Nadaní žáci Pracovní sešit

Transkript

1 Nadaní žáci 2017 Pracovní sešit TERÉNNÍ PEDOLOGICKÁ ŠETŘENÍ: LESNÍ PŮDA A VODA EXKURZNÍ ČÁST LESNÍ PŮDY A VLIV VODY NA JEJICH VÝVOJ (LOKALITA JEDOVNICE ŠKOLNÍ LESNÍ PODNIK KŘTINY, MASARYKŮV LES) Zpracoval Aleš Kučera, Ústav geologie a pedologie, LDF MENDELU Tento pracovní sešit vznikl jako součást vzdělávacího programu, který je realizován díky podpoře dotačního programu MŠMT Podpora nadaných žáků 2017 ev. č. projektu 00561/7/NAD/2017

2 ÚVOD: Co je lesní půda? Půda je svrchní část zemského povrchu, zpravidla tvořená produkty zvětrávání a různými půdotvornými procesy za účasti půdotvorných faktorů, jako jsou klima, matečná hornina, reliéf terénu, organismy a čas (relativně novodobě také člověk). Lesní půda je taková, která vzniká ve specifickém suchozemském prostředí, pro které je typický rozvoj rostlin stromovitého vzrůstu (dřeviny). To je také faktor, který lesní půdy vylišuje v rámci různých způsobů využití půdy (např. od zemědělských půd, městských půd apod.). Půda je svrchní část zemského povrchu, zpravidla tvořená produkty zvětrávání a různými půdotvornými procesy za účasti půdotvorných faktorů, jako jsou klima, matečná hornina, reliéf terénu, organismy a čas (relativně novodobě také člověk). Lesní půda je taková, která vzniká ve specifickém suchozemském prostředí, pro které je typický rozvoj rostlin stromovitého vzrůstu (dřeviny). To je také faktor, který lesní půdy vylišuje v rámci různých způsobů využití půdy (např. od zemědělských půd, městských půd apod.). Čím se lesní půdy vyznačují? Přítomností relativně dlouhověkých porostů. Např. zatímco na poli obnovujeme úrodu nejčastěji za 1-2 roky, les obnovujeme min. za 80, ale i 160 let. Lesní půdy (a lesní ekosystémy) se tedy vyznačují větší uzavřeností toků látek a energie. V lese se snažíme přizpůsobovat dřevinnou skladbu vlastnostem stanoviště, zatímco na poli je tomu naopak. Lesní půdy jsou charakteristické určitou vrstvou tzv. opadanky, nebo také hrabanky, která se významně podílí na vlastnostech půdy a stanoviště. Je účinnou zásobárnou živin a vody. Lesní půdy se zpravidla nehnojí a pokud ano, tak pouze ve zvláštních případech a zcela specifickým způsobem. Lesní půda je velmi zranitelná a vyžaduje citlivý přístup, aby byla zachována optimální harmonická vazba půdy a rostliny. Půda se skládá z charakteristických vrstev, kterým říkáme půdní horizonty. Ty jsou výsledkem celé řady procesů přemisťování a přeměny látek některé horizonty jsou v půdě na první pohled nesnadno rozeznatelné, ale při bližším prozkoumání jich můžeme nalézt značný počet. Posuďte sami: zatímco na levém obrázku můžeme vylišit přibližně max. 3, na pravém vidíme, že ve skutečnosti je půdních horizontů v tomto půdním profilu celkem 8. Lesní půdy jsou také významným rezervoárem vody. Zejména svrchní vrstvy humusu a opadanky jsou velmi nasáklivé ; dokáží pojmout i desetinásobek své vlastní hmotnosti (1000 %).

3 Voda a vývoj lesní půdy Následující dva pracovní listy zobrazují čtyři exkurzní profily lesních půd se vzrůstající účastí vody na tvorbě půdy a stanovištních podmínek pro lesní dřeviny. Každý půdní profil je doplněn o základní informace o vzniku půdy, vlastnostech stanoviště a lesnickém přístupu. Půdní profil č. 1 Půdní profil č. 2 mé poznámky: Půdně: Kambizem modální. Půda s nejmenší mírou ovlivnění vodou. Vzniká za tzv. normálního hydrického režimu a voda se v půdním profilu dlouhodobě nezdržuje a nezpůsobuje převlhčení ani zbahnění. Stanovištně: Z rostlinných druhů se vyskytují tzv. normální druhy bez specifických nároků na půdní vlhkost (buk lesní, habr obecný, dub zimní; ostřice chlupatá, kyčelnice cibulkonosná, hrachor lecha, samorostlík klasnatý, sasanka hajní aj.). Lesnicky: Dřeviny mají zpravidla hlouběji ukotvené kořeny a jsou dobře uchyceny v půdě. Při odlesnění se půda zpravidla nezamokřuje hladina podzemní vody je nízko položená. Půdy tak mohou být do určité míry vysychavé. Půdně: Kambizem oglejená. Půda se zvýšenou mírou ovlivnění vodou, což se projevuje mramorovým zabarvením (střídání rezivé a šedé barvy). Vzniká za intenzivnějšího hydrického režimu, kdy voda v půdě několikrát v průběhu roku vystoupá cca cm pod půdní povrch. Stanovištně: Z rostlinných druhů stále dominují tzv. normální druhy bez větších nároků na půdní vlhkost, avšak mohou je doplňovat i druhy indikující občasně zvýšenou hladinu podzemní vody (buk lesní, dub zimní, javor mléč; ostřice chlupatá, kyčelnice cibulkonosná, samorostlík klasnatý, sítina rozkladitá aj.). Lesnicky: Dřeviny mají zpravidla hlouběji ukotvené kořeny, avšak při odlesnění nebo utužení se půda může zamokřit až zbahnit.

4 Obrázek na úvodní straně tohoto pracovního sešitu dokládá, jak může omezit vysoko položená hladina podzemní vody rozvoj kořenů. Zejména u smrku ztepilého, který má už sám o sobě mělký kořenový systém, se tak stromy stávají nestabilní a při silnějších poryvech větru se mohou snadno vyvrátit. Půdní profil č. 3 Půdní profil č. 4 mé poznámky: Půdně: Pseudoglej modální. Půda s periodickým režimem zamokření (např. na jaře; po déle trvajících deštích). Voda pochází shora ze vsaku. Půda má výrazně vyvinuté mramorování (střídání mokrých a suchých period). Půdní organismy mají sníženou aktivitu vlivem častého zamokření. Voda nesahá na povrch. Stanovištně: Z rostlinných druhů se vyskytují druhy indikující vyšší hladinu podzemní vody (dub zimní, jedle bělokorá, smrk ztepilý, bříza bradavičnatá; bika lesní, bršlice kozí noha, starček hajní, přeslička lesní aj.). Lesnicky: Především pro smrk jde o rizikové stanoviště mělce zde koření, je náchylný k vývratům. Při odlesnění přestává účinkovat tzv. biologická pumpa, stanoviště se zamokřuje. Půdně: Glej fluvický. Půda s trvalým zamokřením, voda sahá takřka k povrchu, pochází zespod z podmáčení. Fluvický značí, že půdní materiál byl přinesen vodou. Půda je zbarvená do modra, zelena a šeda. Rezivé skvrny značí prokysličení např. podél kořenů. Samotné prokořenění je řídké a mělké, biologická aktivita je výrazně snížená. Stanovištně: Zamokřené stanoviště s vysoko položenou hladinou podzemní vody. Dominují druhy zamokřených stanovišť (jedle bělokorá, olše lepkavá, dub letní; přeslička lesní, třtina chloupkatá, metlice trsnatá, blatouch bahenní, mokrýš střídavolistý aj.). Lesnicky: Porosty jsou ohroženy větrem (vývraty), půdy zamokřením. Je vhodné vyhnout se tzv. holosečím, nýbrž stále udržovat dřevinné patro.

5 PRAKTICKÁ ČÁST LOKALITY PRO STUDIUM KOTLÍKOVÉ OBNOVY LESA V této části se budeme zabývat jednou z pěstebních technik, tzv. kotlíkovou obnovou lesa. Kotlíky jsou seče o malé výměře, které mají simulovat přirozený rozpad lesa, pokud samovolně dojde do stádia obnovy. Lesníci kotlíky uměle zakládají a tím les věkově a druhově rozrůzní, ale také chrání stanoviště (včetně půdy) před vnějšími vlivy tím, že stále zajišťují přítomnost mateřského porostu, dokud se les neobnoví ze semínek. TERÉNNÍ URČENÍ VLHKOSTI (OBSAHU VODY V PŮDĚ) Půdní prostředí v kotlíku se významně mění ve srovnání s půdním prostředím mateřského porostu. Na malém prostoru se tak můžeme setkat se zcela odlišnými vlastnostmi, což je dáno odstraněním mateřského porostu vznikem porostní mezery. Ve vazbě na naše téma lesní půda voda nás zajímá, jak se mění: 1) vlhkost půdy (terénně zjistíme promnutím půdy v dlani nebo pomocí čidel; laboratorně zjistíme vysoušením půdy při teplotě 105 C); 2) humusové poměry (zjistíme při kombinaci terénní a laboratorní práce pomocí tzv. odběrových kruhů). suchá: pevné a tvrdé hranolky s písčitým rozryvem 2-4% 4-8% 8-15% mírně vlhká: při zmáčknutí pocit chladu 4-8% 8-15% 15-25% středně vlhká: ovlhčuje dlaň, ponechává tvar 8-12% 15-25% 25-35% vlhká: ovlhčuje dlaň a prsty, ponechává tvar 12-14% 25-35% 35-45% mokrá: mokrá dlaň lepí, mažou, lesklý okraj 18-30% 35-45% 45-55% zbahnělá: roztéká se 30+ % 45+ % 55+ %

6 VLHKOSTNÍ POMĚRY V KOTLÍKOVÉ OBNOVĚ LESA TERÉNNÍ STANOVENÍ Jaká je půdní vlhkost v kotlíku a v mateřském porostu buku lesního a smrku ztepilého? Voda je podmínkou existence půdy a také organizmů s ní spojených. Mezi půdou a lesním porostem je úzký vztah, kdy les vypije velké množství vody a účinkuje jako tzv. biologická pumpa. Kotlík s bukem lesním S Jaká je vlhkost půdy ve vyznačených vzdálenostech od středu kotlíku? Kotlík se smrkem ztepilým S Z V Z V J J Jaká je aktuální hodnota půdní vlhkosti? Střed kotlíku... %obj. Mateřský porost... %obj. Přechod východní... %obj. Přechod západní... %obj. Střed kotlíku... %obj. Mateřský porost... %obj. Přechod východní... %obj. Přechod západní... %obj.

7 TERÉNNÍ PŮDNÍ ŠETŘENÍ Humusové horizonty lesních půd, humusové formy, odběr půdních vzorků Humusové horizonty jsou pro lesní půdy charakteristické. Tzv. nadložní humus utváří charakteristický sled horizontů, ve kterých se organická hmota vrství, ale také přeměňuje vlivem biologické aktivity půdy. Humusové horizonty se na sebe vzájemně vrství, jak na půdní povrch dopadává nová organická hmota (tzv. opad). V rámci těchto vrstev můžeme rozlišit jednotlivé horizonty, kterým říkáme opad, drť, měl Kotlík s bukem lesním Kotlík se smrkem ztepilým OPAD DRŤ MĚL OPAD DRŤ MĚL Kód vzorku... Číslo fyzikálního válečku... Kód vzorku... Číslo fyzikálního válečku... PREPARACE HUMUSOVÝCH HORIZONTŮ Úkol: Na samolepku naneste jednotlivé části humusových horizontů s dodržením jejich mocnosti (tloušťky) cm cm

8 DOMÁCÍ ÚKOL/ZÁVĚREČNÉ OPAKOVÁNÍ Pokuste se společně odpovědět na následující otázky: Co je to půda? Co je charakteristické pro lesní půdy? Co je to půdní vlhkost a jak byste ji zjistili? Co je to ph, v jaké škále se ph udává a jaké zóny ph jsou vylišovány? Jak byste zjistili hodnotu ph půdy? Jak již bylo v tomto pracovním listu sděleno, lesní půdy jsou z hlediska přístupu člověka specifické tím, že na základě zjištěných půdních vlastností volíme dřeviny, které svými ekologickými nároky odpovídají charakteristikám stanoviště. Jedním z kritérií pro správnou volbu vysazovaných dřevin je právě hodnota půdní reakce a ovlivnění stanoviště vodou. Stejně tak se specifickými ekologickými nároky vyznačují také lesní byliny. Pokuste se roztřídit níže uvedený seznam dřevin a bylin podle jejich nároků na půdní reakci (zda vyžadují resp. snášejí půdy spíše (1) silně kyselé, (2) mírně kyselé, (3) středně kyselé, (4) neutrální, (5) alkalické nebo zda jsou vůči ph (6) lhostejné apod.). smrk ztepilý buk lesní lípa srdčitá jedle bělokorá borovice lesní borovice blatka dub letní habr obecný jasan ztepilý olše lepkavá pěchava vápnomilná suchopýr pochvatý brusnice borůvka vraní oko čtyřlisté violka trojbarevná violka bahenní třemdava bílá máta vodní hlaváček jarní šalvěj luční rosnatka okrouhlolistá sítina rozkladitá kopřiva dvoudomá Dále se pokuste (ve vazbě na významné téma tohoto pracovního listu) výše uvedené druhy roztřídit podle jejich nároků na půdní vláhu do kategorií rostlin (a) vlhkých až mokrých půd, (b) suchých půd, (b) mírně vlhkých půd.