Electronic Library of Scientific Literature - © Academic Electronic Press

EKOLÓGIA

Volume 20 / Suppl. 1 / 2001

Stress identification and its response in the Ecosystems of Norway spruce monocultures and in the floodplain forests

(The collection of papers of the Institute of Forest Ecology, Faculty of Forestry and Wood Technology, Mendel University of Agriculture and Forestry, Brno, The Czech Republic)
Published with the financial support of the CR Ministry of Education, Youth and Physical Training

• PRODUCTION CAPACITY OF DOUGLAS FIR (PSEUDOTSUGA MENZIESII [MIRB.] FRANCO) IN A MIXED STAND
• A CONTRIBUTION TO THE KNOWLEDGE OF RESILIENCE OF FOREST ECOSYSTEMS AT HIGHER ALTITUDES OF THE MORAVIAN-SILESIAN BESKIDS
• REACTION OF THE ASSIMILATORY TISSUES OF NORWAY SPRUCE (PICEA ABIES [L.] K A R S T.) AND SILVER FIR (ABIES ALBA M I L L.) TO IMMISSION STRESS IN REGIONS UNDER A LONG-TERM AIR POLLUTION LOAD
• CHANGES IN MINERAL NUTRITION OF NORWAY SPRUCE (PICEA ABIES [L.] K A R S T.) UNDER THE IMPACT OF DROUGHT
• COMPARISON OF BEECH (FAGUS SYLVATICA [L.] M I L L.) AND SPRUCE (PICEA ABIES [L.] K A R S T.) ROOT BIOMASS IN LIMED AND CONTROL LOCALITIES AT BÍLÝ KŘÍŽ IN THE BESKIDS
• MUTUAL RELATIONS OF MOUNTAIN ASH, BEECH AND SPRUCE ROOT SYSTEMS IN THE MIXED MOUNTAIN FOREST
• LONG-TERM COURSE OF TRANSPIRATION IN A FLOODPLAIN FOREST IN SOUTHERN MORAVIA ASSOCIATED WITH CHANGES OF UNDERGROUND WATER TABLE
• EFFECT OF WATER REGIME CHANGES ON THE DIVERSITY OF PLANT COMMUNITIES IN FLOODPLAIN FORESTS
• GROWTH RESPONSE OF OAK (QUERCUS ROBUR L.) AND ASH (FRAXINUS ANGUSTIFOLIA V A H L.) ON CHANGED CONDITIONS OF THE FLOODPLAIN FOREST GEOBIOCOENE HYDROLOGICAL REGIME
• STRESS FACTORS OF SOIL MOISTURE REGIME IN FLOODPLAIN FORESTS

PRODUCTION CAPACITY OF DOUGLAS FIR (PSEUDOTSUGA MENZIESII [MIRB.] FRANCO) IN A MIXED STAND

Kantor P., Knott R., Martiník A.: Production capacity of Douglas fir (Pseudotsuga menziesii [M i r b.] F r a n c o) in a mixed stand. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 5-14.

In the conditions of central Europe, Douglas fir is an introduced tree species with an extremely high production potential. The fact was confirmed by investigations made in an experimental mixed stand which has been left to natural development with no intentional fellings since 1961. The stand is situated 10 km north of Brno at an altitude of 430 m and its age in the last year of measurements (1999) was 68 years. In a colourful mixture of 7 species (pine, larch, Douglas fir, oak, beech, hornbeam, linden) Douglas fir singled out during the natural development as the most productive species with the volume of one tree and the volume increment reaching up to 2.9 m³ and 0.15 m³.yr^-1 at the age of 68 years. With a certain circumspection, Douglas fir can be recommended as an alternative tree species (at the expense of spruce) in the target composition of forest stands in areas of wooded hills in the Czech Republic.
Key-words: Douglas fir, mixed stands, natural development, production, ecological stability

Kantor P., Knott R., Martiník A.: Produkční schopnost douglasky tisolisté (Pseudotsuga menziesii [M i r b.] F r a n c o) ve smíšeném porostu.

Douglaska tisolistá patří bezesporu k lesnicky významným introdukovaným dřevinám s mimořádným produkčním potenciálem. V řadě evropských zemí např. Německo, Francie se předpokládá zvýšení jejího zastoupení až na 5 % rozlohy lesů a to i z pohledu nejistoty vývoje klimatu v příštím století. Některé poznatky (Teuffel, Kastrup, 1998; Soják, 1996; Wolf, 1998a; Huss, 1996) totiž naznačují, že je schopna ve středoevropských podmínkách tolerovat poměrně značný srážkový deficit, i když ve své domovině, v severní Americe se uvádí optimum jejího růstu v oblastech se srážkami až 1400 mm za rok. Podobně i naše šetření, která potvrdila vysokou produkční schopnost douglasky, uskutečnila se na stanovišti, kde se roční srážky pohybují v rozpětí pouze 500 až 550 mm.
V pestré směsi s dalšími 6 dřevinami (borovice, modřín, dub, buk, habr, lípa) se douglaska vyčlenila přirozeným vývojem jako hlavní produkční dřevina s extrémně vysokým a dynamickým tloušťkovým i objemovým přírůstem (ve věku 68 let objem jednoho stromu až 2,9 m³, ve věku 100 let lze očekávat objem jednoho stromu až 6 m³.
Tyto výsledky nelze samozřejmě přeceňovat zejména proto, že dosud nejsou vyhodnocena pedologická, ekofyziologická a další šetření z tohoto experimentu. Přesto lze již dnes s jistou mírou opatrnosti doporučit alternativní zavádění jednotlivě přimísené douglasky (v rozsahu 10 až 30 %) do cílové skladby lesních porostů v chlumních oblastech České republiky.

A CONTRIBUTION TO THE KNOWLEDGE OF RESILIENCE OF FOREST ECOSYSTEMS AT HIGHER ALTITUDES OF THE MORAVIAN-SILESIAN BESKIDS

Kulhavý J., Betušová M., Formánek P.: A contribution to the knowledge of resilience of forest ecosystems at higher altitudes of the Moravian-Silesian Beskids. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 15-35.

On the example of a spruce monoculture established by artificial regeneration in the Bílý Kříž locality in the Moravian-Silesian Beskids (The Czech Republic) at an altitude of 908 m, available parameters were analysed of the element balance and ecological stability of the ecosystem was evaluated. Results of the study show that the forest ecosystems are in a stationary state distant from the equilibrium one and their resistance against changes in the abiotic environment (resi-lience) is low. Critical parameters are as follows: unsuitable species and spatial structure of stands, high input of acids in precipitation, unbalanced element budget, flat root system and lack of nitrogen and magnesium in mineral nutrition. In case of the occurrence of unsuitable climatic events there is a high probability of forest stand damage in the future.
Key words: spruce stands, air pollution, The Czech Republic, resilience

Kulhavý J, Betušová M., Formánek P.: Příspěvek k poznání resilience lesních ekosystémů vyšších poloh Moravskoslezských Beskyd.

Na příkladu smrkové monokultury založené umělou obnovou v náhorní partii Bílého Kříže v Moravsko-slezských Beskydech (Česká republika) v nadmořské výšce 908 m byly analyzovány dostupné parametry látkové bilance a hodnocena ekologická stabilita ekosystému. Z výsledků je patrné, že studované lesní ekosystémy se nacházejí ve stacionárním stavu vzdáleném od stavu rovnovážného a jejich odolnost vůči změnám abiotického prostředí (resilience) je nízká. Kritickými parametry jsou nevhodná druhová a prostorová skladba porostů, vysoký vstup kyselin do porostu ve srážkách, nevyrovnaná látková bilance, plochý kořenový systém a nedostatek dusíku a hořčíku v minerální výživě. V případě výskytu nepříznivých klimatických jevů je vysoká pravděpodobnost poškození porostů v budoucnu.

REACTION OF THE ASSIMILATORY TISSUES OF NORWAY SPRUCE (PICEA ABIES [L.] K A R S T.) AND SILVER FIR (ABIES ALBA M I L L.) TO IMMISSION STRESS IN REGIONS UNDER A LONG-TERM AIR POLLUTION LOAD

Bednářová, E.: Reaction of the assimilatory tissues of Norway spruce (Picea abies [L.] K a r s t.) and silver fir (Abies alba M i l l.) to immission stress in regions under a long-term air pollution load. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p.36-45.

In the presented study the reaction of the assimilatory tissues of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and silver fir (Abies alba Mill.) to immission stress has been evaluated. A study method was used evaluating changes of epicuticular waxes which have above all a protective function and are damaged by immissions as the first, even before the damage to assimilatory tissues is visible. The reaction of these two tree species was monitored on two localities under a long-term air pollution load and on three control plots in regions free of air pollution. Epicuticular waxes of Norway spruce in the immission regions were damaged already with the first needle year-class, while those on the plots without immissions only after three years. In silver fir no damage to epicuticular waxes was found even in the regions under a long-term air pollution load. The structure and amount of epicuticular waxes of silver fir, compared to samples from the regions free of air pollution, did not differ. First negative changes occurred only after three years. The epicuticular waxes of silver fir (Abies alba Mill.) are more resistant to the immission stress, compared to those of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and no destruction of them in the immission regions occurs as early as with the Norway spruce.
Key words: fir, needle, spruce, air-polluted, destruction, waxes, altitude, damaged

Bednářová E.: Reakce asimilačního aparátu na imisní stres u smrku (Picea abies [L.] K a r s t.) a jedle bělokoré (Abies alba M i l l.) v oblastech pod dlouhodobou imisní zátěží.

V předkládané studii byla hodnocena reakce asimilačního aparátu smrku ztepilého (Picea abies [L.] Karst.) a jedle bělokoré (Abies alba Mill.) na imisní stres. Byla použita metoda studia změn u epikutikulárních vosků, které mají především ochrannou funkci a jako první jsou imisemi poškozovány ještě dříve, než je poškození asimilačního aparátu viditelné. Reakce těchto dvou dřevin byla sledována na dvou lokalitách pod dlouhodobou imisní zátěží a na třech kontrolních plochách bez imisí. Epikutikulární vosky u smrku ztepilého byly na imisních plochách poškozeny již u prvního ročníku jehličí, na plochách bez imisí až po třech letech. U jedle bělokoré nebylo nalezeno poškození epikutikulárních vosků ani v oblastech pod dlouhodobou imisní zátěží. Struktura a množství epikutikulárních vosků se u jedle bělokoré nelišila oproti vzorkům z oblastí bez imisí. K prvním negativním změnám docházelo teprve po třech letech. Epikutikulární vosky u Abies alba Mill. jsou odolnější imisnímu tlaku než u Picea abies [L.] Karst. a nedochází k jejich destrukci v imisních oblastech tak brzy jako u smrku ztepilého.

CHANGES IN MINERAL NUTRITION OF NORWAY SPRUCE (PICEA ABIES [L.] K A R S T.) UNDER THE IMPACT OF DROUGHT

Grabařová S., Martinková M.: Changes in mineral nutrition of Norway spruce (Picea abies [L.] K a r s t.) under the impact of drought. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 46-60.

Norway spruce (Picea abies [L.] K a r s t.) relatively fast creates good quality wood that is easy to process; therefore it is intensively grown all over Europe. For instance, nowadays in the Czech Republic´s territory it is grown as large monocultures also in lower altitudes, the growth conditions of which do not meet requirements of this tree species. It is assumed that this species is affected by stress factors of both northern and southern forests as well as those of Central European forests (frosts, drought, air pollution) in this country. In the present study we have attempted to investigate negative effects of drought and late frosts in relation to the level of mineral nutrition. Investigations were carried out in a first generation spruce monoculture (Picea abies [L.] K a r s t., 77­92 years old) on a research plot of the Institute of Forest Ecology in Rájec nad Svitavou – (625­640 m above sea level, 49°20´37´´ of northern latitude (j), 16° 42´ 1´´ of eastern longitude (l)). In the experimental stand the influence of rainfall was restricted by covering the area of 225 m² with a roof (placed under tree crowns) in the period of 1982­1985. Sample needles of various age categories were withdrawn from apical, medial and basal parts of crowns of two trees three times (in 1983, 1990, 1997) within a period of fifteen years. One of the sample trees represented a group of trees affected by artificial water stress, the other sample tree was a control one. In the withdrawn needles of relevant year classes concentrations of selected nutrients (N, P, K, Ca, Mg) were determined. Changes in concentrations of nutrients in needles were interpreted with respect to moisture and temperature conditions in individual years, climate variations in the course of time and growth changes. In vegetation periods, nitrogen and magnesium concentrations were affected (decreased) the most by the drought, contents of phosphorus and potassium were affected to a smaller extent. The needle year classes showed decreased contents of nitrogen, magnesium and potassium, falling bellow minimum sufficient levels. It took one or more years to restore a sufficient to optimum level of mineral nutrition, depending on stress intensity. Very low concentrations of nutrients in needles were found also in the control tree, as a consequence of fungal attack. The data obtained have pointed out that artificially established Norway spruce stands in lower altitudinal vegetation zones were repeatedly endangered not only by air pollution (a common phenomenon in Central Europe) but also by spells of drought in growing season, frosty winters without sufficient amount of snow and by late frosts. Repeated weakening of trees results in premature ageing and predisposes the stands to fungal and insect attacks.
Key-words: Norway spruce, needles, N, P, K, Ca, Mg concentrations, drought

Grabařová S., Martinková M.: Změny v minerální výživě smrku ztepilého (Picea abies [L.] K a r s t.) pod vlivem sucha.

Smrk ztepilý (Picea abies [L.] K a r s t.) vytváří relativně rychle kvalitní a dobře zpracovatelné dřevo; proto byl a je v celé Evropě intenzívně pěstován. Například na území ČR tvoří dnes rozsáhlé monokultury i v nižších polohách, jejichž růstové podmínky neodpovídají těm, které dřevina vyžaduje. Lze předpokládat, že se zde tento druh setkává se stresory jak severských, tak jižních i středoevropských lesů (mráz, sucho, vliv imisí).
Ve studii jsme se pokusili vysledovat negativní účinky sucha a pozdního mrazu ve vztahu k úrovni minerální výživy. Sledování probíhala ve smrkové monokultuře první generace (Picea abies [L.] Karst., věk 77­92 let) na výzkumné ploše Ústavu ekologie lesa – Rájec nad Svitavou – (625­640 m nm, 49° 20´ 37´´ severní šířky (j), 16° 42´ 1´´ východní délky (l)). V rámci experimentálního porostu byl omezen vliv srážek v letech 1982­1985 zastřešením plochy (pod korunami stromů) o rozměrech 225 m². V časovém rozpětí patnácti let byly provedeny odběry vzorků jehličí různých věkových kategorií z vrcholových, středních a bazálních částí korun dvou stromů a to ve třech termínech (v roce 1983, 1990 a 1997). Jeden ze vzorníků reprezentoval skupinu stromů ovlivněnou umělým vodním stresem, druhý byl kontrolní. V odebraných jehlicích příslušných věkových tříd byly stanoveny koncentrace vybraných živin (N, P, K, Ca, Mg). Změny v koncentraci živin jehlic byly interpretovány vzhledem k vláhovým a teplotním poměrům jednotlivých let, vzhledem k časovému rozložení klimatických výkyvů a vzhledem k růstovým změnám. Suchem byl ve vegetačním období nejvýznamněji ovlivněn (snížen) obsah dusíku a hořčíku, v menší míře fosforu a draslíku. U nejmladších ročníků jehlic došlo k poklesu dusíku, hořčíku a draslíku až pod prahovou hodnotu dostatečné úrovně. Obnovení dostatečné až optimální úrovně minerální výživy trvalo jeden rok až více let v závislosti na míře stresu. Velmi nízké hodnoty koncentrace živin v jehlicích vykázal také kontrolní strom, a to v důsledku jeho napadení houbou. Získané údaje upozorňují na opakovaná ohrožení uměle založených porostů smrku ztepilého v nižších vegetačních stupních nejen znečištěným ovzduším (jak je ve střední Evropě časté), ale i výskytem přísušků během vegetačního období, výskytem mrazivých zim bez dostatečné sněhové pokrývky a výskytem pozdních mrazů. Opakované oslabování stromů vede k jejich předčasnému stárnutí a predispozici k ataku hub a hmyzu.

COMPARISON OF BEECH (FAGUS SYLVATICA [L.] M I L L.) AND SPRUCE (PICEA ABIES [L.] K A R S T.) ROOT BIOMASS IN LIMED AND CONTROL LOCALITIES AT BÍLÝ KŘÍŽ IN THE BESKIDS

Šustek S.: Comparison of beech (Fagus sylvatica [L.] M i l l.) and spruce ( Picea abies [L.] K a r s t. ) root biomass in limed and control localities at Bílý Kříž in the Beskids. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 61-78.

Using the image analysis of ACC 32 software, total root surface was calculated and active water absorbing root surface approximately determined for six trees both in the limed and control localities. In order to obtain root samples, a horizontal outcrop was done using the method of monoliths in the profile of a transversal transect adjacent to the tree basis. Roots from the monoliths were rinsed on sieves and scanned with the CCD Oskar camera at the resolution of 600 x 800 pixels. Different levels of forest soil rooting through with a dominant spruce, intermediate spruce, dominant beech and intermediate beech, 19 years old on average, were observed in the localities under study. The results of measurements have shown that beech roots in the control locality penetrated to a greater depth of the soil profile and total active surface of beech roots was larger in the limed locality. In the limed locality, the depth of rooting through for the beech was 20-25 cm greater than that for the spruce. In the control locality, the entire soil profile was rooted through by the spruce and beech. In this locality, a significantly greater water absorbing surface of beech roots was observed and determined in the lower soil horizons. In the limed locality, the largest water absorbing root surfaces of the beech and spruce were found in the upper soil horizons. If we compare the amount of beech and spruce root biomass in the limed locality, we can see that in the upper horizons there was more spruce root biomass and in the lower ones there was more beech root biomass. Biomass of roots growing in surface layers was higher, the beech to spruce ratio was lower. Lower soil horizons were little rooted through or nearly without roots.
Key words: root biomass, methods of measurement, Norway spruce, beech

Šustek S.: Srovnání biomasy kořenů buku ( Fagus sylvatica [L.] M i l l.) a smrku (Picea abies [L.] K a r s t .) na vápněné a kontrolní lokalitě v Beskydech na Bílém Kříži.

Pomocí obrazové analýzy softwaru ACC 32 byl spočítán celkový a přibližně stanoven aktivní vodu pohlcující povrch kořenů pro šest stromů z vápněné a kontrolní lokality. Pro získání vzorků kořenů byl proveden horizontální odkryv metodou monolitů v profilu příčného transektu přilehlého k bázi dřeviny. Bylo porovnáno rozdílné prokořenění lesní půdy předrůstavým smrkem, vrůstavým smrkem, předrůstavým bukem a vrůstavým bukem o průměrném stáří 19 let, na obou rozdílných lokalitách. Z výsledků šetření vyplývá, že kořeny buku na kontrolní “slovenské” ploše prokořeňují větší hloubky půdního horizontu, jejich aktivní povrch byl celkově větší na vápněné “české” lokalitě. Na vápněné lokalitě rostly největší vodosorpční kořenové povrchy buku a smrku ve svrchních půdních horizontech. Na kontrolní lokalitě, která nebyla vápněna, většina kořenů obou dřevin rostla ve spodních vrstvách půdního horizontu, kde měla větší povrchy kořenů, poměr buk smrk byl nižší.

MUTUAL RELATIONS OF MOUNTAIN ASH, BEECH AND SPRUCE ROOT SYSTEMS IN THE MIXED MOUNTAIN FOREST

Palátová E., Mauer O.: Mutual relations of mountain ash, beech and spruce root systems in the mixed mountain forest. Ekológia (Bratislava), Vol.20, Supplement 1/2001, p. 79-91.

The paper presents an analysis of the root system distribution and mutual relations of root systems within the soil space of transitional mountain forest. The analysis included the trees of European mountain ash, European beech and Norway spruce at the age of twenty to sixty years and made use of non-destructive methods (soil georadar) and a destructive archaeological study. It follows from the results that the studied tree species share the soil space although the condition leads to the asymmetric spatial distribution of roots. The relations between mountain ash and beech are antagonistic. Reasons are discussed and some recommendations are proposed to minimize stress at managing the tree species in question.
Key-words: Mountain ash, European beech, Norway spruce, root system architecture, mutual relations of root systems

Palátová E., Mauer O.: Vzájemné vztahy kořenových systémů jeřábu, buku a smrku ve smíšeném horském lese.

Práce analyzuje rozložení kořenových systémů a jejich vzájemné vztahy v půdním prostoru přechodného horského lesa. Analyzovány jsou stromy jeřábu ptačího, buku lesního a smrku ztepilého ve stáří dvacet až šedesát let. K analýzám byly použity nedestruktivní metody (půdní georadar) i destruktivní “archeologické” studie. Z výsledků jednoznačně vyplývá, že sledované dřeviny se dělí o půdní prostor, byť tato dělba vyvolává nesymetrii v rozložení kořenů. Vztahy mezi jeřábem a bukem jsou antagonistické. Jsou diskutovány příčiny a předložena některá doporučení, která mají minimalizovat stres při obhospodařování předmětných dřevin.

LONG-TERM COURSE OF TRANSPIRATION IN A FLOODPLAIN FOREST IN SOUTHERN MORAVIA ASSOCIATED WITH CHANGES OF UNDERGROUND WATER TABLE

Čermák J., Kučera J., Prax A., Bednářová E., Tatarinov F., Nadyezhdin V.: Long-term course of transpiration in a floodplain forest in a southern Moravia associated with changes of underground water table. Ekológia (Bratislava), Vol.20, Supplement 1/2000, p. 92-115.

Transpiration of fully grown floodplain forests growing on heavy alluvial soils in southern Moravia was studied during 10 years over the period of 27 years under changing environmental conditions and impacts of water management measures. The study period characterized the situation under last regular floods in early seventies, about 20 year long transition period with no floods and decreased underground water table and several years long recent period, when water table increased again due to controlled watering. Transpiration was estimated through continuous sap flow measurement over the whole growing seasons using stem segment heat balance method applied on a series of sample trees (mostly oaks, to much less extent also ash and lime). Floodplain forests growing under non-limiting soil water supply and high evaporation demands transpired high amounts of water approaching up to about 80% of potential evapotranspiration. This amount was supplied up to 70% from underground water sources and 30% from precipitation. Lack of soil water as well as soil air supply limited transpiration, absorption of water decreased in locally long-term flooded trees. Water consumption of forests significantly decreased after water management measures, which led to decreasing underground water table. Then only about 10% of transpired water were supplied from underground, the rest was dependent on local precipitation. Trees with unfavorable root/shoot ratio suffered relative drought due to insufficient hydraulic conductivity of slightly desiccated soil around orginally developed (during the flood period) small root systems as shown before. Such a situation can endanger functional stability of forests if dry years would occur. Trees already adapted to changed water supply conditions during about 16 and more years, were able to absorb about 30% of water from underground sources for their transpiration. Studied floodplain forests are recently (24 years after cessation of floods) functionally adapted to changes of water supply and after a period of increased danger of tree decline by drought have now a better chance to survive. It can be expected that controlled periodical soil water and air supply will further improve the situation, if already occurred adaptation of forests will be considered.
Key words: transpiration, floodplain forests, underground water table, long-term changes, adaptation

Transpirace lužních lesů rostoucích na těžké aluviální půdě v povodí řeky Dyje na jižní Moravě byla studována během deseti let v období 27 let při rozdílných podmínkách prostředí a pod vlivem následků vodohospodářských úprav krajiny. Studie pokryla období posledních pravidelných záplav začátkem sedmdesátých let, asi dvacetileté období pozastavených záplav s následujícím poklesem hladiny podzemní vody a několikaleté současné období, kdy hladina podzemní vody opět stoupla v důsledku řízeného zavodňování. Transpirace porostů byla zjišťována prostřednictvím kontinuálních celosezonních měření transpiračního proudu pomocí metody tepelné bilance segmentu kmene u souborů stromových vzorníků dubu, v menší míře také jasanu a lípy. Lužní lesy rostoucí v nelimitujících půdních vlhkostních podmínkách při vysokých evaporačních požadavcích transpirovaly velká množství vody, blížící se 80% potenciální evapotranspirace. Toto množství pocházelo až ze 70% z podzemní vody a 30% z místních srážek. Transpirace byla příležitostně limitována jak nedostatkem půdní vláhy, tak nedostatkem vzduchu v půdě u dlouhodobě zaplavených stromů. Silně a dlouhodobě se snížila po vodohospodářských úpravách s následným poklesem podzemní vody. Za těchto podmínek pocházelo jen asi 10% transpirované vody z podzemních zdrojů, zbytek závisel na srážkách. Předchozí studie (Čermák, Prax, 2001) ukázala, že v období se sníženou hladinou podzemní vody stromy s nepříznivým poměrem ploch listů/kořenů trpěly relativním suchem v důsledku nepostačující hydraulické vodivosti i mírně vysušených půd v blízkosti povrchu původně (v době záplav) málo rozvinutých kořenových systémů. Tato situace může při výskytu sušších let ohrozit funkční stabilitu celých porostů. Stromy dlouhodobě (16 a více let) adaptované na zhoršené vlhkostní podmínky dokázaly pro svou transpiraci absorbovat kolem 30% vody z podzemních zdrojů. V době 24 let po pozastavení pravidelných záplav se stromy jeví již adaptované na zhoršené vlhkostní podmínky a tedy s větší nadějí na přežití v dané situaci. Lze předpokládat, že řízené periodické zavlažování zabezpečí větší dodávku vody i vzduchu do půdy a situaci dále zlepší, bude-li uvážena již proběhlá adaptace stromů.

EFFECT OF WATER REGIME CHANGES ON THE DIVERSITY OF PLANT COMMUNITIES IN FLOODPLAIN FORESTS

Maděra P.: Effect of water regime changes on the diversity of plant communities in floodplain forests. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 116-129.

Repeated phytocoenological investigations were conducted on permanent research plots in the National Nature Reserves Cahnov and Ranšpurk in 1973, 1994 and 1998. Changes in the diversity of floodplain forest communities were evidenced by assessing the undergrowth synusia in geobiocoene type groups Alni glutinosae-saliceta, Querci roboris fraxineta and Ulmi-fraxineta carpini in dependence on changes of hydrological regime. The decreased water table and the elimination of floods result in impaired diversity. In contrast, the revitalization measures have a favourable effect on the processes leading to a return to the original condition.
Key-words: floodplain forests, water regime changes, artificial flooding, plant communities diversity

Na základě hodnocení opakovaného fytocenologického šetření v NPR Cahnov a Ranšpurk v letech 1973, 1994 a 1998 lze konstatovat následující závěry. Hydrotechnické zásahy, které mají za důsledek snížení hladiny podzemní vody a eliminaci záplav, významným způsobem snižují diverzitu na úrovni společenstev lužních lesů. Snižuje se plocha vlhkých typů geobiocénů, především společenstev typů geobiocénů Alni glutinosae-saliceta a Querci roboris-fraxineta. Do těchto společenstev postupně pronikají druhy rostlin indikující nižší půdní vlhkost a naopak ustupují druhy vázané na vyšší hladinu podzemní vody a záplavy. Regulací řek takřka zcela vymizela společenstva vázaná na dynamickou činnost meandrujícího toku, tj. Saliceta albae a Ulmi-fraxineta populi. Dominantní se v nivě stávají společenstva typu geobiocénu Ulmi-fraxineta carpini. Revitalizační opatření spočívající v realizaci zavodňovacích kanálů, která nahrazují podmokem důsledky snížené hladiny podzemní vody, mají kladný vliv na synuzii podrostu společenstev typu geobiocénu Alni glutinosae-saliceta. Na změnu struktury synuzie podrostu společenstev typu geobiocénu Querci roboris-fraxineta k původnímu stavu je však zapotřebí obnovit také záplavový režim. Změna podmínek v luhu může podpořit šíření neofytních druhů rostlin, jako např. Impatiens parviflora, Aster tradescantii. Zdá se, že snížení hladiny podzemní vody mimořádně prospívá prvně jmenovanému druhu, zatímco šíření druhu druhého může znásobit umělé povodňování.

GROWTH RESPONSE OF OAK (QUERCUS ROBUR L.) AND ASH (FRAXINUS ANGUSTIFOLIA V A H L.) ON CHANGED CONDITIONS OF THE FLOODPLAIN FOREST GEOBIOCOENE HYDROLOGICAL REGIME

Maděra P., Úradníček L.: Growth response of oak (Quercus robur L.) and ash (Fraxinus angustifolia V a h l. ) on changed conditions of the floodplain forest geobiocoene hydrological regime. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 130-142.

In the area of the Dyje-Morava floodplain, multiple changes occurred in the hydrological regime due to river regulation. The aim of the study was to find the growth response of pedunculate oak and narrow-leaved ash to changes in the hydrological regime of particular sites. Within similar site conditions expressed by the Querci roboris-fraxineta geobiocoene type, 4 plots were distinguished with oak and ash stands of about the same age (100-120 years). Each of the plots is characterized by the different combination of changes in the water regime. In each of the plots, increment cores were taken from 16 oak and 12 ash trees, radial width of annual rings was measured and annual ring areas were calculated. Results were correlated with the course of weather in particular years and changes in the water regime or with the occurrence of floods and changes in groundwater table. The diameter growth in tree species is an unspecific reaction which is influenced by a great number of factors. In addition to the water regime changes it is also the weather which certainly has an important effect in individual years (precipitation, summer temperatures, incidence of frosts, etc.) and combines with the effect of management measures (both oak and ash are light-requiring species and exhibit a strong response to thinning) and sometimes also with defoliations. The results of the visual evaluation should therefore be considered preliminary and cannot be generalized. Yet, it appears that some growth responses and trends in oak and ash can be explained exactly by changes in the water regime.
Key words: floodplain forests, water regime, artificial flooding, Quercus robur L., Fraxinus angustifolia V a h l., radial growth

Maděra P., Úradníček L.: Růstová odezva dubu (Quercus robur L.) a jasanu (Fraxinus angustifolia V a h l.) na změněné podmínky vodního režimu geobiocénu lužního lesa.

V prostoru Dyjsko-moravské nivy došlo v posledním století k několikanásobné změně hydrologického režimu v důsledku prováděných regulací řek. V letech 1936-39 byla dokončena regulace středního toku Moravy po Hodonín, která zapříčinila výrazný nárůst zvláště letních záplav v popisované oblasti, protože rychle přivedená voda napřímeným korytem z vyšších úseků povodí nemohla být stejně rychle odvedena ještě nezregulovanou částí toku. Tato situace v oblasti soutoku řek Dyje a Moravy trvala až do roku 1976, kdy byla dokončena úprava Moravy od Hodonína až po Lanžhot, když předtím v letech 1968-72 byla provedena regulace Dyje v úseku Nové Mlýny­Břeclav. Tyto hydrotechnické úpravy měly za výsledek snížení hladiny podzemní vody o 40-90 cm (Penka et al., 1991) a prakticky vyloučení záplav. Od roku 1992 se postupně zavádí umělé, řízené jarní povodňování některých částí území v oblasti soutoku. Cílem studie je zjistit růstovou odezvu dubu letního a jasanu úzkolistého na výše uvedené změny hydrologického režimu stanovišť. V rámci obdobných stanovištních podmínek vyjádřených typem geobiocénu Querci roboris-fraxineta byly vyznačeny 4 plochy s porosty dubu a jasanu přibližně stejného věku (100-120 let). Každá plocha je charakterizována jinou kombinací změn vodního režimu. Na každé ploše byly odebrány vývrty z 16 dubů a 12 jasanů, změřena radiální šířka letokruhu a vypočteny plochy letokruhů. Výsledky byly korelovány s průběhem počasí v jednotlivých letech a s uvedenými změnami vodního režimu, respektive s výskytem záplav a změnami hladiny podzemní vody. Tloušťkový růst dřevin je reakce nespecifická, je ovlivňován velkým množstvím faktorů. Kromě změn vodního režimu má významný vliv jistě průběh počasí v jednotlivých letech (srážky, letní teploty, výskyt mrazů, apod.), hospodářské zásahy (dub i jasan jako světlomilné dřeviny významně reagují na probírkové zásahy) a v neposlední řadě i holožíry. Přesto se zdá pravděpodobné, že některé růstové reakce a trendy dubu i jasanu jsou vysvětlitelné právě změnami vodního režimu.

STRESS FACTORS OF SOIL MOISTURE REGIME IN FLOODPLAIN FORESTS

Hadaš P., Prax A.: Stress factors of soil moisture regime in floodplain forests. Ekológia (Bratislava), Vol. 20, Supplement 1/2001, p. 143-162.

The tracts of floodplain forests in southern Moravia in the alluvium of the Dyje river and Morava river were heavily impacted by anthropic activities in the last thirty years. The regulation of the two rivers, the construction of group water mains, and the specific climatic conditions markedly changed the moisture regime of soils. The process of revitalization measures was started in some parts of the floodplain forest at the beginning of the 90s. Based on both previous and very recent measurements, the paper documents the hydrological and climatic factors which affect the overall soil moisture regime in the floodplain ecosystem. They are presented results provided by the regression and correlation analysis for soil moisture, groundwater table, air and soil temperature, atmospheric precipitations.
Key word: soil moisture regime, groundwater table, air and soil temperature, precipitation, monitoring, development, moisture stress, floodplain forest of Morava/Dyje river system

Hadaš P., Prax A.: Stresové faktory vlhkostního režimu půd lužních lesů.

Komplexy lužních lesů na jižní Moravě v nivě řeky Dyje a Moravy byly v posledních třiceti letech silně ovlivněny antropickou činností. Regulací obou řek, výstavbou jímacích území skupinových vodovodů a také specifickou klimatickou situací byl značně pozměněn vlhkostní režim půd. Na počátku devadesátých let byl zahájen proces revitalizačních opatření v některých úsecích lužního lesa. Příspěvek dokumentuje na základě dříve i současně provedených měření, které hydrologické a klimatické faktory mají vliv na celkový vlhkostní režim půd lužního ekosystému. Jsou prezentovány výsledky regresní a korelační analýzy mezi objemovou vlhkostí půdy, hladinou podzemní vody, teplotou ovzduší a půdy, atmosférickými srážkami.

Electronic Library of Scientific Literature - © Academic Electronic Press