzkum vlivu přítomnosti a dalších parametrů příbřežních biotopů na kvalitu povrchových vod v zemědělské krajině v podmínkách environmentální změny.
• Provoz vlastní observační infrastruktury, zaměřené na kontinuální monitoring vybraných fyzikálně-chemických charakteristik povrchových a podpovrchových vod.

Aktuálně řešené projekty (výběr):

• Hodnocení hybridní infrastruktury pro zmírňování hazardů s ohledem na scénáře klimatické změny (2023–2025, GAČR 23-04520L)
• Zapracování konceptu hodnocení ekosystémových služeb do budoucích plánů povodí (2024–2026, TAČR SS07010080)
• Jednotná identifikace zranitelnosti krajiny a metodologie návrhu adaptačních opatření se zvláštním zřetelem na ekosystémové funkce (2024–2026, Interreg SK-CZ NFP403201DPH4)
• Vědecky podložená podkladová data pro revitalizaci marginalizovaných horských oblastí v ČR (2023–2026, Inter-COST MŠMT LUC23169)
• Přívalové povodně v podmínkách environmentální změny (2023–2027, Strategie AV21 Dynamická planeta Země)
• Hodnocení rizik realistických subletálních dávek pesticidů v potravních zdrojích samotářských včel pro stabilizaci přirozeného ekosystému opylovačů se zaměřením na ovocnářskou produkci (2024–2028, Země MZe QL24010200)

Aplikované výstupy (výběr):

• Metodika pro vyhodnocení hydromorfologického stavu vodních útvarů v ČR (Metodika schválená Ministerstvem životního prostředí – NMetS, 2025)
• Software pro automatizaci hodnocení hydromorfologického stavu vodních toků (specializovaný software – R, 2024)
• Databáze hydromorfologických parametrů (specializovaná veřejná databáze – S, 2024)
• Hodnocení vybraných úseků vodních útvarů dle hydromorfologických složek (specializovaná mapa s odborným obsahem – Nmap, 2024)
• Metodika pro vyhodnocenı́ mı́ry degradace ekosystémových funkcı́ údolnı́ch niv v České republice (Metodika schválená Ministerstvem životního prostředí – NMetS, 2025)
• Potenciál údolních niv České republiky pro plnění vybraných ekosystémových funkcí (specializovaná mapa s odborným obsahem – Nmap, 2025)
• Zařízení pro monitoring obsahu pesticidů v půdě pomocí samotářských včel (užitný vzor, 2025)

Vybrané publikace za poslední období

Raška, P., Dolejš, M., Zupanc, V., Louda, J., Jakubínský, J., & Bezak, N. (2025). Generic ‘nature-based’framing may distort understanding of the effectiveness of hydrometeorological risk reduction measures. Ecological Indicators, 180, 114364. (IF 7.4)

Tomášová, G., Samec, P., Pavlů, L., & Holík, L. (2025). The main causes of the variation in the soil aggregate proportion and stability along gradient of natural forests in the outer Western Carpathians, Czech Republic. Geoderma, 462, 117543. (IF 6.6)

Pechanec, V., Prokopová, M., Včeláková, R., Štěrbová, L., Cudlín, O., Pohanková, T., Grill, S., Salvati, L, Cudlín, P. (2025). Assessing habitat connectivity: A comparative analysis of four methodologies applied to peri-urban landscapes. Science of The Total Environment, 1003, 180729. (IF 8.0)

Šlachta, M., Erban, T., Votavová, A., Tomešová, D., Václavíková, M., Halešová, T., Shcherbachenko, E., Bešta, T., Edwards-Jonášová, M., Včeláková, R., Procházková, V., Cudlín, P. (2025). Moderate use of pesticides in allotment gardens as indicated by their residues in larval food provisions of Osmia solitary bees. Journal of Apicultural Research, 64(1), 254-266. (IF 1.9)

D’Agata, A., Cudlín, P., Vardopoulos, I., Schinaia, G., Corona, P., & Salvati, L. (2024). Assessing the spatial coherence of forest cover indicators from different data sources: A contribution to sustainable development reporting. Ecological Indicators, 158, 111498. (IF 6.2)

Jakubínský, J.; Krásná, K.; Prokopová, M.; Cudlín, O.; Purkyt, J.; Štěrbová, L.; Pechanec, V.; Cudlín, P. Assessment of the potential natural status of riparian zones in the Czech Republic. River Research and Application 39(1): 95-107, 2022 (IF 2.78)

Egidi, G.; Quaranta, G.; Rosanna, S.; Salvati, L.; Včeláková, R.; Cudlín, P. Urban sprawl and desertification risk: unraveling the latent nexus in a mediterranean country. Journal of Environmental Planning and Management 65(3): 441-460, 2022 (IF 3.37)

Urbanič, G.; Politti , E.; Rodríguez- González, P. M.; Payne, R.; Schook, D.; Alves, M. H.; Andelkovic, A.; Bruno, D.; Chilikova-Lubomirova, M.; Di Lonardo, S.; Egozi, R.; Garofane Gomez, V.; Gomes Marques, I.; Tánago del, M. G.; Gultekin, Y. S.; Gumiero, B.; Hellsten, S.; Hinkov, G.; Jakubínský, J.; Janssen , P. Riparian Zones- From Policy Neglected to Policy Integrated. Frontiers in Environmental Science 99(10): 1-8, 868527, 2022 (IF 4.58)

Pastor, A. V.; Tzoraki, O.; Bruno, D.; Kaletová, T.; Mendoza-Lera, C.; Alamanos, A.; Brummer, M.; Datry, T.; De Girolamo, A. M.; Jakubínský, J.; Logar, I.; Loures, L.; Ilhéu, M.; Koundouri, P.; Nunes, J. P.; Quintas-Soriano, C.; Sykes, T.; Truchy, A.; Tsani, S.; Jorda-Capdevilla, D. Rethinking ecosystem service indicators for their application to intermittent rivers. Ecological Indicators 137: 108693, 2022 (IF 6.26)

Jakubínský, J.; Prokopová, M.; Raška, P.; Salvati, L.; Bezak, N.; Cudlín, O.; Cudlín, P.; Purkyt, J.; Vezza, P.; Camporeale, C.; Daněk, J.; Pástor, M.; Lepeška, T. Managing floodplains using nature-based solutions to support multiple ecosystem functions and services. Wiley Interdisciplinary Reviews: Water 2021: 1-19, Article number e1545, 2021 (IF 7.43)