Uhlík v půdě a kyselá depozice Filip Oulehle, Karolína Tahovská, Jiří Bárta, Michal Růžek

Koloběh uhlíku v lesích Emise ČR: 5.3 t C ha-1 Hrubá primární produkce 20 t C ha-1 rok-1 Fotosyntéza 17 t C ha-1 rok-1 Autotrofní respirace 11 t C ha-1 rok-1 9 t C ha-1 rok-1 Opad: 2.9 t C ha-1 rok-1 1.7 t C ha-1 rok-1 225 t C ha-1 146 t C ha-1 Heterotrofní respirace: 3 t C ha-1 rok-1 4 t C ha-1 rok-1 Půdní respirace: 9.8 t C ha-1 rok-1 9.1 t C ha-1 rok-1 45 t C ha-1 34 t C ha-1 37 t C ha-1 65 t C ha-1 133 t C ha-1 76 t C ha-1 Půda: 113 t C ha-1 Půda: 199 t C ha-1 Biomasa: 191 t C ha-1 Biomasa: 258 t C ha-1 Čistá primární produkce: 9 t C ha-1 rok-1 Čistá primární produkce: 8 t C ha-1 rok-1

Koloběh uhlíku (energie) a živin v lesích Heterotrofní respirace = dekompozice půdní organické hmoty Mikrobiální společenstvo = houby a bakterie Recyklace živin: návrat z organické do minerální podoby Dusík Fosfor Síra Bazické kationty Mikroprvky Vliv vnějších podmínek: Teplota Vlhkost Podloží Půdní kyselost Depozice N

Výzkumná plocha Načetín: Atmosférická kyselá depozice a půdní C Výzkumná plocha Načetín: Zásoba C v nadložním humusu poklesla o 47% od roku 1994, tj. ročně o 1.2 t C ha-1 rok-1 Celková depozice S poklesla o 77% ve stejném období Oulehle F, Evans C.D., Hofmeister J et al., 2011, GLOBAL CHANGE BIOLOGY 17, 3115-3129

Experiment Smrkový les (ca. 85 let) 780 m n. m.; 1000 mm; 6°C Bukový les (ca 140 let)

Experiment Měsíční přídavky Ctrl Depozice S (H2SO4; 50kg S/ha/yr) Depozice N (NH4NO3; 50kg N/ha/yr) Kombinovaná depozice (N+S) 2013 Pre-treatment 2014 Treatment year 2015 2016

Experiment – vliv na půdní pH

Experiment – vliv na rozp. org. uhlík (DOC) Mobilita DOC závislá na půdním pH – koagulace huminových látek při nízkém pH

Redukce respirace u kyselých přídavků Experiment – vliv na půdní respiraci (CO2) Redukce respirace u kyselých přídavků o 6 – 10 % ca. 530 – 950 kg C ha-1 rok-1 V bukovém porostu efekt 0

Experiment – vliv na mikrobiální spol.

Experiment – vliv na enzymy β-Glucosidase (BG) Leucine-aminopeptidase (LEU) C P N Phosphatase (PME) Cellobiohydrolase (CEL) N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG)

Experiment – shrnutí Proč negativní efekt acidity na rozklad opadu jen ve smrkovém lese ? Mikrobiální společenstvo „adaptováno“ na rozklad špatně rozložitelného opadu (jehličí) Vyšší C/N poměr aktivity enzymů – ve smrku jde více o energii (C) než o mineralizaci (N) Vyšší zastoupení ektomykorhiz ve smrku Vyšší komplexita interakcí ve smrkovém lese a b

Experiment – shrnutí Proč nepozorujeme vliv přídavku N (hnojení) na rozklad SOM? Mikrobiální společenstvo „adaptováno“ na prostředí s dusíkem? Historicky vysoká depozice N v obou porostech

Experiment – shrnutí Proč nepozorujeme vliv přídavku N (hnojení) na rozklad SOM? Přídavek dusíku nezpůsobil změny v pH půd Depozice (přídavek) N není jen hnojení živinou, může mít i silný acidifikační efekt! Celková depozice S (mg m-2 yr-1) Celková depozice N (mg m-2 yr-1)

Experiment – shrnutí Acidifikace snižuje rozklad lesního opadu → akumulace C v půdách (pouze ve smrkovém lese) snížení mikrobiální biomasy změna poměru houby/bakterie (smrk i buk) změna aktivity enzymů (smrk i buk) Acidifikace snižuje vyplavování DOC do půd a povrchových vod → chemická kontrola vliv na půdotvorné procesy vliv na množství organického uhlíku v povrchových vodách – úživnost, světelné podmínky Hnojení dusíkem → po 3 letech žádný vliv na bilanci C změny v aktivitě enzymů systém dlouhodobě pod vlivem depozice N

Děkuji za pozornost Filip.Oulehle@geology.cz