Oddělení ekologie ryb a zooplanktonu
Výzkumné zaměření
Předmětem zájmu našeho oddělení je výzkum nejvýše postavených trofických úrovní ve sladkovodních ekosystémech – živočišného planktonu (zooplanktonu) a ryb. Oddělení je tvořeno šesti výzkumnými skupinami, které se zabývají různými aspekty ekologie ryb a zooplanktonu, přičemž využívají odlišné metodické přístupy a postupy.
Skupina „ekologie juvenilních stádií ryb“ studuje diurnální vertikální a horizontální migrace juvenilních kaprovitých, okounovitých a síhovitých ryb v nádržích a jezerech, a ekologické příčiny i důsledky těchto migrací. Zabývá se vlivem managementu a živinové zátěže na hlavní charakteristiky plůdkových společenstev vybraných vodních tělesech (druhové složení, početnost, distribuci, rychlost růstu atd.).
Skupina „časo-prostorové ekologie ryb“ studuje změny v časo-prostorovém rozmístění ryb v umělých a přirozených vodních tělesech. Důraz je kladen především na objasnění diurnálních a sezónních aspektů distribuce ryb, vlivu abiotických a biotických faktorů a pochopení vnitro- a mezidruhových rozdílů v rozmístění a využívání habitatů. Výzkum časoprostorového rozmístění je propojen s dalšími aspekty ekologie druhů a společenstev (personalita, potravní interakce, populační genetika a fyziologické adaptace) a ve finále je zasazen do obecnějšího konceptu ekologie a funkce ryb ve sladkovodních ekosystémech.
Skupina „potravní ekologie ryb“ studuje strukturu a funkci rybích společenstev, dynamiku potravních sítí a trofické vztahy v přírodních i umělých vodních ekosystémech. Při výzkumu kombinuje klasické a moderní metodické přístupy (terénní pozorování, manipulativní experimenty, analýza stabilních izotopů, analýza obsahu trávících traktů atd.). Snaží se lépe definovat a pochopit mechanismy, které určují fungování rybích společenstev v různých typech sladkovodních ekosystémů. V současnosti zkoumá zejména: (i) funkční roli herbivorních ryb v jezerních ekosystémech; (ii) potravní ekologii sumce velkého, největšího evropského sladkovodního predátora, v oblastech původního a nepůvodního výskytu; (iii) význam různých energetických cest a toků uhlíku v potravních sítích přehradních nádrží a důlních jezer; (iv) izotopové složení rybích šupin a jeho užitečnost pro hodnocení kvality životního prostředí.
Skupina „ekologie chování ryb“ se zaměřuje na protandrické chování samců bolena dravého a individuální strategie jedinců zajišťující maximalizaci reprodukčního úspěchu. Dalšími předměty výzkumu jsou vlivy klimatické změny a predace na průběh rozmnožování a přežívání jiker v modelovém systému bolen/ouklej. Speciální pozornost je též věnována změně vodního režimu pod vodními elektrárnami a jeho dopadu na úmrtnost jiker s potenciálním globálním přesahem týkajícím se produktivity a biodiverzity tekoucích vod.
Skupina „populační dynamiky ryb“ vyvíjí ekologické modely, které by vysvětlovaly úlohu, kterou hrají biotické (primární a sekundární produkce, kompetice) a abiotické (kvalita vody a teplota) faktory na míru přežití ryb, růst, rozmnožování a nakonec na populační dynamiku cílových druhů. Tyto informace jsou poté použity na individuální modely (IBM), které budou použity k simulaci vývoje populační odezvy hospodářsky významných druhů ryb podle různých způsobů řízení (režim vysazování, rybolovný tlak a pravidla rybolovu) a klimatických scénářů (teplota a kolísání hladiny vody).
Skupina „ekologie rybích a zooplanktonních společenstev“ studuje změny ve složení rybích společenstev dlouhodobě monitorovaných přehradních nádrží a nově vznikajících důlních jezerech. Jsou identifikovány abiotické a biotické faktory zodpovědné za dané změny a zejména studovány vnitro- a mezidruhové interakce a dopady vztahů predátor-kořist na výslednou strukturu rybích společenstev. Zaměření skupiny dále zahrnuje studium eko-fyzio-genetických adaptací zooplanktonu v kontextu kolonizace nově vzniklých velkých jezer, sdílení a diferenciace ekologických nik s novými invazními druhy a adaptační odezvy vzhledem k proměnlivé a manipulovatelné struktuře trofické pyramidy v hlubokých údolních nádržích.
Skupina „biologie ochrany“ se zaměřuje na vývoj nových konceptů a nástrojů v biologii ochrany a na jejich praktické uplatnění při tvorbě pravidel a způsobů řízení. Výzkum zahrnuje různá témata, ale hlavně oblasti vyhynutí druhů a hodnocení rizik vyhynutí, biologické invaze, ekologii populací, kulturní ochranu přírody, změnu klimatu a vývoj nových přístupů k hodnocení rizik založených na modelech. Výzkum zahrnuje různé nástroje a přístupy k modelování, analýzu životaschopnosti populace, přístupy založené na vlastnostech, analytické nástroje velkých souborů dat, analýzu časových řad a vývoj metod pro odvození vyhynutí u druhů s naopak velmi řídkými daty.
Specializujeme se na průzkumy rybích obsádek velkých vnitrozemských vod
K získávání kvantitativních, semikvantitativních a kvalitativních informací o početnosti, biomase a složení rybích společenstev využíváme velmi široké spektrum odlovných a vzorkovacích prostředků.
Jako základní vzorkovací prostředek pro kvalitativní a semikvantitativní průzkumy používáme mnohoočkové tenatové sítě, které instalujeme v hloubkově stratifikovaném schématu do všech typů bentických a pelagických habitatů. Vedle standardizovaných sítí s dvanácti velikostmi ok v rozmezí 5 až 55 mm (výška sítě 1,5 nebo 3 m, délka 30 m) používáme i velkooké tenatové sítě s velikostmi ok 70 až 135 mm (výška sítě 1,5 nebo 3 m, délka 40 m). V nestrukturovaných litorálních (nejmělčích bentických) habitatech používáme ke kvantitativním průzkumům zátahové sítě (různé velikosti ok, délka sítě 10 až 200 m), ve strukturovaných litorálních habitatech pak zejména elektrolov, kdy máme k dispozici jak bateriové přístroje nesené na zádech pro použití na menších vodách, tak i dvě speciální elektrolovné lodě délky 6 m vybavené hlubinným agregátem (výstupní napětí až 600 V). Pro kvantitativní průzkumy pelagických habitatů využíváme vlečné sítě (několik typů rámových a bezrámových sítí výšky až 10 m, šířky až 40 m, včetně elektrifikovaných) tažené jednou či dvěma loděmi (Ota Oliva – délka 8 m, výkon motoru 64 HP, Thor Heyerdahl – délka 10 m, výkon motoru 115 HP). Dále používáme též košelkové nevody (různé typy výšky až 12 m, délky až 120 m) rozdávané z lodě speciální katamaránové konstrukce. Vedle toho využíváme i unikátní kolekci ichtyoplanktonních a plůdkových vlečných a zátahových sítí pro vzorkování tohoročních ryb v otevřené vodě, v blízkosti plochého dna a v makrofytových zárostech.
Náš hydroakustický tým má dlouholeté zkušenosti jak s akustickými odhady početnosti, biomasy a velikostního složení rybích obsádek (vertikální i horizontální sledování), tak se sledováním jejího časoprostorového rozložení a chování ve velkých vodních tělesech (mobilní i stacionární sledování). Kromě ryb a jiných vodních živočichů, máme zkušenosti také s odhadem ebulice skleníkových plynů a mocnosti sedimentů. Používáme echoloty Simrad EK60 a EK80 pracující s frekvencemi 38, 120, 200 a 333 kHz (podporující chirpový i kontinuální signál) a dvoufrekvenční identifikační sonarem (DIDSON). Pro sledování chování a výskytu ryb používáme též akustickou telemetrii, kdy je vysílací zařízení umístěno na rybu a její pohyb je zaznamenáván pomocí systému přijímačů. Využíváme systém firmy Lotek Wireless Inc., přičemž disponujeme 91 přijímači typu WHS3250 pracujícími na frekvenci 76 kHz. Pro monitorování environmentálního pozadí používáme HOBO Pendant® teplotní/světelné dataloggery a mobilní meteorologickou stanici. Pro sledování migrací vodních živočichů používáme též zařízení pro pasivní telemetrii firmy OregonRFID vhodné pro monitoring pohybu ryb a dalších organismů v menších tocích a nádržích. K přímému pozorování pod vodou používáme dálkově ovládané kamery (Observer firmy Subsea Tech, SplashCam Delta Vision HD), systém samosběrných kamer (GoPro) a přístrojových potápěčů.
V neposlední řadě se též intenzívně zabýváme rolí ryb v potravních sítích vodních ekosystémů, kdy děje studujeme přístupem tzv. „bottom-up“ (dostupnost potravy pro ryby za různých podmínek), i „top-down“ (ryby jako vrcholoví predátoři) a využíváme přístupů založených na hodnocení na úrovni jedince (potravní selektivita), stejně jako celého společenstva (bioenergetické modelování, potravní raciony). Recentně pak vedle přímých rozborů obsahů zažívadel provádíme i analýzy na základě vyhodnocení přítomnosti stabilních izotopů uhlíku a dusíku v různých tkáních ryb. Pro výše zmíněné rozbory a analýzy disponujeme veškerým přístrojovým vybavením.
