Vývoj struktury Trojmezenského pralesa po rozsáhlé a intenzivní disturbanci lýkožroutem smrkovým

Bc. Tereza Gelnarová

Master's thesis

Changes in forest structure following severe bark beetle disturbance in Trojmezná old-growth forest

Abstract:

Vlivem současné změny klimatu se stupňuje frekvence i intenzita přírodních disturbancí. Vzhledem k probíhající změně režimu disturbancí roste potřeba znalostí o dopadu velkoplošných disturbancí na strukturu a funkci lesa, včetně schopnosti jeho obnovy. Cílem práce bylo zodpovědět následující otázky: Jaká je struktura porostu 13 let po intenzivní disturbanci lýkožroutem smrkovým a jak se změnila v porovnání s měřením před 10 lety? Zůstane původní struktura lesa zachována i při téměř kompletním odumření horního stromového patra? Je aktuální struktura nově vznikajícího porostu ovlivňována strukturou předchozí generace lesa? Struktura lesa (stromy, souše, zmlazení a ležící mrtvé dřevo) v Trojmezenském pralese (horská smrčina, NP Šumava) byla změřena pomocí technologie Field-Map na 18 trvalých výzkumných plochách s odstupem 3 a 13 let po téměř kompletním odumření pralesa následkem kůrovcové gradace. Hustota živých jedinců (≥ 1,3 m výšky) v průběhu let rostla, v roce 2011 byla průměrná hustota 416 ks/ha, zatímco v roce 2021 2 205 ks/ha. V druhovém složení dominoval smrk (92,8 %) s příměsí jeřábu ptačího (6,8 %), jehož zastoupení od roku 2011 pokleslo o 8,5 %. Živí jedinci byli významně agregováni jak mezi sebou, tak ve vztahu ke stojícím odumřelým stromům. Statisticky významné shlukování bylo zjištěno na kratších vzdálenostech okolo 2 m, s rostoucí vzdáleností efekt slábl. Výsledky této práce ukazují, že horizontální struktura se přenáší mezi generacemi lesa. Jedinci z nové generace vyrůstají v místech svých předchůdců a kopírují tak původní strukturu. Místa s vysokou početností stromů v mateřském porostu budou hustě porostlá i v budoucnu. Naopak v místech, kde bývala porostní mezera, bude pravděpodobně zachován volný prostor. Struktura lesa tak může po dlouhou dobu přetrvávat, a to i v případě, že dojde k téměř kompletnímu odumření stromového patra následkem rozsáhlé disturbance.

Abstract:

Under the effect of climate change, we are experiencing an increasing frequency and severity of natural disturbances. Due to the ongoing shift of disturbance regimes, there has been a growing need for understanding the impact of large-scale disturbance on the forest structure and functions, including natural regeneration. Therefore, the following questions arise: How does the structure of the Trojmezná primary forest look like 13 years after the intense bark beetle outbreak, and how did it change over the 10 years? Does the spatial pattern remain preserved even after nearly complete canopy dieback? How does the pre-disturbance spatial pattern influence the spatial structure of natural regeneration? The forest structure (trees, stumps, seedlings, and lying dead wood) in Trojmezná primary forest (mountain spruce forest, Šumava National Park) was measured by FieldMap technology on 18 study plots ~3 and ~13 years after bark beetle disturbance. The density of trees (height ≥1.3 m) increased over the years. In 2011, the mean density was 416 ind.ha-1 while in 2021, the mean density was 2 205 ind.ha-1. The tree species composition was dominated by Norway spruce (92.8%) with a mix of rowan (6.8%), which decreased from 15.3% since 2011. Young trees were strongly aggregated to themselves as well as to snags and stumps. Significant clustering around dead wood occurred at shorter distances (around 2 m), and the effect weakened with the increasing distance. The results of this thesis imply that the horizontal structure transfers between the forest stand generations. The spatial pattern of new trees mirrors the pattern of trees that formed the stand before the disturbance. Dense overstory patches in the parental stand will have a high density of individuals in the post-disturbance stand as well. In contrast, spruce-free patches formed before the disturbance remain preserved. Therefore, forest structure may persist for a long period of time, even in the case of nearly complete canopy dieback due to large–scale disturbance.

Keywords

přirozená obnova, horský smrkový les, disturbance, lýkožrout smrkový

Keywords

mountain spruce forest, disturbance, bark beetle, natural regeneration

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 3. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 18. 5. 2023
• Supervisor: Ing. Radek Bače, Ph.D.
• Reader: Jitka Zenáhlíková, Ing., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Engineering Ecology / Nature Conservation