Vyhodnocení fenologických pozorování na vybraných hospodářských dřevinách

Mgr. Ondřej Nezval

Doctoral thesis

An assessment of phenological observations of the most important commercial species in the Czech Republic

Anotácia:

Fenologie je jednou z dynamicky se rozvíjejících metod studia lesních ekosystémů, která se zabývá širšími vztahy mezi vývojovými fázemi dřevin a vnějšími podmínkami prostředí. V současné době měnících se podmínek prostředí a chřadnutí lesních ekosystémů se fenologie dostává stále více do popředí. Předložená disertační práce shrnuje výsledky čtyř publikací využívající jak přímé, tak i nepřímé metody fenologických pozorování. Data z let 2014–2019 poukazují na signifikantní navýšení průměrné teploty vzduchu oproti normálu (1981–2010), prodloužení nejteplejší části vegetační sezóny (nad 15 °C) až o 20 dnů. V souvislosti s nárůstem nadprůměrně teplých dnů došlo k časovému posunu vývoje fenofází. Byly použity dvě metody pro stanovení fenofází: pozemní observační metoda a fenologické kamery snímkující porost. Jako nejvhodnější metoda obrazové analýzy snímků pořízených z fenokamer byla dle Klosterman a kol. (2014) z balíčku Phenopix. Jarní fenofáze byly stanoveny s nižší mírou nejistoty než podzimní. V případě listnatých dřevin bylo určení fenofází přesnější než u jehličnatých. Pozemní pozorování pochůzkovou metodou se prokázalo jako vhodná doplňující metoda pro zpřesnění dat pořízených fenokamerami. U smrku ztepilého byla zjištěna asynchronita mezi primárním a sekundárním růstem ve výškovém gradientu Rájec-Bílý Kříž. Vývoj sekundárního růstu byl průměrně o 71 dní delší a byl výrazně dříve ukončen v extrémně suchém roce 2018. Měřením obvodových změn smrku byly zjištěny stresové reakce porostu na dlouhodobé sucho v r. 2015. Zejména u jedinců s nadprůměrnou výčetní tloušťkou docházelo k výrazným záporným obvodovým změnám v jarním a letním období. Ve stejném roce byly pozorovány morfologické změny letního dřeva u borovice vlivem vysoké četnosti horkých vln a extrémního sucha. Z dosažených výsledků vyplívá, že role dřevin jako významného bioindikátoru změn prostředí je nenahraditelná, čímž fenologický monitoring nabízí širokou škálu využití a hodnocení stavu na úrovni jedince až celého lesního ekosystému.

Abstract:

Phenology is the dynamically developing method for investigating forest ecosystems which deals with the broader relationships between the phenological stages of tree species and the external conditions of the environment. Phenology is growing more prominent with the need to assess the impact of the current changes in environmental conditions and with the associated withering of forest ecosystems. The presented PhD thesis summarizes the results of four publications using both methods of phenological observations: direct and indirect. Data from 2014–2019 show a significant increase in the average air temperature compared to long-term average (1981–2010). The warmest part of the growing season (above 15 ° C) was extended by more than 20 days. Due to the increase in above-average warm days, there was a time shift in the development of phenophases. Two methods were used to determine the phenophases: ground observation and image capture of the canopy using phenological cameras. Klosterman et al. (2014) used in the Phenopix package was found to be the most suitable method analysis for phenocamera images. Spring phenophases were determined with a lower degree of uncertainty than autumn. In the case of deciduous trees, the determination of phenophases by this method was more accurate than in conifers. The ground observation method was used to evaluate the data from the phenocameras. Asynchrony between primary and secondary growth in the Rájec-Bílý Kříž height gradient was found for Norway spruce. The duration of secondary growth was on average 71 days longer and ended significantly earlier in the extremely dry year of 2018. Stress reactions to the prolonged drought of 2015 were observed in the circumferential changes of spruce in the stand. There were significant negative circumferential changes in the spring and summer, especially in individuals with above-average enumerated thickness. In the same year, morphological changes of summer wood were observed in pine trees due to the high frequency of heat waves and extreme drought. The results demonstrate the clear and important role of woody plants as bioindicators of environmental change. Phenological monitoring can be used to provide a wide range of assessment from the level of the individual to the entire forest ecosystem.

Kľúčové slová

leaf area, vegetační období, fenofáze, fenokamera, dendrometry, mikroklima, snímkování porostu

Keywords

phenocam, microclimate, leaf area, growing season, remote sensing, thresholds, dendrometers

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 11. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Jan Krejza, Ph.D.
• Oponent: Emilie Bednářová, CSc., doc. Ing., Lenka Hájková, externi, Jana Škvareninová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Doctoral programme / odbor:
Landscape Engineering / Forest Ecology