Vyhodnocení rozdílného využití půdy na její hydrologické vlastnosti

Bc. Jan Vacek

Master's thesis

Evaluation of different land use to soil hydrological functions.

Abstract:

Problematika zalesňování a odlesňování významně ovlivňuje vývoj půdy a její vlastnosti, které v širším kontextu dále ovlivňují i okolní krajinu. Jelikož zalesňování má na klimatické změny a stabilitu ekosystému krajiny pozitivní dopad, je podporováno dotacemi z fondů Evropské unie. V této diplomové práci jsou vyhodnocena data z výzkumného monitoringu půd pomocí půdních sond v hloubkách 20, 40 a 60 cm, které provádí instituce VÚMOP, v.v.i. (Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy) na lokalitách se zalesněním a odlesněním. Cílem vyhodnocení dat bylo zjistit, jak se vyvíjí hydrologické vlastnosti půdy po změně jejího využití, konkrétně po zalesnění orné půdy typu černozem modální a odlesnění části vzrostlého klimaxového lesa s půdním typem kambizem. Data byla odebrána z lokality se zalesněnou půdou v obci Hovorčovice u severního okraje Prahy ve Středočeském kraji a z lokality s odlesněnou částí bukového lesa v obci Lipnice u Dvora Králové nad Labem v Královehradeckém kraji. Na lokalitě Hovorčovice byla porovnána a vyhodnocena data půdní vlhkosti orné půdy s hodnotami sousedící 10 let zalesněné orné půdy listnatými dřevinami dubem zimním (Quercus petraea), dubem červeným (Quercus rubra) a javorem mléč (Acer platanoides) a také půdní odezva na atmosférické srážky a teplotu ovzduší. Na lokalitě Lipnice byla porovnána a vyhodnocena data půdní vlhkosti bukového klimaxového lesa s její sousedící 2 roky odlesněnou částí (mýtinou). Vyhodnocení dat ukázalo, že zalesnění má na půdní hydrologické vlastnosti významně pozitivní vliv. Odezva na srážky a teplotu ovzduší byla u zalesněné půdy mnohem mírnější, plynulejší a vykazovala v rámci půdní vlhkosti vyšší stabilitu než orná půda, která na klimatické vlivy reagovala velmi citlivě s výraznou dynamikou. Naopak odlesnění vzrostlého lesa způsobuje značné zhoršení půdních hydrologických vlastností, kdy u mýtiny byly zjištěny mnohem výraznější a citlivější výkyvy v hodnotách půdní vlhkosti než u půdy pod vzrostlým lesním porostem. Nejvýraznější odezvu v půdní vlhkosti na srážky a teplotu vykazovaly půdy na obou lokalitách v hloubce 20 cm. Celkově výsledky vyhodnocení prokázaly, že stromový porost zmírňuje vliv a intenzitu srážek na půdu, umožňuje jejich plynulejší infiltraci, omezuje vliv slunečního záření a že půda pod stromovým porostem udrží půdní vlhkost v bezesrážkových obdobích delší dobu. Odlesnění naopak způsobuje vyšší odtok a výraznější výkyvy obsahu půdní vlhkosti důsledkem klimatických vlivů. Z výsledků lze také usoudit, že rozdílný vliv na hydrologické půdní vlastnosti má i odlišné stáří stromového porostu a textura půdy.

Abstract:

Problematics of reforestation and deforestation is significantly impacting development of the soil and its features that are in wider context influencing the surrounding countryside, too. As reforestation has positive impact on climatic changes and stability of the countryside ecosystem, it is being supported by European union funds grants. In this diploma thesis there is evaluation of data from research monitoring of the soil using soil probes in the depth of 20, 40 and 60 cm as being performed by institution VÚMOP, v.v.i., in Czech (Research Institute for Soil and Water Conservation) in wooded and deforested locations. The aim of the data evaluation was to discover the development of hydrological soil properties after the change of its usage purpose, concretely after reforestation of fertile black-earth modal ground and deforestation of a part of full grown climax forest with cambium soil type. Data were collected from the location with wooded soil in Hovorčovice municipality at northern outskirts of Prague in Central Bohemian region and from location with deforested soil part of beech forest in Lipnice municipality at Dvůr Králové nad Labem in region of Hradec Králové. There were data of soil humidity in fertile ground compared and evaluated towards values of neighboring fertile ground wooded for 10 years by deciduous trees Sessile Oak (Quercus petraea), Northern Red Oak (Quercus rubra) and Norway Maple (Acer platanoides) as well as the response of the soil to atmospheric precipitation and air temperature. In the Lipnice location there were data of soil humidity of beech climax forest compared and evaluated towards neighboring part (forest clearing) deforested for 2 years. The data evaluation has shown that reforestation has significantly positive affect to the soil hydrological properties. The response to precipitation and air temperature was much milder, smoother and has shown higher stability within soil humidity comparing to fertile ground that was responding very sensitively and with strong dynamic to climatic impacts. On the other hand, deforestation of full grown forest is causing considerable worsening of the soil hydrological properties as there were more significant and sensitive fluctuation in values of soil humidity recorded than in full grown forest vegetation soil. The most significant response to precipitation and temperature in soil humidity has been reported in soils of both locations in the depth of 20 cm. Overally, the results of evaluation have shown that forest vegetation is reducing the effect and intensity of precipitation on the soil, enables more continuous infiltration, reduces effect of sunshine and that the soil under forest vegetation can maintain soil humidity in precipitation free periods for longer time. Deforestation, on the contrary, causes higher outflow and more significant fluctuation of soil humidity contents caused by climatic effects. Based on the results it is also possible to consider that there is a different effect to hydrological soil properties based on different age of forest vegetation and soil texture.

Keywords

lesní porost, půda, zemědělská půda, hydrologické vlastnosti půdy

Keywords

soil, agricultural land, hydrological properties of the soil, forest cover

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 3. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 18. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Jan Vopravil, Ph.D.
• Reader: Karel Jacko, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme:
Regional Environmental Administration