Biogeochemické kolobehy tok hmoty v lesním ekosystému. Osnova Definice

Podobné dokumenty
Biogeochemické koloběhy tok hmoty v lesním ekosystému

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

EKOLOGIE LESA Pracovní sešit do cvičení č. 3:

Abiotické faktory Acidifikace - základní pojmy. bazických kationtu a množstvím kyselých Al iontu ve výmenném komplexu.

Ekosystémy. Ekosystém je soubor organismů žijících na určitém

05 Biogeochemické cykly

Úvod do Ekologie lesa. Obsah. Obsah a cíle predmetu

Dekompozice, cykly látek, toky energií

Současné poznatky o stavu lesních půd v ČR

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

značné množství druhů a odrůd zeleniny ovocné dřeviny okrasné dřeviny květiny travní porosty.

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Pedogeochemie. Sorpce fosforečnanů FOSFOR V PŮDĚ. 11. přednáška. Formy P v půdě v závislosti na ph. Koloběh P v půdě Přeměny P v půdě.

Ostrov Vilm 5. KOLOBĚH HMOTY. Sedimentace. sedimentace. eroze. Půdní eroze. zaniklý záliv 5.1 ZÁKLADNÍPOJMY KOLOBĚHU HMOTY.

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Modul 02 Přírodovědné předměty

Pedogeochemie. Zdroje prvků v půdě UHLÍK V PŮDĚ. Globální bilance C. 10. přednáška. Procesy ovlivňující obsahy prvků v půdě

Fyzická geografie. Mgr. Ondřej Kinc. Podzim

CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ I. (06) Biogeochemické cykly

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Stav lesních půd drama s otevřeným koncem

Pozor na chybné definice!

Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský Oddělení půdy a lesnictví

NEŽIVÁ PŘÍRODA. 1. Spoj čarami NEŽIVOU přírodu a její složky: Název materiálu: Opakování- vztahy mezi organizmy Autor: Mgr.

N N N* Cyklus a transformace N. Dvě formy: N 2 a N* Mikrobiální ekologie vody. Cyklus uhlíku a dusíku - rozdíly

J a n L e š t i n a Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha - Ruzyně

Agroekologie. Bilance živin. Biogeochemie

Organismy a biogeochemické cykly. látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Agroekologie. Globální a lokální cykly látek. Fotosyntéza Živiny Rhizosféra Mykorhiza

VYUŽITÍ SPALNÉ KALORIMETRIE VE VZTAHU ROSTLINA-PŮDA- ATMOSFÉRA. František Hnilička, Margita Kuklová, Helena Hniličková, Ján Kukla

Voda jako životní prostředí rozpuštěné látky : sloučeniny dusíku

Negativní vliv faktorů bezprostředněse podílejících se na množství a kvalitu dodávané organické hmoty do půdy

Jak funguje zdravá krajina? Prof. RNDr. Hana Čížková, CSc.

Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský Oddělení bezpečnosti půdy a lesnictví

6. Tzv. holocenní klimatické optimum s maximálním rozvojem lesa bylo typické pro a) preboreál b) atlantik c) subrecent

Ekosystém II. Koloběh hmoty: uhlík, dusík, fosfor. Člověk a biosféra

DOKONČENÍ PŘÍJEM ŽIVIN

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

1. Ekologie zabývající se studiem společenstev se nazývá a) autekologie b) demekologie c) synekologie

Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

2.2. Základní biogeochemické pochody. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Ekologie a její obory, vztahy mezi organismy a prostředím


kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Hodnocení účinků látek znečišťujících ovzduší na ekosystémy dle metodologie EHK OSN

C1200 Úvod do studia biochemie 4.2 Velké cykly prvků. OpVK CZ.1.07/2.2.00/

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Jiří Schlaghamerský: Pedobiologie jaro 2012

Analýza a vyhodnocení účinnosti a kvality leteckého vápnění v Krušných horách po dvou a pěti letech od data aplikace.

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Ekologie lesa, stabilita lesních ekosystémů a faktory ovlivňující zdravotní stav lesů

Obsah 5. Obsah. Úvod... 9

BILANCE DUSÍKU V ZEMĚDĚLSTVÍ

Mendělejevova tabulka prvků

Ochrana půdy. Michal Hejcman

Složení látek a chemická vazba Číslo variace: 1

Biogeochemické cykly vybraných chemických prvků

Chemie životního prostředí III Pedosféra (02) Půdotvorné faktory a procesy

Vliv kompostu na kvalitu půdy

Cykly živin v terestrických

Energetika ekosystémů

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49

KATALOG OPATŘENÍ 1. POPIS PROBLÉMU 2. PRÁVNÍ ZÁKLAD. (omezování dopadů acidifikace) DATUM ZPRACOVÁNÍ Prosinec 2005 ID_OPATŘENÍ 21

Nabídka mapových a datových produktů Limity využití

Půdní úrodnost, výživa a hnojení

Základy pedologie a ochrana půdy

Biogeochemické cykly

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

Kvalita půdy v EZ (luskovinoobilní směsi)

Analýza a vyhodnocení účinnosti a kvality leteckého vápnění v Krušných horách Litvínov

ROZKLAD SLÁMY. František Václavík PRP Technologies Srpen Produkce živin na farmě Rostlinná výroba. VÝNOS v t/ha N P 2

Voda jako životní prostředí ph a CO 2

Klasifikace vod podle čistoty. Jakost (kvalita) vod. Čištění vod z rybářských provozů

ostatní rozpuštěné látky: křemík, vápník, železo, síra

Nejdůležitější kvalitativní parametry vody a jejich optimální nastavení

Atraktivní biologie PRODUCENTI. biotické faktory DESTRUENTI ENTI KONZUMENTI

ROZDĚLENÍ A POŽADAVKY NA KATEGORIE FUNKCE VÝROBKU, KATEGORIE SLOŽKOVÝCH MATERIÁLŮ. Jana Meitská Sekce zemědělských vstupů ÚKZÚZ Brno

Ukázka knihy z internetového knihkupectví

Abiotické faktory působící na vegetaci

Správná zemědělská praxe a zdravotní nezávadnost a kvalita potravin. Daniela Pavlíková Česká zemědělská univerzita v Praze

OPAKOVÁNÍ VĚDNÍ OBORY, NEŽIVÁ PŘÍRODA

Uhlík v biomase horské louky sečené, mulčované a ponechané ladem

Předmět: Hospodářská úprava lesů II

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

č.. 8: lesnicky významné součásti dní biochemie

ČLOVĚK A PŘÍRODA, PŘÍRODNÍ PODMÍNKY

Biogeochemické cykly ekologicky významných prvků v měnících se přírodních podmínkách lesních ekosystémů NP Šumava (VaV/1D/1/29/04)

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

EKOLOGICKÉ PRINCIPY A ZÁKONITOSTI

Transkript:

Biogeochemické kolobehy tok hmoty v lesním ekosystému Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpoctem CR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018 Osnova Definice Význam biogeochemických kolobehu Typy kolobehu Kolobeh uhlíku Kolobeh dusíku Ostatní kolobehy Príklady, aplikace Definice Soubor reakcí, kterými je prvek(sloucenina) premenován a transportován v urcitém systému mezi pevnou, kapalnou a plynnou fází. Cyklický pohyb prvku mezi atmosférou, pudou (vodními plochami) a organizmy. Lesní ekosystémy jsou napojeny na globální cykly prvku uhlíku, dusíku i na kolobeh síry. 1

Význam Kvantifikace procesu v lesních ekosystémech (makroprvky C,N,P,S,Ca,Mg,K,Cl, pr. mikroprvky : Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo) Hodnocení rizik výrobních technologií Hodnocení rizik využívání energetické biomasy Rizika maximalizace produkce Rizika odlesnování apod. Napr. biomasa zelených rostlin (16 prvku) makro: C,H,O,N,P,S,Ca,Mg,K,Cl Obsah živin v biomase Biogeochemické kolobehy v ekosystémech Životní procesy živých složek ekosystému jsou neoddelitelne spojeny s premenou látek a energie, které jsou prijímány z prostredí a do neho vydávány. Délka života organizmu (nebo rostlin i jejich cástí) je omezena, organizmy odumírají. Vzniká proto organický odpad v nejširším slova smyslu (rostlinný odpad, exkrementy, mrtvá tela, autolyzáty), jehož se jako bohaté zdroje energie a žádoucích látek ujímají dekompozitori - rozkradaci v detritovém potravním retezci. 2

Tok energie a kolobeh živin FUNKCNÍ VZTAHY V EKOSYSTÉMU solární energie (Ellenberg, 1971) výmena látek mimo ekosystém voda minerální látky Z e l e n é CO 2 O 2 odumrelá organická hmota r o s t l i n y r o z k l a d a c i (heterotrofní a detritofágní organismy) pudní humus konzumenti* predátori vliv organizmu mimo ekosystém primární producenti sekundární producenti (fytofágové, predátori, rozkladaci) lehce rozložitelná odumrelá organická hmota nerozložitelná odumrelá organická hmota minerální látky výmena organických látek výmena minerálních látek nebo energie ohranicení ekosystému zdroj energie N2, CO2, H2O ATMOSFÉRA propad N2, CO2, O2, H2O déšt a zdroj iontu výpar propad vody zdroj O2, H2O PUDA vodní ekosystém hromadení, propad a zdroj iontu CO2 fotosyntéza, transpirace propad zdroj ROSTLINY propad a hromadení iontu uhlíku a energie dýchání HERBIVORI propad iontu, uhlíku a energie KARNIVORI REDUCENTI zdroj iontu propad O2 MATECNÁ HORNINA PODZEMNÍ VODA Model biogeochemických cyklu a energetických toku v ekosystému (Schulze a Mooney, 1993) 3

Typy kolobehu geochemický kolobeh litosféra, transport prvku, eroze biogeochemický kolobeh atmosféra - puda - rostlina - puda biochemický kolobeh rostlina Geochemický kolobeh Výmena prvku mezi ekosystémy. Prostorové merítko geologických cyklu je obecne velké. Kolobeh neprobíhá opakovane stejnou cestou (živina vynesena z urcitého ekosystému a již se nevrací, anebo po velice dlouhé dobe). Geochemický cyklus sedimentacní. Biogeochemický kolobeh Výmena prvku v rámci ekosystému. Prostorové merítko biogeochemických cyklu je relativne menší, vetšinou se jedná o odber elementu jednotlivými rostlinami a jejich návrat do pudy. Casová dimenze biogeochemického kolobehu je mnohem kratší než u geochemických kolobehu, i když se znacnou variabilitou pro jednotlivé živiny nebo ekosystémy. 4

Biochemický kolobeh Redistribuce (translokace) prvku v rámci jednotlivého organismu. Tímto zpusobem se mohou živiny konzervovat v rostline (drevine) napr. presunutím živin z orgánu s krátkou životností (napr. listy opadavých drevin) do jiných orgánu pred jejich opadem. Obrácene mohou být mobilizovány živiny uložené ve starších pletivech do nove rostoucích vegetacních orgánu. Procesy probíhají v daleko kratších intervalech než u jiných kolobehu a jsou soucástí aktivních metabolických procesu. Kolobeh elementu na úrovni lesního porostu - zásoby Koncentrace a zásoba prvku v nadzemní biomase (jehlicí, vetve, kmen, parezy) Koncentrace a zásoba prvku v korenech Koncentrace a zásoba prvku v nadložním humusu a pude Koncentrace a zásoba prvku v podloží Toky (vstupy) Vstup a transport prvku srážkami a suchým spadem Vstup prvku zvetráváním Vstup prvku opadem Vstup prvku rozkladem organické hmoty Vstup prvku z podzemní vody Aplikace hnojiv 5

Toky (výstupy) Vyluhováním a odtok pudou Prenos minerálních cástic vetrem, Volatilizace do atmosféry Využívání biomasy Charakter biogeochemických cyklu Prvek Hlavní vstup do ekosystému Hlavní zásobník uvnitr ekosystému Hlavní výstup z ekosystému C jako CO 2 fotosyntézou biomasa primárních producentu, odumrelá organická hmota, pudní humus jako CO 2 dýcháním do atmosféry N K, Ca, Mg aj. minerální prvky atmosférické srážky opad, dekompozicní procesy mikrobiální fixace z atmosféry atmosférické srážky zvetrávání hornin, opad, dekompozicní procesy biomasa Puda - anorganický NO 3, NH4), méne organický puda, horniny, minerály, rostliny, živocichové denitrifikací do atmosféry jako N 2, sklizen biomasy odtokem v rozpuštené podobe sklizen biomasy, odtokem v rozpuštené podobe Kolobeh uhlíku Uhlík je spolecne s dusíkem, kyslíkem a vodíkem základním stavebním prvkem všech živých systému Uhlík jako CO2, CO, C, uhlicitany, metan DOC ve srážkách a v pudních vodách V rostlinné biomase cca 45 52 %C Uhlík se v atmosfére vyskytuje jako CO 2, CH 4, CO aj. plynu koncentrace C02 370 ppm rocním nárust 1,5 ppm zásoba 740 Pg C. rok -1 1Pg=10 15 6

Schéma globálního cyklu uhlíku Zásoby uhlíku na Zemi (vyjádreno jako hmotnost uhlíku obsaženého v oxidu uhlicitém vmiliardách tun nebo gigatunách Gt). (Houngton, 1999) Kolobeh C a N v lesních ekosystémech 7

Kolobeh C lesní ekosystém Cyklování mezi ovzduším, biomasou, opadem, pudní organickou hmotou (fotosyntéza respirace) Lesní ekosystémy obsahují až 90 % uhlíku obsaženého v biomase terestrických ekosystému Puda a pudní humus reprezentují hlavní zásobník uhlíku v ekosystému Uhlík v pude Litosféra je nejvetším zásobníkem uhlíku na Zemi (ve forme prvku 25%, v uhlicitanech 75% Množství uhlíku v zemské kure ve forme prvku se odhaduje na 20 milionu Pg Pudy obsahují celkove vetší množství uhlíku než C v biomase rostlin a živocichu Význam pudní organické hmoty a organických pud Opadem do pudy v lese 1,5 4 t.ha.rok Uhlík v nadzemní biomase a v pude Obsah uhlíku v nadzemní biomase a v pude v ruzných typech ekosystému. (ANDERSON, 1991, cit. in COYNE, 1999, prevzato ŠIMEK, 2003) 8

Rozklad organické hmoty Mikrobiální rozklad složitejších polymerních látek (celulóza, lignin, proteiny..) Jednodušší monomerní látky (cukry, aminokyseliny..) CO2,H20, energie, biomasa Pudní organická hmota Rozdeleni organických látek v pude a klasifikace humusových látek Kolobeh dusíku N hlavní živina, soucást bílkovin, ve vzduchu 78% Nezbytnost pro tvorbu biomasy a životní funkce bunek všech organizmu. Príjem N rostlinami ve forme iontu, nitráty (NO 3- ), nitrity (NO 2- ) a amonné ionty (NH 4+ ). Nekteré bakterie a sinice mohou asimilovat molekulární dusík (N 2 ). Zdrojem N = puda, mineralizace organické hmoty, význam pomeru C:N 9

Globální cyklus dusíku Hlavní zásoby dusíku. (Brock, Madigan, 1988) Globální cyklus dusíku Velké prenosy se uskutecnují mezi pedosférou a atmosférou. Duffy, 200; Pierzynski et al., 2000) (vanloon, Zásoby dusíku v ekosystému Suchozemský ekosystém Vodní ekosystém Atmosféra (Soderlund, Rosswall, 1982, Jaffe, 19992) 10

Kolobeh C a N v lesních ekosystémech Premeny dusíku v ekosystému Mineralizace organických dusíkatých látek. (Blackburn, 1983) 11

Zdroje dusíku v ekosystému Suchý a mokrý spad Fixace molekulárního dusíku Mineralizace organické hmoty Sorpcní komplex pudy Hnojiva Prumerné podkorunové depozice nitrátu (NO 3 -N vlevo) a amoniaku (NH 4 -N vpravo), 2003-2005, 249 ploch (ICP Forest 2008) Ztráty dusíku z ekosystému Volatilizace amoniaku Vyplavování dusíkatých látek Emise plynných sloucenin dusíku Odnos dusíku v biomase rostlin Odnos dusíku erozí 12

Procesy premeny dusíku Asimilace dusíku (proteiny) Imobilizace Amonizace Volatilizace NH3 Nitritace Nitrifikace Denitrifikace Fixace N Dusík v životním prostredí Znecištení vod nitráty (eutrofizace) Acidifikace pudy Potravní retezce otravy (methemoglobinie) Emise plynných sloucenin tvorba fotochemického smogu) v troposfére Odbourávání ozonu ve stratosfére Ostatní kolobehy Kolobeh síry Kolobeh fosforu Kolobeh draslíku Kolobeh vápníku Kolobeh horcíku Kolobeh železa a manganu Kolobeh rtuti 13

Prumerná podkorunová depozice síry (SO 4 -S), 2003-2005, 249 ploch (ICP Forest 2008) 14

Kontrolní otázky Definice Význam biogeochemických kolobehu Typy kolobehu Kolobeh uhlíku Kolobeh dusíku Kolobeh síry Kolobeh fosforu Kolobeh vápníku a horcíku Aplikace v lesnictví Literatura Šimek, M Biologické procesy a cykly prvku, 2003 Begon, Harper, Townsend Ekologie (cást spolecenstva), 1997 M.V.Marek Uhlík v lesních ekosystémech CR v menícím se klimatu, Academia 2011 Kulhavý a kol. Ekologie lesa II, kap. Dusík v lesních ekosystémech, Mendelu 2006 Príklady 15

Kolobeh hlavních elementu vekosystému jehlicnatého lesa. Kolobeh hlavních elementu v ekosystému listnatého lesa. Struktura zásoby živin v ekosystému smrkového lesa - vek 80-90 let (kg.ha -1 ) N P K Ca jehlicí 251 42 156 275 vetve 47 8 37 77 kmen 115 25 177 437 parezy 17 3 20 58 nadzemní cást 431 78 390 847 koreny 2 12 27 133 dreviny 432 89 417 980 L - opad 154 4 12 37 F - drt 276 16 21 20 H - mel 350 27 36 14 Ah 780 48 69 71 Bv do 40 cm 2 578 10 267 59 969 36 228 puda 3 358 10 315 60 038 36 299 ekosystém 3 773 10 404 60 455 37 278 16

17

Látková bilance smrkového ekosystému po 150 letech (M b - suma K, Mg, Ca, M a = H + + kationtové kyseliny, KAK kationtová výmenná kapacita, BS sycení bázemi, IE iontový ekvivalent) Výchozí stav: K Mg Ca M b KAK M a BS k mol IE. ha. rok -1 % Zásoba v minerální pude 13 26 73 112 560 448 20 Zvetrávání za 100 let +10 +30 +10 +50 Nová teoretická zásoba v pude 23 56 83 162 560 398 29 Export biomasy -10-23 -10-43 Nová teoretická zásoba v pude 13 33 73 119 560 441 21 Depozice za 100 let +20 +15 +50 +85 +260 Nová teoretická zásoba v pude 33 48 123 204 Vyplavení za 100 let -20-44 -117-181 -79 Konecná zásoba v pude po 100 letech 13 4 6 23 560 537 4 Zásoby prvku lužní les Lednice Struktura zásoby živin ekosystému lužního lesa (kg/ha) N P K Ca M g Koruna stromu 4 73 41 21 9 6 19 45 vetve + listí Kmeny stromu 1 0 44 42 35 8 1 3 26 81 Kere, nadz. cást 55 8 26 31 9 Byliny, nadz. cást 22 4 47 21 5 Suma nadz. cástí rostlin 1 594 95 650 1 997 140 Povrch. humus Ø za rok 99 6 18 75 15 Ko reny (stro my, kere, 2 10 34 84 2 40 52 b yliny ) To t. záso ba v pude - 14 846 4 953 121 364 44 864 - rhizosféra Zásoba mimo rhizosféru 9 093 5 085 176 532 76 321 - Suma r ostlin 1 804 129 734 2 223 192 Suma pudy 24 038 10 044 297 914 121 260 - Su ma r ostlin a pu dy 25 842 10 173 298 648 123 439 - Rájec Zásoba prvku smrkový porost St r u k t u r a zá so b y ži v in v ek osy st ém u sm r k ov éh o l esa (k g / h a ) t a b. c. 6 2 N P K C a j e h li c í 2 5 1, 2 4 1,5 15 6,0 2 7 4,9 ve tv e 4 7,4 8, 0 3 6, 8 77,3 k m e n y 1 1 4, 8 2 5,1 17 7,4 4 3 7,0 p are zy 1 7,4 3, 0 1 9, 7 57,6 Su m a n ad z. cá st í 4 3 0,8 7 7,6 38 9,9 8 4 6,8 ko re n y 1,6 1 1,6 2 7, 4 1 3 2,7 Su m a d r ev in y 4 3 2, 4 8 9,2 41 7,3 9 7 9,5 A 0 1 L 15 4 4, 4 1 1, 7 36,9 A 0 1 F 27 6 1 6,4 2 0, 5 16,5 A 0 1 H 35 0 2 7,3 3 6, 3 14,4 Su m a A 0 78 0 4 8,1 6 8, 5 70,8 6 8 c m 90 6 2 8 7 3 44 5 2 3 7 2 8 12 cm 590 539 6 635 3 108 12 40 cm 1 082 9 441 49 889 30 748 Su m a p u d a 3 3 5 8 10 31 5,1 60 0 3 7,5 3 6 2 9 8, 8 Su m a ek osystém 3 7 7 2,6 1 0 40 4,3 60 45 4,8 3 7 2 78,3 18

Odber bioelementu Živiny v opadu Odber prvku smrkovým porostem Smrkový porost Odber el ementu sm r kovým por ost em dl e stár í p or ostu kg/ha/rok (Smirnová, 1951) (in M aterna, 1970) element Stárí porostu 24 let 38 let 60 let 72 let 93 let N 16,2 62,8 59,9 33,0 27,6 Ca 14,8 52,3 33,8 31,5 25,6 M g 1,8 9,8 6,3 4,6 3,5 P 2,6 12,4 6,4 4,4 3,7 K 5,8 38,7 14,3 11,3 6,9 S 5,9 23,2 14,8 13,8 1 2,0 Si 4,1 11,9 9,8 10,0 10,5 19

Vývoj zásoby prvku na holine Rájec V ývoj zásob y el em en t u ve f ytom ase b yl i n n a p asece p o težb e sm r k ovéh o p or ostu t ab. c. 89 E l em en ty (k g/h a) ob dobí N P K N a C a M g S M n F e Z n C u 19 77 0, 2 0,02 0,03-0,1 0,02 0,02-0,0 3 - - 19 79 0, 6 0,8 6, 8 0,1 0,8 0,7 0,5 0,7 0,4 0,0 2 0,2 19 80 226,3 2 8,5 18,08 1,3 3 1,6 2 4,6 1 3,3 17,5 6,4 0,9 1 1,8 197 7 ro k provedení težby Kolobeh uhlíku a dusíku ve smrkovém a bukovém porostu na Drahanské vrchovine príkladová studie Porostní charakteristiky Porost Vek Drevinná skladba Smrkový porost 105 SM 100 Smíšený porost 125 BK 55, SM 45 Bukový porost 125 BK 100 Moder VII International Conference of Young Scientists Eurasian Forests - Northern Caucasus, October 6-12, 2008, Sochi, Russia 20

Pedologický kruh Formy nadložního humusu mul mode r mor Odbe ry byl y prove de ny na podzim po opa du l istí roku 2004 a 2005 v 10 opakováních na ploše 0,5ha. C/N >15 10-15 8-12 ph 3,5-4,5 4,0-5,5 5,5-7,0 Forma nadložního humusu Smrkový porost Smíšený porost Bukový porost Moder Mull-moder Zásoba nadložního humusu 8 0 7 0 6 8, 4 6 0 5 3, 9 5 0 4 1, 4 4 1, 9 t/ha 4 0 3 0 2 0 1 8, 8 1 0 0 S m r k o v ý S m r k o v ý B u k o v ý B u k o v ý S m í š e n ý p o r o s t 1 p o r o s t 2 p o r o s t 1 p o r o s t 2 p o r o s t 21

Obsah uhlíku v nadložním humusu a pude 60 40 C (%) 20 0 50.3 49.6 48.3 46.0 40.6 36.3 27.5 25.6 20.1 7.2 7.6 5.5 1.2 0.8 0.4 Pure spr uce stand M ixed stand Pure beech stand L F H Ah Bv Pomer C/N v nadložním humusu a pude C/N ratio 40 30 20 10 34.4 35.0 30.5 25.1 25.3 23.8 24.0 22.4 22.4 21.4 20.0 16.1 16.3 14.7 5.5 L F H Ah Bv 0 Pure spr uce stand Mixed stand Pur e beech stand Rozpustný organický uhlík (DOC) 8.0 6.0 6.3 5.6 5.3 5.9 mg.g -1 of dry soil 4.0 2.0 3.9 3.5 2.5 1.0 0.9 0.5 0.3 0.1 0.1 3.2 2.0 L F H Ah Bv 0.0 Pur e spr uce stand Mixed stand Pur e beech stand 22

Celkový organický uhlík (TOC) humusových látek v nadložním humusu a pude 180 149.6 137.2 mg.g -1 of dry soil 120 60 96.6 109.5 89.2 59.0 F H Ah Bv 0 19.9 15.5 12.2 7.0 11.0 Pure spruce stand Mixed stand Pure bee ch stand 4.8 Smrkový porost 33 let SM 100 620 m.n.m 638 mm 6.5 C Kambizem (KAmd ) Podkorunový srážikomer Gravitacní lyzimetr Bukový porost 44 let BK 100 610 m.n.m 638 mm 6.5 C Kambizem (KAmd ) Koncentrace C (mg/l) ve srážkových a prusakových vodách Smrkový porost VP 5,61** 10,78** 23,39 NS Bukový porost 7,08** 26,92 NS 4,91 NS 4,59 NS 3-5 cm 20 cm 40 cm Vakuový lyzimetr Data - 2008 Statistický test: ANOVA, p=0,05 5,55 NS 3,70 NS ** = high-statistically significant differences (p<0,01); NS = not significant Celkový organický uhlík (TOC) Huminových kyselin 80 68.5 60 mg.g -1 of dry soil 40 20 42.5 34.5 25.5 29.2 19.6 F H Ah Bv 3.9 3.0 2.0 1.6 1.0 1.5 0 Pur e spruce stand Mixed stand Pur e beech stand 23

Pomer TOC Huminových kyselin / Fulvokyselin 1.0 0.8 0.8 0.8 0.6 0.4 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.5 0.5 0.2 0.4 F H Ah Bv 0.0 Pure spruce stand Mix ed stand Pure beech stand Barevný kvocient Huminových kyselin A 400/600 7.0 6.2 6.3 6.1 6.0 5.8 5.0 5.1 5.0 5.5 5.2 5.0 4.5 4.5 F H Ah Bv 4.2 4.0 Pure spr uce stand Mixed stand Pure beech stand Zásoba povr chového humusu t.h a - 1 0 30 60 90 SM, BK (4H) 29,5 SM (4H) 53,6 L DG (4H) 25,0 F H DG (3K) 55,4 L+F+H SM, BK (3K) 79,6 SM (3K) 79,4 0 20 40 60 80 100 120 t.h a - 1 Nejnižší zásoba v porostu DG na živném stanovišti 25,0 t.ha -1, nejvyšší akumulace v porostu SM a porostu SM, BK na kyselém stanovišti 79 t.ha -1 - statisticky významný rozdíl. 24

Zásoba uhlíku t.ha -1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 SM, BK (4H) 8,5 SM (4H) 22,0 L DG (4H) 6,0 F H DG (3K) 23,9 L+F+H SM, BK (3K) 34,7 SM (3K) 34,0 0 5 10 15 20 25 30 35 t.ha -1 Nejvetší zásoba uhlíku v nadložním humusu je v porostu SM a SM, BK kyselém stanovišti 34,0 t.ha -1. Nejnižší zásoba uhlíku v porostu DG a v porostu SM, BK na živném stanovišti 6-9 t.ha -1. Zásoba dusíku t.ha - 1 0,0 0,5 1,0 1,5 SM, BK (4H) 0,4 SM (4H) 0,9 L DG (4H) 0,3 F H DG (3K) 0,9 L+F+H SM, BK (3K) 1,3 SM (3K) 1,3 0,0 0,5 1,0 1,5 t.ha - 1 Nejvetší zásoba dusíku v nadložním humusu je v porostu SM a SM, BK kyselém stanovišti 1,3 t.ha -1 dusíku. Nejnižší zásoba dusíku v porostu DG a v porostu SM, BK na živném stanovišti 0,4 t.ha -1 dusíku. Pomer C/ N SM, BK (4H) 16,5 19,0 23,5 22,5 SM (4H) 14,6 21,9 25,9 31,1 DG (4H) 11,7 21,7 25,3 L F DG (3K) 25,7 24,5 25,6 30,0 H A h SM, BK (3K) 29,4 27,8 26,8 29,2 SM (3K) 28,2 27,1 26,4 26,7 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 C/N Nejnižší pomer C/N v nadložním humusu v horizontu H je porostu SM, BK (19) a v porostu SM (22) na živném stanovišti, nejvyšší je v porostu SM, BK a v porostu SM (26) na kyselém stanovišti. 25

Obsah DOC SM, BK (4H) SM (4H) DG (4H) DG (3K) 0,5 0,9 0,0 0,7 2,0 1,7 2,9 4,1 4,0 4,8 4,2 6,2 5,8 6,7 7,0 9,0 L F H A h SM, BK (3K) SM (3K) 1,5 2,6 4,3 3,8 4,3 5,5 8,0 10,1 0 3 6 9 12 [m g.g -1 ] Vyšší obsah DOC v porostech na kyselých stanovištích muže znamenat vetší riziko pro okyselování pudy. Výsledky - bilance uhlíku (C) a dusíku (N) rok 2008 Zastoupení (%), SM 100 BK 100 Vek (let) 33 44 Zásoba nadložního humusu (kg/ha) 36 800 22 000 Zásoba C (vrstvy L,F,H) - (kg/ha) 12 900 7 300 Zásoba C (vrstvy Ah,Bv ) - (kg/ha) 191 100 158 700 Zásoba N (v rstv y L,F,H) - (kg/ha) 500 300 Zásoba N (vrstvy Ah,Bv ) - (kg/ha) 8 100 6 300 Celková zásoba C - puda (kg/ha) 204,1 158,7 Celková zásoba N - puda (kg/ha) 8,6 6,5 Srážky nad porostem - C (kg/ha) 25,6 25,6 Srážky nad porostem - N (kg/ha) 12,2 12,2 Srážky pod porostem - C (kg/ha) 48,0 28,5 Srážky pod porostem - N (kg/ha) 14,8 10,8 Výstup C z A0 (kg/ha) 47,7 17,4 Výstup N z A0 (kg/ha) 4,8 1,6 Koncentrace C v pude (mg/l) 4,9-5,5 3,7-4,5 Koncentrace N v pude (mg/l) 0,1-0,2 0,1-0,2 Kritické záteže Kritické záteže acidity (vlevo) a dusíku (vpravo) v Evrope (ÅGREN 2009) 26

Prekrocení kritických záteží Oblasti kde jsou prekroceny kritické záteže pro aciditu (vlevo) a dusík (vpravo) v roce 2000 (Ågren 2009) 2007 Celková depozice síry (HUNOVÁ et al. 2008) 2007 Celková depozice dusíku (HUNOVÁ et al. 2008) 27

Území narušená acidifikací (HRUŠKA et al. 2001) Kritické záteže síry a dusíku (HRUŠKA et al. 2001) Prekrocení kritických záteží síry a dusíku (HRUŠKA et al. 2001) 28

Depozice dusíku a síry v Ceské republice Mísecky Všetec Brezka Depozice dusíku a síry v roce 2007 s porovnáním prumerných hodnot za období (BOHÁCOVÁ et al. 2009) 29