Radiální růstová odezva smrku ztepilého (Picea abies) a douglasky tisolisté (Pseudotsuga menziesii) vůči změně klimatických parametrů

Bc. Petr Hoferek

Master's thesis

Radial growth response of Norway spruce (Picea abies) and Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) to the climate change

Anotácia:

Cílem této práce bylo vytvoření co nejdelší letokruhové chronologie douglasky tisolisté a smrku ztepilého na dvou lokalitách LHC Statutární město Zlín. Dále určit citlivost jejich radiálního růstu v závislosti na klimatických faktorech a porovnat klimatický signál mezi těmito dřevinami. Hypotéza byla stanovena na základě předpokladu, že smrk představuje dřevinu více citlivou k nedostatku vody. A proto bude vykazovat silnější srážkový signál v letokruhových chronologiích ve srovnání s douglaskou.K dosažení cílů práce bylo postupováno následovně. Nejprve byl odebrán dostatečný počet vývrtů za použití Presslerova přírůstového nebozezu a poté bylo započato měření v laboratoři. Měření šířek letokruhů bylo realizováno prostřednictvím binokulárního mikroskopu Leica 6 a pomocí posuvného měřícího stolu TimeTable propojeného s počítačem a softwarem PAST 5. Pro každý strom byla v softwaru PAST 5 byla získána výsledná letokruhová křivka. Letokruhové křivky byly následně převedeny do programu R a detrendovány metodou Spline a Negativní exponenciálou. Následně byly z detrendovaných křivek vytvořeny indexované stanovištní chronologie douglasky a smrku na dvou lokalitách. Poté došlo v programu R (balíček treeclim) k extrakci klimatické informace z letokruhových chronologií prostřednictvím výpočtu korelačních koeficientů, které ukazovaly míru závislosti šířek letokruhů na klimatických datech (srážky, teploty a SPEI).Výsledky ukazují, že průměrný přírůst (mm/rok) douglasky a smrku jsou velmi podobné. Průměrný plošný přírůst kruhové základny BAI (mm2/rok) je viditelně vyšší u douglasky. Dále bylo zjištěno, že smrk má silný klimatický signál ve více měsících. Douglaska má silnější teplotní signál v březnu v roce tvorby letokruhu. Smrk má silnější teplotní, srážkový i SPEI signál v letních měsících oproti douglasce na obou lokalitách.

Abstract:

The aim of this work was to create the longest possible tree ring chronologies for Douglas fir and Norway spruce at two LHC sites in the Statutory City of Zlín. Furthermore, to determine the sensitivity of their radial growth on climatic factors and to compare the climate signal between these tree species. The hypothesis was based on the assumption that Norway spruce represents a species more sensitive to water scarcity. Therefore, the Norway spruce will show a stronger precipitation signal in tree ring chronologies compared to Douglas fir. To achieve these goals, the following steps were taken. First, the sufficient numbers of cores were taken, using Pressler's incremental borer. Then, tree ring widths were measured in laboratory using Leica 6 binocular microscope, TimeTable and computer with PAST 5 software. This procedure resulted in one tree ring series for each tree. All tree ring series were transformed into the R program and detrended by the Spline and Negative Exponential curves. Subsequently, the indexed site standard chronologies for both Douglas fir and Norway spruce were created at the two sites. Finally, the correlation coefficients between tree ring indexes and monthly climate variables (precipitation, temperature and SPEI) were calculated in R program (package treeclim). These showed the climate signal for both studied species at two studied sites.The average growth rate (mm/year) of Douglas fir and Norway spruce was found to be very similar. But the basal increment area BAI (mm2/year) showed to be higher for Douglas fir.The Douglas fir showed a stronger temperature signal in March in the year of tree ring formation. Norway spruce showed a stronger temperature, precipitation and SPEI signal in the summer months compared to Douglas fir. This pattern was found at both studied sites.

Kľúčové slová

smrk ztepilý, douglaska tisolistá, radiální růst, letokruhová chronologie, klimatický signál

Keywords

Norway spruce, Douglas fir, radial growth, tree ring chronology, climate signal

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 4. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Martin Šenfeldr, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / odbor:
Forest Engineering / Forest Engineering