Vliv světelných podmínek na dynamiku produktivity bylinného patra na experimentální ploše teplomilné doubravy v přírodní rezervaci Na Voskopě (Český kras)

Tereza Dudová

Bachelor's thesis

Light conditions effect on productivity dynamics of herb layer at the experimental site in thermophilous oakwood in the Nature Reservation Na Voskopě (Czech Karst)

Abstract:

V regionu teplomilné vegetace Českého krasu v přírodní rezervaci Na Voskopě probíhá od roku 2013 dlouhodobý experimentální výzkum se zaměřením na převod staré pařeziny na původní formu hospodaření, praktikovanou v těchto místech v dlouhé historii. Cílem tohoto projektu je zkoumat dopad navrhovaných opatření na diverzitu a strukturu bylinného patra teplomilné doubravy. Na lokalitě byl založen design 40 trvalých zkusných ploch, na kterých byly po dobu čtyř let odebírány vzorky nadzemní biomasy. V této práci byly vyhodnoceny odběry z let 2016 a 2017. Biomasa bylinného patra byla v laboratoři vysušena do konstantní hmotnosti a zvážena. V centrálním bodě každé kruhové zkusné plochy byly dále pořízeny hemisférické snímky korunového zápoje. Následně byly snímky převedeny do černobílé podoby a pomocí programu WinSCANOPY byla vypočítána hodnota relativní ozářenosti a množství přímého a difúzního záření, dopadajícího do bylinného patra. Vliv několika světelných parametrů vůči množství vytvořené biomasy a prostorové variabilitě její tvorby byl statisticky vyhodnocen regresní analýzou a porovnán s údaji získanými v přechozích letech 2014 a 2015. Výsledky prokázaly jednoduchý předpoklad, že zvýšený světelný příkon do bylinného patra povede k větší intenzitě vzrůstu nadzemní biomasy bylinného podrostu v původně stinnějších místech. Po provedení plánované těžby v letech 2015 a 2016 došlo na otevřených plochách k výraznému nárůstu bylinné hmoty. Průměrná produktivita biomasy ukázala průkazný nárůst v závislosti na světelných podmínkách v obou sledovaných letech. Nejsilnějším prediktorem vůči produktivitě byla v roce 2016 prostá relativní sluneční ozářenost, roce 2017 ji vystřídal parametr „počet pixelů oblohy na hemisférickém snímku“. V roce 2017 došlo k třetinovému vzrůstu efektivity regresních modelů oproti předchozímu roku, což připadá na vrub pokračujícího zarůstání vytěžených ploch. Test hypotézy, že meziroční variabilita tvorby nadzemní biomasy bude vyšší ve světlejších porostech, tuto hypotézu nejen že nepotvrdil, ale dokonce ukázal náznak opačného trendu. Co se týče závislosti koeficientu variability tvorby biomasy na míře relativní ozářenosti, tento ukazatel nedosáhl prokazatelného rozdílu mezi tmavými a světlými porosty ani v jednom roce. Prostorová heterogenita tvorby biomasy klesla ve světlejších porostech, což byl opačný trend vzhledem k nastolené hypotéze. Důvod můžeme spatřit v efektu působení slunečních skvrn na prostorově variabilnější tvorbu biomasy bylinného podrostu. V otevřených místech porostů předpokládáme pokračování trendu zvyšujících se přírůstů bylinného patra, v případě porostů krytých korunami očekáváme kolísání významu světla s ohledem na aktuální chod počasí.

Abstract:

In the nature reserve Na Voskopě where thermophilic plants grow, long term experiment focused on transforming old stump forests to original form of management take place since 2013. This type of management was practised here for the long time before. Focus of this bachelor thesis was to consider measurements suggested for this type of diverged flora in a thermophilic oak forest. We designed 40 permanent study areas in our location, where we gathered samples of above-ground biomass for a period of 4 years. In this work we evaluated samples from years 2016 and 2017. Plant biomass was dried in a laboratory until it reached specific weight. In the central point of our study area we acquired hemispherical pictures of crown cover. Subsequently, those pictures were converted to a form of black and white in a software program called WinSCANOPY where we evaluated a relative value of illumination and an amount of direct and diffused illumination which fell on to plants. Influence of the several illumination parameters in relation to biomass and spatial variability was statistically evaluated using regressive analysis and compared to data gathered in the years 2014 and 2015. Results showed us that increased illumination leads to higher growth of the above-ground biomass in a shaded place. After yield, which happened in 2015 and 2016 we recorded increased growth of plants. Average productivity of biomass showed us significantly improved growth in the both places in relation of increased illumination. The strongest predictor in the relation to productivity in the year of 2016 was simple relative illumination which was replaced by the number of pixels in a hemispherical picture in the year of 2017. In the same year, increased effectivity of regressive models in comparison to previous year was caused by the growth of plants in the cleared forest. Test of the hypothesis that year-on-year variability of growth of above-ground biomass would be higher in more illuminated forests was not confirmed but results showed us the glimpse of opposite trend. Regarding coefficient of variability of biomass growth in the relation of relative illumination, this indicator did not reach a significant difference between shaded and illuminated places. It was a different trend in relation to the hypothesis. Reason can be seen in the effect of sunspots on spatially more variable growth of biomass. We can expect more biomass growth in the open places. We can expect fluctuation of illumination importance in a shaded place in the relation to current motion of weather.

Keywords

světelný režim, produktivita, biomasa, teplomilné doubravy, dynamika, Český kras, bylinné patro lesů

Keywords

forest herb layer, thermophilous oakwoods, biomass, light regime, productivity, dynamics, Czech Karst

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Tomáš Černý, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Bachelor programme / field:
Forestry / Forestry