Struktura vs mikroklima lesa, porostu
Radek Pokorný
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
Struktura vs mikroklima lesa/ porostu © Radek Pokorný
Za všechno může
Dopad
Absorbce Průchod
Světlo a teplo
zjevné a latentní
Evapotranspirace
Odraz
LES a BEZLESÍ
Σ Iex denní suma extra-terestrické ozářenosti na horní hranici atmosféry vypočítaná pro 50° severní zeměpisné šířky a 15° východní zeměpisné délky (daily sum of extra-terrestric irradiance on the top of the atmosphere calculated for the coordinates of 50° N and 15°E) Σ St denní suma dopadající globální radiace (daily sum of incident global radiation) Σ PARi denní suma dopadající fotosynteticky aktivní radiace (daily sum of incident photosynthetically active radiation)
Σ St měsíční suma globální radiace dopadající na porost (monthly sum of global radiation incident on the stand) Σ Rn měsíční suma radiační bilance porostu (monthly sum of net radiation of the stand)
Σ PARi měsíční suma fotosynteticky aktivní radiace dopadající na porost (monthly sum of photosynthetically active radiation incident on the stand) Σ PARa měsíční suma fotosynteticky aktivní radiace absorbovaná porostem (monthly sum of photosynthetically active radiation absorbed by the stand)
Ø Ta02 Ø Ta08 Ø Ta11 Ø Ta15,5 Ø Ta18,5 Ø Ta23 průměrná měsíční teplota vzduchu ve výšce 2, 8, 11, 15,5, 18,5 a 23 m nad zemí
Ø Ts00 Ø Ts05 Ø Ts10 Ø Ts20 Ø Ts30 Ø Ts50
průměrná měsíční teplota půdy v hloubce 0, 5, 10, 20, 30 a 50 cm (mean monthly soil temperature in the depth of 0, 5, 10, 20, 30 and 50 cm)
Ø Φ02 Ø Φ08 Ø Φ11 Ø Φ15,5 Ø Φ18,5 Ø Φ23
průměrná měsíční relativní vlhkost vzduchu ve výšce 2, 8, 11, 15,5, 18,5 a 23 m nad zemí (mean monthly relative air humidity in the height of 2, 8, 11, 15.5, 18.5 and 23 meters above the ground)
denní úhrn srážek (daily precipitation sums)
Ø SM 0-17cm Ø SM 16-32cm Ø SM 27-43cm
objemová vlhkost půdy v hloubce 0-17, 16-32 a 27-43 cm stanovená v 15:00 hod SEČ
Ø u7,5 Ø u11 Ø u13 Ø u14,5 Ø u17,5 Ø u20
průměrná denní rychlost větru ve výšce 7,5, 11, 13, 14,5, 17,5 a 20 m nad zemí
Směr větru
LES
LOUKA
LES a BEZLESÍ směr proudění větru
Typy mikroklimatu okraj porostu
Porostního okraje
porost
Porostu
okraj porostu
bezlesí
Volné plochy
Typy mikroklimatu Přilehlá vrstva atmosféry
2H
ω H Výška porostu
Korunová vrstva
2/3H Efektivní výška porostu
Keřové patro Bylinné patro Mechové patro Povrch půdy
Porost Skutečné dimenze dle tvaru lesa: vysoký, nízký, střední; druhového a věkového složení
Využití typů mikroklimatu v lesním hospodářství Hospodářské způsoby 1. pasečný 2. násečný 3. podrostní 4. výběrný
2. Porostního okraje
3. a 4.
2. Porostu
1. Volné plochy
Pasečný h.zp.
2H
?
Násečný h.zp.
?
1H
Podrostní & Výběrný h.zp.
?
CHč
CHč = Š/ H <1 1,5 < CHč < 2
Struktura porostu
– – – –
Druhová Věková Prostorová Funkční
# Vliv klimatu na druhovou skladbu
1_tropické dešťové lesy 2_vždyzelené vavřínové lesy
3_monzunové lesy 4_lesy mírného pásma
5_jehličnaté lesy
# Druhová skladba • Stanovištní faktory (klimatické a půdní)
• Ekologické nároky dřevin – světlo, teplo, proudění vzduchu, vlhkost vzduchu, vlhkost půdy (hladina spodní vody), dostupnost živin, pH ...
– Genotyp – Edafotyp Fenotyp, Ekotyp – Klimatyp – Cenotyp • Prostorová úroveň - postavení v porostu
# Druhová skladba • Dřeviny: autochtonní, alochtonní (dle původnosti) • Dřeviny: přípravné, meliorační, pionýrské, náhradní, cílové (dle hospodářského cíle) • Dřeviny se liší: – – – – – – –
Habitem, dimenzemi kmene, koruny a kořenového systému Typem a množstvím asimilačního aparátu (jehličnaté/ listnaté) Prostorovým „uspořádáním“ orgánů jejich těla Ekologickými nároky Fenologicky tj. dynamikou růstu či časovým „uspořádáním“ životních projevů Způsobem a možnostmi reprodukce Mnoha dalšími vlastnostmi (rezistence, rezilience..)
# Druhová skladba • porost nesmíšený (stejnorodý, monokultura), jen jedna dřevina • porost smíšený (nestejnorodý) dvě a více dřevin; vyjádřeno zastoupením – Dřevina • hlavní - zaujímá největší plošný (hmotný) podíl v porostu • přimíšená - více než 10 % plochy (hmoty), ale méně než dřevina hlavní • vtroušená - méně než 10 % plochy (hmoty)
• Způsob smíšení - pravidelné (např. řadové), nepravidelné - jednotlivé, hloučkovité, skupinkovité, skupinovité
# Věková skladba Nálet , nárost, kultura Mlazina (zapojený porost)
Tyčkovina (7 cm <) Porosty stejnověké - přípustný mírný věkový rozdíl (5-10 let)
Porosty různověké - větší věkové rozdíly mezi stromy
Věková třída Věkový stupeň
Tyčovina nastávající kmenovina
Kmenovina (zralá, mýtní)
# Prostorová skladba Výškové umístění Porosty – jednoetážové - dvouetážové - víceetážové Porostní - úroveň - podúroveň - nadúroveň Stromy - klasifikace
Spon, Rozestup, Zápoj, Zakmenění 1. 2. 3. 4. 5.
Přehoustlý Dokonalý Uvolněný Přerušený dočasně Přerušený trvale
# Prostorová skladba • Hierarchické úrovně prostorových struktur – – – –
List/ jehlice Letorost Větev Přeslen
mm
Strom (jedinec)
– Koruna – Kmen
– Porost
Soubor jedinců
m
# Struktura koruny nasazení koruny hustota koruny
tvar koruny
a) kuželovitá b) úzce vřetenovitá c) eliptická d) vejčitá e) kulovitá f) deštníkovitá g) nepravidelná
# Prostorová skladba • Strom – koruna: prostorové uspořádání nadzemních orgánů – Kmen a větve význam
» Funkce mechanická » Funkce transportní » Funkce fyziologická
– Listoví » Funkce fyziologická » Funkce transportní
Teplota
Vlhkost vzduchu
Srážky
Konvekce tepla z půdyl
Koncentrace CO2
IR radiace
Evapotranspirace
Intercepce
Rychlost větru
Turbulence větru
Fotosyntéza
CO2 TOK
Růst a udržovací respirace
Alokace asimilátů Transpirace půdního pokryvu
Povrchová Teplota
Sluneční záření
Infiltrace, zásoba & odtok
Opad
Uhlíková a dusíková bilance
LAI - WAI LAI – pokryvnost listoví, index listové plochy (Leaf Area Index) LAD – hustota listoví (Leaf Area Density); velikost a doba vytrvání listoví (Leaf Area Duration); úhlová distribuce listoví (Leaf Angle Distribution)
Dřevina SMst SMml BK DB BO
WAI 1 0.2 1.5 1.5 1.4
LAI 6-9 10 - 12 5–8 3–5 2-3
LAIt
Ml. Smrkový porost
90 80
BAIt
70 60 50 40 30 20 10 0 0
2
4
6 8 10 12 2 Kumulativní LAIt a BAIt [m .m-2]
14
16
St. Bukový porost
8 7
LAI
6
PAI [m2.m-2]
LAIp, LAI, LAIt
Relativní výška porostu [%]
100
5 4 WAI
3 2 1 0 VII. 1994
VI. 1995
X. 1995
VII. 1996
X. 1996
18
Vertikální distribuce listové plochy v koruně stromu a
Relativní výška porostu [%]
120 100 80 60 40 20 0 0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
2
LAp [m ]
Relativní výška porostu [%]
120
b
100 80 60 40 20 0 0.0
SPAR, STAR
0.2
0.4
0.6
0.8 1.0 LAIp [m2.m-2]
1.2
1.4
1.6
a- bez normalizace, b- norm. projekční plochou koruny
Relativní výška porostu [%]
100
c
90
c-1
80
r
70 60 50 40 30 20 10 0 0
0.05
0.1
0.15 0.2 2 BAI [m .m-2]
0.25
0.3
0.35
LAI- index listové plochy BAI- index povrchu větví Ročníky C – letošní C-1 – loňský R – starší (souhrnně)
Relativní výška porostu [%]
100
c
90
c-1
80
r
70 60 50 40 30 20 10 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8 1 1.2 LAI [m2.m-2]
1.4
1.6
1.8
2
Časový vývoj LAI, vliv probírky 13
winter
FD
FS
12
10
thinning
LAI [m2.m-2]
11
9 8 7 6 5 0
200
400
600
800
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 DOYs (cumulative 1998 - 2005)
Zjišťování struktury porostu
FieldMap
GPS jednotka Laserový skener Elektronický kompas PC Elektronická průměrka Podpůrné vybavení a pomůcky R = 12.62 m nebo 9.77 m Stromy
25
1
24 4 21
23
26
3
20 R=3m
1
22
5
2
R=3m
6
18 19
7
2
16
Obnovní kruhy
13 12
17 15
14
8 10 9 11
Subplochy
Inventarizační plocha s kruhovými obnovními ploškami (příklad).
Zjišťování LAI
ALAI-02D
1) LCD displej, 2) tlačítko pro aretaci zobrazené hodnoty, 3) tlačítko pro zapnutí a vypnutí přístroje, 4) šroub více-otáčkového trimru pro nastavení citlivosti vestavěného čidla, 5) konektor přídavného čidla, 6) přepínací vypínač mezi vestavěným a přídavným čidlem, 7) vestavěné čidlo, 8) přídavné čidlo, 9) zdroj energie, a 10) libela k udržení přístroje ve vodorovné poloze.
1) fotodioda, 2) IR filtr, 3) difuzér, a 4) štěrbinový rerstriktor.
Děkuji za pozornost
