Prostorová variabilita produktivity bylinného patra a lokální dostupnost světla na experimentálních plochách odrostlého středního lesa v Českém krasu

Bc. Yvette Procházková, DiS.

Master's thesis

Spatial variability of the herb layer productivity and local light availability on experimental plots in the overmature coppice-with-standards forests in the Czech Karst

Abstract:

Dopad současné klimatické změny na lesní ekosystémy si vynucuje hledání nových managementových opatření, které by vhodně zajistily požadavek budoucí udržitelné produktivity porostů a také zachování mimoprodukčních funkcí lesa. Takovým adaptačním opatřením je obnova pařezinových forem hospodaření, a to zvláště v exponovaných lesích oblasti termofytika. Diplomová práce si klade za cíl přispět unikátními daty do série již získaných výsledků přinášejících znalosti o základních ekologických vztazích v těchto typech lesů, a pomůže tak k návrhům příslušných adaptačních opatření. K významným mimoprodukčním funkcím lesního ekosystému patří zachování kvalitní potravní nabídky pro zvěř a udržení diverzity bylinného patra – obě tyto funkce mohou zajistit tradiční postupy hospodaření, redukující stromové patro, jako je právě pařezení nebo udržování středního lesa. Primárním cílem je test dvou pracovních hypotéz: (1) zvýšený světelný příkon do bylinného patra vede k větší intenzitě vzrůstu nadzemní biomasy bylinného podrostu v původně stinnějších místech; (2) prostorová variabilita tvorby nadzemní biomasy je vyšší ve světlejších místech porostu než ve stinnějších. Test bude založen na regresní analýze nasbíraných dat. V práci budou též komparovány všechny dosud získané výsledky zkoumaných ekologických závislostí, zjištěné v dalších experimentálních porostech středních lesů v Českém krasu. Pomocí regresních analýz se potvrdilo, že světelné záření má částečný vliv na produktivitu bylinného patra. Tyto výsledky byly přičteny uzavřenosti stromového patra zapříčiněné dosavadnímu managementu. Byl zde ale naznačen trend, kdy otevření korunového zápoje vedlo k většímu světelnému příkonu do bylinného patra a jednoznačně ovlivňuje postup zvýšení tvorby nadzemní vegetace. Ověření druhé pracovní hypotézy závislosti prostorové variability tvorby nadzemní biomasy na světelných podmínkách jednotlivých experimentálních ploch nebylo prokázáno. Vývoj sledovaného porostu je ovlivněn řadou specifických faktorů, které mohou mít různý vliv na růst a vývoj jednotlivých rostlin v porostu, což vede k výrazné lokální variabilitě. Je třeba provádět detailní studie těchto lesů a jejich složení a podmínek, aby bylo možné provádět podrobné analýzy k získání co nejkomplexnější představy o ekologických závislostech. Ve vyhodnocení vlivu světla na druhovou rozmanitost bylo možné částečně potvrdit hypotézu, kdy zvýšený světelný příkon vede k větší tvorbě druhové diverzity. Slabší ovlivnění diverzity bylin světelnými podmínkami byly přičteny silně stinnému prostředí experimentální plochy Kobyly. Jedná se o silně uzavřený porost s nízkou propustností světla, což vede k neprokazatelným výsledkům vlivu celkového a přímého světla na bylinné patro. Do budoucna by bylo dobré rozšířit datovou základnu o další zkoumané porosty na území Českého krasu, ale i dalších lokalit v českém termofytiku, protože dosažené výsledky naznačují unikátnost a tím pádem malou předvídatelnost zkoumaných ekologických závislostí v porostech pařezin.

Abstract:

The impact of current climate change on forest ecosystems forces the search for new management measures that would appropriately ensure the requirement of future sustainable productivity of stands as well as the preservation of non-production functions of the forest. Such an adaptation measure is the restoration of coppicing, especially in exposed forests of the warm region. The diploma thesis aims to contribute unique data to the series of already obtained results that bring knowledge about the basic ecological relationships in these types of forests, and will thus help to design appropriate adaptation measures. Among the important non-production functions of forest ecosystem are those sustaining forage supply of high quality and herb layer diversity – both these functions may be attained by traditional ways of management, which reduce the tree layer, such as aforementioned coppicing or keeping the coppice-with-standards wood. The primary goal is the test of two working hypotheses: (1) increased light input to the herbaceous layer leads to a greater intensity of growth of the above-ground biomass of the herbaceous understory in originally more shaded places; (2) the spatial variability of the formation of above-ground biomass is higher in lighter microhabitats of the growth than in more shaded ones. The test will be based on regression analysis of the collected data. The thesis will also compare all the results obtained so far of the investigated ecological dependencies, found in other experimental stands of coppice-with-standard forests in the Czech Karst. Using regression analyses, it was confirmed that light radiation has a partial effect on the production of the herb layer. These results were attributed to tree floor closure caused by current management. However, a trend was indicated here, where the opening of the crown canopy led to a greater light addition and a clearly unambiguous increase in the formation of above-ground vegetation. The verification of the second working hypothesis of the dependence of the spatial variability of above-ground biomass formation on the light conditions of the individual experimental areas was not proven. The development of the monitored stand is influenced by a number of specific factors that can have different effects on the growth and development of individual plants in the stand, which leads to significant local variability. Detailed studies of these forests and their composition and conditions need to be carried out in order to carry out detailed analyzes to obtain the most comprehensive picture of ecological dependencies. In the evaluation of the effect of light on species diversity, it was possible to partially confirm the hypothesis that increased light input leads to a greater formation of species diversity. Weaker influence of herb diversity by light conditions was attributed to the heavily shaded environment of the Kobyla experimental area. This is a strongly closed growth with low light transmission, which leads to unprovable results of the overall effect and direct light on the herb layer. In the future, it would be good to expand the database to include other researched stands in the Czech Karst, as well as other localities in Czech thermophytics, because the achieved results indicate the uniqueness and thus little predictability of the investigated ecological dependencies in stump stands.

Keywords

střední les, světelný režim, bylinné patro, produktivita, biomasa, diverzita rostlin, exponované lesy, termofytikum, teplomilné doubravy

Keywords

thermophilousc oakwoods, coppice-with-standards forest, light regime, herb layer, productivity, biomass, exposed forests, warm region, termofytikum

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 30. 5. 2024
• Supervisor: Mgr. Tomáš Černý, Ph.D.
• Reader: Martin Weiser, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme:
Forest Engineering