Draslík limituje potenciální růst vegetace vrchovišť při zvýšeném množství CO2 a N v atmosféře

Verze PDF

Na čtyřech rašeliništích ve Finsku, Švédsku, Švýcarsku a Nizozemsku byl experimentálně studován vliv zvýšeného obsahu CO2 v atmosféře a zvýšené atmosferické depozice dusíku na čistou primární produkci rašeliništních společenstev a na rychlost dekompozice. Ukázalo se, že limitujícím prvkem růstu rašeliníků i cévnatých rostlin je zejména draslík. Lze proto předpokládat, že zvýšený obsah CO2 v atmosféře a zvýšená atmosferická depozice N neovlivní čistou primární produkci ani rychlost dekompozice na rašeliništích v SZ Evropě.

Využitelné výstupy: 

FACE experiment (obohacení vzduchu oxidem uhličitým) zajišťoval na vybraných ploškách nepřetržitý přísun vzduchu s regulovanou koncentrací CO2 a simuloval tak zvýšení koncentrace CO2 v atmosféře. Další plošky byly během vegetační sezony zalévány roztokem NH4NO3, čímž byly obohaceny o N. Dále byl analyzován obsah nitrátů, fosfátů, amonných iontů a draslíku ve vzorcích vody. Rychlost dekompozice byla měřena jako rychlost mikrobiální respirace ve vzorcích vysušené a znovu namočené biomasy rašeliníků a vybraných cévnatých rostlin (v laboratorních podmínkách).
 
·         Zvýšený obsah CO2 urychlil nárůst biomasy rašeliníků jen nepatrně. V jejich biomase nebyly zaznamenány změny koncentrace N a P, avšak došlo ke snížení koncentrace K, který je proto při zvýšeném obsahu CO2 považován za limitující prvek růstu rašeliníku. Tomu odpovídá i pokles koncentrace K ve vodě zjištěný v první polovině vegetační sezony.
·         U cévnatých rostlin nebyl rovněž nárůst biomasy statisticky signifikantní, ačkoliv zde byl pozorovatelný trend. To mohlo být příčinou naměřeného snížení koncentrace N a K v jejich listech. Za limitní prvky pro růst rostlin při zvýšeném obsahu CO2 jsou proto považovány N a K. Tomu odpovídá pokles koncentrace nitrátů a draslíku ve vodě v průběhu celé vegetační sezony.
·         Prostředí obohacené o N umožnilo zvýšení pokryvnosti cévnatých rostlin a Polytrichum strictum, čímž byl v důsledku kompetice o světlo potlačen nárůst biomasy rašeliníku. Nárůst biomasy cévnatých rostlin ovlivněn nebyl. V listech cévnatých rostlin i v rašeliníku byla zjištěna zvýšená koncentrace N, což je vysvětlováno „luxusním“ příjmem dusíku, kdy růst je současně limitován jinými prvky či faktory.
·         Podle poměru N/P a N/K v pletivech rašeliništních druhů lze stanovit, který z prvků je limitujícím: N/P < 14 – limitující je N; N/P > 16 – limitující je P. Obdobně: N/K < 1,2 – limitující je N; N/K > 1,4 – limitující je K (hodnoty v rozmezí mezi uvedenými hodnotami znamenají kolimitaci obou prvků).
·         Rychlost dekompozice nebyla ovlivněna změnami obsahu N a K v  rostlinné biomase.
 
Zvýšený obsah CO2 v atmosféře a zvýšená atmosferická depozice N neovlivní čistou primární produkci ani rychlost dekompozice na rašeliništích v SZ Evropě.

Grafické přílohy: 
Obr.1: Studované lokality, klimatické podmínky a atmosferická depozice dusíku.
Obr.2: Přehled dominantních druhů na studovaných lokalitách v roce 1996 (tj. před zahájením experimentu).
Obr.3: Změny koncentrací amoniaku, nitrátu, fosforu a draslíku v povrchové vrstvě vody v průběhu tří vegetačních sezon.
Obr.4: Vliv zvýšeného množství CO2 na obsah N, P a K v biomase.
Obr.5: Vliv zvýšeného množství N na obsah N, P a K v biomase.
Obr.6: Vliv zvýšeného množství CO2 na průměrnou rychlost respirace (~ dekompozice). Efekt nebyl signifikantní.
Obr.7: Vliv zvýšeného množství N na průměrnou rychlost respirace (~ dekompozice). Efekt nebyl signifikantní.
Obr.8: N/P vs N/K ratio. Na ose x je vynesen poměr N/P, na ose y poměr N/K. Prostor grafu je rozdělen na tři části podle toho, který prvek je v nich limitující. Zjištěním poměrů prvků v biomase rašeliníku z konkrétní lokality lze zjistit, který prvek je na dané lokalitě limitujícím.
Obr.9: N/P vs N/K ratio. Na ose x je vynesen poměr N/P, na ose y poměr N/K. Prostor grafu je rozdělen na tři části podle toho, který prvek je v nich limitující. Zjištěním poměrů prvků v biomase (v listech) cévnatých rostlin z konkrétní lokality lze zjistit, který prvek je na dané lokalitě limitujícím.
Zdroj: 
Hoosbeek M.R., Van Breemen N., Vasander H., Buttler A. & Berendse F. (2002): Potassium limits potential growth of bog vegetation under elevated atmospheric CO2 and N deposition. – Global Change Biology 8: 1130-1138.
Zadal: 
Vojtěch Taraška
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.