Vliv antropogenní fragmentace porostů na společenstva bezobratlých v lesních ekosystémech v různých podmínkách prostředí

Ing. Strahinja Mladenovič

Doctoral thesis

Influence of anthropogenic fragmentation of forest stands on invertebrate communities in forest ecosystems under different environmental conditions

Abstract:

Degradace nebo ztráta stanovišť je spojena se zánikem druhů a je považována za dominantní hrozbu pro biodiverzitu. Fragmentace lesa je často způsobena antropogenní činností, zejména rozšiřováním zemědělských ploch, dopravní infrastruktury a měst. Evropské lesy čelí řadě disturbancí, například těžbě dřeva. To je rostoucí hrozbou především pro organismy závislé na dřevě. Na druhou stranu se s rostoucí plochou středoevropských lesů (neboť okrajová zemědělská půda a pastviny jsou často opuštěny) zvýšil počet druhů některých organismů, a to především těch, které jsou přizpůsobeny k životu na stanovištích mladých porostů.Cíle práce byly následující: (i) Jakým způsobem jsou vybrané vysoce diverzifikované čeledi brouků ovlivněny disturbancemi na úrovni porostu, které reflektují fragmentaci lesů, a také charakteristikou vnitroporostní úrovně, která reflektuje mikroklima a světelné podmínky; (ii) Jaký je vliv původních a nepůvodních dřevin na biotu v hospodářských lesích sledovaného pomocí osmi skupin organismů s různými dispersními schopnostmi, taxonomickou příslušností a ekologickými požadavky; (iii) Jaké jsou nejdůležitější environmentální faktory ovlivňující larvěnku obrovskou na krajinné úrovni; (iv) Jaká je role přírodních horských bukových lesních ostrovů a jejich topografických a vnitřních charakteristik pro distribuci různých skupin organismů.V nížinných hospodářských lesích vliv disturbance porostů ukázal, že dominance nepůvodních smrků a velké plochy porostů neovlivnily většinu studovaných taxonů tak, jak bylo očekáváno. Dále i druhové složení šesti z osmi studovaných skupin směřovalo spíše k vyššímu podílu smrku ve druhové skladbě dřevin. Rostoucí zastoupení smrku negativně ovlivňoval pouze brouky a ptáky. V horských lesích larvěnka obrovská byla výrazně pozitivně ovlivněna přítomností smrku na úrovni krajiny. Hmyz byl ovlivněn vzrůstající nadmořskou výškou a není tak přímo ohrožován vyvíjejícím scénářem klimatických změn, oproti tomu lišejníky ano. Taxony hmyzu byly ovlivněny především ploškovoustrukturou. Smrk negativně ovlivňoval pouze brouky. Pozitivní byl vliv otevřenosti zápoje.Nejvhodnějším praktickým řešením z pohledu studovaných organismů a budoucí stability porostů by mohlo být například selektivní kácení smrků. Kromě snížení podílu smrku by tato možnost zvýšila otevřenost zápoje a množství mrtvého dřeva. Tento typ managementu by měl být proveden především s ponecháním padlého bukového a dubového mrtvého dřeva. Přirozená mortalita smrku v budoucnu je také jednou z možných opatření, která mohou být využita například u bezzásahových bukových ostrovů. Lesní hospodaření napodobující přirozené disturbance by měly posílit heterogenitu porostu, což by zároveň mělo zvýšit i biologickou rozmanitost.

Abstract:

Degradation or loss of habitat is associated with species extinction and is considered a dominant threat to biodiversity. Fragmentation of the forest is often due to anthropogenic activities, in particular by expanding agricultural areas, transport infrastructure and cities. European forests face a number of disturbances, such as tree logging. This is a growing threat especially for wood-dependent organisms. On the other hand, with the growing area of Central European forests (as marginal agricultural land and pastures are often abandoned), the number of species of some organisms, especially those adapted to live on the stands of young stands, has increased.The objectives of the work were as follows: (i) How selected highly diversified beetle families are affected by tree level disturbances that reflect fragmentation of forests, as well as the characteristics of an intra-level level that reflects the microclimate and light conditions; (ii) What is the impact of native and non-native trees on biota in farm forests monitored through eight groups of organisms with different dispersal capacities, taxonomy and ecological requirements; (iii) What are the most important environmental factors affecting the Giant springtail on the landscape level; (iv) What is the role of natural mountain beech forest islands and their topographic and internal characteristics for the distribution of different groups of organisms.In lowland commercial forests, the impact of stand disturbance showed that the dominance of non-native spruce and large areas of stands did not affect most of the studied taxa as expected. In addition, the species composition of six of the eight studied groups was rather directed towards higher share of spruce in the species composition of tree species. Growing representation of spruce negatively affected only beetles and birds. In the mountain forests the giant springtail was significantly influenced by the presence of the spruce at the landscape level. Insects have been affected by increasing altitudes and are not so threatened by a developing climate change scenario; on the contrary, lichens are threatened by a developing climate change scenario. Insect taxa were mainly influenced by thepatch structure. Spruce was negatively affected only by beetles. The influence of openness of the canopy was positive.The most suitable practical solution from the point of view of the studied organisms and the future stability of the stands could be, for example, selective cutting of spruce trees. In addition to reducing the share of spruce, this option would increase the openness of the canopy and the amount of deadwood. This type of management should be done primarily with the keeping of fallen beech and oak deadwood in the stand. The natural mortality of the spruce in the future is also one of the possible measures that can be used, for example, in the nocturnal beech islands. Forest management simulating natural disturbance should enhance plant heterogeneity, which should also increase biodiversity.

Keywords

biodiverzita, disturbance, fragmentace, lesní hospodářství, saproxylické organismy, smrk, buk, dub

Keywords

biodiversity, disturbance, fragmentation, forest management, saproxylic organisms, spruce, beech, oak

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. Bc. Ing. Jakub Horák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Doctoral programme / field:
Forestry Engineering / Forest Protection and Game Management