Ekologické aspekty lesnického hospodaření v imisních oblastech

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

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. 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 Charakteristiky pásem ohrožení

20. Pásma ohrožení imisemi

21. Vývoj stavu půd Krkonoše, 1958-1991 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 roztokuv daném okamžiku měření. Vzhledem k tomu, že kyseliny, které existují v půdním roztokunejsou v konstantním stavu, jejich poměr se může měnit v čase. Změny aktuální aciditymohou být rychlé a krátkodobé. Předpokládá se, že aktuální acidita dobře reprezentujepřirozenou variabilitu kyselosti půdního roztoku a jako taková má velký ekologický význam. Výměnná (potenciální) acidita: Při jejím stanovení se určí pH vsuspenzi půdy a roztoku soli. Zpravidla se používá roztok KCl nebo CaCl2. Působenímroztoku soli se zmenší vliv proměnlivé koncentrace elektrolytu a měření je méně závislé napoměru roztoku a půdy. KCl podporuje silnější kationtovou výměnu než CaCl2. U kyselýchpůd je při tomto způsobu uvolněna ze sorpčního komplexu podstatná část kationtů a pH KCltak lépe charakterizuje výměnnou aciditu půdy. Vzhledem k tomu, že výměnná acidita závisína dílu silně vázaných kyselých kationtů (H, Al), její variabilita v čase je menší a měřenéhodnoty stabilnější.

23. Acidifikace lesních půd Procesy acidifikace lesních půd mohou mít následující zdroje: (Van Breemen 1992, Binkleyet 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 jakoindikátor stavu porostů • Porušení iontové rovnováhy: Al brání aktivnímu transportu iontů přesbuněčné membrány. • Odumírání takto zasažených jemných kořenů. • Blokování enzymů a následných reakcíkatalyzovaných těmito enzymy. Al může zaujmout místa kovů, které jsou přirozenou součástítěchto 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

32. Příklad plochy s vlivem vápnění (155) 1980-2003 Dvouetážová porost BK - 150 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 10-15 letech • Nepříznivé vlivy: ochuzení diversity společenstev, mineralizace organické hmoty (pozor na N), uvolňování těžkých kovů, přesun kořenů do povrchových vrstev půdy