Naši hydrobiologové odkrývají díky projektu H2020 DRYvER dopady současného i budoucího vysychání toků do roku 2100

Rozsah, druhová rozmanitost a ekosystémové služby, které říční ekosystémy poskytují lidským společnostem, budou v následujících letech výrazně ovlivněny z důvodu klimatických změn a s nimi souvisejícího zvýšeného výskytu vysychání vodních toků. Kromě vysychání se však do těchto systémů dostanou i další nové a často synergické stresory vyplývající z globálních změn, jako jsou znečištění, invazní druhy a změny krajiny, které společně představují značnou hrozbu pro lokální společenstva vodních organismů. 

Úvodem: Čtyři publikace z prestižního projektu Horizont 2020 s názvem DRyVER
V roce 2025 vyšly čtyři různé články k vysychavým tokům z mezinárodního projektu Horizont 2020 s názvem DRyVERr, které v tomto článku představíme. Výstupem projektu je mimo jiné i mobilní aplikace DryRivers, se kterou můžete pomoci mapovat vysychavé toky i vy a také praktický Katalog přírodě blízkých opatření pro vysychavé řeky (A catalogue of NBS measures for drying river networks). 

První článek, nazvaný „Predikce budoucího vysychání evropských toků v důsledku klimatických změn: Hydrologické scénáře do roku 2100“ se zabývá modely odhadujícími budoucí hydrologický vývoj 6 modelových povodí na základě 3 scénářů vývoje klimatu (pesimistický, realistický, optimistický). Scénáře postupného vysychání povodí jsou zpracovány pro 6 typů evropského klimatu od severu na jih a od východu na západ, včetně povodí Veličky v Bílých Karpatech. 
Druhá publikace (Chalmandrier et al. 2025) nazvaná „Jak ovlivňují přírodní disturbance a propojenost lokalit taxonomické a funkční složení společenstev bezobratlých napříč Evropou“ analyzuje, jak během sezóny reagují vodní bezobratlí na současné dopady vysychání v různém klimatu v souvislosti s rozdílnou frekvencí a trváním sucha. 
V podrobnějším pohledu zaměřeném výhradně na 3 středoevropská povodí a modelovou skupinu chrostíci na ni navazuje článek Harsagy et al. (2025) nazvaný „Vliv propojenosti lokalit na meta-společenstva chrostíků v povodích s rozdílným rozsahem vysychání“ zaměřující se na způsoby přežívání a znovuosidlování vysychavých lokalit. 
Sérii pak uzavírá publikace Escobar-Camacho et al. (2025) nazvaná „Vysychání řek způsobuje lokální pokles a regionální nárůst diverzity meta-společenstev vodních bezobratlých: mezikontinentální srovnání“, která porovnává odlišné utváření společenstev bezobratlých v zavilosti na klimatickém vývoji regionu a historickém výskytu vysychání. 

V následujících odstavcích teď představíme výsledky jednotlivých studií podrobněji. 

Hydrologické modely vysychání evropských toků v rámci projektu DRYvER: scénáře vývoje a ekologické dopady na povodí Veličky 
V rámci mezinárodního projektu H2020 DRYvER byl vytvořen komplexní hydrologický model vývoje vysychání na šesti evropských povodích situovaných od jižní, mediteránní oblasti přes střední Evropu až po severní oblasti Finska. Modelování bylo založeno na analýze tří klimatických scénářů budoucího vývoje – od optimistického scénáře udržitelného vývoje s výraznou redukcí emisí skleníkových plynů, přes neutrální realistickou variantu, až po pesimistický tzv. fosilní scénář počítající s minimální redukcí emisí skleníkových plynů. 

V českém kontextu jsou nejzajímavější výsledky detailní studie řeky Veličky s plochou povodí 177 km² a délkou říční sítě přibližně 145 km. Právě tu zpracovali naši hydrobiologové z Ústavu botaniky a zoologie PřF MU. Povodí Veličky vysychá kvůli komplexní kombinaci mnoha faktorů ovlivňující její vodní režim, ať už díky přímým antropogenním zásahům (odběry vody), nebo nepřímo kvůli změnám v krajině a regulacím toku. Kromě vlivu člověka přispívá k vysychání i kontinentální klima charakterizované horkými léty, převažující jihozápadní expozice svahů a geologicky nepříznivé podloží flyšových jílů s nízkou retenční kapacitou. 

Modely ukazují, že s postupným oteplováním a očekávaným poklesem srážek dojde do roku 2100 podle realistického scénáře k poklesu průtoků o ¼ a podle pesimistického dokonce o více než 60%. 

Důsledkem těchto změn by mohl být alarmující pokles podílu stále tekoucích úseků v povodí Veličky až o 60 %, zejména ve spodní zemědělské části povodí, kde dnes nevysychá přibližně 35–40 % toků, ale do konce století by podíl stále tekoucích úseků mohl klesnout na pouhých 10–15 %. U více než 35 km toků (cca 8,4 % délky toků povodí) je predikován přechod z permanentního režimu na režim vysychavý.  

Dále se očekává, že první vyschnutí v roce přijde o 2–3 měsíce dříve než dnes a zároveň dojde k prodloužení suchých epizod o 2–3 měsíce směrem ke konci roku. Velička se v rámci 6 studovaných evropských povodí odlišuje zejména tím, že vysychání nebude omezeno jen na teplejší letní období, ale modely předpokládají i nárůst vysychání v chladnější části roku. Sucho se tak prodlouží zejména na podzim a bude trvat přes vánoční svátky zřejmě až do počátku ledna. Tato sezónní změna tak i v období celkového růstu teplot překvapivě zvyšuje riziko vymrzání vyschlého říčního dna, což má devastující dopady na vodní faunu, která není na podmínky pod bodem mrazu adaptována. Nedostatek vody se promítne i na větších a vodnějších úsecích, kde by doba vyschnutí mohla vzrůst z řádově týdnů až na měsíce.  

Pozoruhodné je i porovnání retrospektivního hydrologického modelu největšího zaznamenaného vyschnutí v roce 2012 s reálným rozsahem pozorovaného vyschnutí, kdy bylo bez vody 2/3 povodí Veličky. Vzhledem k tomu, že model ukázal menší rozsah vyschlých úseků, než byl zjištěn ve skutečnosti, je pravděpodobné, že i predikce budoucnosti můžou být podhodnocené, takže skutečný rozsah vysychání bude ještě větší. 

Vliv frekvence a délky vysychání na složení společenstev vodních bezobratlých 

Studie Chalmandier et al. (2025), provedená v rámci šesti evropských vysychavých povodí projektu DRYvER, pak poskytuje komplexní pohled na to, jak výskyt a forma vysychání, prostorově-časová propojenost lokalit a biogeograficko-klimatický kontext povodí společně vytváří strukturu a funkční složení společenstev vodních bezobratlých v rámci různých částí roku. 

Klíčová zjištění: 

• Společenstva bezobratlých jsou druhově bohatší na opakovaně vysychajících lokalitách a zároveň se zde druhy v sezóně častěji obměňují než na lokalitách vyschlých dlouhodobě. Střídání suchých epizod a zaplavení sice také vede ke snižování početnosti, druhové bohatosti a množství ekologických funkcí společenstva (tj. rolí, které druh v systému zastává), zároveň ale umožňuje přežití rezistentním (tj. suchu odolným) druhům s delším vývojovým cyklem. Opakovaná dočasná zaplavení totiž přináší dostatek vlhkosti pro jejich dlouhodobé přežití. Naopak dlouhá nepřerušovaná vyschnutí zvýhodňují druhy s vyšší plodností a lepší schopností šíření, které mohou lokality po skončení sucha rychle znovuosídlit a namnožit se tam. 

• Množství druhů i jejich ekologických funkcí je bez ohledu na typ vysychání nejvyšší v létě, což pravděpodobně souvisí s vyšší teplotou podporující vyšší biodiverzitu. Zároveň v létě, na rozdíl od jara či podzimu, převažují ve vysychavých tocích spíše menší druhy s krátkým vývojovým cyklem, které se zde stihnout namnožit. Naopak v permanentních tocích převažují v létě díky celkově stabilním podmínkám druhy s delším vývojovým cyklem. 

• Celkově se pro společenstva jako zásadní ukazuje časoprostorová propojenost obou typů vysychavých lokalit, která vede k vyšší početnosti druhů a jejich funkcí. Díky propojenosti se pomocí rekolonizace ze stále zavodněných útočišť (refugií) mohou na vysychavých tocích udržet i méně adaptované druhy, které své nevýhody kompenzují dobrým šířením, rychlým rozmnožováním anebo rezistencí alespoň některých stádií (suchu odolná vajíčka). 

• V rámci Evropy existují mezi společenstvy výrazné rozdíly v rámci klimatických pásem a nadmořských výšek. Například středomořské druhy vysychavých toků se vyznačují vysokou plodností a schopností šíření, druhy nižších poloh preferují spíše pomalejší proudění a jemný sediment, jsou dlouhověké a mají jen omezené schopnosti šíření či rezistence vůči vysychání. Naopak ve vyšších nadmořských výškách převažují krátkověké, vysoce plodné druhy, kombinující resilienci (tj. pružné znovuosídlování toků) a rezistenci některých stádií vůči suchu (vajíčka). 

Chalmandier et al. ukazují, že četnost a délka suchých epizod společně s časově-prostorovou propojeností lokalit zásadně formují společenstva bezobratlých v evropských vysychavých tocích. Pro mnohé oblasti, kde toky začaly vysychat až se změnou klimatu, přitom zřejmě existuje ekologický práh, při jehož překročení dochází k zásadním posunům v diverzitě společenstev a životních strategiích druhů. Interakce mezi sezonními výkyvy, geograficko-klimatickými specifiky povodí a nástupem klimatické změny, by mohly vést k překročení tohoto prahu s nepředvídatelnými dopady na ekosystémy tekoucích vod. Závěry této studie by proto měly být co nejdříve zohledněny v monitoringu těchto změn a v následném cíleném managementu vysychavých řek. 

Společenstva chrostíků závisí na propojeností lokalit i historickém výskytu vysychání 

Porovnání společenstev k vysychání citlivé indikátorové skupiny vodního hmyzu – chrostíci (Trichoptera) ve studii Hárságyi et al (2025) bylo provedeno na třech povodích, s různou historií vysychání. Jednalo se o středomořskou (mediteránní) povodí v Chorvatsku, submediteránní povodí v Maďarsku a povodí s kontinentálním klimatem Česku. Složení jejich společenstev totiž citlivě reaguje na časovou i prostorovou propojenost jednotlivých úseků řek a promítá se do ní i dlouhodobá historie vysychání povodí. 

Pochopení toho, jak jednotlivá společenstva reagují na různé vzorce vysychání, lišící se intenzitou, frekvencí nebo pravidelností, je přitom klíčové pro předvídání možných dopadů klimatických změn ve spojení s lidskými aktivitami. Pouze dobrá znalost účinků těchto stresorů umožní navrhnout efektivní a cílená opatření na ochranu biodiverzity, která mohou zpomalit úbytek druhů a zachovat důležité funkce těchto ekosystémů v rychle se proměňujícím klimatu. 

• Místní environmentální faktory (např. typ substrátu, rychlost a hloubka průtoku, teplota vody, přítomnost vegetace) jednotlivých lokalit byly pro složení společenstev chrostíků u všech třech povodí ty nejdůležitější. Tyto parametry nejlépe definovaly druhové složení i početnost chrostíků, stejně jako celkový vývoj jejich společenstva.  

• Vedle lokálních vlivů hrály významnou roli i faktory regionální, zejména časoprostorová propojenost lokalit s přilehlými úseky toků, charakterizovaná délkou časového propojení sousedních úseků průtokem vody v horizontu desítek dnů až po 10 let před odběrem vzorku. 

• V chorvatském povodí, které je typické pravidelnými sezónními cykly dlouhého letního vysychání s návratem vody do koryta až během zimy (resp. střídáním suchých a mokrých období typických pro středomořské klima), měla nejvýznamnější vliv na chrostíky dlouhodobá propojenost lokalit (v časovém rámci 2, 5 a 10 let před odběrem). Společenstva jsou zde adaptována na pravidelné rytmy změn, což se odráží v stabilní a rezistentní struktuře společenstev. 

• Naopak v maďarském povodí, kde se vysychání poprvé rozsáhleji projevilo pouhé 3 roky před zahájením studie, jsou suchá období novým a nepravidelně se objevujícím fenoménem, což pravděpodobně způsobilo výraznou fragmentaci suchu nepřizpůsobených společenstev. Zde se proto ukázala jako nejvýznamnější nedávná hydrologická propojenost lokalit (v časovém rámci maximálně 200 dní), která nejvíce ovlivňovala přežití a šíření druhů, což vyplývá z minimální míry adaptace společenstev na vysychání. 

• V českém povodí Veličky je interpretace výsledků složitější, jelikož vliv propojenosti lokalit byl ze tří srovnávaných povodí nejmenší, což zřejmě souvisí vysokou nepravidelností vysychání. Některé úseky jsou trvale zavodněné, jiné vysychají jen příležitostně a další pravidelněji, což vytváří mozaiku podmínek, která přispívá k nahodilejšímu uspořádání společenstev, pro nějž je vlivu propojenosti lokalit méně významný. 

Z výsledků tak vyplývá nutnost interpretovat vliv vysychání i propojenosti na společenstva vždy v konkrétním geograficko-klimatickém kontextu. Dlouhodobé a pravidelné vysychání, jako v Chorvatsku, umožnilo druhům vyvinout adaptivní strategie přežití a tím udržet stabilní společenstva i přes klimatické výkyvy. Novější a nepravidelné vysychání, které zasahuje zejména Maďarsko, však představuje větší ekologickou hrozbu, protože druhy nemají čas ani prostor přizpůsobit se a musí se spoléhat na rychlou změnu rozptylu a kolonizačních schopností. Nepravidelné vysychání českých toků však může s postupující klimatickou změnou brzy překročit určitou mez, při níž bude již rozsah dopadů na biotu vodních toků výrazný, a opatření na ochranu biodiverzity včetně obnovy migrační propojenosti budou zásadní. 

Studie tak podtrhuje nezbytnost sledovat nejen aktuální lokálními faktory, ale i regionální propojenost biotopů v čase, abychom mohli nejen adekvátně posoudit dopady klimatických změn na biodiverzitu ale i plánovat vhodná opatření na její ochranu. 

Dopady vysychání na biodiverzitu — evropsko-jihoamerické srovnání 
Další studie vycházející z projektu DRYvER porovnávala skladbu 43 společenstev vodních bezobratlých v povodích Evropy a Jižní Ameriky (Brazílie, Bolívie, Ekvádor), což umožnilo vůbec poprvé popsat rozdíly ve vlivu vysychání řek na jejich druhovou pestrost v oblastech s rozdílným klimatem i v kontextu odlišného historického vývoje obou kontinentů. Srovnání ukázalo následující rozdíly: 

Vysychání toků vede v Evropě typicky ke snížení lokální druhové rozmanitosti (tzv. alfa-diverzity). Druhy s vysycháním ubývají, protože většina zdejších bezobratlých není evolučně připravena na opakované či dlouhodobé epizody sucha. Zmíněné však neplatí pro oblast středomoří, kde je fauna pravidelnému vysychání dlouhodobě přizpůsobena a pokles diverzity je zde menší nebo žádný. 

V jihoamerických povodích, kde sucho přichází v „očekávanou“ dobu a je běžnou součástí ročního cyklu, byl negativní efekt vysychání na pokles lokální alfa-diverzity minimální. Diverzita na vysychavých i permanentních tocích zůstávala srovnatelná, protože místní fauna disponuje vhodnými adaptacemi, jako jsou rezistentní stádia (např. přerušení vývoje tj. diapauza) a má vynikající schopnost rekolonizace po návratu vody do koryta. 

Rozdílné odpovědi na sucho se u společenstev na obou kontinentech naplno projevily na úrovni celého povodí: v Evropě byla regionální druhová pestrost (tzv. beta-diverzita) na vysychavých povodích překvapivě vyšší než na permanentních povodích se stálým průtokem. Větší pestrost vysychavých povodí byla dána rozrůzněností jednotlivých lokalit, kdy vysychání vytvářelo časově-prostorovou mozaiku podmínek pro vznik odlišných společenstev. Různé úseky vysychaly a byly znovu osidlovány v různých obdobích, což rozšiřovalo prostor pro větší spektrum druhů adaptovaných na různé podmínky. V Jižní Americe se diverzita vysychavých a permanentních povodí příliš nelišila a celkově byla vyšší než v Evropě, což je dáno dlouhodobým historickým kontextem vývoje bioty na tomto kontinentu, která měla dostatek času se na výkyvy prostředí adaptovat. 

Zásadním (a překvapivě silným) faktorem pro přežití společenstev nebyl jen stress způsobený vysycháním, ale hlavně schopnost šíření druhů. Druhy, které dokázaly úsek efektivně znovuosídlit z různých útočišť (tzv. refugií), obnovovaly svoje populace rychleji. Tento fakt tak podtrhuje důležitost propojenosti říční úseků pro celkovou obnovu vodní biodiverzity a je zásadním věcným argumentem pro podporu nové legislativy EU - Nařízení o obnově přírody (tzv. Restoration Law), v rámci nějž by měly být i v ČR odstraňovány migrační překážky na řekách. 

Tyto výsledky ukazují, že působení vysychání může mít v různém klimatickém kontextu nejen odlišné dopady na biodiverzitu, ale zároveň dávají nový rozměr ochraně vysychavých ekosystémů. Ukazují, že migrační neprůchodnost a přetrvávající fragmentace jednotlivých úseků omezují rychlý návrat života po skončení sucha. Právě proto musí navrhovaná opatření ve vysychavých povodích prioritně směřovat ke zprůchodnění říční sítě a ochraně druhů s omezenou schopností šíření. 

Závěry studií a perspektivy výzkumu 

Výsledky projektu DRYvER významně rozšiřují chápání dynamiky vysychání evropských říčních toků a reakci jejich obyvatel na klimatickou změnu, která dopady sucha akceleruje. Predikce našich modelů jasně ukazují, že období sucha se nejen prodlouží, ale bude zasahovat i méně obvyklých částí roku, jako je konec podzimu a zimní měsíce, což přináší nové výzvy pro přežití vodních organismů. Zejména extrémní efekty vymrzání vyschlých koryt představují dosud málo zkoumanou, ale velmi závažnou hrozbu pro vodní život. 

Biologické studie projektu ukazují, že schopnost vodních druhů přežívat a znovu kolonizovat vysychající úseky je úzce spjata s hydrologickou propojeností říční sítě. Ta se tak stává jedním z nejdůležitějších faktorů, který ovlivňuje biodiverzitu a stabilitu ekosystémů v extrémně proměnlivých podmínkách vysychavých toků. Propojenost toků a odstranění člověkem vytvářených bariér proto nejsou jen ochranářským ideálem, ale nutností pro zachování životaschopných populací ve stále náročnějších podmínkách akcelerovaných klimatickou změnou. 

Naše studie také potvrdily odlišné dopady vysychání napříč různými klimatickými regiony Evropy i ve srovnání s jihoamerickými toky, u nichž evoluční historie umožnila místní fauně robustnější adaptace na sucho. Tyto poznatky zdůrazňují potřebu přesně zacílených a regionálně specifických opatření, která budou respektovat unikátní klimatické i ekologické charakteristiky jednotlivých oblastí. 

Věříme, že výsledky projektu DRYvER poskytnou cenný základ pro tvorbu efektivních strategií ochrany a obnovy říčních ekosystémů v Česku i na celosvětové úrovni. Zároveň nás zavazují k dalšímu pokračování výzkumu zaměřenému na interakce mezi hydrologií, biodiverzitou a lidskými zásahy tak, aby bylo možné adekvátně reagovat na rychle se měnící podmínky a minimalizovat škody vyvolané klimatickou krizí.