Hlavným zameraním oddelenia je štúdium biodiverzity na rôznych úrovniach a interakcií jej komponentov s prostredím. Objektom nášho výskumu je široké spektrum organizmov a ich zoskupení, od rastlinných spoločenstiev, cez riasy, sinice a huby až po bezstavovce a ryby. Študujeme pôvodné, ale aj nepôvodné či invázne druhy v terestrických aj akvatických ekosystémoch. Geograficky je výskum na oddelení primárne situovaný do karpatského a panónskeho regiónu, nie je však výlučne limitovaný týmto územím, venujeme sa aj viacerým nadregionálnym témam.
V súčasnosti študujeme štruktúru, vývoj, či históriu spoločenstiev a populácií, venujeme sa klasifikácii, autekologickým charakteristikám, systematike a fylogenéze. Z evolučného hľadiska skúmame trendy vývoja populácií, adaptácií na prostredie či funkčnú diverzitu.
Cieľom nášho výskumu je predovšetkým lepšie pochopiť zloženie, vývoj a zmeny biodiverzity v priestore a čase a prispievať k jej ochrane.
Naše aktuálne výskumné skupiny a ich aktivity
- Vegetačná ekológia
- Výskum vzťahov medzi vegetáciou a prostredím v lesoch mierneho pásma, najmä v rôznych typoch zmiešaných lesov, ale aj v lužných a rašeliniskových lesoch vo všetkých biogeografických regiónoch strednej a južnej Európy. K hlavným výskumným témam patrí: i) vplyv environmentálnych faktorov a lesného hospodárenia na druhové zloženie a druhové bohatstvo lesného podrastu; ii) diverzita (alfa, beta a gama) lesov v rôznych biogeografických regiónoch; a iii) základné mechanizmy a procesy invázie rastlín do lesných ekosystémov.
- Štúdium časopriestorových zmien, ktoré sa premietajú do zmien v diverzite a rozšírení populácií druhov a spoločenstiev na všetkých organizačných úrovniach v alpínskej a arktickej oblasti. Výskum variability rastlinných spoločenstiev, obhospodarovania a manažmentu, vplyvu klimatických zmien a iných prírodných a/alebo ľudských disturbancií na biotopy v tomto krehkom a drsnom prostredí.
- Výskum vegetačných zmien rôznych biotopov, v súčasnosti najmä halofilných spoločenstiev, ktoré sú na Slovensku na pokraji zániku vzhľadom na narušený vodný režim a opustenie lokalít. Štúdium možností obnovy biotopov na trvalých plochách, použitie riadených terénnych experimentov na zistenie regeneračného potenciálu rôznych typov biotopov a vplyvu rôzneho spôsobu manažmentu.
- Výskum a klasifikácia vegetácie Európy a iných oblastí s týmito hlavnými cieľmi: i) charakterizovať variabilitu vegetácie rôznych rastlinných spoločenstiev a biotopov; ii) posúdiť vplyv environmentálnych faktorov na túto variabilitu; iii) vymedziť vegetačné jednotky na základe formalizovaných fytocenologických metód; a iv) vytvárať prehľady vegetácie pre vedecké účely, ako aj pre účely ochrany prírody. Od roku 1995 budujeme Centrálnu databázu fytocenologických zápisov Slovenska (CDF, ibot.sav.sk/cdf), ktorá patrí svojou kvalitou a veľkosťou na popredné miesta v Európe i vo svete.
Zameriavame sa na výskum, ochranu a obnovu poloprírodných trávnych porastov Karpát a Álp. Náš interdisciplinárny prístup zahŕňa viacero vedných disciplín vrátane botaniky, ekológie, etnológie, geografie a histórie. Naším cieľom je porozumieť faktorom, ktoré podporujú biodiverzitu poloprírodných trávnych porastov v Európe, zahŕňajúc pritom minulosť, súčasnosť, ako aj budúcnosť. Osobitný dôraz kladieme na tradičné poľnohospodárske postupy, skúmame ich ekologický dopad a potenciál pri ekologickej obnove druhovo bohatých lúk a pasienkov. Viac na stránke pracovnej skupiny.
Výskum dlhodobého celosvetového procesu interakcií medzi ľuďmi a ostatnými súčasťami ekosystémov. Rozsah a tempo synantropizácie sa zväčšuje zároveň s akceleráciou vývoja civilizácie. Dôsledkami sú fragmentácia ekosystémov a biotopov, ústup až zánik pôvodných druhov, zmenšovanie vplyvu prirodzených geografických bariér, mnohé nepôvodné druhy sa správajú invázne. Výsledkom je homogenizácia biologických spoločenstiev a dramatický pokles ich rezistencie a reziliencie. Strata samoregulačných schopností môže viesť až k rozpadu a zániku pôvodných, ale aj náhradných a človekom manažovaných ekosystémov.
Zameriavame sa na:
- výskum časopriestorovej dynamiky synantropných spoločenstiev;
- štúdium procesov prenikania nepôvodných druhov do pôvodných biocenóz;
- štúdium synantropných líniových koridorov (napr. rieky, železnice, cesty) so zreteľom na šírenie nepôvodných, ale aj pôvodných vzácnych teplomilných a slanomilných druhov;
- štúdium ekológie nepôvodných druhov a ich spoločenstiev;
- výskum druhovej variability synantropných spoločenstiev a ich klasifikáciu;
- štúdium dôsledkov fragmentácie a homogenizácie na pôvodnú biotu, najmä jej biodiverzitu na druhovej a genetickej úrovni;
- využitie multispektrálnych dát z diaľkového prieskumu Zeme na poznanie distribúcie, smerov a rýchlosti šírenia nepôvodných druhov a ich spoločenstiev (ale aj ústupu pôvodných – Natura 2000 – biotopov);
- tvorbu a aktualizáciu sumarizačných diel (Synantropná vegetácia Slovenska, Zoznam nepôvodných druhov Slovenska) a s nimi súvisiacich databáz (dass.sav.sk);
- implementáciu princípov občianskej vedy (Citizen Science) pre zber údajov o rozšírení nepôvodných druhov organizmov a využitie potenciálu tohto prístupu pre zmenu povedomia verejnosti o problematike biologických invázií (mobilná aplikácia VISITOR).
Zameriavame sa na:
- výskum časopriestorovej dynamiky synantropných spoločenstiev;
- štúdium procesov prenikania nepôvodných druhov do pôvodných biocenóz;
- štúdium synantropných líniových koridorov (napr. rieky, železnice, cesty) so zreteľom na šírenie nepôvodných, ale aj pôvodných vzácnych teplomilných a slanomilných druhov;
- štúdium ekológie nepôvodných druhov a ich spoločenstiev;
- výskum druhovej variability synantropných spoločenstiev a ich klasifikáciu;
- štúdium dôsledkov fragmentácie a homogenizácie na pôvodnú biotu, najmä jej biodiverzitu na druhovej a genetickej úrovni;
- využitie multispektrálnych dát z diaľkového prieskumu Zeme na poznanie distribúcie, smerov a rýchlosti šírenia nepôvodných druhov a ich spoločenstiev (ale aj ústupu pôvodných – Natura 2000 – biotopov);
- tvorbu a aktualizáciu sumarizačných diel (Synantropná vegetácia Slovenska, Zoznam nepôvodných druhov Slovenska) a s nimi súvisiacich databáz (dass.sav.sk);
- implementáciu princípov občianskej vedy (Citizen Science) pre zber údajov o rozšírení nepôvodných druhov organizmov a využitie potenciálu tohto prístupu pre zmenu povedomia verejnosti o problematike biologických invázií (mobilná aplikácia VISITOR).
Diaľkový prieskum predstavuje účinný nástroj na získavanie údajov a monitorovanie rozmanitosti krajiny a dynamiky vegetácie bez fyzického kontaktu s objektom. Sústreďujeme sa na vývoj a implementáciu nových matematických metód, výpočtových algoritmov a softvérových riešení pre filtrovanie nelineárnej difúznej infraštruktúry satelitných dát, automatizovanú segmentáciu satelitných obrazov a dynamické sledovanie objektov a oblastí záujmu pomocou satelitných snímok. Zameriavame sa na presnú lokalizáciu a klasifikáciu biotopov NATURA 2000 a dynamické monitorovanie kvalitatívnych zmien pomocou vyvíjaného softvéru pre segmentáciu obrazu. Lokalizácia, klasifikácia a dynamická segmentácia a sledovanie zmien v priestore a čase sú založené na spracovaní a analýze údajov z radaru so syntetickou apertúrou Sentinel-1 (SAR), z multispektrálnych zobrazovacích údajov Sentinel-2 a ich kombinácii, ako aj údajov z leteckých fotografií.
- Štúdium diverzity spoločenstiev vodných ekosystémov zahŕňa: i) deskripciu nových taxónov, fylogenetické vzťahy, systematiku vybraných skupín; ii) výskum stavu biodiverzity (výskum využiteľnosti a následná aplikácia inovatívnych metód – DNA barcoding, metabarcoding, environmentálna DNA); iii) budovanie celonárodnej databázy DNA barkódov vodnej bioty Slovenska; iv) analýzu vzťahov medzi taxonomickou a funkčnou diverzitou vodných organizmov a prostredím vrátane ľudských vplyvov; v) identifikácia indikátorových skupín vodných organizmov s potenciálom reprezentovať celkovú biodiverzitu biotopov; vi) štúdium nepôvodných vodných organizmov a ich vplyv na pôvodnú biotu lotických a lentických ekosystémov.
Výskum ekológie vodných organizmov a ich spoločenstiev je primárne zameraný na štúdium časovo-priestorových zmien vodnej bioty a podmienok prostredia.
Genetickú štruktúru populácií študujeme hlavne u druhov vodnej fauny v špecifických akvatických biotopoch (napr. alpínske jazerá, vyvieračky). Skúmame genetickú diverzitu, vývoj a zmeny populácií (zdroje šírenia, izolácia, bariéry) v biotopoch, ktoré sú veľmi citlivé na zmeny prostredia a môžu slúžiť ako ich skorý indikátor.
V tejto oblasti sú naše výskumné aktivity zamerané na habitatové nároky a migrácie reofilných druhov rýb veľkých riek, analýzu priechodnosti migračných bariér a prípravu návrhov opatrení na ich zlepšenie, testujeme tiež inovatívne molekulárne postupy a ich efektívnu aplikáciu v monitoringu ekologického stavu ekosystémov.
Pedologické laboratórium
- sušička laboratórneho skla KBC G – 100/250
sušička rastlinného materiálu HS 402
predvážky MP – 30
predvážky Chirana P3/300
analytické váhy Radwag AS 310/C/2
trepačka Chirana
Eutech PC 650 pH meter, konduktometer
susička PREMED KBC G - 100/250