Vliv smíšení dřevin na mikroklima v mladých výsadbách ve středním Německu

Adéla Hozáková

Bachelor's thesis

The effect of tree species composition on microclimate in a young planted forest in Central Germany

Abstract:

V posledních letech dochází ke globálním změnám klimatu, které ovlivňují planetu napříč všemi ekosystémy a v neposlední řadě se klimatické změny dotýkají i lesních porostů. Evropské lesy čelí stále častějším a intenzivnějším obdobím sucha, v jejichž důsledku dochází k odumírání stromů a mnohdy až destabilizaci celých lesních porostů. Lesy jsou však schopny tlumit klimatické extrémy díky přítomnosti korunového patra a vytvářet pro ně typické mikroklima, které je značně odlišné od klimatu mimo les. Tato bakalářská práce měla za cíl zjistit, jak hlavní dřeviny středoevropského lesa buk lesní (Fagus sylvatica L.), dub zimní (Quercus petraea Liebl.), smrk ztepilý (Picea abies (L.) H. Karst.) a douglaska tisolistá (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) a jejich směsi ovlivňují lesní mikroklima, konkrétně půdní vlhkost, teplotu půdy a teplotu vzduchu. Měření byla provedena na výzkumné ploše Kaltenborn v Německu, v rámci výsadbového experimentu BIOTREE pomocí mikroklimatických čidel TMS4. Vyhodnocení dat ukázalo, že půdní vlhkost si po celou dobu měření nejlépe udržely porosty listnaté. Při bližším pohledu na konkrétní druhovou skladbu byla nejvyšší půdní vlhkost v dubových porostech, následovaných porosty buku lesního a obecně si vyšší hodnoty půdní vlhkosti udržely právě směsi s výskytem dubu a buku. Z jehličnatých porostů si půdní vlhkost nejhůře zachovaly smrkové monokultury, nejvyšších hodnot půdní vlhkosti dosahovala směs smrku a douglasky. Teploty půdy a vzduchu dosahovaly nejvyšších hodnot v listnatých porostech, především v porostech dubových. Nejvyšší teploty panovaly v monokulturách, naopak nejchladnější byly směsi tří druhů. Porosty se sníženou hodnotou indexu listové plochy (LAI) v důsledku managementu vykazovaly vyšší maxima teplot než porosty bez provedení výchovného zásahu. Výsledky této bakalářské práce ukazují, že druhová skladba lesních porostů významně ovlivňuje mikroklimatické funkce lesa a že vhodným výběrem dřevin lze vytvářet optimální mikroklimatické podmínky. Pro podporu půdní vlhkosti se jako nejlepší jeví listnaté porosty, ale pro omezení teplotních extrému naopak porosty jehličnaté nebo smíšené.

Abstract:

In recent years, global climate change is affecting the planet across all ecosystems, and not least climate change is also affecting forest ecosystems. Europe's forests are facing increasingly frequent and intense droughts, resulting in tree death and often destabilizing entire forest stands. However, forests are able to buffer climatic extremes due to the presence of the canopy and create a typical microclimate that is very different from the climate outside the forest. The aim of this bachelor thesis was to investigate how the main tree species of Central European forests, Fagus sylvatica, Quercus petraea, Picea abies and Pseudotsuga menziesii, and their mixtures, influence forest microclimate, namely soil moisture, soil temperature and air temperature. Measurements were made at the Kaltenborn research site in Germany, as part of the BIOTREE planting experiment, using TMS4 microclimate sensors. Data evaluation showed that soil moisture was best retained by deciduous stands throughout the measurement period. When looking more closely at the specific species composition, the highest soil moisture was found in stands of winter oak, followed by stands of beech, and in general it was the oak-beech mixtures that maintained higher soil moisture values. Of the coniferous stands, spruce monocultures had the worst soil moisture retention, while the best soil moisture values were achieved by a mixture of spruce and Douglas-fir. Soil and air temperatures were highest in deciduous stands, especially in oak stands. The highest temperatures were in monocultures, while the coldest were in mixtures of three species. Stands with reduced leaf area index (LAI) values due to management showed higher temperature peaks than stands without management intervention. The results of this bachelor thesis show that the species composition of forest stands significantly influences the microclimatic functions of the forest and that optimal microclimatic conditions can be created by appropriate selection of tree species. Deciduous stands appear to be the best for soil moisture support, but coniferous or mixed stands appear to be the best for limiting temperature extremes.

Keywords

středoevropské lesy, mikroklima, klimatická změna, BIOTREE, druhová skladba lesa

Keywords

Central European forests, microclimate, climate change, BIOTREE, forest species composition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2024
• Supervisor: doc. Ing. Radim Matula, Ph.D.
• Reader: Jan Vítámvás, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Bachelor programme / specializace:
Forestry / Forest Ecosystems Protection and Silviculture