Vliv lesních požárů a rekultivace po požáru: výzkum efektivního nástroje obnovy půdy

Ing. Petra Martínez Barroso

Doctoral thesis

The effect of wildfires and post-fire reclamation: research into an effective soil restoration tool

Abstract:

Na lesní požáry lze pohlížet jako na destruktivní často neovladatelný živel nebo jako na přirozený ekologický faktor, který vždy měl a bude mít svoji roli v utváření a udržování ekosystémů. Cílem disertační práce bylo shrnout problematiku vlivů lesních požáru na životní prostředí a navrhnout metodu fytoremediace pro biologickou obnovu prostředí po požáru. Na vybraných lokalitách po požáru byly odebrány vzorky spálené půdy a popela a byla na nich provedena série biologických testů s vyššími rostlinami a půdními doplňky. Testy byly doplněny o chemické rozbory se zaměřením na obsahy rizikových prvků a polycyklických aromatických uhlovodíků. Akutním testem fytotoxicity bylo zjištěno, že půda po požáru není fytotoxická a poskytuje lepší podmínky pro klíčení než nespálená půda. U půdních doplňků byl potvrzen pozitivní vliv na růst nadzemní biomasy, nikoliv však vliv na růst podzemní biomasy nebo na schopnost rostlin biokoncentrace a translokace rizikových prvků. Biouhel a kompost stimulovaly rychlost odbourávání polycyklických aromatických uhlovodíků ze spálené půdy. ři požáru dochází k uvolňování nebo přeměně rizikových prvků a látek ze spálené biomasy a půdní organické hmoty zároveň však ke změně chemismus půdy, který přispívá jak k usnadnění mikrobiální degradace polycyklických aromatických uhlovodíků, tak k imobilizaci rizikových prvků a celkově tedy snižuje negativní vliv požáru na životní prostředí. Složení popela je podmíněno lokalitou a je doporučeno sledovat především oblasti, které byly před požárem vystaveny případné kontaminaci.

Abstract:

Forest fires can be considered a destructive, often uncontrollable element or on the other hand, a natural ecological factor that has always played its role in shaping and maintaining ecosystems. The aim of this dissertation thesis was to summarize the issue of the effects of forest fires on the environment and to devise a phytoremediation method for a biological restoration of the environment after a fire. Samples of burnt soil and ash were collected from selected fire-affected locations and a series of biological tests (acute phytotoxicity test – Phytotoxkit and a pot experiment) with higher plants and soil amendments were performered. These were supplemented by chemical analyses carried out in accredited laboratories with a main focus on contents of hazardous elements and polycyclic aromatic hydrocarbons. Based on acute phytotoxicity test post-fire soil is not phytotoxic and provides better conditions for seed germination than unburnt soil. Soil amendments application had a positive effect on above-ground biomass yield, however, the effect on under-ground biomass yield or on the ability of plants to bioconcentrate and translocate risk elements were not statistically confirmed. Biochar and compost stimulated the rate of degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Although hazardous elements and substances are released or transformed from the burnt biomass and soil organic matter during a fire, the values did not exceed the preventive values set by the Regulation of Ministry of Agriculture n. 153/2016 Sb. After a fire, the changed soil chemistry contributes both to the facilitation of polycyclic aromatic hydrocarbons to microbial degradation and to the immobilization of risk elements which reduces the potential negative impact of fire on the environment. The composition of ash apart from other factors depends on the location. It is recommended to monitor primarily areas that were exposed to possible contamination before the fire event.

Keywords

požáry, fytoremediace, fytotoxicita

Keywords

phytotoxicit, wildfires, phytoremediation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 6. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Ing. Magdalena Daria Vaverková, Ph.D.
• Reader: Stanislav Bartoň, CSc., doc. RNDr., Karol Balog, externi, Paweł Ogrodnik, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Ecology and Environmental Protection / Applied and Landscape Ecology