Úloha rostlin v bilanci skleníkových plynů z ostřicového slatiniště

Ing. Jitka NOVOTNÁ

Doctoral thesis

Anotácia:

Mokřady hrají důležitou roli v globálním cyklu uhlíku, neboť poutají či uvolňují oxid uhličitý (CO2) a současně jsou zdrojem atmosférického metanu (CH4). Dynamika výměny těchto skleníkových plynů je určována zejména výškou a dynamikou vodní hladiny, výškou teploty, strukturou vegetace a její biomasou. Cílem této studie bylo zhodnotit vliv rostlin s dominantní trsnatou ostřicí Carex acuta na emise CO2 a CH4 z ostřicového slatiniště na modelové lokalitě Mokré louky u Třeboně. Výzkum zahrnoval terénní pokus, v němž byla použita metoda manuálních emisních komor, sledující rozdíly mezi bulty porostlými vegetací a šlenky bez vegetace. Sledována byla také nadzemní biomasa rostlin, výška vodní hladiny a teplota. Terénní pokus byl doplněn o kultivační pokus, v němž byl hodnocen vliv vodního režimu na produkci biomasy C. acuta. Z výsledků terénního pokusu vyplývá, že výška vodní hladiny měla na emise CO2 průkazný vliv pouze v případě šlenků. Teplota půdy představovala důležitý faktor u obou mikrostanovišť. Přítomnost a biomasa rostlin měla na množství emisí CO2 podstatný vliv ve druhé části vegetační sezóny, kdy nadzemní biomasa porostu dosáhla sezónního maxima. Na emise CH4 měla zásadní vliv výška vodní hladiny a její předchozí dynamika, zatímco vliv teploty prokázán nebyl. Významným faktorem byla také vlastní přítomnost ostřicových bultů, které odváděly značné množství CH4 do ovzduší v případě, že bazální část bultu byla zaplavena. Pokud se vodní hladina nacházela v hloubce od -20 cm k povrchu půdy, emise CH4 zprostředkované rostlinami byly poměrně nízké. Pro podmínky v roce 2014 byl vytvořen model odhadující vliv ostřicových bultů s dominantní C. acuta na toky a bilanci uhlíku. Asimilace uhlíku do biomasy rostlin převyšovala nejen emise uhlíku zprostředkované samotnými rostlinami, ale také emise z celého bultu. Díky rostlinám bylo do půdy uloženo přibližně 130 g C m-2 za vegetační sezónu. Kultivační pokus ukázal, že největší podzemní i celkovou biomasu tvořily rostliny C. acuta v limózní ekofázi a následně rostliny vystavené jarní záplavě.

Abstract:

Wetlands play an important role in the global carbon cycle because they fix or release carbon dioxide (CO2) and are a source of atmospheric methane (CH4). The dynamics of the exchange of these greenhouse gases is determined mainly by the height and dynamics of water level, temperature and vegetation structure and biomass. The aim of this study was to evaluate the effect of plants with a dominant sedge, Carex acuta, on CO2 and CH4 emissions from a sedge fen on a model site ?The Wet Meadows? near Třeboň. This study included field research using a method of manual emission chambers in order to monitor the differences in the emissions between hummocks with vegetation and hollows without vegetation. In addition, aboveground plant biomass, water level and temperature were followed. The field research was supplemented with a mesocosm experiment in which the influence of water regime on C. acuta biomass production was evaluated. The results of the field research show that water level had a significant effect on CO2 emissions only in the hollows. Soil temperature was an important factor on both micro-sites. The presence and biomass of the plants had a substantial effect on the amounts of CO2 emissions, but only in the second part of the vegetation season, when the plant aboveground biomass reached its seasonal maximum. CH4 emissions were significantly influenced by the water level and its previous dynamics but not by temperature. An important factor was also the presence of sedge hummocks, which vented considerable amounts of CH4 into the atmosphere when their basal parts were flooded. Fairly small amounts of CH4 were mediated by the plants at water levels between -20 cm and the soil surface. A conceptual model has been created for the conditions of 2014 in order to estimate the effect of the C. acuta dominated vegetation of the hummocks on carbon emissions and its balance. The carbon assimilation into plant biomass exceeded not only the carbon emissions mediated by the plants, but also the emissions from the whole hummocks. Approximately 130 g C m-2 per vegetation season was stored into the soil owing to the plants. The mesocosm experiment indicated that the plants of C. acuta formed the greatest belowground biomass as well as total biomass in the limosal ecophase followed by the plants subjected to a spring flood.

Kľúčové slová

bilance uhlíku, Carex acuta, kultivační pokus, emise metanu, emise oxidu uhličitého, mokřad, ostřicový bult, vodní hladina

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 11. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 1. 2020
• Vedúci: prof. RNDr. Hana Čížková, CSc.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Doctoral programme / odbor:
Ecology and environment protection / Applied and Landscape Ecology