Vliv mikroreliéfu po starých vývratech na dynamiku lesů v Michiganu, USA.

Verze PDF

Vývraty představují klíčovou disturbanci, která ovlivňuje pedogenezi a ekologii lesa. Při vývratu vzniká typický mikroreliéf, který je tvořen prohlubní po vyvráceném kořenovém balu a vrcholovou částí vývratu - kupkou. Na studované lokalitě v severním Michiganu (USA) bylo prokázáno, že tvary reliéfu vytvořené vývraty zde přetrvávají po staletí. Autoři článku se zaměřily na mapování těchto vývratů, jejich topografii, pedogenezi a regeneraci stromů, která na nich probíhá. Hlavním cílem studie je zjistit hustotu a distribuci tvarů mikroleriéfu vývratů (vrcholy a prohlubně vývratů) a jejich dopad na lesní společenstvo. Studie potvrdila, že mikroreliéf vzniklý po vývratech ovlivňuje pedogenezi i regeneraci stromů. Vývraty jsou na lokalitách distribuovány náhodně, přičemž kupky přetrvávají déle než prohlubně.

Využitelné výstupy: 
  • Studie byla provedena na třech lokalitách nedaleko měst Munising, Stronges a Brimley v oblasti horního poloostrova Michiganu (obrázek 1). Hlavním půdním typem jsou podzoly, které se vyvíjejí na písčitých glaciálních sedimentech. Dominantními druhy stromů jsou javor cukrový (Acer saccharu), javor červený (Acer rubrum), dub červený (Quercus rubra), střemcha pozdní (Prunus serotina) jedlovec kanadský (Tsuga canadensis) a borovice (Pinus sp.) Klima je chladné a vlhké. Všechny lokality jsou součástí hospodářských lesů, které byly naposledy těženy před 40 lety. Studie vztahů mezi reliéfem vzniklým po vývratech a distribucí stromů byla provedena pouze na jedné lokalitě.

 

Hlavní výsledky

  • Studie potvrdila, že mikroreliéf vzniklý po vývratech ovlivňuje pedogenezi i regeneraci stromů. Stromy se úspěšněji regenerovaly na vrcholcích vývratů, v prohlubních naopak téměř vůbec. Nejvýrazněji ze všech stromů preferoval růst na vrcholech vývratů javor cukrový.
  •  Mikroreliéf po vývratech pokrýval 17 % z celkové studované plochy. Vývraty zabíraly přibližně 214-225 m3/ha. Při každém vývratu bylo v průměru přemístěno 0.6 m3 půdy. Prostorová analýza prokázala, že vývraty jsou v lese náhodně distribuovány, což může přispívat k náhodné distribuci stromů na lokalitě. Dále se ukázalo, že vrcholy vývratů (kupky) jsou v reliéfu déle patrné a výraznější než prohlubně. To je způsobeno větší odolností vrcholů vývratu vůči vodní erozi. Jejich povrch je chráněn opadem a zároveň je zde nižší odtok povrchové vody, protože na písčitém sedimentu dochází k jejímu rychlému vsakování. Prohlubně jsou naopak postupně zanášeny opadem a sedimenty.
  • Lepší zasakování půdy a hromadění opadu v prohlubních zapříčiňuje rychlejší vývoj půdy, což vede k rozdílům mezi kupkami a prohlubněmi. Vliv dynamiky vývratů na charakteristiky půdy byl největší pro tloušťku E horizontu. V nejstarších prohlubních je tak hluboký půdní profil, že nemůže dojít k jeho úplnému narušení ani při dalším vývratu. Díky mikroreliéfu vývratů se zde tedy vytváří prostorová variability půdy v rozmezí několika metrů.

 

Grafické přílohy: 
Obrázek 1. Lokalizace studovaných ploch.
Obrázek 2. Půdní profily vzniklé promícháním půdy v důsledku vývratu a následné pedogenezi ve třech vybraných profilech (dvojice: kupa-prohlubeň) z lokalit Brimely (a), Stronges (b) a Munising (s) a typického nedisturbovaného profilu (d).
Obrázek 3. Prostorové rozmístění (spatial pattern) vývratů (reliéfu vývratů) na lokalitách Strongs (a) a Munising (b). Pro analýzu byla využita párová korelační funkce. Pokud je hodnota gobs(r) větší než hodnota ghi(r) vývraty vykazují signifikantní tendenci k shlukování. Pokud je hodnota gobs(r) menší než hodnota glo(r) vývraty vykazují pravidelnou distribuci. V šedé zóně nelze zamítnou nulovou hypotézu.
Obrázek 4. Hodnota jednotlivých vývratů (reliéfu vývratů) a různé vektory pohybu půdy na 1 ha plochách na lokalitě Strongs (a) a Munising (b). Šipky odpovídají vzdálenosti mezi dnem prohlubně a vrcholem kupky a zároveň ukazují směr přenosu půdní hmoty. Box-ploty reprezentují hlavní charakteristiky vertikálního přenosu půdy.
Obrázek 5. Semivariogram (hodnoty na ose y jsou v mm) pro tloušťku E a Bhs horizontu na lokalitě Munising.
Obrázek 6. Výskyt stromů (odděleně pro různé kategorie DBH – průměr kmene v prsní výšce) na kupkách (vrcholech) a prohlubních vývratů.
Obrázek 7 Prostorový vztah mezi jedinci javoru cukrového a kupek (vrcholek vývratu) vzniklých po vývratu. Pro analýzu byla využita křížová párová korelační funkce. Pokud je hodnota g gT,M obs(r) větší než hodnota gT,M hi(r) javor cukrový a kupky vykazují pozitivní asociaci. Pokud je hodnota g gT,M obs(r) menší než hodnota gT,M lo(r) javor cukrový a kupky vykazují negativní asociaci. V šedé zóně nelze zamítnou nulovou hypotézu.
Tabulka 1. Chemické vlastnosti půdy pro disturbované (vzniklé po vývratu) a přilehlé nedisturbované půdní profily.
Tabulka 2. Průměrná tloušťka půdního horizontu a variace na jednotlivých mikrolokalitách v Munising.
Zdroj: 
Šamonil P., (2016). Impacts of old, comparatively stable, treethrow microtopography on soils and forest dynamics in the northern hardwoods of Michigan, USA. Catena. 140. 55-65.
Zadal: 
Ondřej Popelka
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.