Výsledky

Hlavním výsledkem práce je vytvořený predikční model pro predikci výskytu sršně asijské Vespa velutina v České republice v podmínkách současného klimatu a v podmínkách budoucích (normál 2041–2060). Model byl sestavován v aplikaci Wallace na podkladech autorem vytvořených predikčních bioklimatických proměnných a bodových dat výskytu sršně asijské, a je vypočítán algoritmem strojového učení Maxent. Model byl vyexportován ve formátu RMD, který je možné jednoduše nahrát a spustit v programu RStudio, a ve formátu RDS, jenž je možné otevřít v aplikaci Wallace a pokračovat v modelovacím procesu.

Z povahy modelovacího přístupu algoritmu Maxent je výsledkem predikční model založený na určování míry vhodnosti habitatu pro sršeň asijskou, nikoli model vyjadřující pravděpodobnost výskytu na určitém místě. Predikovaná míra vhodnosti habitatu v České republice se odvíjí od stanovištních a klimatických podmínek, v nichž byla sršeň asijská Vespa velutina pozorována jinde v Evropě. Výběr predikčních proměnných vychází z rešerše a z autorem provedeného statistického testování.

Výsledný soubor predikčních proměnných zahrnuje následující:

  • Bio 2 Průměrný roční rozsah denních teplot
  • Bio 3 Izotermalita
  • Bio 4 Teplotní sezónnost
  • Bio 10 Průměrná teplota nejteplejšího čtvrtletí
  • Bio 11 Průměrná teplota nejchladnějšího čtvrtletí
  • Bio 15 Srážková sezónnost
  • Bio 18 Úhrn srážek v nejteplejším čtvrtletí
  • Bio 19 Úhrn srážek v nejchladnějším čtvrtletí
  • kategorická proměnná krajinného pokryvu (Land Cover)

Na těchto datech byl model natrénován a poté aplikován na oblast České republiky. Cílem bylo zjistit, zda jsou už nyní v České republice podmínky pro přežití sršně asijské, a jak moc se zvýší vhodnost těchto podmínek pro přežití sršně asijské v nepříliš vzdálené budoucnosti (v klimatickém normálu 2041–2060).

Výsledné vizualizace vychází ze tří modelů (scénářů), které se liší svými parametry. Nejpřísnější model H0,5 (nejvíce upínající se na podmínky v trénovacích datech) stanovuje maximální vhodnost habitatu na území České republiky na 0,067 pro současný a 0,1 pro budoucí klimatický normál, H1,5 0,091 pro současný a 0,181 pro budoucí klimatický normál a nejméně přísný model LQH2,5 namodeloval maximální vhodnost habitatu v ČR na 0,126 v současném a 0,251 v budoucím normálu. Minimální hodnota se u všech modelů blíží 0. Ač se výsledné predikované maximální hodnoty poměrně liší na základě použité funkce a regularizačního multiplikátoru, všechny modely vyhodnotily téměř dvojnásobný nárůst míry vhodnosti habitatu mezi současným a budoucím normálem, což je informace, která by při interpretaci určitě neměla být opomenuta, ač výsledné hodnoty nejsou nijak extrémně veliké. Mimoto vyhodnocení dat vhodnosti z celé Evropy ukazuje, že se sršně nacházely i v oblastech, které modely vyhodnotily jako téměř nevhodné (Graf 1). Na Mallorce bylo první hnízdo nalezeno v oblasti, jejíž míru vhodnosti vypočetl model sestavený podle Herrera et al. (2022) na hodnotu 0,239. V celoevropském kontextu poskytnutým touto diplomovou prací je však Mallorca územím s mírou vhodnosti habitatu leckdy atakujícím hodnotu 1.

Výběr výsledného modelu záležel na rozhodnutí autora této práce. Vzhledem k tomu, že sršeň asijská Vespa velutina je ve svém šíření Evropou úspěšný druh schopný se dobře adaptovat na podmínky okolí, pro hlavní vizualizace do brožury a letáku byl zvolen střední scénář H1,5, který není tak přísně upnutý na trénovací data (je benevolentnější v určování míry vhodnosti habitatu v závislosti na jednotlivých proměnných) a zároveň kombinuje dobrý predikční výkon.

Pro dokreslení situace byla vytvořena i mapa míry vhodnosti napříč celou Evropou (Obr. 1) a vizuálně porovnána s mapou míry vhodnosti habitatu, která byla vytvořena na základě výzkumu rozšíření sršní ve Francii. Z výzkumu provedeného v této práci vyplývá větší vhodnost habitatu v Belgii a Německu, a to z toho důvodu, že byl model sestavován i z nálezových dat z těchto lokalit. Výzkum ve Francii s nimi nepočítal. Oba modely se ale shodnou na vysoké míře vhodnosti v přímořských oblastech, a naopak malé míře vhodnosti habitatu ve vnitrozemí.

Obr. 1 Predikovaná míra vhodnosti habitatu pro sršeň asijskou pro současný klimatický normál 1991–2020 predikovaný pomocí modelu H1,5 (střední scénář).

Na mapě míry vhodnosti habitatu pro sršeň asijskou v České republice (Obr. 2,3) je dobře patrná zvýšená míra vhodnosti na západě České republiky, směrem k východu vhodnost klesá. Po vizuálním porovnání vstupních proměnných a grafů závislosti bylo zjištěno, že tento fenomén je nejpravděpodobněji ovlivněn mimo jiné stoupající srážkovou sezónností směrem na východ republiky. Srážková sezónnost je například na území Francie poměrně nízká, tedy nejsou v průběhu roku tak velké rozdíly v úhrnu srážek, což sršním asijským zřejmě vyhovuje. Zároveň je v ČR výraznější teplotní sezónnost (a s ní korelující kontinentalita), která narůstá směrem od moře – sršně pravděpodobně preferují menší kontinentalitu, a tedy menší rozdíly maximální a minimální teploty v průběhu roku (větší teplotní stálost). Ze stejného důvodu je na předchozí mapě Evropy vidět nevhodnost habitatu např. V centrálním Španělsku – je zde poměrně výrazná kontinentalita, zároveň je střed Španělska chudý na srážky, což sršním nevyhovuje.

Obr. 2 Srovnání tří různých modelů při predikci míry vhodnosti habitatu pro sršeň asijskou pro současný klimatický normál 1991–2020.

Obr. 2 Srovnání tří různých modelů při predikci míry vhodnosti habitatu pro sršeň asijskou pro budoucí klimatický normál 2041–2060.

V České republice je patrný výrazný nárůst vhodnosti v urbánních oblastech, což potvrzují i výzkumy dokládající velkou závislost sršní asijských na urbánním prostředí – například v Jižní Korei žije až 70 % kolonií sršně asijské Vespa velutina v městském prostředí, v urbánních oblastech v roce 2010 počet odchytnutých jedinců sršně Vespa velutina převyšoval odchyt všech ostatních druhů sršní, V. v. tvořila 35 z 38 odchytnutých jedinců.

V normálu 2041–2060 se v případě použitého modelu H1,5 zvýšila maximální vhodnost míry habitatu oproti současnému normálu téměř dvojnásobně: z maximální vhodnosti 0,091 na 0,181. Může za to nárůst teploty vzduchu, potírání efektu teplotní (kontinentality) i srážkové sezónnosti a další faktory klimatické změny. Například minimální hodnota teplotní sezónnosti (určující roční rozsah teplot) klesla více než dvakrát, což znamená, že se budou postupně snižovat teplotní výkyvy mezi létem a zimou, což sršním vyhovuje. Stejně tak srážková sezónnost mezi dvěma zkoumanými normály klesla místy i o 50 %, což značí mnohem větší vyrovnanost srážkových úhrnů v průběhu roku a tím pádem další faktor, který přidává rozšiřování sršně asijské v ČR.

Podmínky v České republice by mohly v budoucnu postačovat tomu, aby se zde sršeň usadila. Jedná se zejména o oblasti na západě země, v jižních Čechách a na jihu Moravy. Některé oblasti se ale zdají být nevhodné pro šíření sršně asijské i v budoucím normálu, jako například Krkonoše, Šumava, Jeseníky. Jedná se zejména o horské oblasti, kde jsou poměrně nízké sezónní teploty v porovnání se zbytkem České republiky. Obezřetnost je tedy na místě, nicméně podle modelu v této práci není nutné očekávat kalamitu sršní asijských na území České republiky. To vše však ukáže až další šíření sršně Vespa velutina a její schopnost adaptace na nové podmínky.

Dalším, dílčím výsledem práce je soubor predikčních proměnných (celkem 19 rastrů; kapitola 4.3). Ty byly vytvořeny pro velkou část západní a střední Evropy a jsou v poměrně podrobném rozlišení 250×250 m a jsou sjednocené z hlediska prostorových vlastností (stejné rozlišení, prostorový rozsah i počet pixelů). Tyto vygenerované rastry tvoří poměrně komplexní soubor 15 bioklimatických a 4 ostatních stanovištních podmínek a mohou být vstupem pro další podobné analýzy rozšiřování druhů.

Výsledkem, který shrnuje informace o sršních a jednotlivé modely prezentuje uživateli, je finální brožura popisující nejvýraznější charakteristiky sršně a jejího habitatu, popisuje, jak ji rozeznat od v ČR běžné sršně obecné (Vespa crabro), poskytuje informace, jak se jí bránit, kde hlásit její pozorování apod. Spolu s informačním letákem zobrazujícím nejzákladnější informace o sršních asijských, mapu vhodnosti habitatu v ČR a informace, kde hlásit případné nálezy sršní asijských, jde o hlavní vizualizační výstupy této diplomové práce.

Během práce vznikl jako vedlejší produkt poměrně podrobný a velkou část hlavních informací prezentující český návod na práci v aplikaci Wallace (kapitola 4.4), který postupně prochází jednotlivé komponenty a u každého vysvětluje jeho hlavní funckionalitu včetně popisu jednotlivých modulů, jenž je možné v rámci komponentu použít, a jejich možných nastavení.