Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. Variabilita hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene. Lesnická a dřevařská fakulta

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nauky o dřevě Variabilita hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene Bakalářská práce Akademický rok: 2006/07 Vypracoval: Jan Baar

2 Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Variabilita hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:... podpis studenta

3 Poděkování Úvodem bych chtěl poděkovat všem, kteří se jakýmkoliv způsobem zasloužili o vznik této práce. V prvé řadě patří mé díky Ing. Vladimíru Grycovi, Ph.D., vedoucímu bakalářské práce, za ochotu, odbornou pomoc a poskytnutí cenných rad a připomínek. Také bych chtěl poděkovat panu Josefu Fraňkovi za spolupráci při výrobě vzorků pro experiment. Nutno podotknout, že vznik této práce umožnila finanční podpora výzkumného záměru MSM Les a dřevo podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a využívání dřeva jako obnovitelné suroviny ( ).

4 Abstrakt Jméno: Název: Jan Baar Variabilita hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene Tato práce, prováděná formou experimentu, se zabývá variabilitou hustoty dřeva jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.) v závislosti na umístění vzorků po poloměru kmene. Současně si klade za cíl určit průměrnou hustotu tohoto dřeva v absolutně suchém stavu a zjištěné hodnoty srovnat s údaji z literatury. Dále hodnotí, zda je hustota závislá na stanovištních podmínkách či orientaci vůči světovým stranám. V teoretické části je popsána problematika hustoty a charakteristika dřeva jasanu ztepilého. V druhé části jsou zpracovány naměřené hodnoty a jejich statistické vyhodnocení. Klíčová slova: jasan, hustota dřeva, variabilita hustoty Abstract Name: Title: Jan Baar Variability of wood density of common ash along stem radius This work, which is performed as an experiment, discusses variability of wood density of common ash (Fraxinus excelsior L.) depending on change sample s location along stem radius; the second aim of this work is determination of average density at 0% moisture and compare this funds with literature. Further it value if a density is depended on site conditions or orientation according cardinal points. In theoretic part is given an account of problems of wood density and characteristic of wood of common ash. In second part is worked up measuring data and their statistic analysis. Keyword: ash, wood density, variability of wood density

5 Obsah: 1. Úvod Cíl práce Literární přehled Dendrologický popis Rod Fraxinus Jasan ztepilý Stanoviště Struktura a použití dřeva jasanu Makroskopická stavba dřeva jasanu Mikroskopická stavba dřeva jasanu Použití dřeva jasanu Hustota dřeva Hustota dřevní substance Hustota dřeva při vlhkosti w Redukovaná a konvenční hustota dřeva Variabilita hustoty dřeva Vliv šířky letokruhů a podílu letního dřeva na hustotu dřeva Vliv polohy v kmeni na hustotu dřeva Vliv stanoviště Materiál a metodika Stanoviště a výběr stromů Výroba vzorků Způsob značení číselný kód Stanovení hustoty dřeva Výsledky Hustota dřeva jasanu (ρ 0 ) Obě lokality Lokalita Lednice Lokalita Tvrdonice Variabilita hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene Obě lokality Lokalita Lednice Lokalita Tvrdonice Vliv stanoviště na hustotu dřeva Vliv orientace vůči světovým stranám na hustotu dřeva Diskuse Hustota dřeva jasanu ztepilého (ρ 0 ) Hustota dřeva jasanu v závislosti na umístění po poloměru kmene Hustota dřeva jasanu v závislosti na stanovišti Hustota dřeva jasanu v závislosti na orientaci vůči světovým stranám Závěr Literatura Resume Příloha

6 1. Úvod Člověk používal dřevo už v dobách, kdy o existenci jiných materiálů ještě neměl ani tušení. Dřevo sloužilo zpočátku jako palivo, zbraň při lovu nebo materiál ke zhotovení jednoduchého přístřešku. S postupným rozvojem civilizace se stávalo hlavním konstrukčním materiálem a bylo z něj vyráběno téměř cokoliv, od nábytku po vodovodní potrubí. I v dnešní době moderních materiálů dřevo stále nachází uplatnění a v určitých oblastech je zcela nenahraditelné. Dřevo má spoustu výborných vlastností, které ani syntetické materiály nemohou překonat. V prvé řadě je dřevo obnovitelná surovina s výbornými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi při nízké hmotnosti a snadno přírodně odstranitelná. Oproti jiným materiálům má nízkou energetickou náročnost na zpracování. Současně působí esteticky a svým vzhledem a vůní kladně ovlivňuje psychiku člověka. Má však i své negativní vlastnosti, ke kterým řadíme zejména anizotropnost, hořlavost, možnost degradace vlivem biotických a abiotických činitelů nebo rozměrové změny zapříčiněné změnou vlhkosti dřeva. Dřevo je v dnešní době využíváno v mnoha odvětvích lidské činnosti, ať už se jedná o výrobu papíru, párátek, nábytku, dřevostaveb či uměleckou tvorbu. V každém z těchto oborů jsou na materiál kladeny jiné požadavky. Důležitou veličinou, která má vliv na většinu fyzikálních i mechanických vlastností dřeva, je hustota. Na druhé straně i hustota dřeva je ovlivňována velkým množstvím faktorů, které souvisí s vývojem a růstem stromu. Může se jednat o stanovištní a klimatické podmínky, nadmořskou výšku či faktory související se samotným stromem jako např. druh dřeviny, věk jedince či jeho sociální postavení v porostu. Hustota dřeva je v praxi nejsnadněji zjistitelnou veličinou, která podává o vlastnostech dřeva rychlý a ucelený přehled. Právě hustotou a faktory, které mohou způsobovat její variabilitu, se bude tato bakalářská práce zabývat

7 2. Cíl práce Primárním cílem této práce je určení variability hustoty dřeva jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.) v závislosti na umístění po poloměru kmene. Dále si klade za cíl zjistit, jestli existuje mezi zkoumanými lokalitami rozdíl v hustotě dřeva, způsobený odlišnými stanovištními podmínkami, a zda je hustota dřeva ovlivněna orientací vzorků vůči světovým stranám. Současně se bude zabývat určením průměrné hustoty dřeva jasanu v absolutně suchém stavu. Zjištěné výsledky budou porovnány s údaji v literatuře

8 3. Literární přehled 3.1. Dendrologický popis Rod Fraxinus Jasan (Fraxinus) je rod opadavých stromů, zřídka také keřů z čeledi olivovitých (Oleaceae) se vstřícnými lichozpeřenými listy, někdy redukovanými na jediný koncový list. Drobné květy jsou uspořádány v latách. Plodem je křídlatá nažka (Úřadníček a Chmelař 1998). Asi 65 druhů jasanů je rozšířeno v Evropě, Asii (na jih až po Jávu) a v Severní Americe (k jihu až do Mexika). Řada druhů se pěstuje pro okrasu, ve stromořadích apod. Několik druhů je lesnicky významných a poskytují kvalitní dřevo (Úradníček a Chmelař 1998). Původní areál rodu zahrnuje mírný a subtropický pás severní polokoule. V České republice jsou původní 2 druhy. Po celé České republice, kromě hor a nejjižnější Moravy roste přirozeně jasan ztepilý (Fraxinus excelsior L.). Druh jasan úzkolistý (Fraxinus angustifolia Vahl) je původní pouze v úvalech jižní Moravy. Jinde může být tento druh jen vyjímečně vysazen. Druh jasan zimnář (Fraxinus ornus L.) je původní nejblíže na jižním Slovensku, na území České republiky byl místy vysazen. V lesích byl v minulosti poměrně často vysazován i jasan pensylvánský (Fraxinus pennsylvanica Marshall). Další cizokrajné druhy můžeme v České republice spatřit jen vzácně v parcích a arboretech Jasan ztepilý Strom dorůstá do výšky m, má rozložitou korunu a přímý kmen o průměru až 100 cm ve výčetní výšce. Kůra je v mládí šedá a hladká, později šedočerná, podélně mělce rozbrázděná. Listy jsou lichozpeřené složené z většího počtu přisedlých lístků (9 13). Lístky mívají délku až 12 cm, jsou kopinaté, zašpičatělé, na okraji pilovité. Listy raší značně pozdě, nejpozději z evropských stromů. Na podzim se výrazně nezbarvují, většinou šednou nebo opadávají zelené

9 Mnohomanželné květy tvoří bohaté laty a jsou bezobalné. Květy se rozevírají před olistěním, většinou již v dubnu. Plodem je asi 10 mm dlouhá nažka s plochým blanitým křídlem, 2 3 cm dlouhým (Větvička 1999). Obr. 1 Habitus jasanu ztepilého Stanoviště Výškové rozšíření je velmi rozmanité. Jasan se totiž vyskytuje ve třech různých ekotypech: lužním, horském a vápencovém. Lužní jasan má těžiště rozšíření v nížinách podél toků velkých řek, a to i v jižní části areálu. Horský jasan je rozšířen zejména v pásmu bučin, na severu areálu v nižších nadmořských výškách, na jihu areálu se vyskytuje i výše v horách. Jasan vápencový obsazuje zejména chlumní polohy mezi oběma předešlými ekotypy, roste zvláště na jižních expozicích s nedostatkem vláhy (Úradníček a Chmelař 1998). V dospělosti je jasan světlomilná rostlina, do jistého věku však snáší slabé zastínění a v mládí zastínění vyžaduje

10 Nároky na vláhu se liší dle jednotlivých ekotypů. Lužní a horský ekotyp jasanu vyžaduje dostatek vláhy po celý rok, vápencový jasan je přizpůsoben nedostatku vláhy. Stagnující vodu jasan ztepilý nesnáší. Záplavy vydrží jen krátkodobě na počátku vegetačního období. Požadavky na výživnost půdy jsou značné. Jasan je řazen k tzv. náročným listnáčům, vyžaduje hlubší, humózní a svěží půdy. Dává přednost půdám obohaceným dusíkem, nesnáší zasolené půdy a na zrašeliněných podkladech neroste vůbec. Jasan je citlivý na klimatické výkyvy. Ač je rozšířen i v kontinentální Evropě, škodí mu silné mrazy a bývá těžce poškozován pozdními mrazy (Úřadníček a Chmelař 1998). Jasan ztepilý je přirozeně rozšířen v převážné části Evropy (obr. 2). Vyskytuje se od pobřeží Atlantického oceánu na západě až po řeku Volhu na východě, s výjimkou severních oblastí a nejjižnějších částí Evropy. Severní hranice přirozeného výskytu je dána 64 severní šířky (Norsko), v oblasti kolem Středozemního moře se nevyskytuje. V horských oblastech roste jasan ztepilý až do výšky m n.m. (Pyreneje). V Asii, na území Iránu, je možno ho spatřit i ve výše položených oblastech (nad 2200 m n.m.) (Pliûra a Heuertz 2003). Obr. 2 Rozšíření jasanu ztepilého v Evropě (Pliûra a Heuertz 2003) - 5 -

11 3.2. Struktura a použití dřeva jasanu Makroskopická stavba dřeva jasanu Ve dřevě je vylišeno jádro a běl s pozvolným přechodem, běl je široká nažloutlá, jádro světlehnědé až hnědé. Hranice letokruhů jsou zřetelné, stejně tak i přechod mezi jarním a letním dřevem v rámci letokruhu. Jedná se o dřevo typicky kruhovitě pórovité se zřetelnými póry v jarním dřevě na příčném řezu a rýhami na podélných řezech. Mikropóry v letním dřevě jsou nezřetelné. Dřeňové paprsky jsou patrné jen na radiálním řezu jako drobná zrcátka. Dřevo jasanu je středně těžké (ρ kg m -3, ρ kg m -3 pro jasan ztepilý), středně tvrdé až tvrdé (80 MPa) (Šlezingerová a Gandelová 2004). a) příčný řez b) radiální řez c) tangenciální řez Obr. 3 Makroskopická stavba jasanu na jednotlivých řezech (Vavrčík et al. 2002) Mikroskopická stavba dřeva jasanu Dřevo jasanu patří do skupiny dřev listnatých s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva. Na příčném řezu je možné v jarním dřevě pozorovat makrocévy (průměr µm; Wagenführ 2002), v letním dřevě jsou přítomny mikrocévy (průměr µm; Wagenführ 2002), které jsou volně rozptýleny (nemají charakteristické uspořádání)

12 V lumenech cév je možný výskyt thyl. Dřeňové paprsky jsou homogenní (tvořeny pouze ležatými parenchymatickými buňkami), 1 4vrstevné. Ve dřevě lze pozorovat podélný dřevní parenchym paratracheální vazicentrický a hraniční. Základní pletivo je tvořeno libriformními vlákny (Šlezingerová a Gandelová 2004; Wagenführ 2002). a) příčný řez b) radiální řez c) tangenciální řez Obr. 4 Mikroskopická stavba dřeva jasanu na jednotlivých řezech (Vavrčík et al. 2002) Použití dřeva jasanu Dřevo je velmi kvalitní (kvalita se dle stanovišť různí, nejlepší je lužní ekotyp; Matovič 1984), pevné, pružné a houževnaté. Používá se k výrobě nábytku, dýh, parket, hudebních nástrojů. Velmi vhodné je na výrobu násad a topůrek nástrojů. Z našich dřevin je dřevo jasanu nejvhodnější na výrobu sportovního náčiní (luky, pádla či dříve populární lyže jasánky ) a tělocvičného nářadí. Využití nachází také v oboru letectví. Ve výrobě dýh je -7-

13 velmi ceněno dřevo s vlnitými letokruhy a očkové dřevo. V minulosti bylo dřevo jasanu pro své vhodné vlastnosti využíváno také na výrobu lodí a dopravních prostředků - viz obr. 5 (Kollmann 1941). V minulosti kůra jasanu poskytovala tříslo a jiné produkty používané v lidovém lékařství (náhražka chininu). Pro svou vynikající výmladnost sloužil jasan ztepilý v minulosti i jako oklestová dřevina, mladé větvičky - oklest - se používaly jako zimní krmivo pro dobytek. Často byl vysazován u selských stavení jako ochrana před šířením požárů. Uplatnění našel také v okrasném zahradnictví (řada kultivarů, lišících se habitem, tvarem listů, barvou letorostů apod.) a krajinářství (Úradníček a Chmelař 1998). Obr. 5 Omnibus kostra z dřeva jasanu (Kollmann 1941) 3.3. Hustota dřeva Hustota dřeva udává hmotnost jeho objemové jednotky, přičemž se nejčastěji vyjadřuje v kg m -3 nebo g cm -3. Hustota dřeva byla předmětem výzkumu mnohých prací, jelikož jde o charakteristiku, která významně ovlivňuje fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. Například těžké dřevo je pevnější, tvrdší a odolnější proti opotřebování než dřevo lehké. Hustota dřeva nabývá na významu při jeho mechanickém a chemickém zpracování, kde se klade důraz na hmotnostní množství dřevní hmoty a kde je potřebné vědět, kolik dřevní hmoty obsahuje konkrétní objemová jednotka. Dále je ukazatelem vhodnosti použití dřeva na takové účely, u kterých se vyžaduje nízká hmotnost při vysoké pevnosti anebo pružnosti, - 8 -

14 při použití dřeva na výrobu hudebních nástrojů a jinde. Z uvedeného vyplývá, že poznatky o hustotě dřeva mají nejen teoretický, ale i praktický význam (Požgaj et al. 1997). Horáček (2001) uvádí, že ve srovnání s jinými materiály je stanovení hustoty u dřeva vzhledem k jeho hygroskopicitě poměrně obtížné. Jak hmotnost, tak i objem dřeva jsou velmi ovlivněny vlhkostí dřeva, přesto jde o jednu z nejvýznamnějších charakteristik dřeva, která významně ovlivňuje většinu fyzikálních a mechanických vlastností dřeva. V zahraničních zdrojích se můžeme setkat s pojmy specific gravity, wood density a basic density. Rozdíl mezi nimi uvádí Zobel a van Buijtenen (1989) takto: specif gravity je definována jako podíl hmotnosti určitého objemu dřeva k hmotnosti vody o stejném objemu (při teplotě 4 C) a jedná se o bezrozměrnou veličinu. Wood density je podíl hmotnosti dřeva a jeho objemu, v tomto případě je jednotkou kg m -3 nebo lbs ft -3. V metrickém systému lze tyto dvě veličiny navzájem převádět pomocí vztahu: density / 1000 = specific gravity. Basic density je určena podílem hmotnosti absolutně suchého dřeva k jeho maximálnímu objemu a odpovídá tedy naší konvenční hustotě Hustota dřevní substance Dřevní substancí nazýváme hmotu buněčných stěn bez submikroskopických dutin, lumenů a mezibuněčných prostor. Hustotu dřevní substance lze vypočítat dle následujícího vzorce: ms ρ = s V kde: ρ s hustota dřevní substance, m s hmotnost dřevní substance (kg), V s objem dřevní substance (m 3 ). s Tato veličina kolísá v rozmezí kg m -3 zejména v závislosti na chemickém složení dřeva a způsobu zjišťování. Jednotlivé skupiny dřev mají odlišný podíl chemických konstituent, z nichž zejména procentické zastoupení ligninu kolísá v rozmezí %. Průměrnou hustotou a procentickým zastoupením základních stavebních látek buněčné stěny celulóza 1560 kg m -3, hemicelulózy 1500 kg m -3 a lignin 1350 kg m -3 jsou dány rozdíly v hustotě dřevní substance. Vzhledem k podobnému podílu těchto látek u různých dřevin nezávisí ρs prakticky na druhu dřeviny. Jako průměrná hodnota ρs pro všechny dřeviny se uvádí 1530 kg m

15 Hustota dřevní substance je důležitá při teoretických výpočtech pórovitosti, maximální vlhkosti (nasákavosti) a technologických procesech impregnace dřeva (Horáček 2001) Hustota dřeva při vlhkosti w Pro možnost srovnávání výsledků a použití při teoretických výpočtech používáme hustotu v absolutně suchém stavu ρ 0. Pod absolutně suchým stavem rozumíme vlhkost dřeva 0 %. Hustota dřeva v suchém stavu ρ 0 je menší než ρ s, protože součástí dřeva jsou i mikrokapiláry a lumeny vyplněné vzduchem. Hustota dřeva při vlhkosti 0 % (ρ 0 ) se vypočte podle vztahu: m ρ = 0 V kde: m 0 hmotnost suchého dřeva (kg) a V 0 objem suchého dřeva (m 3 ). 0 0 Hustota dřeva o určité vlhkosti (ρ w ) je charakterizována podílem hmotnosti a objemu dřeva při dané vlhkosti. Speciálním případem ρ w je hustota dřeva při 12% vlhkosti: ρ 12 m = V kde: m 12 hmotnost dřeva při vlhkosti 12 % (kg) a V 12 objem dřeva při vlhkosti 12 % (m 3 ) Tuto hustotu udávají platné normy, protože vlhkosti 12 % je dosaženo dlouhodobějším vystavením dřeva běžným podmínkám temperované místnosti (T = 20 C, φ = 65 %). Stanovení hustoty vlhkého dřeva je také možné pomocí nomogramů, které vycházejí z výpočtových vztahů. Pro jejich použití je potřebné znát pouze hustotu dřeva v suchém stavu ρ 0 (Horáček 2001) Redukovaná a konvenční hustota dřeva Redukovaná hustota dřeva ρrw je definována podílem hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu m 0 a jeho objemem při určité vlhkosti Vw: ρ rw = m 0 V w

16 Tato hustota udává, kolik sušiny se nachází v nabobtnalém objemu dřeva. Redukovaná hustota při w = 0 % je totožná s hustotou absolutně suchého dřeva ρ 0. S rostoucí vlhkosti její hodnota klesá až do meze hygroskopicity, kdy už se nemění, protože dřevo dále nebobtná. Takto definovanou veličinu nazýváme konvenční hustotou ρk nebo redukovanou hustotou v čerstvém stavu ρrč. ρ = k m V Konvenční hustota je veličinou velmi vhodnou pro technologické výpočty v lesním a dřevozpracujícím průmyslu. Pomocí této veličiny lze např. přepočítat zásobu mokrého dřeva (s vlhkostí nad mezí hygroskopicity) v objemových jednotkách na hmotnost sušiny a naopak, což nalézá uplatnění zejména při váhové přejímce dříví (Horáček 2001). 0 max 3.4. Variabilita hustoty dřeva Vliv šířky letokruhů a podílu letního dřeva na hustotu dřeva Vliv šířky letokruhu a podílu letního dřeva je zřetelný zejména u dřevin s výrazně ohraničeným jarním a letním dřevem v rámci letokruhu, týká se tedy především dřeva jehličnatých dřevin a listnatých dřevin s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva. Obecně pro tyto skupiny dřev platí, že s rostoucím podílem letního dřeva v letokruhu se hodnoty fyzikálních i mechanických vlastností zvyšují. U listnatých dřevin s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva roste podíl letního dřeva se zvyšující se šířkou letokruhů (Šlezingerová a Gandelová 1998). Šlezingerová a Gandelová (1998) dále uvádějí, že dřevo jádra má ve většině případů vyšší hustotu než dřevo běle. V případě dřeva jasanu je vyšší hustota jádra způsobena větší průměrnou šířkou letokruhů, a tím i větším procentickým zastoupením letního dřeva v letokruhu. Kollmann (1941) zjistil, že u jasanu s rostoucím podílem letního dřeva v letokruhu stoupá i celková hustota dřeva. Např. při 40% podílu letního dřeva udává hustotu ρ 0 30 kg m -3, při zvýšení podílu letního dřeva na 70 % zaznamenal nárůst hustoty na

17 680 kg m -3. Je to dáno rozdílnou hustotou jarního a letního dřeva jasanu (jarní dřevo kg m -3, letní dřevo kg m -3 ; Kollmann 1941). Obr. 6 Změna šířky letokruhu, letního dřeva a procenta letního dřeva po poloměru kmene (Kollmann 1941) Vliv polohy v kmeni na hustotu dřeva Hustota dřeva se liší nejen mezi kmeny v rámci jednoho druhu dřeviny ale mění se i v samotném kmeni. Změna hustoty po poloměru je převážně zapříčiněna změnou šířky letokruhů s věkem. Průměrná hustota dřeva jasanu ztepilého se pohybuje v rozmezí kg m -3 (viz tab. 1). Jiné druhy jasanů mohou dosahovat i nižších hustot. Kollmann (1941) popisuje změnu šířky letokruhů ve dřevě jasanu tímto způsobem: v prvních letech růstu stromu (10 15 let) se vyskytují nejširší letokruhy (> 5 mm), poté šířka letokruhů postupně klesá (asi do 40 let) a od tohoto věku vykazuje poměrně konstantní hodnoty (viz obr. 6). Obdobný průběh po poloměru kmene vykazuje i hustota, na níž má šířka letokruhu a podíl letního dřeva výrazný vliv. U dřeva jasanu je změna struktury a fyzikálních a mechanických vlastností dřeva výrazně ovlivněna věkem jedince. Nejvyšších hodnot tyto veličiny dosahují do let a poté jejich hodnoty v rámci určité variability postupně klesají. Rozdíl hodnot mezi středovou a obvodovou části kmene u stromů starších 100 let může být u hustoty dřeva do 22 % (Matovič 1984)

18 Kuba (2006) zjistil u dubu (Quercus robur L.), jenž patří také mezi kruhovitě pórovité dřeviny, následující trend hustoty dřeva po poloměru kmene: hustota směrem od obvodové části kmene k centrální stoupá až do místa, kde se může projevit vliv juvenilního dřeva. Odtud hustota dřeva ρ K začíná klesat. Naopak Požgaj et al. (1997) uvádí, že průběh hustoty u kruhovitě pórovitých dřevin má přibližně podobnou tendenci jako u jehličnanů, u kterých se má hustota směrem k obvodu zvyšovat a nejvyšších hodnot dosahovat v okrajových částech kmene Vliv stanoviště Stanovištní podmínky mají vliv na hustotu dřeva, optimální podmínky totiž přispívají k vytvoření širokých letokruhů s vysokým podílem letního dřeva. Nejnižších hodnot hustoty dřeva dosahuje jasan ztepilý (Fraxinus excelsior L.) rostoucí v pahorkatinách s nízkou hloubkou půdy s podložím vápence. Dřevo jasanu ztepilého s průměrnými hodnotami hustoty dřeva se vyskytuje v lužních lesích, na mokrých, zaplavovaných stanovištích, resp. stanovištích s vysokou hladinou spodní vody a také na stanovištích v horských polohách, svěžích, živných, s dostatečnou hloubkou půdy. Dřevo mimořádné kvality s vysokými hodnotami hustoty dřeva se vyskytuje v lužních lesích na nezaplavovaných půdách, bohatých na živiny, s níže položenou hladinou vody (Matovič 1984). Název dřeviny Hustota ρ 0 Autor Fraxinus excelsior L. 660 Požgaj et al. (1997) Fraxinus excelsior L. 670 Šlezingerová a Gandelová (2004) Fraxinus americana 640 Fraxinus excelsior L. 680 Lexa et al. (1952) Fraxinus excelsior L. 687 Matovič (1984) Fraxinus angustifolia Vahl. 650 Matovič (1985) Fraxinus excelsior L. 650 Kollmann (1951) Fraxinus excelsior L. 650 Wagenführ, Scheiber (1989) Tab. 1 Hustota dřeva jasanu dle jednotlivých autorů

19 4. Materiál a metodika 4.1. Stanoviště a výběr stromů Materiál na zkušební vzorky byl odebrán ze dvou různých lokalit, aby bylo možné ověřit vliv stanoviště na hustotu dřeva. První lokalita se nachází v okolí obce Lednice (viz obr. 7), druhá leží poblíž obce Tvrdonice (viz obr. 8). Porost v lokalitě Lednice je sušší než porost v Tvrdonicích, který je podmáčený. Pro zjištění hustoty dřeva bylo náhodným výběrem zvoleno z každé lokality pět vzorníkových stromů. Stromy byly vybírány tak, aby vhodně reprezentovaly vybraný porost. Jelikož je hustota dřeva výrazně ovlivněna věkem stromu, byly zvoleny kmeny s obdobným průměrem (tab. 2), aby byl vliv tohoto faktoru minimalizován. Dalo se totiž předpokládat, že se jedná o přibližně stejně staré jedince. lokalita Lednice Tvrdonice číslo stromu d 1 [cm] d 2 [cm] d průměr. [cm] , , , , , , , , , ,5 Tab. 2 Průměry jednotlivých kmenů

20 Obr. 7 Lokalita Lednice Obr. 8 Lokalita Tvrdonice

21 4.2. Výroba vzorků Z určených stromů byl po skácení vyřezán 1 m dlouhý výřez, který se nacházel ve výšce 1,3 m nad zemí. Výřezu bylo přiděleno číslo, které v dalším postupu označovalo číslo kmene. Současně byla označena i poloha kmene vůči světovým stranám (S sever, J jih). Výřezy byly pomocí motorové pily rozděleny na dvě části o délce 65 a 35 cm. Zkušební tělíska byla vyráběna z kratší části výřezu. Z výřezu byla vyrobena středová prizma o tloušťce asi 12 cm se severojižní orientací. Prizma se následně rozštípla přes dřeň na dva bloky severní a jižní (viz obr. 9). Obr. 9 Způsob vymanipulování bloků z výřezu Každý blok byl rozřezán pomocí kotoučové pily na desky s nadmírou, které byly pomocí tloušťkovací frézky ofrézovány na konečnou tloušťku 20 mm. Jednotlivé desky se začaly z bloku oddělovat od kambia (viz obr. 10), aby bylo možné popsat variabilitu hustoty dřeva po poloměru kmene. Desky se dále rozmítaly na 20 mm široké hranolky a z nich se nakrácením získaly požadované vzorky o rozměrech mm. Vyrobená tělíska byla pečlivě tříděna, aby se získaly speciálně ortotropní vzorky s minimálním odklonem letokruhů (max. 20 na příčném řezu) a vláken (max. 5 na podélných řezech), které neobsahují žádné vady (suky, trhliny, dřeň, hnilobu atd.). Vybrané

22 vzorky byly důkladně označeny číselným kódem (viz níže) a ihned uloženy do plastových sáčků. Obr. 10 Způsob dělení bloku na jednotlivé desky 4.3. Způsob značení číselný kód Každý vyrobený vzorek, který odpovídal požadavkům, byl popsán čtyřmístným kódem, jehož jednotlivé znaky udávaly potřebné informace o vzorku v tomto pořadí: číslo kmene, orientace bloku v kmeni (severní či jižní), umístění vzorku po poloměru kmene, pořadové číslo vzorku. Jednotlivé lokality byly od sebe odlišeny tečkou umístěnou před kódem. Značení lokality Tvrdonice tečku obsahovalo, lokalita Lednice nikoliv. Výsledný kód mohl vypadat například takto: 1 J B 6 (Lednice) 1 J B 6 (Tvrdonice) 4.4. Stanovení hustoty dřeva Vlhké vzorky byly nejprve změřeny ve všech směrech posuvným měřítkem s přesností na setinu milimetru. Poté následovalo zvážení vzorků s přesností na tisícinu gramu. Veškeré hodnoty byly zaznamenány pomocí programu Excel (tyto údaje byly zjišťovány pro potřeby stanovení sesychání dřeva není součástí této bakalářské práce). Vzorky byly uloženy do horkovzdušné sušárny, kde se sušily při teplotě 103 C do té doby, než jejich vlhkost dosáhla 0 % (dle ČSN Drevo. Zisťovanie vlhkosti pri fyzikálnych a mechanických skúškach). Následovalo opětovné měření rozměrů a zvážení,

23 v tomto případě byly vzorky vyjímány ze sušárny maximálně po 10 kusech, aby se zabránilo případnému zvýšení vlhkosti než budou proměřeny. Změřené vzorky byly ukládány do označených papírových sáčků. Z naměřených hodnot byla vypočítána hustota dřeva při vlhkosti 0 % podle ČSN Drevo. Zisťovanie hustoty pri fyzikálnych a mechanických skúškach. Výsledky byly poté statisticky vyhodnoceny. Pro zjištění hustoty dřeva byly použity následující pomůcky a přístroje: laboratorní horkovzdušná sušárna Sanyo MOV 112, digitální posuvné měřítko Mitutoyo (přesnost měření - 0,01 mm), digitální laboratorní váha Scaltec SBC 41 (přesnost měření - 0,001 g)

24 5. Výsledky 5.1. Hustota dřeva jasanu (ρ 0 ) Obě lokality Rozložení hodnot je poměrně rovnoměrné, tomu odpovídá i podobná hodnota mediánu a střední hodnoty. Hustota dřeva se pohybuje v rozmezí kg m -3, hodnota mediánu je 681,9 kg m -3 (viz obr. 11). Popisná statistika hustoty dřeva za obě lokality je uvedena v tab.3. Hustota dřeva jasanu vykazuje poměrně nízkou variabilitu hodnot, která činí 8,78 % hustota ρ obě lokality Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 11 Průměrná hustota dřeva jasanu z obou lokalit obě lokality Střední hodnota 677,39 Medián ( kg m -3 ) 681,97 Směr. odchylka ( kg m -3 ) 59,48 Rozptyl výběru (kg 2 m -6 ) 3538,39 Variační koeficient (%) 8,78 Rozdíl max-min ( kg m -3 ) 363,51 Minimum ( kg m -3 ) 495,36 Maximum ( kg m -3 ) 858,87 Počet (ks) 1935 Tab. 3 Popisná statistika průměrné hustoty z obou lokalit

25 Lokalita Lednice Popisná statistika hustoty jednotlivých kmenů z lokality Lednice je uvedena v tab. 4. Z obr. 12 je patrné, že průměrná hustota většiny kmenů se pohybuje nad hranicí 705 kg m -3, pouze kmen 2 má výrazně nižší střední hodnotu hustoty (628 kg m -3 ). Kmen 1 vykazuje poměrně nízkou variabilitu hodnot vůči ostatním kmenům. Rozdíl mezi nejnižší (kmen 2) a nejvyšší (kmen 4) hodnotou mediánu činí 101,58 kg m hustota kmen Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 12 Průměrná hustota jednotlivých kmenů z lokality Lednice Stř. hodnota 705,77 628,27 696,43 717,50 722,07 Medián 705,64 632,91 713,38 733,33 724,75 Směr. Odchylka 21,049 50,11 59,15 51,02 61,07 Rozptyl výběru (kg 2 m -6 ) 443, , , , ,60 Var. Koeficient (%) 2,98 7,97 8,49 7,11 8,45 Rozdíl max-min 117,14 322,68 250,14 179,96 281,54 Minimum 652,14 495,36 548,21 609,56 577,33 Maximum 769,29 818,04 798,35 789,53 858,87 Počet (ks) Tab. 4 Popisná statistika hustoty jednotlivých kmenů lokalita Lednice

26 Lokalita Tvrdonice V lokalitě Tvrdonice (obr. 13) vykazuje kmen 5 vyšší variabilitu hodnot (9,89 %). Rozdíl mezi nejvyšší (kmen 3 631,43 kg m -3 ) a nejnižší (kmen 5) hodnotou mediánu je 69,93 kg m -3. Je tedy o něco nižší než u lokality Lednice. Popisná statistika hustoty jednotlivých kmenů z lokality Tvrdonice je uvedena v tab hustota km en Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 13 Průměrná hustota jednotlivých kmenů z lokality Tvrdonice Stř. hodnota 669,66 642,92 692,19 670,14 646,27 Medián 685,10 660,04 701,36 666,07 631,43 Směr. Odchylka 49,26 45,18 46,99 47,85 63,94 Rozptyl výběru (kg 2 m -6 ) 2427, , , , ,03 Var. Koeficient (%) 7,36 7,03 6,79 7,14 9,89 Rozdíl max-min 200,02 188,65 184,70 187,41 262,08 Minimum 545,95 554,49 588,62 560,92 508,81 Maximum 745,96 743,14 773,32 748,33 770,89 Počet (ks) Tab. 5 Popisná statistika hustoty jednotlivých kmenů lokalita Tvrdonice

27 5.2. Variabilita hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene Obě lokality Z obr. 14 je zřejmé, že se průměrná hustota ρ 0 od obvodu (segment A) směrem ke středu kmene zvyšuje. Střední hodnoty hustoty dřeva jednotlivých segmentů vykazují rostoucí trend, v segmentu F dosahují maxima (718 kg m -3 ) a poté směrem ke dřeni klesají. Průběhy hustoty po poloměru kmene u jednotlivých kmenů obou lokalit jsou zpracovány v příloze (obr a tab ). Popisná statistika pro jednotlivé segmenty z lokalit Lednice i Tvrdonice je uvedena v tab. 6. Variabilita souborů (jednotlivé segmenty) je velmi podobná a poměrně nízká (variační koeficient 6 8 %), rozložení hodnot je ve většině případů rovnoměrné, pouze segmenty G a H vykazují výrazně nesouměrné rozdělení. Segment J lze považovat za neobjektivní, protože u něj nebyl proveden dostatečný počet měření. Šetřením pomocí jednofaktorové ANOVY bylo zjištěno, že alespoň mezi dvěmi segmenty existuje statisticky významný rozdíl v hustotě dřeva. Použitím Tuckeyho testu vícenásobného porovnání byly zjištěny následující rozdíly: střední hodnoty segmentů A, B i C se lišily navzájem a lišily se i od skupiny ostatních segmentů (D H). U segmentů D H nebyly prokázány vzájemné statisticky významné rozdíly. Segmenty I a J obsahovaly nízký počet měření, čímž vzniklo velké rozpětí intervalu spolehlivosti, a jejich výsledky nelze považovat za zcela objektivní (viz obr. 15 a tab. 7) hustota ρ A B C D E F G H I J segment po poloměru kmene Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 14 Hustota dřeva jasanu po poloměru kmene obě lokality

28 A B C D E F G H I J Stř. hodnota 621,0 645,1 660,4 698,6 710,8 718,2 706,8 701,9 687,2 708,8 Medián 621,8 648,3 660,7 703,4 718,0 720,7 695,2 727,4 684,4 706,7 Směr. odch. 43,0 52,7 57,7 50,6 46,3 36,0 39,9 58,1 43,4 5,5 Rozptyl (kg 2 m -6 ) 1847,1 2777,5 3324,7 2555,2 2145,8 1295,5 1591,6 3372,2 1884,1 29,9 Var. koef. (%) 6,92 8,17 8,73 7,24 6,52 5,01 5,64 8,27 6,32 0,77 Rozdíl 322,7 241,7 234,1 208,2 293,5 144,4 150,9 196,0 124,0 10,30 Minimum 495,4 508,8 550,8 596,8 565,4 651,2 647,5 584,3 624,6 704,7 Maximum 818,0 750,5 784,9 805,0 858,9 795,6 798,4 780,3 748,6 715,0 Počet (ks) Tab. 6 Popisná statistika hustoty dřeva jasanu po poloměru kmene obě lokality 780 Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti hustota ρ A B C D E F G H I J segment po poloměru kmene Obr. 15 Grafické vyjádření analýzy rozptylů (ANOVA) obě lokality A B C D E F G H I J A 0, , , , , , , , ,43671 B 0, , , , , , , , ,84065 C 0, , , , , , , , ,96776 D 0, , , , , , , , ,00000 E 0, , , , , , , , ,00000 F 0, , , , , , , , ,00000 G 0, , , , , , , , ,00000 H 0, , , , , , , , ,00000 I 0, , , , , , , , ,99994 J 0, , , , , , , , ,99994 Tab. 7 Vyhodnocení Tuckeyho testu vícenásobného porovnání (p < 0,05 statisticky významný rozdíl, p > 0,05 bez statisticky významného rozdílu)

29 Lokalita Lednice Lokalita Lednice vykazuje průběh hustoty po poloměru kmene mírně odlišný od trendu udaného pro obě lokality (viz obr. 16). Hustota dřeva směrem ke dřeni stoupá až do segmentu F (737,3 kg m -3 ), následně lze pozorovat sestupný trend hustoty dřeva. Oproti lokalitě Tvrdonice (viz níže) je pokles hodnot poměrně prudký. Variabilita hodnot je v jednotlivých segmentech vyrovnaná (variační koeficient v rozpětí 5 8 % ), pouze soubor H vykazuje mírně zvýšenou variabilitu (9 %). Hodnoty mediánů souborů z obvodu a ze středu kmene jsou si velmi podobné (obvod kmene 636,0 kg m -3, centrální část kmene 642,8 kg m -3 ). Popisná statistika hustoty dřeva po poloměru u lokality Tvrdonice je uvedena v tab. 8. hustota ρ 0 (kg m -3 ) A B C D E F G H I segment po poloměru kmene Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 16 Hustota dřeva po poloměru kmene lokalita Lednice A B C D E F G H I Stř. hodnota 631,0 648,8 682,9 719,9 731,7 732,6 706,9 684,8 650,2 Medián 636,0 653,4 696,0 723,6 734,4 737,3 687,8 674,1 642,8 Směr. odch. 49,8 51,4 53,6 52,6 45,1 36,1 43,0 62,6 19,8 Rozptyl (kg 2 m -6 ) 2475,4 2643,2 2874,6 2765,9 2033,5 1305,8 1845,2 3923,7 392,6 Var.koef. (%) 7,9 7,9 7,9 7,3 6,2 4,9 6,08 9,2 3,1 Rozdíl 322,7 196,5 234,1 189,1 234,7 136,5 150,9 196,0 67,3 Minimum 495,4 524,3 550,8 615,9 624,2 659,2 647,5 584,3 624,5 Maximum 818,0 720,8 784,9 805,0 858,9 795,6 798,4 780,3 691,8 Počet (ks) Tab. 8 Popisná statistika hustoty dřeva po poloměru kmene lokalita Lednice

30 Analýzou pomocí ANOVY byly u rozptylů jednotlivých segmentů zjištěny statisticky významné rozdíly v hustotě dřeva (obr. 17 a tab. 9). Stejně jako v předešlém případě se od sebe liší segmenty A, B a C, které se zároveň liší i od většiny ostatních segmentů. U segmentů D G nelze prokázat vzájemný statisticky významný rozdíl středních hodnot. Segment H vykazuje statisticky významné rozdíly vůči segmentům A,B a D F. Segment I nelze pro nízký počet měření považovat za zcela objektivní. Jelikož kmen 2 měl oproti ostatním kmenům výrazně nižší hustotu, což mohlo ovlivnit výsledky šetření, byla následně provedena další analýza tentokrát bez kmene 2 (viz obr. 18 a tab. 10). V případě tohoto hodnocení dané lokality se vylišily dvě skupiny segmentů, v první se nachází segmenty A C (liší se od všech ostatních segmentů), ve druhé segmenty D H (vzájemně se neliší). hustota ρ 0 Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti hustota ρ0 Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti A B C D E F G H I segment po poloměru kmene 620 A B C D E F G H segment po poloměru kmene Obr. 17 Grafické vyjádření analýzy rozptylů (ANOVA) lokalita Lednice Obr. 18 Grafické vyjádření analýzy rozptylů (ANOVA) lokalita Lednice bez kmene 2 A B C D E F G H I A 0, , , , , , , ,97814 B 0, , , , , , , ,00000 C 0, , , , , , , ,65994 D 0, , , , , , , ,00299 E 0, , , , , , , ,00019 F 0, , , , , , , ,00016 G 0, , , , , , , ,03978 H 0, , , , , , , ,58695 I 0, , , , , , , ,58695 Tab. 9 Vyhodnocení Tuckeyho testu vícenásobného porovnání pro lokalitu Lednice (p < 0,05 statisticky významný rozdíl, p > 0,05 bez statisticky významného rozdílu)

31 A B C D E F G H A 0, , , , , , ,00003 B 0, , , , , , ,00003 C 0, , , , , , ,00053 D 0, , , , , , ,99996 E 0, , , , , , ,99994 F 0, , , , , , ,00000 G 0, , , , , , ,00000 H 0, , , , , , ,00000 Tab. 10 Vyhodnocení Tuckeyho testu vícenásobného porovnání pro lokalitu Lednice bez kmene 2 (p < 0,05 statisticky významný rozdíl, p > 0,05 bez statisticky významného rozdílu) Lokalita Tvrdonice Lokalita Tvrdonice vykazuje trend změny hustoty po poloměru kmene shodný s průběhem hustoty pro obě lokality (viz obr. 19). Střední hodnoty hustoty dřeva (ρ 0 ) se zvyšují do segmentu H, kde dosahují svého maxima (739 kg m -3 ) a poté klesají. Segmenty B a C mají oproti ostatním mírně zvýšenou variabilitu. Z důvodu nízkého počtu měření je nutné považovat segmenty I a J za méně objektivní. Popisná statistika průběhu hustoty u lokality Tvrdonice je uvedena v tab hustota ρ A B C D E F G H I J segment po poloměru kmene Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 19 Hustota dřeva po poloměru kmene lokalita Tvrdonice

32 A B C D E F G H I J Stř. hodnota 611,0 641,4 638,2 678,5 690,6 701,6 706,7 739,3 729,9 708,8 Medián 612,2 642,2 617,3 681,8 694,4 696,7 697,9 736,7 729,1 706,7 Směr. odchyl. 32,2 53,8 52,8 39,1 37,9 27,9 38,2 12,7 9,4 5,5 Rozptyl (kg 2 m -6 ) 1033,7 2904,6 2796,1 1531,8 1435,9 776,5 1455,9 161,5 88,6 29,9 Var. koef. (%) 5,3 8,4 8,3 5,8 5,5 4,0 5,4 1,7 1,3 0,8 Rozdíl 142,2 241,6 187,1 149,6 185,4 108,2 120,3 43,5 36,4 10,3 Minimum 545,9 508,8 558,9 596,8 565,4 651,2 653,1 720,1 712,2 704,7 Maximum 688,2 750,4 745,9 746,4 750,9 759,5 773,3 763,6 748,6 715,0 Počet (ks) Tab. 11 Popisná statistika hustoty dřeva po poloměru lokalita Tvrdonice Šetřením pomocí ANOVY byly mezi segmenty zjištěny statisticky významné rozdíly ve středních hodnotách hustoty dřeva (obr. 20). Tuckeyho test vícenásobného porovnání (tab. 12) odhalil následující skutečnosti: segmenty A D se odlišovaly od většiny ostatních segmentů, segmenty E J nevykazovaly žádné statisticky významné rozdíly (rozdíl byl jen mezi segmenty E a H). Segment J nemá příliš velkou vypovídací schopnost pro nízký počet měření, což odpovídá i tomu, že se jeho střední hodnota shoduje se všemi segmenty. 780 Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti hustota ρ A B C D E F G H I J segment po poloměru kmene Obr. 20 Grafické vyjádření analýzy rozptylů (ANOVA) lokalita Tvrdonice

33 A B C D E F G H I J A 0, , , , , , , , ,10353 B 0, , , , , , , , ,59780 C 0, , , , , , , , ,53042 D 0, , , , , , , , ,99645 E 0, , , , , , , , ,99994 F 0, , , , , , , , ,00000 G 0, , , , , , , , ,00000 H 0, , , , , , , , ,99636 I 0, , , , , , , , ,99980 J 0, , , , , , , , ,99980 Tab. 12 Vyhodnocení Tuckeyho testu vícenásobného porovnání pro lokalitu Tvrdonice (p < 0,05 statisticky významný rozdíl, p > bez statisticky významného rozdílu) 5.3. Vliv stanoviště na hustotu dřeva Na obr. 21 je pomocí krabicového grafu porovnána hustota dřeva mezi zkoumanými lokalitami. Hustota dřeva jasanu ze stanoviště Lednice dosahuje vyšších hodnot, stejně tak i variabilita tohoto souboru je vyšší. Mediány se vzájemně liší o 22,81 kg m -3. Popisná statistika hustoty dřeva v závislosti na stanovišti je uvedena v tab. 13. Nulová hypotéza o rovnosti rozptylů obou souborů byla zamítnuta statistickým šetřením pomocí f-testu (tab. 14). Proto byl použit t-test s nerovností rozptylů, který následně zamítl nulovou hypotézu o rovnosti středních hodnot hustoty dřeva mezi zkoumanými lokalitami (tab. 15). Rozdíly mezi středními hodnotami hustoty dřeva jasanu z jednotlivých lokalit byly vyhodnoceny jako statisticky významné hustota ρ Lednice Tvrdonice Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 21 Hustota dřeva v závislosti na stanovišti

34 Lednice Tvrdonice Střední hodnota 689,61 665,21 Medián 694,25 671,44 Směr. odchylka 61,97 54,25 Rozptyl (kg 2 m -6 ) 3840, ,40 Var. koeficient (%) 8,99 8,16 Rozdíl max-min 363,51 264,51 Minimum 495,36 508,81 Maximum 858,87 773,32 Počet (ks) Tab. 13 Popisná statistika hustoty dřeva v závislosti na stanovišti Lednice Tvrdonice Stř. hodnota 689,61 665,21 Rozptyl 3840, ,40 Pozorování Rozdíl F 1, P(F<=f) (1) 1,82956E-05 F krit (1) 1, Tab. 14 Dvouvýběrový f-test pro rozptyl Lednice Tvrdonice Stř. hodnota 689,61 665,21 Rozptyl 3840, ,40 Pozorování Hyp. rozdíl 0 Rozdíl 1898 t stat 9, P(T<=t) (1) 4,00057E-20 t krit (1) 1, P(T<=t) (2) 8,00115E-20 t krit (2) 1, Tab. 15 Dvouvýběrový t-test s nerovností rozptylů 5.4. Vliv orientace vůči světovým stranám na hustotu dřeva Vliv orientace vůči světovým stranám byl zkoumán na vzorcích z obou lokalit. Z výsledků vyplývá, že vzorky orientované na jih vykazují vyšší hustotu, variabilita obou souborů je téměř totožná. Hodnota mediánu je u souboru vzorků orientovaných na jih o 22,33 kg m -3 vyšší než u vzorků orientovaných na sever (obr. 22). Popisná statistika hustoty dřeva v závislosti na orientaci vůči světovým stranám je uvedena v tab.16. Šetřením pomocí f-testu byla prokázána rovnost rozptylů obou souborů (tab. 17). K testování nulové hypotézy o rovnosti středních hodnot hustoty dřeva mezi severní a jižní stranou byl použit t-test s rovností rozptylů, který nulovou hypotézu zamítl (tab. 18). Existuje tedy statisticky významný rozdíl mezi středními hodnotami hustoty dřeva. Hustota dřeva z jižní strany je statisticky vyšší než hustota ze severní části kmene

35 hustota 0 kg m -3 ) S J svě tová strana Medián 25%-75% Rozsah neodleh. Odlehlé Obr. 22 Hustota dřeva jasanu v závislosti na orientaci vůči světovým stranám obě lokality (S sever, J jih) sever jih Střední hodnota 671,52 683,44 Medián 671,11 693,44 Směr. odchylka 59,21 59,19 Rozptyl výběru (kg 2 m -6 ) 3505, ,84 Var. koeficient (%) 8,82 8,66 Rozdíl max-min 322,68 332,79 Minimum 495,36 526,07 Maximum 818,04 858,87 Počet (ks) Tab. 16 Popisná statistika hustoty dřeva jasanu v závislosti na orientaci vůči světovým stranám - obě lokality jih sever Stř. hodnota 671,52 683,44 Rozptyl 3505, ,84 Pozorování Rozdíl F 1, P(F<=f) (1) 0, F krit (1) 1, Tab. 18 Dvouvýběrový f-test pro rozptyl jih sever Stř. hodnota 671,52 683,44 Rozptyl 3505, ,84 Pozorování Společný rozptyl 3504,6975 Hyp. rozdíl 0 Rozdíl 1933 t stat -4, P(T<=t) (1) 5,0505E-06 t krit (1) 1, P(T<=t) (2) 1,0101E-05 t krit (2) 1, Tab. 17 Dvouvýběrový t-test s rovností rozptylů

36 6. Diskuse 6.1. Hustota dřeva jasanu ztepilého (ρ 0 ) Hustota dřeva jasanu při vlhkosti 0 % se v literatuře pohybuje v rozmezí od 650 kg m -3 do 687 kg m -3 (Kollmann 1951; Wagenführ, Scheiber 1989; Matovič 1984; Lexa et al. 1952; viz tab.1). Střední hodnota hustoty zjištěná v této práci činí 677,4 kg m -3. Námi zjištěná hustota dřeva jasanu při vlhkosti 0 % se tedy pohybuje uprostřed rozpětí hodnot, které jsou udávány pro Fraxinus excelsior L. Je tedy zřejmé, že výsledek této práce se shoduje s literaturou. Jisté odchylky udávaných hodnot je možné přisuzovat odlišným metodickým postupům či počtu měřených vzorků, které nebyly autory udány. Také nelze opomenout odlišnosti v hustotě zapříčiněné vlivem umístění v kmeni, ať už výškově nebo po poloměru kmene. Ani tento údaj není v jednotlivých literárních zdrojích uváděn, ačkoli může výrazně ovlivnit průměrnou hustotu dřeva. Podobně může hustotu ovlivnit i ekotyp jasanu (viz níže). Rozdíly v udávané hustotě dřeva jasanu mohou být vysvětleny odlišnými metodickými přístupy zjišťování hustoty dřeva či zkoumaným materiálem. Variační koeficient hustoty dřeva jasanu zjištěný v této práci je 8,78 %. Jeho hodnota se příliš neliší od variačního koeficientu uváděného Matovičem (1984), který je mírně vyšší a činí 10,8 % Hustota dřeva jasanu v závislosti na umístění po poloměru kmene Dle literatury by měla hustota dřeva u kruhovitě pórovitých dřevin, tedy i jasanu, vzrůstat s rostoucí vzdáleností od kambia. V blízkosti dřeně se může vyskytovat nižší hustota zapříčiněná juvenilním dřevem (Kuba 2006). Námi zjištěná hustota dřeva jasanu ρ 0 vykazuje normální průběh popisovaný v literatuře. Nejnižších hodnot (621 kg m -3 ; zjištěno u vzorků z obou lokalit) dosahují vzorky nejblíže kambiu. Poté se střední hodnoty hustoty směrem ke dřeni postupně zvyšují až do jistého bodu (v tomto případě segment F), kde dosahují svého maxima (718,2 kg m -3 ), následně se ke dřeni pomalu snižují. Tento průběh hustoty po poloměru kmene je spojený se změnou šířky letokruhů s věkem jedince. Se zvyšujícím se věkem

37 stromu dochází k poklesu šířky letokruhů. Šířka jarního dřeva v rámci letokruhu zůstává u kruhovitě pórovitých listnáčů přibližně konstantní, variabilní je šířka a procentické zastoupení letního dřeva (Šlezingerová, Gandelová 1998). U užších letokruhů se tedy snižuje podíl letního dřeva, které vykazuje oproti dřevu jarnímu vyšší hustotu (Kollmann 1941). Z těchto skutečností lze vyvodit, že hustota dřeva klesá se zmenšující se šířkou letokruhu a s rostoucí vzdáleností od středu kmene. Z uvedeného vyplývá, že lze zamítnou hypotézu Požgaje (1997), který popisuje přesně opačný průběh hustoty po poloměru kmene (hustota se zvyšuje od středu kmene k obvodu, kde nabývá nejvyšších hodnot). Případný pokles hustoty dřeva v okolí dřeně je možno vysvětlit přítomností tzv. juvenilního dřeva, které se tvoří v prvních letech růstu stromu. Šetřením pomocí jednofaktorové ANOVY byly zjištěny statisticky významné rozdíly mezi středními hodnotami segmentů A, B a C, které se lišily navzájem a odlišovaly se i od zbytku segmentů. Mezi segmenty D, E, F, G a H nebyly prokázány statisticky významné rozdíly. U segmentů I a J nebyl proveden dostatečný počet měření. Interval spolehlivosti u těchto dvou segmentů dosáhl velkého rozpětí, čímž bylo výrazně ovlivněno šetření a zjištěné rozdíly nelze považovat za zcela objektivní. Je možno konstatovat, že mezi obvodovou a středovou částí kmene existuje nezanedbatelný rozdíl v hustotě dřeva. Umístění po poloměru kmene lze zařadit k faktorům, které výrazně ovlivňují hustotu dřeva jasanu. Vliv polohy po poloměru kmene na hustotu by se proto měl zohlednit i v praxi. Mělo by se zvážit, zda je vhodné využívat dřevo z obvodových částí kmene na účely, které mají vyšší nároky na mechanické vlastnosti materiálu (např. namáhané konstrukční prvky). Lokalita Tvrdonice vykazuje obdobný trend změny hustoty po poloměru kmene jako literatura. Zvyšování hustoty směrem od kambia je v určitém místě (segment F) střídáno pozvolným poklesem. Segmenty B a C vykazují výrazně vyšší variabilitu a rozpětí naměřených hodnot, což může být způsobeno přechodem mezi dřevem běle a jádra. U lokality Lednice není průběh hustoty příliš typický, hustota dřeva dosahuje maxima přibližně v polovině poloměru kmene a poté směrem ke dřeni poměrně prudce klesá. Tento výsledek je zřejmě zapříčiněn kmenem 2, který dosahuje oproti ostatním kmenům podstatně nižší hodnoty mediánu (kmen 2: 633 kg m -3, ostatní kmeny: > 705 kg m -3 ). V kritických segmentech (v okolí dřeně) byl kmen 2 zastoupen vyšším počtem vzorků než ostatní kmeny, čímž výrazně ovlivnil průměrnou hustotu těchto segmentů a způsobil tak prudký pokles hustoty. Pokud by bylo provedeno vyhodnocení bez vzorků z kmene 2,

38 průběh hustoty dřeva po poloměru kmene by vykazoval standardní charakter uváděný v literatuře (Kollmann 1941). Hustota by se zvyšovala od obvodu kmene směrem ke dřeni téměř bez jakéhokoliv poklesu v centrální části. Tuto hypotézu podpořila i analýza pomocí ANOVY, v případě odstranění vzorků z kmene 2 se výrazně změnily výsledky šetření (viz obr. 18). Segmenty E H poté nevykazovaly statisticky významné rozdíly. I u lokality Lednice se vylišily dvě skupiny segmentů, čímž se prokázaly výrazné rozdíly mezi hustotou dřeva z obvodové a ze středové části kmene Hustota dřeva jasanu v závislosti na stanovišti Zjištěná střední hodnota hustoty dřeva jasanu z lokality Lednice byla o 24,4 kg m -3 vyšší než v lokalitě Tvrdonice, která činila 665,2 kg m -3. Statistickým šetřením pomocí t-testu byl tento rozdíl ve střední hustotě hustoty dřeva jasanu vyhodnocen jako statistický významný. Tento vzájemný vztah odpovídá závěrům Matoviče (1984), který udává, že vyšší hustoty dosahuje jasan rostoucí v lužních lesích na nezaplavovaných půdách s níže položenou hladinou vody, což odpovídá spíše lokalitě Lednice. Optimální podmínky vedou u kruhovitě pórovitých dřevin k vytváření širších letokruhů s vyšším podílem letního dřeva, které má oproti jarnímu dřevu vyšší hustotu. Celková hustota se tedy na stanovištích s vhodnými podmínkami zvyšuje. Naopak lokalita Tvrdonice je řazena mezi lužní typ lesa s výše položenou hladinou spodní vody. Tyto podmínky jsou pro jasan méně vhodné a měl by zde dosahovat nižší hustoty, což se potvrdilo. Ačkoliv byl rozdíl mezi stanovišti shledán jako statisticky významný, není na první pohled příliš výrazný (24,4 kg m -3 ). V lokalitě Lednice u většiny měřených kmenů dosahoval medián hodnoty vyšší než 705 kg m -3, pouze kmen 2 měl podstatně nižší hustotu než ostatní (633 kg m -3 ). Vlivem toho došlo k snížení průměrné hustoty dřeva z lokality Lednice, která se tak přiblížila svou hodnotou k hustotě dřeva z lokality Tvrdonice. Není možné se však zaměřovat pouze na hydrologickou situaci jednotlivých stanovišť, neboť samotný růst stromů je ovlivňován i mnoha jinými faktory (např. typem půdy a podloží; Matovič 1984)