Ekologické aspekty lesnického hospodaření v imisních oblastech

Prezentace na téma: "Ekologické aspekty lesnického hospodaření v imisních oblastech"— Transkript prezentace:

1 Ekologické aspekty lesnického hospodaření v imisních oblastech

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

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

4 Vývoj emisí v ČR 1000 t.rok-1

5 1000 t.rok-1

6 1000 t.rok-1

7 Průměrné koncentrace SO2

8

9 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

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

11 Reakce smrku na působení stresového faktoru (Cudlín, 2001)

12 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

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

14 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

15 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%)

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

17 Hrubý Jeseník: 1988

18 Hrubý Jeseník: 2000

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

20 Pásma ohrožení imisemi

21 Vývoj stavu půd Krkonoše, Data ÚHÚL

22 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.

23 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

24 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

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

26 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.

27 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

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

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

30 Půdní charakteristiky horizontu FH hodnocené metodou PCA

31

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

33 pH (KCl) pH (H2O)

34 dostupný P

35 dostupný Mg dostupný Ca

36 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 letech Nepříznivé vlivy: ochuzení diversity společenstev, mineralizace organické hmoty (pozor na N), uvolňování těžkých kovů, přesun kořenů do povrchových vrstev půdy