Influence of admixed tree species on growth, structure and stability of Scots pine stands on anthropogenic soils of the Sokolov region

Transkript

1 Lesn. Cs. For. J. 61 (2015) Pôvodná prác Originl pper Porovnání vlivu příměsi n růstové veličiny, strukturu stilitu porostu orovice lesní (Pinus sylvestris L.) n ntropogenních půdách sokolovského regionu Influence of dmixed tree species on growth, structure nd stility of Scots pine stnds on nthropogenic soils of the Sokolov region Lukáš Drgoun*, Rdk Stolriková, Ján Mergnič, Luomír Šálek, Jitk Krykorková Česká zemědělská univerzit v Prze, Fkult lesnická dřevřská, Kmýcká 129, CZ Prh 6 Suchdol, Česká repulik Astrct The reclmtion of lndscpe distured y mining is topicl issue in the Czech Repulic nd elsewhere. The im of this study ws to evlute whether the fforesttion y Scots pine mixed with eech nd lime trees on nthropogenic soils ws dvntgeous in terms of timer production cpcity nd stility of forest stnds, nd whether it improved structurl functionlity of the forest ecosystem. The study ws performed in the 40 yer-old stnd t Antonín dump ner the town of Sokolov (Czech Repulic) on cly sustrte. Bsic stnd vriles nd multivrite nlysis of vrince (ANOVA) of tree vriles were used to compre different mixtures nd monocultures. The comprison of pine monocultures with the mixed prts of the stnd showed tht the dmixture of eech in the stnds incresed their stility, while the production ws higher in the prts with n dmixture of lime trees. Due to neglected stnd tending, stility of ll prts of the stnd ws reduced. Although lime generlly ppers s the most dvntgeous dmixed tree species, further reserch is needed to prove the conclusions. Key words: Scots pine; nthropogenic sustrte; mixed stnds; Sokolov region Astrkt Onov nrušené krjiny povrchovou těžou nerostných surovin je stále ktuálním témtem nejen v České repulice. Cílem této studie je vyhodnotit, zd ylo zlesnění orovicí lesní s příměsí uku či lípy n ntropogenních sustrátech výhodné pro zvýšení produkčních schopností les, zvýšení stility porostu zlepšení strukturální funkčnosti lesního ekosystému. Studie yl proveden n výsypce Antonín v lízkosti měst Sokolov n jílovém sustrátu v porostu strém 40 let. Pro porovnání nesmíšených orových porostů orových porostů s příměsí listntých dřevin (líp uk) ylo využito zákldních porostních veličin vícerozměrné nlýzy rozptylu (ANOVA) u stromových veličin. Porovnání ukázlo, že orovice s příměsí uku mjí tendenci tvořit stilnější porosty, ztímco u porostů s příměsí lípy yl zjištěn trend vyšší produkce. Znednou výchovou ylo způsoeno snížení stility u všech porostních skupin. Celkově se n ntropogenních sustrátech jeví jko nejvýhodnější přimíšená dřevin orových porostů líp, všk k určení nejvhodnější směsi dřevin je tře dlší studie. Klíčová slov: orovice lesní; ntropogenní sustráty; smíšené porosty; Sokolov 1. Úvod Těž nerostných surovin předstvovl zákld rozvoje industriálních společností po celém světě (Conlin & Jolliffe 2011). Mnoho evropských hornických regionů se dnes vyznčuje útlumem těžy neo jejím úplným ukončením (Lintz & Wirth 2009). Ukončení těžy předstvuje vznik ntropogenního prostředí, se kterým je tře ndále prcovt v rámci možností kldených poždvků n onovu krjiny tkové prostředí nvrátit původnímu poslání funkcím, tedy tkzvně rekultivovt. Rekultivce území nrušených těžou nerostných surovin je nejen v České repulice ktuálním prolémem, to zejmén n velkých plochách po povrchové těžě. V zájmovém území sokolovského regionu zujímjí výsypky plochu 90 km 2 (Řehounek et l. 2010) dlší rozšíření ntropogenních loklit se očekává. Jedn z hlvních zásd rekultivce je dle pulikce Vrálíková et l. (2008) posunout součsný stv krjiny při zchování produkční schopnosti směrem po vývojové ose ke klimxu. Tohoto cíle lze dosáhnout n postižených místech po těžení činnosti mnoh způsoy. Mezi moderní pojetí rekultivce můžeme řdit ponechání ploch smovolné sukcesi, jenž umožňuje studium vývoje ekosystému od rných stádií ekonomickou nenáročnost. Prch et l. (2008) uvádí, že většin výsypek má potenciál pro onovu spontánní sukcesí neo jinými formmi přírodě lízké onovy. Touto prolemtikou se tké zoírjí npříkld Řehounek et l. (2010), Frouz (2011) dlší. K dosžení urychlení poždovných výsledků je všk vhodné sukcesi npomáht usměrňovt ji. Mezi trdiční zástupce metod řízené onovy krjiny ptří zemědělská, hydrická lesnická rekultivce. Lesnická rekultivce si klde z cíl dosžení funkčního lesního ekosystému n loklitách postižených lidskou činností s nplněním všech funkcí les, tedy i té produkční. Produkce dřevin je závislá n mnoh fktorech. Mezi hlvní fktory ptří klim, půdní podmínky, druh dřeviny, dostupnost vody, vnější vlivy stnoviště, ť iotické či iotické. Něk- *Corresponding uthor. Lukáš Drgoun, e-mil: drgoun@fld.czu.cz

2 teré z těchto podmínek všk yly vlivem člověk pozměněny většinou se stly limitujícími neo omezujícími fktory (Dimitrovský & Vesecký 1989; Dimitrovský 2001; Čermák & Ondráček 2009; Vcek & Simon 2009; Cejpek et l. 2011; Frouz 2011; Lipovská 2011). Především v porostech první generce jsou podmínky pro klimxové dřeviny extrémní připomínjí svým chrkterem rozsáhlou disturnci. Cílem lesnických rekultivcí je njít vhodná řešení se zřetelem n výši produkce (Dimitrovský et l. 2010), stilitu porostu, způso onovy (Dimitrovský & Vesecký 1989), správné hospodření zjištění ekologických dlších funkcí v nově vzniklých ekosystémech. Jedním z vhodných řešení je snh o vytváření stnovištně odpovídjících směsí dřevin. Smíšené porosty mjí vliv n půdní profil, humusovou formu, ciditu půdy (Rothe 1997), látkové vodní režimy stnoviště (Kntor 1981). V porostech n stnovištích kyselých duových učin, odpovídjících loklitě výzkumu, se jko ekonomická dřevin upltňuje orovice lesní (Pinus sylvestris L.) z předpokldu, že je dosttečně zjištěn příměs meliorčních dřevin. Cílovou skldu je vhodné řešit v etáži v horní orovici, ve spodní uk lesní (Fgus sylvtic L.) lípu mlolistou (Tilli cordt Mill.) (Průš 2001). Ay ylo možné odpovědět n důležitost pěstování smíšených lesních porostů, je tře provést šetření růstových procesů, potenciálu produkce, ezpečnosti, trvlosti produkce ekosystémů (Poleno & Vcek 2007). Jelikož podoné smíšené porosty n ntropogenních sustrátech proztím hodnoceny neyly, cílem studie je posoudit vhodnost příměsí v orových porostech n těchto sustrátech zodpovězením následujících otázek: 1) Existuje rozdíl mezi hlvními růstovými veličinmi mezi smíšenými porosty orovice s lípou, ukem orovou monokulturou? 2) Je rozdíl v produkčních schopnostech orovice lesní u řešených porostních skupin? 3) Existuje rozdíl mezi stilitou strukturou porostu ve smíšeném lese monokultuře? 2. Mteriál metody 2.1.Loklit Předmětem výzkumu yl loklit n ntropogenních sustrátech po těžě hnědého uhlí ncházející se v severozápdních Čechách v sokolovské pánvi. Zkoumné porosty se vyskytovly n severním svhu výsypky Antonín zápdně od měst Sokolov ( N E). Výsypk Antonín vznikl n loklitě stejnojmenného lomu. Její převýšení je 50 m rozloh 165 h. Půdotvorným ntropogenním sustrátem yly jíly cyprisové série s neutrálním ph živinově středně ohté sustráty (Dimitrovský 2001). Klimtické podmínky yly chrkteristické pro nížinou pánev s průměrnou teplotou mezi 6 ž 7 C, teplotními mximy 35 C minimy 26 C. Průměrný srážkový úhrn se pohyovl okolo 600 mm/rok (Zhrdnický et l. 2004). Výzkumné plochy yly zřzeny dle lesních typů do ktegorie kyselých duových učin 3K7 (LHProjekt 2011). Zkoumný stejnověký porost yl zložen v roce 1973 n technicky uprvených loklitách. Technická úprv spočívl v provedení terénních úprv při zkládání výsypky, tj. v nsypání sustrátu do poždovného tvru vyudování cestní sítě. Porost je členěn n několik porostních skupin rozdílného druhového složení o minimální rozloze 0,5 h. Dřeviny yly n loklitě vyszeny ve sponu 1 1 m v řdové výsdě v poměru míšení řd 1:1, tj. 50 % listnté 50 % jehličnté dřeviny Design zkusných ploch dendrometrická měření Kruhové zkusné plochy o velikosti 2 rů o poloměru 7,98 m yly vytyčeny pomocí dálkoměru (výškoměru) Vertex III. Celkově ylo zloženo v porostu 7 zkusných ploch ve třech porostních skupinách různého druhového složení dřevin, to orovice s příměsí lípy (BO (LP) 3 zkusné plochy), orovice s příměsí uku (BO (BK) 2 zkusné plochy) orovice ez příměsi (BO 2 zkusné plochy), které sloužily jko kontrolní. Dále yly plochy z hledisk vlhkostních podmínek mikroreliéfu rozlišeny do dvou lokálních vrint n vlhká (V) suchá (S) stnoviště, která yl stnoven n zákldě specifických podmínek n ntropogenních sustrátech (Cejpek et l. 2011). Zkusné plochy s příměsí lípy uku se i přes stejný způso zlesnění vyvíjely odlišně z hledisk zpojení v porostu. Příměs lípy je v orovém porostu rovnoměrně rozmístěn, ztímco příměs uku má místy tendenci vytvářet shluky. N jednotlivých zkusných plochách se nchází 39 ž 45 jedinců orovice lesní mximálně 29 jedinců listntých dřevin (Tulk 1). Zjišťovány yly zákldní dendrometrické veličiny porostů: počet stromů, Reinekeho index hustoty porostu (SDI), solutní výšková onit (AVB), reltivní onit (RB), zstoupení dřeviny, střední tloušťk, střední výšk, záso kruhová zákldn. U jednotlivých stromů yl zjišťován: výšk, výčetní tloušťk, štíhlostní koeficient, ojem výšková klsifikce stromů. Měření proíhlo u stromů, jejichž minimální výšk yl 1,3 m. Výšk stromu yl měřen s přesností n desetinu metru, tloušťk ve dvou směrech n see kolmých ve výšce 1,3 m s orientcí n světové strny (JS ZV) s přesností n jeden mm. Výčetní tloušťk stromu yl vypočítán jko průměr dvou měřených tlouštěk. Ze změřených údjů yl získán ojem jednotlivých stromů pomocí hmotových tulek ÚLT (ÚHÚL 1951). Štíhlostní koeficient yl vypočítán jko podíl výšky v metrech výčetní tloušťky v centimetrech podle vzorce [1]. Tento koeficient yl hodnocen pouze pro hlvní dřevinu z důvodu výskytu listnté dřeviny především v podúrovni, kde ztrácí význm tuto veličinu hodnotit. Štíhlostní koeficient yl použit z důvodu možnosti porovnání s txčním průvodcem pro upřesnění je uveden i vzorec [2] čstěji užívného štíhlostního kvocientu. Hodnot štíhlostního koeficientu (kvocientu) yl porovnán s kritickými hodnotmi pro orovici dle litertury Polley (1995), Peltol et l. (2000), Zhu et l. (2006) Novák et l. (2013). Zákldní porostní hodnoty yly porovnány s hodnotmi v růstových tulkách (Černý et l. 1996) pro odpovídjící onitu zkusné plochy věk porostu. Pro kždou zkusnou plochu dřevinu yl vytvořen výškový grfikon, který yl vyrovnán regresní funkcí logritmickou (Husch et l. 2003). Asolutní výšková onit reltivní onit yl určen n zákldě růstových txčních tulek hlvních dřevin České repuliky (Černý et l. 1996). Střední kruhová zákldn (g) yl vypočten pro plochu dřevinu 45

3 podle vzorce [3]. Střední tloušťk (d g ) yl vypočítán n zákldě střední kruhové zákldny dle vzorce [4] střední výšk yl pomocí ptřičné regresní funkce dopočítán dle střední tloušťky. Zstoupení listnté dřeviny ylo vypočítáno jko procentuální podíl počtu stromů listnté dřeviny celkového počtu stromů, z důvodu možnosti porovnání s počátečním stvem při výsdě. Struktur porostu yl hodnocen n zákldě čtyř kritérií, to podle počtu stromů n ploše, počtu stromů rozdělených dle tloušťkových stupňů, výškové klsifikce SDI. Pro zjištění struktury porostu yly stromy ztřízeny do výškové klsifikce pro kždou zkusnou plochu dle horní výšky orovice. Horní výšk orovice yl vypočítán jko průměrná výšk deseti procent nejvyšších stromů, minimálně le jko průměr pěti nejvyšších stromů. Výškové třídy yly nvrženy poté uprveny dle Polen et l. (2007) jko: ndúrovňová vrstv (0) výšk stromu větší než 9,5/10 horní výšky; horní vrstv (1) výšk stromu se pohyuje mezi 9,5/10 2/3 horní výšky; střední vrstv (2) neúčstní se n vytváření horní korunové clony, výšk stromu se pohyuje mezi 2/3 ž 1/3 horní výšky; spodní vrstv (3) výšk stromu je menší než 1/3 horní výšky. Index hustoty porostu SDI (Stnd Diversity Index) yl vypočítán podle Reinekeho (1933) pro jednotlivé dřeviny n ploše podle vzorce [5]. Celková hodnot SDI yl vypočítná jko součet hodnot SDI zstoupených dřevin dle vzorce [6], kterou u smíšených porostů řeší Shw (2000), Woodll et l. (2005), Vcchino et l. (2008), Shw & Long (2010). Při výpočtu SDI yl použit střední tloušťk z kruhové zákldny (Frik & Pretzsch 2011), která je shodná s tloušťkou kvdrtickou použitou npříkld v pulikcích Ducey & Knpp (2010), Pietrzykowski & Soch (2011), dlších. ŠK = h/d 1,3 [1] ŠK výpočet štíhlostního koeficientu [m], d 1,3 výčetní tloušťk stromu [cm], h výšk stromu. ŠKv = h/d 1,3 [2] ŠKv výpočet štíhlostního kvocientu [m] 2 g = (d 1,3 )/N [3] g výpočet střední kruhové zákldny, N počet stromů d g = g/ [4] d g výpočet střední tloušťky (d g ) z kruhové zákldny, SDI DŘEV = N h (d g/25) 1,605 [5] SDI DŘEV výpočet indexu hustoty porostu jednotlivých dřevin, N h počet stromů n hektr SDI SUM = SDI DŘEV [6] SDI SUM výpočet celkového indexu hustoty porostu Sttistická nlýz Pro vyhodnocení dt yl použit zákldní sttistik u porostů vícerozměrná nlýz rozptylu (ANOVA) u dendrometrických veličin stromů, které yly hodnocené pomocí Tukeyov HSD post-hoc testu. Anlýzy rozptylu yly provedeny pro testování vlivu směsi, lokálních stnovištních podmínek jejich interkce. Byly testovány pouze stromy odpovídjící výškové klsifikci 0 1 z důvodu odstrnění vlivu podúrovňových stromů. Při testování yl hldin prvděpodonosti lf zvolen n hodnotu 0,05. Před nlýzou rozptylu yl proveden kontrol normlity dt homogenity rozptylů. Sttistická nlýz yl proveden pomocí sttistického softwru Sttistic verze 12 společnosti SttSoft (SttSoft 2012). 3. Výsledky Počet stromů orovice lesní se pohyovl v rozmezí od 29 do 40 ks n zkusné ploše o velikosti dv ry, což dopovídá ž stromům n hektr (Tulk 1). N smíšených zkusných plochách se počet jedinců orovice pohyovl v rozmezí 29 ž 35 ks, které yly doplněny především podúrovní listnté dřeviny od 11 do 29 stromů. V nesmíšeném orovém porostu se vyskytovlo 39 ž 45 stromů. Ve výškové klsifikci se počty orovice v ndúrovňové vrstvě pohyovly v rozpětí 8 ž 20 stromů, v horní vrstvě 14 ž 23 stromů, střední vrstvě 1 ž 5 stromů ve spodní vrstvě se nevyskytovl žádná orovice. Ze zkoumných listntých dřevin dosáhl nejvyšší výškové úrovně líp, to horní vrstvy porostu v počtu 2 stromů. Ve střední vrstvě se nejvíce z listntých dřevin upltnily uky (4 13 stromů), líp zde doshovl 2 ž 4 stromů. Ve spodní vrstvě se dokázl s 20 ž 27 podúrovňovými stromy upltnit více líp než uk s počtem stromů 7 9. Celková průměrná hodnot indexu hustoty porostu je pro orovici ez listnté příměsi 948, pro orovici s příměsí lípy 951 s příměsí uku 764. Příměs tvoří z celkového indexu hustoty 4 ž 8 procent. Zákldní veličiny porostů ukzují n rozdílný růst v jednotlivých loklitách směsích (Tulk 2). Nejvyšší střední výšku 22,1 m střední tloušťku 18,7 cm měl hlvní dřevin s příměsí lípy nejnižší střední výšku 16,8 m střední tloušťku 14,6 cm orovice s ukem. Celková hektrová záso zkusných ploch činí v průměru 353 m 3 /h pro plochy s lípou, 336 m 3 /h pro plochy ez příměsi 224 m 3 /h pro plochy s ukem, z čehož listntá dřevin se podílí průměrnou zásoou 4 m 3 /h lípy 3 m 3 /h uku, což je v průměru jedno procento ze zásoy zkusné plochy. Líp doshuje průměrné střední výšky 4,3 m, střední tloušťky 3,6 cm uk průměrné střední výšky 7,4 m střední tloušťky 4,7 cm. Vyhodnocení hlvních růstových veličin stromů prokázlo rozdíly v růstu orovice mezi smíšenými nesmíšenými plochmi, tké mezi různými vlhkostními podmínkmi mikroreliéfu zkusných ploch (Tulk 3). Celkový růst se nejvíce liší mezi orovicí s příměsí uku s příměsí lípy. Hlvní dřevin s příměsí lípy yl v průměru o 4 m vyšší, výčetní tloušťk yl průměrně o 2,5 cm větší kmeny doshovly většího průměrného ojemu téměř o 0,13 m 3 než v příměsi s ukem. Byl prokázán sttisticky význmný rozdíl mezi směsmi porostů n hldině význmnosti pro výčetní tloušťku (p = 0,006), výšku (p = 0,001), ojem kmene (p = 0,001), štíhlostní koeficient (p = 0,009). Efekt vlhkostních podmínek stnoviště yl sttisticky prokázán u rozdílu mezi výčetní tloušťkou, výškou ojemem kmene n hldině význmnosti p = 0,001. U zylých hodnocených položek neyl prokázán sttisticky význmný rozdíl n stnovené hodnotě význm- 46

4 Tulk 1. Porostní chrkteristiky jednotlivých zkusných ploch Tle 1. Stnd chrcteristics of individul smple plots. Zkusná ploch* 1) Vlhkostní podmínky Počet stromů* 3) mikroreliéfu 2) [ks / h] Zstoupení* 4) [%] SDI SUM SDI DŘEV * 5) Výšková klsifikce* 6) BO (LP) 1 V vlhké 7) 29 (27) 1450 (1350) 52 (48) / (46) 0 12; 1 14; 2 3; 3 0 (27) BO (LP) 2 S suché 8) 35 (29) 1750 (1450) 55 (45) / (78) 0 14; 1 16; 2 5 (2); 3 0 (27) BO (LP) 3 V vlhké 7) 32 (26) 1600 (1300) 55 (45) / (47) 0 18; 1 14 (2); 2 1 (4); 3 0 (20) BO 4 V vlhké 7) (0) / (0) 0 20; 1 16; 2 3; 3 0 BO 5 S suché 8) (0) / (0) 0 19; 1 23; 2 3; 3 0 BO (BK) 6 S suché 8) 33 (11) 1650 (550) 75 (25) / (42) 0 13; 1 19; 2 1 (4); 3 0 (7) BO (BK) 7 V vlhké 7) 30 (22) 1500 (1100) 58 (42) / (65) 0 8; 1 19; 2 3 (13); 3 0 (9) Vysvětlivky Explntory notes: * V závorce jsou popsány hodnoty vedlejší dřeviny the dmixed tree species re given in the prentheses, SDI SUM, SDI DŘEV index hustoty celkový jednotlivých dřevin index of the totl density nd density index of the individul trees, tučně jsou oznčeny výškové klsifikce (viz metodik), počty stromů jsou z pomlčkou numer of trees y the height clssifictions, height clssifictions re in old, numer of trees re fter the hyphen, BO pine, LP lime, BK eech, S dry, V dmp. 1) Smple plot, 2) Moisture conditions of micro relief, 3) Numer of trees per hectre, 4) Species composition, 5) Index of the totl density nd density index of the individul tree species, 6) Numer of trees y the height clssifictions, height clssifiction re in old, numer of trees re fter the hyphen Tulk 2. Chrkteristik produkčních veličin jednotlivých zkusných ploch Tle 2. Bsic mensurtionl vriles of individul smple plots. Zkusná ploch 1) Střední výšk* 2) [m] Střední tloušťk* 3) [cm] Hektrová záso* 4) [m 3 ] Kruhová zákldn *5) [m 2 ] Bonity AVB (RB) 6) BO (LP) 1 V 22,1 (3,9) 17,7 (3,0) 332,0 (0,0) 36,0 (1,0) 32 (+1) BO (LP) 2 S 20,5 (5,4) 15,9 (4,0) 316,5 (3,5) 34,6 (1,9) 30 (1) BO (LP) 3 V 21,1 (7,2) 18,7 (5,3) 399,5 (8,5) 43,7 (2,9) 32 (+1) BO 4 V 20,8 (0) 16,5 (0) 377,5 41,8 (0) 30 (1) BO 5 S 18,4 (0) 14,5 (0) 294,0 36,9 (0) 28 (2) BO (BK) 6 S 16,8 (8,2) 14,6 (5,4) 205,5 (3,0) 27,6 (1,2) 26 (3) BO (BK) 7 V 17,2 (8,0) 15,9 (4,7) 236,0 (3,0) 29,7 (1,9) 26 (3) Vysvětlivky Explntory notes: ko pri tuľke 1 see Tle 1; AVB (RB) solutní výšková onit (reltivní onit AVB (RB) solute height-yield clss (reltive height-yield clss). 1) Smple plot, 2) Men height, 3) Men dimeter, 4) Stnding volume with rk per hectre, 5) Bsl re, 6) Tulk 3. Vícerozměrná nlýz rozptylu vyrných veličin orovice lesní Tle 3. Multivrite nlysis of vrince of pine mensurtionl vriles. Příměs dřeviny 1) Bez příměsi 8) S příměsí uku 9) s příměsí lípy 10) Vlhkostní podmínky Výšk Počet stromů 4) mikroreliéfu 3) 2) [m] vlhké 11) 36 20,85 ± 0,28 suché 12) 42 18,28 ± 0,28 Výčetní tloušťk 5) [cm)] 16,58 ± 3,92 14,03 ± 4,41 Ojem stromu 6) [m 3 ] 0,21 ± 0,020 0,14 ± 0,016 Štíhlostní koeficient 7) 1,32 ± 0,05 1,4 ± 0,05 průměr ± SD 13) 78 19,47 ± 0,24 15,21 ± 4,93 0,17 ± 0,013 1,36 ± 0,04 vlhké 11) 27 suché 12) 32 17,26 ± 0,35 c 16,60 ± 0,27 c 15,91 ± 4,62 14,17 ± 4,19 0,17 ± 0,021 0,13 ± 0,016 1,17 ± 0,06 1,24 ± 0,05 průměr ± SD 13) 59 16,9 ± 0,22 14,96 ± 5,78 0,15 ± 0,013 1,21 ± 0,04 vlhké 11) 58 suché 12) 30 21,44 ± 0,27 20,61 ± 0,42 17,99 ± 4,60 16,34 ± 4,04 0,25 ± 0,020 0,20 ± 0,022 1,25 ± 0,04 1,32 ± 0,05 průměr ± SD 13) 88 21,16 ± 0,23 17,43 ± 4,76 0,23 ± 0,015 1,28 ± 0,03 Signifiknce (P-hodnot) 14) Příměs dřeviny 1) (DF = 1) 15) 0,001 0,006 0,001 0,009 Vlhkostní podmínky mikroreliéfu 2) (DF = 2) 15) 0,001 0,001 0,001 0,067 Příměs dřeviny 1) * Vlhkostní podmínky mikroreliéfu 2) (DF=1) 15) 0,004 0,781 0,747 0,977 Vysvětlivky Explntory notes: SD směrodtná odchylk men ± stndrd devition, DF stupně volnosti Degrees of freedom. 1) Species dmixture, 2) Moisture conditions of micro relief, 3) Numer of trees, 4) Tree height, 5) Brest-height dimeter, 6) Tree volume, 7) Slenderness coefficient (h/d/100), 8) Pine monoculture, 9) Admixture of eech, 10) Admixture of lime, 11) Dmp, 12) Dry, 13) Men ± stndrd devition, 14) Significnce (P-vlue), 15) Degrees of freedom 47

5 nosti, nicméně u štíhlostního koeficientu (p = 0,067) se výsledek pohyuje lízko hodnotě testovcího kritéri. Celkově jsou stromy n vlhčích stnovištích v průměru o 2 m vyšší, o 2,2 cm silnější kmeny ojemnější o 0,06 m 3 v porovnání se suchými stnovišti. Interkce mezi příměsí vlhkostními podmínkmi mikroreliéfu u žádné položky neyl prokázán. Pouze u výšky (p = 0,004) yl zznmenán ordinální interkce. Rozdíly mezi průměrnými hodnotmi veličin orovice v jednotlivých příměsích podmínkách mikroreliéfu yly nejvýznmnější u výšky výčetní tloušťky (Tulk 3). Prokztelně nejvyšší výšky dosáhl orovice v příměsi s lípou n oou typech vlhkosti mikroreliéfu, stejně jko n nesmíšených orových vlhkých zkusných plochách, kdy ve všech těchto přípdech hlvní dřevin přesáhl průměrnou výšku 20 metrů. Nejnižší výšky doshuje orovice s příměsí uku, to především n suchém stnovišti. Výčetní tloušťk je největší u orovice s příměsí lípy n vlhčích stnovištích (průměrná výčetní tloušťk 18,0 cm), nopk nejmenší tloušťky doshuje nesmíšená orovice (14,0 cm) orovice v příměsi s ukem (14,2 cm) n suchých stnovištích. Stilit porostu yl hodnocen pomocí štíhlostního koeficientu porovnáním skutečných hodnot počtu stromů střední tloušťky s modelovými hodnotmi růstových tulek (Černý et l. 1996) n zkusné ploše (Or. 1). Průměrný štíhlostní koeficient je nejvyšší pro orové zkusné plochy ez příměsi o hodnotě 1,4 nejnižší pro orovici s příměsí uku o hodnotě 1,2. Při sttistickém porovnání štíhlostních koeficientů prokázl test rozdíly mezi příměsí dřevin (p = 0,001). Vlhkostní podmínky dle testu nemjí n stnovené hldině význmnosti vliv (p = 0,067). Počet stromů je oproti modelu růstových tulek vyšší u nesmíšeného porostu orovice v průměru o 84 %, u příměsi lípy o 58 % s ukem o 19 %. Skutečná střední tloušťk stromu je oproti modelu nižší u nesmíšeného porostu orovice v průměru o 23 %, u příměsi s lípou o 20 % s ukem o 14 % (Or. 1). 4. Diskuze 4.1. Struktur porostu Nesmíšené orové zkusné plochy plochy s příměsí lípy se strukturálně podojí, oě vrinty vykzují podoný index hustoty. Odoné výsledky n ntropogenních půdách zjistili Pietrzykowski & Soch (2011). Vlhčí stnoviště vykzují vyšší hustotu porostu (SDI), která je způsoen vhodnějšími podmínkmi pro upltnění většího počtu stromů. Doporučený index hustoty orových porostů je podle Friky Pretzsche (2011) 990 odů, pouze mírně ho překrčují zkusné plochy vlhké vrinty dle tulky 2. Borové zkusné plochy s příměsí uku měly menší hustotu porostu (SDI) menší hodnotu štíhlostního koeficientu. Tento fkt je zřejmě způsoen pomlejším růstem uku v počátečních stádiích, tedy i menší konkurencí mezi dřevinmi. Hlvní rozdíl ve struktuře smíšených zkusných ploch je ve výškovém postvení přimíšené dřeviny. Buk, jko stín snášející dřevin, yl všk konkurenčně potlčen tempem růstu orovice n hlvní úrovni porostu se proto podílí minimálně. Líp orovici nedokázl konkurovt téměř vůec, le dokázl se díky své houževntosti výmldnosti udržet v podúrovni při vhodných podmínkách upltnit ve vyšším zstoupení než uk, to v průměru o 10 %. Zkusné plochy s lípou měly dvě etáže po celé ploše, n zkusných plochách s ukem není etáž ptrná spíše se jedná o skupinovité smíšení, což je zřejmě tké jedn z příčin nižší produkce smíšení s ukem (Dieler & Pretzch 2013). Or. 1. Porovnní vyrných veličin orovice s modely Fig. 1. Comprison of selected vriles of pine with models. Vysvětlivky Explntory notes: 1) štíhlostní koeficient průměrný men slenderness coefficient, 2) štíhlostní koeficient středního kmene slenderness coefficient of men stem, 3) procento rozdílu střední tloušťky oproti modelu (Černý et l. 1996) percentul difference in men dimeger compred to the model (Černý et l. 1996), 4) procento rozdílu počtu stromů oproti modelu (Černý et l. 1996) percentul difference in tree numer compred to the model (Černý et l. 1996), 5) kritická hldin štíhlostního koeficientu (ŠK) dle ÚHÚL (1976) criticl level of slenderness coefficient ccording to ÚHÚL (1976), 6) hldin ŠK pro nestilní kmeny (Novák et l dlší) level of slenderness coefficient for unstle stems (Novák et l. 2013, etc.), 7) hldin ŠK pro velmi nestilní kmeny (Novák et l dlší) level of slenderness coefficient for very unstle stems (Novák et l. 2013, etc.), 8) percentul difference, 9) smple plots BO pine, LP lime, BK eech, S dry, V dmp, 10) slenderness coefficient/ Růstové veličiny produkční schopnosti N zákldě nlýzy rozptylu růstových veličin yly prokázány rozdíly mezi růstem orovice s příměsí lípy, uku orovice ez příměsi. Z jednotlivých veličin je nejvýznmnější výšk, která se prokztelně liší v příměsích s ukem s lípou, co se týče vlhkostních podmínek, příměs uku n vlhkém, tedy potenciálně výhodnějším stnovišti, odpovídá svojí výškou zkusné ploše orovice ez příměsi n suchém stnovišti (tulk 3). Ukzuje se, že podmínky výškového růstu jsou v přípdě příměsi s ukem nejméně výhodné n suchém i vlhkém stnovišti. Tloušťk kmene orovice je prokztelně nižší n suchých stnovištích s výskytem orovice ez příměsi s příměsí uku než zkusné plochy n vlhkém stnovišti s příměsí lípy. Nejvyšší zásoy dosáhly zkusné plochy orovice s příměsí lípy s průměrným ojemem kmene 0,23 m 3 nejnižší zásou měl orovice s příměsí uku s průměrným ojemem kmene 0,17 m 3, což zmiňují i utoři Podrázský & Remeš (2005), André et l. (2010), Seidel et l. (2013). Průměrný ojem kmene orovice yl sttisticky význmně rozdílný při porovnání ploch s různou příměsí s různými stnovištními podmínkmi. Borovice ncházející se n zkusných plochách n vlhkém stnovišti 48

6 s příměsí lípy měl průměrný ojem kmene 0,25 m 3. Oproti tomu orovice ez příměsi měl průměrný ojem 0,14 m 3 orovice s příměsí uku 0,13 m 3. Ke zjištěným rozdílům mezi ojemy může prvděpodoně přispívt i rozdílný rozkld opdu. Pozitivní vliv přimíšených dřevin vliv opdu listntých dřevin n růst stromu popisují Hynynen et l. (2011), Porte & Brtelink (2002) Stilit porostu U zkoumného porostu se stilit stl zásdním prolémem. U všech zkusných ploch je ohrožen, to z důvodu překročení doporučeného štíhlostního koeficientu. Kritická hodnot štíhlostního koeficientu je stnoven v txčním průvodci (ÚHÚL 1976) n 1,02 pro čtyřicetileté orové porosty. Autoři Polley (1995), Peltol et l. (2000), Zhu et l. (2006) Novák et l. (2013) povžují hodnotu štíhlostního koeficientu u orových porostů větší než 0,95 jko ukztel nestilního kmene větší než 1,20 z velmi nestilní kmen. Vypočítné hodnoty štíhlostního koeficientu orovice lesní všk doshují průměrné hodnoty 1,29 (BO 1,36; BO (LP) 1,28; BO (BK) 1,21) průměrná hodnot štíhlostního koeficientu středního kmene je 1,20 (BO 1,21; BO (LP); 1,27; BO (BK) 1,12) viz orázek 1. Při nlýze rozptylu yl zjištěn sttisticky význmný rozdíl u štíhlostního koeficientu pouze mezi vlhkou vrintou orovice ez příměsi s průměrnou hodnotou 1,40 vrintou s příměsí uku o průměrné hodnotě 1,17. Přesto nelze tvrdit, že příměs má vliv n stilitu, jelikož u všech hodnot yly překročeny kritické hodnoty. Dále yl hodnocen stilit n zákldě skutečných tulkových počtů stromů. Zkusné plochy ez příměsi přeshují doporučené počty v průměru o 84 %, zkusné plochy s příměsí lípy o 62 % s příměsí uku o 19 %. Uvedené procento především u příměsi s ukem, kde se n úrovni podílí i uk, je ve skutečnosti ještě vyšší. N zákldě nměřených dt lze konsttovt, že porosty jsou přeštíhlené, což podporuje i fkt menší tloušťky středního kmene oproti růstovým tulkám (Or. 1). Z důvodů vysokého štíhlostního koeficientu nevyhovujícího počtu stromů se můžeme domnívt, že yl znedán výchov porostu především v rných stádiích. Novák et l. (2013) uvádí nutnost výchovného záshu do dosžení horní výšky 5 m. V nesmíšených orových zkusných plochách již dochází důsledkem zmíněných fktů k rozpdu porostů zpříčiněným především větrem. Ukázlo se, že porosty s příměsí listntých dřevin doshují lepší stility s ohledem n přežití podúrovňové dřeviny, která všk nemá žádný produkční potenciál, le pouze ekologickou půdoochrnnou funkci (Vndermeer 1992; Oliver & Lrson 1996). 5. Závěr N zákldě vyhodnocených dt při porovnání nesmíšených orových zkusných ploch porostů s příměsí listntých dřevin (líp uk) nelze jednoznčně tvrdit, že příměs má vždy kldný vliv n stilitu, růstové veličiny produkci porostu. Výsledky ukzují, že porosty s příměsí uku mjí tendenci tvořit stilnější porosty oproti osttním porovnávným plochám. Z hledisk největší doshovné výšky, celkové zásoy či výčetní tloušťky yl zjištěn trend vyšší produkce u orových porostů s příměsí lípy. Znednou výchovou yl snížen celková stilit n všech zkusných plochách yl zásdním způsoem ovlivněn celková produkce. S ohledem n různou strukturu zkoumných porostních skupin, podoných svými počátečními stnovištními podmínkmi systémem zkládání, se nejpřirozeněji jeví struktur orových porostů s příměsí lípy, s nejvyšším produkčním ekologickým potenciálem dvou etáží. S přihlédnutím k průkznému zhoršení fytocenóz iodiverzity u monokultur orovice (Průš 2001) lze proztím doporučit n podoných loklitách pěstování orových porostů především s příměsí lípy. Tyto pozntky (rgumenty) je tře dále rozšířit, upřesnit, přípdně potvrdit. V tomto směru jsou připrvovány výstupy fytocenologického průzkumu ntropogenních půd, tolernční nlýz pomocí dendrochronologických dt vliv opdu n přírůst v orových porostech s příměsí. Poděkovní Tento výzkum yl podpořen ze zdrojů Interní grntové gentury České zemědělské univerzity v Prze z grntu č. A 17/14. Litertur André, F., Jonrd, M., Ponette, Q., 2010: Biomss nd nutrient content of sessile ok (Quercus petre (Mtt.) Liel.) nd eech (Fgus sylvtic L.) stem nd rnches in mixed stnd in southern Belgium. Science of the Totl Environment, 408: Cejpek, J., Kuráž, V., Frouz, J., 2011: Vodní režim rekultivovných nerekultivovných výsypek. Act Environmentlic universittis comenine (Brtislv) 19: Conlin, M., Jolliffe, L., 2011: Wht Hppens When Mining Leves? In: Conlin, M., Jolliffe., L. (eds.): Mining Heritge nd Tourism. A Glol Synthesis. London nd New York: Routledge, p Čermák, P., Ondráček V., 2009: Stnovištní rhizologické vlstnosti dřevin využívných při zlesňování výsypek severočeské hnědouhelné pánve: metodik. Prh: Výzkumný ústv meliorcí ochrny půdy, 57 s. Černý, M., Přez, J., Mlík, Z., 1996: Růstové txční tulky hlvních dřevin České repuliky (smrk, orovice, uk, du). Prh, IFER, 245 s. Dieler, J., Pretzsch, H., 2013: Morphologicl plsticity of Europen eech (Fgus sylvtic L.) in pure nd mixed-species stnds. Forest Ecology Mngement, 295: Dimitrovský, K., 2001: Tvor nové krjiny n Sokolovsku. Sokolov, Sokolovská uhelná, 191 s. Dimitrovský, K., Modrá, B., Prokopová, D., 2010: Produkční mimoprodukční význm ntropogenních sustrátů n výsypkách sokolovské uhelné pánve. Zprvodj Hnědé uhlí, 4:8 16. Dimitrovský, K., Vesecký, J., 1989: Lesnická rekultivce ntropogenních půdních sustrátů. Prh, SZN, 132 s. Ducey, M. J., Knpp, R. A., 2010: A stnd density index for complex mixed species forests in the northestern United Sttes. Forest Ecology nd Mngement, 260: Frik, M., Pretzsch, H., 2011: Anlýz modelovnie lesných ekosystémov. Zvolen, Technická univerzit vo Zvolene, 599 s. Frouz, J., 2011: Rozvoj půd jko zákldní předpokld onovy ekosystémových služe n těžce disturovných plochách. Act Environmentlic Universittis Comenine (Brtislv), 19:

7 Husch, B., Beers, T. W., Kershw, J. A. Jr., 2003: Forest Mensurtion. 4th edition. Hooken (New Jersey): John Wiley & Sons, 456 p. Hynynen, J., Repol, J., Mielikäinen, K., 2011: The effect of species mixture on the growth nd yield of mid-rottion mixed stnds of Scots pine nd silver irch. Forest Ecology nd Mngement, 262: Kntor, P., 1981: Hydrické účinky smrku uku v zimních odoích. Práce VÚLHM, 58: Lintz, G., Wirth, P., 2009: Erfolgs fktoren der Snierungund Entwicklung von Berguregionen. GeoScpe, 4: Lipovská, Z., 2011: Strtegic plnning in the mining microregion Sokolov Est. In: Škrp, P. (ed.): MendelNet 2011 Proceedings of Interntionl Ph. D. Students Conference. Brno: Mendel University in Brno, Fculty of Agronomy, p Novák, J., 2013: Výchov porostů orovice lesní poškození sněhem. Zprávy lesnického výzkumu report of forestry reserch, 58: Oliver, C. D., Lrson, B. C., 1996: Forest stnd dynmics, updte edition. New York, John Wiley, 520 p. Peltol, H., Kellomäki, S., Hssinen, A., Grnnder M., 2000: Mechnicl stility of Scots pine, Norwy spruce nd irch: n nlysis of tree-pulling experiments in Finlnd. Forest Ecology nd Mngement, 135: Pietrzykowski, M., Soch, J., 2011: An estimtion of Scots pine (Pinus sylvestris L.) ecosystem productivity on reclimed postmining sites in Polnd (Centrl Europe) with using of llometric equtions. Ecol Eng, 37: Podrázský, V., Remeš, J., 2005: Effect of forest tree species on the humus form stte t lower ltitudes. Journl of Forest Science, 51: Poleno, Z., Vcek, S., 2007: Pěstování lesů II. Teoretická východisk pěstování lesů. Kostelec nd Černými lesy, Lesnická práce, 463 s. Polley, H., 1995: Assessing the mechnicl stility of forest trees on the sis of the Germn forest inventory. Forst und Holz, 50: Porte, A., Brtelink, H. H., 2002: Modelling mixed forest growth: review of models for forest mngement. Ecologicl Modelling, 150: Prch, K., Bstl, M., Konvlinková, P., Kovář, P., Novák, J., Pyšek, P. et l., 2008: Sukcese vegetce n ntropogenních stnovištích v České repulice přehled dominntních druhů stádií. Přírod, 26:5 26. Průš, E., 2001: Pěstování lesů n typologických zákldech. Kostelec nd Černými lesy, Lesnická práce, 593 s. Reineke, L., H., 1933: Perfecting stnd-density index for evenged forests. J. Agric. Res., 46: Rothe, A., 1997: Einfluss des umtennteils uf Durchwurzelung, Wsserhushlt, Stoffhushlt und Zuwschsleistung eines Fichten-Buchen-Mischestndes m Höglwld. München: Forstlicher Forschungsericht Nr. 163, 213 p. Řehounek, J., Řehounková, K., Prch K., 2010: Ekologická onov území nrušených těžou nerostných surovin průmyslovými deponiemi. České Budějovice, Cll, 178 s. Seidel, D., Leuschner, Ch., Scherer, Ch., Beyer, F., Wommelsdorf, T., Cshmn, M. J. et l., 2013: The reltionship etween tree species richness, cnopy spce explortion nd productivity in temperte rod-lef mixed forest. Forest Ecology nd Mngement, 310: Shw, J. D., 2000: Appliction of stnd density index to irregulrly structured stnds. Western J. Appl. Forest., 15: Shw, J. D., Long, J. N., 2010: Consistent Definition nd Appliction of Reineke s Stnd Density Index in Silviculture nd Stnd Projection. In: Jin, T. B., Grhm, R. T., Sndquist, J. (tech. eds.): Integrted mngement of cron sequestrtion nd iomss utiliztion opportunities in chnging climte. Fort Collins (Colordo), USDA, Forest Service, Rocky Mountin Reserch Sttion, p Vcek, S., Simon, J., 2009: Zkládání stilizce lesních porostů n ývlých zemědělských degrdovných půdách. Kostelec nd Černými lesy, Lesnická práce, 792 s. Vcchino, G., Mott, R., Long, J. N., Shw, J. D., 2008: A density mngement digrm for Scots pine (Pinus sylvestris L.): tool for ssessing the forest s productive effect. Forest Ecology nd Mngement, 255: Vndermeer, J. H., 1992: The ecology of intercropping. Englnd, Cmridge University Press, 237 p. Vrálíková, J., Blžková, M., Frský, M., Jeřáek, M., Seják, J., Šoch, M. et l., 2008: Revitlizce ntropogenně postižené krjiny v Podkrušnohoří, I. část Přírodní sociálně ekonomické chrkteristiky disprit průmyslové krjiny v Podkrušnohoří. Ústí n. L., UJEP, FŽP, 182 s. Woodll, C. W., Miles, P. D., Vissge, J. S., 2005: Determining mximum stnd density index in mixed species stnds for strtegic-scle stocking ssessments. Forest Ecology nd Mngement, 216: Zhrdnický, J., Mckovčin, P. (eds.) et l., 2004: Plzeňsko Krlovrsko. In: Mckovčin, P. Sedláček, M. (eds.): Chráněná území ČR, svzek XI. Prh, AOPK ČR EkoCentrum Brno, s Zhu, J., Li, X., Liu, Z., Co, W., Gond, Y., Mtsuzki T., 2006: Fctors ffecting the snow nd wind induced dmge of montne secondry forest in northestern Chin. Silv Fennic, 40: Summry The reclmtion of lrge res distured y extrction of minerl resources is topicl issue minly in lrge res fter opencst mining. Forest reclmtion ims to chieve functionl forest ecosystems on loclities influenced y humn ctivities which should fulfil ll forest functions including wood-production function. The reserch ws crried out on nthropogenic sustrtes fter rown col mining locted in north-west Bohemi in the Sokolov sin. The reserch site ws clssified in ccordnce with the Czech ecosystem clssifiction (Průš 2001) s n cid ok-eech woods forest site type. The investigted even-ged stnd ws estlished in 1973 nd ws plnted in rotting rodleved nd coniferous tree lines in rtio 1:1 with 1 to 1 meter spcing. The smple plots were circulr with n re of 200 m2. In totl, 7 smple plots were set in three different stnd structures, two mixed structures of pine with n dmixture of rodleved species (3 pine-lime smple plots, 2 pine-eech smple plots), nd pine monocultures (2 smple plots), which were used s control plots. Furthermore, the plots were differentited into two locl vrints in terms of micro relief moisture conditions, to dmp nd dry sites, sed on the specific conditions on the nthropogenic soils ccording to Cejpek et l. (2011) (Tle 1). 50

8 The following sic mensurtionl vriles were quntified: numer of trees, Reineke s stnd density index (SDI), solute height-yield clss of tree species (AVB), reltive height-yield clss (RB), tree species composition, men dimeter t rest height, men height, stnding volume nd sl re. The mesured dt of individul trees were: height, dimeter t rest height, slenderness coefficient, volume nd height clssifiction of trees (Tles 1, 2, 3 nd Fig. 1). For sttisticl nlysis, sic stnd vriles nd multivrite nlysis of vrince (ANOVA) of tree vriles were used. The numer of the investigted trees rnged etween 29 nd 40 individuls per smple plot which corresponds with 1,450 to 2,150 individuls per hectre (Tle 1). The sic mensurtionl vriles indicted different growth in individul mixtures nd lso differences etween mixtures in ccordnce to moisture conditions. The highest vlues of men height (22.1 m), men dimeter (18.7 m) nd verge stnding volume (353 m 3 /h) were recorded in the mixtures with lime (Tle 2). Dmp sites hd on verge higher stnd density thn dry sites which is proly cused y more suitle conditions for higher numer of trees. According to Frik nd Pretzsch (2011), recommended SDI vlue for pine stnds is 990, which ws exceeded only t the smple plots on dmp sites (Tle 1). Height seems to e the most significnt mensurtionl vrile for pine, ecuse it ws significntly different in the mixed prts of the stnd with lime nd with eech. Considering moisture conditions, pine heights in the stnds with eech on the dmp site, i.e. more suitle site, correspond with pine heights in pine monoculture on the dry site (Tle 3). Therefore, the conditions for the height growth in mixed pine stnds with eech re lest suitle under oth moisture conditions. With regrd to mixtures nd site conditions, sttisticlly significnt difference ws reveled only in the verge volume of pine stem on the dmp site with dmixed lime (0.25 m 3 ), on the dry site within pine monocultures nd mixed pine with lime (0.14 m 3 nd 0.13 m 3 ). The differences re proly cused y different litter decomposition nd its influence on stnd structure. The positive impct of litter from dmixed tree species on dimeter nd height growth is lso confirmed y Porté & Brtelink (2002), Hynynen et l. (2011). The criticl level of slenderness rtio for fourty-yerold pine stnds is climed to e 1.02 (ÚHÚL, 1976). Polley (1995), Peltol et l. (2000), Zhu et l. (2006) nd Novák et l. (2013) consider slenderness rtio vlues higher thn 0.95 s n indictor of unstle stems, nd vlues higher thn 1.2 indicte very unstle stems. The verge vlue of the investigted trees ws 1.29, nd the men tree vlue ws 1.20 (Tle 3). The nlysis of vrince found sttisticlly significnt difference of slenderness coefficients only etween the dmp site with pine monocultures (verge vlue of 1.40) nd the dmp site with dmixed eech (verge vlue of 1.17). The stnd stility is thretened s the recommended vlues of slenderness rtio were exceeded resulting from the negligence of stnd tending. Novák et l. (2013) stte the need for stnd tending efore reching the height of 5 m. Bsed on the comprison of pine monocultures nd pine mixtures with rodleved tree species one cnnot definitely clim tht the mixture hs only positive impct on stility, growth nd stnd volume of forest stnds. However, considering the pprent deteriortion of plnt communities nd iodiversity in pine monocultures (Průš 2001) we cn recommend estlishment of pine stnds minly with n dmixture of lime on similr nthropogenic sites. Further reserch is needed to prove the conclusions. 51