Bachelor's Thesis

Ground-level ozone and its impact on vegetation

Final Thesis 1.44 MB

Author of thesis: Bc. Dinmukhammed Adilzhan

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D.

Reviewer: doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis addresses ground-level ozone as an important atmospheric pollutant affecting vegetation. The theoretical part summarises the formation of tropospheric ozone, the role of NOx and VOCs (including biogenic emissions), their responses to drought and warming, and the effects of ozone on plants, with a distinction between stomatal and non-stomatal fluxes. It further presents methods for measuring and modelling ozone fluxes, focusing on the eddy covariance technique, resistance-based models and the AOT40 and PODy indices. The experimental part analyses daily cycles of ozone concentration and flux and BVOC concentrations at the Bílý Kříž and Košetice sites, showing that the mountain spruce ecosystem acts as an important sink of ground-level ozone and that BVOC behaviour differs markedly between forest and agricultural landscape.

Keywords:

ground-level ozone; nitrogen oxides (NOx); volatile organic compounds (VOCs); biogenic VOC emissions; stomatal and non-stomatal ozone flux; eddy covariance; resistance model; PODy index; vegetation

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student v rámci obhajoby bakalářské práce prezentoval náplň, získané výsledky a závěry práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponentky a byly zodpovězeny otázky oponentky. V následné diskusi byly položeny dotazy: prof. Ing. J. Chýlková, CSc. – Jaká byla výška odběru vzorků? doc. Ing. P. Krystyník, Ph.D. – Jak může jedinec ovlivnit množství přízemního ozónu? Student odpověděl na doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal velmi dobrou orientaci v dané problematice a schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Environmental Chemistry, Safety and Management (BPCP_ECHBM)

Composition of Committee

doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jaromíra Chýlková, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Chorazy, Ph.D. (člen)

Student Dinmukhammed Adilzhan splnil všechny body zadání své bakalářské práce s názvem „Přízemní ozón a jeho vliv na vegetaci“. Na tomto tématu začal pracovat již v rámci své odborné praxe na Ústavu výzkumu globální změny AV ČR pod vedením Ing. Stanislava Juráně, Ph.D. Díky této stáži měl možnost se podrobněji seznámit s řešenou problematikou, zapojit se do aktivit pracoviště a účastnit se terénních měření i následného zpracování dat. Získané zkušenosti následně velmi dobře využil při zpracování bakalářské práce. Po celou dobu řešení pracoval samostatně a zodpovědně. Student musel současně překonávat i jazykovou bariéru, oceňuji jeho schopnost rychle se zorientovat v odborné problematice a zpracovat práci na velmi dobré úrovni v českém jazyce. Konzultace využíval zejména elektronickou formou, na připomínky reagoval obratem a doporučené úpravy vždy pečlivě zapracoval. Práci měl navíc dokončenou s významným časovým předstihem před termínem odevzdání. Teoretická část je zpracována přehledně a vychází z relevantních odborných zdrojů, věnoval se problematice přízemního ozonu, jeho vzniku, transportu i vlivu na vegetaci. V experimentální části pracoval s daty z výzkumných lokalit Bílý Kříž a Košetice, která vhodně zpracoval a interpretoval. Výsledky diskutuje v souvislosti s charakterem jednotlivých ekosystémů i s poznatky publikovanými v odborné literatuře.
Práce splňuje všechny požadavky zadání. Oceňuji zejména studentovu pečlivost a samostatnost. Je zřejmé, že odborná stáž na Ústavu výzkumu globální změny AV ČR pro něj byla velmi přínosná a umožnila mu získat zkušenosti nad rámec možností běžného bakalářského studia.
Bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Předložená práce se zabývá environmentálně relevantní problematikou přízemního ozonu a jeho vlivu na vegetaci. Téma je aktuální, neboť troposférický ozon je významným sekundárním polutantem majícím vliv jak na kvalitu ovzduší a lidské zdraví, tak také na fyziologické procesy rostlin a produktivitu ekosystémů.
Práce v teoretické části reflektuje současný důraz na využití nejenom tradičních indikátorů míry rizika poškození vegetace založených na koncentracích ozonu ve vzduchu (AOT40), ale i biologicky relevantních ukazatelů expozice vegetace, jako je stomatální tok ozonu a z něj odvozený ukazatel POD (Phytotoxic Ozone Dose). Současně poukazuje na význam vegetace v atmosférické chemii prostřednictvím emisí biogenních těkavých organických látek (BVOC) a na komplexnost procesů spojených s tvorbou a depozicí přízemního ozonu. Součástí teoretické části je rovněž kapitola věnovaná měření a modelování toků ozonu, na kterou autor navazuje v experimentální části práce.
Práce je podložena dostatečným množstvím relevantní odborné literatury. Teoretická část je logicky strukturovaná, terminologicky správná a obsahuje pouze minimum věcných nepřesností. Jazyková a stylistická úroveň textu je velmi homogenní a místy působí spíše jako souhrn odborné literatury, než jako vlastní odborná interpretace autora. Text je místy nezvykle stylisticky a jazykově vyvážený, pokud byly využity nástroje generativní umělé inteligence při jeho formulaci nebo jazykové úpravě bylo by vhodné jejich použití v souladu s pravidly akademické integrity transparentně deklarovat.
V experimentální části autor zpracovával data poskytnutá Ústavem výzkumu globální změny AV ČR. Cílem bylo charakterizovat denní průběh koncentrace a toku ozonu na lokalitě Bílý Kříž a dále denní průběhy koncentrací BVOC (izoprenu a monoterpenů) na lokalitách Bílý Kříž a Košetice.
Tato část dosahuje výrazně nižší kvality a vyvozovaná tvrzení ne vždy korelují s poznatky uvedenými v teorii. Není například zřejmé, proč autor zvolil zpracování dat formou celoročních průměrných denních chodů, ačkoliv koncentrace BVOC vykazují výraznou sezónní variabilitu spojenou s průběhem vegetační sezóny.
Denní průběhy koncentrací izoprenu a monoterpenů jsou prezentovány prostřednictvím průměrných půlhodinových hodnot za celý rok doplněných o směrodatné odchylky. Autor uvádí, že směrodatná odchylka je v grafech znázorněna pomocí chybových úseček, avšak jejich velikost je v celém průběhu prakticky totožná. Takové zobrazení variability dat vede k pochybnostem o správnosti znázornění statistických charakteristik a zasloužilo by si podrobnější vysvětlení.
Autor interpretuje denní maxima izoprenu především prostřednictvím závislosti jeho emisí na slunečním záření a teplotě. V případě lokality Košetice však grafické výsledky naznačují zvýšené koncentrace izoprenu již v časných ranních hodinách, kdy intenzita slunečního záření i teplota vzduchu dosahují nízkých hodnot. Tento jev není v práci uspokojivě vysvětlen. Diskusní část by proto mohla podrobněji rozebrat možné příčiny pozorovaných rozdílů mezi lokalitami, více propojit získané výsledky s poznatky uvedenými v teoretické části a v širší míře je konfrontovat s výsledky publikovaných studií.
Značná část závěru je věnována rekapitulaci poznatků z literární rešerše, zatímco interpretace vlastních výsledků zůstává poměrně stručná. Současně se zde objevují drobné odborné nepřesnosti, například záměna pojmů emise a koncentrace BVOC.

Autor prokázal schopnost pracovat s poznatky vědecké literatury, práce naplňuje požadavky kladené na tento typ prací, cíle, které byly vytyčeny byly splněny. Práci doporučuji ji k obhajobě a hodnotím stupněm velmi dobře – B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse C
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. Na str. 8 uvádíte, že troposférický ozon vzniká jako produkt složitých fotochemických reakcí, do nichž vstupují oxidy dusíku (NOₓ), těkavé organické látky (VOC), oxid uhelnatý (CO) a metan (CH₄), přičemž klíčovou roli hraje ultrafialové záření. Jaké složky UV se na vzniku troposférického ozonu nepodílejí.
  2. Z jakého důvodu jste pro analýzu typického denního chodu sledovaných látek zvolil průměrování za celý rok 2024. Proč jste nevybral hodnoty pouze za vegetační období (např. květen–září), kdy jsou koncentrace ozonu a biogenních látek biologicky i chemicky relevantní?
  3. K interpretaci BVOC: V kapitole 5.2 je uvedeno, že ranní vrchol koncentrace monoterpenů mezi 4:00 a 5:00 ráno na lokalitě Bílý Kříž je způsoben zvyšující se teplotou jehlic a intenzitou slunečního záření. V této době jsou však denní minima a radiace je minimální. Podobně u produkce izoprenu píšete, že je silně závislá na světle a teplotě, v Košeticích jsou z grafu 6 patrná 2 maxima. Máte pro ranní vrchol koncentrace monoterpenů a 2 maxima izoprenu vysvětlení?
  4. V metodice uvádíte, že v případě lokality Košetice byly nulové hodnoty koncentrací nahrazeny hodnotami NaN, protože odpovídaly době kalibrace přístroje. Z jakého důvodu byl tento postup aplikován pouze na lokalitu Košetice?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová