Smrk ztepilý (Picea abies /L./ Karst.) v podmínkách globálnízměny klimatu

Podobné dokumenty
Růst dřevin v podmínkách globálnízměny klimatu

Oddělení biomasy a vodního režimu

Studium struktury fotosyntetického aparátu pomocí konfokální mikroskopie a stereologických metod

SLEDOVÁNÍ JARNÍCH FENOLOGICKÝCH FÁZÍ U BUKU LESNÍHO VE SMÍŠENÉM POROSTU KAMEROVÝM SYSTÉMEM

Systémový přístup v pohledu na stromy

Fyziologické a anatomické přizpůsobení sazenic na stres suchem - metody studia stresu

Transpirace a evapotranspirace v ekofyziologii lesních dřevin Radek Pokorný, Zdeňka Klimánková, Otmar Urban, Lenka Krupicová, Zuzana Zvěřinová

Ing. Matěj Orság Vodní bilance rychle rostoucích dřevin

Volitelný předmět Habituální diagnostika

VLIV MIKROKLIMATU STANOVIŠTĚ NA NÁSTUP A PRŮBĚH JARNÍCH FENOLOGICKÝCH FÁZÍ U SMRKU ZTEPILÉHO A BUKU LESNÍHO.

VLIV SPEKTRÁLNÍHO SLOŽENÍ FOTOSYNTETICKY AKTIVNÍ RADIACE NA INDUKCI FOTOSYNTÉZY TERMOOPTICKÝ JEV

MĚŘENÍ RADIAČNÍHO REŽIMU KORUNOVÉ VRSTVY POMOCÍ MIKROČIDEL S VLÁKNOVOU OPTIKOU

Předmět: Hospodářská úprava lesů II

Kořenový systém plodin jako adaptační opatření na sucho

VYHODNOCENÍ FENOLOGIE MLADÉHO SMRKOVÉHO POROSTU V OBLASTI DRAHANSKÁ VRCHOVINA

Meteorologické faktory transpirace

NALEZENÍ A OVĚŘENÍ PROVOZNĚ VYUŽITELNÉ

Vertikální distribuce fotosyntetické aktivity v lesních porostech v průběhu jasných a oblačných dní.

FYZIOLOGICKÉ DŮSLEDKY PŮSOBENÍ NEDOSTATKU VODY NA ROSTLINY CHMELE Physiological consequences of water shortage on hop plants

Formy ekologické stability: minimalizací změn (buk + podrost) resilience (pružnost) jako guma, zajištění stability optimalizací změn (bříza + plevele)

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

RADIAČNÍ BILANCE MLADÉHO HORSKÉHO SMRKOVÉHO POROSTU

Fotosyntéza Ekofyziologie. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

VLIV ZVÝŠENÉ VZDUŠNÉ KONCETRACE CO 2 NA VODNÍ REŽIM A TRANSPIRACI SMRKU

Laboratoř ekofyziologické anatomie

Ing. Eva Pohanková Růstové modely nástroj posouzení dopadů změny klimatu na výnos polních plodin

Nadzemní biomasa a zásoba uhlíku

Vodní režim rostlin. Úvod Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy, lišejníky, kapradiny, vyšší rostliny) a homoiohydrické.

DEPOZIČNÍ TOK OZONU NAD SMRKOVÝM POROSTEM A JEHO KORELACE S ČISTOU EKOSYSTÉMOVOU PRODUKCÍ

VLIV VYSYCHÁNÍ BĚHEM MANIPULACE NA RŮST SAZENIC SMRKU ZTEPILÉHO A JEDLE BĚLOKORÉ. Jan Leugner, Antonín Jurásek, Jarmila Martincová

Stomatální vodivost a transpirace

Zpráva o testu dřevin na pozemku ve Stachách na Šumavě

MB130P68 Globální změny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013. Lubomír Nátr. Lubomír Nátr

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

Kantor P., Vaněk P.: Komparace produkčního potenciálu douglasky tisolisté... A KYSELÝCH STANOVIŠTÍCH PAHORKATIN

TRANSPIRACE A EVAPOTRANSPIRACE V EKOFYZIOLOGII LESNÍCH DŘEVIN

Úvod k lesním ekosystémům

Ekofyziologie rostlin - Vliv environmentálních podnětů na fotosyntézu

Vodní režim rostlin. Obsah vody, RWC, vodní potenciál a jeho komponenty: Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy,

DISTRIBUCE FOTOSYNTETICKY AKTIVNÍHO ZÁŘENÍ VE SMRKOVÉM POROSTU DISTRIBUTION OF PHOTOSYNTHETIC ACTIVE RADIATION IN SPRUCE STAND

Které poznatky. z výzkumu přirozených lesů. můžeme použít. v přírodě blízkém hospodaření? Tomáš Vrška

EKOLOGIE LESA Pracovní sešit do cvičení č. 8:

Uhlík v biomase horské louky sečené, mulčované a ponechané ladem

VLIV KLIMATICKÝCH FAKTORŮ NA SEZÓNNÍ DYNAMIKU TLOUŠŤKOVÉHO PŘÍRŮSTU SMRKU ZTEPILÉHO

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

Studium vlivu zvýšené koncentrace CO 2 : metodické příspěvky ke studiu fotosyntézy

Protimrazová ochrana rostlin

Význam intercepce v hydrologickém cyklu povodí pramenných oblastí

Přehled činnosti oddělení ISKO Plán rozvoje oddělení 2015

Der Einfluss von Überkonzentrationen bodennahen Ozons auf die Gesundheit der Waldbaumarten im Osterzgebirge sowie Möglichkeiten der Vorhersage.

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

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Bonita stanoviště a bonita porostu

Volitelný předmět Habituální diagnostika

Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

VLIV EXTRÉMNÍCH POKLESŮ TEPLOTY VZDUCHU NA TEPLOTNÍ POMĚRY SMRKOVÉHO POROSTU

Odhad biomasy a produkce

Závěrečná zpráva projektu specifického výzkumu zakázka č. 2109/2013. Název projektu: Vliv fyziologicky aktivních látek na rostliny

Špulák: Produkční potenciál mladého porostu smrku pichlavého a akumulace živin v nadzemní biomase

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

KVANTIFIKACE OBSAHU ŽIVIN V MLADÝCH POROSTECH BŘÍZY KARPATSKÉ A DISTRIBUCE BIOMASY V JEDNOTLIVÝCH STROMOVÝCH ČÁSTECH

Fyziologické stránky fotosyntézy

KONTINUÁLNÍ SLEDOVÁNÍ TLOUŠŤKOVÉHO RŮSTU KMENE NA PLOCHÁCH INTENZIVNÍHO MONITORINGU ICP FORESTS V ČESKÉ REPUBLICE

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

Průmyslové plantáže tvrdých listnáčů a jehličnatých dřevin

Koncentrace přízemního ozónu jako funkce parametrů prostředí ve vztahu k poškození listů.

Diverzita doubrav ve vztahu k produktivitě stanoviště. Irena Veselá

Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i. Uhlíková pumpa lesních porostů - její význam pro mitigaci globální změny. Michal V.

ZHODNOCENÍ FENOLOGICKÝCH FÁZÍ KEŘOVÉHO PATRA NA OKRAJI SMRKOVÉHO POROSTU V OBLASTI DRAHANSKÁ VRCHOVINA

Struktura vs mikroklima lesa, porostu

SOUČASNÉ PROBLÉMY OBNOVY LESŮ A STAV KOŘENOVÉHO SYSTÉMU LESNÍCH DŘEVIN V ZÁVISLOSTI NA MĚNÍCÍM SE PODNEBÍ

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

PERSPEKTIVES OF WEGETABLE WASTE COMPOSTING PERSPEKTIVY KOMPOSTOVÁNÍ ZELENINOVÉHO ODPADU

Pěstovánílesů pod vlivem měnícího se klimatu

Soubor Map: Mapa struktury porostů na 7 TVP v CHKO Orlické hory Vacek S., Vacek Z., Bulušek D., Ulbrichová I.

ELIMINACE NEGATIVNÍHO VLIVU BUŘENĚ PŘI OBNOVÁCH DUBU LETNÍHO (QUERCUS ROBUR L.) NA LUŽNÍCH STANOVIŠTÍCH SEŽÍNÁNÍM NA VYSOKÉ STRNIŠTĚ

Název zařízení / sestavy:

Ekofyziologie rostlin - fotosyntetická asimilace uhlíku

Stromy a keře. Univerzita 3. věku. Jiří Viewegh

Základní komponenty modelu lesa. Jan Kadavý

Bohumil Koníček vedoucí odboru správy majetku Městský úřad Neratovice Kojetická Neratovice. Martinov

Studium odezvy asimilace CO 2 vybraných druhů dřevin na dynamický světelný režim

ÚVOD ZLV, 56, 2011 (3):

Vliv vegetace na vodní a teplotní režim tří povodí ve vrcholovém pásmu Šumavy

SLEDOVÁNÍ FENOLOGICKÝCH A RŮSTOVÝCH FÁZÍ V BUKOVÉM POROSTU.

Rozmanitost podmínek života na Zemi Podnebné pásy

Volitelný předmět Habituální diagnostika

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

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

Nárovcová J.: Vývoj tvarových deformací nadzemní části sadebního materiálu buku lesního BUKU LESNÍHO SYLVATICA PLANTING STOCK ABSTRAKT

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE

RESULTS OF THE PHENOLOGICAL STUDY OF THE NORWAY SPRUCE IN THE MIXED STAND.

Soubor map struktury porostů na TVP v oblasti Modravy v Národním parku Šumava

STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST. Schopnost lesního porostu poutat oxid uhličitý spojitost s globální změnou klimatu

Moravský Krumlov Hodnotové přírůstové hospodářství dubu. cesta relativní výnosové a ekologické stability v čase globální klimatické změny

Vylepšování fotosyntézy

Vodní režim rostlin. Transport vody v xylemu. Kohezní teorie. Transport půda-rostlina-atmosféra. Metody měření. Kavitace

Volitelný předmět Habituální diagnostika

Primární produkce. Vazba sluneční energie v porostech Fotosyntéza Respirace

VLÁHOVÁ BILANCE SMRKOVÉ MONOKULTURY VYŠŠÍCH POLOH DRAHANSKÉ VRCHOVINY

Transkript:

Smrk ztepilý (Picea abies /L./ Karst.) v podmínkách globálnízměny klimatu Radek Pokorný Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018

Smrk ztepilý (Picea abies /L./ Karst.) v podmínkách globální změny klimatu Vliv zvýšené vzdušné koncentrace CO 2 - příspěvek k poznání růstové strategie smrku jako podklad pro jeho pěstební perspektivy Radek Pokorný

Kultivační lamelové sféry Bílý Kříž 5000 ks/ ha 10000 ks/ ha UK Praha, 28/01/2003

A sat (µmol m -2 s -1 ) A (µmol m -2 s -1 ) Fyziologické odezvy smrku na působení CO 2 fotosyntéza 8 6 AC EC 4 2 0 35 30 25 AC EC a -2 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 Čas (h) Rychlost asimilace 20 15 10 5 0 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 b Čas (h) Asimilační kapacita Asimilační kapacita = rychlost asimilace CO 2 za podmínek saturační ozářenosti ( 1200 μmol m -2 s -1 ) a saturační koncentrace CO 2 (1500 μmol mol -1 ). Upraveno dle Špunda a kol. 2005.

Rozdílné působení CO 2 na slunný a stinný asimilační aparát potvrzení počáteční hypotézy: dlouhodobé působení CO 2 stimuluje fotosyntetickou produkci stinných letorostů průkazně vyšší denní průběh asimilace CO 2 při ozářenostech nad 250 mmol m -2 s -1

Střídání aklimační deprese v průběhu vegetační sezóny: jaro - stimulace asimilace CO 2 ( 35%) podzim - výrazný pokles asimilační kapacity ( 35%) řízeno aktivitou uhlíkových sinků

Teplotní závislost Amax Předběžné výsledky: Urban 2011 (projekt CzechTerra) 30 25 AC EC A max ( mol CO 2 m -2 s -1 ) 20 15 10 5 Fagus sylvatica Picea abies 0 10 20 30 40 10 20 30 40 T leaf ( C)

R L (µmol m -2 s -1 ) 4 3 Fyziologické odezvy smrku na působení CO 2 fotorespirace a respirace AC EC 2 1 0 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 Čas (h) Fotorespirace (RL) Upraveno dle Špunda a kol. 2005. Temnotní respirace (RD) (dle Šigut 2011)

Ψ (MPa) G S (mmol m -2 s -1 ) Fyziologické odezvy smrku na působení CO 2 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 0,0-0,5 120 100 AC EC 80-1,0 60-1,5 40-2,0 Čas (h) AC EC 20 0 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 Čas (h) Vodní potenciál letorostů (ψ) Upraveno dle Kupper a kol. 2006. Vodivost průduchů (GS) Upraveno dle Špunda a kol. 2005.

Transpirační proud (l h -1 ) Fyziologické odezvy smrku na působení CO 2 - transpirace 0,6 0,5 AC EC 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 29.6.02 30.6.02 1.7.02 2.7.02 3.7.02 Datum

0:00 10:00 20:00 6:00 16:00 2:00 12:00 22:00 8:00 18:00 4:00 14:00 0:00 10:00 20:00 6:00 16:00 2:00 12:00 22:00 8:00 18:00 4:00 14:00 0:00 10:00 20:00 6:00 16:00 Spec. transpirační proud (l hod -1 cm -2 ) Půdní vlhkost (%) Fyziologické odezvy smrku na působení CO 2 40 36 32 AC EC 0,06 0,05 0,04 EC AC 28 24 20 12.6 14.6 16.6 18.6 20.6 22.6 Datum 0,03 0,02 0,01 0 Čas (h)

Terciární fyziologické odezvy na působení CO 2 růstové reakce Fenologie Den roku Den roku rašení pupenů délkový přírůst letorostů konečná délka letorostů (Pokorný a kol. 2010)

Morfologie letorostu a jehlic 2003 NN - počet jehlic v letorostu L - délka jehlice LA - projekční plocha jehlic SLA - specifická listová plocha (+ 13 %) (+ 14 %) ( - 11 %) Lwb - mírně stimulována (+ 20%) Nwb mírně stimulován (+ 3 19%) Přeslen (počítáno od vrcholu) Pokorný a kol. 2011

H increment [cm] D increment [mm] Růst, dendrometrické parametry D_ přírůst (mm) 16 12 8 4 0 As a Es Ad b Ed H _přírůst (cm) 100 80 60 40 20 0 As Es 100 150 200 250 300 350 DOY 2000 H a D přírůst c Ad Ed 100 150 200 250 300 350 DOY 2000 d - po krátkodobé kultivaci - při kultivaci v hustém sponu + po dlouhodobé kultivaci v řídkém sponu ++ po pěstebním zásahu

Tloušťkový přírůst a kvalita dřeva 28 26 24 22 A average = 2.7411E-14*exp(0.3118*x) E average = 1.4108E-14*exp(0.3191*x) 20 18 [mm] 16 14 12 10 8 6 4 Dt0 Dt1 Dt2 Dt3 Dtz thickness of interw horl section A E Tloušťkový přírůst (Dt0 = 2003, Dt1 = 2002.) Kvalita dřeva Janouš a Pokorný 1999

Biomasa průměrného stromu (kg) Nadzemní biomasa 12 10 8 AC_02 EC_02 AC_04 EC_04 6 4 2 0 Listoví Větve Kmen Biomasa celkem

Hmotnost kořenové biomasy (g) Podzemní biomasa 140 120 100 sekundární kořeny rostoucí v místě kořenového krčku sekundární kořeny rostoucí na místě primárních primární kořeny 80 60 40 20 0 AC_I EC_I AC_II EC_II AC_III EC_III AC_IV Varianta_tloušťková třída EC-IV AC_V EC_V Tloušťkové třídy (I - 0 1 mm, II - 1 2 mm, III - 2 5 mm, IV - 5 20 mm, V > 20 mm)

Podzemní biomasa Podzemní biomasa celkem + 37% (nadzemní + 12%) Podíl podzemní/ nadzemní biomasa (AC 1:0,4; EC 1:0,7) Biomasa primární struktury ±10% Biomasa sekundární struktury + 58% Počet kořenů primární i sekundární struktury (+ 8-10 %) Biomasa kořenů (i délka) - nejjemnějších (+ 62 %).

Shrnutí Širší ekovalence vůči světlu Nástup rašení neovlivněn Stimulace růstu primární struktury Výrazná stimulace růstu kořenů Schopnost vytvářet alternativní sinky Výrazná stimulace přírůstu jedince po pěstebním zásahu Efektivní využívání vody Ústup z chudých a suchých stanovišť Ohrožení biotickými škůdci

Děkuji za pozornost..

1) Urban, O., Janouš, D., Pokorný, R., Marková, I., Pavelka, M., Fojtík, Z., Šprtová, M., Kalina, J., Marek, M.V.: Glass domes with adjustable windows: A novel technique for exposing juvenile forest stands to elevated CO2 concentration. Photosynthetica 39: 395-401, 2001. 2) Marek, M.V., Urban, O., Šprtová, M., Pokorný, R., Rosová, Z., Kulhavý, J.: Photosynthetic assimilation of sun versus shade needles under long-term impact of elevated CO2. Photosynthetica 40: 259-267, 2002. 3) Urban, O., Pokorný, R., Kalina, J., Marek, M.V.: Control mechanisms of photosynthetic capacity under elevated CO2 concentration: evidence from three experiments with Norway spruce trees. Photosynthetica 41(1): 69-75, 2003 4) Janouš, D., Pokorný, R., Brossaud, J., Marek, M.V.: Long-term effects of elevated CO2 on woody tissues respiration of Norway spruce studied on opentop chambers. Biol. Plantarum. 43 (1): 41-46, 2000. 5) Acosta M., Pokorný, R., Janouš, D., Marek, M.V. Stem respiration of Norway spruce trees under elevated CO2 concentration. Biol. Plantarum 54 (4): 773-776, 2010 6) W.I.J. Dieleman, S. Luyssaert, A. Rey, P. De Angelis, C.V.M. Barton, M.S.J. Broadmeadow, S.B. Broadmeadow, K.S. Chigwerewe, M. Crookshanks, E. Dufrêne, P.G. Jarvis, A. Kasurinen, S. Kellomäki, V. Le Dantec, M. Liberloo, M. Marek, B. Medlyn, R. Pokorný, G. Scarascia-Mugnozza, V.M. Temperton, D.Tingey, O. Urban, R. Ceulemans and I.A. Janssens. Soil [N] modulates soil C cycling in CO2-fumigated tree stands: a meta-analysis. Plant, Cell and Environment 33: 2001-2011, 2010. 7) Kupper, P., Sellin, A., Klimánková, Z., Pokorný, R., Puertolas, J.: Water relations in Norway spruce trees growing at ambient and elevated CO2 concentrations. Biol. Plantarum 50 (4): 603-609, 2006.

8) Pokorný, R., Šalanská, P., Janouš, D.: Growth and Transpiration of Norway Spruce Trees in Atmosphere with Elevated CO2 Concentration. Ekológia (Bratislava) 20 (1): 14-28, 2001. 9) Pokorný R., Tomášková I., Drápelová I., Kulhavý J., Marek M. V. Long term effects of [CO2] enrichment on bud phenology and shoot growth patterns of Norway spruce juvenile trees. Journal of Forest Science 56 (6): 251-257, 2010. 10)Tomášková I., Pokorný R., Marek M.V. Influence of stand density, thinning and elevated CO2 on stem wood density of spruce. Journal of Forest Science 53 (9): 400-405, 2007. 11)Janouš, D., Pokorný, R.: Response of a Norway spruce wood anatomy to elevated CO2 concentration. The Beskids Bulletin. 12: 77-80, 1999.. 109 12)Pokorný R., Tomášková I., Marek M.V. The effect of elevated atmospheric CO2 concentration on Norway spruce needle parameters (Acta hysiologiae Plantarum, 33: 2269-2277, 2011) 13)Tomášková I., Pokorný R., Cudlín P., Marek M.V. Response of Norway spruce root system to elevated atmospheric CO2 (submitted to European Journal of Forest Research) 14)Pokorný R., Tomášková I., Slípková R. The effect of air elevated [CO2] on Norway spruce crown architecture and aboveground biomass (accepted to Baltic Forestry) 15)Urban, O., Pokorný, R.: Tree growth under the impact of elevated CO2 concentration and some practical assessments. Anale I.C.A.S. 46: 93-98, 2004. Celkem: 4 x první autor, 7 x druhý autor, 4 x další

Calamagrostis x Luzula

Aklimace fotosyntézy (I) 10 10 8 Calamagrostis arundinacea 8 Luzula sylvatica A (umol CO 2.m-2.s-1) 6 4 2 0 AC EC AC fit EC fit A (umol CO 2.m-2.s-1) 6 4 2 0 AC EC AC fit EC fit -2 0 200 400 600 800 1000 1200 1400-2 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 PAR (umol.m -2.s -1 ) PAR (umol.m -2.s -1 ) rozdílná strategie využití světla studovanými druhy trav (citlivost k zastínění), biku je v porovnání s třtinou druh stín velmi dobře snášející nízká hodnota kompenzační ozářenosti, vysoká účinnost využití světla, nízká saturační ozářenost pozitivní vliv EC se u biky projevuje při ozářenostech 150 μmol m -2 s -1, kdežto u třtiny až při ozářenostech 600 μmol m -2 s -1 závěr: pozitivní efekt EC je patrný u stín-snášejících druhů rostlin již při nižších ozářenostech v přirozeném prostředí nejčastější ozářenost v rozsahu 200 400 μmol m -2 s -1

Změny v tvorbě biomasy 0.45 0.40 třtina rákosovitá Calamagrostis arundinacea 0.45 0.40 Luzula sylvatica bika lesní SLA (cm 2 mg -1 ) 0.35 0.30 0.25 0.20 ambient elevated SLA (cm 2 mg -1 ) 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 ambient elevated 0.15 5 6 7 8 9 10 Time (month) 5 6 7 8 9 10 Time (month) SLA specifická listová plocha (projekční plocha listů/ sušina), typický pokles v EC (elevated) variantě obou druhů v porovnání s AC (ambient) svědčí o vyšším ukládání asimilátů v listech nárůst biomasy v případě biky vyšší v porovnání s třtinou C. arundinacea vyšší akumulace asimilátů v listech pouze na jaře okolní stromy neolistěné, ozářenosti 600 μmol m-2 s-1 možné ovlivnění SLA rozdílnou strategií růstu studovaných druhů listy různého stáří, preference ukládání vytvářených asimilátů do nadzemní či podzemní biomasy rostlin, 0.10

Tvorba biomasy - podrost