EN-CZ

Vědecké články

Další publikace
Článek 1/1

Časté a silné disturbance a nerovnovážná krajinná dynamika utvářely horské smrkové lesy ve střední Evropě

PLNÁ VERZE VÝŠE

Obecně lze říci, že disturbance podmiňují strukturu a druhové složení lesa, bližší zákonitosti jejich působení však stále nejsou dostatečně pochopeny. Otázky a pochybnosti panují zejména kolem toho, jak se výskyt disturbancí mění v průběhu času, jaký je jejich vliv na strukturní rozmanitost porostů a jak může disturbanční režimy ovlivnit probíhající klimatická změna. K porozumění této problematice jsme přispěli:
(1) dlouhodobou retrospektivní analýzou disturbanční dynamiky metodou dendrochronologické rekonstrukce; (2) identifikací faktoru, který působí narušení;
a (3) nalezením proměnných, zejména z okruhu stanovištních podmínek, které ovlivňují sílu narušení. Cílem našeho výzkumu byly horské smrčiny (Picea abies).

Jedinečnou příležitostí byla možnost odebrat vzorky z rozsáhlé oblasti přírodního lesa v jinak pozměněné krajině Šumavy, který byl nedávno zasažen rozsáhlými a silnými větrnými a kůrovcovými kalamitami. Výrazný projev přírodních sil rozdmýchal nové spory o management tohoto území. Dataset letokruhových řad, složený vždy minimálně z 35 stromů na každé z 26 studijních ploch, byl analyzován na signály minulých disturbancí. Disturbanci identifikuje buď uvolnění ze zástinu, charakterizované náhlým zvýšením přírůstu, nebo rychlý počáteční růst, svědčící o existenci mezery v korunovém zápoji.

Studovanou krajinu ovlivňovala v minulosti narušení různorodá svojí silou, přičemž typická pro ni byla velmi silná (reagovalo > 50 % stromů) narušení s kratší periodou návratu, průměrně za 174 let. Identifikované disturbanční události často korelovaly s historickými záznamy o vichřicích a gradacích lýkožrouta. Většina disturbancí ovlivnila velkou část krajiny, ale síla narušení byla prostorově rozrůzněná. Za posledních pět století došlo k nejrozsáhlejšímu narušení kolem roku 1820 a po roce 1880 byla narušení vzácná. Tato nerovnovážná dynamika způsobila, že na konci 20. století se les skládal ze starých porostů se zvýšenou náchylností k disturbancím, což přispělo k velkému rozsahu narušení v posledních dvou dekádách. Disturbance byly častější v místech vystavených větru, jimiž jsou horské hřebeny a pláně.

Intenzivní narušení ve studované krajině neumožnila vznik pralesu v old-growth vývojové fázi, strukturní charakteristiky důležité pro biodiverzitu (včetně ranného vývojového stádia lesa) však zajistilo i působení disturbancí o různé síle. Předpokládáme, že důsledky pravděpodobného budoucího nárůstu disturbanční aktivity nebudou obecně srovnatelné s disturbančním režimem charakterizovaným občasnými silnými disturbancemi. Silná událost totiž usmrtí převážně staré stromy a je následována obdobím poměrně nerušeného vývoje, kdy je les vůči dalšímu narušování odolnější. Časté disturbance vytvářejí naopak dlouhodobý stres. Chráněná území v podobných typech lesa by měla být dostatečně velká, aby se v nich mohl uplatnit přirozený rozsah variability narušení. Podpora ekologických funkcí lesa při hospodaření vyžaduje porozumět biologickému dědictví přirozených narušení, jejichž působení by mohli lesní hospodáři využít při snaze navrátit do hospodářského lesa přírodní charakteristiky.

Popis příloh: První obrázek udává procento stromů indikujících uvolnění s ročním rozlišením. Horní graf (a) ukazuje synchronizaci mezi jednotlivými stromy. Spodní graf (b) zobrazuje součet peaků (indikujících jednotlivé disturbanční události) na úrovni plochy rozlišených na narušení a silná narušení, při kterých reagovalo > 10 %, resp. >50 % stromů. Peaky v pětiletém klouzavém součtu (modré tečky) byly vypočítány jako podíl k počtu vzorků v dané době. Například, během pětiletého období kolem roku 1780 ukazuje 56 % dostupných ploch (pět z devíti) disturbanční událost skrze výskyt stromů uvolněných z potlačení. Rekonstruované disturbanční události (peaky) se statisticky průkazně shodovaly s vichřicemi a gradacemi lýkožrouta známými z archivních dokumentů z okolního regionu.

Druhý obrázek ukazuje polohu zkoumaných lokalit v rámci Národního parku a Chráněné krajinné oblasti Šumava v české části pohoří. Vrstevnice 1150 metrů nad mořem ohraničuje přibližně rozsah horského smrkového lesa (Picea abies), a vymezuje tak studijní oblast a jednotlivé lokality. Dvě centrální lokality nemohly být analyzovány, jelikož jedna byla narušena v devadesátých letech (odběr vývrtů nebyl možný) a druhá byla pravděpodobně koncem 19. století vytěžena. Plochy byly rozděleny do skupin pomocí shlukové analýzy disturbanční historie.

Čada et al., 2016

Čada et al., 2016Čada et al., 2016
Článek 1/1
Článek 1/1

Legacy of pre-disturbance spatial pattern determines early structural diversity following severe disturbance in montane spruce forests

PLNÁ VERZE VÝŠE

Bače et al., 2015

Tento příspěvěk je dostupný pouze v anglické verzi.

Bače et al., 2015Bače et al., 2015
Článek 1/1
Článek 1/2

Profil mikrostanišť v evropských pralesích s dominancí buku

PLNÁ VERZE VÝŠE

Stromová mikrostanovišťe (TreMs z angl. Tree-related microhabitats) jsou důležité prvky pro zachování biodiverzity v lesních ekosystémech. Přestože ostaní strukturální indikátory lesní biodiverzity byly v předešlých desetiletích intenzivně studovány, mikrostanoviště byly častokrát přehlížené a to kvůli nedostatečným znalostem o jejich důležitosti nebo díky absenci společné definice. Ačkoliv poznatků o mikrostanovištích v posledních letech přibývá, stále není jasné, co stojí v pozadí jejich výskytu a rozmanitosti v pralesích napříč různými regiony.

Abychom zjistili, jaké jsou nejdůležitější faktory ovlivňující výskyt a rozmanitost mikrostanovišť, provedli jsme první velkoplošnou studii mikrostanovišť v evropských pralesích a to na 146 plochách založených v 8 porostech v horských pralesích s dominancí buku (Fagus sylvatica L.) v Karpatech a Dinárském pohoří. Zobecněné lineární smíšené modely byly použity na testování vlivu lokálních strukturálních charakteristik a prostorové variability na hustotu a diverzitu (alfa, beta a gama úroveň) mikrostanovišť.

Celková denzita a diverzita mikrostanovišť byla signifikantně pozitivně ovlivněna počtem druhů dřevin a proporcí mrtvého dřeva na ploše. Kvadratický průměr tlušťky stromů na ploše signifikantně ovlivňoval alfa a gama diverzitu mikrostanovišť. Oba regiony dosáhly podobně vysoké hodnoty celkové denzity mikrostanovišť a celková denzita a diverzita se signifikantně nelišily mezi dvěma studovanými regiony. Signifikantní rozdíly mezi regiony byly prokázány pouze u dvou skupin mikrostanovišť: epifity a houby. Hodnoty denzit a diverzita mikrostanovišť byly mimořádně vysoké v horských pralesích s dominancí buku a jejich výskyt byl v krajině mimořádně variabilní a to i v rámci relativně malého prostorového gradientu (plocha a porost). Pochopení tohoto profilu poskytuje základ pro další srovnání, jako například ty z nedávno založených chráněných území nebo v rámci biodiverzitě blízkého lesního hospodářství.

Popis příloh: Na prvním obrázku můžete vidět grafy zabrazující výsledky testování pomocí zobecněných lineárních smíšených modelů vlivu počtu druhů dřevin, kvadratického průměru, tloušťky stromů, poměru stojících mrtvých stromů a regionu na diverzitu (alfa, beta a gama) a denzitu stromových mikrohabitatů. Predikované hodnoty (linie, kroužky) jsou zobrazeny spolu s 95% intervalem spolehlivosti (šedý polygon).

Druhý obrázek ukazuje porovnání denzity mikrostanovišť mezi odumřelými a živými stromy.

Kozák et al., 2018

Kozák et al., 2018Kozák et al., 2018

Forest management impacts on capercaillie (Tetrao urogallus) habitat distribution and connectivity in the Carpathians

PLNÁ VERZE VÝŠE

Mikoláš et al., 2017

Připravujeme.

Mikoláš et al., 2017Mikoláš et al., 2017
Článek 1/2
Článek 1/1

More ways than one: Mixed-severity disturbance regimes foster structural complexity via multiple developmental pathways

PLNÁ VERZE VÝŠE

Meigs et al., 2017

Tento příspěvěk je dostupný pouze v anglické verzi.

Meigs et al., 2017Meigs et al., 2017
Článek 1/1
Článek 1/1

The legacy of disturbance on individual tree and stand-level aboveground biomass accumulation and stocks in primary mountain Picea abies forests

PLNÁ VERZE VÝŠE

Trotsiuk et al., 2016

Tento příspěvěk je dostupný pouze v anglické verzi.

Trotsiuk et al., 2016Trotsiuk et al., 2016
Článek 1/1

Terénní a laboratorní práce

Vzorky pro dendroekologické analýzy a informace o strukturních parametrech porostů, získávané na trvalých výzkumných plochách, jsou základním stavebním kamenem naší práce. Tato data jsou shromažďována na základě pravidelných terénních výjezdů, v průběhu kterých jsou na daných lokalitách zaznamenávány například výšky a šířky stromů, množství mrtvého dřeva a prosvětlenost porostu. Zkoumáme také mikrostanovišťě, která v různých formách vznikají na starých či odumírajících stromech a jsou důležitá pro mnoho druhů savců, ptáků či hmyzu. Ze stromů jsou speciálními vrtáky odebírány vzorky letokruhů, které následně umožňují nahlédnout do historie jejich života. Na základě šířky jednotlivých letokruhů lze zjistit, v jakých podmínkách se tyto lesy vyvíjely, a díky tomu například předvídat, jak budou schopny odolávat tlaku nastávajících klimatických změn v budoucnu. Minulost stromů uchovaná v letokruzích nám odhaluje, kdy a jakým disturbancím stromy čelily. Naše databáze letokruhových sérií, která čítá více než třicet pět tisíc vzorků, dokládá, že tato narušení jsou přirozenou součástí koloběhu lesa.

Vzorky pro dendroekologické analýzy putují z terénu do dendrochronologické laboratoře, jež je zařízena k jejich komplexnímu zpracování. Dendrochronologický vývrt má podobu dřevěného válečku, který obsahuje příčný řez skrze letokruhy stromu od kůry do jádra. Vývrty jsou po vyjmutí z ochranných brček lepeny na drážkovaná prkna a broušeny na pásové brusce. Následně jsou zkušenými pracovníky měřeny pomocí sestavy mikroskopu, posuvného stolu LinTab a počítačových programů TSAPWin a CDendro. Výsledkem měření je graf, který obsahuje údaje o šířce po sobě jdoucích letokruhů.

Hlavní dva zdroje variability ve velikosti letokruhů u jednoho druhu stromu jsou pozice jedince v porostu a počasí v daném roce. Pozice vůči ostatním stromům zodpovídá za množství světla, které na strom dopadá. Zastíněný strom roste výrazně pomaleji než jedinec v dominantním postavení. Tento faktor může za dlouhodobější průměrnou rychlost růstu. Naopak počasí způsobuje charakteristickou meziroční oscilaci, kterou v grafech pozorujeme. Právě na ní spočívá metoda křížového datování. Počasí se projevuje na regionální škále, takže v sušším nebo chladnějším roce se u všech stromů v oblasti vytvoří menší letokruh, než jsou letokruhy okolní. Takové minimum se nazývá významný rok. Největší stálicí karpatských lokalit je rok 1952. Souhlasnost trendů však platí i pro ostatní roky, takže grafy stromů, u kterých nechybí žádné letokruhy, vykazují solidní vzájemnou korelaci. Z více takových stromů lze vytvořit průměrnou křivku, která zdůrazní klimatické proměnné a umožní kontrolovat ostatní stromy.

Jednotlivé dřeviny se z hlediska růstu chovají individuálně. Jehličnany bývají snadno čitelné a meziroční oscilace nejsou tak výrazné. U smrků málokdy letokruhy ve vzorku fyzicky chybí, ale na řadě lokalit je ochota smrků korelovat s průměrnou křivkou slabá. Jedle korelují výborně, ale nejsou vzácné případy, kdy v potlačení bez varování chybí kolem 20 letokruhů. Buky jsou nejnáročnější na správné změření i datování, vedle širokých letokruhů se krčí nenápadné přírůsty suchých let a v potlačení se někdy buňky letního dřeva slijí v širší pás nerozdělený jarním dřevem. Pro kvalitu výsledku jsou klíčové schopnosti pracovníka. Javory jsou snáze měřitelné, ale chovají se „náladově“, což znamená, že i v nevýrazném potlačení může chybět mnoho let. Během křížového datování hodnotíme míru jistoty a průkaznosti výsledků a sporné případy z dalších analýz vyřazujeme. Rozsáhlé zkušenosti z unikátního datasetu nám umožňují rozvíjet používané metody a plně vytěžit potenciál v terénu získaných dat.

  • Zaměřování pozic jednotlivých stromů na studijní ploše pomocí hardwarové a softwarové sestavy Field-Map Forest Pro
  • Letokruhové řady stromů jsou na studijních plochách odebírány za pomocí ručních přírůstových nebozezů Mora-Coretax s vnitřním průměrem řezné části 5 mm
  • Vývrty jsou po vyjmutí z ochranných brček nalepeny na drážkovaná prkna a zbroušeny na pásové brusce
  • Vzorky  jsou zkušenými pracovníky měřeny pomocí sestavy mikroskopu, posuvného stolu LinTab a počítačových programů TSAPWin a CDendro
  • Dendrochronologický vývrt má podobu válečku, který obsahuje příčný řez skrze letokruhy stromu od kůry do jádra
  • Výsledkem měření je graf, který obsahuje údaje o šířce po sobě jdoucích letokruhů
  • Během křížového datování je hodnocena míra jistoty a průkaznosti výsledků
  • Hemisférický snímek, určený k analýzám světelných podmínek v programu WinSCANOPY