Bahňáci jako indikátor klimatické změny

Výzkum v Arktidě může být náročný z řady důvodů. Komárů se během krátkého arktického léta vylíhne ohromné množství a dokáží práci značně znepříjemnit, Barrow, Aljaška, 2012 (foto: archiv Vojtěcha Kubelky)

Publikace v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů se řadě vědců nepodaří za celý život. Vás potkala již téměř na prahu Vaší vědecké kariéry. Můžete nám skupinu svého odborného zájmu přiblížit?

Jak název napovídá, jde o ptáky, kteří jsou svým životem vázáni zpravidla na okolí vod. V současnosti zahrnují bahňáci 245 uznávaných druhů. Na území ČR bylo v celé historii ornitologie zaznamenáno 52 druhů, většina z nich však jen protahuje. Hnízdí u nás 8–12 druhů, několik z nich jen velmi vzácně. Stejně jako napříč celou Evropou u nás početnost řady druhů bahňáků v posledních desetiletích významně ubývá. Nejpočetnější je u nás stále čejka chocholatá, dále pak skrytě hnízdící sluka lesní, poté kulík říční. Z fylogenetického hlediska jsou bahňáci komplikovanější skupinou. Spolu s racky, rybáky a alkovitými ptáky tvoří řád dlouhokřídlých. Již řadu let se však ví, že bahňáci v tradičním pojetí tvoří parafyletickou skupinu, kde někteří zástupci jsou ve skutečnosti příbuznější rackům a rybákům, než dalším bahňákům. Podle eko-morfologických vlastností je však můžeme brát jako jednu skupinu a pro většinu výzkumů to vlastně nevadí.

Proč jste si vybral právě bahňáky?

Bahňáci jsou z řady důvodů jedinečnou ptačí skupinou. Fascinují mě již řadu let svými schopnostmi obývat rozličná prostředí, migrovat na velké vzdálenosti nebo variabilitou párovacích systémů a rodičovské péče. Při sledování míry predace máme výhodu zejména v jisté uniformitě hnízdění. Většina bahňáků hnízdí na zemi a má zpravidla čtyři vejce, tedy podobně vypadající hnízda pro potenciální predátory. “Bahňákáři” z celého světa jsou poměrně jednotní v tom, jak hnízda navštěvují a udávají míru jejich predace. Oslovil jsem vedle svého školitele prof. Miroslava Šálka z České zemědělské univerzity i experta na komparativní studie – Tamáse Székelyho z univerzity v anglickém Bathu, kde jsem později strávil půl roku na praktické stáži v rámci programu Erasmus+. Práce započala v roce 2015, od té doby jsem intenzivně zpracovával dostupnou literaturu a získával potřebná data. V práci jsou zahrnuty i výsledky, na nichž sběru jsem se podílel přímo v terénu, např. čejky chocholaté v jižních Čechách nebo lyskonozi úzkozobí na ruské Čukotce. Po intenzivní několikaleté práci a s notnou dávkou štěstí výsledný článek právě v těchto dnech vychází v časopise Science.

Jaká byla míra příspěvků dalších autorů?

Téma jsem si zvolil sám a vyvíjel ho společně zejména se svými školiteli. K ústřední trojici se přidal Pavel Tomkovich, s jehož pomocí byla z velké části datově pokryta oblast Ruska. Naprosto zásadním členem autorského kolektivu byl prof. Robert P. Freckleton z anglického Sheffieldu, expert na časoprostorové modely na široké ekologické škále. Zsolt Végvári z maďarského Debrecínu získal a připravil potřebná klimatická data pro sledované populace bahňáků. Každý z autorů byl svým způsobem nepostradatelný proto, aby finální článek získal aktuální podobu.

Jednou ze strategií, kterak zmást predátora poblíž hnízda, je předstírat zranění. Zde kulík kanadský (Charadrius semipalmatus) předstírá zlomené křídlo. Aljaška 2012 (foto: Vojtěch Kubelka)

Jak velká je vlastně komunita vědců, kteří se na celém světě bahňáky zabývají?

“International Wader Study Group”, která sdružuje asi 500 členů, zahrnuje převážně evropskou “bahňákářskou” komunitu jak vědců, tak ochranářů nebo například kroužkovatelů. Podobně velká je i americká skupina, sdružená v organizaci “Western Hemisphere Shorebird Group”. Celosvětově jde tedy asi o tisícovku profesionálních i v dobrém smyslu amatérských ornitologů, kteří svůj výzkum věnují v první řadě bahňákům. U nás se mi před 11 lety podařilo obnovit činnost Skupiny pro výzkum a ochranu bahňáků, pracovní skupiny České společnosti ornitologické. Naše skupina má 56 členů, většinou z řad amatérských ornitologů. Největší skupinka u nás, která se bahňákům věnuje profesionálně, existuje okolo prof. Miroslava Šálka na ČZU.

Vaše studie pracuje s velmi rozsáhlým souborem dat. Čeho se vlastně data týkají a jakými metodami jste je zpracovávali?

Pro náš výzkum se nám podařilo získat převážně již publikovaná data od 111 druhů bahňáků v 237 populacích, a to napříč 149 lokalitami na všech kontinentech včetně Antarktidy. Celkově jsme využili data ze sledování 38 191 hnízd. Každé hnízdo bylo vystaveno predátorům různý počet dní a celkový součet expozice všech hnízd představuje interval delší než třináct století. K analýze predace jsme využívali tzv. Mayfieldovu metodu, představenou již v roce 1961. Cílovou proměnnou je denní míra predace, kterou necelá polovina článků přímo či nepřímo uváděla. Bylo tedy třeba nejprve tyto informace zkontrolovat a posléze převzít. Ne vždy to bylo možné přímo, v takových případech následoval převod na cílovou proměnnou. 

Obálka časopisu Science. 

Co přesně tento klíčový pojem znamená?

Každé hnízdo je exponováno potenciálním predátorům po určitý počet dní. Denní míra predace je počet predovaných hnízd děleno celkovou expozicí všech hnízd v daném souboru. Denní míra predace představuje počet hnízd predovaných za jeden den. Denní míru predace jsme nakonec převedli na celkovou míru predace (“total nest predation rate”), což je druhově specifická hodnota, která nám říká, kolik procent hnízd daného druhu je celkově predováno napříč celým inkubačním cyklem. Délka inkubace je druhově specifická, zpravidla 20–30 dní. Denní míra predace i celková míra predace hnízd jsou tedy dvě proměnné, z nichž každá nahlíží na stejný problém z trochu jiného úhlu.

Jakými druhy jsou hnízda bahňáků predována?

Bahňáci nemají specifické predátory, kteří by byli vázáni na konkrétní druhy. Většina jsou naopak oportunisté, kteří ve svém jídelníčku kombinují např. hlodavce a právě ptačí hnízda. V arktických oblastech jde zejména o lišky polární, lasice, chaluhy, racky a krkavce. V mírném pásu převažuje zpravidla predace v noci, jde většinou o lišky obecné, kuny, ježky a opět krkavcovité ptáky. Směrem k rovníku se přidávají např. šakalové a menší šelmy, na významu nabývají hlodavci (krysy a potkani), ještěři (např. varani), hadi, ale vejce bahňáků mohou predovat i krabi. Široká variabilita predátorů v tropických oblastech přispívá k vysoké míře predace. V tropických oblastech jsou však naše znalosti predace podstatně méně komplexní.

Jespák lžícozobý (Calidris pygmaea) je charizmatický, ubývající a kriticky ohrožený bahňák východní Asie. O jeho problémech podrobně pojednává článek v loňském červnovém čísle vědecko-popularizačním časopise Vesmír. Dospělý samec na hnízdišti, Čukotka 2015 (foto: Vojtěch Kubelka)

Můžete nám ve stručnosti přiblížit výsledky vaší studie?

Naše výsledky ukazují, že opravdu existoval předpokládaný latitudinální gradient v míře predace hnízd s nejintenzivnější predací v tropech a klesající mírou predace do temperátních a polárních oblastí. Tento trend byl však zřejmý jen na historickém datasetu do roku 2000. V současné době tato patrnost zůstává stejná na jižní polokouli, na severu však došlo k zásadním změnám. Ty se týkají mírného pásu, nejvíce zřejmé jsou však v Arktidě, kde došlo až ke ztrojnásobení denní míry predace hnízd. V současnosti je tam predováno okolo 70 % všech hnízd bahňáků, což představuje zásadní změnu a pro bahňáky významný problém.

Čím si tento zlom vysvětlujete?

Vědělo se, že okolo roku 2000 došlo v Arktidě ke změnám početnosti lumíků. Tito hlodavci jsou základem potravní sítě v Arktidě. V důsledku častějších teplotních výkyvů, roztávání a opětovného zamrzání sněhové pokrývky nebyli lumíci schopní získávat potravu pod sněhem a na řadě míst proto došlo ke kolapsu cykličnosti a snížení početnosti lumíků. Hnízda bahňáků představují pro arktické predátory alternativní kořist a míra jejich predace se proto zvýšila se snížením početností lumíků. Dříve měli bahňáci jednou za několik let, kdy byli lumíci nejpočetnější v rámci svého populačního cyklu, až stoprocentní úspěšnost líhnutí snůšek a téměř žádnou predaci. Průměrně nízká predace byla jednou z výhod dalekých ptačích migrací do Arktidy a zajišťovala dostatek mladých jedinců posilujících celosvětové populace. Avšak naše výsledky ukazují, že současná Arktida je naopak rozsáhlou ekologicou pastí pro migrující bahňáky z perspektivy predace hnízd.

Vaše analýzy se týkaly i polokoule jižní. Jak vypadají ve srovnání se severem?

Jižní polokoule má řadu odlišností od té severní. Například zde chybí výrazná pevninská masa v mírném pásu a nenalezneme zde masu hlodavců analogickou Arktidě. V posledních dekádách zde zřejmě nedošlo k zásadním globálním změnám v ekosystémech jako v Arktidě, proto na jižní polokouli nepozorujeme výrazný nárůst predace hnízd a latitudinální gradient je stále shodný s historickými daty, s rostoucí intenzitou predace k rovníku.

Váš výzkum nesleduje pouze parametr denní míry predace hnízd, ale dává jej do souvislosti s klimatickými daty. Jak konkrétně tato korelace vypadá?

Získali jsme údaje o vývoji průměrné roční teploty za 30 let před posledním rokem sběru dat na každé lokalitě. Jedním z parametrů klimatické změny byl pro nás nárůst teploty v čase, druhým pak variabilita teploty, Jde tedy o faktory globálního oteplování a klimatické nestability, které jsme poté propojili přímo s denní mírou predace hnízd na stejných lokalitách.

Jaký byl výsledek těchto korelací?

Ukázalo se, že lokality s nejvýraznějším globálním oteplováním a vyšší mírou klimatické nestability vykazovaly také nejvyšší míru predace hnízd bahňáků.

Plynou z vaší studie i nějaké závěry, využitelné v oblasti ochrany přírody?

Naše studie jako jedna z prvních ukazuje, že klimatická změna může ovlivňovat mezidruhové vztahy na globální škále. To má i řadu ochranářských implikací. Obecně můžeme říci, že bahňáci celosvětově ubývají. Z 245 druhů je populační trend známý pro 192 druhů. Víme, že z nich 57 % druhů bahňáků ubývá, 12 % přibývá, ostatní druhy mají stabilní populace. U druhů migrujících do Arktidy je to ještě vychýlenější - z těchto druhů je těch ubývajících ještě podstatně více. V Arktidě samotné nemůžeme dělat mnoho, oplocení hnízdních ploch proti liškám by chránilo jen malá území.

Kulík hnědokřídlý (Pluvialis dominica) odlákávající predátora od hnízda přikrčeným během s načepýřeným peřím a pískavým voláním. Aljaška 2012 (foto: Vojtěch Kubelka)

Znamená to tedy, že nám nezbývá, než tomuto trendu přihlížet?

To nikoliv. Bahňáci mají ještě jiný významný problém. Většina druhů na zimu Arktidu opouští, byť jsou druhy, které mohou v jižní části Arktidy zůstat i přes zimu. Zimoviště jsou většinou v mírném či tropickém pásu. Jedná se především o velké plochy bahna v přílivových zónách, na okrajích kontinentů ale i o vnitrozemské mokřady či travní společenstva uvnitř kontinentů. V Evropě patří k tradičním zimovištím pobřežní přílivové zóny v jižní a západní části kontinentu, kde je mírnější oceánské klima a dostatek zdrojů potravy. V důsledku ničení vhodných tahových zastávek, zejména přílivových zón, klesá míra přežívání dospělých jedinců a při vysoké míře predace na hnízdištích jsou tak ptáci sevření prakticky ve dvojích kleštích. To představuje zásadní problém zejména na východoasijské-australské tahové cestě, nejvíce v Číně a Koreji. Ochrana těchto rychle mizejících stanovišť může podle mého názoru v současné době nejvíce podpořit celosvětové populace řady druhů bahňáků.

Lze některé z ochranářských implikací studie vztáhnout na naši republiku?

U nás se rovněž snažíme bahňáky, zejména ty hnízdící, chránit. Například jeden z nejběžnějších bahňáků, čejka chocholatá, ubyla od 80. let minulého století, odkdy máme systematická data, o 85 %! Predace hnízd je u nás také důležitý faktor, neméně významným faktorem je však i zemědělství. Řada našich druhů bahňáků, např. právě čejka, hnízdí v zemědělské krajině, konkrétně třeba v oraništi, kde mohou být snůšky v době inkubace ve velkém likvidovány napříč celou republikou.

Hnízda bahňáků je však nejprve třeba najít.

Ano, přímá ochrana hnízd funguje dobře, ale je energeticky a časově náročná a dokážeme zachránit je nepatrný zlomek hnízd. Na větší prostorové škále ochraně pomáhá i program občanské vědy, kde za pomoci široké veřejnosti běží již sedm let mapování čejčích hnízdišť. Hnízdiště jsou zahrnována do databáze, a vhodná hnízdiště nabízíme zemědělcům pro vstup do nového agro-enviromentálního opatření pro čejku chocholatou na orné půdě, který se nám ve spolupráci s Českou společností ornitologickou povedlo před několika lety prosadit. Když zemědělec hospodaří způsobem prospěšným pro čejku, získá slušnou dotaci zpravidla převyšující možný zisk z často podmáčených stanovišť. Zde není třeba hnízda dohledávat, protože nehrozí zničení zemědělskou technikou a hnízda jsou tak bezpečnější i před predátory. Z celého opatření mají kromě čejky užitek i další ohrožené druhy živočichů zemědělské krajiny.

ptal se: Michal Andrle