Pařezová výmladnost jako základ obnovy a produkce nízkého lesa

Ing. Barbora Uherková

Doctoral thesis

Stump sprouting as a basis for the regeneration and production of coppice

Abstract:

V jihovýchodní části České republiky byla zkoumána mladá pařezina (les nízký), která byla založena roku 2008. Hlavní studované dřeviny jsou charakteristické pro pařeziny střední Evropy: dub zimní agg. (Quercus petraea (Matt.) Liebl agg.) a habr obecný (Carpinus betulus L). Cílem práce bylo vyhodnotit pařezovou výmladnost po provedeném těžebním zásahu v roce 2014/2015, tzv. znovuobrážení výmladků (re-sprouting), tedy vznik další generace výmladků. Byl zjišťován počet živých, ale i suchých nových výmladků a byly měřeny jejich výšky. Následně byl zkoumán vliv výčetní kruhové základny pařezů před a po těžbě, intenzity zásahu, indexu listové plochy a světelných podmínek (mezernatost a otevřenost korunového zápoje, přímé, difuzní a celkové sluneční záření) na novou generaci výmladků po těžebním zásahu. Dalším cílem bylo zjistit, v současných měnících se podmínkách klimatu, vliv těžebního zásahu na růst pařeziny. Tři vegetační sezóny (2015–2017) po provedeném těžebním zásahu byl zkoumán vývoj přírůstu (tloušťkový a výškový) a obsah půdní vody. Ke zjištění efektu klimatických podmínek byla provedena redukce srážkového spadu pomocí odvodňovacích kanálků. Výzkum odvodnění ploch uvedeným způsobem je obdobný jako na výzkumných plochách ve Španělsku, Francii a v jiných zemích. V rámci tématu degradace půd pařezin byl zkoumán vliv redukovaných podkorunových srážek a těžebního zásahu na půdní respiraci CO2. Mezi sebou byly porovnány podplochy s těžebním zásahem a bez zásahu, podplochy s redukcí podkorunových srážek a bez redukce a v neposlední řadě byla porovnána pařezina s nepravou kmenovinou (kontrolní plocha k výzkumné ploše lesa nízkého). Výsledky v rámci znovuobrážení výmladků ukázaly, že počet a výška nových výmladků byly statisticky ovlivněny výčetní kruhovou základnou pařezů před těžebním zásahem a těžební intenzitou. Ze světelných podmínek bylo statisticky významné nepřímé sluneční záření. Výchovný těžební zásah prokazatelně ovlivnil půdní vlhkost a množství dopadajícího světla. Výstupy práce poukazují na to, že v prvním roce po těžebním zásahu byl pozitivně ovlivněn tloušťkový přírůst u dubu zimního i habru obecného. Následující dvě vegetační sezóny tomu tak již nebylo. Co se týká výškového přírůstu obou dřevin, v rámci celého studovaného období se neprokázal pozitivní účinek těžebního zásahu na vývoj této veličiny. Těžebním zásahem však byla signifikantně ovlivněna vlhkost půdy. Během tříletého sledovaného období těžené podplochy vykazovaly vyšší půdní objemovou vlhkost. Stejné závěry byly zjištěny i na výzkumných plochách v jižní Evropě.V rámci analýzy vlivu redukce podkorunových srážek na růst pařeziny bylo zjištěno, že tloušťkový přírůst za celé sledované období u obou druhů dřevin nebyl tímto faktorem ovlivněn, stejně tak ani výškový přírůst a vlhkost půdy. Část týkající se půdní respirace CO2 byla vyhodnocena následovně: těžební zásah pozitivním způsobem ovlivnil půdní vlhkost, jak již bylo řečeno výše, ale k ovlivnění půdní respirace CO2 těžebním zásahem nedošlo. Druhý studovaný faktor – redukce podkorunových srážek – však ovlinil půdní respiraci CO2 tak, že došlo k jejímu poklesu. V neposlední řadě bylo zjištěno, že výzkumná plocha lesa nízkého dosahovala téměř stejných hodnot půdní respirace CO2 jako plocha nepravé kmenoviny.Závěrem lze říci, že výchovné těžební zásahy v mladé pařezině vedou ke zvýšení dostupné půdní vody. Téma dostupnosti vody bude v budoucnu aktuální především v nižších nadmořských výškách, které jsou dřeviny senzitivní na vysoké teploty vzduchu

Abstract:

a stres suchem. Nutno zmínit, že mladší vývojové fáze porostů vykazují zvýšenou citlivost na deficit vody, který je způsoben suchem. Pařeziny díky, své výmladné schopnosti, mohou být tedy vhodným hospodářským tvarem v listnatých porostech v nižších nadmořských výškách v měnících se podmínkách klimatu.

Abstract:

In 2008, a young coppice was established and studied in the south-eastern part of the Czech Republic. The main studied species Quercus petraea (Matt.) Liebl agg. and Carpinus betulus L. are typical species of Central European coppices. The aim of the dissertation thesis was to study the topic of re-sprouting, the process when the new regeneration of sprouts is created. Re-sprouting occurred after thinning carried out at the turn of the years 2014/2015. The number of live and dead new sprouts was recorded, and their heights were measured. Subsequently, the effects of the stump basal area before and after thinning, the thinning intensity, leaf area index and light conditions (gap fraction, openness, direct, indirect and total site factor) were studied on the newly established generation of sprouts.Another aim of the dissertation thesis was to find out the effect of thinning on the growth of the coppice in the current changing climate conditions. For three growing seasons (2015 –2017) after the thinning, the growth (diameter and height increments) and soil water content were observed.To study the effect of climatic conditions, a throughfall reduction was simulated by using drainage channels. Similar system of drainage channels was used in Spain, France and other countries.To address the topic of soil degradation, the impact of throughfall reduction and thinning on soil CO2 efflux was investigated. Comparison between subplots with and without thinning, subplots with and without throughfall reduction and coppice with false high forest (control area to the research area of coppice forest) were carried out.As far as the re-sprouting is concerned, the stump basal area before thinning and the thinning intensity statistically significantly influenced the number and height of the new sprouts. Among all factors of light condition, only the indirect site factor was statistically significant. Therefore, the thinning affected soil moisture and the amount of light in the coppice.In the first year after the thinning, the diameter increments of sessile oak and European hornbeam were positively influenced by thinning. In the following two growing seasons, thinning did not significantly influence the diameter increment. However, the height increment of both trees during the whole study period has not been positively affected by thinning. On the other hand, thinning significantly affected the soil moisture. During the three-year study period, soil moisture was higher on thinned plots. This finding is in coincidence with research experiments carried out in southern Europe.The second studied factor, which was the throughfall reduction, did not influence neither the diameter increment, nor the height increment and nor the soil moisture in both species for the entire period.Thinning did not affect soil CO2 efflux rates, whereas the throughfall reduction did. Coppice reached almost the same soil CO2 efflux rates as the false high forest.In conclusion, thinning in coppice leads to an increase of available soil water. The water availability will be very actual issue at lower altitudes – here the tree species are sensitive to high air temperatures and drought stress. It should be noted that the younger developmental stages of the forest stands show increased sensitivity to water deficit due to drought. Thanks to sprouting ability, coppicing can therefore be appropriate management in some deciduous stands at lower altitudes under changing climate conditions.

Keywords

výmladky, znovuobrážení, dub zimní, habr obecný, pročistka, půdní vlhkost, odvodňovací kanálky, sucho, přírůst, půdní respirace CO2, výčetní kruhová základna

Keywords

increment, sprouts, re-sprouting, drought, soil CO2 efflux, stump basal area, sessile oak, European hornbeam, thinning, soil moisture, drainage channels

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 2. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. Dr. Ing. Jan Kadavý

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Doctoral programme / field:
Forest Engineering / Forest Management