Seminář Jizerské hory

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012

1


2


ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE

Sborník příspěvků ze semináře

JIZERSKÉ HORY setkání napříč vědeckými disciplínami

Editoři: Šimon Bercha, Radka Kodešová, Pavla Řičicová, Martina Kimlová

Praha 2014

3

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 Foto na přední straně obálky: Pohled z vrcholu Černé hory přes VD Josefův Důl směrem k jihozápadu dne 25. 3. 2009

Foto na vnitřních stranách obálky: Osada Jizerka z vrcholu Bukovce dne 15. 12. 2009. Osada Jizerka — sedlo pod Bukovcem dne 11. 6. 2008.

Fotografie na obálce Šimon Bercha

© ČHMÚ, Šimon Bercha, Radka Kodešová, Pavla Řičicová, Martina Kimlová, autoři

ISBN 978-80-87577-14-1

4

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 Obsah Úvod

……………………………………………………………………………… 7

Představení jubilantky Libuše Bubeníčkové Josefem Hladným

………………... 8

Historie experimentálních povodí v Jizerských horách …………………………… 11 Rudolf Hancvencl Současnost experimentálního povodí Jizerských hor Jan Jirák ......................................................................................................

12

Významné povodňové události v Jizerských horách v posledních 5. stoletích Libor Elleder ......................................................................................................

14

Vodní díla pro pohon různých technických zařízení v Jizerských horách Miroslav Kolka ......................................................................................................

15

Mury na Smědavské hoře 2010 Jan Blahůt ......................................................................................................

16

Stabilní izotopy v povodí Uhlířská Martin Šanda ......................................................................................................

17

Činnost Krajského úřadu Libereckého kraje ve státní správě vodního a lesního hospodářství v Jizerských horách Karel Pop ......................................................................................................

19

Acidifikace půd v Jizerských horách:výsledky vybraných projektů Luboš Borůvka, Ondřej Drábek, Lenka Pavlů, Antonín Nikodém, Václav Tejnecký, Radim Vašát, Radka Kodešová, Petra Vokurková, Karel Němeček .................... 20 Výzkum vlivu ekologických podmínek na prosperitu lesních dřevin v Jizerských horách Ondřej Špulák, Vratislav Balcar ..............................................................................

21

Vliv stromového patra (buku lesního a smrku ztepilého) na vybrané půdní charakteristiky na lokalitě Paličník v Jizerských horách Václav Tejnecký, Ondřej Drábek, Monika Bradová, Karel Němeček, Antonín Nikodém, Ondřej Šebek, Luboš Borůvka .............................................. .......

23

Povodí Uhlířská: Infiltrační experimenty a neinvazivní snímkování půdních vzorků Michal Sněhota, Martina Sobotková, Martin Šanda, David Zumr, Renata Němcová, Milena Císlerová ..................................................................................................... 24 Šetření rozsahu regulace vysoké hladiny podzemní vody na zamokřených plochách Petr Navrátil ..................................................................................................... 25 Regenerace chemismu vod v povodí Uhlířská a predikce vývoje do roku 2060 – možný návrat acidifikace jako důsledek růstu lesa

5

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 Jakub Hruška, Daniela Fottová, Filip Oulehle

.....................................................

Monitoring v povodí vodárenských nádrží Souš a Josefův Důl Václav Koza, Luděk Rederer ...........................................................................

26

27

Sledování kvality vody a nasycených ploch na experimentálních povodích ČHMÚ, VUV TGM a Fsv ČVUT v Jizerských horách Šárka Blažková .................................................................................................. 28 Hydroekologický výzkum ÚH AVČR v Jizerských horách ................................................... Miroslav Tesař, Miloslav Šír, Josef Buchtele Nový mezinárodně významný mokřad Horní Jizera Šárka Mazánková .................................................................................................

29 33

Dlouhodobé změny oživení nádrží v Jizerských horách a jejich přítoků(1992-2012): plankton, bentos Zuzana Hořická, Tereza Bímová, Lenka Procházková, Evžen Stuchlíka Daniel Vondrák 34 Reintrodukce lososovitých ryb do nádrží Jizerských hor a ichtyofauna Jizerských hor a její výzkum v letech 1995-2012 M. Švátora .............................................................................................................. 35 Možnosti a omezení Ellenbergových indikačních indexů pro odhad změn vodního režimu v Jizerských horách Josef Křeček, Jana Nováková .......................................................................... 37 Závěr

..................................................................................................................

38

Přílohy

…………………………………………………………………………..

38

Dotazník …………………………………………………………………………..

39

6


ÚVOD Nápad na uspořádání tohoto neformálního setkání v roce 2012 vzešel původně ze strany České zemědělské univerzity v Praze. Konkrétně profesor Luboš Borůvka a profesorka Radka Kodešová z Fakulty agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů (Katedra Pedologie a ochrany půd) chtěli Správě CHKO Jizerské hory předat výsledky svých studií v tomto regionu. V témže roce zároveň oslavila významné životní jubileum dlouholetá pracovnice Českého hydrometeorologického ústavu Ing. Líba Bubeníčková, která se rovněž intenzivně zabývala a zabývá hydrologickým výzkumem v Jizerských horách. Na základě těchto dvou skutečností se ČZU a ČHMÚ dohodli na společném pořádání semináře všech institucí, které se Jizerskými horami zabývají. Při této příležitosti došlo k předání ocenění A. R. Harlachera Ing. Líbě Bubeníčkové, která téměř celý svůj profesní život zasvětila práci na poli hydrologie v ČHMÚ a v 80. letech zakládala síť experimentálních povodí v Jizerských horách, jež fungují nepřetržitě až do dnešních dnů. Původně se tento seminář měl týkat především disciplín spjatých s hydrologickým výzkumem v Jizerských horách, ovšem na základě ohlasu z ostatních – nejen vědeckých – institucí spjatých s tímto regionem, byli osloveni i zástupci dalších vědeckých oborů a ostatních institucí, pro něž je region Jizerských hor zdrojem pracovních příležitostí. Seminář „Jizerské hory – setkání napříč vědeckými disciplínami“, který se uskutečnil dne 11. 12. 2012 na půdě ČZU, se nakonec stal velmi neformálním setkáním všech institucí, týmů a jedinců, kteří se zabývají výzkumem nejen v experimentálních povodích, ale i v rámci celého jizerskohorského regionu. Úvod semináře jednoznačně patřil jubilantce Ing. Libuši Bubeníčkové, kterou svým neopakovatelným způsobem představil její dlouholetý kolega Ing. Josef Hladný. Cenu A. R. Harlachera za výjimečný přínos k rozvoji hydrologie a hydrologické služby v českých zemích předali Ing. Libuši Bubeníčkové ředitel ČHMÚ Ing. Václav Dvořák, Ph.D. společně s náměstkem pro hydrologii Mgr. Janem Daňhelkou, Ph.D. Následovala obsáhlá prezentace práce, výzkumu a výsledků jednotlivých institucí v Jizerských horách, které byl doprovázeny bohatou diskuzí až do pozdních odpoledních hodin. Dovoluji si tvrdit, že účel tohoto setkání, kterým bylo kromě předání ocenění A. R. Harlachera, především vzájemné seznámení se zástupců jednotlivých oborů výzkumu, ale i správy Jizerských hor, byl skutečně naplněn a pevně věřím, že setkání napomohlo rozvoji další spolupráce a většího porozumění mezi jednotlivými obory Jizerských hor. Za organizační výbor Šimon Bercha

7

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 Vážené kolegyně, vážení kolegové, dámy a pánové,

když se na mne obrátili pořadatelé s přáním, abych představil jubilantku, na jejíž počest se dnešní odborné setkání koná, bez jakéhokoliv zaváhání jsem souhlasil. Vedly mne k tomu hned tři pádné argumenty.

Za prvé, jsem to byl já, který jakoby náhodný „spir itus agens“ informoval v roce 1960 Ing. Libuši Bubeníčkovou, že u nás – tj. v Hydrometeorologickém ústavu – jsou volná místa. Po delší zralé úvaze se tehdy rozhodla ukončit pracovní poměr ve Vojenském projektovém ústavu, kam bezprostředně nastoupila po ukončení vysokoškolského studia a osudově zvolila přechod do nově budované státní hydrologické prognózní služby HMÚ jako samostatný odborník specialista.

Za druhé, se záhy potvrdilo, že přijetí Ing. Bubeníčkové z hlediska ústavu byl šťastný počin. Platové poměry tenkrát u HMÚ nebyly tradičně nikterak atraktivní a ten, kdo i přesto v této instituci zůstával, tak si musel svůj obor - v tomto případě hydrologii – většinou dozajista oblíbit. Odborná kariéra Ing. Bubeníčkové trvala u ČHMÚ pak až do roku 2010. Suma sumarum uběhlo tedy více jak 50 let, které věnovala zájmům rozvoje České hydrologické služby. To se nedá jen tak lehce přehlédnout. Za třetí tím, že jsem měl možnost sledovat celé její odborné působení u ústavu, byť jsme většinou každý pracovali v jiném specializovaném útvaru a v jiné funkci, mohu z příležitostně společně řešených úkolů potvrdit, stejně jako každý, kdo s Ing. Bubeníčkovou přímo spolupracoval, že musel obdivovat její mimořádnou pracovitost hydrologické nadání a píli. Na druhé straně, jsem si po svém souhlasu uvědomil, že zhodnotit životní kariéru odborníka za jedno půlstoletí během několika minut je úkol velmi obtížný. Takováto živá nepsaná kronika zaměstnanců jednoho a téhož ústavu může člověku obvykle připadat při prvním zdání, že je veleobsáhlá. Ve skutečnosti však aktéři jejích příběhů je vnímají, pod vlivem rozdílně působících událostí a okolností, odlišně. Následkem toho se poněkud liší i ukládání faktů do kalendáře paměti a to jak jejich pojetím, tak i počtem. Proto se předem omlouvám, že toto představování Ing. Bubeníčkové bude složeno z fragmentů mých osobních vzpomínek a nemůže se proto vyhnout i značné dávce subjektivity. Navíc bude i stručné, úměrně disponibilnímu času. Omluva patří především přítomné jubilantce, která si z vrozené

8

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 skromnosti nepřála být u příležitosti svého významného životního výročí nikterak zvláště vzpomínána a přesto pořadatelé zvolili tento úvod tak jak původně rozhodli a já jsem jejich žádosti vyhověl. Narodila se a vyrůstala v rodině akademického malíře Eisenreicha v Plzni. Odtud patrně geneticky pramení její příslovečný smysl pro estetiku a po důsledné snaze porozumět věcem pod jejich povrchem. Po složení maturity v rodném městě studovala na Českém vysokém učení technickém v Praze na fakultě stavebního inženýrství obor vodního hospodářství se specializací na zdravotní inženýrství. Do HMÚ nastoupila v době, kdy se začaly intenzivně zkoumat v hydrologii srážko-odtokové vztahy. Této rozvojové etapě přispěla Ing. Bubeníčková významně tím, že připravila pracné a rozsáhlé soubory stovek průtokových vln, které však na rozdíl od obvyklých postupů nejen zobrazila, ale časově a náročně prověřovala a bilancovala na základě často rozporuplných měrných křivek průtoků. V první polovině šedesátých let spolupracovala aktivně také jako hydrologický expert v expedici, která prováděla experimentální terénní výzkum k rozšíření zásobování města Plzeň pitnou vodou z vytipovaných zdrojových povodí v oblasti horní Otavy. K rekognoskaci vodního režimu v tamější říční síti, zejména pro potřeby stanovení koncentrace chemických odběrů, bylo zapotřebí provádět nepodkročitelné penzum až 60 hydrometrických měření jednou týdně v měsíci a to v průběhu několika let. Často jsme s Ing. Bubeníčkovou ukončovali hydrometrické práce až za večerního přítmí, někdy i při měsíčku. Ještě fyzicky náročnějších sil a větší vytrvalosti si vyžadovaly realizace měření výšky a vodní hodnoty sněhu v zalesněném terénu, které tehdy byly toho druhu první na území Československé republiky. Měřila se ve čtvercové mřížkové síti vždy po každém metru výška sněhu a v každém 10. metru jeho vodní hodnota v měrném základním čtverci 100 m x 100 m. V denním souhrnu šlo tedy o zápis 10 000 výškových údajů a 1000 hodnot o vodnosti sněhu. Takové úkoly by byly tehdy bez houževnatosti a příslovečné svědomitosti Ing. Bubeníčkové nesplnitelné. Zkušenosti nabyté z výzkumu v šumavských hvozdech a z analýzy povodňových vln dovedla pak jubilantka přínosně využívat v oddělení povrchových vod, kam přešla v druhé polovině šedesátých let, aby pomohla zdokonalit hydrologickou posudkovou činnost a měsíční bilancování vodnosti na významných vodních tocích. Při tom se neustále snažila zvýšit svou odbornou kvalifikaci, k čemuž ovšem potřebovala v prvé řadě rozšířit si i jazykové znalosti. Proto absolvovala čtyřsemestrální studium při zaměstnání anglického a španělského jazyka na Univerzitě 17. listopadu v Praze. V roce 1970 pak ukončila Mezinárodní hydrologický kurs na Univerzitě v Delftu v Holandsku o trvání 1 roku, kde obdržela mezinárodně platný diplom na úrovni státní zkoušky. Po návratu pracovala v oddělení posudkových analýz, kde se zabývala zkoumáním reprezentativnosti referenčních období pro výpočet návrhových veličin. Později již jako vedoucí rozvíjela obtížné hodnocení vlivu lesů, zdevastovaných škodlivými emisemi, na změny v odtokovém procesu v rámci tzv. „Černého evropského trojúhelníku“ (Česko-

9

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 německo-polské pohraničí). Svými studiemi přispěla ke zrušení tzv. „modrých“ a „červených“ návrhových údajů, které HMÚ musel zavádět s ohledem na nejistoty v důsledku zničených lesních porostů. Organizačně a přímou účastí pomáhala pak také s budováním nového oddělení – Hydrofondu – tzn. systémového centrálního shromažďování a zpracování hydrologických dat v HMÚ. V letech 1982 až 1984 nastoupila jako zahraniční expert do Indie, kde úspěšně pracovala na zabezpečení vodních zdrojů pro město Madras. Následně po svém návratu téměř celou druhou polovinu své odborné kariéry, tj. zhruba 25 let, věnovala Ing. Bubeníčková rozvoji experimentálních povodí v Jizerských horách. Ve spolupráci s anglickou službou se v rámci uděleného evropského grantového projektu PHARE (Modernizace hydrologického přístrojového vybavení experimentálních povodí) zasloužila o instalaci moderní přístrojové techniky a o mikro-měřítkové monitorování i vyhodnocování napozorovaných hydrologických údajů na těchto výzkumných základnách. Zkoumal se především vliv odlesnění na kvantifikaci změn odtokových poměrů, probíhala analýza rozdílů ve sněhových zásobách v lese oproti otevřenému prostranství a byly monitorovány chemické parametry oběhu vody v horním povodí Jizery. Do těchto aktivit byly zapojeny i další spolupracující partnerské instituce, jako VÚV T.G.M., Česká geologická služba aj. Díky tomuto integrovanému výzkumu jsou dnes experimentální povodí v Jizerských horkých jednou z nejlépe vybavených výzkumných základen v České republice. Přinášejí řadu potřebných informací, které nelze získat ve státních sítích hydrologických pozorovacích objektů, které jsou zapotřebí pro verifikaci hydrologických modelů a které jsou užitečné k hlubšímu poznání odtokových poměrů v horských oblastech pro potřeby vodohospodářských dispečinků, vodárenského zásobování, posuzování vlivu rašelin na vodní režim aj. O zvýšeném zájmu o tento druh dat svědčí četné žádosti o jejich poskytnutí pro další speciální studie, celá řada exkurzí z domácího prostředí i ze zahraničí aj. Díky tomuto výzkumu je ČHMÚ členem Mezinárodního sdružení ERB (Hydrologie experimentálních povodí v Evropě) a dále jedním z řešitelů projektu Mezinárodního hydrologického programu UNESCO – FRIEND (Režim průtoků z experimentálního povodí a sítí pozorovacích objektů). Poznatky vyplývající z výzkumu a studií publikovala jubilantka v řadě, článků, sborníků a závěrečných zpráv. Své celoživotní zkušenosti shrnula jako spoluautorka v knize „Jizerské hory: O mapách, kameni a vodě.“ Tato stručná charakteristika si samozřejmě nečiní zdaleka nárok na úplnost. Myslím však, že z toho co bylo řečeno, je naprosto jasné, že Ing. Libuše Bubeníčková je vynikající hydroložka, která se zasloužila o rozvoj experimentální hydrologie v České republice a která významně přispěla k hodnocení režimu vodních toků v jejich pramenných oblastech. Za své životní dílo zasluhuje proto naše vřelé poděkování, uznání a úctu. Dovolte mi na závěr, abych jménem hydrologické komunity i jménem Vás všech přítomných jubilantce popřál mnoho dalších oběhů kolem Slunce, k tomu hodně a hodně zdraví a radosti z dobře vykonané práce i ze Života vůbec. Ing. Josef Hladný, CSc.

10


Historie experimentálních povodí v Jizerských horách Rudolf Hancvencl Český hydrometeorologický ústav, Jablonec nad Nisou Experimentální povodí Českého hydrometeorologického ústavu v Jizerských horách byla založena v 80. letech minulého století za účelem registrace odtokových poměrů v horském prostředí s významně se měnícím vegetačním pokryvem v důsledku poškození a následného velkoplošného odtěžování lesních porostů. Pozorováno je 7 malých povodí o plochách od 1,87 do 10,6 km2, celkově zahrnujících území 36,86 km2 ve vrcholové oblasti hor na rozvodí Labe a Odry. Do povodí Labe přísluší Blatný Rybník na Blatném potoce, Kristiánov na Kamenici, Jezdecká na Černé Desné a Jizerka na Jizerce. Do povodí Odry patří Uhlířská na Černé Nise, Smědava I a Smědava II na Bílé a Černé Smědé. Posledně jmenovaná dvě povodí za rozvodím Kamenice, Jizerky a Smědé ve vyšších nadmořských výškách jsou obrácena směrem k severu, ostatní povodí jsou na jižních svazích, kde rozvodí mezi povodím Blatného potoka a Černé Nisy není výškově příliš výrazné. Od roku 1996 byla povodí vybavena automatickými měřicími přístroji z projektu PHARE. Kromě přístrojů v limnigrafických stanicích byly na povodí umístěny 4 klimatické stanice, 2 sněhoměrné stanice a 22 ombrografů, které byly rozmístěny v různých lokalitách povodí. Nejlépe bylo vybaveno a prozkoumáno nejmenší povodí Uhlířská, na kterém dlouhodobě probíhal (a je tomu tak dodnes) hydrologický výzkum, jehož se zúčastnily kromě ČHMÚ i další instituce (VÚV T.G.M. Praha, ČVUT – FSV Praha, ÚH AV Praha, ČGS Praha). V minulosti se Universita ve Wageningenu podílela na sondážních pracích a Universita v Lancasteru na aplikaci hydrologických modelů. Na pokusné ploše Tomšovka se sledoval svahový odtok a monitoring vlhkostí půdy (VÚV T.G.M.).

11


Současnost experimentálních povodí Jizerských hor Jan Jirák

Český hydrometeorologický ústav, Jablonec nad Nisou Experimentální povodí v Jizerských horách byla založena na počátku 80. let kdy se předpokládalo, že vlivem rozsáhlého odlesnění dojde k výrazným změnám v hydrologické bilanci horských toků. Takto započatý výzkum se později propojil s prognózními účely pro řeky pramenící v Jizerských horách (Jizera, Lužická Nisa, Smědá). Pracoviště ČHMÚ v Jablonci nad Nisou spravuje 7 menších povodí do 10 km2 (Černá Nisa, Blatný potok, Kamenice, Černá Smědá, Černá Desná, Jizerka). Každé z těchto povodí je uzavřeno limnigrafickou stanicí s digitálním záznamem, z nichž dvě jsou vybaveny přímým přenosem měřených dat na internet. Hydrologický monitoring je úzce propojen s třemi klimatickými stanicemi (Prameny Černé Nisy, Kůrovec, Jizerka) a poměrně hustou sítí srážkoměrů (16). Značnou část pracovní náplně během zimy tvoří měření výšky a vodní hodnoty sněhové pokrývky na sněhoměrných profilech i mimo Jizerské hory - v západních Krkonoších. Pravidelná pondělní měření slouží k výpočtu zásob vody nejen v povodí Jizery, ale jsou také důležitým podkladem pro vyhodnocování zásob pro celou ČR. Mezi další činnosti patří metodické vedení při měření sněhu a při instalaci automatických sněhoměrných stanic v rámci celé ČR, které jsou v provozu od zimní sezony 2006/07.

Mapa experimentálních povodí v Jizerských horách. Ruku v ruce s vývojem nových technologií se postupně modernizuje výbava na experimentálních povodích. V současné době se ČHMÚ snaží dodržovat trend okamžité informovanosti a vybrané měřené hodnoty je tak možné sledovat online na internetu. Takovýto přehled o aktuálním stavu je praktický nejen pro meteorologické a prognózní účely, ale umožňuje i včas reagovat na případné poruchy.

12

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 Výsledky hydrologického aplikovaného výzkumu jsou každoročně prezentovány v rámci projektu ERB (European Network of Experimental and Representative Basis). Každý rok navštíví experimentální povodí několik exkurzí z domácích i zahraničních univerzit, data z experimentálních povodí jsou často využívána pro diplomové práce převážně na českých univerzitách.

13


Významné povodňové události v Jizerských horách v posledních 5. stoletích Libor Elleder Český hydrometeorologický ústav, Praha- Komořany Příspěvek krátce ukazuje možnosti a některé dosavadní výsledky historické hydrologie v ČR. Porovnává je zároveň s aktuálními poznatky o důležitých povodňových událostech v oblasti Jizerských hor. V centru pozornosti je povodí horní Jizery, jako na našem území nejvýznamnější povodí Jizerských hor. Vzhledem k specifické situaci v oblasti přihlíží příspěvek k velmi významným zdrojům i z dolnoslezské části pohoří. Je totiž velmi výhodné doplnit celkový obraz o relativně bohatší zdroje především ze Žitavy, Zhořelce a Jelení Hory, tedy z povodní Kwisy, Bobru, Smědé a Lužické Nisy. Na lužické a dolnoslezské straně se totiž dochovaly i některé starší značky povodní, které v Čechách chybí. Lze tak alespoň částečně objektivizovat představu o nejvýznamnějších povodních v Jizerských horách. Výsledky ukazují ve shodě s dalšími povodími v ČR nižší frekvenci povodní 20. století v kontrastu se stavem v 19. století. Podrobnější pohled je věnován ne ani tak již dříve zpracovaným katastrofálním povodním v letech 1897 a 1978 a 2010, dříve již zpracovaným, ale zatím stále poněkud opomíjeným ale neméně významným událostem, mezi nimi především srpnové povodni r. 1858. Příspěvek ukazuje i potenciál, ale problémy, které téma Jizerských, případně „Jizerskohorských“ povodní představuje.

Povodňové značky z let 1875, 1888, 1897 a 1926 na pilíři železničního mostu ve Svijanech.

14


Vodní díla pro pohon různých technických zařízení v Jizerských horách Mgr. Miroslav Kolka, Národní památkový ústav, ú. o. p. v Liberci Kontakty: [email protected]; tel.: 724663795 Výzkum technických památek a mezi nimi zejména vodních děl různých technických zařízení probíhá na území Libereckého kraje od r. 2006 v rámci výzkumných úkolů Národního památkového ústavu. Práce je založena v konfrontaci reliktů vodních děl a výrobních staveb v terénu s písemnými prameny. V současné době jsou zpracovány základní přehledy po jednotlivých katastrech v rámci jednotlivých okresů a karty vybraných objektů. Databáze rozhodně není kompletní a míra zpracování se u každé oblasti navzájem liší. Podrobněji se podařilo zpracovat prozatím např. obce Bílý Potok, Oldřichov v Hájích. Četnost vodních děl v oblasti Jizerských hor je značná a zejména u obcí, kde dominují brusírny skla, dosahuje celkový počet několika desítek (např. u Janova, Josefova Dolu přes 50 objektů). Ze stavebních typů byly podrobněji zpracovány pily a dřevozpracující podniky, aktuálně jsou průběžně dokumentovány na severní straně hor mlýny, pily a papírny, na jižní straně hor brusírny skla (v podhůří i další objekty např. na potoce Žernovník). Obdobný průzkum provádějí i další instituce či osoby (Severočeské muzeum v Liberci – Ivan Rous, brusírny skla – David Veverka). Z hlediska mezioborového využití zjištěných dat se nabízejí zejména – v případě dokončení výzkumu podrobný výčet všech vodních děl pohánějících nějaké technické zařízení např. po jednotlivých tocích či povodích; podrobné údaje ke každému vodnímu dílu (z vodních knih a vodoprávních spisů zpravidla dokážeme určit polohu jezu, jeho parametry, rozměry všech typů stavidel, množství spotřebované vody, výkon, polohu a kóty vodních značek – tzv. cejchů a další údaje); v některých případech dále zmínky o výkyvech v množství vody – malý přítok, poškození povodní apod. U dobře dochovaných archivních fondů jsou k dispozici také mapové podklady, situační plány a podrobnější plánová dokumentace.

Ukázky z vodoprávních spisů – vlevo protokol se zákresem umístění normativní značky – cejchu u jezu vodního díla pily č. p. 396 v Janově nad Nisou z r. 1884 (Státní okresní archiv Jablonec nad Nisou, fond Okresní úřad Jablonec nad Nisou); vpravo situační plán vodního díla u pily č. p. 146 v Josefově Dole z r. 1888 (Státní oblastní archív Litoměřice, pobočka Děčín, fond Velkostatek Smržovka).

15


Mury na Smědavské hoře 2010 Jan Blahůt AV ČR, Ústav struktury a mechaniky hornin V srpnu 2010 došlo na s. a sv. svahu Smědavské hory v důsledku intenzivní srážkové činnosti ke vzniku tří výrazných kamenitohlinitých přívalových proudů. V podmínkách České republiky jde o výjimečný jev, vyskytující se pouze v nejvyšších pohořích. Přívalové proudy byly v terénu podrobně vymapovány a zpětně modelovány empirickými a deterministickými modely. V oblasti byly objeveny další lokality, odpovídající svou morfologií vzniklým odlučným oblastem. Při zrychlené erozi v důsledku významných srážkových úhrnů je tak vysoká pravděpodobnost vzniku dalších přívalových proudů.

16


Stabilní izotopy v hydrologii povodí Uhlířská Martin Šanda ČVUT v Praze, Fakulta stavební, [email protected] Hydrologie se potýká s handicapem v definování prostředí, kterým voda proudí, tj. neznámých vlastnostech prostředí a okrajových podmínek. Je omezena na sledování vnějškových projevů systému (především srážek a odtoku), výběrově na informace např. z hydrogeologických vrtů nebo vlhkostních čidel. Úkolem experimentální hydrologie je formou měření a následné analýzy přispět k vysvětlení mechanismů zdržování vody v povodí a tvorby odtoku. Experimentální základna širokého pracovního týmu ČVUT v Praze, F. stavební na povodí ČHMÚ Uhlířská (1.78 km2) rozvíjí své aktivity od roku 1995 s cílem popsat procesy proudění pod zemským povrchem. Důvodem těchto vyvolaných aktivit byla předchozí dlouholetá pozorování ČHMÚ při povodňových situacích bez přítomnosti tvorby povrchového odtoku na svazích povodí. Na povodí byla v roce 1997 vybudována experimentální plocha na svahu se stanovením množství a intenzity podpovrchového rychlého preferenčního odtoku. Svahová oblast je od roku 1998 kontinuálně monitorována. Sledují se půdní vlhkosti, půdní sací tlaky, hydrometeorologické veličiny (srážky, teploty, vlhkost vzduchu, rychlost větru, složky solární radiace) pro stanovení spouštěcích mechanismů odtoku v heterogenních strukturovaných půdách. V údolní oblasti povodí jsou navíc měřeny od roku 1999 měřeny hladiny podzemní vody a od roku 2007 je v provozu dílčí povodí po odtokový profil na toku Černé Nisy v lokalitě Porscheho smrt (přibližně 2/3 plochy horní části povodí Uhlířská). Z dlouhodobých pozorování je zřejmé, že podpovrchový odtok a formování celkového odtoku je z velké míry předurčeno procesy proudění v proměnlivě nasyceném prostředí vysoce propustných horských kambizemí a podzolů na svazích povodí. Moderní hydrologie takto přináší důkazy, že např. koncept povrchového odtoku není jediným, mnohdy ani hlavním mechanismem transformace srážky na povodňový odtok. Informaci objasňující hydrologické koncepty poskytuje vnitřní složení vody. Stabilní izotopy kyslíku a vodíku jsou jedinou přirozenou fyzikálně definovatelnou stopující látkou přítomnou v celé hydrosféře uvnitř molekuly vody. Jsou bilancovatelné, jelikož v tomto prostředí nevznikají ani nezanikají, na rozdíl od hydrochemických indikátorů (ionty, sloučeniny). Výzkum tvorby odtoku byl proto od roku 2006 doplněn o sběr vzorků vody pro stanovení stabilních izotopů kyslíku a vodíku ve srážkách, povrchovém odtoku, podpovrchovém odtoku na svahu, pórové půdní a podzemní vodě. Levné a uživatelsky nenáročné analýzy moderní laserovou spektrometrií jsou inženýrským nástrojem umožňujícím popsat mísení infiltrující srážkové a půdní vody, detekovat preferenční proudění v půdním profilu, stanovit průměrné doby zdržení vody v povodí, nebo v povodňovém odtoku separovat vodu z tání, či z letních bouřek od vody přítomné v povodí před odtokovou událostí. Izotopové studie byly účelově a s časovým omezením provedeny i s využitím izotopů lithia jako rozeznatelného geogenního prvku pro potvrzení dominantního vlivu podpovrchového prostředí na tvorbu celkového, především však základního odtoku z povodí. Probíhá též studie datování stáří hlubokých podzemních vod v povodí metodou izotopů tritia a helia v prostoru zvodně podzemní vody vymezeného metodou elektrické resistivitní tomografie. I další neizotopové přístupy (sledování obsahu křemíku, nebo rozpuštěného organického uhlíku) a sledování základních prvků, iontů a sloučenin (nitráty, chloridy) jsou aplikovány ve spolupráci s VÚV T.G.M.

17

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 Experimentální procesy jsou dlouhodobě modelovány celou škálou hydrologických modelů, kde hlavní místo zaujímá koncept duální propustnosti (modely S1D, S2D vytvořené na ČVUT, F. stavební ve skupině prof. Vogela) doplněné o modelovací přístup na bázi Bussinesqueovy rovnice pro nasycené proudění vody podél svahu pod povrchem. Proudění podzemní vody a odtok vody z celého povodí bylo modelováno programem Modflow, Topmodel a WMS. Klíčová slova: experimentální hydrologie, tvorba odtoku na svahu, podpovrchové proudění vody, přirozené izotopy, modelování tvorby odtoku.

18


Činnost Krajského úřadu Libereckého kraje ve státní správě vodního a lesního hospodářství v Jizerských horách Karel Pop Krajský úřad Libereckého kraje U Jezu 642/2a 461 80 Liberec 2 [email protected] Krajský úřad Libereckého kraje není výzkumnou institucí ani se na žádném výzkumu nepodílí. Přesto v některých oblastech výsledky jeho činnosti mohou mít dopad na hydrologické a půdní poměry v Jizerských horách. Mezi takové činnosti patří i státní správa ve vodním a lesním hospodářství. Jakkoli se krajský úřad nepodílí na výzkumné činnosti, výsledky výzkumu by měly mít vliv na jeho rozhodování. Krajský úřad je jedním z konzumentů výzkumné činnosti. Předmětem příspěvku je rámcové představení činnosti krajského úřadu ve státní správě vodního a lesního hospodářství v Jizerských horách a ukázka některých konkrétních případů, kdy tato správa byla konfrontována s výsledky výzkumu. Jedná se např. o problematiku vodárenských nádrží Souš a Josefův Důl, degradace lesních půd vlivem imisního zatížení, či povodňovou ochranu. V řadě případů nám výzkum, a vědecká obec obecně, bohužel nabízí protichůdné názory, ve kterých se úřední osoby obtížně orientují.

19


Acidifikace půd v Jizerských horách: výsledky vybraných projektů Luboš Borůvka, Ondřej Drábek, Lenka Pavlů, Antonín Nikodem, Václav Tejnecký, Radim Vašát, Radka Kodešová, Petra Vokurková, Karel Němeček Katedra pedologie a ochrany půd, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů ČZU v Praze, Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 - Suchdol,e-mail: [email protected] Cílem tohoto příspěvku je představit několik výzkumných projektů, které s podporou GAČR a NAZV řešil tým Katedry pedologie a ochrany půd FAPPZ ČZU Praha s dalšími spolupracovníky na území Jizerských hor od roku 2001. První projekt se zaměřil na zmapování hodnot chemických vlastností půd na téměř celém území Jizerských hor a na analýzu faktorů, které je ovlivňují. Vedle základních vlastností (půdní reakce, obsah C, N a S apod.) byla hodnocena zásoba Ca a Mg a velká pozornost byla věnována potenciálně nebezpečným formám hliníku v půdě. Byly potvrzeny některé známé skutečnosti (např. vztah mezi půdní reakcí a obsahem volných forem Al) a byly získány některé nové poznatky týkající se vlivu nadmořské výšky, druhu porostu a vápnění. Další projekty se zaměřily na menší oblasti nebo na konkrétnější problémy. Projekt GAČR zkoumal vlastnosti půd odlesněných území v horních polohách Jizerských hor, jejich srovnání se sousedními lesními půdami a zhodnocení vlivu vápnění. Bylo potvrzeno, že travní porosty představují významný faktor ovlivňující půdní podmínky v horských oblastech. Chemická meliorace kyselých půd formou vápnění má příznivý vliv na půdní reakci, nasycení sorpčního komplexu a snížení potenciální toxicity volných forem hliníku v nadložních horizontech. Vliv travních porostů a vápnění na vlastnosti minerálních horizontů půd je ale omezen. Otázka vlivu nadmořské výšky a druhu lesního porostu byla hlavní náplní dalšího projektu NAZV, kdy jako modelové lokality byly využity výškové transekty na Paličníku a na Smědavské hoře. Bylo konstatováno, že jednoznačně odlišit působení jednotlivých faktorů acidifikace půd je obtížné až nemožné. Podařilo se ale na srovnání s oblastí Novohradských hor ukázat, že rozdíly mezi oblastmi s různým imisním zatížením jsou větší než mezi různými porosty v rámci jedné oblasti. Působení bukového porostu se projevilo příznivě na půdních vlastnostech, ovšem pouze v polohách pro buk příznivých, tedy ve středních nadmořských výškách. Ve vyšších nadmořských výškách se již meliorační účinnost buků neprokázala. Analýza forem hliníku prokázala, že v půdách silně zasažených kyselou depozicí zaujímá významné místo toxická forma Al3+, v oblasti málo zasažené je velká část uvolněného Al poutána do organických komplexů a toxické působení je omezené. Vyšší podíl Al vázaného do organických komplexů byl zjištěn v půdách pod smrkovými porosty než pod bukovými. Bylo také zjištěno, že lesní půdy jsou značně nasycené sírou, takže schopnost především nadložních horizontů poutat sírany je velmi omezená, naopak docházelo k desorpci. Znamená to, že síra nahromaděná v minulých desetiletích v půdě může být ještě dlouhou dobu uvolňována z půdy. Byly zjištěny také zvýšené obsahy rizikových prvků, zejména olova a mědi, v nadložních organických horizontech půd v oblasti Jizerských hor, což dokládá jejich antropogenní původ. Nejedná se ale o nějakou silnou kontaminaci. Další výzkum acidifikace půd v oblasti Jizerských hor, zejména na svahu Paličníku, se zaměřuje na sezónní vývoj půdních vlastností, vliv druhu porostu, úlohu rozpustné organické hmoty v chování Al, zhodnocení podílu stoku po kmeni a podkorunových srážek na množství látek vstupujících do půdy, pozornost je věnována též kvalitě organické hmoty, matematickému modelování půdních procesů aj.

20


Výzkum vlivu ekologických podmínek na prosperitu lesních dřevin v Jizerských horách O. Špulák, V. Balcar Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v.v.i., Výzkumná stanice v Opočně, Na Olivě 550, 517 73 Opočno [email protected], [email protected] Výzkumná stanici v Opočně je součástí VÚLHM ve Strnadech a je zaměřena na výzkum otázek týkajících se pěstování lesa. Naše skupina řeší konkrétně širokou problematiku obnovy lesa. Na toto téma naše výzkumná šetření v Jizerských horách (JH) začala kolem roku 1990, to je v době, kdy zde kulminovala imisní kalamita. V důsledku poškození lesních porostů zde v horních partiích JH bylo vytěženo ca 12 000 ha lesa a hlavním problémem tu byl výběr dřevin, které by v dané situaci mohly vytvořit porosty plnící alespoň nejdůležitější požadované funkce (půdoochrannou, vodohospodářskou aj.). Od té doby byly a jsou na území JH sledovány různé aspekty pěstování a ekologie lesních dřevin. V současnosti je zde výzkumnými pracovníky VS v Opočně hodnoceno 11 dlouhodobých výzkumných ploch různé rozlohy, rozsahu činností a zaměření. Při výběru lokalit výzkumných ploch a při jejich zakládání a údržbě nezbytného oplocení jsme spolupracovali a spolupracujeme s lesním provozem (Lesy ČR, v současnosti LS Frýdlant, LS Jablonec n N.; ÚHÚL pobočka Jablonec n. N.), dále i s SCHKO JH Liberec. Při získávání, porovnávání a zpracování dat o dynamice klimatických podmínek nám pomohla spolupráce s místními pobočkami i ústředím ČHMÚ a VÚV. Prospěšná v počátcích byla i výměna poznatků s IBL v Katovicích v Polsku a jejich stanicí v Senkočině. Za stěžejní plochu v JH považujeme výzkumnou plochu (VP) Jizerka založenou v roce 1990 (Balcar, Podrázský 1994) na Středním Jizerském hřebenu (SLT 8K, 980 m n.m.). Na ploše byla testována prosperita širokého sortimentu dřevin, u kterých byl určitý předpoklad využití v druhové skladbě v daných, imisně znečištěných růstových podmínkách. Další imisní vývoj situace nebyl zcela znám, a smrk ztepilý – dosavadní hlavní porostní dřevina – měl budoucnost nejistou. V současnosti je zde řešena také řada dalších klíčových otázek pěstování lesa. Nedílnou součástí hodnocení prosperity dřevin na VP Jizerka od počátku bylo i sledování a hodnocení růstových podmínek (klima, imise, půda), které mají vliv na vývoj testovaných výsadeb. Z klimatických podmínek jsou na lokalitě od roku 1993 hodnoceny teplotní extrémy (min, max) a měřeny celoročně srážky klasickým srážkoměrem s týdenní expoziční dobou. V roce 1996 byla nainstalována automatická stanice (Noel 2000, od roku 2007 nástupný model LEC 3000). Stanice, kromě hodinových srážek ve vegetační době, celoročně měří v hodinových termínech teploty vzduchu (+200 cm, + 30 cm) a půdy (-20 cm), sluneční radiaci, směr a rychlost větru a ve 24 hod. (od června 2007 v hodinových) termínech vlhkost půdy (20 cm). V letech 2003 a 2004 bylo měření teplot vzduchu a půdy rozšířeno instalací záznamníků Logger S0141(fa Comet). Tři záznamníky (v horní, střední a dolní části výzkumného objektu) měří teploty vzduchu na volné ploše ve výškách 200 a 30 cm nad terénem a pod korunou smrků ve výšce 30 cm, a teplotu půdy (-10 cm). V zimním období je v týdenních intervalech sledována výška sněhu. Operativně je na VP dále sledován vývoj teplot a půdní vlhkosti také v různých porostních situacích, v závislosti na řešené problematice. Charakteristika půdních podmínek byla zjišťována poprvé v roce 1990 v souvislosti s projektovanou aplikací basických horninových mouček. Půdní analýzy zaměřené na

21

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 zjišťování vlivu melioračních opatření a vlivu dřevin na půdu jsou prováděny ve víceletých intervalech. Stav výživy u výsadeb je zjišťován pomocí listových analýz. Imisní zátěž testovaných výsadeb byla hodnocena do konce roku 2009. Sledovanými charakteristikami byly sirné sloučeniny měřené během celého roku kontaktní sumační metodou s týdenními termíny expozice. Dále bylo sledováno znečištění ovzduší pasivními samplery firmy Gradko, a to koncentrace O3 (od r. 2003), SO2 (2005) a NO2 (2006). Ovlivnění dřevin imisemi bylo rovněž sledováno pomocí chemických analýz asimilačních orgánů vybraných monitoračních dřevin (jeřáb ptačí, smrk ztepilý). Od konce 90tých let se imisní situace v JH výrazně zlepšila. I nadále jsou výsledky sledování zhruba 20letého vývoje výsadeb lesních dřevin přínosné pro lesopěstební doporučení v horských hřebenových lokalitách, a to jak pro výsadby a udržení podílu méně zastoupených cílových dřevin, tak pro přeměny porostů náhradních dřevin. Od roku 2004 je výzkum na náhorním plato v JH věnován také obnově lesa na těžce zalesnitelných lokalitách v důsledku extrémních mrazových stresů. Na VP Kleč v blízkosti Malé Jizerské louky jsou testovány dřeviny u kterých je předpoklad vydržet v juvenilním stadiu i extrémní mrazové výkyvy (např. v únoru 2012 až -39 st. C.). Také zde jsou monitorovány základní meteorologické prvky (teplota, vlhkost, srážky, záření). Z dosavadních výsledků výzkumu této problematiky byly zpracovány poznatky ve formě certifikované metodiky (Balcar et al. 2011). Na řadě dalších výzkumných ploch jsou pro popis základních růstových podmínek prostředí v hodinových intervalech sledovány teploty vzduchu (+200 cm, +30 cm) a půdy, případně i dalších charakteristik. BALCAR, V. – PODRÁZSKÝ, V. 1994. Založení výsadbového pokusu v hřebenové partii Jizerských hor. Zprávy lesnického výzkumu, 2: 1-7. BALCAR, V. – ŠPULÁK, O. – KACÁLEK, D. – KUNEŠ, I. 2011. Obnova lesa ve vyšších horských polohách postihovaných extrémními mrazovými stresy. Certifikovaná metodika. Strnady, Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, 36 s. Lesnický průvodce 1/2011.

22


Vliv stromového patra (buku lesního a smrku ztepilého) na vybrané půdní charakteristiky na lokalitě Paličník v Jizerských horách Václav Tejnecký1, Ondřej Drábek1, Monika Bradová1, Karel Němeček1, Antonín Nikodem1, Ondřej Šebek2, Luboš Borůvka1 1

Katedra pedologie a ochrany půd, FAPPZ, ČZU v Praze, Kamýcká 129, 165 21 Praha 6, ČR, [email protected] 2 Laboratoře geologických ústavů, PřF, UK v Praze, Albertov 6, 128 43 Praha 2, ČR

V České republice představuje smrk ztepilý (Picea abies [L.] Karst.) dominantní lesní porost (52,16 %). Buk lesní (Fagus sylvatica L.) je naopak nejrozšířenějším listnatým porostem (7,21 %). Vliv vegetačního porostu je patrný zejména na kvalitu a množství půdní organické hmoty a další půdní charakteristiky. Jedná se zejména o specie Al, které mohou představovat aktuální ohrožení pro půdní prostředí nebo rozpuštěné organické a anorganické anionty. Cílem příspěvku je představit výsledky více než čtyřletého výzkumu na lokalitě Paličník v Jizerských horách zaměřeného na sledování vlivu vegetačního pokryvu na vybrané půdní vlastnosti. Na úbočí hory Paličník byly vzorkovány lesní půdy pod bukovým a smrkovým porostem, obě lokality jsou bezprostředně vedle sebe. Celkem bylo odebráno přes 400 půdních vzorků z horizontů F, H, A a B. Ve vodném extraktu byly stanoveny následující charakteristiky: a) speciace Al, b) množství rozpustného organického uhlíku (DOC), c) obsah hlavních organických (mravenčany, octany, šťavelany) a anorganických aniontů (sírany, dusičnany) a d) prvkové složení (Al, Ca, Mg, K). Při porovnání speciace Al v půdách pod bukovým a smrkovým porostem bylo zjištěno signifikantně vyšší zastoupení Al3+ v minerálních horizontech pod bukovým porostem. Speciaci Al významně ovlivňuje pH a DOC. Součástí DOC jsou i nízkomolekulární organické kyseliny (LMMOA), které snižují fytotoxicitu Al v půdním prostředí. Bylo stanoveno vyšší zastoupení DOC a LMMOA v půdách pod smrkovým porostem oproti půdám pod bukovým porostem. Z tohoto důvodu bylo v půdách pod smrkovým porostem pravděpodobně zjištěno větší množství jednomocných forem Al. Tyto specie jsou mimo jiné tvořeny právě komplexy LMMOA s Al, Stanovené. pH půd pod bukovým porostem bylo vyšší než pH půd pod smrkovým porostem. Nicméně se zdá, že ve sledovaných půdách má vyšší vliv na speciaci Al DOC a LMMOA než pH.

23


Povodí Uhlířská: Infiltrační experimenty a neinvazivní snímkování půdních vzorků Michal Sněhota, Martina Sobotková, Martin Šanda, David Zumr, Renata Němcová, Milena Císlerová ČVUT, Fakulta stavební, Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství

Jedním z nejvýznamnějších mechanismů při transformaci srážky na odtok v horském povodí je mělký podpovrchový odtok na svazích. V rámci představované studie byly na experimentálním svahu Tomšovka provedeny terénní infiltrační experimenty se současným monitorováním tlakových výšek a půdních vlhkostí v síti senzorů pod místem infiltrace. Zároveň byla prováděna dvourozměrná resistivní tomografie.Z lokality byly odebrány velké neporušené půdní vzorky. Na jednom neporušeném půdním vzorku byl proveden opakovaný infiltračně-výtokový experiment s měřením průniku bromidového stopovače. U dvou velkých půdních vzorků byla provedena analýza vnitřní struktury rentgenovou počítačovou tomografií. Výsledky výzkumu ukazují přítomnost preferenčního proudění a časovou nestabilitu hydraulických charakteristik, spojenou se změnami reziduálního nasycení zachyceným vzduchem.

24


Šetření rozsahu regulace vysoké hladiny podzemní vody na zamokřených plochách Petr Navrátil Ústav pro hospodářskou úpravu lesů, pob. Jablonec n.N. [email protected] tel.:480032321 Systematické úpravy vodního režimu zamokřených ploch jsou na Jizerských horách spojeny se začátky holosečného způsobu hospodaření na konci osmnáctého století. Na zamokřených plochách, kterých je v Jizerských horách velké množství, je obnova lesa mimořádně obtížná a navíc vysoká hladina podzemní vody způsobuje vysoké procento nezdaru, t.j. úhynu nově vysázených stromků. Proto už v roce 1776 obsahuje „Instrukce lesního úřadu ve věci zakládání sečí“, požadavek na regulaci výšky hladiny podzemní vody:„Jsou-li močály zvláště veliké, že se nedá zajistiti vysušení a půda ku bohatému vzrůstu lesa je velmi vhodná, pak podle pokynů personálu lesního úřadu se stáhne nadbytečné vlhko na útraty úředního důchodu a tím se půda učiní úrodná pro vzrůst dřeva.“ /Historický průzkum pro LHC Harcov, Tomandl M., 1956/ Od poloviny devatenáctého století byly k zakládání příkopů vyhotovovány samostatné projekty. Obnova na zamokřených lokalitách se prováděla sadbou, která byla zdokonalenou sadbou kopečkovou, ale úspěch se dostavil jen tehdy, fungovalo-li odvodnění. Teprve po vypracování celého systému odvodnění na Clam-Gallasských panstvích v r. 1869, podařilo se zalesnit mnohá zamokřená stanoviště. Systém odvodnění byl na svou dobu zřejmě dokonalý, neboť se udržel do dvacátého století a bylo v něm soustavně pokračováno. Od osmdesátých let dvacátého století provádí Ústav pro hospodářskou úpravu lesů meliorační šetření na lesních pozemcích ovlivněných vysokou hladinou podzemní vody. Při tomto šetření se mapují hydromeliorační okrsky, a na nich se posuzuje typ zamokření (stagnující vodou, periodicky zamokřované, svahovou proudící vodou, lužní režim, rašeliny). Dále se zaznamenává stav kultivace okrsku - přítomnost meliorační sítě. (Funkční síť, na které je možná údržba, případně doplnění, nebo rekonstrukce, nevhodně provedená síť, kterou je vhodné nechat zaniknout, případně asanovat, a zamokřené okrsky, které je účelné ponechat bez zásahu). Při vyhotovení Oblastních plánů rozvoje lesů se meliorační šetření stalo jejich součástí. Tvoří jednu z GIS vrstev OPRL a parametry jednotlivých okrsků jsou v databázích propojených s jejich zákresy.

ukázka výsledků melioračního šetření v centrální části Jizerských hor

25


Regenerace chemismu vod v povodí Uhlířská a predikce vývoje do roku 2060 – možný návrat acidifikace jako důsledek růstu lesa Jakub Hruška 1,2, Daniela Fottová 1,2, Filip Oulehle 1,2 1

Česká geologické služba, Klárov 3, 118 21 Praha 1, [email protected] , tel 728452967 2 Centrum výzkumu globální změny AV ČR, Bělidla 4a, 603 00 Brno

Látkové toky ekologicky významných prvků a sloučenin jsou v povodí Uhlířská systematicky sledovány od roku 1994. Chemismus povrchového odtoku byl sledován již od poloviny 80. let, ale od roku 1994 jsou pravidelně v měsíčním kroku sledovány atmosférická depozice ve formě srážek na volné ploše a podkorunové srážky. Depozice síry poklesla z ca. 70 kg/ha/rok v podkorunových srážkách počátkem 90. let na dnešních 8 kg/ha, u dusíku pak depozice klesla z 30-35 kg/ha/rok na 10-15 kg/ha/rok dnes. Dle odhadu ale byla depozice síry před odumřením a vytěžením dospělého lesa v 80. letech okolo 100 kg/ha/rok, a depozice dusíku 50 kg/ha/rok. Na poklesu depozice do povodí se mimo snížení emisí síry (až o 90%) a dusíku (o ca. 40%) v porovnání s vrcholem v polovině 80.let 20 století, podílel výrazně i úhyn a vytěžení dospělého lesa v povodí. Dospělé smrky mají vysokou schopnost záchytu plynů, prachu a aerosolu na jehličí, a po dešti jsou sloučeniny síry a dusíku omývány do podkorunové srážky a následně do půd. I proto byl od 80. let zaznamenána regenerace povrchové vody v povodí, nejprve díky odstranění dospělého lesa a poté i díky poklesu emisí. Koncentrace síranů (roční vážené průměry) se snížila z 15,4 mg/l v roce 1994 na dnešních 10,2 mg/l. Také se výrazně snížila koncentrace dusičnanů, a to z 4,1 mg/l na 0.5 mg/l v současnosti. Pokles je důsledkem lepší fixace dusíku v půdách, které se částečně zotavily z acidifikace. Část deponovaného dusíku je také spotřebována rychle rostoucím lesem. Kyselost vody se snížila z průměrného ročního pH = 4,8 v roce 1994 na dnešních pH= 5,2-5,5. Potoční pH vykazuje velkou variabilitu, kdy při nízkých průtocích pH roste nad 6,5, zatímco při vyšších stavech rychle klesá až pod hodnoty 4,5. Jako důsledek vzrůstu pH se snížila koncentrace celkového hliníku z 0,65 mg/l na 0,45 mg/l což umožnilo reintrodukci sivena amerického do povodí. Pokračující regenerace ale může být zastavena a částečně zvrácena růstem lesa v povodí. Jak se bude zvyšovat plocha jehličí na dospívajících smrcích, poroste opět suchá depozice síry a dusíku, a také rychle rostoucí les bude z půd odčerpávat významné množství bazických kationtů (zejména Ca a Mg), které nebudou k dispozici k neutralizaci kyselého vstupu z atmosféry. Vývoj do roku 2050 byl odhadnut pomocí biogeochemického modelu MAGIC (Model of Acidifcation od Groundwater in Catchment). Nejnižší pH bylo modelováno pro polovinu 80. let, a to okolo hodnoty 4,2-4,3. V současnosti je měřené i modelované pH v rozmezí 4,9-5,0. Pokud růst lesa bude pokračovat, zvýší se mírně koncentrace síranů a půdy a povrchová voda budou opět mírně acidifikovány. pH vody poklesne v roce 2060 na 4,7 oproti dnešním 5,0=5,2 a koncentrace Al se zvýší zpět na 0,6 mg/l. Tato situace může vyústit ve dvě potenciální ekologická rizika: 1. Povrchové vody se okyselí tak, že dojde k opětovnému ohrožení ryb a vodních bezobratlých v potoce a Bedřichovské nádrži. 2. Půdy se okyselí vlivem depozice a růstu lesa tak, že smrkový les bude vykazovat deficienční symptomy poškození, zejména žloutnutí jehlic (hořčíková deficience) a následně nadměrnou defoliaci a zpomalení růstu.

26


Monitoring v povodí vodárenských nádrží Souš a Josefův Důl Václav Koza, Ing. Luděk Rederer [email protected], [email protected] Povodí Labe, státní podnik, Víta Nejedlého 951, 500 82 Hradec Králové V oblasti Jizerských hor bylo od roku 1904 do roku 1986 postaveno sedm vodních nádrží, které jsou ve správě státního podniku Povodí Labe. Dvě z nich – VD Mšeno a VD Harcov jsou ve smyslu směrnice 2006/7/ES stanoveny jako vody ke koupání. Tím je zdůrazněn zvýšený zájem o kvalitu vody, kterou zde vedle pracovníků hygienické služby monitoruje i správce nádrže. Největší zájem o kvalitu vody je však již dlouhodobě nasměrován především ke dvěma vodárenským nádržím – VD Souš a VD Josefův Důl, které se nachází pod vrcholovými částmi Jizerských hor. Po prvotní, víceméně chaotické etapě nahodilých odběrů vzorků, byl v roce 1986 zahájen systematický monitoring povodí obou nádrží. Profily byly umístěny na hlavních a nejvýznamnějších bočních přítocích do obou nádrží. Tímto způsobem bylo situováno po čtyřech profilech na každé z vodárenských nádrží. Vedle toho byly souběžně odebírány i vzorky surové vody na obou úpravnách vody. Ze začátku se na každý z vybraných profilů jezdilo 4x ročně, od roku 1996 byla odběrová četnost zvýšena na 6x ročně a od roku 2002 se na vybrané profily jezdí 10 – 12x/rok. Část monitorovacího cyklu byla koordinována s monitorovacím kalendářem jabloneckého pracoviště ČHMÚ. Na řídících profilech umístěných na hlavních přítocích (tj. Kamenice a Černá Desná) je dnes sledováno až 46 parametrů. Vedle základních fyzikálních a chemických parametrů je sledována i bilance základních živin jako je dusík, fosfor a uhlík včetně jejich obvyklých forem. Pomocí sumárních ukazatelů jako CHSKMn, AOX, NEL či huminové látky jsou sledovány koncentrace organických látek. Sledovány jsou kovy, mikrobiologické a hydrobiologické parametry. Na obou úpravnách byla surová voda dlouhodobě testována na přítomnost specifických organických látek. Je obecně známo, že látkové toky zaznamenané na přítocích jsou důležitým ukazatelem vlivu povodí na kvalitu vody v nádrži. Ovšem procesy, které dotváří výslednou jakost vody přitékající na úpravnu, lze popsat pouze monitoringem přímo na nádrži. Vzhledem k tomu, že se jedná o stojatou vodu a velkou roli hraje i výška vodního sloupce (tedy třetí rozměr) je nutné k monitoringu na nádrži zvolit jiné, často dražší a náročnější metody. Proto o soustavném monitoringu na obou nádržích lze hovořit až od roku 1993. Původní tři monitorovací kampaně ročně byly postupně rozšířeny na čtyři. Ve skutečnosti je však nádrž Souš sledována častěji, zejména v jarním období, kdy se provádí letecké vápnění nádrže. Poslední dva roky je významně rozšířena i monitorovací aktivita na nádrži Josefův Důl, kde se měření provádí každý měsíc včetně zimního období. Na nádržích se provádí dva typy měření. Jednak se na zvolených vertikálách monitoruje „in situ“ multiparametrálním analyzátorem s hloubkovým krokem měření 1 m devět parametrů a jednak se ve zvolených horizontech na vertikálách odebírají vzorky k pozdějším analýzám v laboratoři (až 40 ukazatelů v podobném rozsahu jako je tomu na přítocích). I zde je na vybraných dvou lokalitách zkoumána přítomnost specifických organických látek. V datových souborech získaných po dvaceti sedmi letech monitoringu přítoků (respektive dvaceti letech monitoringu nádrží) se podařilo zachytit některé vývojové etapy, jež v tomto období utvářely prostředí Jizerských hor (např. vliv imisí, odlesnění, opětná renovace lesních porostů či postupný návrat rybích populací).

27


Sledování kvality vody a nasycených ploch na experimentálních povodích ČHMÚ, VUV TGM a Fsv ČVUT v Jizerských horách Šárka Blažková sarka_ blazkova vuv.cz VÚV T.G.Masaryka , Podbabská 30, 16900 Praha 6 – Podbaba Český hydrometeorologický ústav sleduje jakost vody na svých experimentálních povodích v Jizerských horách od roku 1982. První měsíční odběry povrchové vody se uskutečnily v povodí Uhlířská a Jezdecká. Později byl monitoring rozšířen i na další povodí. V rámci projektu PHARE, Projektu EC/WAT/28 „Water quality monitoring in the Jizera Mountains“ byly dodány automatické přístroje na odběr vzorků povrchové vody. V letech 1997 a 1998 byl na povodí Uhlířská studován režim vybraných komponentů jakosti vody v intervalech po 4 hodinách v období srážko-odtokových epizod (pH, N-NO3-, SO4- , Ca, Mg, Na, K, Al, Fe, Mn, Pb, Cd, Cu, Ni). Opakování těchto odběrů bylo provedeno v rozmezí let2004a 2005.V tomto období započal Výzkumný ústavu vodohospodářský T.G.Masaryka v.v.i. s týdenními odběry v povodí Uhlířská a Jezdecká. Na podzim roku 2003 instaloval VÚV prostřednictvím Vodárenské společnosti a.s. Brnosondu YSI 6920 MDS (Yelow Spring, Ohio, USA) na měření teploty vody, pH, N-NO3-, Cl-, ORP, vodivosti. V následujícím roce na jaře byly instalovány sondy na přítoku z lesa v horní části povodí a v závěrovém profilu v povodí Jezdecká. V dalším roce VÚV pokračoval ve sledování kvality vody v projektu Labe IV(VAV/650/5/03). Na odběry vzorků povrchové vody v době srážko-odtokových epizod byly zakoupeny nové automatické přístroje. Odběry byly rozšířeny v roce 2008 o profil Bílá Smědá. Zároveň se započalo s odběry srážkové vody v povodí Uhlířská a Bílá Smědá.Ve spolupráci s Fsv ČVUT byly odebírány vzorky podpovrchové vody v povodí Uhlířská Výsledky pozorování byly prezentovány na konferencích ERB v Turíně v roce 2004, v Petrohradě v roce 2012 a dále na konferencích Hydrologie malého povodí v roce 2005 a Biohydrology 2006. Data z měsíčních odběrů ČHMU jsou uváděna v ročenkách z experimentálních povodí ĆHMÚ. Výsledky sledování kvality vody byly uvedeny v odborných publikacích, článcích a výzkumných zprávách. Pro širokou veřejnost jsou výsledky publikovány v knize „Jizerské hory – o mapách, kamení a vodě“. Mapováním nasycených ploch na experimentální povodí Uhlířská a Jezdecká za účelem srovnání s predikcemi TOPMODELu se Výzkumný ústav vodohospodářský zabývá od roku 1995. Metoda (bootmethod) je založena na podrobném zjišťování nasycenosti půdy v povodí. Podstatoumetody je zachytit dynamiku nasycených oblastí, tj. mapovat plochy po tání sněhu, po velké srážce a v období sucha. Od roku 1995 až do roku 1997 byly mapovány jednotlivé body v povodí a od roku 1997 se započalo s mapováním transektu. Na jaře 1999 bylo mapování rozšířeno na obnovené meliorační příkopy v povodí Uhlířská. Výsledky mapování byly porovnávány s naměřenými údaji z tenzometrů, které provádí v povodí Uhlířská ÚH AV a s piezometry, které provozovala Fsv ČVUT- ing. Tachecí. Zkušenosti s boot-metodou byly konzultovány v rámci projektu PHARE, Projektu EC/WAT/28 na studijních cestách v roce 1997 v Grenoblu a ve Štrasburku. Mapování nasycených ploch na experimentálních povodích Uhlířská a Jezdecká bylo zakončeno v roce 2006. V následujícím roce probíhalo mapování nasycených ploch v povodí Smržovského potoka na jižním okraji Jizerských hor. Mapování bylo doplněno o záznamy rostoucích rostlin a výsledky z měření v piezometrech na sledovaných plochách. Dosažené výsledky byly uvedeny v článcích v impaktovaných časopisech a na mezinárodních konferencích EGU v Nice a ve Vídni.

28


Hydroekologický výzkum ÚH AVČR v Jizerských horách Miroslav Tesař, Miloslav Šír, Josef Buchtele Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i., Pod Paťankou 30/5, 166 12 Praha 6 E-mail: [email protected]

Od roku 1999 provádí Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v.v.i. vědeckovýzkumnou činnost v oblasti Jizerských hor zaměřenou na hydrologickou a látkovou bilanci horského povodí, která je založena na kontinuálním hydroekologickém monitoringu. Aktivity probíhají v třech vědeckovýzkumných liniích, a sice: - sledování a hodnocení usazených srážek jako významného vstupu vody a znečišťujících látek do malého horského povodí; - modelování vodního režimu malého horského povodí v měnících se klimatických podmínkách pomocí modelů SAC-SMA a BROOK90; - sledování a hodnocení vodního režimu půd malého horského povodí. V následujícím textu je uveden stručný souhrn, příp. příklad získaných poznatků. 1. Usazené srážky jako faktor ovlivňující vodní i látkovou bilanci horského povodí Depozice vodního aerosolu z větrem hnané mlhy či nízké oblačnosti na vegetační porost představuje důležitý látkový a vodní vstup v horské oblasti Jizerských hor. Vysoká mineralizace vod z usazených srážek způsobuje, že v místech s vyšší nadmořskou výškou (nad 800 m n.m.) může podíl látek přenesených usazenými srážkami dokonce převýšit transport spojený se srážkami padajícími. Množství usazených srážek je velmi proměnlivé a přesně nekvantifikovatelné. V literatuře existuje několik metod pro odhad depozice vody z mlhy (metoda stopovacího prvku, metoda náhradního porostu, metoda mikrometeorologického modelování a metoda vodohospodářské bilance lesního patra). Posledně dvě jmenované metody byly použity i pro odhad množství vody z větrem hnané nízké oblačnosti a mlhy i pro oblast Jizerských hor. Lze předpokládat, že toto množství dosahuje více než 10 % ročního srážkového úhrnu. V Jizerských horách probíhá monitoring od roku 1998 na povodí Uhlířská (1,87 km2, 775 – 886 m n.m.) a na dalších lokalitách, včetně jedné v urbanizované oblasti. Vzorky vody z nízké oblačnosti či mlhy ve sledovaných horských lokalitách (Jizerka, Prameny, Nová louka, Smědava) i na urbanizované lokalitě (Jablonec nad Nisou) byly získány aktivním odběrovým přístrojem a pasivním odběrovým zařízením. Obr. 1 znázorňuje stanici na Jizerce (vlevo) a na Smědavské hoře (vpravo). Vzorky mlžné a oblačné vody byly chemicky analyzovány. Tab. 1 přináší odhady roční vodní a látkové depozice formou usazených a padajících srážek pro Jizerské hory. Na základě získaných výsledků lze konstatovat, že koncentrace sledovaných složek jsou vyšší, a to až řádově, ve vzorcích vody odebraných z mlžné a oblačné vody oproti koncentracím ve vodě srážkové. Poměr koncentrací sledované složky ve vodě mlžné a srážkové (faktor obohacení) dosahuje v Jizerských horách hodnot do 23. Na základě hodnocení množství sledovaných látek deponovaných za rok na jednotku plochy formou usazených a vertikálních srážek pro horské oblasti Jizerských hor je patrné, že přes poměrně malý vodohospodářský význam usazených srážek (10 - 20 %), je jejich vliv ekologický významný, někdy srovnatelný a někdy dokonce vertikální srážky převyšující.

29


Obr. 1. Stanice na Jizerce s aktivním mlhoměrným zařízením (vlevo) a na Smědavské hoře s aktivním i pasivním mlhoměrem (vpravo). Tab. 1. Roční přenos látek a vody formou usazených a padajících srážek v Jizerských horách. Roční přenos Roční přenos formou srážek Podíl mlžného formou mlhy [kg.km2.rok-1] přenosu [ % ] [kg.km2.rok-1] 526,58 466,00 113,0 Na + 308,73 244,65 126,2 K+ 948,31 885,40 107,1 NH4 + 172,42 116,50 148,0 Mg 2+ 1041,51 664,05 156,8 Ca 2+ 43,11 23,30 185,0 F547,55 780,55 70,1 Cl 4217,30 2830,95 149,0 NO3 2659,70 2970,75 89,5 SO4 27,05 7,09 99,3 Mn 22,72 45,94 49,5 Zn 9,04 22,19 40,7 Fe 23,88 51,43 46,4 Al 0,19 0,17 106,7 Cd 0,58 3,01 19,4 Pb 2,14 5,03 42,6 Cu voda [mm] 116,50 1165,00 10,0 2. Modelování vodního režimu malého horského povodí v měnících se klimatických podmínkách pomocí modelů SAC-SMA a BROOK90 Při simulacích odtoku s využitím koncepčních deterministických modelů srážko-odtokového procesu jsou modelované průtoky porovnávány s měřenými odtoky. Přitom jsou obvykle také užitým modelem generovány průběhy zásob podpovrchových vod. Pro simulaci srážkoodtokového procesu byly užity dva deterministické koncepční modely: SAC-SMA (Sacramento Soil Moisture Accounting a BROOK90 - model vyvinutý v US Forest Service. Model SAC-SMA, který byl ve větší míře využíván, má ve své struktuře pět zón: UZTWM (horní zóna vázané vody ), UZFWM (horní zóna volné vody), LZTWM (dolní zóna vázané

30

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 vody), LZFPM (dolní zóna volné primární podzemní vody), LZFSM (dolní zóna volné suplementární vody - sezónní). Model generuje šest odtokových složek – tři komponenty povrchového odtoku a dále primární podzemní odtok (PRM), doplňkový podzemní odtok (SUP) a podpovrchový odtok (interflow), tj. odtok vytvořený přebytkem vody v zónách spojených s vegetačním krytem (INT). Podpovrchové vody představují převládající složku celkového odtoku. V modelech SAC-SMA i BROOK90 je důležitou částí struktury vytváření sněhových zásob a tání sněhu. V obou modelech je také explicitně zahrnuta evapotranspirace. Jako vstupní data pro simulace jsou užity denní časové řady srážek, teplot vzduchu a průtoků. Obr. 2 ilustruje příklad aplikace modelu SAC-SMA pro predikci změněných měsíčních odtoků z povodí Uhlířská podle scénáře klimatických změn k roku 2085. 0.15 0.1

SIM OBS

0.05 0 OCT DEC

FEB

APR

JUN

AUG

Obr. 2. Pozorované průměrné měsíční průtoky a odtoky podle scénáře pro období k roku 2085 pro povodí Uhlířská (m3.s-1). 3. Sledování a hodnocení vodního režimu půd malého horského povodí Od roku 2000 probíhá na dvou vybraných lokalitách lišících se stavem vegetačního krytu pozorování vodního režimu půd pomocí vodních tenzometrů osazených ve hloubkách 15, 30, 45 a 60 cm pod povrchem terénu. Jedna lokalita je v patě svahového transektu Tomšovka a byla zpočátku odlesněna, v současnosti je vegetační porost tvořen obnoveným smrkovým porostem. Druhá lokalita představuje vzrostlý smrkový les. Data získaná v srpnu 2001 jsou použita pro účely popsání oscilace teploty vzduchu způsobené synchronizovanou transpirací rostlin. Na experimentálním svahu Tomšovka (Jizerské hory, 822 m n. m.) byl měřen průběh teplot vzduchu ve výšce 5 a 200 cm nad zemí a průběh tenzometrického tlaku v hloubce 15 cm v intervalu 10 minut. Měření probíhalo v teplém, slunečném a bezoblačném období, kdy denní příkon globální radiace byl 19 až 22 MJ/m2/den a maximální intenzita globální radiace dosahovala 900 až 1000 W/m2. Teploměry byly umístěny nad bylinným porostem, kde převažuje třtina chloupkatá (Calamagrostis villosa), dále se vyskytuje metlička křivolaká (Avenella flexuosa) a brusnice borůvka (Vaccinium myrtilus). Vodní tenzometr byl instalován v kořenové zóně travního porostu v hnědé lesní půdě. V období 23.–26.8. 2011 byly opakovaně na průběhu teplot v obou výškách zaznamenány mezi 11. a 17. hodinou synchronní oscilace s periodou asi 30 až 60 minut. Ve výšce 5 cm probíhaly oscilace v rozmezí 23 až 30 °C, ve výšce 200 cm v poněkud užším rozmezí 24 až 28 °C. Mezi 8. a 16. hodinou byly zaznamenány oscilace tenzometrického tlaku v hloubce 15 cm v rozmezí -6 až 12 kPa. Směr výkyvů tlaků nekoreloval se směrem výkyvů teplot. Tím je vyloučena experimentální chyba plynoucí z teplotního ovlivnění měření tenzometrických tlaků. Při transpiraci se spotřebovala část tepla z globální radiace na skupenské teplo výparu – latentní teplo. Rostlinný pokryv, tudíž i přízemní vrstva vzduchu, se proto transpirací chladil. Proto lze tvrdit, že kolísání teploty vzduchu bylo způsobeno kolísáním intenzity odběru latentního tepla na skupenskou přeměnu vody v páru, tedy kolísáním intenzity transpirace rostlin. Protože půda byla značně nasycena vodou, nedocházelo k omezování transpirace v důsledku

31

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 nedostatku půdní vláhy i když dosahovala denní transpirace vysokých hodnot 4 až 6 mm/den. Omezování intenzity transpirace bylo proto způsobeno rostlinou samotnou. Fakt, že kolísání intenzity výparu je koordinováno s kolísáním napětím půdní vody (měřeno tenzometricky), znamená, že rostliny přenášejí signály mezi listy a kořeny, které umožňují koordinovat příjem vody z půdy do kořenů s výdejem vody z listů do atmosféry. Teplota vzduchu ve výšce 200 cm nad porostem je ovlivněna transpirací rostlin na ploše mnoha čtverečních metrů. Fakt, že teplota vzduchu ostře kolísá, znamená, že transpirace rostlin je plošně synchronizovaná. Tedy rostliny spolu komunikují, aby dosáhly synchronního kolísání intenzity transpirace mnoha rostlin na velké ploše. Rostlinný pokryv tedy vytváří superorganismus, který velice výrazně ovlivňuje teplotu a vlhkost atmosféry, zásobu půdní vody, a tím i hydrologický cyklus pevnin. Seznam vybraných publikací vztahujících se k řešené problematice BUCHTELE, J., TESAŘ, M., KRÁM, P.: Variability of water regime in the forested experimental catchments. Soil & Water Research, Roč. 4, Spec. 2, 2009, S93-S101. ISSN 1801-5395. BUCHTELE, J., TESAŘ, M..: The time variability of evapotranspiration and soil water storage in long series of rainfall-runoff process. Biologia, Roč. 64, č. 3, 2009, s. 575-579. ISSN 0006-3088. ELIÁŠ, V., TESAŘ, M.: Horizontal precipitations: The input important from hydrological and ecological point of view. J. Hydrol. Hydromech., 42, 1994, 101 – 103. ELIÁŠ, V., TESAŘ, M., BUCHTELE, J..: Occult precipitation: sampling, chemical analysis and process modelling in the Šumava Mts. (Czech Republic) and in the Taunus Mts. (Germany). Journal of Hydrology, 166, 1995, 409 – 420. FIŠÁK, J., TESAŘ, M., FOTTOVÁ, D.: Pollutant Concentrations in the Rime and Fog Water. Soil & Water Research, Roč. 3, č. 1, 2008, S68-S73. ISSN 1801-5395. FIŠÁK, J., TESAŘ, M., FOTTOVÁ, D.: Pollutant Concentrations in the Rime and Fog Water at the Milesovka Observatory. Water, Air and Soil Pollution, Roč. 196, 1-4, 2009, s. 273285. ISSN 0049-6979. ŠÍR, M., LICHNER, Ľ., TESAŘ, M., HALLET, M. B., MARTINKOVÁ, M.: Simulation of phytomass productivity based on the optimum temperature for plant growth in a cold climate. Biologia, Roč. 64, č. 3, 2009, s. 615-619. ISSN 0006-3088. TESAŘ, M.: Usazené srážky. In Jizerské hory: o mapách, kamení a vodě. Liberec: Roman Karpaš, 2009, s. 368-369. ISBN 978-80-87100-08-0. TESAŘ, M.: Cloud and fog water deposition in the Šumava Mts. (Czech Republic). A model estimate of water flux and deposition of chemical compounds to mountainous spruce stand. Acta Universitatis Carolinae Geologica 37, 1993, 57 – 72 TESAŘ, M., ELIÁŠ, V., ŠÍR, M.: Preliminary results of characterization of cloud and fog water in the mountains of Southern and Northern Bohemia. J. Hydrol. hydromech., 43 (6), 1995, 412 – 426. TESAŘ, M., ŠÍR, M., LICHNER, Ľ., ČERMÁK, J.: Plant transpiration and net entropy exchange on the Earth’s surface in a Czech watershed. Biologia, Roč. 62, č. 5, 2007, s. 547-551. ISSN 0006-3088.

32


Horní Jizera - nová Ramsarská lokalita Šárka Mazánková CHKO Jizerské hory, Oddělení péče o přírodu a krajinu, botanik

V září 2012 byla na seznam mokřadů mezinárodního významu v rámci Ramsarské úmluvy zapsána v pořadí třináctá lokalita pod názvem Horní Jizera. Území s mimořádnými krajinářskými i přírodními hodnotami o celkové výměře 2,303 ha se skládá ze dvou oddělených částí. Plošně větší se nachází v centrální části Jizerských hor při státní hranici s Polskem a zahrnuje jedinečně zachovalý fenomén neregulovaného horského meandrujícího toku (česká část Jizery, Jizerka, Safírový potok) s navazujícími vrchovišti, svahovými rašeliništi, podmáčenými a rašelinnými smrčinami a porosty kleče. Spojuje v jeden celek území národních přírodních rezervací Rašeliniště Jizery, Rašeliniště Jizerky a přírodních rezervací Rybí loučky a Černá jezírka. Druhou menší částí, která je situována v náhorní části, prochází hlavní evropské rozvodí rozdělující úmoří Baltského a Severního moře. Tuto část ramsarské lokality tvoří rozvodnicová vrchoviště chráněná prostřednictvím přírodních rezervací Klečové louky, Na Čihadle a přírodních památek Na Knaipě, U Posedu a Vlčí louka. Ramsarská lokalita představuje nejrozsáhlejší komplex rašelinišť v Jizerských horách a v celých Sudetách. Výjimečné biotopy říčních zátočin, tůní a mrtvých říčních ramen hostí unikátní biotu. Květena obsahuje řadu druhů zvláště chráněných, ohrožených a méně běžných (blatnice bahenní, klikva bahenní, kyhanka sivolistá, ostřice bažinná, ostřice chudokvětá, suchopýrek trsnatý, bříza karpatská, rdest alpský, šicha černá aj.). Ojedinělá je jak bohatá populace jalovce obecného nízkého, největší v ČR, tak i nejrozsáhlejší přirozené klečové porosty v Jizerských horách, v této nadmořské výšce ve střední Evropě jedinečné.Typickou a velmi cennou rašeliništní faunu bezobratlých reprezentuje řada reliktních a stenoekních druhů (pavouci, vážky, motýli, střevlíkovití a potápníkovití brouci). Z významné ornitofauny nelze opomenout výskyt tetřívka obecného, bekasinu otavní a jeřába popelavého. Některé části ramsarské lokality turisticky zpřístupňují poválkové chodníky, např. rašeliniště v PR Klečové louky a na Vyhlídkové louce v NPR Rašeliniště Jizerky, v přírodní rezervaci Na Čihadle je mimoto postavena i nová vyhlídková plošina, která poskytuje výhled na mokřadní biotop z jiné perspektivy. Do budoucna se předpokládá rozšíření ramsarské lokality o polskou část pánve horního toku Jizery.

33


Dlouhodobé změny oživení nádrží v Jizerských horách a jejich přítoků(1992-2012): plankton, bentos Zuzana Hořická1, Tereza Bímová1, Lenka Procházková2, Evžen Stuchlík1a Daniel Vondrák1 Ústav pro životní prostředí a 2 Katedra ekologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze; [email protected]

1

Hydrobiologický výzkum vodních nádrží v Jizerských horách začal v r. 1992, původně v rámci projektu Josefa Křečka z Fakulty stavební ČVUT v Praze,který se věnuje studiu vodních zdrojů v horských povodích postižených kyselou atmosférickou depozicí. Tým hlavní autorky se zaměřil na dlouhodobé sledování chemismu a oživení (fytoplanktonu, zooplanktonu, bentosu) tří nádrží na náhorní plošině hor (Bedřichova, Souše a Josefova Dolu) v souvislosti s jejich acidifikací a zotavováním z acidifikace. Dalšími členy této pracovní skupiny byli či jsou Marie Prchalová, Pavel Chvojka, Jakub Horecký, Karolína Smetanová, Pavla Loučková-Wildová, Jan Rucki, Lucie Burdová, Lenka Ungermanová-Kamasová a Takaaki Senoo. Spolupracujeme s Jakubem Hruškou z České geologické služby v Praze (chemismus, ryby), s pracovníky hydrobiologického oddělení vodohospodářských laboratoří Povodí Labe v Hradci Králové (plankton a bentos) a se skupinou Miroslava Švátory z Katedry zoologie PřF UK(ryby, bentos jako potrava ryb). Od počátku studia bylo zřejmé, že chemické složení oživení vod na území Jizerských hor bylo acidifikací poznamenáno mimořádně silně, přestože se jedná o vody přirozeně kyselé, dystrofní, osídlené obvykle malým počtem druhů. Ve všech třech přehradách dominovaly ve fytoplanktonu velké druhy obrněnek (Dinophyta).Druhové složení a početní zastoupení zooplanktonu (vířníků a korýšů)bylo extrémně chudé a vzájemně si podobné. Jednalo se zejména o druhy silně kyselých vod a druhy s vysokým rozsahem tolerance vůči pH vody. Již v polovině 90. let minulého století jsme však pozorovali první pozitivní biologické změny a na přelomu století pak rychlé a dynamické zotavení vod z acidifikace jak po stránce chemismu, tak i života v nich. Velké druhy obrněnek byly v biomase fytoplanktonu nahrazeny menšími zástupci této skupiny a došlo k průkaznému nárůstu počtu druhů i z jiných taxonomických skupin.V současné době tvoří významnou součást letního fytoplanktonu rozsivky a sinice r. Merismopedia, které jsou ve vodárenských nádržích nežádoucí. Do přehrad se vrátily některé z původních druhů zooplanktonu a objevily se druhy, které se zde dříve nevyskytovaly, i druhy, které v kyselých vodách zpravidla nežijí, přičemž početnost mnoha z nich vzrostla o 1-2 řády. Podobný trend byl zaznamenán u bentických organismů v litorálu nádrží a jejich přítocích. Na změnách v planktonních a bentických společenstvech se vedle zotavování z acidifikace podstatně podílelo pravidelné vápnění Souše od r. 1996 a vysazení lososovitých ryb do všech přehrad ve druhé polovině 90. let.V současné době určují skladbu zooplanktonu a bentosu do značné míry biotické faktory –množství a kvalita potravy, kompetice, predace a životní strategie druhů. Vzhledem ke stále vysokému množství oxidů dusíku v atmosféře a s ním spojené vysoké kyselosti srážek, vyčerpání bazických kationtů z lesních půd a jejich nasycení kovy a jinými polutanty, a dorůstajícím jehličnatým lesům v povodích nádrží však lze očekávat opětovné okyselení vody („malou acidifikaci“), což by mohlo vést k ochuzení společenstev a vymizení mnoha bezobratlých i ryb. Za jediné možné řešení pokládáme přechod od současného lesního hospodářství k méně intenzivnímu (s větším podílem bezlesých ploch) a zalesňování povodí smíšeným lesem.

34


Reintrodukce lososovitých ryb do nádrží Jizerských hor a ichtyofauna Jizerských hor a její výzkum v letech 1995-2012 M. Švátora a kol. UK v Praze, Přf, katedra zoologie, [email protected] Výzkum ichtyofauny Jizerských hor jsme od roku 1995 prováděli v několika směrech.Počínaje rokem 1995 jsme se zaměřili na nádrž Bedřichov a její přítoky a postupně i na nádrže Josefův Důl a Souš. Naším cílem bylo sledovat návrat salmonidů do kyselých povodí těchto nádrží. Základní téma výzkumů bylo: Nádrže Jizerských hor a jejich přítoky – návrat salmonidů do kyselých povodí. Od prvního úspěšného pokusu o znovuvysazení sivena amerického v nádrži Bedřichov (r. 1991) přes vysazení stejného druhu do povodí a nádrže Souš (r.1996) až po vysazení sivena do nádrže Josefův Důl (r.1998) jsme v následujících letech prováděli pravidelný každoroční výzkum těchto tří populací, které se začaly úspěšně vytírat a staly se tak nezávislé na vysazování. S postupným zlepšováním kvality vod byl na území Jizerských hor po roce 2000 vysazen další druh – střevle potoční do nádrží Bedřichov a Josefův Důl, kde se postupně vytvořily životaschopné populace. V roce 2006 pak po dohodě s Povodím Labe byl do nádrže Souš vysazen pstruh obecný s cílem nahradit sivena amerického. Projekt úspěšně pokračuje a populace pstruha se zde již pravidelně vytírá a postupně nahrazuje sivena amerického. Spolu s výzkumem nádrží a jejich povodí jsme se zaměřili i na výzkum dalších toků na území Jizerských hor a toků tekoucích z jejich severních svahů a studovali jsme zde fyzikálněchemické parametry vody v tocích a jejich vliv na druhové složení ichtyocenóz. Hlavní téma bylo : Ryby Jizerských hor. Za celé období let 1995-2007 jsme prozkoumali 50 toků a prolovili zde více než 90 profilů, některé opakovaně v průběhu jednoho roku iv několika letech po sobě. Celkově jsme na území Jizerských hor a v povodí Smědé prokázali výskyt 18 druhů ryb a 1 druhu mihule. V návaznosti na předchozí studie jsme se v letech 2000-2005 zaměřili na analýzy potravy lososovitých ryb. Hlavní téma bylo: Studium potravních preferencí lososovitých ryb ve vybraných tocích a v nádržích Jizerských hor. Studovali jsme potravní preference lososovitých ryb ve třech údolních nádržích (Bedřichov, Josefův Důl a Souš), v jejich povodích a v několika vybraných tocích a zaměřili jsme se na rozdíly v potravních preferencích sivena amerického a pstruha obecného v průběhu sezóny v lokalitách, kde se oba druhy vyskytují společně a tam, kde žijí samostatně. Dalším našim projektem bylo studium mikrohabitatových preferencí a aktivity lososovitých ryb: Habitatové preference a aktivita dvou druhů lososovitých ryb v malých tocích Jizerských hor – telemetrická studie. Studie probíhala v roce 2006 ve třech tocích na území Jizerských hor. V jednom toku (Černá Nisa) žil pouze siven americký, v druhém (Malý Štolpich) žil jen pstruh obecný a ve třetím (Malá Jeřice) žily oba druhy společně. Studovali jsme zde potravní preference a míru aktivity sledovaných druhů během vegetační sezony. Kromě výše zmiňované problematiky jsme se zaměřili i na studium vlivu acidifikace a kvality vody na žaberní aparát sivena amerického v toku Černá Nisa v letech 2004 - 2008: Vliv vybraných parametrů vod na morfologii žaber sivena amerického v toku Černá Nisa. Stanovili jsme zde kritické hodnoty koncentrací toxické frakce hliníku Ali ovlivňující morfologii žaber sivena amerického a tím i jejich schopnost resorbce kyslíku z vody u různých věkových skupin. Prokázali jsme kumulativní efekt působení vysokých koncentrací toxické frakce hliníku na žaberní aparát. V letech 1995-2011 bylo na území Jizerských hor na problematice ryb a vodních bezobratlých vypracovánocelkem8 Mgr. prací a 1 Ph.D. práce studentů UK v Praze, PřF a kromě toho bylo

35

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 publikováno více než 20 prací v odborných časopisech a ve sbornících z konferencí, včetně mezinárodních a několik populárních článků. Na dosažení výsledků se podílel tento kolektiv autorů: L. Burdová, Z. Hořická,J. Hušek, M. Kaftan,P. Kulíšková-Horká, J. Petřivalský, M. Rokosová, O. Sychrová, R. Šanda a M. Švátora a studenti katedry zoologie za přispění pracovníků CHKO Jizerské hory, MO ČRS Frýdlant, Chrastava a Liberec a Severočeského územního svazu ČRS v Ústí n. Labem, za finančního přispění MŠMT MSM J13/981136100004 a 0021620828, 3 grantů GAUK, DÚ VaV AOPK ČR, GEF - Biodiversity 1996, grantu Společnosti pro záchranu a obnovu Jizerských hor a finanční podpory Povodí Labe s.p.

36


Seminář_Jizerské_hory Josef Křeček1 & Jana Nováková2 1) Katedra hydrauliky a hydrologie, Fakulta stavební ČVUT v Praze 2) Institut aplikované ekologie, Lesnická fakulta ČZU v Praze

V období osmdesátých a devadesátých let minulého století došlo na náhorní plošině Jizerských hor k masivnímu odumírání a těžbě smrkových monokultur (Picea abies); Junco effusi-Calamagrostietum villosae se zde stalo dominantním společenstvím. Možnost použití Ellenbergových indikátorů prostředí k odhadu korespondujících změn vodního režimu povodí byla testována v podmínkách experimentálního povodí Sklářského potoka (profil Jizerka, plocha 1 km2, nadmořská výška 860 – 980 m) pro období 1982 – 2010. Ellenbergovy indikační indexy světelných poměrů (L), půdní vlhkosti (F), obsah dusíku (N) a půdní reakce (R) byly uvažovány ve vztahu ke změnám hydrologických charakteristik zájmového povodí Sklářského potoka (obsah vody v půdě, evapotranspirace, retence, pH a obsah nitrátu v povrchové vodě). Detailní botanický průzkum byl prováděn na dvou paralelních transektech (holoseč a fragment smrkového porostu) ve vegetačním období. Po smýcení smrkových porostů (1984 – 1990) došlo k masivnímu rozšíření trav (zejména Calamagrostis villosa) vlivem zvýšené vlhkosti půdy a přístupu světla. Následné období - 37 -(1990 – 2010) bylo charakterizováno růstem zastoupení druhů indikujících vlhká stanoviště (Calamagrostis villosa, Deschampsia caespitosa, Molinia caerulea, Juncus effuses, Carex nigra, Eriophorum vaginatum) na obou transektech. Ellenbergovy indikátory (L, F, N, R) byly počítány jako vážený průměr hodnot pro identifikované druhové složení. Paralelně ve sledovaném období 1982 – 2010 byl na povodí Sklářského potoka kontinuálně měřen průtok v uzávěrovém profilu, srážkové úhrny a klimatické charakteristiky na doplňkové meteorologické stanici a vzorky srážkové (případně sněhové) vody a odtoku (v uzávěrovém profilu) byly odebírány v týdenních intervalech. Doplňující měření pH a vlhkosti půdy bylo prováděno na obou transektech botanického průzkumu v měsíčních intervalech. Ellenbergovy indikační hodnoty F (vlhkost) a L (světelné poměry) ve sledovaném období 1982 – 2010 korespondují s postupem sukcese, změnou mikroklimatu a genezí odtoku. Změny ukazatelů N (obsah dusíku) a R (půdní reakce) korespondují s poklesem kyselé atmosférické depozice a následnou revitalizací povrchových vod. Testované Ellenbergovy indikátory prostředí však reagují na pozorované změny hydrologických parametrů se zpožděním 3 až 10 let.

37


ZÁVĚR Dle ohlasu více než sedmdesáti zúčastněných zástupců jednotlivých institucí si dovolujeme tvrdit, že „Seminář Jizerské hory – setkání napříč vědeckými disciplínami“ jednoznačně splnil svůj předem jasně daný cíl. Seminář zcela jistě napomohl rozvoji vzájemné spolupráce a většímu porozumění mezi jednotlivými obory Jizerských hor a pochopitelně i přispěl k prostému, ale zároveň důležitému seznámení se jednotlivých pracovníků, kteří se regionem Jizerských hor dlouhodobě zajímají. Na závěr nezbývá než dodat, že samotná idea setkání ve formě semináře může pokračovat i nadále a v rozumné periodě tří až pěti let by bylo vhodné toto setkání pravidelně opakovat.

PŘÍLOHY Přílohou sborníku je i souhrn odpovědí na dotazník, který vyplnilo 13 účastníků semináře ze 7 organizací, kteří pečlivě zodpověděli všechny otázky dotazníku. Doufáme, že přehled bude užitečný a umožní lepší informovanost o druhu zájmu jednotlivých pracovišť a orientaci v názorech na některé společné otázky. Přílohou sborníku je rovněž CD s kompletními prezentacemi Semináře ve formě pdf.

38


Jizerské hory – setkání napříč vědeckými disciplínami Sborník abstraktů ze semináře Vydalo nakladatelství Český hydrometeorologický ústav, Praha 2014 2014, 1.vydání, 40 stran, náklad 150 ks Vytiskla tiskárna Českého hydrometeorologického ústavu, Na Šabatce 17, 143 06, Praha 4 ISBN 978-80-87577-14-1 Za publikace odpovídají autoři příspěvků.

39

Seminář Jizerské hory 11. 12. 2012 SOUHRN ODPOVĚDÍ NA DOTAZNÍK SEMINÁŘE JIZERSKĚ HORY

1

Seminář Jizerské hory

Recommend Documents