Vliv klimatických faktorů na vybrané lesní dřeviny se zřetelem na jejich vitalitu, ekologickou stabilitu a produkci

Ing. Karel Vančura

Disertační práce

Influence of climatic factors on selected forest tree species with regard to their vitality, ecological stability and production

Anotace:

Z lokality Doutnáč studie popisuje strukturální diverzitu a radiální růst habrových doubrav a vápnomilných bučin na šesti trvalých výzkumných plochách (v lese vysokém – TVP 1A a 1B, sdruženém – TVP 2A a 2B a nízkém – TVP 3A a 3B) o velikosti 0,25 ha na lokalitě Doutnáč v NPR Karlštejn (ČR) v letech 2002, 2008, 2014 a 2020. Cílem příspěvku bylo komplexně zhodnotit změny porostních charakteristik, a to struktury, vývoje, biodiverzity a radiálního růstu dřevin v těchto porostech v průběhu 18 let, kdy byly porosty ponechány samovolnému vývoji a vlivu globálních klimatických změn. Byla zhodnocena jejich struktura, vývoj a biodiverzita s využitím růstového simulátoru Sibyla. Radiální růst jednotlivých dřevin byl hodnocen na základě odběrů vývrtu a následných letokruhových analýz. Počet živých stromů s d1,3 ≥ 5 cm se v r. 2002 pohyboval mezi 360–1992 ks.ha-1 a následně do roku 2014 docházelo k jejich nárůstu na 368–2160 ks.ha-1 (o 2–10,3 %) a následně do r. 2020 k poklesu na 348–1672 ks.ha-1, (o 5,5–17,9 %). V lese vysokém (na TVP 1) v průběhu celého sledovaného období docházelo k nárůstu zásoby, v lese sdruženém (TVP 2) a nízkém (TVP 3) to bylo až do roku 2014 a následně pak docházelo k jejímu poklesu. Zásoba hroubí porostu v r. 2002 byla 140–481 m3.ha–1 a za 18 let v průměru vzrostla o 28 %. Podobně tomu bylo i u celkového průměrného přírůstu. Horizontální struktura stromového patra byla v lese vysokém v průběhu sledovaných let mírně pravidelná a (v lese středním a nízkém) signifikantně agregovaná. Z hlediska porostní proměnlivosti (celkové diverzity) se v lese vysokém jedná o nerovnoměrnou výstavbu a v lese sdruženém a nízkém o porosty s mimořádně rozrůzněnou (bohatou) výstavbou. Objem odumřelého dřeva na počátku hodnocení v r. 2002 byl dosti nízký a pohyboval se od 1,7 do 16,2 m3.ha–1, na konci sledovaného období v r. 2020 to bylo 18,3–35,4 m3.ha–1. Průměrný radiální přírůst u buku, dubu a habru je mírně diferencovaný a mírně vyšší diferenciace byla pak u lípy, mléče a jasanu dle konkrétních stanovištních a porostních podmínek. Radiální růst studovaných dřevin též ovlivňovaly průměrné měsíční teploty zejména v červenci a v srpnu (převážně negativně) a měsíční úhrny srážek (převážně pozitivně). Z lokality Medník jsou prezentovány výsledky studia vlivu environmentálních faktorů a managementu na strukturu a dynamiku lesních porostů v národní přírodní památce (NPP) Medník, která je součástí Středočeské pahorkatiny v České republice. Výzkum se uskutečnil v dospívajících porostech v habrové doubravě, v květnaté bučině a ve smrčině posázavského ekotypu smrku na osmi trvalých výzkumných plochách (TVP 1B, 1B a TVP 2A, 2B, 2C, 2D a 3A, 3B), každá o velikosti 0,25 ha s použitím technologie FieldMap. Typologické, půdní, fytocenologické i porostní charakteristiky v rámci 3 porostních typů (habrové doubravy, květnaté bučiny a smrkového porostu) jsou srovnatelné. Z výsledků biometrických měření a z letokruhových analýz vyplývá, že se u habrových doubrav jedná o bohatě strukturované méně produktivní porosty, u květnatých bučin o bohatě strukturované produktivní porosty a u smrčin o značně produktivní porosty, avšak s nižší ekologickou stabilitou. K podstatným strukturálním změnám v dynamice vývoje studovaných porostů v letech 2000 až 2008 nedošlo. Počátek rozpadu porostů nastal v období 2008 až 2018. V průběhu sledovaného období byl zaznamenáván výskyt kandíku psího zubu, který byl nejčetnější v květnatých bučinách, menší v habrových doubravách a minimální v sekundární smrčině, jelikož pro svůj růst a vývoj potřebuje v jarním období velkou s

Anotace:

větelnou intenzitu. Fenologie smrku na TVP 3A a 3B na lokalitě Medník byla studována v letech 2017 až 2019. Z výsledků fenologických pozorování vyplývá, že ve sledovaných letech k počátku prvního stupně rašení došlo ve 105 až 111 dnech od počátku kalendářního roku a jeho délka se pohybovala od 6 do 9 dnů. K počátku druhého stupně rašení došlo ve 110 až 115 dnech od počátku kalendářního roku a jeho délka se pohybovala od 11 do 13 dnů. K počátku třetího stupně rašení došlo ve 115 až 124 dnech od počátku kalendářního roku a jeho délka se pohybovala od 15 do 19 dnů.

Abstract:

The study presented describes the structural diversity and radial growth of hornbeam-oak woods and calciphile beechwoods on six permanent research plots (in high forest – PRP 1A and 1B, coppice-with-standards PRP 2A and 2B and low forest– PRP 3A and 3B) with a size of 0.25 ha at the Doutnac location in the Karlštejn National Nature Reserve (Czech Republic) in 2002, 2008, 2014 and 2020. The aim of the paper was to comprehensively evaluate changes of the forest stands characteristics – namely of the structure, development, biodiversity and radial growth of tree-species in these stands over the course of 18 years, the stands were left to the spontaneous development and impact of global climate change for the periond mentioned above. The Sibyla growth simulator was used for evaluation of their structure, development and biodiversity. The radial growth of individual tree species was evaluated on the basis of increment cores sampling and subsequent annual rings analyses. The number of living trees with DBH ≥ 5 cm ranged from 360 to 992 per ha-1 in 2002 and then increased to 368-2160 ha-1 up to 2014 (by 2-10.3 %). Subsequently the decrease occured on 348-1672 ha-1 to 2020, (by 5.5-17.9 %). There was an increase in stock in the high forest (PRP 1) during the whole reference period. This was happening in the coppice-with-standards forest (PRP 2) and low forest (PRP 3) until 2014 and subsequently its decline occured. The stock of timber to the top of 7 cm o.b. was 140-481 m³.ha-1 in 2020 and increased by an average of 28 % over 18 years. This was also the case with the total current increment. The horizontal structure of the tree layer was slightly regular in the high forest during the observed years and significantly aggregated in the middle and low forest. There is an uneven stand structure in a high forest and stands with a coppice-with-standards forest and low forest produce extremely different (rich) stand structure in terms of stand variability (overall diversity). The volume of dead wood was quite low at the beginning of the evaluation in 2002 and ranged from 1.7 to 16.2 m³.ha-1, and it was 18.3-35.4 m³.ha-1 at the end of the reference period in 2020. The average radial growth of beech, oak and hornbeam is slightly differentiated and slightly higher differentiation was then in the case of lime, Norway maple and ash according to specific habitat and growth conditions of the environment. The radial growth of studied tree-species was also influenced by average monthly temperatures, especially in July and August (mostly negatively) and monthly rainfall totals (mostly positively). The study results of the management and environmental factors influence on the structure and dynamics of forest stands are presented in the case of the Mednik locality, which is a part of the National Natural Monument (NPP) located in the Central Bohemian Hills of Czechia. The research was carried out in adolescent European hornbeam and sessile oak stands, herb-rich European beech stands and the Sázava-river Norway spruce ecotype stands on eight permanent research plots (PRP 1B, 1B and PRP 2A, 2B, 2C, 2D and 3A, 3B), each in size of 0.25 ha using FieldMap technology. The forest type, soil, phytocenology and stand characteristics of the following three forest stand types (oak-hornbeam forests, herb-rich beech forests and secondary spruce forest) are comparable. The results of biometric measurements and ring analyses indicate that the hornbeam and sessile oak create richly structured less productive stands, the herb-rich beech forests create richly structured and productive stands while the spruce represents highly productive stands, but with lower ecological stability. There were no substantial structural changes in the development dynamics of the studied stands between 2000 and 2008. The beginning of the stands breaking-up took place between 2008 and 2018. The highest occurrence of Erythronium dens-canis was in herb-rich European

Abstract:

beech stands, lesser in hornbeam and oak stands and quite minimal it was in the secondary spruce stand as it needs a large light intensity for its growth and development in the Spring. Spruce phenology was studied on PRP 3A and 3B of the Medník site between 2017 and 2019. The results of phenological observations indicate that the beginning of the first stage of sprouting occurred between 105 and 111 days from the beginning of the calendar year and its duration ranged from 6 to 9 days in the reference years. The start of the second flushing stage took place between 110 and 115 days from the beginning of the calendar year and ranged from 11 to 13 days. The beginning of the third stage of sprouting took place between 115 and 124 days from the calendar year beginning and ranged from 15 to 19 days.

Klíčová slova

Chráněná území, Dendrochronologická analýza, Struktura porostů, Vývoj porostů, Biodiverzita porostů, Klimatická zmĕna

Keywords

Climate Change, Protected Areas, Dendrochronological Analysis, Structure of Forest Stands, Forest Stands Development, Biodiversity of Forest Stands

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 8. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. RNDr. Stanislav Vacek, DrSc.
• Oponent: Jan Kadavý, Ing., externi, Ondřej Špulák, Bc., externi, Peter Jaloviar, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta lesnická a dřevařská

Doktorský studijní program / obor:
Lesní inženýrství / Pěstování lesa