PŮDY A PŮDNÍ PROCESY DLE DOMINANTNÍCH DŘEVIN V KRKONOŠÍCH

PŮDY A PŮDNÍ PROCESY DLE DOMINANTNÍCH DŘEVIN V KRKONOŠÍCH Vilém Podrázský Stanislav Vacek Karel Matějka Abstrakt Podrázský, V., Vacek, S., Matějka, K.: Půdy a půdní procesy dle dominantních dřevin v Krkonoších Příspěvek pojednává o stavu a vývoji půd v lesních i nelesních ekosystémech Krkonoš v letech 90 03. Šetření bylo provedeno na souboru 32 trvalých výzkumných ploch v.. lesním vegetačním stupni v bukových, smíšených (smrkobukových) a smrkových porostech a na výzkumných plochách v porostech kleče v 9. vegetačním stupni. Na každé ploše byla v jednotlivých obdobích vykopána či obnovena pedologická sonda a byly odebrány a dle standardních metodik analyzovány vzorky z jednotlivých genetických horizontů. Vesměs se jedná o půdy minerálně chudé a relativně kyselé. Současné nepříznivé antropogenní procesy tyto půdy různým způsobem poškozují. Z výsledků je patrné, že hlavní změny proběhly v povrchových půdních horizontech. Klíčová slova: stav a vývoj půd, pedogeneze, lesní a nelesní ekosystémy, bukové, smíšené (bukosmrkové), smrkové a klečové porosty, Krkonoše Abstract Podrázský, V., Vacek, S., Matějka, K.:Soils and Soil Processes According to Dominant Tree species in Giant Mountains The presentation deals with status and development of soils in forest and non-forest ecosystems of Giant Mountains in the period 90 03. There the investigation was made on the set of 32 permanent research plots in th th forest altitudinal zone in beech, mixed (spruce-beech) and spruce stands and on research plots in mountain pine (Pinus mugo) stands in 9 th forest altitudinal zone. There were mined or renewed soil pit on particular plots in single all periods of research. Samples of single soil horizons were picked up and analyzed according to standard methods. The soils are mostly mineral-poor and relatively acid. These soils are harmed in different ways by current unfavorable anthropogenic processes. It is perceptible from the results, that main changes passed in surface soil horizons. Key words: status and development of soils, pedogenesis, forest and non-forest ecosystems, beech, mixed (beech-spruce), spruce and mountain pine (Pinus mugo) stands, Giant Mountains Úvod Organizmy, zejména dominantní složka vegetace, jsou vedle klimatu a matečné horniny jedním ze tří základních faktorů pedogeneze. Produkují organickou hmotu, podílejí se na biologické migraci a akumulaci, ale i na rozkladu, mineralizaci a transformaci organických látek v půdě (ŠÁLY 97). Z tohoto důvodu se druhové složení porostu odrazí určujícím způsobem na dynamice půdní organické hmoty a na množství a kvalitě celkového humusu. Druh dřeviny, formující lesní porost nebo podílející se na jeho výstavbě, podmiňuje akumulaci, transformaci a mineralizaci humusu množstvím opadu, jeho kvalitou, tj. chemickým složením, a obsahem látek inhibujících rozklad. Základní prvky koloběhu organické hmoty v lesních porostech a jejich dopad na stav lesních půd jsou předmětem zájmu lesníků již dlouhou dobu. Výsledky jsou shrnuty do obecných 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze

představ, jak je dokumentují kupříkladu učebnice pedologie a souborné práce (BINKLEY 9, DU- CHAUFOUR 92, KLIMO 990, ŠÁLY 97, 9 aj.). Cílem tohoto příspěvku bylo zhodnotit stav a vývoj půd v bukových, smíšených, smrkových a klečových porostech na trvalých výzkumných plochách v Krkonoších v letech 90 03. Materiál a metodika Stav a vývoj lesních půd v.. LVS v Krkonoších Šetření bylo provedeno na souboru 32 trvalých výzkumných ploch, které jsou popsány např. v práci VACEK, MATĚJKA (999) tab.. Na těchto TVP probíhá intenzivní výzkum dynamiky zdravotního stavu porostů, dendroekologická, fytocenologická a pedologická šetření. Po založení ploch v letech 97-90 na nich byl na podzim r. 90 proveden základní pedologický průzkum. Na něj pak bylo navázáno v roce 993 při rozsáhlém šetření půdních podmínek v souvislosti s výzkumným programem nadace FACE, v r. 99 v rámci grantů MŽP a v r. 03 projektu MZe (cf. VACEK, PODRÁZSKÝ 994, 99, 999, PODRÁZSKÝ 99). Na každé ploše byla v jednotlivých obdobích vykopána či obnovena pedologická sonda podle standardních zásad a vzorky byly odebrány z jednotlivých genetických horizontů. Byly bezprostředně dopraveny do laboratoře Výzkumné stanice v Opočně a zde byly zpracovány podle standardních metodik (ŠMÍDOVÁ 99). Bylo stanoveno: ph aktivní i výměnné, charakteristiky půdního sorpčního komplexu podle Kappena (S - obsah výměnných bází, T - kationtová výměnná kapacita, H hydrolytická acidita a V-nasycení sorpčního komplexu bázemi), dále obsah celkového uhlíku a dusíku metodou Springer - Klee a obsah makroelementů (P, K, Ca, Mg, Fe) ve výluhu % kyselinou citrónovou. Dále z nich byl stanoven fosfor spektrofotometricky, draslík plamennou fotometrií, vápník a hořčík pomocí AAS. Vzorky nadložního humusu byly odebrány pomocí ocelového rámečku 2x2 cm podle jednotlivých vrstev (L, F, F2, H, Ah). Vzorky minerální zeminy (Ah horizont) nebyly odebrány kvantitativně. V laboratoři VS Opočno bylo u všech vzorků provedeno stanovení hmotnosti sušiny (0 C), ph aktivního i výměnného (M KCl), elektrické vodivosti, celkové výměnné acidity a jejích složek, tj. obsahu výměnného vodíku a hliníku. Kromě toho byl stanoven obsah celkového uhlíku (žíháním) a dusíku metodou Kjeldahla, pokud to množství vzorku ještě dovolovalo (PODRÁZSKÝ 99). Výsledky analýz jsou uváděny pouze u jednoznačně srovnatelných půdních horizontů. Ke zpracování výsledků analýz byl použit balík statistických programů ANOVA a procedury spojené s analýzou variance. Porosty byly rozděleny do 3 skupin: smrkové s výraznou převahou smrku, bukové s výraznou převahou buku a smíšené porosty. Stav a vývoj lesních půd klečového vegetačního stupně v Krkonoších Šetření se soustředila jednak do oblasti západních Krkonoš (, Labská a Pančavská louka) na území lesních závodů (LZ) a ( trvalých výzkumných ploch - TVP) a jednak do východních Krkonoš (Modrá stráň, Studniční hora, Stříbrné návrší) na LZ (3 TVP) tab. 2. Plochy byly umístěny v porostech kleče (Pinus mugo Turra) ho i alochtonního původu, různého stáří ( - 0 let) a struktury. Jedná se o polohy charakterizované vesměs souborem lesních typů 9Z, lesním typem 9Z2 a 9Z, hospodářským souborem HS 03 a pásmem ohrožení A. Nadmořská výška sledovaného území se pohybuje mezi 340 a 40 m n. m. Bližší charakteristiky všech TVP uvádí příloha 2. Na každé ploše byla vykopána půdní sonda podle obecných zásad půdního průzkumu (Šarman 9). Reprezentativní půdní vzorky byly opakovaně po pěti letech odebrány z jednotlivých pedogenetických horizontů v r. 99 a v r. 0. Analýzy půdních vzorků provedla laboratoř firmy Tomáš se sídlem ve Výzkumné stanici VÚLHM v Opočně podle zde standardních metodik (Šmídová 99). Byla stanovena: půdní reakce aktivní a výměnná (v KCl), obsah celkového uhlíku (humusu) a dusíku metodou Springer Klee, obsah celkového dusíku podle metody Kjeldahla, hodnoty sorpčního komplexu metodou Kappena (S - obsah bází, H - hydrolytická acidita, T kationtová výměnná kapacita a V - nasycení sorpčního komplexu bázemi), dále výměnná acidita, obsah výměnného hliníku a vodíku ve výluhu HCl a obsah makroelementů a sesquioxidů železa ve výluhu % kyselinou citrónovou. 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze 2

Tabulka. Přehled základních charakteristik trvalých výzkumných ploch v.. LVS v Krkonoších Název plochy í Lesní závod Porost Dřevina Věk Střední výška Střední tloušťka Bonita Zásoba Nadmoř. výška Expozic e Sklon Lesní typ HS Pásmo ohrožen Geologi cký podklad Půda + U tunelu 2 Vilémov 3 4 7 9 0 2 3 4 7 9 U Lubošské bystřiny 22 A 4 B 4 A Pod Voseckou boudou A7 Pod Lysou horou V Bažinkách 2 V Bažinkách Nad Benzínou 2 Nad Benzínou Pod Vysokým Kolem Strmá stráň A Strmá stráň B Strmá stráň C Strmá stráň D Strmá stráň E Pod Martinovkou U Bílého Labe U Čertovy strouhy U Klínové boudy Pod Liščí horou 2 Modrý důl 22 Obří důl 23 Václavák 24 Střední hora 2 2 27 2 29 30 3 32 Pod Koulí Lysečinský hřeben U bukového pralesa A U bukového pralesa C U bukového pralesa B U hadí cesty D U hadí cesty F U hadí cesty E 0 B7 3 A7 3 A7 30 C4 30 C7 03 E7 7 B7 7 B7 7 C7 7 C7 7 C7 0 D 29 A4 23 A7 30 A 237 A7 233 A3 234 B 0 B7 330 D7 33 A7 303 D 2 C 3 A9 3 A 42 D 42 C4 42 B3 0 0 4 4 23 2 22 2 30 2 390 40 20 40 730 JZ 2 K 0 C 00 JZ 22 Y0 0 C svor kambizem ranker 2 22 32 9 0 JZ 22 Z2 02 A 9 30 9 20 0 JZ 2 T3 02 B 2 22 32 9 30 S 7 T3 02 B 3 3 4 4 2 33 2 24 30 24 4 30 3 3 3 30 20 0 4 240 240 00 V 22 K3 72 C 940 V 24 4 30 9 240 J S2 (V2) rula, 4 C rula 90 JZ 24 A 02 B 70 JZ 7 A 02 B K2 (R) 02 B 30 9 70 2 SV 29 Z4 02 A 30 9 70 70 SV 2 Z4 02 A 2 30 9 30 SV 23 N 0 B 2 30 9 30 00 SV 24 N 0 B 2 30 9 30 990 SV 22 N 0 B 4 27 9 20 70 JV K2 02 B 22 2 27 9 3 070 SV 29 7N (N) 0 A glej glej krypto kambizem kambizem krypto 9 9 30 9 0 JZ 23 N 0 A 4 9 70 JV 22 K4 (Z3) 02 B 44 7 34 9 0 JZ 9 Z4 02 A 07 3 2 9 0 230 J 2 Z4 02 B 22 30 9 70 0 V 32 Z4 (9K) 02 B svor, svor, svor, svor, 0 3 29 9 00 90 SV 4 R 02 B ortorula 4 2 2 30 20 JV Z3 02 B 2 2 7 3 40 SV 2 K9 0 B svor, svor, 42 4 9 24 70 Z 3 Z3 02 A ortorula 47 0 2 9 90 030 JZ 3 7K2 (7K3) 72 B 2 2 33 7 20 940 JV K 2 C 42 42 2 2 4 4 9 2 90 JV S2 4 C 4 27 30 40 790 SV 24 D4 C 24 24 07 07 24 24 24 22 34 39 2 37 30 23 740 SV 23 B 4 C 70 SV 3 B9 (A) 4 C organozem krypto krypto krypto metadiabaz kambizem metadiabaz kambizem metadiabaz kambizem Poznámka: + částečný těžební zásah (TVP v r. 99) zcela vytěžen (TVP 3 v r. 93, TVP 4 a 9 v r. 00, TVP a v r. 997, TVP7 v r. 9, TVP a 2 v r. 99, TVP 2 v r. 94) a zalesněno smrkem 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze 3

Cílem zpracování je porovnat vývoj půdních vlastností v období let 99 a 0 - v této pětileté periodě byly provedeny odběry z půdních profilů podle jednotlivých půdních horizontů. Vzorky tak nejsou přímo porovnatelné podle hloubky. Jednotlivé horizonty byly rozděleny do skupin, které byly dále přímo srovnávány: 2 F, L+F 3 H 4 Ah, Au, Ah, Ah2 Ae, Ahe, Aeg, Aeh 7 Bh, Bh, (B)v, B, B Bs, Bh2, Bhs, (B)v2, B2(B3) 9 B/C 0 C, C, Cn Cn, Cn2 Ke zpracování výsledků analýz byl použit balík statistických programů ANOVA, procedury spojené s analýzou variance a ordinační analýzy. Tabulka 2. Přehled základních údajů o výzkumných plochách v klečových porostech v Krkonoších Plocha - název Labská louka Náholníková plocha U čtyř pánů Jestřábníková plocha a louka Vřesová plocha Koniklecová plocha Krkonoš Modrá stráň Studniční hora Stříbrné návrší Číslo plochy Lesní závod Lesní správa 2 3 4 7 9 0 Studenov Labská Studenov Rezek Rezek Rezek Labská Labská Pec pod Sněžkou Pec pod Sněžkou Porost 02B 0V A V 04B 0V 30A V 30A 4V 30A V C V B 9V 230A 23B7V LT 9Z2 9Z2 9Z2 9Z2 9Z2 9Z2 9Z2 9Z2 9Z2 9Y 9Z2 Pec pod Sněžkou 2A 9V/2V Hospodář. soubor Pásmo ohrožení Nadmořs ká výška 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 A A A A A A A A A A A 30 340 30 30 370 370 340 390 40 4 400 Expozice JZ J SSZ SSZ S SSZ - SSV JV SZ JZ Sklon 2 2 2-0 Věk kleče Původ kleče Rok založení 90 90 3 0 70 9 99 9 99 9 99 99 9 99 99 99 alochtonní alochtonní Výsledky Stav a vývoj lesních půd v.. LVS Hodnocen byl vývoj půd na základě odběrů půdních profilů prováděných v letech 90, 993, 99 a 03. Důležité je předem upozornit, že na plochách nebyla prováděna analýza ve více vzorcích a přiřazení ke genetickému půdnímu horizontu nebylo vždy přesně shodné. Z druhého důvodu byly 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze 4

půdní horizonty označeny číselnými indexy: L, F 2, H 3, Ah 4, Ae, E -, B 7 až 9, C 0 až 4. Jednotlivé vzorky byly porovnávány pomocí těchto indexů. Pro další podrobné hodnocení je důležité uvažovat zjištěné obecné vztahy jednotlivých charakteristik k obsahu organické hmoty vyjádřené jako obsah celkového uhlíku. Byly zjištěny následující regresní vztahy tvaru y = a + b*x, kde x je Ctot (tab. 3). Vztahy se liší podle jednotlivých horizontů. Zahrnuty byly všechny lokality. Charakter odebíraných půdních vzorků byl hodnocen na základě ordinační metody standardized principal component analyse (použité proměnné byly centrovány a standardizovány na jednotkovou normu v rámci každého zpracovávaného datového souboru, čímž bylo docíleno vyrovnání vlivu všech zahrnutých proměnných, jimiž byly Ctot, Ntot, aktivní ph, výměnné ph, charakteristiky sorpčního komplexu H, S, T, V, přístupné živiny P 2 O, K 2 O, CaO a MgO). Hodnoceny byly jednotlivě tři soubory dat - pro smrkové, bukové a smíšené porosty. Použity byly osy až 4. Výsledky jsou velmi podobné pro všechny tři soubory. Poloha vzorku v prostoru prvé a druhé osy je určena především hloubkou odběru (půdním genetickým horizontem), přičemž největší rozdíly mezi vzorky byly zaznamenány u nejsvrchnějších půdních horizontů L, F a H (obr. ). Největší rozdíly mezi rozložením průměrných hodnot pro skupiny vzorků byly zaznamenány u horizontů L, F, H v bukových porostech, výrazně menší byly již ve smíšených porostech a relativně nejmenší ve smrkových porostech (obr. 2). Dále bylo provedeno srovnání jednotlivých odběrových let (postupně jsou uváděny průměrné hodnoty pro roky 90, 993, 99 a 03 ze všech analyzovaných vzorků příslušné skupiny tabulka 4) pomocí analýzy variance. Poznámky jsou dále uváděny jen u těch charakteristik, u kterých byly zaznamenány nějaké změny (a > %). Celkově nejodlišnější z odběrových let byl rok 993, kde se na půdním prostředí pravděpodobně nejvýrazněji projevil dopad imisně ekologických kalamit. Tabulka 3. Regresní vztahy jednotlivých půdních charakteristik k obsahu celkového uhlíku Horizonty 3 4 7 9 > 9 y r y r y r y r N tot 0.709+0.0x 0.9*** 0.47+0.033x 0.722*** 0.074+0.033x 0.370*** 0.00+0.027x 0.23***(3) akt. ph vým. ph 2.90+0.0293x 0.23*** ns ns ns 2.729+0.00x 0.232* 3.2-0.03x -0.3*** 3.70-0.02x -0.9** () 3.-0.027x -0.2793** S 3.374+0.2x 0.3**.92+0.240x 0.3*** 2.9+0.x 0.3733*** () 2.374+0.049x 0.22* H.43+0.232x 0.4003*** 7.97+0.703x 0.4*** 7.0932+0.3x 0.397*** 3.9907+0.747x 0.34*** T 7+0.42x 0.390*** 7.0+.20x 0.7222*** () 0.374+0.x 0.327***.4777+0.793x V ns ns ns 27.44-0.290x -0.2* P 2 O ns 3.2+0.30x 0.2** 3.+0.39x 0.74*.72+0.90x 0.477*** (3) K 2 O -3.72+2.792 0.334*** ().309+0.43x 0.*** (2) 2.0+0.34x 0.27**.02+0.03x 0.90*** (3) Fe 2 O 3 ns (3) ns 3.2+9.023x 0.3*** (4) ns CaO -7.3+0.22x 0.3** ().+0.77x 0.3234*** ns () ns () MgO -.903+.03x 0.270** () 2.3003+0.4072x 0.422*** ns () 2.29+0.000x 0.222** () N 0.7+0.07x 0.4*** P ns K 0.44-0.000x -0.402*** Ca Mg ns ns Poznámky: () Tři nejodlehlejší body vyloučeny (2) Pět nejodlehlejších bodů vyloučeno (3) Jeden nejodlehlejší bod vyloučen (4) Přes 40% chybějících údajů () Hodnoty jsou shora omezeny klesající křivkou hyperbolického tvaru () Hodnoty jsou shora omezeny vzrůstající křivkou exponenciálního tvaru ns - statisticky neprůkazný vztah r - lineární korelační koeficient 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze

Smrkové porosty Ve svrchních horizontech celkově došlo k vzestupu obsahu uhlíku, nízké hodnoty z roku 993 jsou výrazně ovlivněny urychlenou mineralizací organické hmoty. Obsah celkového dusíku je relativně vyrovnaný, výjimkou je opět rok 993. Do r. 99 docházelo k vzestupu aktivní půdní reakce a v roce 03 k jejímu poklesu zhruba na úroveň r. 993. U charakteristik půdního sorpčního komplexu došlo po poklesu v období 90 993 k návratu rámcově na výchozí nebo i na mírně vyšší hodnoty. Obsah přístupných živin se v prvním sledovaném období snížil, poté v důsledku urychlené mineralizace přesáhl úvodní hodnoty a v posledním období opět rapidně poklesl. Ve spodních horizontech po celé období docházelo k nárůstu celkového uhlíku a k poklesu celkového dusíku. Aktivní ph se výrazně zvyšovalo a v posledním sledovaném období opět snížilo zhruba na úroveň r. 993. Půdní reakce výměnná se výrazněji lišila pouze v r. 99. Po výrazném poklesu hodnot půdního sorpčního komplexu v r. 99 došlo opět k jejich nárůstu, a to rámcově na hodnoty z roku 993. Obsah přístupných živin v posledním období výrazně poklesl, výjimkou je pouze obsah MgO, který se značně zvýšil. Bukové porosty Ve svrchních horizontech celkově došlo k výraznému vzestupu obsahu uhlíku, nízké hodnoty z roku 993 jsou výrazně ovlivněny urychlenou mineralizací organické hmoty. Obsah celkového dusíku se mírně zvýšil, výjimkou je opět r. 993. Do r. 99 docházelo k vzestupu aktivní půdní reakce a v r. 03 k jejímu poklesu přibližně na úroveň r. 993. Hodnoty charakteristik sorpčního půdního komplexu a převážně i přístupných živin průběžně narůstaly. Výrazně stoupl zejména obsah přístupného fosforu a hořčíku. Ve spodních horizontech vzrostl obsah celkového uhlíku a mírně kolísal obsah celkového dusíku. Docházelo k mírnému nárůstu aktivního ph, s výjimkou posledního období, kdy reakce opět poklesla. Hodnoty výměnného ph jsou relativně vyrovnané, výjimkou je pouze výrazně nižší hodnota v r. 99. Hodnoty sorpčního komplexu jen mírně fluktuují, po mírném nárůstu do r. 99 nastává mírný pokles. Obsah přístupných živin se celkově mírně zvyšuje. K výraznému nárůstu došlo u obsahu hořčíku a naopak k poklesu u vápníku. Smíšené porosty Ve svrchních půdních horizontech ve smíšených porostech byla prokázána dynamika blízká porostům smrkovým. Ve spodních horizontech se zvyšoval obsah celkového uhlíku, v posledním období však mírně poklesl. Mírně klesající trend byl zaznamenán u celkového dusíku. Rostlo aktivní ph, s výjimkou r. 03, kdy byly zaznamenány hodnoty srovnatelné s r. 90. Reakce výměnná i přes výraznější fluktuaci celkově mírně poklesla. Mírně poklesly i hodnoty sorpčního komplexu. Do r. 99 mírně narůstal obsah přístupných živin a v posledním období výrazně poklesl. Naproti tomu u hořčíku došlo v posledním období k markantnímu nárůstu. 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze

3 2 2 3 4 7 0 0 - PCA 2-2 -3-4 - -3-2 - 0 PCA 2 3 4 Obrázek. Rozložení jednotlivých vzorků v prostoru prvých dvou ordinačních os (metoda PCA) v bukových, smíšených a smrkových porostech. Obrázek 2. Rozložení průměrných hodnot pro skupiny vzorků v prostoru prvých dvou ordinačních os (metoda PCA). Skupiny byly definovány číslem horizontu (první číslo v označení), skupinou ploch s porosty bukovými (Fa), smrkovými (Pi) a smíšenými (x) a rokem odběru vzoru (poslední dvojčíslí v označení je posledním dvojčíslím z příslušného roku). 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze 7

Tabulka 4. Průměrné zjištěné půdně-chemické charakteristiky v jejich časovém vývoji podle skupin ploch s porosty Hori zont Skupina bukovými (Fa), smrkovými (Pi) a smíšenými (x) Rok TOT C TOT N ph H 2 O ph KCl S H T V P 2 O K 2 O Fe 2 O 3 CaO MgO 2- Fa 90.23 0.7 3.7 3.0.0.2 23. 30.29.2.97 0.3 39.09.3 2- Fa 993.77 0.40 4.07 3.22 4.24 7.7 2.90 9.3 2.9.0 23.2 32.0 2.3 2- Fa 99 39.43.47 4.7 3.30 23.74 32..40 3.77 3.92 4.4 9.94 3.23 2.2 2- Fa 03 40.9.47 4.00 3.7 24.2 33.27.04 3.4 2.33 3.72 337.2 49.77 4.30 2- Pi 90.3.0 3.9 2.9.7 27.2 3.7 7.92 9.4.37 0.9.90.3 2- Pi 993. 0.4 3.2 3. 2.3 4.2 7.7 3.90.9 4. 9.00 2.0.3 2- Pi 99 3.0.3 4.77 3.02.9 30. 37.70 7.0 2. 33.7 92.92 9.9.70 2- Pi 03 29..00 3.7 3.0 7. 3.7 44.4.07 2.4.3 4.0.04 7.4 2- x 90 27.3.23 3.0 2.. 2.0 43.70 32.7 23.9 7.4 7.4 4.40.27 2- x 993.07 0.34 3. 3.2 2.79.02.04.4 2.34. 337.3 9.22.0 2- x 99 3.0.22 4.3 2.92 9.4 3.40 44.9 9.9 2.0 3.22 4.30 4.7 3.3 2- x 03 3.7. 3.47 2.9 7.4 37.3 4..74.79 2.0.0.4 9.42 7-4 Fa 90.94 0.3 4.39 3. 3.2 7. 3. 33.9.94.4 3. 2.09 2.73 7-4 Fa 993 3.4 0.24 4. 3.92 3.94.9 2. 3.9. 3.2 30. 0.7.93 7-4 Fa 99 3.9 0. 4.3 3.24.32 7.37 2.9 44.2 2.9 3.47 09.49.37 9.44 7-4 Fa 03 3. 0.7 4.3 3.7 4.4 7.40.0 3.32.29 3.3 27.7 4.2 9.94 7-4 Pi 90 3.42 0.43 4.7 3. 3.3 9.07 2.4 2.3 7.07 2.27 42.3.27 0.9 7-4 Pi 993.7 0.3 4.27 3. 3.39 0.9 3. 22.43 7.04 2.4 29.9. 2.34 7-4 Pi 99.4 0..04 3.37.0.4 7.4.4.0 3. 2.3 7.7 3. 7-4 Pi 03.70 0.22 4.2 3.72 3.2 2.02.4.9.9 0.37.29 0.3 23.93 7-4 x 90 3. 0.23 4.24 3.93 4.99 0.9.0 32.9.39 3.0 04.3 0.49. 7-4 x 993 4.03 0.2 4.2 4.0 3.97 0.22 4. 27.7 9. 3.04 7.27 2. 2.0 7-4 x 99.0 0.22. 3. 3.2.3 4.2 24.22.9 2. 3.3 2. 3.0 7-4 x 03.0 0.9 4.2 3.3 2.93.3 2.4 3.7.94 0.3.73 0.2 0.34 Stav a vývoj lesních půd klečového vegetačního stupně Na všech sledovaných lokalitách se půda vyznačovala velice blízkými podmínkami pedogeneze, což se odrazilo i v podobném charakteru půd. Ty bylo možno přiřadit jednomu půdnímu typu (humusový /ÚHÚL/ či typický /MKSP/ - Hraško et al. 97). Pod 7-2 cm silnou vrstvou nadložního humusu s velice zřetelným členěním na horizonty L, F a H se nacházely mělké půdy s horizonty zvětralé matečné horniny v hloubce pouhých 37-0 cm. Půdy v západních Krkonoších se převážně vyznačovaly absencí výrazného Ah horizontu (pouze u jedné plochy bylo možno odebrat vzorek z vrstvy cm mocné) a patrným eluviálním horizontem 3-0 cm mocným. Dále byla charakteristická přítomnost horizontů akumulace humusu (Bh) a sesquioxidů (Bs). Mocnost horizontu Bh se pohybovala v rozmezí - 2 cm, mocnost horizontu Bs v rozmezí 4-2 cm. Hlouběji se nacházel přechodný horizont B/C o mocnosti - 3 cm a dále již zmíněná zvětralina matečné horniny. Půdní reakce aktivní i výměnná byla v západních Krkonoších značně extrémní, nicméně podstatně vyšší než v níže položených porostech smrkových, bukových i smíšených. Tento jev pravděpodobně souvisí s méně intenzivním biochemickým zvětráváním a acidifikací a s vysokou produkcí bylinného a travinného opadu s výrazně příznivějším složením. S tím souvisí i tendence vyšší zásoby nadložního humusu v mladých porostech kosodřeviny a zároveň i jeho nižší acidita. Opad kleče za přízemní vegetací kvantitativně i kvalitativně značně zaostává. Rovněž obsah humusu a celkového dusíku indikuje nepříznivou humifikaci a tvorbu humusových forem, což je zcela v souladu s extrémním charakterem studovaných stanovišť. Mísení organického a minerálního podílu půd zde probíhá mnohem méně intenzivně ve srovnání s půdami porostů v nižších lesních vegetačních stupních (lvs), což odrážejí obsahy celkového uhlíku (humusu) a dusíku. Ty dokumentují dynamiku typickou pro y, zatímco v porostech v nižších polohách byla sledována tendence typická spíše pro kambizemě. Tytéž trendy byly doloženy i pro charakteristiky půdního sorpčního komplexu: s vyšším lvs klesal obsah bází a nasycení sorpčního komplexu bázemi (kulminace v pásmu kleče). V porostech nižších poloh byly 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze

výrazně vyšší hodnoty ukazatelů výměnné acidity. Opět se tak projevily značně odlišné podmínky pedogeneze v 9. lvs. Významnou roli může hrát relativní stadiální mládí těchto půd. Obsah přístupných živin byl sice velmi nízký, ovšem vesměs vyšší ve srovnání s nižšími polohami Krkonoš (Podrázský 99), což opět dokládá nižší stupeň vývoje půd, menší ztráty živin z ekosystému vyplavením a nižší acidifikaci v porostech kleče. Lokality ve východní části Krkonoš se vyznačovaly poněkud vyšší nadmořskou výškou a sklonem ploch. To se odráží v mírně slabší vrstvě nadložního humusu, tj. nižší akumulaci, popř. produkci. Ta je ovlivňována i odnosem povrchové organické hmoty. Rovněž další projevy pedogeneze, zejména izace, byly méně výrazné, což souvisí s extremitou stanovišť a slabší intenzitou pedochemických (na rozdíl od fyzikálních) procesů. Výjimkou byla TVP Stříbrné návrší. V hodnotách půdní reakce, aktivní i výměnné, se hodnoty ve východní části pohoří na rozdíl od západní mírně lišily. Předně se jevila tendence nižší půdní kyselosti. Třebaže se hodnoty ph v eluviálních horizontech dosti podobaly, ve svrchních, ale i ve spodních půdních vrstvách byly na všech třech plochách na LZ registrovány hodnoty poněkud vyšší. Až delší sledování by však mohlo prokázat, zda je daný jev způsoben jinou terénní a výškovou polohou, odlišným geologickým podkladem, nižším spadem ve východní části Krkonoš či odlišným charakterem vegetace nebo jen výkyvem v charakteru půd v rámci dlouhodobého vývoje. Mladší porosty kleče se vyznačovaly podobným nebo vyšším obsahem humusu ve svrchních horizontech a podstatně nižší úrovní obsahu v půdních spodinách. Naopak starší porost kleče obsahoval v minerálních horizontech mnohem více uhlíku (humusu). Byla doložena silná vazba celkového dusíku na organickou hmotu a tato živina jevila stejnou tendenci jako obsah humusu. Obsah bází byl obecně extrémně nízký, větší výšková exponovanost se projevila i většími rozdíly v poutání výměnných bází. Půdy ve východní části Krkonoš jeví tendenci poněkud vyššího obsahu bází ve svrchních půdních horizontech a trend nižšího obsahu v půdních spodinách. To rovněž vypovídá o extremitě lokalit a významu vegetace pro pedogenezi v daných podmínkách. Uvedené dynamice odpovídají i nižší hodnoty nasycení sorpčního komplexu bázemi opět s výjimkou staršího porostu kleče na lokalitě Studniční hora. Až na výjimky v případě některých půdních horizontů vykazovaly plochy ve východní části Krkonoš podstatně nižší obsah fosforu, draslíku, vápníku i hořčíku. Studniční hora se tomuto trendu opět poněkud vymykala. Nižší byl i obsah sesquioxidů železa. Půdy ve východní části Krkonoš tak jevily výrazně vyšší extremitu co do obsahu látek a prvků podmiňujících tzv. půdní úrodnost. Vyvíjejí se evidentně v méně příznivých podmínkách, daných vyšší nadmořskou výškou a exponovaností terénu. Statisticky prokazatelné změny průměrů sledovaných proměnných u analyzovaných půd mezi lety 99 a 0 dle horizontů jsou uvedeny v tabulce. Z tabulky vyplývá, že v horizontech L, F, H došlo k poklesu obsahu celkového uhlíku a v horizontech L a F celkového dusíku, v horizontu H a v eluviálních horizontech A a v horizontech B se zvýšila hodnota aktivního ph a ve spodní části horizontu B výměnného ph. V horizontech L a F došlo ke zvýšení hodnoty V (nasycení sorpčního komplexu bázemi). V horizontech H, A, B i B/C se zvýšil obsah K 2 O. Ve spodní části horizontů B došlo k nárůstu obsahů CaO a MgO. Ve většině horizontů mírně poklesl obsah výměnného vodíku. Obsah výměnného hliníku se zvýšil v horizontech A a poklesl v horizontech L, F, H a B (cf. PAŠŤALKOVÁ, PODRÁZSKÝ, VACEK. 0). Tabulce. Souhrn prokazatelných změn průměrů proměnných mezi lety 99 a 0 (zvýšení hodnoty na hladině významnosti % +, na hladině %, na hladině 0, % +, obdobně značen pokles hodnoty) Horizont TOT C TOT N ph H 2 O ph KCl H V K 2 O CaO MgO AVAIL H AVAIL AL 2 --- -- + --- - 3 --- + + --- - -- 4 + + + --- + - 7 + + --- -- + --- 0 + --- --- - - 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze PCA3 9

Pro mnohorozměrnou statistickou analýzu dat prováděnou metodou hlavních komponent (PCA) bylo vybráno dvanáct základních půdně-chemických charakteristik, které byly stanoveny u většiny vzorků (tab. A, B). Tabulka A. Hodnocení dat pomocí ordinační analýzy metodou PCA. Vlastní čísla korelační matice a procenta vysvětlené variance PCA Vlastní číslo % celkové variance Součet vlastních čísel Součet variance. %.72 47.943.7 47.943 2.7799 4.24 7.490 2.4207 3.7407 9.7347.02 72.4 4.07270.9393 9.7370.437.77.404 0.09 7.49 Již prvá ordinační osa vystihuje skoro polovinu celkové variability dat, druhá osa pak dalších %. Prvá osa je silně korelována s obsahem organické hmoty (celkovým uhlíkem a dusíkem) a rovněž s kationtovou výměnnou kapacitou půdy (T). Tabulka B. Ordinační skóre sledovaných půdně-chemických proměnných pro prvých pět nejvýznamnějších os Půdně chemické charaktistiky PCA PCA2 PCA3 PCA4 PCA TOT_C.93403 -.09494.0444.00 -.07024 TOT_N.9307 -.039.092.03409.0049 ph_h 2 O -.79.33 -.77 -.030432 -.9337 ph_kcl -.7040.3 -.449724 -.022 -.0727 S.2429.04223 -.40 -.09.049 H.9932 -.0229 -.03372 -.2279.04470 T.92302.047 -.200 -.4.099 P 2 O.302.7939.2299 -.94.2979 K 2 O.3 -.09 -.2334.43 -.0240 Fe 2 O 3.30340.3732.222 -.00.0942 CaO.4790.347.999.3 -.7 MgO -.04 -.9772.037 -.9499 -.303 Statisticky průkazné charakteristiky jsou zvýrazněny Zjednodušeně lze tedy říci, že vystihuje hloubkovou pozici vzorku (horizontu) v půdním profilu. Druhá osa je pak silně závislá na obsahu přístupného fosforu a železa. Třetí ordinační osa souvisí nejúžeji s acidobazickými poměry půdy (obr. 3, 4). Z výsledků ordinačních analýz je patrné, že hlavní změny proběhly v povrchových půdních horizontech, přičemž charakter změn je na většině ploch obdobný, pouze plochy 9 a se zřetelně odlišují. Závěr Z výsledků šetření dle dominantních dřevin v Krkonoších vyplývá, že se převážně jedná o půdy silně kyselé, na živiny chudé a sorpčně nenasycené. Relativně nejpříznivější půdní poměry byly zjištěny v bukových porostech, méně příznivé byly již ve smíšených a smrkových porostech a nejméně příznivé v klečových porostech. Hlavní změny v jednotlivých porostech a diferencovaně dle jednotlivých dřevin proběhly v povrchových půdních horizontech, přičemž charakter změn byl závislý na konkrétních stanovištních a porostních podmínkách. Celkově však narůstaly se stoupajícími lesními vegetačními stupni. V roce 993 lze konstatovat nejprokazatelnější dopad imisně ekologické kalamity. Fyzikálně chemické vlastnosti nevykazují v globále od roku 90 do současnosti, přes jistou rozkolísanost, významnější rozdíl. Obsah přístupných živin se však průkazně snížil, rostoucí obsah přístupných živin se objevil jen pod listnatými porosty. 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze 0

FE2O3 P2O 0. PH_KCL PH_H2O CAO PCA 2 0 S T H MGO K2O TOT_C TOT_N -0. -0. 0 PCA 0. Obrázek 3. Prvé dvě ordinační osy (metoda PCA) - poloha půdně-chemických charakteristik v klečových porostech 0. CAO P2O FE2O3 0 MGO TOT_C TOT_N H PCA 3 K2O T PH_KCL -0. S PH_H2O - -0. 0 PCA 2 0. Obrázek 4. Prostor druhé a třetí ordinační osy (metoda PCA) - poloha půdně-chemických charakteristik v klečových porostech 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze

Poznámka Příspěvek vznikl v rámci řešení projektu VaV /2/2/04 Zvýšení podílu přírodě blízké porostní složky ekosystému lesa velkoplošných chráněných území. Literatura BINKLEY, D. (9): Forest nutrition management. New York, J. Wiley. 29 s. DUCHAUFOUR, P. (92): Pedology. Pedogenesis and classification.. ed. London, G. Allen and Unwin. 44 s. KLIMO, E. (990): Lesnická pedologie. Brno, VŠZ. 2 s. PAŠŤALKOVÁ, H. PODRÁZSKÝ, V. VACEK, S. (0): Půdy klečového vegetačního stupně v Krkonoších. Opera Corcontica 3: 7-27. PODRÁZSKÝ, V. (99): Vývoj půdního chemismu v bukových, smíšených a smrkových porostech Krkonoš. Lesnictví - Forestry 42, 2: 92-99. PODRÁZSKÝ V. - VACEK, S. (994): Půdy ochranných lesů Krkonoš. Opera Corcontica 3: - 2. ŠÁLY, R. (97): Pôda, základ lesnej produkcie. Bratislava, Príroda. 23 s. ŠÁLY, R. (9): Pedológia a mikrobiológia. Zvolen, VŠLD. 37 s. ŠARMAN, J.: Vliv pěstebního zásahu na stav povrchového humusu v jedlovém porostu. Lesnictví, 2, 979, č. 7, s. 9-04. ŠMÍDOVÁ, V. (99): Metodiky používané při rozborech na VÚLHM VS Opočno. Opočno, Výzkumná stanice Opočno. Nestr., Strojopis. VACEK, S. - PODRÁZSKÝ, V. (994): Změny chemismu v lesních půdách Krkonoš. Zprávy lesnického výzkumu, 39, č. 4, s. - 2. VACEK, S. PODRÁZSKÝ, V.: Development trends in forests of the Krkonoše Mts under emission load. In: Mountain National Parks and Biosphere Reserves: Monitoring and Management. Proceedings of International Conference. Špindlerův Mlýn, Krkonoše National Park,. 23. September 993. Eds. J. Flousek, G. C. S. Roberts,, Krkonoše National Park Administration 99, s. 9 74. VACEK, S. MATĚJKA, K.: The state of forest stands on permanent research plots in the Krkonoše Mts in years 97 997. Journal of Forest Science, 4, 999, č. 7, s. 29 3. VACEK, S. PODRÁZSKÝ, V.: Soil chemistry changes in the Krkonoše Mts during the last decade. In: Effect of global climate change on boreal and temperate forests. Eds. K. Vančura, V. Šrámek, Praha, Forestry and Game Management Research Institute, Jíloviště Strnady, Praha 999, s.. VACEK, S. PODRÁZSKÝ, V. MATĚJKA, K.(00): Stav a vývoj lesních půd na TVP v Krkonoších v letech 90 99. Opera Corcontica, 37, s. 0. Kontakt Prof. Ing. Vilém Podrázský, CSc. podrazsky@fle.czu.cz Doc. RNDr. Stanislav Vacek, DrSc. vacekstanislav@fle.czu.cz Katedra pěstování lesů Fakulta lesnická a environmentální České zemědělské univerzity v Praze Kamýcká 7 2 PRAHA SUCHDOL Ing. Karel Matějka, CSc. ids@infodatasys.cz IDS Na Komořsku 27/2A 43 00 PRAHA 4 2..0, Ústav hospodářské úpravy lesů LDF MZLU v Brně a Katedra pěstování lesů FLE ČZU v Praze 2