MODEL ROZŠÍŘENÍ BUKOVÝCH LESŮ VÝMLADKOVÉ HO PŮVODU V SEVERNÍ ČÁSTI BÍLÝCH KARPAT

Transkript

1 MODEL ROZ Í ENÍ BUKOVÝCH LES VÝMLADKOVÉHO P VODU V SEVERNÍ ÁSTI BÍLÝCH KARPAT Model of beech coppice distribution in the northern part of the White Carpathian Mountains VOLA ÍK DANIEL MZLU v Brn, Lesnická a d eva ská fakulta, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie, Zem d lská 3, Brno, daniel.volarik@mendelu.cz ABSTRAKT V severní ásti Bílých Karpat v okolí m sta Brumov-Bylnice bylo nalezeno a zmapováno p ibli n 50 ha bukových les výmladkového p vodu. Tyto porosty mají dnes v t inou charakter nepravé kmenoviny. Výmladkový p vod dokladují jizvy na bázích kmen a v n kterých porostech i jedinci s n kolika kmeny v jednom trsu. Roz í ení t chto porost bylo modelováno v závislosti na prom nných odvozených z digitálního modelu terénu (nadmo ská vý ka a potenciální radiace), na prom nných charakterizujících d ív j í vyu ití krajiny (vyu ití krajiny v roce 1838 podle mapy II. vojenského mapování) a na prom nných charakterizujících dostupnost t chto porost z lidských sídel. ÚVOD V eské republice jsou výmladkové lesy nej ast ji tvo eny habrem obecným (Carpinus betulus) a dubem zimním (Quercus petraea). Korpe a kol. (1991) uvádí, e více ne 70 % vým ry výmladkových les tehdej ího eskoslovenska tvo í duby, akát a habr. Buk lesní (Fagus sylvatica) má oproti dubu a habru ni í výmladkovou schopnost, jak uvád jí nap. Ellenberg (1986), Svoboda (1955), Coppini a kol. (2007) nebo Rackham (2003). Bukové porosty výmladkového p vodu jsou v eské republice vzácné, i kdy jejich roz í ení pravd podobn nebylo cílen zji ováno. Polanský (1947) pova uje za vhodné polohy pro výskyt výmladkové schopnosti buku území nad 500 m nadmo ské vý ky. V severní ásti Bílých Karpat bylo zji t no n kolik desítek ha bukových porost výmladkového p vodu (Vola ík 2008). Porosty mají v t inou charakter nepravé kmenovin. Jejich bylinné patro je v t inou druhov chudé, asto má malou pokryvnost. Cílem tohoto p ísp vku je zhodnotit roz í ení t chto porost vzhledem k prom nným odvozeným z digitálního modelu terénu (nadmo ská vý ka, potenciální globální radiace, sklon svahu), vzhledem k d ív j ímu vyu ití pozemk a vzhledem k dostupnosti porost od lidských sídel. ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ Zájmové území se nachází v severní ásti geomorfologického celku Bílé Karpaty, v okolí m sta Brumov-Bylnice. Zahrnuje katastrální území Brumov, Návojná, Neda ov a Neda ova Lhota. Pat í do Zlínského kraje. Vým ra zájmového území je ha. Nále í do Vsetínského bioregionu, kde se nachází v p echodné zón k B lokarpatskému bioregionu (Culek a kol. 1996). Spadá do p írodní lesní oblasti Bílé Karpaty a Vizovické vrchy (Plíva & lábek 1986). Nadmo ská vý ka se pohybuje v rozmezí m. Geologické podlo í tvo í pískovce a jílovce fly ových vrstev. P evládajícím p dním typem jsou kambizem. Nachází se p evá n v klimatické oblasti MT7, vy í polohy pat í do klimatické oblasti CH7 (Quitt 1975).

2 METODIKA Za bukové porosty výmladkového p vodu byly pova ovány porosty, kde p eva ovaly buky se známkami výmladkového obhospoda ování (jedinci s více kmeny, jedinci s jizvami na bázích kmen ). V t ina t chto porost má v dne ní dob charakter nepravé kmenoviny (Obr. 1), ale v dy jsou pozorovatelné alespo jizvy na bázích kmen jako stopy po od ezání konkuren ních kmen. U n kterých porost je výmladkový charakter zcela z ejmý (Obr. 2). Porosty spl ující uvedené charakteristiky byly zmapovány p i terénním pr zkumu s vyu itím ortofotomap a údaj z lesních hospodá ských plán a osnov. Obr. 1: Fotografie z porostu, který má charakter nepravé kmenoviny. Známky výmladkového hospoda ení nejsou na první pohled patrné. Digitální model terénu byl interpolován z vrstevnicových dat metodou RST (regularized spline with tension). Zdrojem vrstevnicových dat byla Základní báze geografických dat (ZABAGED) udr ovaná ÚZK. Dále byly odvozeny mapy sklonu, expozice a ro ního úhrnu potenciální globální radiace (dále jen potenciální radice). Výpo et potenciální radiace byl proveden modulem r.sun. Tímto modulem lze po ítat p ímou, difuzní i odra enou slune ní radiaci v daném dni v roce, pro zadanou zem pisnou í ku, povrch a atmosferické podmínky (Neteler & Mitasova 2008, Hofierka & úri 2002). Pro ú ely analýz byla po ítána potenciální globální radiace jako sou et p ímé a difuzní radiace. Do výpo tu nebyl zahrnut vliv obla nosti, naopak byl zahrnut vliv stín ní reliéfem terénu. Rozli ení rastrových map je 5 m, krom map radiací, které mají rozli ení 10 m. Uvedené výpo ty byly provedeny v GIS GRASS (GRASS Development Team 2007). Pro hodnocení d ív j ího vyu ití p dy byly pou ity kategorie vyu ití p dy zdigitalizované podle mapy z II. vojenského mapování (datovaná 1837/1838, m ítko 1 : ). V prost edí GIS byla vypo tena vzdálenost od hranic lesních porost v tomto období. Pro vzdálenosti vn lesních porost byla pou ita kladná ísla, pro vzdálenosti sm rem dovnit lesních porost záporná ísla.

3 Obr. 2: Fotografie z porostu, kde je výmladkový původ jedinců dobře viditelný Pro vyhodnocení závislosti výskytu sledovaných typů porostů na sledovaných proměnných byly použity zobecněné lineární modely (GLM) s binomickým rozdělením a linkovací funkcí logit. Pro testování významnosti proměnných zahrnutých v modelu byly použity Waldovy statistiky. Deviance vysvětlená modelem byla použita jako míra modelem vysvětlené variability. Vysvětlená deviance byla použita také pro porovnání jednotlivých modelů. Datový soubor použitý pro analýzy byl vytvořen v prostředí GIS. Přes studované území byla položena síť pravidelně rozmístěných bodů v intervalu 50 m (celkem bodů). K těmto bodům byly přiřazeny hodnoty všech sledovaných proměnných. Analýza dat byla provedena v programu R (R Development Core Team 2008). VÝSLEDKY Bukové lesy výmladkového původu byly v zájmovém území zmapovány na 48 ha (což je 0,9 % plochy zájmového území). Většina plochy těchto lesů se nachází na původně nelesní půdě (Obr. 3). Nachází se v nadmořských výškách od 400 do 750 m, na svazích o sklonu od 5 do 30 º, s potenciální globální radiací mezi 1,5 a 2,4 MW/m2/rok (Obr. 4), ve vzdálenosti 500 až 3000 m od lidských sídel a od ( 100) 0 m do 600 (800) m od hranice lesa v roce 1838 (Obr. 5). Pro srovnání rozsah nadmořských výšek celého území je 310 až 835 m, rozsah sklonů 0 až 35 º, rozsah potenciální globální radiace 1,0 až 2,4 MW/m2/rok.

4 Obr. 3: Mapa roz í ení bukových les výmladkového p vodu v zájmovém území spolu se zákresem lesních porost podle II. vojenského mapování (1837/1838). Bukové lesy výmladkového p vodu se nachází na území, které v tomto období nebylo mapováno jako lesní p da. Obr. 4: Histogramy pro nadmo skou vý ku, potenciální radiaci a sklon svahu v bukových porostech výmladkového p vodu

5 Obr. 5: Histogramy pro vzdálenost od lesa v roce 1838 a pro vzdálenost od sídel v bukových porostech výmladkového p vodu. V modelu pro pravd podobnost výskytu bukových les výmladkového p vodu s jedinou vysv tlující prom nnou lze nejvíce variability vysv tlit pomocí potenciální radiace a vzdálenosti od hranice lesních porost z roku 1838 (Tab. 1). Modelem, kde jsou zahrnuty dohromady potenciální globální radiace a vzdálenost od hranice lesa v roce 1838 (jako polynom druhého stupn ), lze vysv tlit 29,7 % variability dat. Grafické znázorn ní tohoto modelu je na Obr. 6. Maximální modelová pravd podobnost výskytu bukových porost výmladkového p vodu je 0,45. Optimum výskytu t chto porost je ve vzdálenosti 0 a 500 m od hranice lesa v roce 1838 a na lokalitách s potenciální radiací vy í ne 2,2 MW/m 2 /rok. P idáním sklonu (nebo nadmo ské vý ky) jako dal í prom nné se variabilita vysv tlená modelem zvý í, ale ne výrazn (po p idání sklonu na 31,8 %, po p idání nadmo ské vý ky na 33,5 %). Tab. 1: Vysv tlená variabilita u model s jedinou vysv tlující prom nnou. Prom nná Stupe polynomu Vysv tlená variabilita (%) Nadmo ská vý ka 2 5,2 Vzdálenost od lesa v roce ,4 Vzdálenost od sídel 2 4,4 P ítomnost lesa v roce ,8 Sklon 2 3,8 Potenciální radiace 1 20 Obr. 6: Znázorn ní modelu pro pravd podobnost výskytu bukových porost výmladkového

6 p vodu v závislosti na potenciální globální radiaci (rad) a vzdálenosti od hranice lesa v roce 1838 (distf1838). DISKUZE Vytvo eným modelem s potenciální globální radiací a vzdáleností od hranice lesa v roce 1838 lze vysv tlit asi 30 % variability v roz í ení bukových les výmladkového p vodu. Maximální pravd podobnost pro výskyt t chto porost, kterou lze modelem predikovat je 0,45, tedy hodnota men í ne 0,5. Roz í ení zkoumaných porost bylo v minulosti v t í, ada porost je obnovována a jejich celková plocha se zmen uje. Zahrnutím porost v jejich p vodním rozsahu by zvý ilo variabilitu vysv tlenou modelem i predik ní schopnost modelu. Materna (1956) v historickém pr zkumu les této oblasti otiskuje p epis popisu porost pro obecní lesy m sta Brumov z roku 1846 spole n s jejich mapou. V popisu n kolika porost je zmínka o obnov buk z pa ez, p ípadn o smí ené obnov z pa ez a ze semene. Tyto porosty se nachází v blízkosti zkoumaných porost v katastrálním území Brumov, dnes se zde vyskytují p evá n smí ené porosty smrku, dubu a buku. Tato zmínka je dokladem o obnov buk z pa ez v minulosti a také o d ív j ím v t ím rozsahu bukových pa ezin. Porosty se nachází na lokalitách s vy ím ro ním úhrnem potenciální globální radiace v nadmo ských vý kách nad 400 (450) m. To vícemén odpovídá poznatk m Polanského, který pova uje za vhodné polohy pro výskyt výmladkové schopnosti buku území nad 500 m nadmo ské vý ky (Polanský 1956). Porosty pat í p evá n do 4. vegeta ního stupn, z ásti také do 3. vegeta ního stupn. Zlatník (1957) uvádí výskyt bukových pa ezin v lesních typech Fap (Fageto abietino-piceosum smrková jedlobu ina) a Fac (Fageto-aceretum buková javo ina), tedy a v 5. a 6. vegeta ním stupni. Porosty se nachází tém výhradn na bývalých pastvinách. To je odli uje od pa ezin dubových a habrových. Je z ejmé, e buky se zde musely nacházet i d íve. Patrn lo o rozptýlené jedince obhospoda ované výmladkov, které se po upu t ní od tohoto zp sobu hospoda ení rozrostly a zapojily v souvislý lesní porost.

7 Pod kování P ísp vek vznikl s podporou projektu VaV SP/2d4/59/07 Biodiverzita a cílový management ohro ených a chrán ných druh organism v nízkých a st edních lesích v soustav NATURA 2000, projektu IGA MZLU v Brn. 16/2008 Vliv historického vyu ití krajiny na sou asný stav lesních geobiocenóz a projektu FRV. 1130/G Digitální model terénu jako podklad pro mapování vegeta ní stup ovitosti. LITERATURA COPPINI, M. & HERMANIN, L. (2007). Restoration of selective beech coppices: A case study in the Apennines (Italy). Forest Ecology and Management 249, CULEK, M. A KOL. (1996). Biogeografické len ní eské republiky, Praha: Enigma. ELLENBERG, H. (1986). Vegetation ecology of Central Europe, Cambridge: Cambridge Universtity Press. GRASS DEVELOPMENT TEAM (2007). Geographic Resources Analysis Support System (GRASS GIS) Software ed. ITC-irst. HOFIERKA, J., ÚRI, M. (2002). The solar radiation model for Open source GIS: implementation and applications. Proceedings of the Open source GIS GRASS users conference 2002, CD-ROM, Trento, Italy, September KORPE,. A KOL. (1991). Pestovanie lesa, Bratislava: Príroda. MATERNA, J. (1956). Historický pr zkum les. Lesní hospodá ský celek Brumov. NETELER, M. & MITASOVA, H. (2008). Open Source GIS: A GRASS GIS Approach. Third Edition. 406 pages, Springer, New York. PLÍVA, K. & LÁBEK, I. (1986). P írodní lesní oblasti SR, Praha: Státní pedagogické nakladatelství. POLANSKÝ, B. (1956). P st ní les III, Praha: Státní zem d lské nakladatelství. QUITT, E. (1975). Klimatické oblasti SR. Mapa 1: Brno: Geogra cký ústav SAV. R DEVELOPMENT CORE TEAM (2008). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL RACKHAM, O. (2003). Ancient Woodland. Colvend, Dalbeattie, Kirkcudbrightshire: Castlepoint Press. SVOBODA, P. (1955). Lesní d eviny a jejich porosty. ást II. Praha: Státní pedagogické nakladatelství. VOLA ÍK, D. (2007). Historický vývoj krajiny v severní ásti Bílých Karpat. In Fyzickogeografický sborník, ed. V. Herber, Brno: Masarykova univerzita. ZLATNÍK, A. (1957). Výmladkové lesy s hlediska prom n les pod vlivem lov ka a úloha ekologie p i p em nách a p evodech výmladkových les. Sborník eskoslovenské akademie zem d lských v d 2,