Ekologie lesa, stabilita lesních ekosystémů a faktory

ovlivňující zdravotní stav lesů

doc. Ing. Vít Šrámek, PhD.

Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v.v.i

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018

Ekologie lesa stabilita lesních ekosystémů a faktory

ovlivňující zdravotní stav lesů

doc. RNDr. Bohumír Lomský, CSc.

doc. Ing. Vít Šrámek, PhD.

Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v.v.i.

Počátky lesnického výzkumu

1598 1577

2,3 kg 90,9 kg 93,2 kg

75.8 kg 90,84 kg 166,64 kg

1923

• Počátky výzkumu – 19. století – od roku 1840 lesníci na svých sjezdech řeší výzkum

• Institucionalizace – 1869 – Mariabrunn (1875)

• Územní výzkumné stanice – Praha (1886) a Brno (1888)

• 1897 – Ústřední lesnická výzkumná stanice Banská Štiavnica

• Výzkumná a pokusná stanice – Písek (1912)

• 1921 – Ústav pro ochranu lesů (J. Komárek)

• 1922 – Ústav lesní biochemie (A. Němec)

• 1923 – Ústav lesnické ekonomiky (R. Haša)

• 1923 – Ústav pro pěstění lesů (J. Konšel)

• ……………

• Výzkumné ústavy lesnické 1952 VÚLH 1959 VÚLHM

Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v.v.i.

• Lesní ochranná služba

• Útvar biologie a šlechtění lesních dřevin

• Útvar ekologie

• Útvar myslivosti

• Útvar pěstování lesa – VS Opočno

• Útvar reprodukčních zdrojů – VS Kunovice

• Ekologická stabilita lesních porostů …

• Význam hmyzu a hub v lesních ekosystémech …

• Šlechtění záchrana a reprodukce genových zdrojů lesních dřevin

• Zakládání lesních porostů a zalesňování v měnících se podmínkách prostředí

• Podpora funkcí lesa pěstebními opatřeními při výchově a obnově lesních porostů

Hlavní směry výzkumu

Monitoring zdravotního stavu lesů

ICP Forests

Trocha historie • 1985: III zasedání Úmluvy o dálkovém přenosu látek …

(CLRTAP) – ustanovení programu ICP Forests – směrnice EEC 3528/86

• 1994: ustanovení II. úrovně programu ICP Forests: Intenzivního monitoringu lesních ekosystémů

• XII 2002: vypršení platnosti směrnice EEC 3528/86 • 2003: ustanovení programu Forest Focus –

nařízení EC 2152/2003 • 2007: ustavení programu LIFE+ • 2009: projekt FutMon

přehled ploch

I. úroveň monitoringu v ČR

Výsledky monitoringu – úroveň I, ČR JEHLIČNANY

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1986

1988

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

porosty 60+

% z

as

tou

pe

ní

tříd

de

foli

ac

e

LISTNÁČE

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

porosty 60+

% z

as

tou

pe

ní

tříd

de

foli

ac

e

třída 4

(100%)

třída 3

(>60%)

třída 2

(>25-60%)

třída 1

(>10-25%)

třída 0 (0-

10%)

JEHLIĆNANY

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

porosty do 60 let

% z

asto

up

en

í tř

íd d

efo

lia

ce

LISTNÁČE

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

porosty do 60 let

% z

asto

up

en

í tř

íd d

efo

lia

ce

Intenzivní monitoring lesních ekosystémů úroveň II

Intenzivní monitoring v rámci projektu FutMon Further Development and Implementation of an EU-level Forest Monitoring System

• IM1 Základní parametry

stav koruny

růst

Listová analýza

fytocenologie

depozice

zneč. ovzduší

půdní vlastnosti

Meteorologie

CZ – 14 ploch

D1 Vitalita

IM 1+

Stav koruny II

Růst dendrometry

Opad

Fenologie

Fenologie– kamery

LAI

CZ – 4 plochy

D2 Koloběh živin

IM 1+

opad

listová analýza II

vegetace – živiny

CZ – 10 ploch

D3 Vodní bilance

IM 1+

Vlhkost půdy

SWP

Retenční křivky

LAI

Porostní srážky

CZ – 10 ploch

Monitoring mladých smrkových porostů

Krušné hory 20 ploch

Lužické hory 10 ploch

Jizerské hory 19 ploch

Krkonoše 17 ploch

Orlické hory 10 ploch

Hodnocení zdravotního

stavu z družicových

snímků – Landsat TM

Evidence nahodilých těžeb

0

2

4

6

8

10

12

19

63

19

65

19

67

19

69

19

71

19

73

19

75

19

77

19

79

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

mil.

m3

živelná exhalační hmyzová ostatní

Druhá polovina 70.let

Znečištění ovzduší …

• Počátek 20 století (Stoklasa 1923)

• Maximální zátěž v 70. a 80. letech minulého století (cca 100,000 ha)

• Počátek 90. let – významný pokles emisí

• Zima 1995/96 – poslední rozsáhlé poškození způsobené oxidem siřičitým (cca 10,000 ha)

0

100

200

300

400

500

600

1963

1966

1969

1972

1975

1978

1981

1984

1987

1990

1993

1996

1999

2002

2005

2008

air

po

llu

tio

n f

ellin

g [m

3.1

03]

0

200

400

600

800

1000

1200

pro

du

cti

on

of

SO

2 [

t.1

03]

air pollution felling SO2 production

Na jaře 1997 bylo v severních oblastech pozorováno poškození v náhradních porostech břízy V Krušných horách, v některých oblastech, bříza vůbec nevyrašila během dubna a května byla zaznamenána ztráta asimilačních orgánů na značném území. Poškození se projevovalo nad hranicí 800 m n. m. s proměnlivou intenzitou.

Další typ poškození v Krušných horách

Vývoj zdravotního stavu porostů náhradních dřevin v imisních oblastech

Pozitivní, ale:

Snížená kvalita lesních půd

Velké plochy stejnověkých porostů

Těžko předvídatelná stabilita porostů

Rizika, která ještě neznáme …

Ozon – poslední (?) významná škodlivina (?)

•

Přímý vliv na defoliaci nebyl potvrzen

Snížený tloušťkový přírůst BK porostů v

nižších nadmořských výškách

(do 600 m n. m.)

Hodnoty indexu AOT40 nejsou ideálním

parametrem pro hodnocení rizika

Pokračující problémy s depozicemi

0

10

20

30

40

50

60

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

kg

.ha

-1.r

ok

-1

Open plot - BULK

Throughfall - m. ash

Throughfall - N. spruce

104

190

101

Dlouhodobá zátěž

Klesající role S, stoupající N

Nízké obsahy bazických prvků v půdách - Ca

• Nízké (<140mg.kg-1) až kriticky nízké (<50mg.kg-1) obsahy ve svrchních půdních vrstvách

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 100 200 300

Ca

cm

1996 2006

*

P 25%, 75%

0

10

20

30

40

50

60

<50 50-140 140-

350

350-

700

700-

1400

1400-

3000

3000-

5000

>5000

rel. č

etn

os

t [%

]

FH

M01

M12

M24

M48

Ca

Relativní obsahy baz. živin podle edaf. kategorií

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

Ca

Normální edafciká kategorie (K)

Mg K

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

Ca

Středně bohatá kategorie (S)

Mg K

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

0-1

0 c

m

10-2

0 c

m

20-4

0 c

m

40-8

0cm

Ca

Bohatá edefická kategorie (B)

Mg K

výrazně deficitní nízký obsah střední obsah dobrý obsah

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%0

-10

cm

10

-20

cm

20

-40

cm

40

-80

cm

0-1

0 c

m

10

-20

cm

20

-40

cm

40

-80

cm

0-1

0 c

m

10

-20

cm

20

-40

cm

40

-80

cm

BS >50%

BS 30-50%

BS 20-30%

BS 10-20%

BS < 10%

Kategorie K Kategorie S Kategorie B

N [kg.ha-1]

P [kg.ha-1]

K [kg.ha-1]

Ca [kg.ha-1]

Mg [kg.ha-1]

S [kg.ha-1]

jehličí 287,5 28,7 135,6 75,3 16,5 31,3

větve 99,7 8,3 36,4 150,1 15,4 9,6

kmen kůra 89,0 8,2 37,3 171,4 16,4 7,5

dřevo 177,0 11,8 111,4 235,2 34,5 17,9

%dřevo 27,1 20,7 34,7 37,2 41,7 27,0

….. Je trvale udržitelný ?

N P K Ca Mg S

kg.ha-1

.rok-1

10,5 0,25 13,7 4,6 1,3 5,9

Odběr živin z lesních porostů

vlivem hospodaření …..

Když se odebírá celá biomasa?

N P K Ca Mg

kg.ha-1

.rok-1

650 57 320 630 80

% (oproti dřevu) 270 400 190 170 145

Žloutnutí Smrku – Krušné hory

Rizika aplikací • poměr C/N ?

• vymývání dusíku ?

• okyselování spodních půdních horizontů ?

• Ovlivnění půdní biologické činnosti ?

Kriteria výběru ploch • Zdravotní stav porostů

• Rozbory půdy (á 100 ha) Rozbory asimilačních orgánů (á 300 ha)

• Typologie porostů

Rašeliny, podmáčené půdy

Zvláště chráněná území

Půdy ohrožené intraskeletovou erozí

Vyloučení z vápnění:

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2000 2002 2005 2010 2000 2002 2005 2010

I. ročník II. ročník

µg

.m-3

Mg

Nápravná opatření – chemické meliorace - se opírají o usnesení vlády ČR 532/2000 a 22/2004

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

Sasko

ČR

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

tis. h

a

ostatní

státní lesy

Děkuji za pozornost!

….a mnoho dalšího

www.vulhm.cz