Ekologické aspekty lesnického hospodaření v imisních oblastech

Výskyt chřadnoucích lesů v Evropě v 90 létech (Freer et Smith 1998)

Typy škodlivých činitelů prach plynné součásti ovzduší oxid siřičitý oxidy dusíku fluor ozón amoniak

Vývoj emisí v ČR 1000 t.rok-1

1000 t.rok-1

1000 t.rok-1

Průměrné koncentrace SO2

Mechanismus účinku plynného znečistění Přímé účinky: enzymatický systém, fotosyntéza, narušení kutikulárních vosků Kombinované účinky: narušení výživy (zvláště dusíkem) Účinky zprostředkované půdou: toxicita některých prvků (Al), nedostatečná výživa Sekundární vlivy: výskyt patogenních organismů, narušení mykorhiz, nevyzrálost pletiv Terciární vlivy: jedná se o odezvu na změny struktury společenstva, snížení genetické diversity

Stres Reakce rostliny na chronický a akutní stres (Cudlín, 2001)

Reakce smrku na působení stresového faktoru (Cudlín, 2001)

Poškození dřevin SO2 Přímý vliv na dřeviny podle klasických prací (Materna, 1973): 0,07 mg.m-3: odumírání dřevin při dlouhodobém působení 0,015 mg.m-3: první příznaky poškození dřevin

Vliv stanoviště na ohroženost imisemi Exponovanost stanoviště Výskyt inverzních situací Vlastnosti půdy

Defoliace Vyhláška MZe 78/1996 Sb. stanovuje stupně poškození stromů: 0 (0%) - nepoškozený strom 1 (1-25%) - slabě poškozený 2 (26-50%) - středně poškozený 3 (51-75%) - silně poškozený 4 (76-100%) - odumírající 5 (100%) - odumřelý strom

Stupně poškození porostů: 0 - Nepoškozený (0: 100%) 0/1 - s prvními symptomy poškození (maximálně 1: 20%, 2+: 0%) I - slabě poškozený (2+: 32% nebo 3+: 5%) II - středně poškozený (2+: 84% nebo 3+: 30%) IIIa - silně poškozený (3+: 50%) IIIb - velmi silně poškozený (3+: 70%) IV - odumírající/odumřelý (3+: 100%)

Způsob stanovení defoliace Terénním šetřením (odhad s přesností 5%) Na základě DPZ (družicové snímky)

Hrubý Jeseník: 1988

Hrubý Jeseník: 2000

Charakteristiky pásem ohrožení Podle doby zvýšení poškození dospělého SM porostu A: do 5 let B: během 6-10 let C: během 11-15 let D: během 16-20 let Podle rychlosti rozpadu BO porostů - ročně odumře A: >20% stromů B: 10-20% stromů C: 2-10% stromů D: do 2 % stromů

Pásma ohrožení imisemi

Vývoj stavu půd Krkonoše, 1958-1991 Data ÚHÚL

Aktuální acidita vyjadřuje aktivitu (koncentraci) vodíkových iontů měřenou v suspenzi půda-voda. Hodnota aktuální acidity je chápána jako míra aktivity protonů v naturálním půdním roztoku v daném okamžiku měření. Vzhledem k tomu, že kyseliny, které existují v půdním roztoku nejsou v konstantním stavu, jejich poměr se může měnit v čase. Změny aktuální acidity mohou být rychlé a krátkodobé. Předpokládá se, že aktuální acidita dobře reprezentuje přirozenou variabilitu kyselosti půdního roztoku a jako taková má velký ekologický význam. Výměnná (potenciální) acidita: Při jejím stanovení se určí pH v suspenzi půdy a roztoku soli. Zpravidla se používá roztok KCl nebo CaCl2. Působením roztoku soli se zmenší vliv proměnlivé koncentrace elektrolytu a měření je méně závislé na poměru roztoku a půdy. KCl podporuje silnější kationtovou výměnu než CaCl2. U kyselých půd je při tomto způsobu uvolněna ze sorpčního komplexu podstatná část kationtů a pH KCl tak lépe charakterizuje výměnnou aciditu půdy. Vzhledem k tomu, že výměnná acidita závisí na dílu silně vázaných kyselých kationtů (H, Al), její variabilita v čase je menší a měřené hodnoty stabilnější.

Acidifikace lesních půd Procesy acidifikace lesních půd mohou mít následující zdroje: (Van Breemen 1992, Binkley et al. 1989): 1) přísun rozpuštěných silných kyselin a bazí 2) interní produkce různých kyselin v půdě 3) asimilace bazických látek biotou 4) změny průběhu redukčně-oxidačních procesů

Pufrovitost půd (Ulrich, 1986) Pufrační intervaly: pH 6,2-8,6: karbonátový ->Ca(HCO3)2 pH >5: silikátový ->jílové minerály (zvýšení KVK) pH >4,2: iontovýměnný s jílovými minerály -> Al(OH)(3-x)+x (snížení KVK) s oxidy Mn -> Mn2+ s mezimřížkovým Al ->Al-hydroxosulfát pH >4,2: hliníkový -> Al3+ v roztoku pH >3,8: hlinito-železitý -> Al3+ v roztoku, Fe(OH)3 železitý: uvolnění ferrihydritu, Fe3+, destrukce jílu

Toxicita hliníku Narůstající pořadí podle toxicity organické komplexy Al, Al-F, AlSO4+ Al(OH)3 - Al(OH)2+ Al(OH)2+ Al3+

Poměr obsahu bazických kationtů a hliníku (Bc/Al) v půdním roztoku jako indikátor stavu porostů Porušení iontové rovnováhy: Al brání aktivnímu transportu iontů přes buněčné membrány. Odumírání takto zasažených jemných kořenů. Blokování enzymů a následných reakcí katalyzovaných těmito enzymy. Al může zaujmout místa kovů, které jsou přirozenou součástí těchto enzymů.

Látková bilance v ekosystému B = TF - SO - INC . CL TF - podkorunové srážky (throughfall) SO - vyplavování INC - přírůst porostu CL - vymývání z korun Interní produkce protonů v půdě (INP) je: INP = ∆s(S-) - ∆s(S+) ∆s -změna v půdní zásobě (S-) - suma ekvivalentů aniontů (S+) - suma ekvivalentů kationtů

Podíl přirozených a antropogenních zdrojů protonů na acidifikaci půd v Rakousku (Glatzel 1990)

Příklad vývoje půd Jizerských hor Korelační koeficienty mezi sledovanými proměnnými v půdním horizontu FH (statisticky průkazně vysoké hodnoty na hladině 5% jsou označeny červeně).

Půdní charakteristiky horizontu FH hodnocené metodou PCA

Příklad plochy s vlivem vápnění (155) 1980-2003 Dvouetážová porost BK - 150 let SM - 18 let Cox C : N

pH (KCl) pH (H2O)

dostupný P

dostupný Mg dostupný Ca

Vápnění Vhodné jsou hlavně dolomitické vápence s částicemi do 1 mm Dávky 2-3 t/ha Změny se projevují nejdříve ve svrchních horizontech, pozorovatelné je zpoždění vlivu, který je zřetelný i po 10-15 letech Nepříznivé vlivy: ochuzení diversity společenstev, mineralizace organické hmoty (pozor na N), uvolňování těžkých kovů, přesun kořenů do povrchových vrstev půdy