MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV BOTANIKY A ZOOLOGIE
DIPLOMOVÁ PRÁCE
BRNO 2012
BARBORA OBSTOVÁ
MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV BOTANIKY A ZOOLOGIE
PYLOVÁ SPEKTRA V OVZDUŠÍ RŮZNÝCH TYPŮ MĚSTSKÉ ZÁSTAVBY: SEZÓNNÍ DYNAMIKA A VÝZNAM PRO ALERGOLOGII DIPLOMOVÁ PRÁCE
BARBORA OBSTOVÁ
VEDOUCÍ PRÁCE: PROF. RNDR. MILAN CHYTRÝ, PH.D.
BRNO 2012
BIBLIOGRAFICKÝ ZÁZNAM AUTORKA:
Barbora Obstová Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Ústav botaniky a zoologie
NÁZEV PRÁCE:
Pylová spektra v ovzduší různých typů městské zástavby: sezónní dynamika a význam pro alergologii
STUDIJNÍ PROGRAM:
Biologie
STUDIJNÍ OBOR:
Systematická biologie a ekologie
VEDOUCÍ PRÁCE:
Prof. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D.
AKADEMICKÝ ROK:
2011/2012
POČET STRAN:
100 + 19
KLÍČOVÁ SLOVA:
pyl, alergie, volumetrický lapač, gravimetrický lapač, polinóza, vegetace, město, Humpolec, alergenní rostliny, sezónní dynamika
BIBLIOGRAPHIC ENTRY AUTHOR:
Barbora Obstová Faculty of Science, Masaryk University Department of Botany and Zoology
TITLE OF THESIS:
Aerial pollen spectra in different city building patterns: seasonal dynamics and implications for allergology
DEGREE PROGRAMME:
Biology
FIELD OF STUDY:
Systematic Biology and Ecology
SUPERVISOR:
Prof. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D.
ACADEMIC YEAR:
2011/2012
NUMBER OF PAGES:
100 + 19
KEYWORDS:
pollen, allergy, volumetric trap, gravimetric trap, polinosis, vegetation, town, Humpolec, allergenic plants, seasonal dynamic
ABSTRAKT Ve vegetační sezoně roku 2011 byl studován výskyt pylu v ovzduší města Humpolce. Cílem bylo charakterizovat sezónní dynamiku jednak celkově, jednak v dílčích územích města, porovnat výsledky a informační hodnotu dvou aerobiologických metod sběru pylu, volumetrické a gravimetrické, a posoudit možnost praktického využití výsledků z hlediska alergologického. Volumetrický lapač byl, spolu s porovnávacím gravimetrickým lapačem, instalován v centru města Humpolce na střeše budovy o výšce 12 m. Dalších 6 gravimetrických lapačů bylo umístěno v nižších výškách v odlišných typech městského prostředí (historické centrum, panelové sídliště, rodinné domy, zemědělský areál, průmyslová zóna a přilehlá vesnice Plačkov). Celkem bylo určeno 101 683 pylových zrn náležejících 62 taxonům. Volumetrickým lapačem bylo zaznamenáno 54 taxonů a jednotlivými gravimetrickými lapači 39–48 taxonů. Nejčastěji se vyskytujícími taxony ovzduší Humpolce byla alergologicky středně významná čeleď Urticaceae, alergologicky málo významné rody Picea a Pinus, velmi významný rod Betula a středně významný rod Quercus. Metoda volumetrická podala základní časovou, kvantitativní a taxonomickou informaci o pylové situaci v ovzduší města Humpolce. Byl sestaven pylový kalndář, pomocí něhož bylo možno charakterizovat pylovou sezónu a rozdělit ji do tří základních období – jarního s dominancí pylů dřevin, letního s převahou pylů trav a pozdně letního až podzimního s dominancí pylů bylin. Z porovnání výsledků obou aerobiologických metod jsou patrné určité rozdíly kvantitativní, ale alergologicky významná časová a taxonomická informace o distribuci pylu v ovzduší je v pylových kalendářích založených na obou metodách v základních rysech velmi podobná. Z hlediska porovnání území je alergologicky nejrizikovější oblast průmyslové zóny s hojnými alergenními druhy Artemisia vulgaris, Urtica dioica a Betula pendula. Pomocí meteorologických dat byla zjištěna závislost některých taxonů na směru větru – pyl Artemisia a Urticaceae pochází hlavně z průmyslové zóny, Picea z okolních lesů a Ambrosia je přinášena dálkovým transportem s východním větrem. V praxi mohou být výsledky této práce využitelné alergology a architekty jednak pro eliminaci stávajících alergologicky nevhodných situací, jednak při územním plánování.
ABSTRACT In the growing season of 2011 pollen occurrence was studied in the air of the town of Humpolec, Czech Republic, with the aim to (1) characterize seasonal dynamics in the whole town and its individual parts, (2) compare the results based on two aerobiological pollen collection methods, volumetric and gravimetric, with respect to their potential applications in allergology. The volumetric trap was installed together with a control gravimetric trap in the town centre, on a roof top at a height of 12 m. Other six gravimetric traps were placed at lower heights in different urban and suburband environments: historical centre, blocks of flats, detached houses, agricultural grounds, industrial zone and the adjacent village of Plačkov. 101 683 pollen grains belonging to 62 taxa were indentified. The volumetric trap recorded 54 taxa and the individual gravimetric traps recorded within 39–48 taxa. The most frequently occurring taxa were Urticaceae (intermediate significance for allergology), Picea and Pinus (low significance), Betula (high significance) and Quercus (intermediate significance). The volumetric method provided quantitative and taxonomic, temporally explicit information about the pollen situation in Humpolec. A pollen calendar was compiled, which indicated three distinct periods within the pollen season spring dominated by woody plant pollen; summer with grass pollen and late summer to autumn dominated by herb pollen.
The two
aerobiological methods provided slightly different results. However, the allergologically important temporal and taxonomic information about the pollen distribution in the air was very similar. Of the urban and suburban environments, the largest allergological risk occurs in the industrial zone with numerous allergenic species such as Artemisia vulgaris, Urtica dioica and Betula pendula. A comparison with meteorological data revealed, that occurences of some taxa were dependent on the wind direction. The pollen of Artemisia and Urticaceae predominantly came from the industrial zone, Picea from the neighbouring forests and Ambrosia from long distance transport with the eastern wind. These results can be applied by allergologists and architects, either to eliminate the existing allergologically inappropriate situations, or for landuse planning.
PODĚKOVÁNÍ Velice děkuji vedoucímu diplomové práce prof. RNDr. Milanu Chytrému, Ph.D., odborným konzultantům RNDr. Elišce Rybníčkové, DrSc., doc. MUDr. Ondřeji Rybníčkovi, Ph.D., doc. RNDr. Kamilu Rybníčkovi, CSc., a Mgr. Lydii Dudové za ochotu, věnovaný čas, trpělivost a poskytnutí cenných informací. Za vypůjčení volumetrického lapače děkuji Ústavu botaniky a zoologie Masarykovy univerzity v Brně, za možnost jeho umístění starostovi města Humpolce Mgr. Jiřímu Kučerovi a Hasičskému záchranému sboru kraje Vysočina, stanice Humpolec. Za možnost umístění gravimetrických lapačů děkuji majiteli prodejny stavebnin Hukov, majiteli autoškoly Jaroš, vedení mateřské školy Na Rybníčku, vedení Školního statku Humpolec, vedení AMK Zálesí, ŘSD ČR, manželům Havlovým z Humpolce a manželům Vazačovým z Plačkova. Za poskytnutí meteorologických dat děkuji předsedovi Aeroklubu Havlíčkův Brod, Ing. Milanu Janečkovi. Za ochotu a pomoc s hledáním literatury děkuji Mgr. Lucii Jarošové, DiS.
Velmi děkuji své rodině za podporu.
PROHLÁŠENÍ: Prohlašuji, že jsem svoji diplomovou práci vypracovala samostatně s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány.
Brno
.........................
......................... Barbora Obstová
OBSAH: 1.
ÚVOD
4
1.1.
Předmět diplomové práce
4
1.2.
Stručný přehled řešené problematiky
4
1.2.1.
Alergologie
4
1.2.1.1.
Definice alergologie, historie oboru
4
1.2.1.2.
Vymezení pojmů v alergologii
6
1.2.1.3.
Polinóza
1.2.2.
1.2.3.
1.2.4.
10
Palynologie
12
1.2.2.1.
Definice palynologie
12
1.2.2.2.
Historie palynologie
13
1.2.2.3.
Pyl
14
Aerobiologie
19
1.2.3.1.
Předmět studia aerobiologie
19
1.2.3.2.
Historie aerobiologie
19
1.2.3.3.
Základní metody sběru pylu v aerobiologii
22
Pylová informační služba – komplexní mezioborová aplikace
24
1.2.4.1.
Historie Pylové informační služby
24
1.2.4.2.
Shrnutí dosavadních poznatků PIS a dalších
25
pramenů pro území České republiky 1.2.4.3.
Alergenní rostliny, polinóza a výsledky PIS
27
v české odborné literatuře 1.3. 2.
Stanovení cílů předkládané práce
28
CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ
29
2.1.
Vymezení území
29
2.2.
Charakteristika širšího území
30
2.2.1.
Přírodní podmínky
30
2.2.2.
Urbanistický vývoj a demografické charakteristiky Humpolce
32
2.3.
Charakteristika dílčích území
33
2.3.1.
Kvadrát 6458-0602dc – historické centrum (C)
33
2.3.2.
Kvadrát 6458-0602bd – zástavba rodinných domů (R)
35
2.3.3.
Kvadrát 6458-0602ad – panelové sídliště (S)
36
2.3.4.
Kvadrát 6458-0603ab – zemědělský areál (Z)
38 1
3.
2.3.5.
Kvadrát 6458-0701bb – průmyslová zóna (P)
40
2.3.6.
Kvadrát 6458-0704dd – vesnice Plačkov (V)
41
METODIKA
44
3.1.
Externí podklady pro průzkumy
44
3.1.1.
Mapové podklady
44
3.1.2.
Meteorologická data
44
3.2.
Vlastní průzkumy
45
3.2.1.
Metoda volumetrická
45
3.2.1.1. Použité zařízení – konstrukce, princip, příprava a funkce
45
3.2.1.2. Umístění lapače
46
3.2.1.3. Sběr pylu, příprava a hodnocení preparátů
47
Metoda gravimetrická
49
3.2.2.1. Použité zařízení
49
3.2.2.2. Umístění lapačů
50
3.2.2.3. Sběr pylu, příprava a hodnocení preparátů
50
3.2.2.
3.3. 4.
Analýza dat
51
VÝSLEDKY
52
4.1.
Základní souhrnné údaje
52
4.1.1. Celkový objem získaných dat
52
4.1.2. Taxony zjištěné v ovzduší města Humpolce
52
4.2.
4.1.2.1. Celkový přehled zjištěných taxonů
52
4.1.2.2. Charakteristika zjištěných taxonů
54
Výsledky volumetrické metody – základní charakteristika
60
pylové sezóny zájmového území 4.3.
Porovnání metody volumetrické a gravimetrické
62
4.4.
Výsledky gravimetrické metody – sezónní pylová dynamika
64
dílčích sledovaných území 4.5. 5.
Závislost výskytu pylu na směru větru
70
DISKUSE A ZÁVĚR
74
5.1.
Metodické problémy
74
5.2.
Interpretace a diskuse výsledků
75
5.2.1.
Metoda volumetrická
75
5.2.2.
Porovnání metody gravimetrické a volumetrické
75 2
5.2.3.
Metoda gravimetrická
78
5.2.4.
Závislost výskytu pylu na směru větru
79
5.2.4.1. Zjištěné závislosti výskytu pylu na směru větru ve
79
sledovaném území 5.2.4.2. Ambrosia v České republice 5.3. 6.
Praktické využití výsledků výzkumu pylové situace městského ovzduší
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
81 83 86
PŘÍLOHY: Příloha 1: Zjednodušená klasifikace ruderálních biotopů dle CHOCHOLOUŠKOVÁ (2007). Přílohy řady 2: Pylové kalendáře sledované sezóny podle výsledků gravimetrické metody. Přílohy řady 3: Srovnávací pylové kalendáře jednotlivých taxonů v kvadrátech osazených gravimetrickými lapači. Příloha 4: Fotodokumentace stanovišť gravimetrických lapačů.
3
1.
ÚVOD
1.1.
PŘEDMĚT DIPLOMOVÉ PRÁCE
Předkládaná diplomová práce se zabývá obsahem pylu v ovzduší města Humpolce a jejím alergologickým významem. Náplní práce bylo taxonomické a kvantitativní hodnocení pylových zrn zachycených z ovzduší ve vybraných dílčích územích města Humpolce a srovnání dvou metod sběru pylových dat. Hodnocení výsledků proběhlo s ohledem na praktické využití v alergologii. Pro účely této práce bylo třeba propojit poznatky alergologické, palynologické a aerobiologické. Alergologické pro znalost alergenity jednotlivých rostlin a pochopení principu alergie
(především
polinózy),
palynologické
pro
správné
taxonomické
zhodnocení
zachycených pylových sběrů, aerobiologické pro správnou metodiku sběru pylu. Pro objasnění cílů práce a pochopení používaných termínů a souvislostí charakterizuji předmět zkoumání, historický vývoj, základní pojmy (především související s řešeným tématem) a metody těchto oborů, které jsou navzájem ve velmi úzkém spojení.
1.2.
STRUČNÝ PŘEHLED ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY
1.2.1.
ALERGOLOGIE
1.2.1.1. Definice alergologie, historie oboru Alergologie je věda zabývající se alergiemi, tj. nepřiměřenými obrannými reakcemi organismu při styku s alergeny různého typu (viz kap. 1.2.1.2). První dochované zmínky o výskytu alergického onemocnění pocházejí z Egypta. Okolo roku 3100 př. n. l. je popsáno úmrtí zakladatele I. dynastie Meniho na bodnutí vosou. Egyptský papyrus z období kolem roku 1560 př. n. l. obsahuje první popis průduškové záduchy a její léčby (BYSTROŇ 1997). Z 9. století př. n. l. je z Persie popsána alergie na květ růží (FRANKLAND 1991). V 5. století př. n. l. se alergiemi zabýval Hippokrates. Alergické projevy v té době nazýval Asthma a Eczema. Všiml si, že na některé osoby má vdechovaný vzduch „neblahé účinky“ (LACEY & WEST 2006). Na přelomu letopočtu je u římského císaře Augusta popsána dušnost a sezónní rýma, u jeho vnuka, císaře Claudia, záchvaty alergické rýmy. Augustův prasynovec Britannicus trpěl alergií na koňskou srst. Jedná se o první doložené familiární postižení
4
atopiíI (SCHMIEDBERGEROVÁ 2006). Ve 2. století našeho letopočtu popsal Arateus z Kapadokie astma (PETRŮ & al. 1994). V 15. století byla u anglického krále Richarda III. zjištěna alergie na jahody. Na počátku 16. století je italským anatomem Leonardem Bottalem poprvé popsána alergická rýma, kterou v té době nazývá růžovým katarem („rose catarrh“). Na počátku 17. století se astmatem zabýval Holanďan Jean-Baptiste van Helmont. Za příčinu lokálního onemocnění průdušek (astma) uvádí prach a ryby. V 19. století byl, vzhledem k vynálezu vyšetřování poslechem, objasněn patologický obraz astmatu (PETRŮ & al. 1994). V roce 1819 popsal anglický lékař John Bostock periodické postižení očí a hrudi („case of a periodic affection of the eyes and chest“). Nazýval je letní katar („summer catarrh“). V druhé polovině 19. století Charles H. Blackley řadou pokusů dokázal, že příčinou těchto potíží jsou pylová zrna. Výzkumy shrnul v práci Experimental researches on the causes and nature of Catarrhus Aestivus (BLACKLEY 1873). Na počátku 20. století sledoval lékař Clemens von Pirquet své pacienty, kterým „dělají potíže obyčejné věci jako prach, pyl či některé potraviny“. Těmto příznakům, kdy organismus nepřirozeným způsobem reagoval na podání tělu cizích látek, říkal alergieII (BYSTROŇ 1997). Ch. Richet a P. Portier popsali v r. 1911 anafylaktický šokIII, ke kterému docházelo po opakovaných injekcích výtažků z různých mořských živočichů (PORTIER & RICHET 1902). A. F. Coca označil v roce 1920 alergii, na které se výrazně podílí dědičnost, za atopii (NOUZA & JOHN 1987). Moderní doba přinesla zvýšení počtu alergií a významný rozvoj jejich poznání. V roce 1966 je v USA manželi Ishizakovými objevena a popsána molekula IgE (ISHIZAKA & al. 1966). O prvenství se však přou s S. G. O. Johanssonem (JOHANSSON 1997). Boom ve světě medicíny a alergologie je odstartován. Počátky československé alergologie jsou spojeny se jménem Josefa Lišky (1907–2003) a umístěny do meziválečného období. V té době byla alergologie, nejen u nás, ale i ve světě, v plenkách a senná rýma neznámou nemocí. Zpočátku byli pacienti počítáni v desítkách. S rozvojem moderního světa, hygieny a používáním chemických látek však alergií přibývalo. I
II III
Atopie je termín označující individiuálně či familiárně se vyskytující tendence produkovat IgE-protilátky jako odpověď na malé dávky alergnů a tendenci k vývoji typických symptomů - alergická rýma, astma, stopická dermatitida. Pojem atopie má vyjadřovat především predispozici k alergii, ne samotné ochoření (HRUBIŠKO & al. 2003). Z řeckého allos (změněný stav) + ergon (reakce) Anafylaktický šok je definován jako těžká systémová hypersenzitivní reakce ohrožující život (HRUBIŠKO & al. 2003).
5
Jedna ordinace již nestačila a J. Liška otevřel společnou ordinaci se svojí manželkou. Ve Státním zdravotním ústavu zásluhou J. Lišky vznikla první samostatná laboratoř na výrobu alergenů. Zde byl vyroben Dr. Miroslavem Boučkem první alergen u nás. V roce 1933 začal J. Liška jako první u nás provádět alergenové kožní testy a spolu s Marií Kühnovou se začal zabývat pěstováním bakteriálních kmenů a výrobou autovakcín. J. Liška byl jedním ze zakladatelů světové asociace Interastma. V roce 1949 vznikla Komise pro alergologii, jejímž byl členem, v roce 1952 se utvořila alergologická sekce při Dermatovenerologické společnosti a v roce 1957 zahájila svou činnost imunologie České lékařské společnosti J. E. Purkyně (PETRŮ & al. 1994). Mezi další průkopníky oboru patří především jména Špičák, Feirabend, Drbohlav, Hlaváček a Švejcar. 1.2.1.2. Vymezení pojmů v alergologii Alergie je stav nepřiměřené, přehnané obranné reakce organismu na cizorodý podnět, která většinou vzniká po opakovaném styku organismu s alergenní látkou – alergenem (viz níže). Podstatou vzniku alergických chorob je imunitní reakce alergenu s protilátkou. Tato reakce má za následek uvolnění mediátorů, které navozují změny na jednotlivých orgánech a systémech (PETRŮ & al. 1994). Alergie obecně jsou jednou z nejrozšířenějších civilizačních chorob světa. Nárůst je zaznamenáván jak v rozvojových, tak i ve vyspělých zemích světa. Dle odhadů World Health Organization (WHO) trpí různými typy alergie stovky milionů lidí, z toho asi 300 000 000 má astma (PAWANKAR & al. 2011). Alergickou rýmou, jejíž příčinou jsou nejčastěji pylová zrna, trpí okolo 10–30 % obyvatel planety. Především u dětí je v posledních dvou desetiletích patrný vysoký nárůst alergií. S touto generací a jejími potomky bude počet alergií stále stoupat, neboť jednou z hlavních příčin, které se podílejí na možnosti vzniku alergie u člověka, je dědičnost. (PAWANKAR & al. 2011) Substance navozující alergickou reakci se nazývá alergen. V užším slova smyslu je alergen látkou schopnou vyvolat tvorbu specifických protilátek. V případě pylu se jedná především o protilátky IgE = imunoglobulin E, což je jedna z protilátek savců podílející se na vzniku alergické reakce a též látka fungující jako součást imunitní odpovědi vůči infekci parazitů (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006).
6
Termín alergen prodělal během poznání alergií dlouhou cestu. Z počátku byl používán například pro označení sena jako příčiny „senné rýmy“, nebo domácího prachu jako příčiny nesezónní rýmy. Postupem času bylo zjištěno, že zdrojem pro vznik „senné rýmy“ jsou pyly a plísně a zdrojem nesezónní alergické rýmy jsou roztoči žijící v domácím prachu. Po delší době bádání se ukázalo, že alergeny pylu se nacházejí v plazmatickém obsahu jejich zrn, jako alergeny roztočů působí jejich výkaly. V další etapě poznání bylo objeveno, že vlastními alergeny jsou většinou bílkoviny. Nakonec bylo zjištěno, že alergickou reakci vytvářejí pouze malé části těchto makromolekul nazývající se epitopy. V současnosti je pojem alergen využíván jak v širokém slova smyslu – od domácího prachu, přes jeho části (roztoči), až po části makromolekul, tak v úzkém slova smyslu pouze pro konkrétní makromolekuly (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Alergeny se rozdělují na hlavní a vedlejší. Hlavním alergenem je látka, na kterou reaguje tvorbou specifických IgE více než 50% jedinců přecitlivělých na daný alergen. Ostatní alergeny jsou označovány jako vedlejší. Např. pylové zrno rodu Betula (bříza) obsahuje 30 různých bílkovin. U šesti z nich je zjištěna tvorba specifických IgE, ale pouze u jedné bílkoviny, označované Bet v 1 (nomenklatura viz níže), se specifické IgE tvoří téměř u všech osob alergických na břízu, Bet v 1 je tedy hlavním alergenem rodu Betula. Na každém hlavním alergenu se nachází 2–5 rozhodujících epitopů. Některé shodné epitopy se nacházejí na molekulách původem vzdálených, v důsledku toho dochází ke zkříženým reakcím. Aby dvě odlišné bílkovinné molekuly byly rozpoznávány stejnou IgE protilátkou, je třeba 70% shoda v pořadí aminokyselin. Ke zkříženým reakcím proto nejčastěji dochází mezi alergeny vývojově příbuzných organismů. Někdy se ale objevují neočekávané zkřížené reakce, např. mezi latexem a kvasinkami. Jsou způsobeny přítomností vývojově starých bílkovin, které se v evoluční historii téměř neměnily a nacházíme je tedy i u vývojově vzdálených organismů. Takovým bílkovinovým molekulám se říká panalergeny. Příkladem panalergenu jsou například profiliny (vedlejší alergeny řady rostlin). Jsou obsaženy téměř ve všech alergologicky významných pylech, v ovoci, zelenině, koření a latexu – na základě jejich působení vzniká orální alergický syndrom (otoky rtů, svědění, mravenčení v oblasti dutiny ústní, problémy s polykáním atd.). Jako nejčastěji zkřížené reakce podmíněné profiliny uvádějí TEŘL & RYBNÍČEK O. (2006):
pyl břízy/pyl pelyňku/celer/koření/(banán, meloun, latex)
pyl břízy/ořechy/(broskev, meruňka, hruška, třešeň)
pyl trav/celer/mrkev/(rajče, arašídy, sója, pepř) 7
Nomenklatura alergenů se v současné době týká kompletních alergenů, které pocházejí z přírodních zdrojů, navozují IgE mediovanou reakci a u kterých je určena jejich primární struktura (tj. aminokyselinová či nukleotidová sekvence). První tři písmena pojmenování alergenu značí rod organismu, ze kterého alergen pochází, další písmeno (písmena) druh, následuje pořadové číslo alergenu. Např. označení hlavního alergenu břízy bělokoré – Betula pendula je Bet v 1 (označení pochází ze zastaralého synonyma bříza bradavičnatá – Betula verrucosa), hlavní alergen roztoče Dermatophagoides pteronyssinus nese označení Der p 1, atd. Alergeny s nižšími pořadovými čísly bývají hlavními alergeny, alergeny stejného čísla z různých rodů či druhů bývají identické, tj. vykazují zkříženou reaktivitu. Základy systematické nomenklatury alergenů byly položeny v roce 1980 pracovní skupinou International Union of Immunological Societies (IUIS), pracující pod World Health Organization (WHO). V současné době se o systematiku stará pracovní skupina Allergen Nomenclature Sub-Committee, která vydává a aktualizuje jejich seznam – List of Allergens. Seznam
je
publikován
nejen
v tištěné
formě,
ale
též
na
stránkách
http://www.allergen.org/List.htm (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Alergeny jsou rozlišovány na potravinové, kontaktní, bakteriální a virové, lékové, hmyzí a vdechované (zpracováno dle PETRŮ & al. 1994). Mezi nejčastější potravinové alergeny patří různé druhy ovoce (citrony, jablka, švestky, grepy, rajčata atd.), mléko a mléčné výrobky, ořechy, mouka, ryby, vejce, zelenina, koření. Projevy působení těchto alergenů jsou otoky sliznic, kožní vyrážky, bolesti břicha, zvracení, průjmy či anafylaktický šok. Kontaktními alergeny bývají často kosmetické přípravky (šampony, krémy, rtěnky aj.), zdravotnické prostředky (leukoplast aj. ), dezinfekce (jodisol, septonex aj.), léky (heřmánkové, antibiotika aj.), kovy (nikl, chrom aj), kožešiny apod. Nejčastějším projevem alergie jsou kožní ekzémy. Bakteriální a virové alergeny jsou například původci opakovaných infektů horních a dolních cest dýchacích, astmatu, alergické rýmy, zánětu středního ucha, aj. Častou lékovou alergií je přecitlivělá reakce na antibiotika, především penicilin a jeho deriváty, dále na léky proti teplotě a bolesti, rentgenové kontrastní látky, očkovací látky, aj. Alergie se projevuje kožními vyrážkami, podrážděním sliznic, astmatickou dušností či anafylaktickým šokem.
8
Mezi hmyzí alergeny patří jed blanokřídlého hmyzu (sršeň, čmelák, vosa atd.), mravenců, komárů, aj. Projevy alergické reakce jsou kožní puchýře, otoky v místě bodnutí, ale též otoky hrtanu a jazyka, které mohou, stejně jako anafylaktický šok, končit smrtelně. Alergeny vdechované (inhalované) jsou rozptýlené v ovzduší a do těla se dostávají při nádechu. Alergeny roztočů (rod Dermatophagoides, čeleď Pyroglyphidae) mají velký podíl na alergických účincích domácího prachu. Roztoči se nejčastěji vyskytují ve vlhkém a teplém prostředí, vrcholem jejich výskytu bývá babí léto. V přírodě je ponejvíce nacházíme v ptačích hnízdech, v domácnostech v lůžkách. Příznakem alergie na roztoče je alergická rýma či astmatické potíže. S prachem vdechujeme nejen roztoče, ale například i části rostlin, zvířecí chlupy, peří, mouku, řasy, sinice atd. Vdechováním vzduchu s vyšší koncentrací těchto částeček způsobuje alergickou rýmu či astmatický záchvat. Důležitou roli z hlediska alergologického významu vdechovaného vzduchu hrají plísňové alergeny. Termín plísně správně náleží pouze mikroskopickým houbám třídy Zygomycetes, ale v aerobiologii a alergologii je používán obecně pro všechny mikroskopické houby. Ve venkovním ovzduší našich měst se nejčastěji vyskytují rody Cladosporium, Alternaria, Epicoccum, Botrytis, Auerobasidium a Penicillium (RIEGER & KUBÁTOVÁ 1996). Českou Pylovou informační službou jsou sledovány první tři rody, dále rody Stemphylium, Polythrincium a Helmintosporium (RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996, 1997–2011). V domovním prostředí převládají rody Aspergillus, Penicilium a čeleď Mucoraceae. Především venkovní plísně jsou od března do října příčinou sezónních astmatických potíží, alergických rým nebo zánětů spojivek (PETRŮ & al. 1994). Nejvýznamnější skupinou inhalovaných alergenů jsou pylová zrna způsobující pylovou alergii – polinózu (viz kapitola 1.2.1.3). Podle průběhu rozlišujeme dva základní druhy alergie: alergii okamžitou a oddálenou. Alergie okamžitá začíná nejdéle do 6 hodin od kontaktu organismu s alergenem. Jedná se o reakci mezi alergenem a protilátkami speciálně vytvořenými proti tomuto alergenu, tedy o alergii protilátkového typu. Existují tři její podtypy: I., II. a III. Při alergii oddálené, objevující se za 24 až 48 hodin (někdy až po týdnu či déle), reaguje alergen s T-lymfocyty (speciální typ bílých krvinek). Tato reakce je nazývána buněčnou či alergií IV. typu (PETRŮ & al. 1994). Pylové alergeny vyvolávají většinou alergii I. typu, tedy anafylaktickou či atopickou. Alergen je spojen s protilátkou, kterou si organismus vytvořil při předchozím kontaktu s alergenem. Protilátky se vyskytují na povrchu tzv. žírných buněk ve tkáních nebo na povrchu 9
některých bílých krvinek (bazofilů). Tyto buňky či krvinky v sobě začnou po kontaktu alergen × imunoglobulin tvořit speciální látky – mediátory (např. histamin, serotonin, bradykinin, aj.), které se uvolňují a způsobují klinický projev alergické reakce ̶ stah průdušek, vznik otoků, zvýšení tvorby hlenu, aj. Pokud dojde k prudkému uvolnění mediátorů v mnoha tkáních naráz (např. dýchací, trávicí, oběhový, kůže aj.), vznikne těžký, život ohrožující stav – anafylaktický šok. Při uvolnění mediátorů v horních cestách dýchacích vzniká alergická rýma, otoky hrtanu, alergický zánět dutin, v dolních cestách dýchacích astmatický záchvat. Při uvolnění mediátorů v kůži je vnějším projevem ekzém, vyrážky, kopřivka, alergický zánět spojivek, v trávicím traktu zvracení, bolesti břicha, průjem. Nejčastějším vyvolavatelem anafylaktického šoku jsou léky (antibiotika, hormony, séra atd.), z potravin především ořechy, ryby, mléko či vejce a dále hmyzí jedy. Asi v 10 % případů anafylaktického šoku dochází k zástavě dechu a srdeční činnosti (PETRŮ & al. 1994). Není-li uvedeno jinak, byla kapitola z největší části zpracována podle PETRŮ & al. (1994) a TEŘL & RYBNÍČEK O. (2006); podrobnější informace o dané problematice tamtéž. 1.2.1.3. Polinóza Jedním z řady speciálních případů alergií je polinóza, tzn. alergická reakce vyvolaná pyly. Příčinou polinózy jsou pylová zrna, většinou menší, do velikosti 50 µm. K vyvolání alergické reakce stačí u velice citlivých jedinců pouze 3–5 pylových zrn, průměrně však 40–50 na m3 (PETRŮ & al. 1994). Podmínkami pro vznik alergie je dostatečně vydatný zdroj pylu, tedy zvýšená expozice člověka pylem, dostatečný výskyt pylu v ovzduší, to znamená vhodné meteorologické podmínky. Pro vznik alergie po dopadu zrna na sliznici člověka ale nestačí jen specifické alergeny pylového zrna, které jsou schopné u citlivého jedince vyvolat specifickou alergickou reakci mediovanou IgE. Přestože se s alergeny setkáváme všichni, tak pouze některé osoby trpí projevy alergie. Zda se daná molekula stane alergenem, rozhodují nejen její vlastnosti, ale též vlastnosti jejího příjemce a další rizikové faktory (PETRŮ & al. 1994). Rizikovým faktorem, tedy jakýmsi podkladem pro vznik alergie (nejen pylové), je ve velké míře dědičnost. Pokud jsou oba rodiče zdraví, riziko postižení dítěte alergiemi představuje asi 10 %. Pokud je jeden rodič alergik, je riziko u dítěte 30 %, pokud oba, riziko stoupá na 50 %. V případě postižení rodičů stejnou alergií stoupne toto riziko až na 60 %. Dalšími faktory jsou porucha obranyschopnosti, porucha funkce nervového systému, výživa, socioekonomické postavení rodiny, stres (PETRŮ & al. 1994). Diskutovaným faktorem z hlediska vzniku alergie na pyly je měsíc narození. Některé studie prokazují u dětí narozených 10
v předjarních či jarních měsících zvýšené riziko vzniku alergických onemocnění (BJÖRKSTÉN & al. 1980; PEARSON & al. 1977). Dalším faktorem je stav životního prostředí. Znečištění zhoršuje pylové alergie, neboť se na pylová zrna navazují částečky výfukových plynů či jiných zplodin, které zhoršují agresivitu pylového zrna. Pouze na venkovní znečištění zemře v Číně ročně okolo 300 000 lidí (PAWANKAR & al. 2011). Městské prostředí a především průmyslové zóny s ruderální vegetací a větší mírou znečištění jsou rizikovými místy pro pylové alergiky. V neposlední řadě ovlivňují vznik alergií i klimatické změny, které spolu se znečištěním (obr. 1) hrají důležitou roli pro lidské zdraví především v městském prostředí (teplo, sucho, prašno), a globální migrace obyvatel do jiných částí světa, kde jsou vystaveni expozici alergenů, na něž jejich tělo není evolučně zvyklé. Riziko je vyšší zejména pro migranty z rozvojových do vyspělých zemí (PAWANKAR & al. 2011).
Obr. 1: Ukázky antropogenního znečištění vzorků: A – popílek (uhlíky) z lokálních topenišť (Humpolec – hasičská stanice), B – piliny z dřevozpracujícího podniku (Humpolec – – průmyslová zóna); zv. 400×, foto B. Obstová, mikroskop Olympus BX53, fotoaparát Olympus DP72. Vznik a průběh polinózy souvisí s mechanismem opylení. Po styku s vlhkým prostředím blizny dochází k rychlému uvolnění plazmatického obsahu pylového zrna do okolí. Aby opylení mohlo pokračovat, musí být bliznou rozpoznány specifické „klíčové látky“ vylité ze zrna na bliznu. Klíčové látky se často chovají jako hlavní alergeny. Poté dochází k prorůstání pylové láčky do semeníku. Překážky na cestě samčí gamety k vajíčku jsou rozpouštěny ochrannými bílkovinami a enzymy samčí gamety. Tyto látky se většinou chovají jako vedlejší alergeny. Po zachycení na vlhkou sliznici horních cest dýchacích se pyl začne chovat, jako by byl na blizně. Některé enzymy navíc narušují povrch sliznice a usnadňují tak svůj průnik do hloubky (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Alergen reaguje s protilátkou typu IgE navázanou na receptory žírných buněk a bazofilů. Dvě molekuly IgE jsou přemostěny alergenem. Tato akce vede k modifikaci receptoru na žírné buňce či bazofilu. Následkem je komplexní proces 11
biochemických pochodů, které aktivují buňky, spustí metabolické dráhy kyseliny arachidonové a uvolní mediátory. Vedle preformovaných mediátorů mohou vznikat mediátory nové (v důsledku metabolismu kyseliny arachidonové) – např. prostaglandiny, leukotreiny či destičky aktivující faktor. Uvolněné mediátory způsobí patofyziologický podklad klinických potíží pacienta – zvýšení cévní permaebility, produkci hlenu, slizniční edém atd. V pozdní fázi alergické reakce dochází k přitahování neutrofilů, eozinofilů a bazofilů, které v důsledku aktivace začnou též uvolňovat zánětlivé mediátory. Pozdní fáze udržuje a nadále rozvíjí hyperreaktivitu sliznic a dýchacích cest. Vyvolává zvýšenou odpověď na opakovanou expozici určitým alergenem (priming effect) a zvyšuje citlivost na nespecifická dráždidla (kouř, parfémy, polutanty aj.), která udržují delší průběh alergie (RYBNÍČEK O. 2004a). Klinické projevy polinózy jsou rozmanitého charakteru. Příznaky se nejprve objeví tam, kam se zrno snadno dostane – tedy na dobře přístupné sliznici nosu a na oční spojivce. Nejčastějším projevem je alergická rinokonjuktivitida (alergická rýma). Projevuje se kýcháním, svěděním v nose a v očích, otokem očních víček apod. Astma pylová zrna vzhledem ke své velikosti vyvolat nemohou. Do dolních cest dýchacích totiž mohou pronikat pouze malé částečky. Přesto se ale objevuje pylové astma. Jak je to tedy možné? Za jeho vznik mohou submikronové úlomky pylových zrn do velikosti 5 – 10 µm. Pylové astma bývá přítomno v lehčích formách, ale často zhoršuje celoroční astma založené na jiné příčině. Méně často se objevují kožní příznaky polinózy jako svědění kůže či kopřivka. Gastrointestinální potíže jsou následkem polykání pylových zrn nebo požití potravin obsahujících pylová zrna (med). Na základě zkřížených reakcí se objevují podobné příznaky polinózy při požití potravin obsahujících stejné alergeny jako pylová zrna, tzv. orální alergický syndrom. Vzácněji se objevují pseudorevmatické potíže, bolesti kloubů a svalů. V pylové sezóně dochází u alergiků ke snížení celkové výkonnosti, zvýšení únavnosti, poruchám soustředění. Stejné množství pylových zrn ke konci pylové sezóny vyvolává silnější potíže než na počátku sezóny. Zvýšená dráždivost pylem, na který je osoba alergická, přetrvává až 6 týdnů od odeznění pylové sezóny (RYBNÍČEK O. 2004a). 1.2.2.
PALYNOLOGIE
1.2.2.1. Definice palynologie Termín palynologie („palynology“) zavedli v roce 1944 H. A. Hyde a D. A. Williams na základě řeckého slova palunein (παλυνειν) znamenajícího roztrousit, posypat či prach. Palynologie je definována jako studium mikroskopických objektů makromolekulárního složení (tj. sloučeniny uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku), které nepodléhají rozpuštění 12
v kyselině
chlorovodíkové
a
fluorovodíkové.
Zabývá
se
současnými
a
fosilními
(paleopalynologie) palynomorfami – pyly, sporami (v palynologii se pro pylová zrna a spory hub používá společný termín sporomorfa), dinocystami, aktiarchy, chitinovci, skolekodonty a orbikulami („orbicules“). Palynologie nezahrnuje studium diatom, foraminifer a jiných organismů s křemičitou a vápenatou schránkou (SARJEANT 2002). Je to interdisciplinární obor využívající poznatků z botaniky, zoologie, paleontologie, geologie, aj. 1.2.2.2. Historie palynologie Předpokladem pro vznik palynologie jako vědní disciplíny byla možnost vědců pylové zrno vidět. To bylo možné až po sestrojení prvního jednoduchého mikroskopu britským přírodovědcem Robertem Hookem (1635–1703). V roce 1650 mikroskop zdokonalil nizozemský přírodovědec Antoni van Leeuwenhoek. Krátce nato pylová zrna pozorovali italský lékař Marcello Malpighi, jež svá pozorování publikoval v roce 1675 v díle Anatomia Plantarum, a britský botanik Nehemiah Grew, který vydal v roce 1682 dílo Anatomy of Plants. Německý botanik Rudolf Jacob Camerarius (1665–1721) definoval funkci pestíků a tyčinek a opylení větrem. Švédský botanik Carl Linnaeus (1707–1778) popsal princip opylení. Na počátku 19. století byl německým botanikem Josephem Gottliebem Kölreuterem položen základ pylové morfologie. Základ české palynomorfické terminologie vytvořil český biolog Jan Evangelista Purkyně (1787–1869). Ve svém díle De cellulis antherarum fibrosis nec non de granorum pollinarium formis commentatio phytotomica z roku 1830 popsal okolo 250 pylových zrn. V roce 1836 byla německým paleobotanikem Johannem Heinrichem Robertem Göppertem popsána pylová zrna olše, břízy, cypřiše a topolu z mladoterciérního hnědého uhlí, švýcarský geolog Jacob Fruh (1852–1938) popsal subfosilní pylová zrna a spory ze švýcarských rašelinných sedimentů, německý botanik Carl Albert Weber (1856–1931) spočítal relativní procentické zastoupení pylových zrn v interglaciálních sedimentech sz. Německa – tím byl položen základ pylové analýzy. První pylový diagram s procentuálním zastoupením jednotlivých pylových zrn zveřejnil v roce 1916 švédský přírodovědec Ernst Jakob Lennart von Post. V našich zemích byly pylové analýzy použity poměrně brzy. Za průkopníka palynologie v Čechách lze považovat Karla Rudolpha (1881–1937), Němce žijícího před válkou v Československu. Zabýval se jak palynologií, tak makrozbytkovou analýzou českých rašelinišť. Další významnou osobností naší palynologie byl Franz Firbas (1902–1964), žák Karla Rudolpha. Vydal dílo Spät und nacheiszeitliche Waldgeschichte Mittleuropas nördlich 13
der Alpen (1949, 1952) které je dodnes označováno kvartérními paleobotaniky střední Evropy za stěžejní dílo. Hans Schreiber (1859–1936), též žák Karla Rudolpha, byl výtečným znalcem evropských rašeliništ a spoluzakladatelem Šumavského muzea a jeho botanických sbírek. Významnou osobností české paleopalynologie byla také Marie Puchmajerová. Oblastí jejího působení byl Hormomoravský úval. Významné jsou její publikace Rašelina, její vznik a vývoj (1944) a Slatiny úvalu Hornomoravského (1945). Na počátku 60. let 20. století se palynologií začal zabývat Botanický ústav Československé akademie věd v Brně. V roce 1962 byla založena Eliškou Rybníčkovou a Kamilem Rybníčkem paleogeobotanická pracovní skupina, ve které se za spolupráce Vlasty Jankovské začala rozvíjet československá a poté česká palynologie. Kapitola byla zpracována podle RYBNÍČKOVÁ & RYBNÍČEK K., in prep., a DUCKER & KNOX (1985); podrobnější informace o dané problematice tamtéž. 1.2.2.3. Pyl Jedním z předmětů zkoumání palynologie je pyl. Pylové zrno je samčím gametofytem nahosemenných a krytosemenných rostlin. Pyl vzniká v prašnících, které jsou součástí samčího pohlavního orgánu rostliny – – tyčinek. Z prvotních sporogenních buněk obsažených v prašném pouzdře vznikají mitotickým dělením diploidní mateřské buňky pylových zrn, z nichž redukčním dělením (meiózou) dále vznikají čtveřice (tetrády) haploidních pylových zrn. Po opuštění prašníku se tetrády většinou rozpadají na jednotlivá zrna. Někdy však zrna zůstávají spojena do útvarů. rozlišovaných podle počtu zrn na diády (2 pylová zrna – např. Typha angustifolia), tetrády (4 pylová zrna v různém prostorovém uspořádání, např. pyramidálním jako u Ericaceae, nebo planárním jako u Typha latifolia) a polyády (více pylových zrn – např. Mimosa) Tvar pylových zrn je většinou kulovitý (např. Fagus) nebo oválný (např. Impatiens), výjimečně též nepravidelný (např. Cyperaceae). Velikost pylových zrn se pohybuje přibližně mezi 5 a 250 µm. Na spodní hranici velikosti nacházíme pylová zrna rodu Myosotis, naopak velká pylová zrna má například rod Cucurbita. Základ vnitřní stavby pylového zrna je poměrně jednoduchý – zrno se skládá z plazmatického obsahu a obalové dvouvrstevné buněčné blány – podstatně složitější a variabilnější je ale v detailu: Přímo na buněčný obsah přiléhá vnitřní blána – intina, tvořená celulózou. Vnější vrstva se nazývá exina a je tvořená sporopoleninem, který je složením podobný chitinovým krovkám 14
brouků. Exina je velice odolná vůči korozi a silným kyselinám a zásadám, ve fosilním stavu vydrží miliony let. Tato vrstva je dále rozdělena na vnitřní enexinu a vnější ektexinu. První vrstva ektexiny se nazývá základní vrstva – může být hladká nebo porostlá skulpturními výrůstky. Pro zrna pouze se základní vrstvou ektexiny je používán termín etektátní. Ze základní vrstvy mohou vyrůstat sloupky (kolumely), které mohou být ještě překryty stříškou (tektem), která může nést skulpturní výběžky. Pylová zrna bez tekta se nazývají intektátní, s tektem tektátní. Kolumely mívají různý tvar a jsou důležitým faktorem pro určování pylových zrn – válcovitý (bacculae), kyjovitý (clavae), zašpičatělý (echinae), se zduřelými hlavami (pillae), kulovitý (gemmae), bradavičnatý (verrucae), vypadající jako malé drobty (scabrae) nebo znité částečky (granulae). Na pylovém zrně se může vyskytovat více skulpturních typů, např. granulae + scabrae u rodu Quercus. Semitektátní zrna jsou pokryta tektem jen na některých kolumelách, potom vytváří obrazce – rovnoběžné pruhy (striátní skulptura – Acer pseudoplatanus), neuspořádané pruhy (rugulátní skulptura – Acer), pruhy tvořící sítnatinu (retikulátní skulptura – Salix). Na povrchu zrna se dále vyskytují otvory – apertury. Vznikají vymizením exiny. Fungují jako harmomegy nebo východy pro pylovou láčku. Jsou dvojího typu: I. II.
póry – kulaté otvory, porátní zrno (např. Poaceae, Juglans – obr. 2A), kolpy – protáhlé rýhy, kolpátní zrno (např. Brassicaceae, Salix – obr. 2B).
Počet apertur je vyjadřován předponami mono-, di-, tri-, tetra- atd. Na pylové zrno se můžeme dívat ze dvou základních úhlů pohledu – na pól (polární pohled) a na rovník (ekvatoriální pohled). Pokud jsou apertury uspořádány na rovníku používáme předponu zono-, pokud po celém zrnu panto- . Splynutím kolp vzniká synkolpátní apertura (např. Pedicularis). Odtržením ektexiny od endexiny se vytváří létací vaky – sakátní pylové zrno (např. Pinus, Abies – obr. 2C) Některá pylová zrna nemají žádné apertury – inaperturátní (např. Larix – obr. 2D). Vytvořením ztluštěniny v ektexině či ztenčeniny v endexině vzniká kolem póru prstenec – anulus (např. Poaceae). Ztluštěniny kolem ektokolpy se nazývají margo (např. Salix), kolem endokolpy costae. Při odtržení ektexiny od endexiny vzniká prázdný prostor – vestibulum (např. Betula). Pokud je uprostřed apertur zachován ostrůvek původní membrány, jedná se o víčko – operculum (např. Plantago lanceolata). Z hlediska transportu pylu ze samčích prašníků na samičí bliznu rozlišujeme v procesu opylení dva základní typy přenosu: autogamii a allogamii:
15
Obr. 2: Ukázky některých morfologických znaků pylových zrn: A – porátní zrno rodu Juglans, B – kolpátní zrno rodu Salix, C – sakátní zrno rodu Abies, D – inaperturátní zrno pylového typu Larix, Pseudotsuga (Humpolec – hasičská stanice, zv. 400×, foto B. Obstová, mikroskop Olympus BX53, fotoaparát Olympus DP72). I.
Autogamie neboli samosprašnost je přenos pylu na bliznu stejného květu (kleistogamie – např. Epipactis, Cephalanthera, Viola nebo Lamium amplexicaule), či na bliznu jiného květu stejné rostliny – geitonogamie (Callitriche hamulata). 16
II.
Allogamie neboli cizosprašnost je přenos pylu z květu jedné rostliny na bliznu květu jiné rostliny. Rozlišujeme zoogamii, hydrogamii a anemogamii: a)
Zoogamie je šíření pylu zvířaty. Pyl tomuto šíření bývá různým způsobem přizpůsoben. Bývá často lepkavý, slepuje se do hrudek (polyády Orchidaceae). Na povrchu pylu je vyvinuta bohatá skulptura, kterou se zrno lépe zachytí na tělíčcích hmyzu a poté z nich na blizně. Pylová produkce prašníků bývá menší, rostlina především investuje do přilákání opylovačů barevnými květy, či do odměn pro opylovače (nektar). V evoluční historii organismů se v opylení vyvinuly často velice úzké specializace rostlina – opylovač (tzv. mutualismus), např.:
savci: malý noční primát komba (Galago) – baobaby (Adansonia)
letouni (chiropterogamie): letouni rodu Glossophaginae – banánovníky (Musa), baobaby (Adansonia) a duriany (Durio)
ptáci (ornitogamie): kystráčkovití (Meliphaginadea) – dřeviny čeledi Proteaceae, Telopea a Grevillea
hmyz (entomogamie): vosa Lissopimpla semipunctata – orchidej Cryptostylis leptochila
b)
Hydrogamie je šíření pylu vodním prostředím. Rostliny využívající tento typ opylení mívají často redukované květní části, delší blizny k lepšímu zachycení pylu. Pyl bývá často prodloužený, abz lépe splýval ve vodě, např. rod Zostera má pylové zrno dlouhé okolo 2,5 mm.
c)
Anemogamie je typ opylení pomocí větru. Nejvíce anemogamních rodů obsahují čeledě: Poaceae, Cyperaceae, Juncaceae, Pinaceae, Betulaceae, Chenopodiaceae a Urticaceae. V některých čeledích, kde převládá opylení zvířaty, se též setkáváme s druhy přizpůsobenými opylení větrem, např. Ambrosia z Asteracea či Fraxinus z Oleaceae. Květenství těchto rostlin a jejich pyl je k přenosu vzduchem přizpůsoben. Květy, potažmo prašníky, těchto rostlin produkují obrovské množství pylu. Není třeba lákat opylovače, proto jsou květy mdlých barev, často s redukovanými květními obaly – u čeledi Chenopodiaceae jsou květní obaly tvořeny pouze kališními lístky, u dřevin je květenství převážně jehnědovitého charakteru (viz obr. 3). Květy bývají též menší. Pro usnadnění rozprašování pylu se tyčinky prodloužily a některé mají schopnost pohybu – vrtivé prašníky u čeledi
17
Poaceae. Blizna bývá dlouhá, pérovitá či laločnatá, často porostlá chloupky pro lepší vychytávání pylu ze vzduchu. Pyl anemogamních rostlin bývá menší, hladký, lehký, bez skulptury (psilátní), pokud je větší, tak je často vybaven létajícím zařízením (např. Picea, Abies). U druhů dvoudomých se tvoří více květů samčích nežli samičích, aby se zvýšila pravděpodobnost opylení, rostliny tedy investují do zvýšení pylové produkce.. Mnoho listnatých dřevin vykvétá před olistěním, které by překáželo šíření pylu (RYBNÍČKOVÁ & RYBNÍČEK K., in prep.). Nejrozšířenějším typem opylení je entomogamie. Pro alergologii jsou ale nejdůležitějším typem anemogamní rostliny, mezi nimiž je nejvíce alergologicky významných taxonů.
Obr. 3: Příklady květenství anemogamně šířených dřevin: A – jehnědy Quercus robur, – jehnědy Corylus avellana (Humpolec, lesopark pod Orlíkem, foto B. Obstová).
B
–
Důležitým faktorem pro přenos pylů je pylová produkce rostlin. Dřeviny mají obecně vyšší produkci než byliny. Z dřevin mají větší produkci anemogamní druhy, než entomogamní. Rostliny kleistogamní a hydrogamní se v pylovém sperktru vyskytují výjimečně, jejich pylová produkce jedním květenstvím se pohybuje v desítkách či stovkách (výjimečně v tisících), kdežto u anemogamních v miliónech, u entomogamních ve statisících (RYBNÍČKOVÁ & RYBNÍČEK K., in prep.). Pro alergologii jsou nejdůležitější rostliny anemogamní, mezi nimiž je nejvíce alergologicky významných taxonů. Hmyzosnubné rostliny nevyvolávají tak silné potíže, mají alergologicky větší význam při výskytu pacienta v blízkosti kvetoucí rostliny. Nejčastěji alergizujícími hmyzosnubnými dřevinami jsou Sambucus a Salix (RYBNÍČEK O. & al. 1997) Na potížích vyvolaných kvetoucími stromy se podílí i výrazná vůně jejich květů – Robinia, Tilia,
18
Sambucus aj. Dýchací potíže mohou vonné květy vyvolat i u osob nealergických (netvoří se specifické protilátky). ERIKSSON & al. (1987) tento fakt potvrdili pro šeřík a konvalinky. Dolet pylu při vzdušném transportu závisí na aktuálních vzdušných proudech a také na uzpůsobení pylu pro šíření větrem (např. lehký a malý pyl Urtica nebo sakátní pyl Pinus). U většiny větrosprašných rostlin bývá dolet v desítkách až stovkách kilometrů, lehčí pyly létají dále. Při dálkovém transportu jsou pyly přenášeny na vzdálenosti až tisíců kilometrů. Tento typ transportu se odehrává ve výškách 8–12 km při rychlosti okolo 90–180 km.h–1, tzn. že během jednoho dne pyl překoná vzdálenost až 3 000 km. Díky tomuto rychlému transportu za nízkých teplot nedochází většinou k degradaci bílkovin obsažených v zrnu, proto mohou při sestupu k zemi vyvolat alergické reakce, např. na místech, kde se druh vůbec nevyskytuje, či ještě nenastalo období jeho květu. Dálkovým transportem se na naše území ve větší míře dostává pyl alergenních druhů Ambrosia artemisifolia a A. trifida hojně rostoucích v Maďarsku (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Není-li uvedeno jinak, byla kapitola zpracována podle KNOX (1979), RYBNÍČKOVÁ & RYBNÍČEK K., in prep. a MUŠÁLKOVÁ (2008); podrobnější informace o dané problematice tamtéž. 1.2.3.
AEROBIOLOGIE
1.2.3.1. Předmět studia aerobiologie Aerobiologie je věda zabývající se biologickými objekty obsaženými ve vzduchu. Jedná se o spory, fragmenty rostlinných a živočišných těl, či celé organismy (řasy, roztoči, bakterie, viry atd.). Aerobiologie zkoumá velikost těchto objektů, jejich vlastnosti, chemické složení, zdroje, proces uvolňování do ovzduší, transport, rychlost uvolňování antigenů z objektů po dopadu na sliznici, tedy celkový vliv na lidský organismus. Aerobiologie využívá poznatků z palynologie, mikrobiologie, ekologie, medicíny aj. Je to tedy interdisciplinární obor s významem především pro alergologii, klinickou imunologii, pneumologii, paleobotaniku a zemědělství. 1.2.3.2. Historie aerobiologie První zmínky o ,,neblahém působení“ vdechovaného vzduchu na člověka pocházejí z 5. století př. n. l. z popisů Hippokrata. 55 let př. n. l. se Lucretius zabýval pozorováním pohybu prachových částic ve slunečním paprsku v tmavé místnosti. Pohyb si vysvětloval bombardováním částeček neviditelnými atomy ve vzduchu. Touto teorií si lidé v té době vysvětlovali různé zajímavé nevysvětlitelné úkazy, například původ nákazy nemocemi (LACEY & WEST 2006). 19
Po Lucretiovi trvalo více než 1500 let, než si vědci začali znovu uvědomovat různorodost živých částic ve vzduchu. Micheli (1679–1737), italský botanik, řadou pokusů s ovocem a spory plísní dokázal, že se plíseň z jednoho plátku ovoce na další rozšířila pomocí vzduchu. J. G. Koelrueter byl pravděpodobně první, kdo rozpoznal důležitost opylování větrem a hmyzem (1766). C. P. Sprengel si všiml, že rostliny opylované větrem mají často chybějící nebo redukované korunní lístky a produkují veliké množství pylu (1793). T. A. Knight v roce 1799 vylíčil přenos pylu větrem na dlouhé vzdálenosti. (LACEY & WEST 2006) Jedním z prvních vědců spojovaným s aerobiologií byl německý přírodovědec a mikrobiolog Christian Gottfried Ehrenberg. V polovině 19. století mikroskopicky zkoumal dešťové kapky, sněhové vločky či prach, ve kterých hledal mikroorganismy. (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006) Počátek aerobiologie jako vědy spadá do druhé poloviny 19. století. V této době francouzský biolog Louis Pasteur popsal svou teorii o zárodkovém vzniku nemocí, Robert Koch identifikoval příčinu anthraxu a Maddox sestavil v roce 1870 aerokoniskop („aeroconiscope“ – obr. 4). Jeho kolega Cunningham hojně využíval tento přístroj v indických věznicích, kde zkoumal původce a přenos cholery. Tunelem aerokoniskopu byl proháněn vzduch. Částečky ze vzduchu ulpívaly na lepivém povrchu krycího sklíčka umístěného za kuželovitou tryskou, kterou proudil vzduch. Během Cunninghamových pokusů nebyla nalezena souvislost mezi přenosem cholery a částečkami zachycenými na sklíčku. Na sklíčku se předeším nacházely spóry hub a pylová zrna (LACEY & WEST 2006).
Obr. 4: Cunninghamův aerokoniskop: A – boční pohled, média (GREGORY 1973 in LACEY & WEST 2006).
B
– řez prostorem lepivého sběrného
20
Pro potřeby Observatoire Montsouri v Paříži, který byl zřízen v roce 1871 jako výzkumný ústav meteorologie a zemědělství, byl P. Miquelem sestaven první volumetrický přístroj. Přístroj byl založen na vodním čerpadle pomocí něhož bylo nasáváno 20 litrů vzduchu za hodinu na sklíčko potřené glycerinem. Miquel se zabýval především sledováním spor hub a bakterií. Další důležitou osobností rozvíjející se aerobilogie byl P. F. Franklad, který zkoumal aerodynamické efekty, které shledal velice důležité pro studium obsahu vzduchu a jeho následné šíření. Prováděl pokusy s jednoduchým volumetrickým přístrojem. Při jeho pokusech mu při natočení přístroje po větru vzrostl počet kolonií zachycených bakterií. (LACEY & WEST 2006) Ke konci 19. století britský fyzik Charles H. Blackley zavedl gravimetrickou metodu sběru pylu založenou na gravitaci – samovolné sedimentaci pylových zrn na adhezivní médium – a detailně zkoumal příčiny „senné rýmy“ (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Řadou pokusů jednoznačné prokázal, že příčinou potíží jsou pylová zrna (RYBNÍČEK O. 2004a). Na počátku 20. století bylo tedy jasné, že dýchací potíže jsou způsobeny spory hub a pylovými zrny. V roce 1930 byl F. C. Meierem poprvé použit termín aerobiologie. Tento termín označoval projekt zabývající se mikrobiálním životem ve vzduchu a následně se stal celosvětově používaným termínem pro vědu o životě ve vzduchu (LACEY & WEST 2006). Za otce moderní aerobiologie je považován Philip Gregory. Zabýval se především spóry hub. Hojně při svých výzkumech spolupracoval s meterology. Na základě meteorologických znalostí se zabýval větrným transportem, depozicí, disperzí, rychlostí přenosu spor. Svými pokusy nadále rozvíjel, vylepšoval a pokoušel se standardizovat volumetrickou metodu. Ve spolupráci s O. J. Stednmanem, J. M. Hirstem a F. Lastem založil standardizovanou volumetrickou metodu měření obsahu částic ve vzduchu vztažené k m3 vzduchu (LACEY & WEST 2006). V roce 1952 je Jimem Hirstem sestaven první Hirstův lapač spor („Hirst Spore Trap“ – – obr. 5B). Přístroj fungoval na principu nasávání vzduchu na lepkavé podložní sklíčko, posouvané pomocí mechanického natahovacího strojku. Přístroj nasával vzduch rychlostí 10 l.min–1. Hirstův lapač ihned po svém představení našel uplatnění při sledování částic obsažených ve vzduchu pro zdravotnictví a též pro studium rostlinné patologie. V roce 1953 je vyroben firmou Casella Ltd první Hirstův lapač pro komerční využití v medicíně. Byl umístěn na St Mary´s Hospital v Londýně (LACEY & WEST 2006). Design přístroje byl vylepšen v roce 1966 frimou Burkard Manufactoring Co. Ltd, která zahájila výrobu sedmidenních a 24-hodinových lapačů dle Hirsta. Tyto lapače a další lapače Hirstova 21
typu italské firmy Lanzoni VPPS jsou v současnosti využívány mnoha zeměmi světa pro monitoring biologických částic obsažených ve vzduchu.
Obr. 5: Typové ukázky lapačů pylu: A – gravimetrický Durhamův aparát (DURHAM 1946 in CHARPIN & al. 1974), B – volumetrický Hirstův lapač (HIRST 1959 in CHARPIN & al. 1974). 1.2.3.3. Základní metody sběru pylu v aerobiologii Z řady metod shromažďování dat (údaje o pylu, sporách hub, mikrobech, míry znečištění apod.) v aerobiologii jsou ze sledovaného hlediska stěžejní již v předchozí kapitole zmíněné dvě metody sběru pylu – gravimetrická a volumetrická. Další metody jsou založeny na filtraci vzduchu, záchytu částic do tekutého média (využití pro kultivace v mikrobiologii a imunologii), v oblasti hygieny a biologických analýz se používají přístroje typu „biocyclones“, oddělující větší částice od menších. I.
Gravimetrická metoda funguje na základě samovolné sedimentace částic ze vzduchu na podklad pokrytý lepivým médiem. Typickým lapačem této metody je Durhamův lapač (viz obr. 5A) využívaný od roku 1936 monitorovacími stanicemi v USA a od roku 1959 stanicemi Ministerstva zemědělství Kanady (RYBNÍČEK O. 2004a). Durhamův lapač (obr. 5A) se skládá ze dvou okrouhlých disků (průměr 22,7 cm) umístěných nad sebou ve vzdálenosti 8 až 11 cm. Horní disk chrání sklíčko umístěné na dolním disku před sluncem a deštěm. Sklíčko je ve výšce 2,5 cm nad spodním diskem (DURHAM 1947). Umístění lapače záleží na předmětu výzkumu – zda chceme zkoumat určitou pylovou situaci konkrétní vegetace, městského parku, či většího území. V případě výzkumu pylové situace většího území je třeba se vyhnout blízkým lokálním zdrojům pylu. Nedoporučuje se lapače umisťovat velmi nízko k zemi, kde se zvyšují větrné turbulence (DAVIES & al. 1963), a do blízkosti zdrojů znečištění (blízko silnice, továrních komínů apod.), na sklíčko se pak usazují částice, které brání vyhodnocování. Hodnocení 22
zachyceného pylu probíhá různými metodami, často na ploše 1–6 cm2, pomocí koeficientu se výsledek přepočítává na počet pylových zrn v 1 m3. Tato metoda v určité míře podhodnocuje drobnější a lehčí částice. Pylová zrna pod 20 µm, například zrna čeledí Urticaceae a Moraceae, jsou zachytávána v malých počtech či vůbec, stejně tak jako velice malé a lehké spory plísní (CHARPIN & al. 1974). Větší a těžší částice sedimentují rychleji, proto jsou občas v gravimetrickém lapači nadhodnoceny (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Tato metoda je citlivá na meteorologické podmínky – vítr unáší lehké částice, suché teplé počasí vysušuje adhezivní médium, silné deště (v kombinaci s větrem) splachují nachytaný materiál. Výhody spočívají v jednoduchosti a finanční dostupnosti tohoto způsobu „lapání“. V současné době se Durhamovy lapače často používají v různých vědeckých pracích, především jako porovnávací metoda k metodě volumetrické, např.: PIOTROWSKA & WERYSZKO-CHMIELEWSKA (2003, 2006); STACH (2002); KISHIKAWA & al. (2009); O´ROURKE (1990). Dalšími často používanými lapači založenými na gravitaci jsou Tauberovy pasti, otevřené nádoby s obsahem roztoku fenolu a glycerinu, do kterých samovolně sedimentuje pyl. Pasti jsou umisťovány do různých výšek a ponechány na místě různé časové úseky (dny, týdny, celou vegetační sezónu), dle požadavků konkrétního výzkumu. U nás byla za pomocí Tauberových pastí zapuštěných do země s ponecháním po celou vegetační sezónu provedena rozsáhlá studie zaměřená na pylový monitoring Šumavy v letech 1996–2006. Cílem bylo zjistit zastoupení pylů z lokální, regionální a extraregionální vegetace (SVITAVSKÁ-SVOBODOVÁ & al. 2007). II.
Volumetrická metoda je založena na nasávání objemu vzduchu na lepivé médium. Je to nejčastěji používaná metoda v aerobiologii. Existují dva základní typy volumetrických přístrojů. První typy nasávají vyduch a jeho veškerý obsah je zachycen na lepivé médium („total spore samplers“). Jsou používany jak pro venkovní účely – například Burkard („Burkard Spore Trap“), Lanzoni, Rotorod, Samplair MK-3, tak pro vniřní prostředí – osobní volumetrický lapač Burkard („Burkard Personal Volumetric Sampler“ či Air-O-Cell & Allergenco-D lapač. Druhým typem jsou kultivační lapače („culturable samplers“), kdy je vzduch naháněn na kultivační médium – SAS či Biotest RCS. Lapače založené především na Hirstově principu (viz obr. 5B) jsou využívány pro vědecké účely (přesný postup v řešeném případě je popsán v kapitole 3.) a pylovými informačními službami ve světě (RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996, 1997–2011; RODRÍGUEZ-RAJO & al 2010; KHATTAB & LEVETIN 2008; KASPRZYK 2006; SPIEKSMA & al. 2003). Tyto lapače jsou cekově již finančně náročnější, avšak jedná se o standardizovanou metodu. 23
K přesnému vyhodnocení alergenů v ovzduší pomocí imunochemických metod se využívá kombinace volumetrického lapače a kaskádového impaktoru. Výstupem této metody je stanovení korelace mezi obsahem pylových zrn či spor hub a celkovou alergenicitou ovzduší. Tato metoda je ale finančně a časově velice náročná a využívá se především pro vědecké práce, ne pro praktické využití monitoringu ovzduší (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Další informace o lapačích využívaných pro aerobiologii viz LACEY & WEST (2006) a COX & WATHERS (1995). 1.2.4.
PYLOVÁ INFORMAČNÍ SLUŽBA – KOMPLEXNÍ MEZIOBOROVÁ APLIKACE
1.2.4.1. Historie Pylové informační služby Jak již bylo zmíněno výše, první monitorvací stanice, tzv. Durhamovy (DURHAM 1947), byly zprovozněny již v roce 1936 v USA a v roce 1959 v Kanadě. Po standardizaci volumetrické metody se od šedesátých let 20. století v Evropě začala postupně rozšiřovat síť stanic Pylové informační služby. V roce 1986 byla na 3. mezinárodním aerobiologickém kongresu v Basileji sestavena pracovní skupina European Aeroallergen Network. Nedlouho poté, v roce 1988, zahájila provoz Centrální evropská pylová databanka ve Vídni (European Aeroallergen Network Server – EANS) využívající pro vyhodnocování sedmidenní volumetrické lapače dle Hirsta. Jednotlivé monitorovací stanice se propojily v celoevropskou sběrnou síť, do které v současné době přispívá přes 400 monitorovacích stanic. V roce 1992 byla v tehdejším Československu založena Pylová informační služba (PIS), která v současné době sbírá data z 12 monitorovacích stanic v České republice – viz obr. 6 (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Česká PIS poskytuje zájemcům a sdělovacím prostředkům informace o výskytu pylu a prognózách vývoje alergenů v ovzduší na webových stránkách http://www.pylovasluzba.cz/ či pomocí sms služby.
Obr. 6: Síť monitorovacích stanic PIS v České republice (RYBNÍČEK O. & al. 2011), KV – Karlovy Vary, PL – Plzeň, UL – Ústí nad Labem, LI – Liberec, PR – Praha, HB – Havlíčkův Brod, UO – Ústí nad Orlicí, BR – Brno, ZH – Zlaté Hory, KA – Karviná, TR – Třinec. 24
1.2.4.2. Shrnutí dosavadních poznatků PIS a dalších pramenů pro území České republiky V Evropě existuje 6 základních skupin rostlin nejčastěji způsobující polinózu (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006; tučně vyznačeni jsou hlavní původci polinóz v České republice):
Betula + příbuzné druhy (čeleď Betulaceae, Corylaceae, Fagaceae),
Poaceae,
Olea + Fraxinus (Oleaceae),
Artemisia + Ambrosia (Asteraceae),
Parietaria + Urtica (Urticaceae),
Cupressus + příbuzné druhy (Cupressaceae),
Pylová sezóna je tak v závislosti na výše uvedeném složení skupiny základních alergologických významných taxonů ve střední Evropě, tedy i v České republice, rozdělena na tři základní období I.
Jarnímu období dominují pyly dřevin, především řádu Fagales, konrétně zejména čeledí Betulaceae (Betula, Alnus) a Corylaceae (Corylus, Carpinus). Alergologicky nejvýznamnější dřevinou u nás je Betula. Produkuje obrovské množství pylu a počet jedinců přecitlivělých na pyl této dřeviny stále stoupá. Druhy patřící do řádu Fagales jsou nejdůležitějšími dřevinovými pylovými alergeny severní polokoule a některých částí Austrálie. Významnými alergeny teplejších oblastí (evropské Středozemí, Japonsko) jsou zástupci řádů Pinales a Oleales (HRUBIŠKO & al. 2003).
II.
V letním období jsou nejčastějšími původci polinóz trávy, významný alergen ve většině částí světa. V širším slova smyslu je termín trávy použiván pro řády Juncales, Cyperales a Poales (každý s jedním řádem – Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae), v úzkém slova smyslu pouze pro Poaceae – lipnicovité. U nás jsou alergie vyvolané trávami nejrozšířenějším typem pylové alergie (RYBNÍČEK O. & RYBNÍČKOVÁ 2000). Trávy jsou až na extrémní výjimky všudypřítomné, obiloviny se pěstují v obrovských monokulturách, velké množství osevných ploch polí je oseto zástupci čeledě Poaceae, z nichž nejvíce alergenním je pyl rodu Triticum (žito). Trávy produkují velké množství dobře se přenášejícího pylu. Dalším faktorem, který přispívá ke vzniku dlouhotrvající alergie na trávy, je jejich možný mnohočetný výkvět v jedné vegetační sezóně. Ve volné přírodě se květy trav otvírají mezi 4. až 9. hodinou, druhé menší maximum se občas objevuje mezi 15. až 19. hodinou. Ve městech je toto rozmezí posunuto na pozdější hodiny, nejdříve po poledni, druhé maximum mezi 16. až 19. hodinou (EMBERLIN 1997). 25
III.
V pozdně letním až podzimním období jsou dominantními původci pylových alergií byliny, především ruderální (termínem ruderální vegetace jsou označovány fytocenózy rostoucí na stanovištích silně ovlivněných člověkem a ponechané spontánímu vývoji – – OPRAVIL 1980). Alergologicky nejvýznamnější jsou rostliny čeledi Asteraceae, a to především rod Artemisia a Ambrosia. Ostatní čeledě mají menší význam. Záleží ale na konkrétních podmínkách oblasti jejich výskytu, v určitých geografických oblastech jsou i mezi nimi nalézány významné alergenní rostliny. V našich podmínkách jsou to především čeledi Chenopodiaceae či Plantaginaceae (HRUBIŠKO & al. 2003).
V některých případech se potíže u pacientů objevují ještě před propuknutím nebo po ukončení pylové sezónu určitého druhu. Příčinou jsou submikronové částice pylových zrn či rostlinné fragmenty s obsahem „pylových“ alergenů. Též po silných bouřkách, kdy zrna bývají roztříštěna ve vzduchu, se potíže alergických osob zhoršují (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Např. v případě pylu druhu Lolium perenne se z roztříštěného zrna uvolňují škrobové částice velké 0,6–2,5 µm, které obsahují alergen Lol p 5 (ESCH 1999). Pro vyčištění vzduchu bývá nejúčinnější mírný dlouhotrvající déšť, který zrna nerozbije ve vzduchu, ale obalí kapkami. Po dopadu na zem dojde k vyplavení bílkovinného obsahu a pokud je pyl po dešti znovu zvednut do ovzduší tak již bez alergenního obsahu (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Zvýšený výskyt pylových alergií byl a stále je zjišťován zvláště u obyvatel velkých měst a příměstských aglomerací (RIEGER 1990). Ve městech je oproti volné krajině daleko méně vegetace, ale přesto je toto prostředí pro alergika velmi nepříznivé. Nacházíme zde často mnoho exotických dřevin, v nevhodné druhové skladbě a nepřirozených kombinacích, které se těžko zapojují do okolní krajiny. Městské prostředí je hojně osídleno ruderální vegetací s mnoha rumištními druhy rostlin, mezi které patří silné alergeny. Tento problém je především patrný v oblasti průmyslových zón a stavenišť nových obytných čtvrtí, kdy masová produkce rumištních rostlin nepříznivě ovlivňuje alergologickou situaci těchto území. Největší množství senzibilizujícího pylu je produkováno společenstvy Lolio-Plantaginetum, Tanaceto-Artemisietum, Hordeetum murini, Rorripo-Agrostietum stoloniferae, společenstvy s Elytrigia repens, Cardaria draba, Bromus tectorum, Iva xanthiifolia. Silně alergenní jsou rody Atriplex, Chenopodium, Artemisia, Elytrigia, Calamagrostis, Solidago, Urtica, Iva (KOPECKÝ &
HEJNÝ
1992; ZLÍNSKÁ 1994). V teplejších územích se připojuje Ambrosia.
Závažnější průběh alergie nastává právě v místech bezprostředního kontaktu s alergeny, proto jsou tato území z hlediska alergologického nevhodná pro výskyt vyššího počtu obyvatel, ale přesto to bývají místa s největší hustotou ve městě (sídliště, příměstské aglomerace apod.) Obnažené půdy sídlišť bývají navíc zdrojem vysoké prašnosti, která ztěžuje alergologickou 26
situaci (RIEGER 1990). Trávníky měst bývají sice kosené, ale v mnoha případech zůstává pokosená tráva ležet, vyschne a uvolňuje se z ní do okolí velké množství pylu (RYBNÍČEK O. & RYBNÍČEK K. 2000). Z hlediska teplotního bývá celoroční teplotní průměr ve městech okolo 0, 5 až 1, 5°C vyšší než v okolní krajině, a tudíž zde oproti okolní krajině začíná a trvá vegetační sezóna rostlin déle. Ve městech ležících v oblastech s kontinentálním klimatem se ale většinou vlivem sucha podzimní vegetační období zkracuje (PYŠEK 1996). Vzhledem k teplejším podmínkám v centru města než v jeho okolí je vytvářen komínový efekt, který pyl vynáší do vyšších pater budov. Dalším problémem měst jsou betonové plochy, které při rozpálení udržují pylová zrna v ovzduší (RYBNÍČEK O. & RYBNÍČEK K. 2000). Pohybem teplého vzduchu vzhůru je z okolí nasáván vzduch studenější, který s sebou přináší pylová zrna z okolní krajiny (RYBNÍČEK O. & RYBNÍČEK K. 2000). Problém zhrošujícím průběh polinózy představují výfukové plyny a ostatní škodliviny. Na pylová zrna či submikronové částice se váží výfukové zplodiny, tzv. DEP (Diesel Exhuast Particles), které zhoršuji agresivitu pylu (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). 1.2.4.3. Alergenní rostliny, polinóza a výsledky PIS v české odborné literatuře Je zřejmé, že poznatky shrnuté v předchozí kapitole pocházejí z poměrně omezeného počtu publikací. V České republice, potažmo v bývalém Československu, totiž bylo a je alergenním rostlinám a jejich vlivu na okolní prostředí věnováno, oproti jiným směrům botaniky a medicíny, málo pozornosti. Jak mi potvrdil i jeden z nestorů české alergologie, MUDr. Václav Špičák, je literatury týkající se tohoto tématu poskrovnu, což je vzhledem k závažnosti problematiky poměrně neočekávané. V minulosti se alergenními rostlinami a alergenním pylem zabývali například A. Jurko (JURKO 1990), A. Bujnová a L. Varga (BUJNOVÁ & VARGA 1988), J. Kleinhamplová (KLEINHAMPLOVÁ 1988) či J. Unar (UNAR 1992). Ojediněle se o alergenních rostlinách vyskytne krátký odstavec i v šířeji zaměřených botanických publikacích, např. kapitola Rostliny vyvolávající alergii v publikaci LAUTEREROVÁ (1962) či kapitola Negativní funkce ruderálních společenstev v práci KOPECKÝ & HEJNÝ (1992). Alergenními rostlinami ve vztahu k místní vegetaci se zabývali A. Jurko (JURKO 1990), K. Kopecký (KOPECKÝ 1982, 1983; KOPECKÝ & al. 1986; DOSTÁLEK & KOPECKÝ 1996) a M. Reiger (RIEGER 1989, 1990) .
27
V současné době se alergenitou rostlin a jejich vztahu k městskému prostředí zabývá především O. Rybníček (RYBNÍČEK O. 2000; RYBNÍČEK O. & RYBNÍČEK K. 2000; RYBNÍČEK O. & RYBNÍČKOVÁ 2000; RYBNÍČEK O. & JÄGER 2001; TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006; RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996, 1997–2011; RYBNÍČEK O. & al. 2000;). V roce 2010 vydali publikaci Alergenní rostliny Jan Novák a Helena Nováková (NOVÁK & NOVÁKOVÁ 2010). Důvodem poměrně malého počtu publikací na řešené téma je patrně dosavadní mimoběžnost preferencí zúčastněných oborů – lékaři se u alergenních rostlin zabývají především dopady na pacienta (konkrétní působící alergeny, klinické projevy, léčba), naopak botanici se o alergenní rostliny a jejich společenstva zajímají z hlediska druhového složení, rozšíření, sezónnosti vegetačních projevů apod., méně již z pohledu alergologického. Mezioborové publikace, spojující obě hlediska a umožňující tak kromě řešení následků i případné preventivní zásahy (vyhledání a eliminace hlavních lokálních zdrojů alergenů, zohlednění alergologické situace v územním plánování apod.), jsou tudíž velmi sporadické.
1.3.
STANOVENÍ CÍLŮ PŘEDKLÁDANÉ PRÁCE
Na základě předchozích kapitol lze tedy cíle předkládané práce založené na sběru pylů ve městě Humpolci a v blízké satelitní vsi Plačkově vymezit následovně: I.
charakterizovat pylovou situaci ve městě Humpolci a její sezónní dynamiku jednak celkově, jednak v různých typech městské zástavby, reprezentovaných vybranými kvadráty zájmového území;
II.
porovnat výsledky, použitelnost a informační hodnotu dvou základních metod pylového monitoringu – gravimerické a volumetrické;
III.
posoudit možnost praktického využití výsledků v alergologii, případně pro aplikaci alergologických poznatků v územním a funkčním plánování města.
28
2.
CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ
2.1.
VYMEZENÍ ÚZEMÍ
Pro účely své diplomové práce jsem vybrala město Humpolec ze dvou důvodů: I.
Charakter města – Humpolec sice patří k městům menším (co do počtu obyvatel i rozlohy), ale na poměrně malém prostoru jsou zde koncentrovány prakticky všechny formy využití území, od forem typičtějších spíše pro větší aglomerace (poměrně rozsáhlá průmyslová zóna ve vazbě na dálnici D1) přes obvyklou městskou zástavbu (historické centrum, sídliště, vilové čtvrti) až po plochy venkovského typu (zemědělské areály, satelitní vsi). Současně je ale město dostatečně velké na to, aby zde v rámci jemněji rozdělené sítě středoevropského mapování bylo možno vyčlenit dílčí kvadráty jednak s jedním dominujícím typem zástavby (využití), jednak s dostatečně odlišnou prostorovou pozicí v městském celku (centrum, okraj kompaktní zástavby, periferie s přechody do nezastavěné krajiny, satelitní sídlo), tedy s možnou rozdílnou pylovou situací.
II.
Probíhala zde má bakalářská práce (OBSTOVÁ 2009), která podává informaci o typech vegetace vázané na jednotlivá stanoviště (kvadráty), a tudíž napomáhá interpretaci zjištěné pylové situace města Humpolec
Pro účely diplomové práce bylo vybráno 6 z původních 8 kvadrátů zkoumaných v bakalářské práci, konkrétně historické centrum (C), zástavba rodinných domů (R), panelové sídliště (S), zemědělský areál (Z), průmyslová zóna (P) a vesnice Plačkov (V). V každém kvadrátu byl umístěn gravimetrický lapač (viz obr. 8–13 a kap. 3) a na hasičské stanici, cca 500 metrů JJZ od centra města, byl umístěn volumetrický lapač (v obr. 7 je vyznačen žlutým bodem) spolu se srovnávacím lapačem gravimetrickým (podrobnosti opět v kap. 3). Z původních kvadrátů bakalářské práce nebyly do hodnocení zahrnuty kvadráty A (autokrosové závodiště) a D (dálniční uzel). Oba byly sice osazeny gravimetrickým lapačem, ale výsledky byly nepoužitelné. V prvním případě (A) byl lapač na jediném použitelném stanovišti (plochá střecha budovy časoměřičů) silně ovlivňován větrnými turbulencemi na ostré hraně strmého svahu, kde je budova umístěna. Sklíčko bylo, i přes zajištění oboustrannou lepicí páskou, z lapače často vyfouknuto a rozbito nebo zcela ztraceno, případně byl pyl smyt přívalovými dešti, hnanými zde větrem téměř vodorovně. Ve druhém případě (D) byl lapač nejprve odcizen a po nové instalaci byl ovlivňován podobně jako na autokrosovém závodišti, tentokrát ale tlakovými vlnami od projíždějících kamionů.
29
Obr. 7: Ortofotomapa Humpolce s promítnutou sítí středoevropského mapování (odvozenou) a vyznačenými vybranými kvadráty a pozicí volumetrického lapače (žlutý bod).
2.2.
CHARAKTERISTIKA ŠIRŠÍHO ÚZEMÍ
2.2.1.
PŘÍRODNÍ PODMÍNKY
Z geomorfologického hlediska leží město Humpolec v závěru údolí Pstružného potoka, které je součástí Humpolecké kotliny, ohraničené výraznými hřbety Melechovské vrchoviny (ČECH & al. 2002). Obě morfologické jednotky jsou součástí Humpolecké vrchoviny. Geologicky je toto území součástí jedné regionálně-geologické jednotky – moldanubika, konkrétně jeho české části. Nejrozšířenějšími horninami jsou zde biotitické migmatity, ruly a dvojslídné žuly s častými výskyty jednak pegmatitů, jednak křemenných žil a pásem se stříbronosným a zlatonosným zrudněním (MÍSAŘ & al. 1983). V závislosti na geologickém podloží se na území města Humpolce a v jeho okolí vyskytují převážně hnědé půdy kyselé, střední až nižší kvality (ČECH & al. 2002) Ve městech a na jiných plochách ovlivňovaných lidmi často dochází ke změnám vlastností původních půd. Zásaditost půd se zvyšuje například na místech zimního solení a na místech navážek materiálu s alkalickými vlastnostmi, naopak kyselost půd narůstá například na místech s akumulací škváry či substrátů s popílkem. Významné jsou též různé druhy
30
kontaminací, obohacování živinami či zhutňování substrátu na místech zatížených sešlapem či dopravou (PYŠEK 1996). Podobné změny lze očekávat i v mapovaném území města Humpolec. Hydrologicky patří studované území do povodí Sázavy. Humpoleckou kotlinu, vč. města Humpolce, odvodňuje Pstružný potok, vesnicí Plačkov protéká Perlový potok. Oba vodní toky jsou levostrannými přítoky řeky Sázavy. Na území města a v jeho okolí se nachází větší počet menších rybníků. Hydrologie měst, tedy i Humpolce, je ovlivněna nepropustností betonových či asfaltových ploch, z nichž voda nejen rychleji odtéká do kanalizace, ale také se rychleji vypařuje, a proto se rostliny potýkají s vodním deficitem (PYŠEK 1996). Město s blízkým okolím patří do mírně teplé klimatické oblasti (QUITT 1971), v jejímž rámci leží přímo na hranici dvou klimatických regionů – MT 5 a MT 3. Charakteristické je zde kratší, mírně chladné a suché léto, přechodné období normální až dlouhé přechodné období s mírným jarem a mírným podzimem; zima je normálně dlouhá, mírně chladná, sušší, s normální sněhovou pokrývkou (viz tab. 1). Tab.1: Klimatická charakteristika území. Klimatický region počet letních dní počet dní s prům. teplotou 10 °C a více počet mrazových dní počet ledových dní průměrná teplota v lednu [°C] průměrná teplota v červenci [°C] srážkový úhrn za rok [mm] počet dnů se sněhovou pokrývkou
MT 3 20–30 120–140 130–160 40–50 –3 až –4 16 až 17 600–750 60–100
MT 5 30–40 140–160 130–140 40–50 –4 až –5 16 až 17 600–750 60–100
Ve velkých městech panují ve srovnání s okolím celoročně průměrně o 0,5 až 1,5 ºC vyšší teploty (PYŠEK 1996). Městské prostředí je oteplováno například výskytem tmavých asfaltových ploch, výfukovými plyny automobilů, úniky tepla z velkých budov či průmyslových objektů apod. (PYŠEK 1996). Určité, spíše ale nižší, teplotní rozdíly mezi centrem města a okolím lze očekávat i v Humpolci, konkrétní údaje ale nejsou k dispozici. Z hlediska biogeografického spadá území do bioregionu pelhřimovského (CULEK & al. 1996), podprovincie hercynské, provincie středoevropských listnatých lesů. Většina zájmového území je součástí biochor 4PS a 5PS – pahorkatiny na kyselých metamorfitech 4. a 5. vegetačního stupně (CULEK & al. 2003), okrajově do mapovaného území zasahují i biochory 4BS (rozřezané plošiny na kyselých metamorfitech 4. v.s.), 4Do (podmáčené sníženiny na kyselých horninách 4. v.s.) a 4SS (svahy na kyselých metamorfitech 4. v.s.).
31
Podle regionálního fytogeografického členění (HEJNÝ & SLAVÍK 1997) patří toto území do oblasti mezofytika, obvodu Českomoravského mezofytika, do fytogeografického okresu 67. Česko-moravská vrchovina. Potenciální přirozenou vegetací území jsou bikové bučiny svazu Luzulo-Fagion (MIKYŠKA & al. 1970). 2.2.2.
URBANISTICKÝ VÝVOJ A DEMOGRAFICKÉ CHARAKTERISTIKY HUMPOLCE
Humpolec má velmi zajímavý půdorys. Jedná se vlastně o dvouměstí s připojenými dalšími původně samostatnými celky. Jádrem nynějšího města jsou dvě trhová náměstí, Horní a Dolní, mezi nimiž leží kostel sv. Mikuláše. Západně od tohoto tržiště se zřejmě koncem 13. století vyvinulo nové město s velkým čtvercovým náměstím (České, nyní Havlíčkovo nám.). Důvodem bylo pravděpodobně národnostní odlišení, vznikla česká (nové město) a německá obec. Další čtvrť, Zichpil, s drobnými nahloučenými domky vyrostla na konci 18. století mezi Brodskou a Jihlavskou ulicí při evangelickém kostele. Na protější straně Jihlavské ulice vzniklo (18. století) urbanisticky samostatné židovské ghetto se synagogou v centru. Tento aditivní způsob růstu města s rozsáhlými nezastavěnými prostory uvnitř městského obvodu nemá jinde v ČR obdobu (KUČA 1997) a dodnes je patrný jak v půdorysu města, tak v jeho provozu (spletitá a obtížně prostupná uliční síť). Město poměrně rychle rostlo s rozvojem soukenictví v 18. století, ale zejména v první polovině 19. století, kdy ve zdejších soukenických továrnách pracovalo až 2 000 lidí a Humpolci se začalo přezdívat „Český Manchester“. V roce 1894 byla otevřena železnice Havlíčkův Brod–Humpolec, která zajišťovala nové obchodní možnosti, a ve zcela nových dopravních souvislostech se Humpolec ocitl od r. 1979 po otevření dálnice D1 (KUČA 1997). V 80. letech 20. století se na vysoké úrovni rozvinul průmysl strojírenský, textilní a dřevozpracující. Na jihovýchodě města byl vybudován obchvat města silnicí I/38. Severozápadně od vlakového nádraží vyrostla průmyslová zóna a severozápadně od města sídlištní zástavba (KUČA 1997). Období rozvoje a stagnací průmyslu kopíroval i vývoj počtu obyvatel. V letech rozvoje se novostavbami postupně zaplňovaly nezastavěné prostory mezi původními městskými jádry, rozlohou se město nezvětšovalo. Dovnitř orientovaný rozvoj města pokračoval i v období socialismu (panelová sídliště vnořená do historického jádra). V současné době ve městě bez satelitních vsí žije 10 738 obyvatel (k 31. 12. 2008). Současný vývoj města Humpolce se vesměs soustřeďuje na revitalizace areálů zrušených podniků, průmyslové zóny vyrůstají spíše v okolních obcích podél D1 a silnice I/38 (Komorovice, Jiřice). 32
2.3.
CHARAKTERISTIKA DÍLČÍCH ÚZEMÍ
2.3.1.
KVADRÁT 6458-0602DC – HISTORICKÉ CENTRUM (C)
Historické centrum města Humpolce je situováno na severozápadně orientovaném svahu pramenné mísy Pstružného potoka v nadmořské výšce 515–530 m. Kvadrát náleží k biochoře 4PS (CULEK & al. 2003), původní přírodní poměry jsou zde ale výrazně přeměněny. Území kvadrátu C totiž zahrnuje především historické centrum města, tj. Horní a Dolní náměstí s kostelem sv. Mikuláše. V jihovýchodní části se nachází rodinný pivovar Bernard, z jihozápadu zasahuje do území průmyslová zóna s mnoha menšími firmami (autoškola, dovozce plastových obalů, vietnamská tržnice apod.). Severně od ní se rozkládá panelová zástavba ze 70. let 20. století.
Obr. 8: Kvadrát 6458-0602dc – historické centrum (C) 1 : 2 000 (symbolem pozice gravimetrického lapače). celková plocha kvadrátu nepřístupné (podrobně nemapovatelné) části kvadrátu (bílá šrafa) plošný podíl biotopů mapovaných v bakalářské práci (OBSTOVÁ 2009)
je vyznačena
83 747 m2 28,9 % 12,9 %
33
Plochy s vegetací nacházíme v části zasahující průmyslové zóny, okolí kostela, trávnících obou náměstí, mateřské školce, blízkosti panelových domů a soukromých zahrad. V tomto kvadrátu převažují plochy městských trávníků či zahrad, hojně se vyskytují vysazené dřeviny Picea pungens, Picea abies, Tilia platyphyllos, Betula pendula, Pseudotsuga menziesii, zástupci čeledi Cupressaceae, aj. Z tab. 2 je patrné, že kvadrátu dominují porosty asociace Lolio-Plantaginetum majoris.IV Typický pro tuto oblast je výskyt městských trávníků s Festuca rubra či Lolium perenne. Na vlhčích místech zastíněných budovami se nachází porosty svazu Aegopodion podagrariae s výraznou dominancí druhu Aegopodium podagraria. V mezerách mezi dlažbou vozovek, na písčitých vlhčích stanovištích, částečně zastíněných se objevují porosty as. Sagino-Bryetum argentei. Ostatní biotopy s nižší frekvencí výskytu se objevují spíše v průmyslové části tohoto kvadrátu na navážkách různých druhů materiálu a na opuštěných místech areálů. Tab. 2: Dominantní biotopy kvadrátu C (dle mapování OBSTOVÁ 2009; aktualizace 2011). Biotop (dle klasifikace CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007) č. označení
dominantní druhy
7a1
porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris
10b 10a
ruderální trávníky s Festuca rubra ruderální trávníky s Lolium perenne
5e1
porosty sv. Aegopodion podagrariae
7b
porosty v zámkových dlažbách (as. Sagino-Bryetum argentei)
Lolium perenne Poa annua Plantago majoris Festuca rubra Lolium perenne Trifolium repens Aegopodium podagraria Urtica dioica Cirsium arvense Poa annua Sagina procumbens
Nepřístupná místa tohoto kvadrátu jsou vyplněna především zahradami a vnitrobloky městských domů s upravovanými trávníky, okrasnými dřevinami a bylinami, v případě části vnitrobloků zcela bez vegetace. Vzhledem k ošetřování travních porostů pravidelnou sečí s odvozem posekané trávy na místní kompostárnu Brunka, tudíž znemožnění plošného výkvětu travin ve větší míře, nepředpokládám vyšší zastoupení významně alergenních pylových zrn čeledi Poaceae (hlavní původci letních pylových potíží). Pro tuto oblast tak budou alergologickým rizikem především výsadby Betula pendula, jejíž pyl je alergicky velmi významný a je hlavní příčinou vyvolávající jarní alergické potíže. Tyto dřeviny jsou zde vysazeny především v oblasti mateřské školky (viz obr. 44C), což znamená vyšší riziko vzniku alergických potíží u dětí.
IV
klasifikace ruderálních porostů podle CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007 (viz příl. 1)
34
2.3.2.
KVADRÁT 6458-0602BD – ZÁSTAVBA RODINNÝCH DOMŮ (R)
Kvadrát se zástavbou rodinných domů leží v nadmořské výšce 525–535 m. Zaujímá vrchol plochého hřbetu mezi mělkými údolími dvou pramenných vlásečnic Pstružného potoka. Z biogeografického hlediska území náleží k biochoře 4PS (CULEK & al. 2003). Celý kvadrát R je vyplněn zástavbou rodinných domů, jejichž výstavba započala již po 2. světové válce.
Obr. 9: Kvadrát 6458-0602bd – zástavba rodinných domů (R) 1 : 2 000 (symbolem vyznačena pozice gravimetrického lapače). celková plocha kvadrátu nepřístupné (podrobně nemapovatelné) části kvadrátu (bílá šrafa) plošný podíl biotopů mapovaných v bakalářské práci (OBSTOVÁ 2009)
je
83 608 m2 78,7 % 6,4 %
V oblasti rodinných domů je vegetace soustředěna do zahrad a předzahrádek. Nejrozšířenějším typem vegetace předzahrádek rodinných domů jsou ruderální trávníky s Lolium perenne, s Festuca rubra či v menší míře s Dactylis glomerata (viz tab. 3). Na intenzivně sešlapávaných cestičkách ruderálních trávníků se objevují porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris. V okolí
35
silnice první třídy, procházející severní částí tohoto území, se nacházejí mozaikovité porosty ruderálního trávníku s Arrhenatherum elatius a porosty tř. Agropyretea repentis. Tab. 3: Dominantní biotopy kvadrátu R (dle mapování OBSTOVÁ 2009; aktualizace 2011). Biotop (dle klasifikace CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007) č. označení
dominantní druhy
10a
ruderální trávníky s Lolium perenne
7a1
porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris
10b 10d 10e + 6
ruderální trávníky s Festuca rubra ruderální trávníky s Dactylis glomerata ruderální trávníky s Arrhentaherum elatius + porosty tř. Agropyretea repentis
Lolium perenne Poa annua Trifolium repens Lolium perenne Plantago major Poa annua Festuca rubra Dactylis glomerata Arrhenatherum elatius Elytrigia repens
Zahrady jsou travnaté, udržované. Z dřevin jsou v této oblasti nejvíce zastoupeny ovocné stromy čeledi Rosaceae a jehličnaté stromy rodu Picea, Pinus či druhu Pseudotsuga menzienzii. Na neudržovaných zahrádkách lze očekávat vyšší zastoupení ruderálních nitrofilních druhů rumišť (např. čeledi Chenopodiaceae, Urticaceae, rod Artemisia). Z alergologického hlediska lze předpokládat lokální ovlivnění výskytu pylu v ovzduší druhy dřevin kvetoucích na jaře (např. čeleď Rosaceae, jehličnaté dřeviny), které mají z hlediska alergologického malý význam. Tab. 4: Dominantní biotopy kvadrátu S (dle mapování OBSTOVÁ 2009; aktualizace 2011). Biotop (dle klasifikace CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007) č. označení
dominantní druhy
10a
ruderální trávníky s Lolium perenne
7a1
porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris
10b
ruderální trávníky s Festuca rubra
9b 5e1
porosty s dominancí Betula pendula a Salix caprea porosty sv. Aegopodion podagrariae
Lolium perenne Trifolium repens Poa annua Lolium perenne Plantago major Poa annua Festuca rubra Lolium perenne Achillea millefolium agg. Betula pendula Aegopodium podagraria
2.3.3.
KVADRÁT 6458-0602AD – PANELOVÉ SÍDLIŠTĚ (S)
Oblast panelového sídliště představuje rovinaté území na dně pramenné mísy Pstružného potoka v nadmořské výšce cca 510 m n. m. Kvadrát je součástí biochory 4PS (CULEK & al. 2003), původní přírodní poměry jsou zde ale opět výrazně přeměněny stavební činností. Největší část kvadrátu zaujímá panelové sídliště Na rybníčku ze 70. a 80. let 20. století. Do
36
západní části kvadrátu zasahují areály převážně stavebních firem, do severovýchodní části zahrádkářská kolonie.
Obr. 10: Kvadrát 6458-0602ad – panelové sídliště (S) 1 : 2 000 (symbolem pozice gravimetrického lapače). celková plocha kvadrátu nepřístupné (podrobně nemapovatelné) části kvadrátu (bílá šrafa) plošný podíl biotopů mapovaných v bakalářské práci (OBSTOVÁ 2009)
je vyznačena
83 608 m2 8% 35 %
Pro tuto oblast je typickou vegetací městský trávník a vysazené okrasné dřeviny. Nejčastěji se vyskytují městské trávníky s Lolium perenne (viz tab. 4). Na vlhčích stanovištích s výskytem těchto porostů se zvyšuje zastoupení druhu Agrostis stolonifera. Ve vyšlapaných cestách v trávnících či na jiných disturbovaných plochách se nácházejí porosty as. Lolio-plantaginetum majoris. Vyšší zastoupení v tomto území mají trávníky s Festuca rubra (zahrada mateřské školky a zahrada stavební firmy). V oblasti sídliště jsou nejčastěji vysazenými dřevinami Betula pendula, Picea abies, Acer platanoides a zástupci rodu Pinus.
37
V oblasti sídliště se vyskytují hojněji zástupci druhu Betula pendula a ovocných stromů čeledi Rosaceae. Vzhledem k pravidelné seči trávníku před květem bude pylový stav ovzduší této lokality ovlivňovat květ jarních dřevin, především významně alergenního pylu druhu Betula pendula, hlavního původce jarních alergií. 2.3.4.
KVADRÁT 6458-0603AB – ZEMĚDĚLSKÝ AREÁL (Z)
Historie osídlení kvadrátu Z se datuje k roku 1854, kdy na místě nynějšího statku stál Dušilův mlýn. V letech 1897 a 1898 byly na tomto místě postaveny nové budovy s dílnami, školním statkem a internátem pro Rolnicko-lnářskou školu v Humpolci (nyní Střední zemědělská škola v Humpolci).
Obr. 11: Kvadrát 6458-0603ab – zemědělský areál (Z) 1 : 2 000 (symbolem pozice gravimetrického lapače). celková plocha kvadrátu nepřístupné (podrobně nemapovatelné) části kvadrátu (bílá šrafa) plošný podíl biotopů mapovaných v bakalářské práci (OBSTOVÁ 2009)
je vyznačena
83 747 m2 1,5 % 49,7 %
38
V 70. a 80. letech 20. století byl areál rozšířen o nové budovy a pozemky. V současné době se střední škola zaměřuje na chov koní. Z ostatních zemědělských zvířat se v areálu chovají vepři a skot, jako kuriozita také lamy a kamerunské kozy. Před dvěma lety došlo ke stavebním úpravám na ploše nad vepřínem v severovýchodní části areálu. Na tomto místě je nyní travnaté hřiště. Areál nabízí velmi heterogenní stanoviště pro růst vegetace jednak vzhledem k variabilnímu využití ploch, jednak vzhledem ke své morfologii (úpatí strmého západního svahu nad údolím Pstružného potoka v nadmořské výšce 510–540 m) a z ní vyplývající biogeografické pozici (rozhraní biochor 4PS a 4SS), ale také v souvislosti s umístěním na okraji města, v přímém kontaktu s lesními celky hřbetu Orlíku. Vzhledem ke značnému plošnému podílu pastvin skotu a koní jsou v kvadrátu hojně zastoupeny porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris (viz tab. 5). Na sv. okraji zemědělského areálu a v plášti lesa se nacházejí mozaiky porostů s dominancí Sambucus nigra, Betula pendula a Salix caprea. Upravované trávníky uvnitř areálu jsou převážně jílkové (Lolium perenne). Plevelné okraje provozních hal obrůstají porosty svazu Aegopodion podagrariae či monocenózy druhu Urtica dioica. Na výslunnějších stanovištích na násypových půdách či skládkách a navážkách materiálu se vyskytují porosty svazu Arction lappae. V areálu je několik vysazených druhů dřevin například Pseudotsuga menziensii, Picea pungens, Taxus baccata. Z jv. okraje do kvadrátu zasahuje smrková monokultura. Tab. 5: Dominantní biotopy kvadrátu Z (dle mapování OBSTOVÁ 2009; aktualizace 2011). Biotop (dle klasifikace CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007) č. označení
dominantní druhy
7a1
porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris
9a + 9b
porosty s dominancí Sambucus nigra + porosty s dominancí Betula pendula a Salix caprea
10a
ruderální trávníky s Lolium perenne
5e1
porosty sv. Aegopodion podagrariae
5d
porosty sv. Arction lappae
Lolium perenne Plantago major Poa annua Sambucus nigra Salix caprea Betula pendula Lolium perenne Trifolium repens Agrostis stolonifera Aegopodium podagraria Urtica dioica Dactylis glomerata Arctium tomentosum Urtica dioica Artemisia vulgaris
Okolní pastviny jsou sekané nebo disturbované chovanými zvířaty, proto tedy ve velké míře nehrozí expozice pyly trav. Ke zvýšenému riziku vzniku jarních alergií v této oblasti přispívá hojně přítomná významně alergenní dřevina Betula pendula, na podzim je ovzduší ovlivněno
39
ruderálními plevely, především hojně zde rostoucím alergologicky středně významným druhem Urtica dioica. 2.3.5.
KVADRÁT 6458-0701BB – PRŮMYSLOVÁ ZÓNA (P)
Území průmyslové zóny je situováno na západním okraji města, na severovýchodně orientovaném svahu v závěru údolí Pstružného potoka. Nadmořská výška území, spadajícího do biochory 4PS (CULEK & al. 2003), se pohybuje v rozmezí 540–550 m.
Obr. 12: Kvadrát 6458-0701bb – průmyslová zóna (P) 1 : 2 000 (symbolem pozice gravimetrického lapače). celková plocha kvadrátu nepřístupné (podrobně nemapovatelné) části kvadrátu (bílá šrafa) plošný podíl biotopů mapovaných v bakalářské práci (OBSTOVÁ 2009)
je vyznačena
83 739 m2 2,1 % 29,4 %
Vznik průmyslové zóny je datován do 80. let 20. století. Největší část tohoto území zabírá dřevozpracující podnik, jihozápadní roh zaujímá areál stavební firmy. V severovýchodním rohu
40
se nachází humpolecké autobusové nádraží a areál autosalonu. Stanoviště průmyslové zóny jsou převážně různou mírou narušovaná. V minulých letech bylo upraveno volné prostranství stavební firmy nacházející se v jz. části kvadrátu. Porosty as. Tanacto-Artemisietum vulgaris jsou v současné době nahrazeny upravovaným ruderálním trávníkem s Lolium perenne. Oblast průmyslové zóny je charakteristická hojným zastoupením porostů as. Tanaceto-Artemisietum vulgaris na navážkách a skládkách a porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris na sešlapávaných a narušovaných místech (viz tab. 6). Na vlhkých osluněných či polostinných stanovištích se objevují porosty sv. Aegopodion padagrariae. Podél celého areálu dřevozpracující firmy se táhne porost křovin a stromů s dominancí Sambucus nigra, Betula pendula, Salix caprea a vysazených druhů rodu Spiraea a druhu Philadelphus coronarius. Na vlhčích a slunných stanovištích tohoto území rostou porosty sv. Arction lappae. Vzhledem k hojnému rozšíření porostů asociace Tanaceto-Artemisietum vulgaris bude v ovzduší této oblasti vyšší zastoupení obsahu významně alergenních zrn druhu Artemisia vulgaris. Riziko je též v hojnějším zastoupení významně alergenní dřeviny Betula pendula. Tab. 6: Dominantní biotopy kvadrátu P (dle mapování OBSTOVÁ 2009; aktualizace 2011). Biotop (dle klasifikace CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007) č. označení
dominantní druhy
4b1
porosty as. Tanaceto-Artemisietum vulgaris
7a1
porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris
5e1
porosty sv. Aegopodion podagrariae
9a + 9b
porosty s dominancí Sambucus nigra + porosty s dominancí Betula pendula a Salix caprea
5d
porosty sv. Arction lappae
Tanacetum vulgare Artemisia vulgaris Cirsium arvense Lolium perenne Poa annua Agrostis stolonifera Aegopodium podagraria Urtica dioica Anthriscus sylvestris Sambucus nigra Betula pendula Salix caprea Arctium lappa Urtica dioica Cirsium arvense
2.3.6.
KVADRÁT 6458-0704DD – VESNICE PLAČKOV (V)
Kvadrát zaujímá podstatnou část vsi Plačkov (první zmínka k roku 1226), situované v rovinatém terénu širšího prameniště Perlového potoka v nadmořské výšce kolem 570 m. Charakter krajiny celkově odpovídá spíše biochoře 4Do, než biochoře 4BS, která do území také zasahuje (CULEK & al. 2003). Plačkov je běžná zemědělská obec s rozsáhlým areálem ZD v severozápadní části a několika rybníky uvnitř i vně zástavby. Obec protíná železnice 41
Havlíčkův Brod–Humpolec, vlaková zastávka ve vsi funguje od roku 1911. K 31. 12. 2009 bydlelo ve vsi 175 obyvatel.
Obr. 13: Kvadrát 6458-0704dd – vesnice Plačkov (V) 1 : 2 000 (symbolem pozice gravimetrického lapače). celková plocha kvadrátu nepřístupné (podrobně nemapovatelné) části kvadrátu (bílá šrafa) plošný podíl biotopů mapovaných v bakalářské práci (OBSTOVÁ 2009)
je vyznačena
83 739 m2 54,4 % 21,3 %
Vesnická zástavba nabízí heterogenní stanoviště od upravovaných trávníků před domy k plochám pro spontánní vegetaci okolí rybníků a zemědělského statku. V území se hojně na březích obou rybníků, v příkopech a podél silnic, v okolí zdí a plotů, v okolí vlhkých navážek zeminy, v okolí vrbin a na vlhčích dusíkem obohacených plochách objevují porosty svazu Aegopodion podagrariae. Na místech zatížených sešlapem a na narušených okrajích vozovek se vyskytují porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris. Upravované trávníky předzahrádek patří trávníkům s dominancí druhu Lolium perenne. Na navážkách a skládkách se objevují porosty sv. Arction lappae. Podél strouhy napájející Obecní rybník se vykytují porosty s dominancí 42
Sambucus nigra, Betula pendula a Salix caprea (viz tab. 7). Na zahradách domů se hojně vyskytují ovocné stromy čeledi Rosaceae a okrasné dřeviny především rodu Picea či Pseudotsuga menziesii. Zahrady rodinných domů jsou ve většině případů udržované, tedy sekané před významným výkvětem trav. Riziko šíření alergenního pylu trav (čeleď Poaceae) hrozí z neupravovaných zahrad, na kterých mohou růst také plevelné druhy, především Artemisia vulgaris či Urtica dioica, které mají středně až významně alergenní pyl. K k pylovému stavu ovzduší této lokality bude také větší mírou přispívat významně alergenní pyl druhu Alnus glutinosa, jež hojně roste v oblasti Obecního rybníka. Tab. 7: Dominantní biotopy kvadrátu V (dle mapování OBSTOVÁ 2009; aktualizace 2011). Biotop (dle klasifikace CHOCHOLOUŠKOVÁ 2007) č. označení
dominantní druhy
5e1
porosty sv. Aegopodion podagrariae
7a1
porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris
10a
ruderální trávníky s Lolium perenne
5d
porosty sv. Arction lappae
9a + 9b
porosty s dominancí Sambucus nigra + porosty s dominancí Betula pendula a Salix caprea
Aegopodium podagraria Urtica dioica Chaerophyllum aromaticum Lolium perenne Trifolium repens Poa annua Lolium perenne Trifolium repens Agrostis stolonifera Arctium lappa Cirsium arvense Urtica dioica Sambucus nigra Salix caprea Urtica dioica
43
3.
METODIKA
3.1.
EXTERNÍ PODKLADY PRO PRŮZKUMY
3.1.1.
MAPOVÉ PODKLADY
Mapovým podkladem k mé diplomové práci byly ortofotomapy města Humpolce a blízkého okolí poskytnuté oddělením GIS kraje Vysočina. Rozlišení ortofotomap je 0,2 m na jeden obrazový bod. Ortofotomapy zobrazují stav k roku 2004.V Pomocí
programu
Golden
Software
Surfer® jsem
ortofotomapy
kalibrované
v souřadnicovém systému S-JTSK propojila se sítí mapovacích kvadrátů odvozených několikanásobným dělením ze standardní středoevropské sítě pro kvadrátové mapování organismů (KFME – Kartierung der Flora Mitteleuropas). Základní mapový kvadrát má tvar lichoběžníku zeměpisné délky 10 minut a zeměpisné šířky 6 minut, čemuž na našem území odpovídají rozměry přibližně 11,2 × 12 km. Tento základní kvadrát je dále vícefázovým dělením členěn až do sítě 40 × 40 dílčích kvadrátů o výsledných rozměrech 15˝ zeměpisné délky a 9˝ zeměpisné šířky, tj. cca 280 × 300 m. Z této jemnější sítě bylo sledováno stejných osm kvadrátů, mapovaných již v rámci mé bakalářské práce (OBSTOVÁ 2009), pro účely diplomové práce byly ale použity výsledky pouze šesti z nich (vysvětlení viz v kap. 2.1). Jednotlivé kvadráty mají standardizované označení KFME, pro účely této práce jsou ale pro zjednodušení označeny písmeny, odpovídajícími využití daného území (viz kap. 2.1 a obr. 7). 3.1.2.
METEOROLOGICKÁ DATA
Meterologická data, použitá pro vyhodnocení možných závislostí pylového spektra na směru větru, pocházejí z letiště v Havlíčkově Brodě. Meteorologická stanice, vzdálená cca 15 km vzdušnou čarou od zájmového území, je zde umístěna ve výšce 473 m n. m. (tj. 15 metrů nad terénem o nadmořské výšce 458 m). Primární meteorologická data mají charakter záznamu sledovaných hodnot (28 veličin) v minutových intervalech. Primární údaje byly do potřebných dvouhodinových průměrů (odpovídajících dvouhodinovému intervalu hodnocení pylového záznamu volumetrického lapače – viz kap. 3.2.1.3) převedeny pomocí programu Microsoft® Office Excel standardními průměrovacími postupy s nezbytným zohledněním kruhového charakteru použitého parametru (směr větru).
V
Ve sledovaných dílčích kvadrátech KFME se stav k r. 2004 a 2011 nijak významně neliší.
44
3.2.
VLASTNÍ PRŮZKUMY
3.2.1.
METODA VOLUMETRICKÁ
3.2.1.1. Použité zařízení – konstrukce, princip, příprava a funkce Pro stanovení pylového spektra v ovzduší města Humpolce metodou volumetrickou byl využíván sedmidenní volumetrický lapač anglické firmy Burkard Manufacturing Co. Ltd (viz obr. 14 a 17). Tento typ je jediným typem lapače využívaným Pylovou informační službou v České republice. Vybrala jsem tedy stejný typ pro možnost případného porovnání výsledků, které ale není předmětem této práce.
Obr. 14: Řez použitým volumentrickým lapačem Burkard (upraveno podle Burkard Seven-Day Volumetric Spore Trap Operating Instructions). Volumetrický lapač je založen na principu nasávání vzduchu za časovou jednotku na snímací prvek, připevněný na otáčivý bubínek s pohonem mechanickým natahovacím strojkem (vnitřní konstrukce lapače – viz obr. 14). Snímacím prvkem je v daném případě průhledná polyesterová páska Melinex (viz obr. 15B) potřená adhezivním médiem. Jako adhezivní médium se využívá silikon, silikonový olej, směs vazelíny a silikonu, pro temperátní zóny je doporučena vazelína (která byla pro tento účel využita i v případě mé diplomové práce). Takto připravený bubínek se připevní na mechanický strojek otočné části lapače (viz obr. 15A). Bubínek se otáčí standardní rychlostí 2 mm.hod.–1, tj. 2,1°.hod.–1 Za sedm dní se tedy otočí o 350,6 (336 mm), zbývajících 8,4 (9 mm) zahrnuje rezervu na výměnu snímací pásky, přičemž tato rezerva je ve
45
skutečnosti pouze 4 mm (páska musí být vyměněna ve dvou hodinách, následujících po konci měřeného intervalu).
Obr. 15: Záznamový bubínek volumetrického lapače Burkard (A) a polyesterová páska Melinex (B), nosné prvky adhezivního média (foto B. Obstová). Nasávacím otvorem o výšce 2 mm a šířce 14,4 mm (viz obr. 16) je na pásku nasáván vzduch rychlostí 10 l.min.–1, tj. 14,4 m3 za den. Uvedené objemy poměrně dobře odpovídají spotřebě vzduchu dospělého člověka ve stejných časových intervalech (např. podle KITTNAR & al. 2011 nadechne dospělý člověk v klidu 8 l.min.–1).
Obr. 16: Nasávací otvor volumetrického lapače Burkard (foto B. Obstová). 3.2.1.2. Umístění lapače Pro umístění sedmidenního volumetrického lapače jsou stanovena určitá pravidla, která by měla být splněna. Lapač by měl být umístěn na ploché střeše, v centru či blízko centra města, ve výšce okolo 15 metrů, ve větší vzdálenosti od vysokých budov a jiných překážek, zabraňujících 46
volnému proudění vzduchu, dále od lokálních zdrojů pylu (městské parky, vysoké stromy, skládky s plevely aj.). V okolí stanoviště by také neměl být zdroj průmyslového znečištění, jehož částečky ulpívající na pásce ztěžují vyhodnocování preparátu (JÄGER & al. 1995). V Humpolci jsem lapač umístila na plochou střechu hasičské stanice (viz obr. 17), 500 metrů JJZ od centra města Humpolce, do výšky 12 metrů nad povrchem země (542 m n. m. při úrovni terénu 530 m n. m). V okruhu do 40 metrů od lapače se vyskytují následující druhy dřevin: Tilia platyphyllos, Prunus avium, Salix sp., Pinus sylvestris, Picea pungens, Syringia vulgaris, zástupci čeledi Cupressaceae. Z nich ovšem pouze Tilia platyphyllos dosahuje korunou výšky srovnatelné s pozicí lapače.
Obr. 17: Volumetrický lapač Burkard a srovnávací gravimetrický lapač vlastní konstrukce na střeše humpolecké hasičské stanice (foto B. Obstová). 3.2.1.3. Sběr pylu, příprava a hodnocení preparátů Sběr pylu volumetrickým lapačem ve výše uvedeném umístění probíhal od 25. února 2011, 10:00 hod., do 11. listopadu 2011, 10:00 hod. V týdnu 10.–17. 6. byl lapač mimo provoz následkem vypnutí jistícího spínače při zásahu bleskem. Sledováno tedy bylo 36 týdnů, tj. 254 dnů, jimž odpovídá 254 preparátů. Denní preparáty jsou připravovány dělením týdenní exponované pásky (viz kap. 3.2.1.1 pomocí kalibrovaného pravítka dodávaného s přístrojem. Na podložní i krycí sklíčko je aplikován glycerol či gelvatol obarvený fuchsinem nebo safraninem (v daném případě byla 47
použita kombinace gelvatol/safranin) a mezi sklíčka s aplikovaným barvícím a uchovávacím médiem je vložena páska exponovanou stranou ke krycímu sklíčku. Pylová zrna nasávají barvivo a tím se zvyšuje kontrast v rysech exiny, což usnadňuje práci při určování. Po několika minutách můžeme preparát hodnotit, avšak médium schne až několik hodin, proto sklíčko po tuto dobu nestavíme do svislé polohy. Pro kvantitativní hodnocení preparátů je používáno více standardizovaných metod – – horizontální linky, vertikální linky, určitý počet náhodných zorných polí (LACEY & WEST 2006). Po celou dobu hodnocení musí být ale použita jedna vybraná stejná metoda. Podmínkou je, aby výsledkem byl denní průměr počtu pylových zrn v 1 m3 vzduchu. Hodnotí se na binokulárním mikroskopu se zvětšením 400×.
Obr. 18: Preparát z volumetrického lapače (foto B. Obstová). Pro hodnocení svých preparátů jsem vybrala stejnou metodu, kterou jsou hodnoceny preparáty pro účely české Pylové informační služby. Hodnotila jsem absolutní počty pylových zrn ve 4 horizontálních linkách o výšce 250 µmVI po celé délce preparátu (viz obr. 19). Započítávána a hodnocena byla pylová zrna, která zasahovala z větší části do hodnocené linie. Pylová zrna ale nejsou na pásce ukládána rovnoměrně (ukládání těžších a lehčích pylových zrn v závislosti na větru je vyobrazeno na obr. 19), proto jsou mezi hodnocenými linkami odstupy 1 mm. Preparáty byly hodnoceny ve dvouhodinových intervalech v souladu s metodikou PIS (RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996). Taxonomické hodnocení probíhalo dle seznamu alergenních rostlin převzatých od české Pylové informační služby (RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996). Nomenklatura taxonů určených navíc oproti tomuto seznamu je sjednocena dle práce BEUG (2004). Charakteristika druhů vyskytujících se v ovzduší Humpolce je obsahem kapitoly 4.1.2.2. VI
Výšce linky na preparátu 250 µm odpovídá na používaném mikroskopu Olympus CX21 s okuláry 10×/18 a objektivem 40×/0,65 výška 8 mm na okuláru. Pro urychlení a zpřesnění práce jsem si tedy na okuláry vytvořila papírové krycí šablony s 8 mm vysokými průzory.
48
Obr. 19: Profily ukládání těžších a lehčích pylových zrn na snímací médium volumetrického lapače v závislosti na síle větru (LACEY & WEST 2006). 3.2.2.
METODA GRAVIMETRICKÁ
3.2.2.1. Použité zařízení Pro účely této práce byly použity jednoduché gravimetrické lapače vlastní konstrukce (viz obr. 20A), inspirované a rozměrově přibližně odpovídající lapačům podle Durhama (DURHAM 1947). Záznamové sklíčko potřené vazelínou bylo umístěno uprostřed lapače na sádrovém odlitku (viz obr. 20B). Kryto proti dešti a slunci bylo stříškou o průměru 22 cm ve výšce 16 cm nad aktivním povrchem sklíčka.
Obr. 20: Gravimetrický lapač vlastní konstrukce: sklíčka na sádrovém odlitku (foto B. Obstová).
A
– celkový pohled,
B
– detail záznamového
49
3.2.2.2. Umístění lapačů Gravimetrické lapače je nutno, stejně jako volumetrický lapač, umístit do prostředí bez překážek (např. vysoké budovy, zdi), aby bylo umožněno volné prouděním vzduchu, a bez lokálních zdrojů pylu (vysoké stromy, keře aj.). První z gravimetrických lapačů – kontrolní lapač pro srovnání metody volumetrické a gravimetrické – byl umístěn na ploché střeše hasičské stanice, 4 m od volumetrického lapače (viz obr. 17 a kap. 3.2.1.2). Umístění dalších lapačů určených pro sledování sezónní dynamiky vybraných kvadrátů – historického centra (C), panelového sídliště (S), zástavby rodinných domů (R), zemědělského statku (Z), průmyslové zóny (P) a vesnice Plačkov (V) – je upřesněno v tabulce 8. Tab. 8: Umístění gravimetrických lapačů ve sledovaných kvadrátech města. Kvadrát výška nad umístění (viz též obr. 8–13 a příl. 4) (lapač) terénem porosty v okruhu do 40 m C
3m
S
4m
R
2m
Z
6 mVII
P
2m
V
2, 5 m
plochá střecha autoškoly porosty as. Lolio-Plantaginetum majoris, ruderální trávníky s Lolium perenne, Festuca rubra, dřeviny: Picea pungens, Acer platanoides, Salix caprea, Picea abies, Tilia platyphyllos, Sorbus aucuparia plochá střecha mateřské školky ruderální trávníky s Lolium perenne a Festuca rubra, dřeviny: Acer platanoides, Syringia vulgaris, Betula pendula, Pseudotsuga menzienzii, Pinus sylvestris plochá střecha dřevníku na zahradě rodinného domu ruderální trávníky s Lolium perenne, dřeviny: Malus domestica, Prunus domestica, Prunus avium, Cupressaceae plochá střecha dílny porosty sv.Aegopodion podagraria, dřeviny: Salix caprea, Pinus nigra dřevěné palety v areálu stavební firmy porosty as. Lolio-plantaginetum majoris, Urtica dioica, Elytrigia repens, dřeviny: Salix caprea, Acer pseudoplatanus, Prunus padus plochá střecha garáže rodinného domu Syringia vulgaris, zástupci čeledi Cupressaceae, Prunus avium, Corylus avellana, Betula pendula, Pinus sylvestris
3.2.2.3. Sběr pylu, příprava a hodnocení preparátů Sběr pylu gravimetrickými lapači probíhal po stejné období jako metodou volumetrickou (viz kap. 3.2.1.3). Záznamové sklíčko gravimetrického lapače na hasičské zbrojnici bylo měněno každý pátek v 10 hodin (spolu se snímacím médiem lapače volumetrického), ostatní lapače střídavě v rozmezí od 9. do 11. hodiny. Týdenní interval gravimetrického záznamu je tedy s možnou diferencí ±1 hod. roven době od pátečních 10 hodin do 10 hodin pátku následujícího. VII
V silně svažitém terénu – stanoviště je 6 m nad dílenským nádvořím, ale komunikace vých od. objektu dílen (viz obr. 12) je téměř v úrovni lapače.
50
Preparáty byly vytvořeny přiklopením gelvatolem potřeného a safraninem obarveného krycího sklíčka na exponované sklíčko podložní. Na spodní stranu preparátu jsem nalepila šablonu (viz obr. 21) s hodnocenou kruhovou plochou 48 mm2 uprostřed. Plocha tedy rozlohou odpovídá hodnocené ploše preparátů z volumetrického lapače, její kruhový tvar a centrální umístění zajišťuje izotropii výsledku při jakékoli orientaci sklíčka v lapači během usazování pylu. Pro lepší orientaci v zorném poli mikroskopu je kruhová plocha členěna čtvercovou sítí. Taxonomická determinace a kvantitativní hodnocení probíhaly při stejném zvětšení jako u metody volumetrické, shodným způsobem byla sjednocena i nomenklatura taxonů.
Obr. 21: Preparát z gravimetrického lapače (foto B. Obstová).
3.3.
ANALÝZA DAT
Veškeré údaje o sběru pylu, tedy výsledky kvatitativní a taxonomické determinace, byly zaneseny do tabulek v programu Microsoft® Office Excel. U volumetrického lapače se jedná o denní soubory hodnocení ve dvouhodinových intervalech, u výsledků gravimetrických lapačů jde o týdenní tabulky. Tato primární data byla pro účely dílčích hodnocení do potřebné struktury převedena standardními průměrovacími, transpozičními a statistickými nástroji uvedeného programu (např. analytickým nástrojem Histogram nástrojové sady Analýza dat). V aplikaci Microsoft® Office Excell byla zpracována i většina grafů, dotvořených v některých případech (větrné růžice a jejich průměty do map – obr. 30, 32–38, 40, 41) v programu CorelDRAW® a Corel PHOTO-PAINT®. Pro vytvoření pylových kalendářů (obr. 22 a příl. řady 2) a grafů sezónní dynamiky výskytu jednotlivých druhů na sledovaných stanovištích (příl. 3) byla data transformována do podoby souřadnicové matice a graficky zpracována programem Golden Software Surfer®. Vzhledem ke značnému počtu sledovaných závislostí, tzn. různých typů grafů, jsou podrobnosti dílčích postupů vysvětleny vždy v příslušné části kap. 4. 51
4.
VÝSLEDKY
4.1.
ZÁKLADNÍ SOUHRNNÉ ÚDAJE
4.1.1.
CELKOVÝ OBJEM ZÍSKANÝCH DAT
Pro účely této práce bylo vytvořeno a vyhodnoceno 445 preparátů (224 z volumetrického lapače a 221 z lapačů gravimetrických). V hodnocených plochách preparátů (viz kap. 3.2.1.3 a 3.2.2.3) bylo zaznamenáno celkem 101 711 pylových zrn, z nich 101 683 bylo determinováno a 28 se nepodařilo určit. V tabulce 9 jsou uvedeny souhrnné počty zaznamenaných pylových zrn z jednotlivých lapačů, rozpis po jednotlivých druzích uvádí tabulka 10. Tab. 9: Souhrnný přehled počtu zaznamenaných pylových zrn v sezóně 2011. Lapač volumetrický (B)VIII gravimetrický - hasičská stanice (H)VIII gravimetrický - historické centrum (C) gravimetrický - panelové sídliště (S) gravimetrický - zástavba rodinných domů (R) gravimetrický - zemědělský areál (Z) gravimetrický - průmyslová zóna (P) gravimetrický - vesnice Plačkov (V) celkem
4.1.2.
určená pylová zrna 54 919 5 790 5 743 5 801 7 416 8 604 7 167 6 243 101 683
neurčená pylová zrna 19 0 0 0 3 5 0 1 28
pylová zrna celkem 54 938 5 790 5 743 5 801 7 419 8 609 7 167 6 244 101 711
TAXONY ZJIŠTĚNÉ V OVZDUŠÍ MĚSTA HUMPOLCE
4.1.2.1. Celkový přehled zjištěných taxonů V ovzduší města Humpolce a vesnice Plačkov byl zazanamenán výskyt pylu 62 taxonů (viz tab. 10). Volumetrickým lapačem (B) bylo zaznamenáno 54 taxonů, srovnávacím gravimetrickým lapačem na hasičské stanici (H) 42 taxonů a ostatními gravimetrickými lapači 39–48 taxonů (opět viz tab. 10). Nejčastějším taxonem ovzduší města Humpolce byla ve sledovaném období čeleď Urticaceae s 16 787 zrny, následovaná rody Picea (16 040 zrn), Pinus (15 400 zrn), Betula (12 812 zrn) a Quercus (6 321 zrn). Čeleď Urticaceae byla i nejčastějším taxonem v preparátech z volumetrického lapače, v gravimetrických lapačích naopak tento taxon nepatřil (s výjimkou lapače P) ani mezi prvních pět nejhojnějších. Nejčastějším taxonem při vyhodnocování gravimetrických lapačů byl shodně ve všech případech rod Picea (viz tab. 10).
VIII
Pro přehlednost výsledkových tabulek a grafů v kap. 4 a 5 byly také oba lapače na hasičské stanici označeny jednopísmenným kódem – volumentrický lapač jako B (Burkard) a gravimetrický jako H (hasičská stanice).
52
Tab. 10: Zjištěná pylová spektra zájmového území. Taxony jsou řazeny podle celkového zastoupení (sloupec celkem), zvýrazněno je vždy pět nejpočetnějších taxonů daného sloupce (lapače nebo celkové situace). Taxon B
H
C
počet pylových zrn v lapači R S Z
celkem P
V
Urticaceae Picea Pinus Betula Quercus Poaceae Alnus Cupressaceae, Taxaceae Fagus Corylus Fraxinus Populus Plantago Carpinus Rumex Larix, Pseudotsuga Juglans Rosaceae Artemisia Salix Tilia Ambrosia Brassicaceae Sambucus Ulmus Morus Castanea Chenopodiaceae Apiaceae Triticum Acer Abies Senecio typ Platanus Filipendula Cyperaceae Secale Thalictrum Juncaceae Cichoriaceae Humulus Impatiens Matricaria typ Fagopyrum Caryophyllaceae Aesculus Rubiaceae Hippophaë Hedera helix Valerianella Mercurialis Tsuga Carduus typ Sanguisorba officinalis Silene typ Veronica typ Cirsium Lotus typ Phacelia tanacetifolia Sedum typ Trifolium Typha latifolia typ neurčeno celkem
14 091 3 172 7 711 8 510 3 828 3 058 2 665 2 231 966 1 654 1 054 723 711 754 665 91 301 128 350 356 207 328 151 113 152 135 156 86 48 103 35 19 56 72 36 31 5 30 24 10 32 25 9 2 8 6 5 0 3 0 4 0 2 2 2 2 0 1 0 0 0 0 19 54 938
225 1 359 600 583 563 261 371 289 331 311 107 97 87 80 44 99 63 16 27 39 64 18 24 23 11 27 8 17 2 5 7 8 1 0 2 5 6 1 2 1 0 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 5 790
153 1 422 1 250 689 402 128 203 362 175 143 52 63 38 82 20 141 36 48 31 53 75 18 51 2 9 2 4 12 2 15 14 31 1 0 1 5 3 1 1 2 0 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 743
241 2 199 1 182 463 390 311 299 595 280 238 74 135 209 74 27 79 278 32 99 35 4 14 22 5 4 14 12 7 9 3 7 8 22 0 7 3 11 0 1 6 1 1 1 1 0 0 1 0 2 5 0 3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 5 801
220 1 683 1 196 640 249 276 198 194 247 79 73 63 186 75 39 79 33 51 25 27 28 17 20 16 11 9 8 8 3 3 14 1 3 0 6 3 7 2 5 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 7 419
375 2 878 1 134 1 018 381 407 476 362 487 78 79 217 77 99 37 55 57 64 45 42 62 16 16 14 10 3 6 5 54 6 13 2 3 0 4 7 2 2 1 5 1 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5 8 609
1 268 1 391 1 131 581 295 580 290 85 266 180 61 154 88 61 36 91 33 302 44 47 15 9 46 10 10 12 1 18 0 3 25 6 0 0 3 4 6 3 2 4 1 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 7 167
224 1 936 1 196 328 213 350 375 263 245 261 47 42 85 63 40 254 31 34 12 26 16 17 22 46 9 1 3 6 27 2 3 23 1 0 6 3 5 1 3 6 1 0 0 11 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 6 244
16 797 16 040 15 400 12 812 6 321 5 371 4 877 4 381 2 997 2 944 1 547 1 494 1 481 1 288 908 889 832 675 633 625 471 437 352 229 216 203 198 159 145 140 118 98 87 72 65 61 45 40 39 38 36 30 18 14 8 7 7 6 5 5 4 4 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 28 101 711
počet zjištěných taxonů
54
42
41
39
48
42
42
42
62
53
4.1.2.2. Charakteristika zjištěných taxonů Tabulka 11 uvádí všechny zaznamenané taxony s údajem o jejich době květu a typu opylení. Tučně vyznačené taxony jsou sledovány Pylovou informační službou. Tab. 11: Zjištěné taxony ovzduší města Humpolce s údajem o době květu a typu opylení – doba květu dle KUBÁT & al.(2002), typ opylení dle KLOTZ & al. (2002) – IN = entomogamie, WI = anemogamie, SE = autogamie, PK = pseudoklestogamie. Taxon Abies Acer Aesculus Alnus Ambrosia Apiaceae Artemisia Betula Brassicaceae Carduus typ Carpinus Caryophyllaceae Castanea Chenopodiaceae Cichoriaceae Cirsium Corylus Cupressaceae, Taxaceae Cyperaceae Fagopyrum Fagus Filipendula Fraxinus Hedera helix Hippophaë Humulus Impatiens Juglans Juncaceae Larix, Pseudotsuga Lotus typ
doba květu V V V II–IV VIII–X V–VIII VII–X IV, V III–X VI–VIII IV, V III–XI VI, VII V–X IV–VI VI–IX II–IV II, IV V, VI VI, VII IV, V IV–IX V IX, X III, IV V, VI VI–IX IV, V III–V IV, V VI–VIII
IN
typ opylení WI SE PK
taxon Matricaria typ Mercurialis Morus Phacelia tanacetifolia Picea Pinus Plantago Platanus Poaceae Populus Quercus Rosaceae Rubiaceae Rumex Salix Sambucus Sanguisorba officinalis Secale Sedum typ Senecio typ Silene typ Thalictrum Tilia Trifolium Triticum Tsuga Typha latifolia typ Ulmus Urticaceae Valerianella Veronica typ
doba květu VI–VIII IV, V V, VI V–IX IV–VI V V–IX V I–XII III, IV V III–V V–X V–VIII III, IV VI, VII VI, IX V, VI VI, VII I–XII V–IX V–VIII VI, VII V–X VI V VII, VIII III, IV VI–IX IV–VI V–VIII
IN
typ opylení WI SE PK
Podbarvením jsou v tabulce 11 zvýrazněny alergologicky významné taxony podrobněji charakterizované v následujícím textu (alergologické informace dle HRUBIŠKO & al. 2003; ŠPIČÁK & PANZNER 2004; NOVÁK & NOVÁKOVÁ 2010; RYBNÍČEK O. & al. 1997. Alergologicky významné dřeviny: Abies, čeleď Pinaceae Hlavní alergenní zástupci: Abies alba Alergologická významnost: málo významný rod Doplňující údaje: Velká množství pylových zrn ve vzduchu mohou vyvolat mechanické dráždění sliznic. 54
Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: zachycen pouze sporadicky (viz tab.10 a příl. 3) Aesculus, čeleď Aesculaceae Hlavní alergenní zástupci: Aesculus hippocastanum Alergologická významnost: málo významný rod Doplňující údaje: Alergenní je pouze při přítomnosti citlivé osoby poblíž kvetoucího jedince. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: zachycen pouze ojediněle (viz tab.10 a příl. 3) Alnus, čeleď Betulaceae Hlavní alergenní zástupci: Alnus glutinosa, Alnus incana Alergologická významnost: významný rod Doplňující údaje: V sv. Evropě patří k nejvýznamnějším alergenním rostlinám. Zkřížené reakce: Betula/Carpinus/Alnus Zjištěný výskyt pylu: jeden z nejhojnějších zaznamenávaných pylů v celém území, především v kvadrátu V (viz tab.10 a příl. 3) Betula, čeleď Betulaceae Hlavní alergenní zástupci: Betula pendula, Betula pubescens Alergologická významnost: velmi významný rod Doplňující údaje: Jedná se o náš nejvýznamnější jarní alergen. Pyl je malý a lehký, snadno se šíří dálkovým transportem. Při jižním větru začínají u pacientů často alergické potíže již týden až dva před vypuknutím sezóny. Alergie začíná od koncentrace 80 zrn.m–3. Ve vrcholu sezóny může být pylových zrn až 3000 m–3. Potíže u pacintů přetrvávají, dokud tato koncentrace neklesne pod 30 zrn.m–3. Zkřížené reakce: Alnus/Corylus/Carpinus/Quercus/Fagus/Sambucusnigra/Tilia/Salix/ Ulmus/Fraxinus/Acer/Populus tremula/Platanus/Artemisia vulgaris/Poaceae; potravinové alergeny – lískové ořechy, zelenina (celer, mrkev aj.), ovoce (plody Rosaceae); jed blanokřídlého hmyzu Zjištěný výskyt pylu: jeden z nejhojnějších zaznamenávaných pylů v celém území, náhlý nástup sezóny s maximem v polovině dubna (viz tab.10 a příl. 3) Carpinus, čeleď Corylaceae Hlavní alergenní zástupci: Carpinus betulus Alergologická významnost: středně významný rod Zkřížené reakce: Corylus/Alnus/Betula Zjištěný výskyt pylu: poměrně hojný jarní pyl v celém území (viz tab.10 a příl. 3) Corylus, čeleď Corylaceae Hlavní alergenní zástupci: Corylus avellana, Corylus colurna Alergologická významnost: významný rod Doplňující údaje: Lísky zahajují alergologův rok. Často vykvétají již při prvních lednových otepleních. Zkřížené reakce: Betula/Carpinus/Alnus Zjištěný výskyt pylu: první zaznamenaný pyl sledované sezóny, jeden z hojnějších pylů v celém území, především v sídelních kvadrátech R a V (viz tab.10 a příl. 3) 55
Fagus, čeleď Fagaceae Hlavní alergenní zástupci: Fagus sylvatica Alergologická významnost: málo významný rod Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: poměrně hojný jarní pyl s rovnoměrným rozložením v celém území (viz tab.10 a příl. 3) Fraxinus, čeleď Oleaceae Hlavní alergenní zástupci: Fraxinus excelsior Alergologická významnost: středně významný rod Zkřížené reakce: Oleaceae/Populus tremula/Acer/Ligustrum Zjištěný výskyt pylu: podobný předchozímu, ale méně hojný (viz tab.10 a příl. 3) Juglans, čeleď Juglandaceae Hlavní alergenní zástupci: Juglans regia, Juglans nigra Alergologická významnost: málo významný rod Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: zachycen především v místech pěstování v zahradách – kvadrát R (viz tab.10 a příl. 3) Larix, Pseudotsuga, čeleď Pinaceae Hlavní alergenní zástupci: Larix decidua, Pseudotsuga menziensii Alergologická významnost: Údaje chybí. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: zachycen především v místech pěstování taxonu v parcích a zahradách – kvadráty C a V (viz tab.10 a příl. 3) Picea, čeleď Pinaceae Hlavní alergenní zástupci: Picea abies, Picea pungens Alergologická významnost: málo významný rod Doplňující údaje: Velká množství pylových zrn ve vzduchu mohou vyvolat mechanické dráždění sliznic. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: jeden ze dvou nejhojnějších pylů celého území s maximem v zemědělském areálu (kvadrát Z), přímo sousedícím s rozsáhlými lesy na Orlíku (viz tab.10 a příl. 3) Pinus, čeleď Pinaceae Hlavní alergenní zástupci: Pinus sylvestris, Pinus nigra, Pinus mugo Alergologická významnost: málo významný rod Doplňující údaje: Velká množství pylových zrn ve vzduchu mohou vyvolat mechanické dráždění sliznic. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: jeden z nejhojnějších pylů, rovnoměrně rozložený v celém území (viz tab.10 a příl. 3) Platanus, čeleď Platanaceae Hlavní alergenní zástupci: Platanus occidentalis, Platanus orientalis, Platanus × hispanica Alergologická významnost: středně významný rod 56
Doplňující údaje: Alergologický význam vzrůstá při lokálním výskytu více jedinců na jedné lokalitě (např. v parku). Nepříjemné je mechanické dráždění chloupky, které platan uvolňuje ze svých listů a plodenství. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: zaznamenán pouze volumetrickým lapačem (viz tab.10) Populus, čeleď Salicaceae Hlavní alergenní zástupci: Populus tremula, Populus nigra, Populus alba Alergologická významnost: středně významný rod Doplňující údaje: Tzv. ,,alergie na topoly“ je ve skutečnosti alergií na současně vykvétající trávy. Silně alergenní pyly trav jsou ze vzduchu vychytávány chmýrem ze semen topolů. Společně jsou potom vdechovány a vznikající alergická reakce na alergeny trav je umocněna mechanickým rozrušováním sliznice osténky chmýru. Zkřížené reakce: Salix/Ulmus Zjištěný výskyt pylu: podobně jako Carpinus (viz tab.10 a příl. 3) Quercus, čeleď Fagaceae Hlavní alergenní zástupci: Quercus petraea, Quercus robur Alergologická významnost: středně významný rod Doplňující údaje: Jednici kvetoucí v zapojených porostech pýlí méně než jedinci okrajů lesních plášťů či solitéry ve městech. Zkřížené reakce: Fagus/Alnus/Betula/Corylus Zjištěný výskyt pylu: jeden z pěti nejhojnějších pylů sledovaného území (viz tab. 10) Salix, čeleď Salicaceae Hlavní alergenní zástupci: Salix caprea, Salix alba, Salix fragilis, Salix triandra aj. Alergologická významnost: středně významný rod Zkřížené reakce: Populus/Ulmus Zjištěný výskyt pylu: spíše v menší míře (entomogamní taxon) – viz tab.10 a příl. 3 Sambucus, čeleď Sambucaceae Hlavní alergenní zástupci: Sambucus nigra, Sambucus ebulus, Sambucus racemosa Alergologická významnost: středně významný rod Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: podobně jako Salix (viz tab.10 a příl. 3) Tilia, čeleď Tiliaceae Hlavní alergenní zástupci: Tilia cordata, Tilia platyphyllos Alergologická významnost: středně významný rod Doplňující údaje: Lípy mají těžký pyl, který špatně létá, tzn. že alergologický význam stoupá při výskytu alergického jedince v blízkosti kvetoucího stromu. Dráždivá je pro mnoho osob vůně uvolňovaná květy. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: spíše v menší míře (vzhledem k výše uvedené charakteristice) – – viz tab.10 a příl. 3
57
Alergologicky významné byliny: Ambrosia, čeleď Asteraceae Hlavní alergenní zástupci: Ambrosia artemisifolia, Ambrosia trifida Alergologická významnost: velmi významný rod Doplňující údaje: Lehká menší pylová zrna jsou dobře přenášena dálkovým transportem. Potíže pacientů začínají ještě před vypuknutím sezóny na našem území, a to v důsledku dálkového transportu pylových zrn při jv. větru z Maďarska (centrum výskytu taxonu v Evropě). Zkřížené reakce: Artemisia vulgaris/Solidago canadensis/Iva xanthifolia/Plantago lanceolata/Matricaria chamomila/melouny/banány Zjištěný výskyt pylu: zjištěna zřetelná závislost výskytu pylových zrn na směru větru (viz kap. 4.5) Artemisia, čeleď Asteraceae Hlavní alergenní zástupci: Artemisia vulgaris, Artemisia campestris, Artemisia absinthium Alergologická významnost: velmi významný rod Doplňující údaje: Koncentrace pelyňku ve výšce dospělého člověka je mnohonásobně vyšší, než udávají volumetrické lapače pylových služeb ve výšce od 10 do 20 metrů, tento poměr je přibližně 5× více zrn na úrovni ulice než na úrovni střechy. Zkřížené reakce: Leucanthemum vulgare s. l. /Matricaria chamomilla/Aster tripolium/ Helianthus annus/Solidago virgaurea/Taraxacum sect. Ruderalia /Ambrosia/Iva xanthiifolia/potravinové alergeny – zelenina (mrkev, celer aj.)/koření (např. libeček, kmín)/ slunečnicový olej Zjištěný výskyt pylu: zjištěna poměrně zřetelná závislost výskytu pylových zrn na směru větru (viz kap. 4.5) Brassicaceae Hlavní alergenní zástupci: Brassica napus, Cardaria draba, Thlaspi arvense, Capsella bursa-pastoris, Sisymbrium Alergologická významnost: málo významná čeleď Doplňující údaje: U různých zástupců čeledi brukvovité stoupá alergologická významnost při blízkém kontaktu rostlina a pacient. Brassica napus navíc dráždí svou omamnou vůní nejen alergiky. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: nepříliš hojný pyl s rovnoměrným rozložením (viz tab.10 a příl. 3) Chenopodiaceae Hlavní alergenní zástupci: Chenopodium, Atriplex, Beta, Amaranthus Alergologická významnost: Alergologický význam stoupá pří přímém kontaktu rostlina a pacient. Alergici by se měli vyvarovat konzumace pampeliškového medu. Zkřížené reakce: mezi druhy čeledě Zjištěný výskyt pylu: nepříliš hojný pyl s lokálním maximem výskytu v kvadrátu P (viz tab.10 a příl. 3) Cichoriaceae Hlavní alergenní zástupci: Taraxacum Alergologická významnost: málo významná čeleď
58
Doplňující údaje: U různých zástupců čeledi brukvovité stoupá alergologická významnost při blízkém kontaktu rostlina a pacient. Zkřížené reakce: mezi druhy čeledě Zjištěný výskyt pylu: sporadický výskyt (viz tab.10 a příl. 3) Plantago, čeleď Plantaginaceae Hlavní alergenní zástupci: Plantago major, Plantago lanceolata, Plantago media Alergologická významnost: středně významný rod Doplňující údaje: Určení přesné míry alergenity je obtížné v důsledku překrývání vegetační sezóny s čeledí Poaceae, která má velmi alergenní pyl. Zkřížené reakce: mezi zástupci této čeledě/Ambrosia/meloun Zjištěný výskyt pylu: poměrně hojný pyl s relativně rovnoměrným rozložením ve sledovaném území (viz tab.10 a příl. 3) Rumex, čeleď Polygonaceae Hlavní alergenní zástupci: Rumex acetosa, Rumex acetosella, Rumex obtusifolius, Rumex crispus Alergologická významnost: středně významný rod Doplňující údaje: Alergenitu je obtížné určit vzhledem k překryvu výkvětu s alergenní čeledí Poaceae. Zkřížené reakce: Údaje chybí. Zjištěný výskyt pylu: nepříliš hojný pyl s rovnoměrným rozložením (viz tab.10 a příl. 3) Urticaceae Hlavní alergenní zástupci: Urtica dioica, Urtica urens Alergologická významnost: středně významná čeleď Zkřížené reakce: Urtica/Parietaria Zjištěný výskyt pylu: nejhojnější taxon ve volumetrickém záchytu, náznak závislosti na směru větru (viz tab.10 a příl. 3) Alergologicky významné trávy: Poaceae Hlavní alergenní zástupci: Festuca, Dactylis, Bromus, Arrhenatherum, Poa, Melica, Secale, Triticum aj. Alergologická významnost: velmi významná čeleď Doplňující údaje: Dominantní alergen 50 % polinotiků u nás. Často se objevují též kontaktní alergie – vyrážky, ekzémy. Pylová zrna obilovin (Secale a Triticum) nelétají příliš daleko vzhledem ke své větší velikosti a jejich alergologická významnost je tedy spíše střední. Zkřížené reakce: mezi druhy čeledi Zjištěný výskyt pylu: jeden z velmi hojných pylů zájmového území (viz tab.10 a příl. 3)
59
4.2.
VÝSLEDKY VOLUMETRICKÉ METODY – ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA PYLOVÉ SEZÓNY ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ
Metodou volumetrickou bylo zaznamenáno celkem 54 919 pylových zrn 54 taxonů a 19 zrn neurčených (viz tab. 9 a 10). Získané údaje byly zpracovány do pylového kalendáře (viz obr. 22), v němž osa X představuje čas (týden sledování), osa Y je výčtem sledovaných druhů, seřazených podle data zjištěného týdenního maxima ve volumetrickém lapači (druhy tímto lapačem nezachycené jsou doplněny podle dat z lapačů gravimetrických), a barvou čtverečků je vyjádřen počet pylových zrn daného druhu v daném týdnu (viz leg. k obr. 22). Z pylového kalendáře pro volumetrický lapač (obr. 22) je patrné rozdělení pylové sezóny na jarní období s dominancí pylu dřevin, letní období s dominancí trav a pozdně letní/podzimní období s dominancí bylin. V jarním období roku 2011 měl v ovzduší města Humpolce nejvyšší zastoupení alergologicky významný pyl čeledi Corylaceae, konkrétně rody Corylus a Alnus, jež způsobují časně jarní polinózy, ke kterým příspíval i středně alergenní pyl rodu Populus a Fraxinus. Pyl zástupců čeledi Cupressaceae, Taxaceae se vyskytoval taktéž hojně, ale nejedná se o alergologicky významný pyl. Po tomto období je patrný nástup květního období alergologicky významného rodu Betula pendula a středně významného rodu Carpinus, jež jsou hlavními spouštěči jarních alergií na pyl. Po maximálním výskytu břízy (Betula pendula) nastoupilo maximum středně významného rodu Quercus, který udržuje jarní alergické potíže vyvolané břízou na vysoké úrovni, neboť s ní má zkříženou reakci. Vysoké zastoupení v pozdně jarním ovzduší města Humpolce měl pyl jehličnatých dřevin Picea a Pinus, které nejsou alergologicky moc významné, ale při hojném výskytu v ovzduší jejich pyl představuje riziko mechanického dráždění oční rohovky a sliznice nosohltanu. Od pozdního jara do podzimu, s maximem od května do července, se vyskytoval hojně pyl alergologicky významné čeledi Poaceae, jež je naším alergologicky nejvýznamnějším taxonem a hlavním původcem letních polinóz. Na počátku léta se k ní přidal pyl čeledi Urticaceae, spolu s pylem čeledi Chenopodiaceae a pylem rodu Plantago, jež se podílejí na pozdně letních alergických potížích, avšak konkrétně u zástupců čeledi Chenopodiaceae a rodu Plantago je alergologický vliv těžké posoudit, neboť se jejich květní období překrývá s dobou květu alergologicky velmi významných lipnicovitých. Podzimnímu období zpočátku vládl alergologicky velmi významný rod Artemisia, který byl později nahrazen velmi alergenním rodem Ambrosia. Za povšimnutí stojí druhé období výkvětu čeledí Cupressaceae a Taxaceae na přelomu září/říjen. 60
Obr. 22: Pylový kalendář sledované sezóny podle výsledků volumetrické metody (červeným písmem jsou zvýrazněny alergologicky významné taxony, charakterizované v kap. 4.1.2.2). 61
4.3.
POROVNÁNÍ METODY VOLUMETRICKÉ A GRAVIMETRICKÉ
Na stanovišti na střeše hasičské stanice bylo ve sledovaném období volumetrickou metodou zaznamenáno celkem 54 938 pylových zrn (viz tab. 9), metodou gravimetrickou bylo ve stejném období zachyceno 5 761 zrn.IX Z čistě kvantitativního hlediska tedy gravimetrický lapač na shodném stanovišti zachytil 10,5 % množství pylu zaznamenaného lapačem volumetrickým. Tento poměr je ale výrazně odlišný u jednotlivých skupin rostlin – pro dřeviny činí 14,4 %, pro byliny 2,7 % a pro trávyX 8,1 % (viz tab. 12). Tab. 12: Porovnání zachycených množství pylu základních skupin rostlin metodou volumetrickou a gravimetrickou. Lapač volumetrický (B) gravimetrický (H) poměr H/B
počty pylových zrn dřeviny byliny trávy 35 039 16 659 3 221 5 050 449 262 14,4 % 2,7 % 8,1 %
Volumetrický lapač tedy zachytil poměrově více pylových zrn trav, ale hlavně bylin (viz obr. 23), což souvisí především s jejich typem opylení, tzn. s následným obsahem pylových zrn ve vzduchu. Mnoho bylin je entomogamních, tudíž nevypouštějí do ovzduší tolik pylových zrn, aby mohly být zaznamenány staticky umístěným sklíčkem, ale volumetrickým lapačem, který aktivně nasává okolní vzduch a pomocí lopatek je směrován proti větru, jsou i přes nížší obsah ve vzduchu zaznamenány.
Obr. 23: Procentuální poměr pylových zrn hlavních skupin rostlin v pylovém dešti zachyceném dvěma typy lapačů na střeše hasičské stanice. IX
X
Od hodnoty v tab. 10 bylo v tomto případě pro správnost srovnání nutno odečíst 29 zrn 16. týdne sledování, kdy byl volumetrický lapač mimo provoz. Trávy jsou v celé práci míněny v širším smylu (používaném v alergoligii), zahrnujícím čeledi Poaceae, Juncaceae, Cyperaceae .
62
Následující grafy ukazují způsob opylení druhů zachycených volumetrickým lapačem (obr. 24), gravimetrickým lapačem (obr. 25) a způsob opylení druhů zachycených navíc volumetrickým lapačem oproti gravimetrickému (obr. 26).
Obr. 24: Rozdělení taxonů zaznamenaných volumetrickým lapačem (B) podle typů opylení.
Obr. 25: Rozdělení taxonů zaznamenaných gravimetrickým lapačem (H) podle typů opylení.
Obr. 26: Typ opylení taxonů zaznamenaných navíc volumetrickým lapačem (B) oproti lapači gravimetrickému (H). Nejčastějším typem šíření pylu zachyceného volumetrickým lapačem je anemogamie, spolu s kombinací anemogamie a entomogamie zaujímá 61 %. U gravimetrického lapače je poměr zachyceného pylu rostlin anemogamních vyšší, spolu s kombinací anemogamie/entomogamie
63
72 %. U taxonů zachycených navíc lapačem volumetrickým oproti gravimetrickému převládá opylení hmyzem (entomogamie). Z hlediska druhového spektra bylo v preparátech volumetrického lapače (B) determinováno 54 různých taxonů, ve srovnávacím gravimetrickém lapači (H) 42 taxonů (viz též tab. 10). Oproti gravimetrickému lapači zachytil volumetrický o 13 taxonů více, gravimetrický oproti volumetrickému 1 taxon navíc (viz tab. 13). Tab. 13: Porovnání druhových spekter pylů zachycených metodou volumetrickou (lapač B) a gravimetrickou (srovnávací lapač H). volumetrický lapač (B) gravimetrický lapač (H) Abies Acer Aesculus Alnus Ambrosia Apiaceae Artemisia Betula Brassicaceae Carduus typ Carpinus Caryophyllaceae Castanea Cichoriaceae Corylus Cupressaceae, Taxaceae Cyperaceae Fagopyrum Fagus Filipendula Fraxinus Hedera helix Humulus Chenopodiaceae Impatiens Juglans Juncaceae Larix, Pseudotsuga
volumetrický lapač (B) gravimetrický lapač (H) Lotus typ Matricaria typ Mercurialis Morus Phacelia tanacetifolia Picea Pinus Plantago Platanus Poaceae Populus Quercus Rosaceae Rubiaceae Rumex Salix Sambucus Sanguisorba officinalis Secale Senecio typ Silene typ Thalictrum Tilia Triticum Ulmus Urticaceae Veronica typ
Z porovnání obou metod jsou patrné určité rozdíly kvantitativní (počty zachycených pylových zrn), poměrové (různý podíl pylových zrn základních rostlinných skupin) či z hlediska typů opylení zachycených rostlin, ale časová a taxonomická informace o distribuci pylu v ovzduší, patrná z vytvořených pylových kalendářů, je u obou metod v základních rysech velmi podobná (srov. obr. 22 a příl. 2H).
4.4.
VÝSLEDKY GRAVIMETRICKÉ METODY – SEZÓNNÍ PYLOVÁ DYNAMIKA DÍLČÍCH SLEDOVANÝCH ÚZEMÍ
Gravimetrickou metodou bylo sledováno 6 dílčích kvadrátů zájmového území, reprezentujících části města jednak s jedním dominujícím typem zástavby (využití), jednak s dostatečně odlišnou 64
prostorovou pozicí v městském celku, tedy s možnou rozdílnou pylovou situací – historické centrum (C), zástavba rodinných domů (R), panelové sídliště (S), zemědělský areál (Z), průmyslová zóna (P) a vesnice Plačkov (V). Dohromady byl v ovzduší těchto šesti území zjištěn pyl 53 taxonů, přičemž nejvíce taxonů – 48 – bylo zaznamenáno v oblasti rodinných domů, nejméně – 39 – v oblasti panelového sídliště (viz tab. 10). Z hlediska počtu pylových zrn byl nejbohatším územím zemědělský areál (8 609), nejméně pylových zrn – 5 743 – bylo zaznamenáno v oblasti městského centra (viz tab. 9). Grafy v obr. 27 zachycují možný vztah aktuální flóry a zjištěných pylových spekter sledovaných kvadrátů, do detailu jednotlivých taxonů je tento vztah rozveden v tab. 14.
Obr. 27: Vztah místní flóry a zachyceného pylu ve sledovaných dílčích kvadrátech města.
65
Tab. 14: Vztah místní flóry a zachyceného pylu ve sledovaných dílčích kvadrátech města. Taxon C
S
kvadrát (lapač) R Z
P
V
Abies Acer Aesculus Alnus Ambrosia Apiaceae Artemisia Betula Brassicaceae Carduus typ Carpinus Caryophyllaceae Castanea Chenopodiaceae Cichoriaceae Cirsium Corylus Cupressaceae, Taxaceae Cyperaceae Fagopyrum Fagus Filipendula Fraxinus Hedera helix Hippophaë Humulus Impatiens Juglans Juncaceae Larix, Pseudotsuga Lotus typ Matricaria typ Mercurialis Morus Phacelia tanacetifolia Picea Pinus Plantago Platanus Poaceae Populus Quercus Rosaceae Rubiaceae Rumex Salix Sambucus Sanguisorba officinalis Secale Sedum typ Senecio typ Silene typ Thalictrum Tilia Trifolium Triticum Tsuga Typha latifolia typ Ulmus Urticaceae Valerianella Veronica typ
Vysvětlivky prokázaný výskyt pylu i fertilních jedinců taxonu v kvadrátu pouze výskyt pylu pouze výskyt rostliny bez zaznamenaného pylu absence pylu i rostliny
66
Největší shoda mezi zachyceným pylem a zjištěnými přítomnými fertilními jedinci taxonu se projevila v kvadrátu zástavby rodinných domů (viz obr. 27R). U ostatních území je poměr víceméně podobný – více než polovina zachyceného pylu má v oblasti sledování fertilní jedince daného taxonu, přispívající k pylovému obsahu vzdušného prostoru. Sezónní dynamiku jednotlivých druhů v hodnocených dílčích územích srovnávají pylové kalendáře taxonů v příl. 3, z nichž jsou patrné 3 základní skupiny taxonů: I.
výskyt pylu sporadický, bez možnosti vyvozování relevantních závěrů o případných závislostech a vztazích – Cyperaceae, Abies, Tsuga, Juncaceae, Cichoriaceae, Aesculus, Brassicaceae, Sedum typ, Valerianella, Matricaria typ, Castanea, Apiaceae, Tilia, Rubiaceae, Typha latifolia typ, Thalictrum, Cirsium, Senecio typ, Triticum, Humulus, Filipendula, Hedera helix, Impatiens, Trifolium;
II.
výskyt pylu víceméně rovnoměrný (lokálně široce nebo rovnoměrně rozšířený taxon, případně pyl ze vzdálenějších zdrojů) – Corylus, Populus, Ulmus, Fraxinus, Larix, Pseudotsuga, Carpinus, Salix, Fagus, Quercus, Acer, Rumex, Pinus, Secale, Poaceae, Plantago, Chenopodiaceae, Artemisia, Ambrosia;
III.
výskyt pylu s možnou lokální závislostí – Alnus, Cupressaceae, Taxaceae, Hippophaë, Betula, Morus, Picea, Rosaceae, Juglans, Sambucus, Urticaceae, Fagopyrum:
U rodu Alnus je viditelný vyšší výskyt v oblastech periferie – zemědělský areál (Z), průmyslová zóna (P) a vesnice Plačkov (V). V těchto územích je totiž soustředěn výskyt olše. V centru města nebyli na přístupných místech zjištěni jedinci tohoto rodu (viz tab. 14).
Z pylového kalendáře čeledí Cupressaceae, Taxaceae je patrný hojnější výskyt pylových zrn v místech jejich častého pěstování – historické centrum (C), rodinné domy (R) a zemědělský statek (Z).
Pyl rodu Hippophaë byl zaznamenán pouze v místě prokázaného výskytu jedinců tohoto druhu, ve vesnici Plačkov (V).
Betula sice celkovým charakterem výskytu náleží spíše ke skupině II., ale v kvadrátu Z, kde si maximum udržela celý měsíc, je ovzduší silně obohacováno pylem z rozsáhlých porostů dřevin v okolí zemědělského areálu s dominancí právě druhu Betula pendula.
Moruše (Morus) se ve vzduchu objevovala především v oblasti rodinných domů (R). Její výskyt jsem zde sice nepotvrdila, ale vzhledem ke zvýšenému počtu pylových zrn tohoto regionálně neobvyklého druhu je zde zřejmě pěstována. 67
Výskyt pylu rodu Picea byl v ovzduší všech území velmi hojný. Maximální zastoupení pylu této dřeviny je patrné v oblasti zemědělského areálu (Z), na kterou přímo navazují rozsáhlé smrkové lesy masivu Orlíku.
Výskyt pylu rodu Juglans byl především vázán na oblast rodinných domů (R), kde je často pěstován, podobně pyl jírovce (Aesculus) na město (C), kde je vysazen.
U čeledi Rosaceae je z grafů viditelný vyšší výskyt v oblasti průmyslové zóny (P), tato závislost je patrně ale pouze zdánlivá – v bezprostřední blízkosti, přibližně 10 metrů od lapače, se zde vyskytují dva jedinci druhu Prunus padus, kteří velmi pravděpodobně byli zdrojem vyššího obsahu pylových zrn Rosaceae ve vyhodnocovaných preparátech.
Pyl zástupců pylového typu Sedum se objevil v území rodinných domů (R), kde jsou rostliny často pěstovanými skalničkami.
Pylová zrna bezu (Sambucus) měla vyšší výskyt v oblasti vesnice Plačkov (V), kde jsou, oproti okolí, hojnější porosty ruderálních křovin s dominancí druhu Sambucus nigra.
Kopřivy (Urtica) patřící do čeledi Urticaceae jsou dominantními druhy ruderálních nitrofilních porostů (např. porostů svazu Arction lappae či asociace Tanaceto-Artemisietum vulgaris) hojně rozšířených v oblasti průmyslové zóny (P), v jejímž vzdušném prostoru byl právě zaznamenán nejhojnější výskyt pylových zrn čeledi Urticacaea.
Pyl pohanky (Fagopyrum) se jednorázově objevil v ovzduší vesnice Plačkov (V), neboť na okolních polích je pěstovanou pícninou.
Z kalendářů je také patrný náhlý nástup květu některých taxonů – Betula, Picea, Quercus, Rosaceae. Sledovaná dílčí území jsem porovnala z hlediska zastoupení pylu hlavních skupin rostlin – dřevin, trav a bylin. V ovzduší sledovaných území se nejvíce vyskytoval pyl dřevin, následoval pyl byliny a trav (obr. 28). Celkově nejvyšší počet pylových zrn dřevin se vyskytnul v oblasti zemědělského areálu, nejvyšší počet zaznamenaných pylových zrn trav a bylin se objevil v oblasti průmyslové zóny. Procentuální podíl obsahu pylu dřevin ve vzduchu sledovaných oblastí byl nejvyšší v historickém centru, poměrově k ostatním skupinám ho nejméně bylo zachyceno lapačem v oblasti průmyslové zóny (viz obr. 29). Procentuální podíl bylin a trav byl nevyšší v oblasti průmyslové zóny a nejnižší v histrockém centru.
68
Obr. 28: Porovnání počtů pylových zrn hlavních rostlinných skupin v pylovém dešti sledovaných kvadrátů.
Obr. 29: Porovnání procentuálních podílů pylových zrn hlavních rostlinných skupin v pylovém dešti sledovaných kvadrátů. Kvantitativní, časové a druhové informace o distribuci pylu v ovzduší jednotlivých kvadrátů shrnují pylové kalednáře (příl. řady 2), v základních rysech podobné nejen navzájem, ale i 69
pylovému kalendáři srovnávacího lapače H, umístěného oproti ostatním gravimetrickým lapačům ve zcela odlišné výšce (zvláště výsledky z prostoru hasičské stanice, tzn. lapače H, a centra města, tj. lapače C, jsou téměř totožné – viz tab. 9, tab. 10 a srov. příl. 2H a 2C).
4.5.
ZÁVISLOST VÝSKYTU PYLU NA SMĚRU VĚTRU
Vzhledem k zjištěným územním závislostem (viz kap. 4.4) a k výskytu pylu taxonů s předpokládaným dálkovým přenosem (Ambrosia) byla prověřena i možná závislost výskytu pylu ve vzdušném prostoru na směru větru. Na základě meteorologických dat poskytnutých Aeroklubem Havlíčkův Brod a převedených z primárních minutových intervalů do dvouhodinových průměrů (viz kap. 3.1.2) byla pro sledované období 25. února 2011 až 11. listopadu 2011 vytvořena větrná růžice zachycující četnost větrů z různých směrů (viz obr. 30; četnost je vyhlazena intervalem 11,25°).
Obr. 30: Větrná růžice (směrová četnost větrů) v zájmovém území (upraveno dle primárních dat meteostanice Aeroklubu Havlíčkův Brod). Současně byl z týchž dat vytvořen graf (obr. 31), prokazující, že směr větrů v zájmovém území nevykazoval, až na období říjen/listopad, ve sledované sezóně 2011 žádnou významnější časovou závislost. Dvouhodinové průměry směru větru byly následně přiřazeny k hodnotám výskytu pylů v odpovídajících vyhodnocovaných dvouhodinových intervalech volumetrického lapače (B) a
70
pro jednotlivé sledované taxony byly vytvořeny specifické větrné růžice zobrazující četnosti výskytu pylu v ovzduší při větrech různých směrů.
Obr. 31: Směry větru (dvouhodinové průměry) v průběhu sledovaného období (upraveno dle primárních dat meteostanice Aeroklubu Havlíčkův Brod). Za předpokladu rovnoměrného zastoupení taxonu ve sledovaném území nebo jeho okolí by se tedy větrná růžice tohoto taxonu měla svým tvarem podobat růžici směrů větru na obr. 30. Podobnou růžici bez viditelné směrové závislosti zde má např. rod Corylus (srov. obr. 32 a 30), pouze náznaky možných směrových závislostí se objevují u taxonů Betula (obr. 33, zřejmě přínos od SZ, z centra města, kde je velice hojná), čeledi Poaceae (obr. 34, přínos z luk a pastvin západně od Humpolce) a čeledi Urticaceae (obr. 35, významným zdrojem pylu je pravděpodobně průmyslová zóna v jz. části města).
Obr. 32: Větrná růžice výskytu pylu rodu Corylus.
Obr. 33: Větrná růžice výskytu pylu rodu Betula. 71
Obr. 34: Větrná růžice výskytu pylu čeledi Poaceae.
Obr. 35: Větrná růžice výskytu pylu čeledi Urticaceae.
Prokazatelnou směrovou závislost vykazuje např. rod Picea (obr. 36, zdrojem pylu jsou východně položené lesy masivu Orlíku – viz též obr. 41), Artemisia (obr. 37 a 40; porosty asociace Tanacto-Artemisietum vulgaris jsou dominantními porosty v průmyslové zóně jz. od stanoviště volumetrického lapače – viz kap. 2.3.5 a tab. 6) a především Ambrosia (obr. 38, dálkový transport při vých. směrech větru).
Obr. 36: Větrná růžice výskytu pylu rodu Picea.
Obr. 37: Větrná růžice výskytu pylu rodu Artemisia.
72
Obr. 38: Větrná růžice výskytu pylu rodu Ambrosia.
73
5.
DISKUSE A ZÁVĚR
5.1.
METODICKÉ PROBLÉMY
Vzhledem k výzkumu probíhajícímu v městském prostředí byl prvním metodickým problémem výběr vhodného místa pro umístění lapačů. Volumetrický lapač má sám o sobě předepsaná určitá pravidla pro umístění (viz kap. 3.2.1.2). Vzhledem k možnosti odcizení či poškození je třeba navíc vybrat místo, ke kterému nemá přístup veřejnost. Ve větších městech je možnost výběru pestřejší, než byla v menším Humpolci. Tentýž problém platil i pro umístění lapačů gravimetrických, kde je opět nutné dodržet určitá pravidla (viz. kap. 3.2.2.2) a také snížit možnost poškození, zničení nebo odcizení lapače a ztrátu týdenních výsledků, jak se v mém případě stalo hned první týden v oblasti dálnice. Původní představa byla umístit těchto šest lapačů do výšky, ve které dospělý člověk dýchá (1–2 m). Vzhledem k městskému prostředí musela být ale tato idea přizpůsobena aktuální situaci konkrétního čtverce. Lapače byly tedy umístěny co nejblíže této výškové hladině, ovšem mimo veřejnosti přístupná místa a s ohledem na okolní vegetaci (viz tab. 8 a obr. 8–13). Přesto bylo nutno ze závěrečného hodnocení vyřadit data z kvadrátů dálnice (D) a autokrosu (A), které se pro instalaci gravimetrických lapačů ukázaly jako zcela nevhodné (znehodnocování preparátů vlivy počasí a projíždějících automobilů – viz kap. 2.1). Metodickým problémem při hodnocení pylu byla a je nesjednocená problematika klasifikace taxonů do pylových typů. Pro určovaní pylu jsem využívala práce HYDE & ADAMS (1958), PUNT (1984), MOORE & al. (1991), REILLE (1992, 1995, 1998), SMITH (2000) a BEUG (2004). V každém z uvedených atlasů jsou určité rozdíly v klasifikaci pylových typů. Například MOORE & al. (1991) rozlišují pylové typy Urtica dioica, Urtica urens, Morus, Cannabis typ (kam patří Cannabis sativa a Humulus lupulus) a Parietaria. BEUG (2004) uvádí Cannabinaceae (Cannabis sativa, Humulus lupulus) a skupinu Urticaceae, Moraceae (Urtica dioica, Urtica urens, Morus nigra, Morus alba, Parietaria officinalis, Parietaria judaica); PUNT (1984) Humulus lupulus typ (Humulus lupulus, Canabis sativa), Morus alba typ (Morus alba, Morus nigra), Urtica dioica typ (Urtica dioica, Urtica urens, Parietaria officinalis, Parietaria judaica). Pro účely této práce jsem základní seznam taxonů v plném znění převzala od české Pylové informační služby (RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996), druhy určené navíc oproti tomuto seznamu jsou sjednoceny dle příručky BEUG (2004). Dalším problémem je nesjednocená alergologická významnost jednotlivých taxonů. Každá publikace uvádí trochu odlišné ohodnocení. Například pro rod Plantago, je v pulikaci SPIEKSMA & al. (1996) uvadeno: „senzibilizace pylem jitrocele se nevyskytuje často“. 74
Například pro rod Plantago je v publikaci HRUBIŠKO & al. (2003) uvedeno, že při průzkumu ve Slovenské republice nebyl pyl jitrocele shledán jako nevýznamný alergen. RYBNÍČEK O. & al. (1997) jej naopak, pro Českou republiku, uvádí jako středně významný rod. NOVÁK & NOVÁKOVÁ (2010) také jako středně významný rod. Pro účely této práce jsem vycházela z těchto publikací a snažila jsem se mezi jednotlivými údaji najít „střední hodnotu“ platnou pro území Čech. Alergologickou významnost pylů je obtížné určit nejen z důvodů náročnosti na výzkum (finanční, časová, velký vzorek populace), ale také z důvodu překrývání se květních období sledovaných druhů. Například právě rod Plantago kvete současně s alergologicky velmi významnou čeledí Poaceae (viz obr. 22).
5.2.
INTERPRETACE A DISKUSE VÝSLEDKŮ
5.2.1.
METODA VOLUMETRICKÁ
Metoda volumetrická podala základní časovou, kvantitativní a taxonomickou informaci o pylové situaci města Humpolce v roce 2011. Pomocí pylového kalendáře (obr. 22) bylo možno charakterizovat sezónu a rozdělit ji do tří základních období – jarního s dominancí pylů dřevin, letního s převahou pylů trav a pozdně letního až podzimního s výrazným uplatněním pylů bylin. Zaznamenané taxony ani zjištěné časové údaje jejich výskytů nijak nevybočují ze standardního pylového spektra monitorovacích stanic Pylové informační služby na území České republiky (RYBNÍČEK O. & al. 1997–2011) 5.2.2.
POROVNÁNÍ METODY GRAVIMETRICKÉ A VOLUMETRICKÉ
Stanoviště volumetrického lapače na střeše hasičské stanice bylo osazeno i srovnávacím lapačem gravimetrickým. Z čistě kvantitativního hlediska zachytila gravimetrická metoda na shodném stanovišti oproti metodě volumetrické přibližně 10 × méně pylu, přesněji 7 × méně pylu dřevin, 12 × méně pylu trav a až 37 × méně pylu bylin (viz tab. 12). Z uvedených čísel vyplývá i skutečnost, že gravimetrická metoda je méně citlivá k zachycení pylu travin a především bylin a její preparáty tedy obsahují poměrově více pylu dřevin než ostatních skupin rostlin. Tento fakt může vycházet jednak z přírodních podmínek oblasti – především přítomností a rozložení stromového a keřového patra, které se odráží v pylovém dešti daného území (HYDE 1959), jednak z typu opylení rostlin, tzn. z jejich pylové produkce a následného obsahu pylu v ovzduší. Dřeviny patří k hlavním pylovým producentům vzhledem k velkému množství květenství na jednom jedinci a velké pylové produkci prašníků (MOLINA 1996). To je patrné nejen na datech z Humpolce (viz tab. 10), tedy ze značně zalesněné části Českomoravské 75
vrchoviny, ale také z výsledků pozorování stanic české Pylové informační služby (RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996, 1997–2011) platných pro celou oblast České republiky, či z práce KASPRZYK (1999) z východního Polska. Byliny jako Chenopodiaceae, Urticaceae, Artemisia a trávy mají také obrovskou pylovou produkci (DYAKOWSKA 1959). Mezi bylinami a trávami se však objevuje více rostlin entomogamních, které do ovzduší uvolňují menší počty pylových zrn. Dohromady se tudíž v ovzduší jejich pyl nevyskytuje v tak hojném počtu, jako je tomu u dřevin. Pokud tedy srovnáme zachycené taxony oběma metodami z hlediska typu opylení, převládá u obou anemogamie, u metody gravimetrické je ale relativní podíl zachycených anemogamních rostlin oproti ostatním typům opylení vyšší než u metody volumetrické (obr. 24 a 25). Taxony zachycené metodou volumetrickou navíc oproti gravimetrické jsou potom převážně entomogamní (viz obr. 26). Entomogamní rostliny vypouštějí do vzduší daleko méně pylu než anemogamní (RYBNÍČKOVÁ & RYBNÍČEK K. in prep.), tudíž je větší pravděpodobnost, že budou aktivně nasány z ovzduší volumetrickým lapačem, natáčeným proti směru větru, než že se vyskytnou ve vzduchu uvnitř pasivního lapače gravimetrického, ale navíc ještě ulpí na sklíčku. Proto se u volumetrického lapače setkáme s relativně vyšším podílem zachycených bylin (převážně entomogamních) oproti dřevinám (převážně anemogamním) než u lapače gravimetrického. Dalším rozdílem obou metod je fakt, že při metodě gravimetrické jsou částečně nadhodnocována těžší pylová zrna, která rychleji sedimentují, a podhodnocována lehčí, která jsou větrem unášena dál (CHARPIN & al. 1974), při větší síle větru se počty zachycených lehkých pylových zrn dále snižují (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2004). Tuto závislost lze vysledovat i ve výsledcích mé práce. Např. u rodu Picea s většími a těžšími pylovými zrny bylo metodou gravimetrickou zachyceno 42,8 % zrn ve srovnání s volumetrickým lapačem na stejném stanovišti (viz tab. 14, sloupce B a H), podobně u rodu Tilia 30,9 %. U středně těžkých zrn rodu Corylus je tento poměr již pouze 18, 8 % a pro lehká zrna, např. čeledi Urticacea činí mizivých 1,6 %. Poměr účinnosti obou metod je také závislý na počtu pylových zrn taxonu v ovzduší. Pro demonstraci tohoto jevu byl vytvořen souborný graf závislosti procentuálního poměru gravimetr H/volumetr na počtu pylových zrn zaznamenaných volumetrickou metodou (viz obr. 39). V případě malého počtu pylových zrn taxonu v ovzduší jsou poměry hodnot obou metod velmi
kolísavé
(v některých
extrémních
případech
metoda
gravimetrická
metodu
volumetrickou dokonce překonává). Směrem k vyššímu počtu pylových zrn v ovzduší se 76
poměr gravimetr H/volumetr ustaluje kolem hodnoty 10 %, zjištěné jako základní poměr účinnosti obou metod (viz úvod této kapitoly).
Obr. 39: Závislost procentuálního poměru gravimetr H/volumetr na hojnosti pylu v ovzduší (počtu pylových zrn zachycených volumetrickou metodou). Předchozí výsledky a diskuse jsou pouze úvodem do této problematiky, pro poznání přesných a detailních vztahů obou průzkumných metod je třeba důkladného studia s denními intervaly záznamu gravimetrického lapače a se zaměřením na taxony, jejichž pyl se v ovzduší vyskytuje ve velkém množství (Corylus, Alnus, Picea, Pinus, Poaceae, aj.). Srovnání mých výsledků s jinými obdobnými studiemi (O´ROURKE 1990, STACH 2002, PIOTROWSKA & WERYSZKO-CHMIELEWSKA 2003, 2006, KISHIKAWA & al. 2009;) není vypovídající vzhledem k rozdílným postupům – různé typy volumetrických a gravimetrických lapačů, odlišné způsoby zpracování preparátu (často acetolýza), rozdílná plocha hodnocení, aj. Z porovnání obou metod jsou tedy patrné určité rozdíly kvantitativní, poměrové i taxonomické. Metoda volumetrická, vzhledem k možnosti zachycení většího množství pylu, podává detailnější
informaci
o
průběhu
pylové
sezóny,
avšak
základní
infomace
z alergologického hlediska (nejpodstatnějšího z pohledu této práce) – intervaly a maxima výskytu alergenních pylů – lze z pylového kalendáře metody gravimetrické poměrně spolehlivě stanovit také (srov. obr. 22 a příl. 2H). Vzhledem k malým zachytávaným množstvím pylu musí 77
ale gravimetrická metoda pracovat s delšími časovými intervaly, např. týden (jako v mé práci nebo např. v pracích Kasprzyk 1999 a PIOTROWSKA & WERYSZKO-CHMIELEWSKA 2003), zatímco metoda volumetrická poskytuje použitelnou informaci i pro časové intervaly v řádu hodin. 5.2.3.
METODA GRAVIMETRICKÁ
Gravimetrickou metodou byla ve vybraných kvadrátech města Humpolce sledována sezónní dynamika pylových taxonů a jejich vazba na lokální flóru. Celkově bylo gravimetrickými lapači ve sledovaných dílčích územích zazanamenáno 53 taxonů, nejméně – 39 taxonů – v oblasti panelového sídliště, nejvíce – 48 taxonů – v oblasti rodinných domů (viz tab. 10). HYDE (1959) pozoroval, že vegetační kryt ovlivňuje pylový déšť a největší množství pylových zrn jsou pozorována v příměstských a venkovských územích, kde je vegetační kryt hustší než v centru města. Tento fakt je viditelný i z výsledků uvedených v tabulce 9 a 10: počet pylových zrn stoupá od 5 743 v centru města po 8 609 v periferním zemědělském areálu. Ve všech sledovaných územích shodně dominovaly dřeviny, následovány byly bylinami, nejméně bylo zachyceno pylu trav. Procentuální podíl zachyceného pylu dřevin se pohyboval v rozmězí 80–90 %, na 70 % klesl pouze u průmyslové zóny, bohaté na ruderální bylinné porosty, tudíž na vysoký obsah jejich pylových zrn ve vzduchu, což je vidět i na dvojnásobném podílu zachycení bylin lapačem v této oblasti (21%) oproti jiným územím (do 10%). Srovnání vlastních výsledků s jinými pracemi je obtížné, vzhledem k použití rozdílných typů lapačů, odlišných postupů vytvoření preparátu, hodnocené plochy a přírodních podmínek sledovaných míst. Pro základní porovnání jsem vybrala podobnou práci KASPRZYK (1999) z východního Polska, která sledovala gravimetrickou metodou tři území. Gravimetrickými lapači byly kádinky s uvnitř umístěným savým papírem se směsí glycerinu a thymolu. Tyto lapače byly umístěny ve výšce 1,5 metru a měněny jednou za sedm dní. Pyl byl z papírků smyt a podroben acetolýze, hodnocená plocha měla 150 mm2. Citovaná práce zjistila ve třech sledovaných územích 53 taxonů, shodně jako v mém případě dominoval pyl dřevin (70–80 %), následují byliny (10–20 %) a trávy (okolo 10%). Velmi obtížné je v městském prostředí vztahovat výskyt pylu v ovzduší k vegetaci tohoto území. Ve volné krajině probíhají v současné době výzkumy, které pomáhají vytvořit matematické modely pro vztah pylového deště a lokální nebo regionální vegetace (SUGITA 2007A, 2007B, SOEPBOER & al. 2010). Podmínkou ovšem je detailní znalost vegetace do několika set metrů od sběrného místa pylu. V městském prostředí je tato podmínka často nesplnitelná – v kapitole 2.3 u charakteristik jednotlivých kvadrátů je uvedeno procento nepřístupné části, o jejímž vegetačním a floristickém stavu nelze získat přesné údaje. 78
Základní informaci o vztahu místní flóry a zjištěného pylu podává tabulka 14, z níž je patrné, že ve sledovaných kvadrátech je situace z tohoto hlediska velmi podobná, pouze v zástavbě rodinných domů je oproti jiným stanovištím vyšší vztah mezi výskytem bylin pěstovaných v zahrádkách a jejich pylu v ovzduší – Hedera helix, Impatiens, Humulus, Trifolium, Sedum typ, Matricaria typ. Výskyt uvedených pylů je ovšem sporadický, může se tedy jednat i o čistě náhodné zavátí z jiného území. Pro výzkum této problematiky by bylo nutné dlouhodobější sledování a podrobnější znalost nepřístupných soukromých pozemků. 5.2.4.
ZÁVISLOST VÝSKYTU PYLU NA SMĚRU VĚTRU
5.2.4.1. Zjištěné závislosti výskytu pylu na směru větru ve sledovaném území Volumetrický lapač podává základní aktuální informaci o pylové situaci určitého území – tato informace je časová, kvantitativní a taxonomická. Pro zjišťování lokálních nebo regionálních alergologicky významných problémů (v tomto případě možných zdrojů alergenních pylů ve sledovaném území) je třeba mít také informaci směrovou, tzn. informaci o případné závislosti výskytu pylu daného druhu na směru větru.
Obr. 40: Větrná růžice výskytu pylu rodu Artemisia promítnutá do pozice volumetrického lapače (žlutý bod) na ortofotomapě města Humpolce. Z kap. 4.5 vyplývá možná závislost tohoto typu pro taxony Betula, Poaceae, Urticaceae, Picea, Artemisia a Ambrosia. U rodů Picea a Artemisia je závislost poměrně zřetelná a lze 79
vysledovat i pravděpodobný zdroj pylu. V případě rodu Artemisia je z obr. 37 viditelná směrová závislost na JZ a Z směru větru, přičemž na JZ od lapače se v Humpolci nachází průmyslová zóna (viz obr. 40) s hojnými porosty asociace Tanaceto-Artemisietum vulgaris či svazu Arction lappae (OBSTOVÁ 2009) s dominancí právě rodu Artemisia. Pyl smrku (Picea) se častěji vyskytoval ve vzduchu při východním směru větru (obr 36). Důvodem je výskyt smrkových lesů na východ od města Humpolce, v ostatních směrech převažují pole (viz obr. 41). Problematika dalšího taxonu s jednoznačnou směrovou závislostí výskytu pylu – rodu Ambrosia (viz obr. 38) – je rozebrána níže v samostatné kapitole.
Obr. 41: Větrná růžice výskytu pylu rodu Picea promítnutá do pozice volumetrického lapače (žlutý bod) na ortofotomapě města Humpolce. U taxonů Betula, Poaceae a Urticaceae může jít o závislost zdánlivou, vyplývající z náhodné shody delšího období větrů z jednoho směru a doby květu uvedených taxonů (kontrolní graf směrů větru v průběhu sledovaného období ale podobnou významnější situaci v r. 2011 nedemonstroval – viz obr. 31). Podobně může naopak nastat stav, kdy v květním období sledovaného taxonu převažuje například severní vítr, ale na jihu je velký lokální zdroj daného taxonu, jehož pylový spad se v takovém případě v místě sledování neprojeví. Pro výzkum této problematiky je tedy nutné více než roční sledování.
80
Ambrosia, Artemisia a Betula jsou z hlediska alergologického velmi významnými rody, Urticaceae středně významnou čeledí, Picea je sice alergologicky málo významným rodem, avšak při vysoké koncentraci ve vzduchu způsobuje mechanické dráždění sliznic a oční rohovky. Směrovou informaci přiřazenou k datům z volumetrického lapače tedy shledávám jako velice užitečnou z hlediska alergologické prevence:
u lokálních a regionálních zdrojů je směrová informace využitelná k jejich vyhledání a případné eliminaci;
stanovení aktuálního směru větru umožňuje výrazně zpřesnit předpovědi o výskytu směrově závislých druhů přinášených dálkovým transportem (např. Ambrosia – více viz níže).
5.2.4.2. Ambrosia v České republice Ambrosia, zjištěná v nezanedbatelném množství i v pylovém spektru města Humpolce, je naším „novým alergenem“ a prozatím jí není v České republice věnována pozornost, kterou si vzhledem ke své alergologické významnosti a invaznímu chování zasluhuje. Alergologicky velmi významní jsou dva zástupci, Ambrosia artemisifolia a Ambrosia trifida. Rostliny patří do čeledi Asteraceae. Oba druhy jsou domácí v Severní Americe, kde jsou velmi významným alergenem (RYBNÍČEK O. 2004b). Rostou v teplém klimatu s dostatkem vláhy v letním období. Nejčastěji se s těmito rostlinami můžeme setkat na suchých polích, pastvinách, podél komunikací a na rumištních plochách. Ve střední Evropě se vyskytují do nadmořské výšky kolem 400 metrů, ve Francii však byla nalezena ve výškách až 1000 m n. m. (COUTURIER 1992). Mapka (viz obr. 42) ukazuje její přibližné rozšíření v České republice. Tato rostlina je anemogamní s vysokou produkcí trikolporátních pylových zrn (viz obr. 43).
Obr. 42: Výskyt rodu Ambrosia artemisifolia a Ambrosia trifida na našem území (podle Databanky flóry České republiky, data k 4. 5. 2012).
81
Riziko spojené s těmito rostlinami spočívá především v rozvoji alergie u osob bez atopické predispozice, alergie se často začíná objevovat u starších pacientů (RYBNÍČEK O. 2004b), tyto rostliny
mnohočetné
zkřížené
reakce
–
Artemisia
vulgaris/Solidago
canadensis/Iva
xanthifolia/Plantago lanceolata/Matricaria chamomila/melouny/banány (TEŘL & RYBNÍČEK O. 2006). Ambrosie je alergenem, který u nás roste pouze v malé míře, ale přesto zde způsobuje alergické potíže a to vlivem dálkového transportu z Maďarska. Přecitlivělost obyvatel Evropy na pyl ambrozie dlouhodobě narůstá – pozitivita alergologických testů na alergeny ambrozie u polinotiků je, především v oblastech s vysokým rozšířením tohoto taxonu, vysoká: přes 80 % v Maďarsku, 70 % v severní Itálii, 30–40 % oblasti Rhône ve Francii, okolo 30 % ve Vídni a v Praze. Některé země, jako například Maďarsko, Itálie či Francie, již zahajují opatření s cílem zastavit šíření této rostliny a likvidovat stávající populaci. Trend ve výskytu pylu ambrozie na našem území je mírně vzestupný a nedosahuje prozatím statistické významnosti.
Obr. 43: Pylové zrno rodu Ambrosia (Humpolec – hasičská stanice, zv. 400×, foto B. Obstová, mikroskop Olympus BX53, fotoaparát Olympus DP72). Ke konci 19. století byla Ambrosia v evropských muzeích a botanických zahradách vzácností. Počátek šíření ambrozie na evropský kontinet spadají do období po první světové válce. Lodě přivážely do přístavů v oblasti bývalé Jugoslávie obilí kontaminované semeny těchto rostlin. Ambrozie našla velice vhodné podmínky pro svůj růst a expanze mohla začít. Postupně se z různých zemí začaly objevovat zprávy o jejím pylovém výskytu v ovzduší – Francie, počátek 60. let (TOURAINE & al. 1965); Itálie, 1962 (BELLI & TOSCO 1962); Švýcarsko, počátek 70. let (LEUSCHNER 1978); Vídeň, 1976 (HORAK & al. 1981). Ve Vídni je od roku 1991 zaznamenáván nárůst počtu pylových zrn v ovzduší. Z dřívějších nočních záchytů se pyl začal objevovat v odpoledních hodinách, což značí postupné šíření ambrozie k Vídni, tudíž na sever z největšího evropského centra jejího výskytu – z Maďarska. Ambrozie se postupně šíří z východu na západ a 82
sever (JÄGER & LITSCHAUER 1988). Lze tedy očekávat zvýšení počtu těchto rostlin především na jižní Moravě. Rostlina si pomalu vytváří semennou banku v půdě, pak ale dojde k rychlému vzestupu výskytu rostlin a pylu v ovzduší. V současné době se ambrozie šíří podél hlavních dopravních tepen – silnic a především železnic (RYBNÍČEK O. 2004b). Ve městě Humpolci je jasně viditelná závislost výskytu pylu rodu Ambrosia na východním směru větru (obr. 38).
5.3.
PRAKTICKÉ VYUŽITÍ VÝSLEDKŮ VÝZKUMU PYLOVÉ SITUACE MĚSTSKÉHO OVZDUŠÍ
Stále rostoucí počet polinóz v naší populaci ukazuje na závažnost problému alergenních porostů v městském prostředí, a přesto je mu stále věnováno málo pozornosti. Již KOPECKÝ (1982) či RIEGER (1990) upozorňují na problematiku alergenity ruderálních porostů, alergologických problémů městského prostředí a navrhují určitá eliminační opatření. Od té doby uplynula řada let a stále zůstává spíše u psaného textu než praktické aplikace. Základní problém měst spočívá již v jejich vysoké hustotě osídlení, neboť přítomnost alergenního vegetačního krytu v tom případě zasáhne najednou rozsáhlou populaci. Z hlediska zmíněné alergenity vegetačního krytu se ve městech, zvláště na jejich periferiích
(sídliště,
průmyslové
zóny,
staveniště),
obvykle
setkáváme
s velkými,
neudržovanými plochami, osídlovanými ruderální vegetací, často s dominancí alergenů – – Artemisia, Chenopodiaceae, Plantago, Rumex, Urtica, v teplejších oblastech Ambrosia či Iva (RIEGER 1990). Dále se zde vyskytují nesekané trávníky (Poaceae) a nálety pionýrských dřevin, mezi kterými často dominuje alergologicky velmi významý druh Betula pendula. Z hlediska alergologického jsou tedy tyto oblasti velmi rizikové. Podobnou situaci jsem zaznamenala i v zájmovém území mé diplomové práce. Celý jihozápadní okraj města je tvořen rozsáhlou průmyslovou zónou s hojnými porosty asociace Tanaceto-Artemisietea vulgaris či svazu Arction lappae (OBSTOVÁ, 2009) s dominancí významných alergenů Artemisia a Urticaceae, s náletovými dřevinami s vysokým podílem Betula pendula, zvýšenou prašností a mechanickým znečištěním. Z hlediska alergologického se tato zóna jeví jako nejrizikovější oblast města Humpolce, ovlivňující i přilehlé sídelní partie. Zmíněné sídelní partie jsou navíc negativně ovlivňovány i porosty druhu Betula pendula, obecně oblíbeného pro dekorativní vzhled a rychlý růst, a ve městech často vysazovaného. Z hlediska alergologického je ovšem výsadba tohoto druhu jednou z nejhorších možných voleb, přesto se s ním v Humpolci setkáváme po celém území města. Zváště 83
nevhodný je výskyt bříz v okolí mateřské školky (viz obr. 44C) a v zahradě Léčebny tuberkulózy a plicních onemocnění (obr. 44D). Ve obou případech se ovšem jedná o vzrostlé stromy, tzn. pozůstatky porostů z dob, kdy alergie ještě nebyly takovým problémem. Často jsou také v městském prostředí vysazovány další nevhodné druhy – nepůvodní, které naptří do naší krajiny, nebo rostliny, které svou aromatickou vůní dráždí i osoby jinak nealergické (RIEGER 1989).
Obr. 44: Ukázka výskytu druhu Betula pendula v Humpolci: A – průmyslová zóna, B – centrum města, C – okolí mateřské školky, D – zahrada Léčebny tuberkulózy a plicních onemocnění V popsaném složitém městském prostředí bývá, až na výjimky jako např. Vídeň, pro sledování pylové situace využíván pouze jeden volumetrický lapač, poskytující podrobnou kvantitativní, časovou a taxonomickou informaci o pylové situaci města jako celku. Ovšem i v poměrně malém městě jako je Humpolec, se projevily jednak lokální odlišnosti v různých částech města, jednak závislosti výskytu některých pylů na směru větru, tj. na pozici zdroje lokálního nebo i 84
značně vzdáleného, přičemž lze očekávat, že ve velkých městech, zvláště těch s členitým reliéfem (např. Praha, Brno, Ústí nad Labem), budou tyto odlišnosti a závislosti podstatně výraznější. Při použití jednoho volumetrického lapače chybí informace směrová, ale právě směr větru bývá v případě vzniku některých alergií rozhodující (výskyt pylu rodu Ambrosia po dálkovém transportu jihovýchodními větry z Maďarska, zanášení pylu do sídelních partií z ruderalizovaných částí periferie, aj.). Jeví se tedy jako užitečné k volumetrickým lapačům umisťovat též meteorologickou stanici zaznamenávající směr větru. Lokální odlišnosti nelze ovšem zjistit jiným způsobem než sledováním města pomocí více lapačů. V případě lapačů volumetrických je ovšem problémem jejich vysoká cena, v případě lapačů gravimetrických chybějící standardizace metody. Z výsledků práce vyplývají pro městské prostředí následující doporučení, zohledňující alergologická hlediska:
omezit výsadbu alergenních dřevin – především alergenních rodů Betula, Corylus, Alnus, Populus, Carpinus;
omezit výsadbu dřevin s vonnými květy, které jsou schopné dráždit i ,,nealergika“ – Philadelphus, Sambucus, Syringa, Tilia;
nevysazovat tyto rizikové dřeviny především do míst s vyšší hustotou dětské populace, která je ke vzniku alergie nejnáchylnější – školky, školy apod.;
vysazovat dřeviny původní, obecně alergologicky méně významné – například Euonymus europaeus, Cornus mas, Sorbus aucuparia, Taxus baccata, Prunus spinosa, Salix caprea, Fagus sylvatica, Ulmus glabra, Acer platanoides, Acer pseudoplatanus aj. (některé z uvedených dřevin samozřejmě mohou vyvolat u cilivých jedinců alergie, ale z hlediska celé populace se jedná o nealergenní či alergologicky málo významné druhy);
pravidelně síct městské trávníky a odvážet posečenou trávu (v případě ponechání trávy na sečených plochách tráva vyschne a vítr vyfoukává pyl z vykvetlých klásků);
důsledně rekultivovat narušené plochy a navážky v okolí města;
změnit druhovou skladbu lesních monokultur (jehličnany sice nepatří k významným alergenům, ale jejich riziko spočívá ve velké proukci pylu, který mechanicky dráždí sliznici nosohltanu a oční rohovku a tím přispívá k horšímu průběhu alergií na pyl jiných současně kvetoucí druhů).
Pro aplikaci výše uvedených doporučení je ovšem nutná spolupráce botaniků, ekologů, alergologů a architektů v oblasti územního plánování a zajišťování funkcí města a okolní krajiny. 85
6.
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
BELLI E. & TOSCO U. 1962: Diffusione dei pollini delle piante anemofile nella zona di Torino in rapporto alle allergopatie. Folia Allergologica, 9 (5): 337–341. BEUG H. J. 2004: Leitfaden der Pollenbestimmung fur Mitteleuropa und angrenzende Gebiete. Pfeil, München. BJÖRKSTÉN F., SUONIEMI I. & KOSKI V. 1980: Neonatal birch pollen contact and subsequent allergy to birch pollen. Clin Allergy, 10: 585 – 591. BLACKLEY C.H. 1873: Experimental Researches on the Causes and Nature of Catarrhus Aestivus (Hay-Fever or Hay-Asthma). Dostupné z http://www.archive.org/stream/ experimentalres00blacgoog#page/n4/mode/2up, převzato 23. dubna 2012. BUJNOVÁ A. & VARGA L. 1988: Topolové semeno – nový alergen? - 5. kongres čsl. imunologů, Plzeň 1988. Imunologický zpravodaj, 3 (1): 195. BYSTROŇ J. 1997: Alergie. Mirago, Ostrava. COUTURIER P. 1992: Dispersion of ragweed in the Drome-Ardeche region. Allerg Immunol, Paris, 24 (1): 27–31. COX C.S. & WATHERS C.M. (EDS) 1995: Bioaerosols handbook. Lewis Publisher, Boca Raton. CULEK M. & al. 1996: Biogeografické členění České republiky. Enigma, Praha. CULEK M. & al. 2003: Biogeografické členění České republiky, II. díl. Enigma, Praha. ČECH L., ŠUMPICH J., ZABLOUDIL V. & al. 2002: Jihlavsko in MACKOVČIN P. & SEDLÁČEK M. (eds): Chráněná území ČR, svazek VII. Agentura ochrany přírody a krajiny ČR a EkoCentrum Brno, Praha. DAVIES R.R., DENNY M.J. & NEWTON L.M. 1963: A comparison between the summer and autumn air spores at London and Liverpool. Acta Allergologica, 18: 131–147. DOSTÁLEK J. & KOPECKÝ K. 1996: Ruderální flóra a vegetace nových sídlišť na území Prahy ve vztahu k pylovým alergiím: příklad z území Prahy 5. Alergie, aeroplankton, zeleň (Sborník prací). ČEÚ, 11–28. DURHAM O.C. 1947: A proposed Standard Method of Gravity Sampling, Counting, and Volumetric Interpolation of results. Journal of Allergy, 17 (2): 79–86. DYAKOWSKA J. 1959: Podrecznik Palynologii. Wydawnictwo Geologiczne, Warsaw 1959. EMBERLIN J. 1997: Grass tree and weed pollens in KAY A.B. (ed.): Allergy and allergic diseases.Oxford, Blackwell, 2: 845–857. ERIKSSON N.E. & al. 1987: Flowers and other trigger factors in asthma and rhinitis – an inquiry study. Allergy, 42: 374. 86
ESCH R.E. 1999: Grass Pollen Allergens. Allergens and Allergen Imunotherapy. Marcel Dekker Inc., New York, 103–120. FRANKLAND A.W. 1991: Aerobiology in medicine. Grana, 30 (1): 19–23. HEJNÝ S. & SLAVÍK B. (EDS) 1997: Květena České republiky 1. Academia, Praha. HORAK F., JÄGER S. & TÜRK R. 1981: Ragweed Pollen Allergy in Austria. New Trends in Allergy. Springer Verlag, 175–177. HRUBIŠKO M. & AL. 2003: Alergológia. Osveta, Martin. HYDE H.A. & ADAMS K.F. 1958: An atlas of airborne pollen grains. Macmillan, London. HYDE H.A. 1959: Atmospheric pollen in relation to land use. Nature, 183: 1694–1695. CHARPIN J., SURINYACH R. & FRANKLAND A.W. 1974: Atlas Européen des pollens alergisants – Atlas of European allergenic pollens. Sandoz Édition, Paris. CHOCHOLOUŠKOVÁ Z. 2007: Propojení geografických a geobotanických metod při mapování flóry a vegetace velkých městských aglomerací na příkladu Plzně. Miscellanea Geographica, 13: 113–118. ISHIZAKA K., ISHIZAKA T. & HORNBROOK M.M. 1966: Physico-chemical properties of human reaginic antibody. IV. Presence of a unique immunoglobulin as a carrier of reaginic activity. J. Immunol, 97 (1): 75–85. JÄGER S. & al. 1995: Recommendations for methodology for routinely monitoring of airborne pollen. Dostupné z http://www.polleninfo.org/upload/images/original/618.pdf, 15. dubna 2012. JÄGER S. & LITSCHAUER R. 1998: Ragweed (Ambrosia) in Austria. Satellite Symposium Proceedings: Ragweed in Europe, 6th ICA on Aerobiology, Perugia, Italy. ALK-Abelló, Hørsholm, 22–26. JOHANSSON S.G.O. 1997: Discovery and development of IgE assays. Clinical & Experimental Allergy, 27: 60–63. JURKO A. 1990: Pelové alergeny v našej flóre a vegetácii. Naše liečivé rastliny, Bratislava, 27 (2): 36–45. KASPRZYK I. 1999: Comparative analyses of pollen fall at three sites in southeastern Poland. Ann Agris Environ Med, 6: 73–79. KASPRZYK I. 2006: Comparative study of seasonal and intradiurnal variation of airborne herbaceous pollen in urban and rural areas. Aerobiologia, 22 (3): 185–195. KHATTAB A. & LEVETIN E. 2008: Preliminary studies on the effect of the Burkard alternate orifice on airborne fungal spore concentrations. Aerobiologia, 24 (3): 165–171.
87
KISHIKAWA R. & al. 2009: Japanese Cedar Airborne Pollen Monitoring by Durham’s and Burkard Samplers in Japan – Estimation of the Usefulness of Durham’s Sampler on Japanese Cedar Pollinosis. Global Environmental Research, 13: 55–62. KITTNAR O. & al. 2011: Lékařská fyziologie. Grada Publishing, a.s., Praha. KLEINHAMPLOVÁ J. 1988: Změny v klinickém obraze polinosy v naší spádové oblasti - 5. kongres čsl. imunologů, Plzeň 1988. Imunologický zpravodaj (Souhrny), 3 (1): 157. KLOTZ S., KÜHN I. & DURKA W. (eds) 2002: BIOLFLOR – Eine Datenbank zu biologischökologischen
Merkmalen
der
Gefäßpflanzen
in
Deutschland.
Schriftenreihe
für
Vegetationskunde 38. Bundesamt für Naturschutz, Bonn. KNOX R. B. 1979: Pollen and Allergy. Edward Arnold Limited, London. KOPECKÝ K. 1982: Pylové alergie a změny vegetace v okolí měst. Vesmír, Praha, 61 (8): 232– 233. KOPECKÝ K. 1983: Poznámky ke změnám vegetace ve vztahu k alergickým onemocněním dýchacích cest na příkladu jihozápadní části Prahy. Preslia, Praha, 55: 149–163. KOPECKÝ K., JEHLÍK V. & SLAVÍK B. 1986: Alergie a šířící se plevele. Vesmír, Praha, 65: 327–330. KOPECKÝ K. & HEJNÝ S. 1992: Ruderální společenstva bylin České republiky. Stud. Českoslov. Akad. Věd. Academia, Praha. KUBÁT K., HROUDA L., CHRTEK J. jun., KAPLAN Z., KIRSCHNER J. & ŠTĚPÁNEK J. (eds) 2002: Klíč ke květeně České republiky. Academia, Praha. KUČA K. 1997: Města a městečka v Čechách, na Moravě a ve Slezsku II. (H-Kol). Libri, Praha. LACEY M.E. & WEST J.S. 2006: The Air Spora: A Manual for Catching and Identifying Airborne Biological Particles. Springer, Dordrecht. LAUTERETOVÁ M. 1962: Nebezpečné rostliny. SZN, Praha. LEUSCHNER R.M. 1978: Registrierte Luftpollen von Ambrosia L. Als Hinweis auf ein Vorkommen dieser Adventivpflanzen. Bauhinia, 6: 265–271. MIKYŠKA R. (red.) 1970: Vegetace ČSSR, řada A, sv. 2. Geobotanická mapa ČSSR 1 : 200 000 1. České země, list M-33-XXII Jihlava. Academia, Praha. MÍSAŘ Z. & al. 1983: Geologie ČSSR I. Český masiv. SPN, Praha. MOLINA R.T., RODRIGUEZ A.M., PALACIOS I.S. & LOPEZ F.G. 1996: Pollen production in anemophilous trees. Grana, 35: 38–46. MOORE P.D., WEBB J.A. & COLLINSON M.E. 1991: Pollen analysis. Blackwell Science Inc., Oxford. MUŠÁLKOVÁ J. 2008: Pylová sbírka vybraných pylových typů květeny České republiky. Bakalářská práce. Ústav botaniky a zoologie, Masarykova univerzita, Brno. 88
NOUZA K. & JOHN C. 1987: Imunologie zdraví a nemoci. Avicenum, Praha. NOVÁK J. & NOVÁKOVÁ H. 2010: Alergenní rostliny. Knižní klub, Praha. OBSTOVÁ B. 2009: Srovnání flóry v různých typech zástavby v městě Humpolci a blízkém okolí. Bakalářská práce. Ústav botaniky a zoologie, Masarykova univerzita, Brno. OPRAVIL E. 1980: Z historie synantropní vegetace I.–IV. Živa 28: 4–5, 53–55, 88–90, 130–131, 167–168, 206–207. O'ROURKE M.K. 1990: Comparative pollen calendars from Tucson, Arizona: Durham vs. Burkard samplers. Aerobiologia, 6 (2): 136–140. PAWANKAR R. & al. 2011: WAO White Book on Allergy 2011–2012: Executive Summary. World Allergy Organization. PEARSON D., FREED D. & TAYLOR G. 1977: Respiratory allergy and month of birth. Clin Allergy, 7: 29–33. PETRŮ V & al. 1994: Alergie u dětí. Grada Avicenum, Praha. PIOTROWSKA K. & WERYSZKO-CHMIELEWSKA E. 2003: Pollen count of selected taxa in the atmosphere of Lublin using two monitoring methods. Ann Angrig Environ Med, 10: 79–85. PIOTROWSKA K. & WERYSZKO-CHMIELEWSKA E. 2006: Ambrosia pollen in the air of Lublin, Poland. Aerobiologia, 22: 151–158. PORTIER P. & RICHET C. 1902: De L'action anaphylactique de certain venins. CR Soc Biol, Paris, 54: 170. PUNT W. & CLARKE G.C.S. (eds) 1984: The Northwest European Pollen Flora, IV. Elsevier, Amsterdam. PYŠEK P. 1996: Synantropní vegetace. Vysoká škola báňská – Technická univerzita, Ostrava. QUITT E. 1971: Klimatické oblasti Československa. Studia Geographica, 16: 7–73. REILLE M. 1992: Pollen et spores d´Europe et d´Afrique du nord. Laboratorie de Botanique historique et palynologie, Marseille. REILLE M. 1995: Pollen et spores d´Europe et d´Afrique du nord – supplement 1. Laboratorie de Botanique historique et palynologie, Marseille. REILLE M. 1998: Pollen et spores d´Europe et d´Afrique du nord – supplement 2. Laboratorie de Botanique historique et palynologie, Marseille. RIEGER M. & KUBÁTOVÁ A. 1996: Alergologicky významné mikcomycety v našem životním prostředí. Alergie, aeroplankton, zeleň. Český ekologický ústav, Praha, 59–69. RIEGER M. 1989: Alergologické ohodnocení dřevin používaných do výsadeb v obytných zonách měst, hlavní druhy alergizujících dřevin a bylin. Ms./depon. in ÚHA Praha. 89
RIEGER M. 1990: Pylové alergie a narušené životní prostředí v okolí sídlištních aglomerací in Stopové prvky a toxické látky v životním prostředí. Dům techniky ČS VTS, Ústí nad Labem, 197–208. RODRÍGUEZ-RAJO F.J. & al. 2010: Assesment between pollen seasons in areas with diiferent urbanization level related to local vegetation sources and differences in allergen exposure. Aerobiologia, 26 (1): 1–14. RYBNÍČEK O. 2000: Kdy začíná pylová sezona. Alergie, astma, bronchitida. TIGIS, Praha, 7 (1): 13. RYBNÍČEK O. 2004a: Pylová alergie. Remedia, 1: 56–68. RYBNÍČEK O. 2004b: Ambrozie – nový alergen v České republice. Disertační práce. Lékařská fakulta, Masarykova universita, Brno. RYBNÍČEK O. & al. 1994–1996: Česká a slovenská pylová informační služba – Výroční zpráva (Czech and Slovak Pollen information service – Annual report). II. dětská interní klinika Brno. RYBNÍČEK O. & al. 1997–2011: Výroční zpráva PIS. PIS – Annual Report. II. dětská interní klinika DN FN Brno a ČSAKI, Brno. RYBNÍČEK O. & al. 2000: Ragweed pollen and ragweed allergy in the Czech Republic. Allergy Clin Immunol Internatl, 2: 77–78. RYBNÍČEK O. & JÄGER S. 2001: Ambrosia (Ragweed) in Europe. Allergy Clin Immunol International ,13(2): 60–66. RYBNÍČEK O. & RYBNÍČEK K. 2000: Pyly a prostředí velkých měst. Bulletin SAAD-Sdružení pro alergické a astmatické děti. LF MU, Brno, 2: 3. RYBNÍČEK O. & RYBNÍČKOVÁ E. 2000: Travička zelená ... Alergie, astma, bronchitida. TIGIS, Praha. 7 (2): 10–11. RYBNÍČEK O., RYBNÍČEK K. & RYBNÍČKOVÁ E. 1997: Miniatlas pylových alergenů. Městská hygienická stanice Brno, Brno. RYBNÍČKOVÁ E. & RYBNÍČEK K. in prep.: Základy paleoekologie a paleogeobotaniky. SARJEANT W.A.S. 2002: As chimney-sweeps, come to dust a history of palynology to 1970 In Oldroyd D. R.: The earth inside and out: some major contributions to geology in the twentieth century. Geological Society, London, Special Publication 192: 273–327. SCHMIEDBERGEROVÁ R. 2006: Eczema atopicum. Med. Pro Praxi, Praha, 1: 37–42. SMITH E.G. 2000: Sampling and identifying allergenic pollens and molds. Blewstone press, San Antonio.
90
SOEPBOER W., SUGITA S. & LOTTNER A.F. 2010: Regional vegetation-cover changes on the Swiss Plateau during the past two millennia: A pollen-based reconstruction using the REVEALS model. Quarternary Science Reviews, 29: 472–483. SPIEKSMA F.TH. & al. 1996: Pylový atlas Evropy. UCB Pharma, s.r.o., Praha. SPIEKSMA F.TH. & al. 2003: Quantitative trends in annual totals of five common airborne pollen types (Betula, Quercus, Poaceae, Urtica, and Artemisia), at five pollen-monitoring stations in western Europe. Aerobiologia 2003, 19 (3–4): 171–184. SPIEKSMA F.TH., CHARPIN H., NOLARD N. & STIX E. 1980: City spore concentrations in the European Economic Community (EEC) IV. Summer weed pollen (Rumex, Plantago, Chenopodiaceae, Artemisia), 1976 and 1977. Clinical & Experimental Allergy 10 (3): 319–329. STACH A. 2002: Pylek róslin w aeroplanktonie Poznania w latach 1994–1997 ze szczególnym uwzglednieniem pylku róstlin taksonów alergogennych. Praca doktorska. Instytut Botaniki, Uniwersytet Jagelolonski, Krakow. SUGITA S. 2007a: POLLSCAPE Model in Scott A.E. (ed.) Encyclopedia of quaternary science. Elsevier, Oxford. SUGITA S. 2007b: Theory of quantitative recontruction of vegetation I: pollen from large sites REVEALS regional vegetation composition. Holocene, 17: 229–241. SVITAVSKÁ-SVOBODOVÁ H. & al. 2007: Pylový monitoring Šumavy 1996–2006. Aktuality šumavského výzkumu III – sborník konference. Správa NP a CHKO Šumava. ŠPIČÁK V. & PANZNER P. (eds) 2004: Alergologie. Galén, Praha. TEŘL M. & RYBNÍČEK O. 2006: Asthma bronchiale v příčinách a klimatických obrazech. Geum, Praha. TOURAINE R., CORNILLON J. & POUMEYROL B. 1965: Allergy to Ambrosia pollen in the Lyon region. Rev Fr Allergol, 5 (2):82–94. UNAR J. 1992: Komentovaný pylový kalendář pro alergology a alergiky. Krajská hygienická stanice v Brně, Brno. ZLÍNSKÁ J. 1994: Hodnotenie vegetácie Bratislavy z pohladu fytoalergénov. Daphne 1/94, Bratislava.
91
