Metody hodnocení sucha v lesních porostech. Kateřina N. Hellebrandová, Vít Šrámek, Martin Hais

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Metody hodnocení sucha v lesních porostech. Kateřina N. Hellebrandová, Vít Šrámek, Martin Hais"

Julie Dvořáková
před 4 lety
Počet zobrazení:

1 Metody hodnocení sucha v lesních porostech Kateřina N. Hellebrandová, Vít Šrámek, Martin Hais

Hodnocení sucha v lesních porostech ve velkém prostorovém měřítku

sekundárních škodlivých činitelů dva přístupy pro hodnocení dopadů

václavka imisní poškození kůrovec četnost závažnost délka trvání

2 Hodnocení sucha v lesních porostech ve velkém prostorovém měřítku sucho jako primární stresový faktor i jako spouštěč působení sekundárních škodlivých činitelů dva přístupy pro hodnocení dopadů sucha v širokém prostorovém měřítku Dálkový průzkum Země sucho václavka imisní poškození kůrovec četnost závažnost délka trvání rozsah Modelování meteorologických parametrů model AVISO index SPEI území s potenciálními dopady sucha

3 Modelování půdní vlhkosti a výskytu sucha Informace o obsahu vody v půdě a její dostupnosti Gravimetrická metoda, měření tenzometry Matematické modely půdní vlhkosti Agrometeorologickýmodel AVISO charakteristika vlhkostních poměrů půdního prostředí pomocí zásoby vody v půdě (% VVK) množství půdní vody mezi základními hydrolimity (polní vodní kapacita, bod vadnutí) modifikace v rámci řešení projektu NAZV metody hodnocení sucha v lesních porostech

4 Modifikace agrometeorologického modelu AVISO pro lesní porosty. Parametr Upravená hodnota pro ČR pro model AVISO (80letý smrkový porost) Max. index 8 plochy listoví LAI [-] Efektivní 20 výška porostu [m] Poměr 0,3 intercepce k LAI [mm/lai]

5 Modifikace agrometeorologického modelu AVISO pro lesní porosty Vzhledem k tomu, že i modelování výparu ze standardních povrchů vodní hladina i travní porost je zatíženo chybou, lze hodnotit výsledky modelu pro lesní porost, s ohledem na komplexnost souvislostí v lesních ekosystémech jako uspokojivé. Pro komplexní unifikovaný monitoring sucha v lesních porostech doporučujeme používat jehličnaté porosty z následujících důvodů: plocha listoví (LAI) ovlivňující intercepci a výpar je v celém roce více méně konstantní, hloubka prokořenění ovlivňující čerpání vody z půdy je uvažována 1 metr nezávisle na lokalitě (geologickém podloží), jehličnaté porosty jsou nejrozšířenějším hospodářským typem, jehličnaté porosty jsou v poslední době poškozovány suchem a navazujícími disturbancemi.

6 Tvorba map sucha v lesních porostech Mapy aktuální vláhové bilance Jsou jedním ze standartních produktů modelu AVISO. Aktuální vláhová bilance jako vzájemný rozdíl mezi úhrny srážek a aktuální (skutečnou) evapotranspirací. Pro každý den vegetačního období ( ) je vypočítána denní vláhová bilance Pro výpočet jsou brány v úvahu středně těžké půdy s využitelnou vodní kapacitou VVK = 170 mm pro hloubku 1 m půdního profilu Denní hodnoty vláhové bilance jsou sečteny za vegetační období a následně interpolovány pomocí lineární regrese se závislostí na nadmořské výšce s korekcí podle měřených dat na jednotlivých stanicích. Mapy jsou v dispozic v podobě gridu s rozlišením 500 m.

Tvorba map sucha v lesních porostech Mapa dlouhodobého stresu suchem bilance < 0 mm - oblasti s celkovou bilancí pod 0 mm, kde byly smrkové porosty výrazně stresovány suchem.

7 Tvorba map sucha v lesních porostech Mapa dlouhodobého stresu suchem bilance < 0 mm - oblasti s celkovou bilancí pod 0 mm, kde byly smrkové porosty výrazně stresovány suchem. bilance 0-50 mm - oblasti, kde byly smrkové porosty za tři vegetační období silně stresované suchem. bilance mm - oblasti, kde byly smrkové porosty za tři vegetační období mírně stresované suchem. bilance > 100 mm - oblasti, kde smrkové porosty nebyly za tři vegetační období vůbec stresované suchem. Mapa dlouhodobého stresu suchem pro období

Tvorba map sucha v lesních porostech Mapa akutního stresu suchem ve vegetačním období 0 - vodní bilance > 50 mm - oblast bez akutního ohrožení suchem 1 - vodní bilance 50 - -50 mm - oblast mírného

8 Tvorba map sucha v lesních porostech Mapa akutního stresu suchem ve vegetačním období 0 - vodní bilance > 50 mm - oblast bez akutního ohrožení suchem 1 - vodní bilance mm - oblast mírného ohrožení suchem 2 - vodní bilance mm - oblast ohrožení suchem 3 - vodní bilance mm - oblast výrazného ohrožení 4 - vodní bilance - < -120 mm - oblast extrémního ohrožení suchem Mapa akutního stresu suchem ve vegetačním období 2015

9 Tvorba map sucha v lesních porostech

10 Metody hodnocení sucha 2 Metody dálkové detekce Snímky družice LANDSAT Vegetační indexy korelují s množstvím vegetace, jejím zdravotním stavem a vitalitou (NDVI, Wetness) Spektrální trajektorie založené na časových řadách vegetačních indexů Kalibrace na základě projevů sucha v porostech

Výpočet spektrálních vegetačních indexů Hodnoty indexu Wetness v roce 2015. Ukázka dat pro smrkové porosty (C1).

11 Výpočet spektrálních vegetačních indexů Hodnoty indexu Wetness v roce Ukázka dat pro smrkové porosty (C1). Nejnižší hodnoty jsou patrné v porostech severní Moravy, Šumavy a Krušných hor Index Wetness pro rok Bílá místa v datech jsou extrahované hodnoty v místě oblačnosti. Nejnižší hodnoty indexu připadají na oblast jižní Moravy, či Lounska, kde reflektují nižší úhrny srážek.

12 Výpočet spektrálních vegetačních indexů Ukázka vývoje indexu Wetness pro vybraný porost v předhůří Šumavy. V letech 2015 a 2016 je vidět u vybraného porostu zřetelný pokles hodnot indexu. Trend je patrný i pro okolní porosty.

13 SVI spektrální vegetační index Spektrální trajektorie založené na časových řadách vegetačních indexů - Určení hlavních trendů - Délka trvání trendů - Směrnice trendu

14 Tvorba časových řad 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0-1,5 1,5 1,0 0,5 0,0 Spektrální trajektorie indexu NDMI a NDWI u lesních porostů v rizikové oblasti klimatického vlivu sucha (vybraný porost v podhůří Šumavy). -0,5-1,0

Model vitality lesních porostů pro území ČR Hodnocení citlivosti spektrálních vegetačních indexů na změny lesních porostů v důsledku klimatického sucha Indexy NDMI, Wetness odraz stresové reakce

15 Model vitality lesních porostů pro území ČR Hodnocení citlivosti spektrálních vegetačních indexů na změny lesních porostů v důsledku klimatického sucha Indexy NDMI, Wetness odraz stresové reakce lesních porostů na významné snížení srážek během vegetační sezony Časové řady obou indexů x testovací soubor lesních porostů (300 porostů, zaznamenáno poškození suchem v letech , dominantní smrk - nad 70%) Těsná korelace obou indexů (R=0,85), NDMI lépe reaguje na poklesy srážek U všech porostů poškozených suchem se hodnoty indexu NDMI snižovaly i v následujících letech a byly doprovázeny dalšími stresory, například napadením lýkožroutem smrkovým Distribuce lokalit lesních porostů poškozených suchem (testovací soubor). Index AVLBI dokumentuje míru klimatického sucha v roce 2015.

Model vitality lesních porostů pro území ČR Identifikace poškozených porostů Použit index NDMI (významný pokles hodnot v letech nízkých srážkových úhrnů) Lesní porosty s podílem smrku > 70% (porosty

16 Model vitality lesních porostů pro území ČR Identifikace poškozených porostů Použit index NDMI (významný pokles hodnot v letech nízkých srážkových úhrnů) Lesní porosty s podílem smrku > 70% (porosty C1 a D1), plocha > 0,5 ha (více než lesních celků) Identifikace porostů stresovaných nedostatkem vody porovnání hodnot NDMI (průměr) před srážkovým deficitem ( ) s hodnotami pro rok2015 (rok s významným srážkovým deficitem).

17 Model vitality lesních porostů pro území ČR Distribuce klasifikovaných tříd spektrálního indexu NDMI s vyznačenými detaily významně nižších hodnot. Míra poškození lesních porostů hodnocená z relativních změn hodnot spektrálního indexu NDMI.

18 Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Hodnocení roku 2013 a monitoring sucha na webových stránkách ČHMÚ možnosti zpracování, praktické výstupy

Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno Mendelova univerzita v Brně Hodnocení roku 2013 a monitoring sucha na webových stránkách ČHMÚ možnosti zpracování, praktické výstupy Jaroslav Rožnovský, Mojmír