Topol černý (Populus nigra L.) je jedním z klíčových druhů dřevin lužních ekosystémů střední Evropy, kde plní významné stabilizační a ekologické funkce. Navzdory svému ekologickému významu však v současnosti patří mezi ohrožené a ustupující druhy. Zároveň představuje perspektivní náhradní dřevinu za olše, jilmy a jasany, jejichž populace jsou v posledních letech decimovány invazními patogeny.
Změny ve využívání krajiny a hydrologického režimu vedou k fragmentaci a zmenšování populací topolu černého, což omezuje genový tok a zvyšuje míru příbuzenského křížení. Malé a izolované populace následně čelí genetickému driftu a inbrední depresi. Současně může docházet ke křížení topolu černého s nepůvodními topoly, především s topolem kanadským (P. × canadensis Moench), což vede k introgresní hybridizaci. Tyto procesy urychlují genetickou erozi druhu a představují významné riziko pro dlouhodobé zachování jeho genetické diverzity.
Problematika topolu černého byla řešena ve Výzkumném ústavu pro krajinu, v. v. i. (VÚK, v. v. i.) ve spolupráci s partnery Lesoškolky s. r. o. a Povodí Vltavy, s. p. v projektu QK22010142 – Záchrana populace topolu černého a jeho využití ve vodohospodářství a lesnictví – realizovaného v letech 2022–2025, financovaného Národní agenturou pro zemědělský výzkum Ministerstva zemědělství ČR v rámci programu ZEMĚ.
Cílem projektu bylo systematicky vyhledat zbytkové populace topolu černého na území České republiky, identifikovat geneticky cenné jedince, ověřit jejich druhovou čistotu prostřednictvím molekulárně-genetických analýz a zajistit jejich uchování ex situ. Současně byly vyvinuty metodické postupy pro genetickou identifikaci topolu černého a pro jeho reintrodukci do břehových porostů a lužních lesů. Získané výsledky mohou přispět k jeho samostatnému a dlouhodobému přežívání v krajině, přičemž jejich praktický význam byl potvrzen na závěrečném odborném workshopu (Štochlová et al. 2025a).
Genetická identifikace
Častá záměna topolu černého s topolem kanadským představuje významný problém, který se promítá i do údajů o výskytu druhu v odborných databázích. Vzhledem ke snadné křižitelnosti s jinými druhy topolů dochází ke vzniku hybridů, u nichž se mohou projevit znaky obou rodičů a nelze tak spolehlivě topol černý určit pomocí morfologických znaků (Novotná et al. 2025a). Problematice genetické identifikace byl na webu ČTPRB již věnován samostatný publikovaný příspěvek (Štochlová 2024).
Pro odlišení hybridních jedinců lze využít fragmentační analýzu osmi molekulárních markerů uspořádaných ve dvou multiplexových systémech (Podrábská et al. 2024). Molekulárně-genetická analýza tak představuje účinný nástroj pro efektivní monitoring genetické čistoty populací. Metodika nachází uplatnění zejména při výběru vhodného reprodukčního materiálu, plánování revitalizací vodních toků, i obnově a péči o stávající zbytkové populace topolu černého.
Genetická diverzita
Na základě experimentu studujícího procesy v malých populacích topolu černého byly hodnoceny vlastnosti potomstev (charakteristiky klíčivosti semen, růstové charakteristiky a zdravotní stav semenáčů) získaných z mateřských stromů pocházejících až ze tří stupňů inbrídinku a třech typů křížení (příbuzenské, nepříbuzenské, volné sprášení). Inbrední deprese byla průkazná u většiny sledovaných charakteristik napříč jednotlivými roky pozorování. Rodičovská analýza semenáčků z volného sprášení ukázala, že 49 % jedinců pocházelo ze samovolného příbuzenského křížení. Zároveň bylo zjištěno, že 66 % opylení probíhalo do vzdálenosti 100 m od mateřského stromu (Novotná et al., v recenzním řízení). Tyto výsledky potvrzují vysokou zranitelnost malých a izolovaných populací a zdůrazňují potřebu aktivního managementu genetické diverzity.
Pro potřeby ochrany genetických zdrojů byla vytvořena rozsáhlá databáze obsahující informace o téměř 1200 topolech černých zaevidovaných na území České republiky. Zahrnuje detailní popisné, dendrometrické a ekologické charakteristiky jednotlivých hodnocených stromů, včetně údajů o lokalizaci, růstových a tvarových parametrech, typech stanoviště a potenciálu jejich využití. Součástí databáze jsou rovněž údaje o jedincích, u nichž byla provedena analýza DNA, nebo které jsou vysazeny v klonovém archivu VÚK, v. v. i. (Novotná et al. 2025b). Nejvyšší výskyt topolů černých byl zaznamenán v teplých nížinných oblastech v nivních polohách řek Labe, Moravy, Ohře či Odry.
Na ochranu nejcennějších genotypů navazuje založení klonového archivu, kde je uchováno 76 vybraných, vegetativně namnožených genotypů topolu černého reprezentujících genetickou diverzitu napříč územím ČR (Štochlová et al. 2025b). Archiv představuje důležitý nástroj ex situ ochrany a současně slouží jako zdroj kvalitního rostlinného materiálu pro další výsadby i pro šlechtitelské a výzkumné aktivity.
Obnova populací
Na základě analýzy vybraných abiotických faktorů (klimatických podmínek a složení půd) byla vytvořena mapa vhodnosti území pro reintrodukci druhu, která rozděluje území ČR do pěti kategorií. Výsledná mapa odráží přirozený gradient vhodnosti, od výborné vhodnosti v lužních lesích a údolních nivách přes velmi dobrá území širšího okolí vodních toků (včetně oblasti jižní Moravy) až po méně vhodná a nevhodná území vyšších a svažitějších poloh vrchovin a hornatin (Zýka et al. 2025).
Informace o výskytu zaevidovaných stromů i vhodnosti stanovišť pro reintrodukci druhu jsou dostupné prostřednictvím mapovém portálu VÚK, v. v. i. (Geoportál VÚK 2026) a publikované mapy (Zýka et al. 2025). Tento nástroj umožňuje cíleně směřovat obnovu druhu do lokalit s vysokým reálným potenciálem pro jeho dlouhodobé přežívání a přirozenou obnovu.
Získané poznatky byly využity při zpracování Metodiky reintrodukce topolu černého do břehových porostů a lužních lesů. Metodika podrobně popisuje jednotlivé kroky vedoucí k zajištění dlouhodobé a udržitelné existence jeho výsadeb. Zaměřuje se na teoretické základy dané problematiky, výběr geneticky i morfologicky vhodného výsadbového materiálu, volbu stanoviště, technologii vlastní výsadby i následný management péče o jeho porosty podél vodních toků a zároveň zohledňuje platnou legislativu ČR (Štochlová et al. 2025c). Vytvořený postup lze využít v praxi při obnově, posilování a propojování stávajících zbytkových populací topolu černého v české krajině.
Biotechnologie jako nástroj při ochraně biodiverzity
Projekt QK22010142 ukazuje, že moderní biotechnologické přístupy, zejména molekulární genetika, mohou sehrát klíčovou roli při ochraně ohrožených druhů rostlin. Hlavním přínosem není pouze samotný vývoj analytických nástrojů, ale jejich integrace do komplexního systému péče o druh, od genetické identifikace jedinců přes výběr genetických zdrojů až po plánování reintrodukcí.
Tento přístup představuje efektivní model propojení biotechnologií s aplikovaným výzkumem v krajině a může sloužit jako inspirace také pro ochranu dalších geneticky ohrožených druhů.
Podrobné informace o projektu, včetně metodik, odborných publikací a dalších výstupů, jsou dostupné na webových stránkách projektu: https://vuk.gov.cz/project/zachrana-populace-topolu-cerneho-a-jeho-vyuziti-ve-vodohospodarstvi-a-lesnictvi/
Autor: Ing. Kateřina Novotná, Ph. D.
Výzkumný ústav pro krajinu, v. v. i.
Citace výše zmiňovaných výsledků projektu:
Geoportál VÚK: Vizualizace databáze výskytu topolu černého a mapa vhodnosti území pro jeho reintrodukci (2026). Online. Dostupné z: https://agp.vukoz.cz/arcgis/apps/experiencebuilder/experience/?id=67fce91b69834b1f9d639c671cc034f0
Novotná K., Podrábská K., Drahošová H., Štochl M., Zahradník D., Štochlová P. (v recenzním řízení): The effect of pollination type on offspring vitality in small population of black poplar. Tree Genetics and Genomes.
Novotná K., Podrábská K., Drahošová H., Štochlová P. (2025a): Dokážeme odlišit domácí topol černý od nepůvodního topolu kanadského a jejich kříženců? Živa 73/3: 104–107.
Novotná K., Zýka V., Štochlová P., Černý K., Drahošová H., Hummel J., Pecka Š., Podrábská K., Strnadová V., Šetinová D., Štochl M., Vait J., Zahradník D. (2025b): Databáze výskytu topolu černého. Online. Výzkumný ústav pro krajinu, v. v. i., Průhonice. Dostupné z: https://vuk.gov.cz/project/zachrana-populace-topolu-cerneho-a-jeho-vyuziti-ve-vodohospodarstvi-a-lesnictvi/
Podrábská K., Drahošová H., Novotná K., Zahradník D. Štochlová P. (2024): Metodika identifikace topolu černého pomocí DNA markerů. Certifikovaná metodika, Ministerstvo zemědělství ČR (č.j. MZE-73785/2024-16222/M286). ISBN 978-80-87674-52-9 (vázáno), ISBN 978-80-87674-54-3 (online; pdf). 46 s.
Štochlová P. (2024): Využití analýzy DNA pro ověření druhové pravosti topolu černého. Česká technologická platforma rostlinných biotechnologií. Online. Dostupné z: https://rostlinyprobudoucnost.eu/
Štochlová P., Novotná K., Šmejkalová Z., Štochl M. (2025a): Využití topolu černého ve vodohospodářství a lesnictví. Workshop. 10. 11. 2025, Průhonice.
Štochlová P., Novotná K., Štochl M. (2025b): Klonový archiv topolu černého. Výzkumný ústav pro krajinu, v. v. i., Průhonice.
Štochlová P., Novotná K., Štochl M., Černý K., Zýka V., Zahradník D., Strnadová V., Šetinová D., Podrábská K., Drahošová H., Vait J., Němec P. (2025c): Metodika reintrodukce topolu černého do břehových porostů a lužních lesů. Certifikovaná metodika, VÚK, v. v. i. Certifikováno Ministerstvem zemědělství ČR dne 12. 12. 2025 osvědčením MZE-89261/2025-16222/M315. VÚK, v. v. i., Průhonice, 34 s. ISBN 978-80-87674-54-3 (tištěná verze), ISBN 978-80-87674-57-4 (online; pdf).
Zýka V., Novotná K., Štochlová P., Černý K., Drahošová H., Hummel J., Podrábská K., Strnadová V., Šetinová D., Štochl M., Vait J., Zahradník D. (2025): Mapa výskytu topolu černého a vhodnosti území pro jeho reintrodukci. Specializovaná mapa s odborným obsahem, VÚK, v. v. i. Uznáno MZe ČR dne 12. 12. 2025 osvědčením MZE-89237/2025-16222/MAPA729. VÚK, v. v. i., Průhonice, 23 s. ISBN 978-80-87674-58-1 (tištěná verze), 978-80-87674-59-8 (online; pdf).