Presumed spread of European beaver depending on the current occurrence and the usability of the environment of selected streams in the Berounka river basin

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00027073%3A_____%2F20%3AN0000074" target="_blank" >RIV/00027073:_____/20:N0000074 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://www.speclab.cz/projekty/tacr-bobr/" target="_blank" >https://www.speclab.cz/projekty/tacr-bobr/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Předpokládané šíření bobra evropského v závislosti na současném výskytu a úživnosti prostředí vybraných toků v povodí Berounky

Original language description

Ve 2. pol. 20. st. došlo ve střední Evropě k iniciaci (reintrodukcemi) přirozeného šíření bobrů (Vorel a Kostkan, 2005), při čemž jedna z nejsilnějších vln návratu bobrů probíhala od 60. do 90. let 20. st. v Bavorsku (Zahner, 1997). Po více než 40 letech šíření bobrů do západních a jihozápadních Čech jsou nyní kolonizovány všechny pohraniční přítoky řek Ohře, Mže, Radbuzy, Úhlavy, Úslavy, Otavy a Vltavy. Významnému rozšíření bobra nejen v povodí Berounky výrazně napomohla jeho silná legislativní ochrana a také vyhlášení programu péče (Vorel et al., 2013). Pro šíření bobra je důležitá úživnost prostředí a charakter břehů, jež dohromady představují klíčový faktor pro současné, ale i případné budoucí osídlení. Bobr však v břehových porostech způsobuje škody na dřevinách, a to v řádech milionů korun ročně (Uhlíková et al., 2015, Bulíř et al., 2019), a proto by bylo vhodné znát jeho možné budoucí rozšíření. K tomu slouží modely distribuce druhů, které představují popis empiricky zjištěné korelace mezi distribucí druhů a environmentálními proměnnými (Franklin, 2010). Pro modelování pravděpodobnosti výskytu bobra v povodí Berounky byl zvolen pravidelně využívaný binomický zobecněný lineární model (tzv. logistická regrese, Guisan et al., 2002). Specializovaná mapa měla za cíl (1) připravit databázi břehových porostů a nálezových dat, (2) správně nastavit a validovat statistický model a nakonec (3) spočítat predikci pravděpodobnosti výskytu bobra pro dvě skupiny vodních toků, které se odlišovaly vstupními daty o břehových porostech. Pro Berounku, Loděnici, Litavku, Rakovnický p. a Lišanský p. byla použita podrobná data z původního managementového průzkumu břehových porostů. Pro vodní toky (hrubé členění, DIBAVOD) v povodích Střely a Úslavy byla informace o složení břehového porostu získána pomocí řízené klasifikace obrazu (přesnost klasifikace dosáhla pro Střelu 80 % a Úslavu 69 %). Za účelem získání nálezových dat byl proveden podrobný terénní průzkum od Plzně po Řevnice (Berounka) a od Toužimi po Plasy (Střela). Zvláště na Berounce průzkum překvapivě odhalil přítomnost minimálně 30 bobřích rodin. Statistické modely pro Berounku a Střelu se podařilo připravit do podoby skriptů (v příloze), jenž bude možné využít opakovaně a případně aplikovat také v jiných povodích. Vysvětlovanou proměnnou byly úseky prezence/absence bobra extrahované z nálezových dat metodou jádrového odhadu populační hustoty. Environmentálními proměnnými (prediktory) byly údaje o složení břehových porostů pořízených terénním průzkumem v minulých letech, resp. data o krajinném pokryvu získaná řízenou klasifikací. Model byl nejprve naplněn na prezenčně-absenčních datech na Berounce a Střele a následně aplikován na výše uvedené vybrané vodní toky. Model pro Berounku (predikční síla 0,39) vycházel z těchto prediktorů: šířka břehového porostu a jeho druhová skladba – podíl javorů, olší, topolů, vrb a keřové vrby. Analýza dat následně ukázala, že bobr v povodí preferuje především keřové vrby, které jsou pro něj ideálním zdrojem potravy (Vorel et al., 2015). Rozložení porostů keřových vrb také ukazuje, že bobr na Berounce dosud pravděpodobně neosídlil všechna vhodná území, neboť relativně silné zastoupení keřových vrb se vyskytuje i u absencí. Predikční síla modelu pro Střelu byla po odebrání několika prediktorů nakonec 0,61. Pro Střelu bylo poměrně složité modelovat pravděpodobnost výskytu, neboť prediktory zde trpěly silnou multikolinearitou a muselo se přistoupit k jejich redukci, po které zbyly vrby s topoly, olše, ostatní listnaté a jehličnaté porosty, pole a vodní plochy. Predikci na Střele a Úslavě mohla rovněž ztížit přesnost klasifikace družicových dat (Střela 80 %, Úslava 69 %). Statistické modely naznačily také preference a reakce bobra na přítomnost jednotlivých druhů dřevin. Grafy efektů jednotlivých prediktorů na výskyt bobra na Berounce (obr. 12) ukazují očekávaný pozitivní efekt keřové vrby a šířky břehového porostu. Jak stromová, tak keřová vrba je přítomna ve všech úsecích absencí i prezencí. Jelikož keřová vrba je jedním z hlavních potravních zdrojů bobra, je možné, že se bobr primárně váže na výskyt keřové vrby (a šířku břehového porostu), zatímco zvýšený výskyt stromových forem dřevin může být považován prozatím za méně vhodný zdroj potravy a tím mít nepřímo negativní efekt na výskyt bobra. Nečekaný pozitivní efekt olše by mohl být vysvětlen zvýšenou stabilitou břehů, která je pro olši charakteristická a pro bobra důležitá, nebo čistě zpracováním dat (podíl olší v úsecích prezencí). Na Střele grafy efektů potvrzují kladný vztah k vrbám a ostatním listnatým dřevinám a negativní vztah k přítomnosti olší a jehličnatých dřevin. Pravděpodobnost rozšíření bobra na vybraných vodních tocích (0–100 %) byla pro praktické použití rozdělena v barvách semaforu na tři stupně: nízký (zeleně, 0–30 %), střední (oranžově, 31–70 %) a vysoký (červeně, 71–100 %). Červené úseky by proto správce toku měl navštívit jako první. Téměř všechny vybrané významné vodní toky dosahují nadpoloviční hodnoty pravděpodobnosti (s maximem 74 % na Loděnici, obr. 15). Na Berounce nabývá průměrná pravděpodobnost rozšíření hodnot 51 %, přesto je Berounka bobry osídlena téměř po celé délce toku. Při interpretaci výsledků je však nutné zohlednit fakt, že bobr v povodí zatím neosídlil všechna vhodná stanoviště. Zjištěný výskyt bobra tak odráží jeho potravní preference jen částečně, neboť část absencí je způsobena nikoli tím, že by dané místo bylo pro bobra nevhodné, ale tím, že dosud nebylo osídleno. Bobr je navíc oportunistický druh živočicha, který se poměrně dobře dokáže přizpůsobit svému prostředí (viz např. Vorel et al., 2015; Campbell-Palmer et al., 2016). Výsledky predikce rozšíření ukazují přehledové mapy ve formátu A3 v příloze anebo je možné výsledky prohlížet podrobněji pod odkazem na webu: speclab.cz/projekty/tacr-bobr/. V praxi budou výsledky využity při běžné provozní činnosti zaměřené na péči o břehové porosty významných vodních toků a jejich přítoků. Správce vodního toku by měl na základě predikce rozšíření vytipovat místa, kde je osídlení bobry v budoucnu velmi pravděpodobné (červené) a přitom by mohlo zásadním způsobem ovlivnit odtokové poměry, ohrozit stabilitu vodních děl, způsobit újmu na lidském zdraví, či napáchat velké škody na dřevinách. Nejen v červených, ale i v ostatních úsecích by měl být kladen důraz na druhové složení dřevin (křovin), které je pro šíření bobra klíčové a které určuje úživnost (vhodnost) daného úseku toku. Celkový potenciál mapy bude naplněn až ve spojení s metodikou péče o břehové porosty s přítomností bobra (výsledkem stejného projektu).

Czech name

Předpokládané šíření bobra evropského v závislosti na současném výskytu a úživnosti prostředí vybraných toků v povodí Berounky

Czech description

Ve 2. pol. 20. st. došlo ve střední Evropě k iniciaci (reintrodukcemi) přirozeného šíření bobrů (Vorel a Kostkan, 2005), při čemž jedna z nejsilnějších vln návratu bobrů probíhala od 60. do 90. let 20. st. v Bavorsku (Zahner, 1997). Po více než 40 letech šíření bobrů do západních a jihozápadních Čech jsou nyní kolonizovány všechny pohraniční přítoky řek Ohře, Mže, Radbuzy, Úhlavy, Úslavy, Otavy a Vltavy. Významnému rozšíření bobra nejen v povodí Berounky výrazně napomohla jeho silná legislativní ochrana a také vyhlášení programu péče (Vorel et al., 2013). Pro šíření bobra je důležitá úživnost prostředí a charakter břehů, jež dohromady představují klíčový faktor pro současné, ale i případné budoucí osídlení. Bobr však v břehových porostech způsobuje škody na dřevinách, a to v řádech milionů korun ročně (Uhlíková et al., 2015, Bulíř et al., 2019), a proto by bylo vhodné znát jeho možné budoucí rozšíření. K tomu slouží modely distribuce druhů, které představují popis empiricky zjištěné korelace mezi distribucí druhů a environmentálními proměnnými (Franklin, 2010). Pro modelování pravděpodobnosti výskytu bobra v povodí Berounky byl zvolen pravidelně využívaný binomický zobecněný lineární model (tzv. logistická regrese, Guisan et al., 2002). Specializovaná mapa měla za cíl (1) připravit databázi břehových porostů a nálezových dat, (2) správně nastavit a validovat statistický model a nakonec (3) spočítat predikci pravděpodobnosti výskytu bobra pro dvě skupiny vodních toků, které se odlišovaly vstupními daty o břehových porostech. Pro Berounku, Loděnici, Litavku, Rakovnický p. a Lišanský p. byla použita podrobná data z původního managementového průzkumu břehových porostů. Pro vodní toky (hrubé členění, DIBAVOD) v povodích Střely a Úslavy byla informace o složení břehového porostu získána pomocí řízené klasifikace obrazu (přesnost klasifikace dosáhla pro Střelu 80 % a Úslavu 69 %). Za účelem získání nálezových dat byl proveden podrobný terénní průzkum od Plzně po Řevnice (Berounka) a od Toužimi po Plasy (Střela). Zvláště na Berounce průzkum překvapivě odhalil přítomnost minimálně 30 bobřích rodin. Statistické modely pro Berounku a Střelu se podařilo připravit do podoby skriptů (v příloze), jenž bude možné využít opakovaně a případně aplikovat také v jiných povodích. Vysvětlovanou proměnnou byly úseky prezence/absence bobra extrahované z nálezových dat metodou jádrového odhadu populační hustoty. Environmentálními proměnnými (prediktory) byly údaje o složení břehových porostů pořízených terénním průzkumem v minulých letech, resp. data o krajinném pokryvu získaná řízenou klasifikací. Model byl nejprve naplněn na prezenčně-absenčních datech na Berounce a Střele a následně aplikován na výše uvedené vybrané vodní toky. Model pro Berounku (predikční síla 0,39) vycházel z těchto prediktorů: šířka břehového porostu a jeho druhová skladba – podíl javorů, olší, topolů, vrb a keřové vrby. Analýza dat následně ukázala, že bobr v povodí preferuje především keřové vrby, které jsou pro něj ideálním zdrojem potravy (Vorel et al., 2015). Rozložení porostů keřových vrb také ukazuje, že bobr na Berounce dosud pravděpodobně neosídlil všechna vhodná území, neboť relativně silné zastoupení keřových vrb se vyskytuje i u absencí. Predikční síla modelu pro Střelu byla po odebrání několika prediktorů nakonec 0,61. Pro Střelu bylo poměrně složité modelovat pravděpodobnost výskytu, neboť prediktory zde trpěly silnou multikolinearitou a muselo se přistoupit k jejich redukci, po které zbyly vrby s topoly, olše, ostatní listnaté a jehličnaté porosty, pole a vodní plochy. Predikci na Střele a Úslavě mohla rovněž ztížit přesnost klasifikace družicových dat (Střela 80 %, Úslava 69 %). Statistické modely naznačily také preference a reakce bobra na přítomnost jednotlivých druhů dřevin. Grafy efektů jednotlivých prediktorů na výskyt bobra na Berounce (obr. 12) ukazují očekávaný pozitivní efekt keřové vrby a šířky břehového porostu. Jak stromová, tak keřová vrba je přítomna ve všech úsecích absencí i prezencí. Jelikož keřová vrba je jedním z hlavních potravních zdrojů bobra, je možné, že se bobr primárně váže na výskyt keřové vrby (a šířku břehového porostu), zatímco zvýšený výskyt stromových forem dřevin může být považován prozatím za méně vhodný zdroj potravy a tím mít nepřímo negativní efekt na výskyt bobra. Nečekaný pozitivní efekt olše by mohl být vysvětlen zvýšenou stabilitou břehů, která je pro olši charakteristická a pro bobra důležitá, nebo čistě zpracováním dat (podíl olší v úsecích prezencí). Na Střele grafy efektů potvrzují kladný vztah k vrbám a ostatním listnatým dřevinám a negativní vztah k přítomnosti olší a jehličnatých dřevin. Pravděpodobnost rozšíření bobra na vybraných vodních tocích (0–100 %) byla pro praktické použití rozdělena v barvách semaforu na tři stupně: nízký (zeleně, 0–30 %), střední (oranžově, 31–70 %) a vysoký (červeně, 71–100 %). Červené úseky by proto správce toku měl navštívit jako první. Téměř všechny vybrané významné vodní toky dosahují nadpoloviční hodnoty pravděpodobnosti (s maximem 74 % na Loděnici, obr. 15). Na Berounce nabývá průměrná pravděpodobnost rozšíření hodnot 51 %, přesto je Berounka bobry osídlena téměř po celé délce toku. Při interpretaci výsledků je však nutné zohlednit fakt, že bobr v povodí zatím neosídlil všechna vhodná stanoviště. Zjištěný výskyt bobra tak odráží jeho potravní preference jen částečně, neboť část absencí je způsobena nikoli tím, že by dané místo bylo pro bobra nevhodné, ale tím, že dosud nebylo osídleno. Bobr je navíc oportunistický druh živočicha, který se poměrně dobře dokáže přizpůsobit svému prostředí (viz např. Vorel et al., 2015; Campbell-Palmer et al., 2016). Výsledky predikce rozšíření ukazují přehledové mapy ve formátu A3 v příloze anebo je možné výsledky prohlížet podrobněji pod odkazem na webu: speclab.cz/projekty/tacr-bobr/. V praxi budou výsledky využity při běžné provozní činnosti zaměřené na péči o břehové porosty významných vodních toků a jejich přítoků. Správce vodního toku by měl na základě predikce rozšíření vytipovat místa, kde je osídlení bobry v budoucnu velmi pravděpodobné (červené) a přitom by mohlo zásadním způsobem ovlivnit odtokové poměry, ohrozit stabilitu vodních děl, způsobit újmu na lidském zdraví, či napáchat velké škody na dřevinách. Nejen v červených, ale i v ostatních úsecích by měl být kladen důraz na druhové složení dřevin (křovin), které je pro šíření bobra klíčové a které určuje úživnost (vhodnost) daného úseku toku. Celkový potenciál mapy bude naplněn až ve spojení s metodikou péče o břehové porosty s přítomností bobra (výsledkem stejného projektu).

Type

N_map - Specialized map with scientific content

CEP classification

—

OECD FORD branch

10613 - Zoology

Project

<a href="/en/project/TH03030069" target="_blank" >TH03030069: A predictive model of Eurasian beaver spreading and related damage of riparian stands. Proposal for preventive measures</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2020

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

MAPA_055_2020-01

Regulation ID

978-80-87674-39-0

Technical parameters

Výsledek byl certifikován Odborem koncepcí a ekonomiky lesního hospodářství Ministerstva zemědělství ČR dne 15. 12. 2020 (číslo osvědčení 67714/2020-MZE-16222/MAPA695). Výsledek bude využit pracovníky Povodí Vltavy, s. p., se kterým byla dne 1. 12. 2020 uzavřena smlouva o uplatnění výsledku.

Economical parameters

Na základě mapy a souvisejících výstupů projektu bude možné lépe predikovat šíření bobra, který se postupně stává významným činitelem ovlivňujícím skladbu břehových porostů. V důsledku šíření bobra a jeho působení lze očekávat významné změny v druhové, věkové i velikostní skladbě dřevin. S tím bude souviset i ohrožení a změna funkcí břehových porostů, která bude zvyšovat nároky na jejich údržbu. Správce vodního toku může na základě výsledků vytipovat místa, kde je osídlení bobry v budoucnu velmi pravděpodobné a přitom by mohlo zásadním způsobem ovlivnit odtokové poměry, stabilitu vodních děl, způsobit majetkovou újmu apod. Na takových místech lze preventivně změnit druhovou skladbu dřevin ve prospěch dřevin bobrem nevyhledávaných, či opatřit vytipované druhy dřevin ochrannými opatřeními. V zájmu udržitelného hospodaření v břehových porostech bude potřeba počítat s přítomností bobra a předcházet tak škodám na dřevinách, které dosahují milionů korun ročně (Uhlíková et al., 2015, Bulíř et al., 2019).

Certification body designation

—

Date of certification

—

Method of use

C - Výsledek je využíván bez omezení okruhu uživatelů