Bukové ekosystémy a riziko sucha

Bukové ekosystémy a riziko sucha

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
RNDr. Miroslav Horváth PhD.100%100%100%
Ing. Lukáš Kolarič100%100%-
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.100%100%100%
ISBN: 978-80-972360-4-5

Bukové ekosystémy a riziko sucha

Zuzana Oravcová1 ,
1 Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta, Katedra prírodného prostredia
zuzanaterezaoravcova@gmail.com

Kolobeh vody v lesných ekosystémoch má niekoľko špecifík. Nachádza sa tu veľké množstvo nadzemnej biomasy, z ktorej časť je živá a časť odumretá. Obe sú schopné zachytávať zrážky a regulovať tak prechod vlhkosti k povrchu pôdy. [2] Tu je veľmi dôležité poznať fenológiu jednotlivých druhov drevín, nástup olistenia, dĺžku jeho trvania ale aj celkovú pokryvnosť listov. Vyvinuté a teda optimálne štruktúrované lesné pôdy majú vysoký obsah organických látok a vyvinutú sieť pôdnych makropórov ako výsledok dekompozície odumretých rastlinných a živočíšnych zvyškov a aktivity pôdnej fauny. Nenarušené lesné pôdy majú teda vysokú infiltračnú kapacitu, znižujú povrchový odtok, riziko erózie a zadržiavajú vlhkosť potrebnú pre vegetáciu. Okrem toho, koreňové systémy lesných drevín sú pomerne rozsiahle. V období sucha menej podliehajú stresu, lebo vedia získať vlahu z hlbších vrstiev pôdy. Riziko predstavujú dlhotrvajúce epizódy sucha, kedy sa zásoby pôdnej vody v nakoniec vyčerpajú. [2][5][7]

Je preto významné poznať fázy prechodu vody v systéme pôda – rastlina – atmosféra počas celého hydrologického roka. Pôdny profil má rôzny charakter vzhľadom na pôdny druh a typ, ale aj špecifické podmienky stanovištia. [6] Dreviny sú odlišné čo sa týka náročnosti na vlhkosť a v prípade sucha ich odolnosti voči stresu.  Buk je považovaný za pomerne odolný voči suchu vďaka hlbokým koreňom. V nižších polohách ale pozorujeme trend ubúdania zrážok počas vegetačnej sezóny v kombinácii s nadpriemernými teplotami, čo môže viesť k ohrozeniu stability bukových ekosystémov na niektorých stanovištiach. [1]

Existuje niekoľko programov zaoberajúcich sa touto problematikou. GLOBAL je simulačný model pohybu vody v pôdnom profile s dôrazom na koreňovú zónu. Vstupnými údajmi sú informácie o meteorologických prvkoch (zrážky, teplota, tlak vodných pár, slnečný svit, vietor), vlastnostiach vegetácie (index listovej plochy, hĺbka koreňov) a informácie o pôde (hydraulická vodivosť, retenčné vlastnosti pôdy). Vstupné dáta sa spájajú a začína sa tak modelovanie prechodu vody cez pôdne horizonty do vegetácie a spotreba vody. Kľúčovým výsledkom sú údaje o meniacej sa objemovej vlhkosti pôdy v každom cm hĺbky pôdneho profilu pre každý deň modelovaného obdobia. [3][4]

Cieľom práce bolo modelovať vodný režim lesnej pôdy na príklade lokality Bienska dolina počas hydrologických rokov 2015 – 2018 a na základe výsledkov vyhodnotiť riziko sucha. Ide o bukový porast nachádzajúci sa v nadmorskej výške 450 m n.m. v juhovýchodnej časti Kremnických vrchov. Lokalita patrí do mierne teplého, mierne vlhkého klimatického okrsku s priemernou ročnou teplotou 7,3°C a ročným úhrnom zrážok 720 mm. Z hľadiska fytogeograficko – vegetačného členenia ide o bukovú oblasť sopečnú, pričom vegetačný kryt je tvorený bukom lesným (Fagus sylvatica L.) vo veku 50 – 65 r. s výškou 30 – 35 m. [9] Časť výsledkov práce sa využila v praxi pre metodické upresnenie meraných veličín v projekte monitoringu sucha v povodí Hrona, ktorý je súčasťou portálu bioclio.com. [8]

Poďakovanie: 

Táto práca vznikla za podpory pracovníkov Katedry prírodného prostredia (Lesnícka fakulta, Technická univerzita vo Zvolene), menovite: Ing. Jaroslav Vido, PhD., Ing. Marián Homolák, PhD. a doc. RNDr. Juraj Bebej CSc.

Zdroje: 

[1] BARNA, M., KULFAN, J., BUBLINEC, E. 2011. Buk a bukové ekosystémy Slovenska. 1.vyd. Bratislava: VEDA – vydavateľstvo SAV, s. 37-64. ISBN 978-80-224-1192-9.
[2] CHANG, M. 2012. Forest Hydrology – An Introduction to Water and Forest. 3. ed. Boca Raton: CRC Press, 595 p. ISBN 978-14-398-7994-8.
[3] IGAZ, D., MATIÁŠOVÁ, Z,, ŠIŠKA, B. 2005. Určovanie zložiek vodnej bilancie modelom GLOBAL. In: ROŽNOVSKÝ, J., LITSCHMANN, T., VYSKOT, I. Bioklimatologie současnosti a bodoucnosti. Krtiny, 12-14.9.2005. ISBN 80-86690-31-08.
[4] MAJERČÁK, J., NOVÁK, V. 1994. GLOBAL, one–dimensional variable saturated flow model, including root water uptake, evapotranspiration, structure,corn yield,interception of percipitation and winter regime calculation. Research Report.Bratislava:Institute of Hydrology SAS, 75p.
[5] STŘELCOVÁ, K.,SITKOVÁ, Z.,KURJAK, D.,KMEŤ, J. 2011. Stres suchom a lesné porasty. Zvolen: Vydavateľstvo TU vo Zvolene, 266 s. ISBN 978-80-228-2233-6.
[6] SUN, G., AMATYA, D., McNULTY, S. 2016. Forest hydrology. In: SINGH, V. P. Chow´s Handbook of Applied Hydrology. 2nd Edition, Chapter 85. USA: McGraw Hill Education, ISBN 978-0-07-183509-1.
[7] ŠKVARENINA, J., VIDO, J., MINĎAŠ, J., STŘELCOVÁ, K., ŠKVARENINOVÁ, J., FLEISCHER, P., BOŠEĽA, M 2018. Globálne zmeny klímy a lesné ekosystémy. Zvolen: Vydavateľstvo TU vo Zvolene, 210 s. ISBN 978-80-228-3049-2.
[8] http://www.emsbrno.cz/p.axd/sk/Monitoring.sucha.v.povod%C3%AD.Hrona.BIOCLIO.html
[9] podľa Atlasu krajiny SR, cit. 5.4.2019, dostupné online na https://geo.enviroportal.sk/atlassr/

Diskusia

Dobry den, mozno na zaklade vami nameranych dat v rokoch 2015 - 2018 hovorit o nejakych trendoch v kvalite hydrologickych rokov (napr. vysychanie lesov resp. pody, ubytok ekosystemov alebo stabilizovana situacia, suchsie roky striedaju tie hydrologicky vydatnejsie) alebo je to prilis kratky casovy usek nieco take vyhodnotit? Su dostupne podobne data z lokality Bienska dolina aj z inych rokov? V akych dalsich studiach je mozne vyuzit taketo modelovanie (spomenuli ste monitoring sucha v povodi Hrona)? Vopred dakujem za odpovede, ZB

Ako najsuchsi sa ukazal hydrologicky rok 2015 z hladiska vyskytu dlhych epizod sucha pocas vegetacneho obdobia. Ostatne roky bol vyskyt epizod sucha zaznamenany tiez, boli však kratšie. Hovoriť spoľahlivo o trende vývoja na základe 4ročného merania je komplikované. Výsledky však poukazujú na fakt, že bukové porasty v nižších polohách (do 450 mn.m.) sú značne ohrozené suchom keďže v týchto polohách je pozorovaný trend ubúdania zrážok v kombinácii s nadpriemernými teplotami (dlhodobé merania SHMÚ a pod.). To naznačuje posun optima pre bukové lesy do vyšších polôh, čo predpokladajú viaceré štúdie (BARNA, 2011, ŠKVARENINA, 2018) uvedené v literatúre. Model GLOBAL je možné využiť na spresnenie monitoringu sucha. Tento model totiž pracuje okrem meteorologických parametrov aj s hydrofyzikálnymi vlastnosťami pôdy na danej lokalite. Pôdne sucho sa môže vyskytovať aj v období nízkych zrážkových úhrnov, množstvo vody vtedy nedokáže nasýtiť celý pôdny profil a tak korene nedokážu plne zásobiť rastlinu (strom) vlahou. Model je možné využiť pre potreby manažmentu lesnej krajiny (ochrana prírody aj lesnícka prax) pre stanovenie ohrozenosti lesných drevín na konkrétnych stanovištiach.
Z.O.

Zaujímavé bude určite vyhodnotiť tento rok vzhľadom na zrážkové pomery v poslednom období, ktoré sú nadpriemerné, hoci začiatok jari bol pomerne suchý.Uvidíme ešte, ako sa bude počasie správať počas zvyšku vegetačnj sezóny. Z.