vulhm 2011 - VÚ .Proceedings of Central European Silviculture – 12th International Conference

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of vulhm 2011 - VÚ .Proceedings of Central European Silviculture – 12th International Conference

Proceedings of Central European Silviculture 12th International Conference2011

209

Kaclek et al.: Vlastnosti nadlonho humusu a pdy pod bukovm a smrkovm porostem...

VLASTNOSTI NADLONHO HUMUSU A PDY POD BUKOVM A SMRKOVM POROSTEM SROVNVAC STUDIE

PROPERTIES OF FOREST FLOOR AND SOIL UNDER BEECH AND SPRUCE STANDS A COMPARATIVE STUDY

DUAN KACLEK, VLADIMR ERNOHOUS,JI NOVK, MARIAN SLODIK, DAVID DUEK

ABSTRACT

Forest floor occur as litter falls to the ground and it is subsequently being decom-posed. The decomposition of the organic matter releases nutrients to be recycled by plants. The forest floor may differ by tree species and by age. Our study deals with both forest floor and soil properties under beech and spruce stands on two si-tes. Both sites include beech and spruce forest. The site which is situated near Pot-tejn, north-eastern Bohemia, represents a former agricultural land with 10-year--old plantation. The mountain site with mature stands (spruce at 80 100 years; beech at 140 years) is situated within U Dvou louek watershed, the Orlick hory Mts., north-eastern Bohemia. Since the data were not replicated, we conducted a comparative study using means and standard deviations. New stands (near Pot-tejn) differ in terms of pH both measured in water and KCl; there are higher values under beech. Soil has lower C/N ratio and it is also higher in Ca concentration un-der beech compared to spruce. Old-growth stands (U Dvou louek) differ in forest floor C/N ratio (both LF and FH layers). The C/N ratio is significantly lower under beech. Mineral soil is higher in plant-available Mg and K in the mature stands. Fo-rest floor of beech origin is higher in total P and mineral topsoil is higher in total P and Ca. The proved differences are a basis for sustainable forest management. Beech forest floor decomposes readily so nutrient-rich beech litter-fall can balance differences between the tree species. There should be planted mixed stands on the same sites though spruce does not affect negatively the soil environment.

Keywords: forest floor; soil; European beech; Norway spruce; afforested field; long-term forest

Klov slova: nadlon humus; pda; buk lesn; smrk ztepil; zalesnn pole; dlou-hodob les

VODOpad rostlinnch st na pdn povrch, jejich rozklad, humifikace a optovn zpstupnn ivin pro dal vyuit vemi organismy m nesporn vznam pro kolobh ltek v lesnch ekosystmech. BINKLEY (1986) uvd, e kadoron re-cyklovn ivin v ekosystmech formou opadu tvo jejich hlavn zdroj vyuitel-n rostlinami. Nicmn mnostv opadu se me liit jednak podle druh devin, ale tak podle vku porostu. Krom rozdl v kvantit nadlonho humusu byly ji dve doloeny i rozdly ve vlastnostech pdy pod rznmi devinami (KANTOR1989, BINKLEY a VALENTINE 1991, VESTERDAL a RAULUND-RASMUSSEN 1998, RITTERet al. 2003, HAGEN-THORN et al. 2004, PODRZSK et al. 2010). Pestoe poznatk na toto tma byla ji publikovna cel ada, zhodnocen vlastnost nadlonho hu-musu pod smrkem ztepilm (Picea abiesmusu pod smrkem ztepilm (Picea abiesmusu pod smrkem ztepilm ( (L.) Karst.) a bukem lesnm (Fagus syl- (L.) Karst.) a bukem lesnm (Fagus syl- (L.) Karst.) a bukem lesnm (vatica L.) m pro nae lesn hospodstv stle velk vznam. Jednm z dvod

Kaclek et al.: Vlastnosti nadlonho humusu a pdy pod bukovm a smrkovm porostem...

Proceedings of Central European Silviculture 12th International Conference2011

210

je, e smrk je na hlavn hospodskou devinou a buk je doporuovn jako me-lioran a zpevujc pms v naprost vtin clovch hospodskch soubor (VYHLKA . 83/1996 Sb.). Krom toho otzky spojen s vyuvnm obou devin jsou stle diskutovny a dokonce vzbuzuj siln emoce jak u lesnick veejnosti, tak u ochrnc prody. eenm zvolen problematiky se sname nalzt odpo-vdi na otzky: (1) Existuje rozdl ve vlastnostech nadlonho humusu pod vlivem buku a smrku? a (2) Meme doloit rozdly ve vlastnostech horizont minerln pdy pod obmi devinami?

METODIKA A MATERILPro srovnn vlastnost nadlonho humusu a pdy byly provedeny prov odbry vzork pod bukem a smrkem na dvou stanovitch v lesnch oblastech 26 - Ped-ho Orlickch hor a 25 - Orlick hory (tab. 1).

Tab. 1: Stanovitn charakteristiky hodnocench lokalitSite characteristics of the localities investigated

Lokalita 1 Devina 2 Vk 3 Geologickpodlo 4 Pda 5

Nadmo-sk

vka 6

Pottejn(zalesnn louka)

Picea abies (L.) Karst 10kdov sedimenty b kambizem a 360 m

Fagus sylvatica L. 10

U Dvou louek(dlouhodob les)

Picea abies (L.) Karst 80 - 100dvojsldn rula c podzol b

930 m

Fagus sylvatica L. 140 900 m

Captions: 1 localities investigated; afforested arable land (zalesnnn louka); old-growth forest (dlouhodob (dlouhodob (dlouhodob les); 2 tree species; 3 age; 4 bedrock ( b bedrock ( b bedrock ( Cretaceous sediments (SVOBODACretaceous sediments (SVOBODACretaceous sediments ( 1990); c two-mica gneiss (OPLETAL, DOMEmica gneiss (OPLETAL, DOMEmica gneiss ( KAKA 1983)); 5 soil (a cambisol; b spodosol); 6 altitude above sea level6 altitude above sea level6

Prvn prov lokalita je situovna u Pottejna a reprezentuje bvalou zemdlskou pdu. Druh prov lokalita se nachz 1 1,5 km severovchodn od Anenskho vrchu (991 m n. m.); tato lokalita pedstavuje dospl porost na stanoviti dlou-hodobho lesa. Na stanoviti bval zemdlsk pdy bylo pod kadou devinou odebrno 6 vzork a na stanoviti dlouhodobho lesa byly odebrny tyi vzorky pomoc tvercovho rmeku 25 x 25 cm. Vzorky z prvn lokality byly smeny do t vzork. Na lokalit bval zemdlsk pdy byly odebrny vrstva nadlo-nho humusu (LF) a svrchnch 10 cm minerln pdy. Na lokalit dlouhodob les-n pdy byly odebrny horizont opadu L, nadlon humus (FH) a dv vrstvy mi-nerln pdy (A 0 10 cm; B 10 20 cm). Analzy byly provedeny v akreditova-n chemick laboratoi Vzkumnho stavu lesnho hospodstv a myslivosti ve Strnadech. Nadlon humus byl hodnocen z hlediska mnostv suiny stanoven pi 105 C gravimetrickou metodou.Obsah uhlku a dusku v humusu a pd pro vpoet jejich pomru (C/N) byly stanoveny pomoc analyztoru Vario MAX CNS. Obsahy ivin v rostlinnm ma-terilu nadlonho humusu byly zjiovny v mineraliztu rostlinnho materi-lu pomoc ICP-OES. Hodnoty pH v pdn suspenzi byly zjiovny potenciome-trickou metodou. Obsahy rostlinm pstupnch bz (K, Ca, Mg) v pd byly

Proceedings of Central European Silviculture 12th International Conference2011

211

Kaclek et al.: Vlastnosti nadlonho humusu a pdy pod bukovm a smrkovm porostem...

zjiovny ve vluhu NH4Cl. Obsah pstupnho fosforu byl zjiovn prtoko-vm analyztorem se spektrometrickou indikac. Celkov iviny (P, K, Ca, Mg) v minerln pd byly zjiovny pomoc vluhu v luavce krlovsk. Vzhledem k tomu, e opakovan odbry nemohou bt povaovny za prav opakovn, jsme vlastnosti nadlonho humusu a pdy vyhodnotili formou srovnvac studie s po-uitm popisn statistiky. Pro jednotliv parametry byl vypotn aritmetick prmr a charakteristika variability (odhad smrodatn odchylky vbru) v pro-sted softwaru MS Excel. Pedmtem srovnvn byly vdy dv varianty te lokality tj. vsledky z Pottejna nebyly srovnvny s vsledky z povod U Dvou louek.

VSLEDKYDesetilet porost prvn generace lesaBukov a smrkov porost srovnatelnho vku (ca 10 let) na bval zemdlsk pd nedaleko Pottejna vytvoily iniciln stadium nadlonho humusu; zcela pevaoval podl opadu (L) s minimem drti (F) a horizont mli (H) nebyl vyvinu-t. Opad buku pokrval celou plochu povrchu pdy. Jeho mnostv odhadujeme podle odebranch vzork na 10 tun na hektar. Vzorky smrkovho opadu byly t-, nicmn vzhledem k tomu, e opad dosud nevytvoil souvislou vrstvu, nebylo mon pesnji stanovit mnostv materilu na hektar. Prmrn vzorek z plochy 25 25 cm inil pod smrkem 78 a pod bukem 63 gram. Nadlon humus se ne-liil tak kvalitou; hodnota C/N byla pouze mrn vy pod bukem ne smrkem. Opad buku a smrku se v zsad neliil ani koncentracemi ivin (P, K, Ca, Mg) ani procentem uhlku a dusku. Ve svrchn vrstv minerln pdy jsme konstatovali vznamn vy pH (6,1 v H2O, 5,0 v KCl) a ni C/N (11,7) pod bukem ne pod smrkem (obr. 1). Pod bukem byla dle vy koncentrace rostlinm pstupnho vpnku (1 930 mg.kg-1). Koncen-trace dalch rostlinm pstupnch ivin pod bukem a smrkem (P 5,7 mg.kg-1;

Obr. 1: Charakteristiky svrchn minerln pdy (horizont A) zalesnn bukem (BK) a smr-kem SM) na lokalit Pottejn. Chybov seky vyjaduj smrodatnou odchylkuAfforested topsoil (A horizon) properties by tree species (BK beech; SM spru-ce), Pottejn locality. Error bars denote standard deviation

Kaclek et al.: Vlastnosti nadlonho humusu a pdy pod bukovm a smrkovm porostem...

Proceedings of Central European Silviculture 12th International Conference2011

212

5,8 mg.kg-1; K; 123,3 mg.kg-1; 124,7 mg.kg-1; Mg 238,8 mg.kg-1; 183,4 mg.kg-1) se vzhledem k variabilit hodnot neliily.

Dospl horsk porosty Bukov a smrkov porost akumulovaly srovnateln mnostv mn rozloenho rostlinnho materilu ve vrstv LF. Vce rozloen vrstva (FH) obsahovala t-m dvojnsobn mnostv materilu pod smrkem (964 g.625 cm2) ve srovnn s bukem (449 g.625 cm-2). Nicmn u vzork smrku jsme konstatovali znanou

Obr. 2: Mnostv nadlonho humusu (LF, FH) a pomr C/N pod dosplmi porosty buku (BK) a smrku (SM) na lokalit U Dvou louek. Chybov seky vyjaduj smro-datnou odchylkuAmount of forest floor (LF, FH) and C/N ratio under mature beech and spruce stands, U Dvou louek locality. Error bars denote standard deviation

Obr. 3: Koncentrace rostlinm pstupnho hoku a draslku pod bukem (BK) a smrkem (SM) ve dvou horizontech pdy (A, B) na lokalit U Dvou louek. Chybov seky vyjaduj smrodatnou odchylkuConcentrations of plant-available Magnesium and Potassium in two soil orizons (A, B) of mineral soil under beech (BK) and spruce (SM), U Dvou louek locality. Error bars denote standard deviation

Proceedings of Central European Silviculture 12th International Conference2011

213

Kaclek et al.: Vlas