Charakteristika půdní mikrobiální aktivity na plochách s různými typy lesního managementu.

Ing. Jiří Volánek

Disertační práce

Characteristics of soil microbial activity in forest plots with different types of management

Anotace:

Vývoj zalesnění, druhové skladby a využití lesů se v nižších polohách střední Evropy v průběhu holocénu poměrně dynamicky proměňoval. Proměny lesních porostů jsou výsledkem kombinace klimatických změn a lidské činnosti. Vhodným příkladem tohoto vývoje jsou kulturní doubravy prvního a druhého vegetačního stupně. Tato práce cílí na dvě tradiční formy lesního managementu dubu, nízký les a tvrdý luh. Nízký les či pařeziny je hospodářský tvar lesa s krátkým obmýtím, který se podobně jako tvrdý luh často nacházel na vysoce úživných lesních stanovištích. Intenzivní využívání a rozsáhlé změny hydrologie obecně představují vysoké riziko degradace půdního prostředí. V této práci byly chemické, fyzikálně-chemické a biochemické vlastnosti půdy použity k posouzení vlivu cílového managementu na půdní fitness. Hospodářský tvar lesa významně ovlivnil především fyzikální a fyzikálně-chemické vlastnosti půdy, když způsobil nárůst objemové hmotnosti a úbytek makrobiogenních prvků v půdě. Biochemické vlastnosti půdy a pH byly na experimentálních plochách TARMAG významně řízeny především sezonní dynamikou. Na plochách nízkého, středního a vysokého lesa byl zaznamenán plošný úbytek organického uhlíku a zvýšený respirační potenciál, který kulminoval ve vlhčím období zimních měsíců. Podobně jako na objektech TARMAG, zvýšení intenzity managementu lužního lesa vedlo k úbytku organické hmoty v půdě, které se projevilo snížením biomasy mikrobiálního společenstva. Mikrobiální aktivita na plochách Plačkova a Bedřichova lesa byla nevíce ovlivněna hodnotou pH, avšak většinou nesouvisela s velikostí mikrobiálního společenstva. Složení mikrobiálního společenstva je řízeno více faktory, ze kterých mělo dominantní vliv pH, ale významnou roli hrály i přístupnost živin a Fe2+ a míra mineralizace podzemní vody. Ve výsledku lze konstatovat, že půdy intenzivně využívaných kulturních doubrav jsou vysoce ohrožené degradačními procesy, ve kterých významnou roli hrají proměny fyzikálních, fyzikálně-chemických a hydrofyzikálních vlastností půdy, a lesní management by je měl zohlednit především v době měnícího se klimatu.

Abstract:

The development of forest cover, species composition and forest use in the lower elevations of Central Europe changed quite dynamically during the Holocene. The changes in forest cover are the result of climate change and human activity. A valid example of this development in the first and second vegetation zone are cultural oak forests, which often had to primarily fulfil the production function and were intensively managed by people. This work targets two traditional forms of oak forest management, coppice (and coppice with standard) and hardwood flood plain forest. Coppice is a form of short-rotation high-production forest that, alike the floodplain forests, was mostly found on forest sites with high production potential. Intensity of forest management and extensive changes in hydrology in cultural oak woodlands pose a high risk of soil degradation. In this study, chemical, physico-chemical and biochemical soil properties were used to assess the effect of target management on soil fitness. Forest management significantly affected mainly the physical and physico-chemical properties of the soil by causing an increase in bulk density and a loss of macrobiogenic element content in the soil. Soil biochemical properties and pH were significantly controlled mainly by seasonal dynamics on the TARMAG experimental sites. Significant decrease in total soil organic carbon content and increase in soil respiration potential was detected in the topsoil of the TARMAG plots, which peaked in the wetter winter months. Equivalently to the coppice plots, increased management intensity of the floodplain forest led to a loss of soil organic matter, which was reflected in a microbial biomass decrease. Soil reaction strongly affected microbial activity but not microbial community size. Microbial community composition was controlled by multiple factors, of which pH was again of dominant influence, but availability of nutrients and Fe2+ and the degree of groundwater mineralization also played significant roles. The soils of intensively used oak woodlands are highly vulnerable to degradation processes in which soil physical, physico-chemical and hydrophysical properties play an important role and should be considered by forest management.

Klíčová slova

nízký les, půdní vlastnosti, střední les, lužní les, lesní management, mikrobiální biomasa, mikrobiální aktivita, struktura mikrobiálního společenstva, enzymatická aktivita

Keywords

floodplain forest, forest management, soil properties, microbial biomass, microbial activity, microbial community structure, enzymatic activity, coppice, coppice with standard

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 9. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Mgr. Aleš Bajer, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Lesnická a dřevařská fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Krajinné inženýrství / Ekologie lesa