Vliv zvýšené vzdušné koncentrace oxidu uhličitého na růst buku lesního

Bc. Tereza Sokolová

Master's thesis

Effect of elevated atmospheric carbon dioxide concentrations on the growth of beech

Abstract:

Zvýšená koncentrace CO2 ovlivňuje anatomické, fyziologické i morfologické vlastnosti rostlin a to jak přímo, tak i nepřímo. Cílem této práce bylo zjistit vliv zvýšené vzdušné koncentrace CO2 na růst buku lesního (Fagus sylvatica). Vlastní experiment probíhal od podzimu roku 2005 na ekologickém pracovišti Bílý Kříž v Beskydech na uměle založených plochách (A-ambient -- přirozená vzdušná koncentrace CO2 -- 385 ppm, E-elevated -- 700 ppm, C-control -- otevřená kontrolní plocha). Dvouleté semenáčky buku a tříleté semenáčky smrku byly vysázeny v trojúhelníkovém sponu do lamelových sfér a to v celkovém počtu 96 stromů. Studie je zaměřená na produkci biomasy buku lesního v různých typech smíšení spolu se smrkem ztepilým (P-pure -- monokultura, I-individual -- jednotlivé smíšení, G-group -- skupinovité smíšení). V polovině srpna 2013 byla započata destrukce buků, která byla dokončena v září 2013. Nadzemní části byly rozděleny na listy, větve a kmen a také kořeny byly podrobeny později destrukční analýze. Oddělené části stromu se pro stanovení biomasy sušily v sušárně 48 hodin při 80 °C a následně 2 hodiny při 105 °C a nakonec byly zváženy. Po osmi letech trvání experimentu kultivace smrku ztepilého a buku lesního v lamelových sférách, nebyly zjištěny statisticky významné rozdíly v celkové biomase stromů mezi sférou A a E. Byl však zjištěn významný vliv CO2 na biomasu jednotlivých orgánů (listí, větvě, kmeny a kořeny včetně pařezů) a také na stromy pěstované v jednotlivém smíšení I. Při srovnání celkové biomasy ve sférách, byla ve sféře E průměrná celková biomasa jednotlivého stromu o 27 % nižší ve smíšení G, o 25 % vyšší ve smíšení P a o 147 % vyšší ve smíšení I než ve sféře A. Produkce biomasy kořenů bez zjištění vlivu smíšení je vyšší o 60 % v rámci sféry E. Největší rozdíl podzemní biomasy byl mezi sférami zjištěn ve smíšení I. Ve sféře E bylo až o 200 % více podzemní biomasy nežli ve sféře A. Tyto předběžné výsledky ukazují, že celková biomasa buku byla vyšší ve sféře E nežli ve sféře A. Rozdíly v celkové biomase je však nutné zohlednit podle smíšení a koncentrace CO2.

Abstract:

Elevated CO2 concentration influences the anatomical, physiological and morphological characteristics of plants, both directly and indirectly. The aim of this thesis was to determine the effect of increased atmospheric CO2 concentration on growth of European beech (Fagus sylvatica). The experiment was carried out from autumn 2005 on environmental work place Bílý Křiž in Beskydy and established in artificial conditions (A-ambient - natural air concentration of CO2 - 385 ppm, E-elevated - 700 ppm, C-control - open control area). Two-year old seedlings of beech and three years old spruces seedlings have been planted in a triangular spacing in lamellar biospheres in a total of 96 individuals. The study is focused on biomass production of beech in different types of mixed cultures together with Norway spruce (P-pure - monoculture, I-Individual -- individual mixing, G-group -- group mixing). In mid August 2013 has begun destruction of beeches, which was completed in September 2013. Aboveground parts were dividend in to group consisting of branches and trunk and roots were subjected to destructive analysis later. Separate parts of the trees were dried in the oven for 48 hours at 80 °C and subsequently 2 hours at 105 °C and then were weighed to determine the biomass. After eight years of experiment, cultivation of spruce and beech in lamellar biospheres, there were no signifiant differences in total biomass of trees between varieties A and E. However, it showed significant influence of CO2 on the biomass of individual organs (leaves, branches, trunks and roots, including stumps ) as well as trees grown in a single mixed culture (I). When comparing the total biomass in the spheres, sphere E showed average total biomass of an individual tree about 27 % higher, in mixed G variety 25 % lower and in the P mixing 147 % higher than mixed I in the sphere A. Biomass production of roots without identification of mixing factor increased by 60 % in the E variety. Most significant difference in belowground biomass was detected in variety of mixing I. In the E sphere was 200 % more belowground biomass compared to sphere A. These preliminary results show that total biomass of beech was higher in sphere E than in the sphere A. Differences in total biomass , however, can be caused by mixing and correspond to the concentration of CO2.

Keywords

buk lesní, globální změna klimatu, oxid uhličitý, Biomasa

Keywords

biomass, global climate change, carbon dioxide, beech

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Radek Pokorný, Ph.D.
• Reader: Dušan Kacálek, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
Forest Engineering / Forest Engineering