Expanze buku v NPR Žofínský prales.

Verze PDF

Buk lesní (Fagus sylvatica) v posledním století expanduje do mnoha lesních porostů ve střední Evropě. Autoři se zaměřili na časo-prostorovou dynamiku nových jedinců buku, jakožto hlavního mechanizmu jeho úspěšné expanze. Studie byla provedena na trvalých plochách v NPR Žofínský prales. Dlouhodobé sledování těchto ploch umožnilo analyzovat dynamiku lesních porostů v období let 1975 až 2008.

Studie potvrdila růst zastoupení buku lesního na úkor smrku a jedle. Ukázalo se, že noví jedinci buku do průměru kmene 4 cm mohou dlouhodobě růst v zapojeném porostu. Na zvýšené množství světla po odumření starých stromů pak reagují rychlým růstem. Díky těmto vlastnostem může buk v porostech postupně nahrazovat smrk (noví jedinci buku jsou v podrostu přítomni ještě před odumřením starých stromů). Autoři usuzují, že bez výrazných disturbancí, které by změnily strukturu společenstva, se buk lesní stane jediným dominantním druhem.

Využitelné výstupy: 
  • Studie byla provedena na 25 ha ploše (The Zofin Forest Dynamic Plot), která je intenzivně studována od roku 1975. Dominantním druhem je buk lesní (Fagus sylvatica) s příměsí smrku ztepilého (Picea abies), jedle bělokoré (Abies alba) a dalších listnáčů. Pro analýzy byly využity údaje o poloze všech stromů s DBH (průměr v prsní výšce) ≥ 10 cm z let 1975, 1997 a 2008. V roce 2012 bylo navíc provedeno mapování všech stromů s DBH ≥ 1 cm. Jedinci byli rozděleni do 10 kategorií: malé stromky 0102 (DBH 1-2 cm), malé stromky 0304 (DBH 3-4 cm), malé stromky 789 (DBH 7-9 cm), malé stromy (DBH 10-24 cm), střední stromy (DBH 25-54 cm), velké stromy (DBH ≥ 55 cm), všechny stromy (DBH ≥ 10 cm), nové stromy (noví jedinci, kteří od posledního sčítání dosáhli DBH ≥ 10 cm), přežívající stromy (jedinci s DBH ≥ 10 cm, kteří přežili od předchozího sčítání) a nové gapy (jedinci s DBH ≥ 10 cm 55 cm, kteří odumřeli v období 1997-2012). Prostorové analýzy byly provedeny na sedmi 1 ha plochách o velikosti 100 × 100 m (obrázek 1).
  • Výrazné shlukování jedinců buku s průměrem kmene větším než 10 cm korelovalo s novými stromy v plochách, kde se buk šířil na úkor smrku. Na druhou stranu, v některých plochách docházelo ke snížení shlukování buku, což pravděpodobně souvisí se silnou vnitrodruhovou konkurencí. Analýza prostorového rozmístění (spatial pattern) jedinců buku na gradientu průměru kmene 1-9 cm ukázala trend ve zvyšování shlukování do vzdálenosti 5 m. Analýza vztahu mezi malými stromky a gapy neukázala žádné zřetelné trendy. Malé stromky buku do DBH 4 cm byly prostorově pozitivně korelovány s jedinci téhož druhy. Od velikosti DBH 7-9 cm byla naopak tato korelace negativní.

 

Doporučení pro management

Největší změny v prostorové distribuci malých stromků buku probíhají v rozmezí DBH 4-6 cm (viz výše). Na základě těchto výsledků autoři navrhují změny v podrostní formě hospodaření, při které je porost postupně prosvětlován s cílem dosáhnout spontánní přirozené obnovy pod ponechanými stromy. U velkoplošného typu (tzv. Schirmschlag – hospodaření clonnou sečí) navrhují prodloužení fáze růstu mladých stromů ve stínu. U maloplošného typu (tzv. Femelschlag – skupinovitě clonná forma), doporučují zvětšování malých gapů, které by poskytlo dostatek světla pro mladé buky v době, kdy je výška stromů 6-7 m. Oba dva přístupy je třeba experimentálně ověřit.

Grafické přílohy: 
Obrázek 1. Mapa studované lokality a ploch využitých pro prostorovou analýzu.
Obrázek 2. Vývoj počtu stromů (DBH ≥ 10 cm) (a) a bazální plochy kmene (m2) (b) pro dominantní druhy stromů v období 1975-2012.
Obrázek 3. Prostorové rozmístění (spatial pattern) jedinců buku lesního (DBH ≥ 10 cm) na 1 ha plochách analyzované pomocí párových korelačních funkcí pro období 1975-2012.
Obrázek 4. Prostorové rozmístění (spatial pattern) malých stromků a stromů s DBH 1-19 cm analyzované pomocí párových korelačních funkcí v roce 2012. Pokud jsou hodnoty BCa konfidenčního intervalu (tečkovaná čára) větší než teoretická hodnota CSR (přerušovaná čára) stromy se shlukují. Pokud je hodnota BCa konfidenčního intervalu (tečkovaná čára) menší než teoretická hodnota CSR (přerušovaná čára) stromy vykazují normální distribuci. Hodnota r udává vzdálenost.
Obrázek 5. Prostorové vztahy mezi jednotlivými kategoriemi stromů buku na ploše 1. Pokud je hodnota statistiky (plná čára) větší než přerušovaná čára, daná kategorie stromů vykazuje pozitivní korelaci k ostatním jedincům téhož druhu. Pokud je hodnota statistiky (plná čára) menší než přerušovaná čára, daná kategorie stromů vykazuje negativní korelaci k ostatním jedincům téhož druhu. V šedé zóně není možné zamítnout nulovou hypotézu. Hodnota r udává vzdálenost.
Obrázek 6. Prostorové vztahy mezi malými stromky buku a gapy (jedinci všech druhů s DBH ≥ 10 cm 55 cm, kteří odumřeli v období 1997-2012) v období 1997-2012.
Obrázek 7. Prostorové vztahy mezi bukem lesním (a) a smrkem ztepilým (b) (DBH ≥ 10 cm) v ploše 1 (a, c, e) a ploše 2 (b, d, f) v roce 1975 (a, b), 1997 (c, d) a 2012 (e, f). Pokud je hodnota korelační funkce (plná čára) větší než přerušovaná čára buk a smrk vykazují pozitivní asociaci. Pokud je hodnota korelační funkce (plná čára) menší než přerušovaná čára, buk a smrk vykazují negativní asociaci. V šedé zóně není možné zamítnout nulovou hypotézu. Hodnota r udává vzdálenost.
Obrázek 8. Prostorové vztahy mezi malými stromky buku lesního a stromy smrku ztepilého (a, c, e) a malými stromky smrku a stromy buku (b, d, f) v ploše 2 pro rok 2012. Pokud je hodnota korelační funkce (plná čára) větší než přerušovaná čára, malé stromky vykazují pozitivní asociaci ke stromům druhého druhu. Pokud je hodnota korelační funkce (plná čára) menší než přerušovaná čára, malé stromky vykazují negativní asociaci ke stromům druhého druhu. V šedé zóně není možné zamítnout nulovou hypotézu.
Tabulka 1. Souhrn hlavních otázek a užitých analýz.
Tabulka 2. Noví jedinci, mortalita a populační růst dominantních druhů stromů.
Tabulka 3. Počet druhů a velikost bazální plochy kmene na sedmi 1 ha plochách.
Zdroj: 
Janík D., et al (2016). Tree spatial patterns of Fagus sylvatica expansion over 37years. Forest Ecology and Management. 375. 134-145.
Zadal: 
Ondřej Popelka
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.