Variabilita v rychlosti obnovy smrkového lesa po kůrovcové disturbanci v povodí Plešného jezera

Bc. Martina Prokopová

Master's thesis

Variability in the rate of regeneration of spruce forest after bark beetle disturbance in the Plešné Lake basin

Abstract:

Horské smrčiny na Šumavě zejména v poslední době čelí větrným disturbancím, které jsou spojené s následným přemnožením lýkožrouta smrkového, mimo jiné vlivem probíhajících klimatických změn. V unikátním území rozsáhlého smrkového pralesa v povodí Plešného jezera mezi lety 2004 – 2010 odumřelo postupně přes 95 % jedinců stromového patra. Ačkoli se jedná o člověkem málo dotčené území, není zcela jasné, zda proběhlá intenzivní disturbance má analogii v minulosti. Proto nás zajímalo, nakolik území ztratí ze své bohaté pralesovité struktury. Konkrétně jsme hodnotili, zda prostorová variabilita celkového přírůstu biomasy regenerujících stromů se během prvních let po disturbanci zvyšuje v důsledku rozdílů ve zpoždění procesu obnovy lesa v místech, kde je malá početnost zmlazení. Předpokládali jsme, že mikroklimatické faktory, které vedly k nízké početnosti zmlazení povedou v prvních letech i k nižším přírůstům biomasy dřevin na ploše. K vyhodnocení jsme vycházeli ze dvou biometrických měření dřevin na celkem 41 kruhových plochách o výměře 500 m2, ve výškovém rozmezí 1 090 – 1 368 m n. m. Odrůstající zmlazení je částečně druhově rozmanitější než předchozí odumřelý porost, zejména díky vyšší početnosti jeřábu ptačího a celková početnost zmlazení je více než dostatečná k zachování kontinuity lesa. Prostorová variabilita přírůstu biomasy dřevin mezi lety 2014 a 2019 vzrostla, jestliže ji vyjádříme absolutně (pomocí směrodatné odchylky), ale relativně vyjádřená variačním koeficientem naopak klesla. Heterogenita prostorové struktury v povodí Plešného jezera zhruba 15 let po disturbanci je velká, ale už se pravděpodobně zvyšovat nebude, vlivem zesilující kompetice a mortality na plochách s vysokou početností zmlazení. Nejvyšší hodnoty početnosti zmlazení byly zaznamenány v malých výškových třídách a s přibývající výškou jedinců početnost klesala. Pomocí lineární závislosti bylo zjištěno, že vliv nadmořské výšky na početnost zmlazení byl v roce 2014, ale v roce 2019 závislost nebyla. Kompetice způsobuje mortalitu a hustoty na plochách se snižují. Ze všech výsledků vyplývá, že po kůrovcové disturbanci se dokáže obnovit bohatě strukturovaný les.

Abstract:

Mountain spruces in the Šumava mountains are recently faced with wind disturbances, that are associated with the subsequent overpopulation of eight-dentate bark beetle, among other things related to the ongoing climate change. In the unique area of the extensive spruce forest in the Plešné lake catchment over 95 % of the spruces had died off between 2004 and 2010. Although this is an area little affected by man, it is not entirely clear whether the intense disturbance that has taken place, has an analogy in the past. Therefore, we were interested to what extend the area would lose its rich primeval structure. Specifically, we assessed whether the spatial variability of the total biomass increment of regenerating trees increases during the first years after the disturbance due to differences in the delay of the reforestation process in places where there is a small number of regeneration. We presumed that the microclimatic factors that have caused the low number of regeneration will lead to lower increment of tree biomass in the first years. We based our evaluation on two biometric tree measurements on a total of 41 circular areas with the acreage of 500 m2 at altitudes in the range of 1 090 – 1 368 m above sea level. The outgrowing regeneration is partially more species-diverse than previous dead stand, mainly due to the higher occurrence of the European mountain ash, the overall number of regeneration is more than sufficient to maintain the continuity of forest. Spatial variability of tree biomass increment increased between 2014 and 2019 if expressed in absolute terms (using the standard deviation), but the coefficient of variation decreased. After 15 years past the disturbance, heterogeneity of the spatial structure in the Plešné lake catchment is large but unlikely to increase any further due to increasing competition and mortality in areas with high number of regeneration. The highest values of regeneration frequency were recorded in small height classes and the number declined as individuals increased in height. Using a linear dependence, it was found that there was an effect of altitude in 2014, but there was no dependence in 2019. Competitions causing mortality and surface density are decreasing. All the results show that a richly structured forest can be restored after bark beetle disturbance.

Keywords

mikroklima, disturbance, Picea abies, smrk ztepilý, obnova, přírůst

Keywords

Picea abies, Norway spruce, microclimate, disturbance, regeneration, increment

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Radek Bače, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Forestry Engineering / Forest Engineering