Současné poznatky o stavu lesních půd v ČR

Transkript

1 2-3. září 2013, Letní škola ochrany půdy, Hotel Milovy, Českomoravská vrchovina Prof. Ing. Jiří Kulhavý, CSc. Ing. Ladislav Menšík, Ph.D. Současné poznatky o stavu lesních půd v ČR

2 Vítejte v lese

3 Ústav ekologie lesa, MENDELU v Brně založen v roce 1968 vědecko-pedagogické pracoviště zaměření výzkumu: toky energie, látek a biogeochemické cykly, půdní organická hmota v lesních ekosystémech, primární produkce potravní vztahy, sekundární produkce analýza klimatu jako řídícího faktoru vývoje ekosystémů identifikace stresu a jeho odezvy v lesních ekosystémech zaměření výuky: Ekologie lesa, Ekologie obecná, Forest Ecology

4 Rájec-Němčice - přeměny smrkových monokultur na lesy bližší přírodě (smíšené lesy) Letecký pohled směrem na Němčice C - Buk 45 let A - Smrk 106 let B - Smrk 34 let Meteorologická věž G - Smíšené porosty 26 let E - Kultura buku 9 let

5 Rájec-Němčice - přeměny smrkových monokultur na lesy bližší přírodě (smíšené lesy) Jaká bude reakce smrkových porostů na globální klimatickou změnu? Struktura Funkce Produkce Procesy Jak volit optimální způsob obnovy? Jak volit optimální způsob výchovy porostů v 2. generaci? Jaký je ekologický vliv acidifikace? Jaký je stav koloběhů látek a minerální výživy v různých typech porostů? Jaký je ekologický vliv přeměn smrkových porostů na smíšené lesy?

6 Lednice - biom lužního lesa Struktura Funkce Produkce Procesy Jsou pravidelné záplavy nutné pro existenci lužního lesa a zachování jeho vysoké produktivity a biodiverzity? Jaká je retenční kapacita aluviálních území (lužního lesa) pro živiny a kontaminanty? Jak se bude nadále vyvíjet vláhový režim lužního lesa při realizaci revitalizačních opatření? Jak můžeme optimalizovat obnovu lužního lesa ve smyslu zásad udržitelného hospodaření (holoseče vs. podrostní způsoby hospodaření)? Jak minimalizovat ekologické důsledky jímání pitné vody aniž by došlo k ohrožení existence lužního lesa v jeho funkcích? 6

7 Hlavní problémy obhospodařování lesů v ČR Nevhodná druhová skladba Dlouhodobé působení znečištění ovzduší (vysoké procento defoliace) a vliv kyselé depozice na půdu Nízká rezilience a stabilita lesních ekosystémů Nízké zastoupení přirozené obnovy Nevhodná struktura stejnověkých porostů) porostů (vysoký podíl Vysoký podíl pasečného hospodaření Snížená retenční schopnost zalesněných povodí Nedostatečná ochrana biodiverzity Nízké povědomí uplatňování zásad udržitelného obhospodařování lesů na úrovni ekosystémů Potřeba zvýšení významu veřejných funkcí lesa

8 Negativní vlivy na půdy v lesích ČR Degradace stanovišť - dlouhodobé pěstování monokultur Imise v lesích - acidifikace, nutriční degradace, eutrofizace Nápravné opatření - vápnění lesních půd Změny dynamiky podzemních vod a vláhový režim lužních lesů, revitalizace Odnímání biomasy z lesní půdy (ÚHUL) Zásoby živin, minerální výživa v lesích (ÚKZUZ, VÚLHM) Kontaminace rizikovými prvky (RECETOX) Stres suchem

9 Les a lesní půda v ČR Rok 1930: cca 2,3 mil. ha Zdroj: ÚHUL

10 Smíšení lesů v ČR Zdroj: ÚHUL

11 Skladba lesů ve SE před vlivem člověka (Ložek 2005)

12 Dřevinné složení lesů v ČR Zdroj: ÚHUL

13 Degradace stanovišť - dlouhodobé pěstování monokultur

14 Plošné zastoupení smrku v ČR

15 Důsledky opakovaného pěstování: negativně ovlivňuje zásoby a toky látek hromadění nadložního humusu zpomalení rozkladných procesů (dekompozice) okyselování půdního profilu zrychlení procesu podzolizace zvýšené riziko acidifikace a další důsledky

16 Půdní reakce ph (KCl) 5,5 5,0 4,5 4,0 Vrstva: L (opad) F (drť, fermentační) H (měl, humifikační) Horizont: Ah - organo-minerální Bv - kambický (hnědý) 3,5 3,0 2,5 Rájec-Němčice, Drahanská vrchovina L F H Ah Bv SM BK BK,SM,JD ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test)

17 Zásoba nadložního humusu Zásoba C: nadložní humus: t.ha -1 půda: t.ha t.ha -1 kg.ha t.ha Obsah C %: Nadložní humus: Půda: L F H LFH Vrstva SM BK BK,SM,JD ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test)

18 Imise v lesích acidifikace, nutriční degradace, eutrofizace

19 Území poškozené acidifikací a eutofizací v roce 2000 a výhled na roky 2010 a 2020 (ÅGREN 2009) ACIDIFIKACE CLE 2020CLE 2020MTFR % km 2 % km 2 % km 2 % km 2 EU , , , ,700 Europa , , , ,200 EUTROFIZACE CLE 2020CLE 2020MTFR % km 2 % km 2 % km 2 % km 2 EU ,198, ,117, ,036, ,500 Europa 49 1,893, ,854, ,816, ,900 CLE - podle legislativy v roce 2010 a 2020 MTFR - maximální technické (nápravná) opatření do roku 2020

20 Průměrná podkorunová depozice síry (SO 4 -S), , 249 ploch (ICP Forest 2008)

21 Průměrné podkorunové depozice nitrátů (NO 3 -N vlevo) a amoniaku (NH 4 -N vpravo), , 249 ploch (ICP Forest 2008)

22 Překročení kritických zátěží Oblasti kde jsou překročeny kritické zátěže pro aciditu (vlevo) a dusík (vpravo) v roce 2000 (Ågren 2009)

23 Mapa přirozené citlivosti půd vůči kyselé depozici. (Hruška a Cienciala, 2005)

24 Krigingová mapa ph (KCl) v horizontu H (KULHAVÝ et al. 2008)

25

26

27

28

29

30 Nápravná opatření - vápnění lesních půd

31 Imisní impakt v lesních ekosystémech převážně v horských polohách (Krušné hory, Orlické hory, Beskydy apod.) - narušené půdní prostředí, rozpad lesa, změna dřevinné struktury apod. Vápnění - běžně používaná metoda ke zmírnění negativních efektů znečištění ovzduší (kyselé deště, suchá a mokrá depozice síry a dusíku apod.) v lesích Evropy. Cílem vápnění je zlepšit obsahy a zásoby vápníku, hořčíku i fosforu, a tím redukovat okyselení (acidifikaci) v nadložním humusu a půdě. Meliorační vápnění imisního území částečně zmírnilo vliv kyselé depozice do půdy i přes pokles imisí, ale nepřineslo doposud potřebné změny.

32 Vápnění v letech Krušné hory ha 21 Jizerské hory ha 22 Krkonoše ha 25 Orlické hory ha Rozsah vápnění a hnojení v letech Rok Vápnění 9673 ha 8411 ha 8201 ha 1507 ha 5272 ha 603 ha Hnojení 523 ha 446 ha 1518 ha 830 ha 1077 ha 1313 ha

33 Půdní reakce (výměnná) 5,0 4,5 Buttersteig - 2 Vrstva: H (měl, humifikační) Horizont: Ah - organo-minerální 4,0 ph (KCl) 3,5 3,0 2, Projekt NAZV QH82113 Kontrola 1,5 t.ha -1 3,0 t.ha -1 6,0 t.ha -1 Vliv vápnění na půdní a epigeickou faunu vrstva H horizont Ah ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test)

34 Nasycenost sorpčního komplexu (V) 60 Buttersteig V (%) Kontrola 1,5 t.ha -1 3,0 t.ha -1 vrstva H horizont Ah 6,0 t.ha -1 ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test)

35 Obsah dusíku (N %) 2,0 Buttersteig - 2 1,5 N (%) 1,0 0,5 0, Kontrola 1,5 t.ha -1 3,0 t.ha -1 vrstva H horizont Ah 6,0 t.ha -1 ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test) strana 35

36 Obsah přístupného hořčíku (Mg) 2000 Buttersteig Mg (mg.kg -1 ) Kontrola 1,5 t.ha -1 3,0 t.ha -1 vrstva H horizont Ah 6,0 t.ha -1 ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test)

37 Obsah přístupného vápníku (Ca) 2500 Buttersteig Ca (mg.kg -1 ) Kontrola 1,5 t.ha -1 3,0 t.ha -1 vrstva H horizont Ah 6,0 t.ha -1 ANOVA s opakovaným měřením (SHD test, LSD test)

38 Lužní lesy Změny dynamiky podzemních vod a vláhový režim lužních lesů

39 Lužní lesy ČR Lužní lesy celkem cca 33 tis. ha ha ha 600 ha (7 500) ha

40 Vodohospodářské úpravy dolních toků Dyje a Moravy největší snížení výměry lesů od středověku (50tis. na 18 tis. ha v roce 1836), první vodohospodářské úpravy, rozvoj zemědělství, lesnictví, myslivosti (Lichtenštejnové) 60. léta 20. století intenzívní zemědělství, každoroční povodně, potřeba ochrany sídel léta 20. století - vodohospodářské úpravy (napřímení toků, prohloubení dna a ohrázování koryt, vybudování Novomlýnských nádrží, rozvoj jímacích území Důsledky: změna režimu podzemních vod odumírání starých porostů ztráta na produkci úbytek rozlohy nivních luk úbytek ekotonů ztráta biologické rozmanitosti vyvolané revitalizace

41 Změny HPV v důsledku regulace řeky Moravy Před regulací: - velké rozdíly mezi maximy a minimy HPV (2-3 m) - pravidelné povodně Po regulaci: - velké snížení rozkolísavosti HPV - malé rozdíly mezi maximy a minimy HPV - pokles hladiny HPV - eliminace pravidelných záplav - od roku 1986 vodovod Podluží úprava řeky Moravy (1973) Vrt KB0473 a KB0476 ( ) vodovod Podluží (1986) Prax et al. 2004

42 Změny HPV a radiálního přírůstu v důsledku regulace řeky Moravy polesí Tvrdonice úprava řeky Moravy Po regulaci: - snížení radiálního přírůstu stromů - schnoucí vrcholy korun stromů - choroby, škůdci apod. úprava řeky Moravy revitalizace LČR Prax et al Vrt KB0516 hydropedologického profilu Lanžhot ( )

43 Revitalizace lužních lesů a mokřadů

44 Zvodnění vyschlých tůní a kanálů Délka zavodňovacích kanálů 21,6 km velká stavidla 70 km kanálů 25 stavidlových objektů 84 propustků Spojovací kanály s nápustnými objekty v řece Moravě Nová stavidla - zvýšení hladiny vody v kanálech Úprava přívodního kanálu, vodní nádrže Žabník 18 stavidlových objektů Vybíral, Hrib 2001

45 Děkuji Vám za pozornost