VARIABILITA HUSTOTY DŘEVA JASANU

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERSITA V BRNĚ FAKULTA LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ

VARIABILITA HUSTOTY DŘEVA JASANU

Bakalářská práce

2007

Jan Reitmajer 1

Prohlášení

Prohlašuji že jsem tuto bakalářskou práci na téma: Variabilita hustoty dřeva jasanu zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím s tím, aby moje práce byla zveřejněna a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.

Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy university a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne: 2007

Jan Reitmajer 2

Poděkování Úvodem této práce bych chtěl poděkovat Ing. Hanuši Vavrčíkovi, Ph.D., vedoucímu bakalářské práce a Ing. Vladimíru Grycovi, Ph.D., za ochotu, odbornou pomoc a cenné rady a připomínky. V neposlední řadě patří můj dík i skupině mých spolupracovníků za pomoc a spolupráci při výzkumu. Dále nutno zmínit, že práce vznikla za finanční podpory výzkumného záměru MSM 6215648902 - Les a dřevo - podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a využívání dřeva jako obnovitelné suroviny (2005-2010). 3

Abstrakt Reitmajer, J. Variabilita hustoty dřeva jasanu, Bakalářská práce, Mendelova zemědělská a lesnická universita v Brně, 2007, Cílem této bakalářské práce bylo provést analýzu variability dřeva jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.). Zároveň bylo úkolem zjistit ovlivnění této veličiny stanovištními podmínkami, orientací vzorku vůči světovým stranám a nakonec polohou vzorku po poloměru kmene. Práce byla zpracována formou experimentu. Ze dvou lokalit bylo náhodně vybráno po pěti stromech, ze kterých byly odebrány vzorky, které byly změřeny a zváženy při maximálním a minimálním nasycení vodou. Data byla statisticky vyhodnocena. Výsledkem je vyhodnocení ovlivnění konvenční hustoty stanovištními podmínkami, orientací vůči světovým stranám a umístěním vzorku v rámci poloměru kmene. Klíčová slova: jasan, hustota, vlhkost, poloha, stanovištní podmínky, poloměr

Abstract Reitmajer, J. Variability of wood density of common ash, Baccalaureate work, Mendel University of Agriculture and Forestry in Brno, 2007. The aim of this work was to analyse a variability of wood density of common ash. At the same time was to find the affecting of this value by site conditions, orientation of the sample according to cardinal points and by the sample location within the radius of the tree trunk. The work was processed as an experiment. From two localities were randomly selected five trees, from which were removed samples. They were measured and wighed maximum watterlogged and with 0% moisture. Data were statistically analysed. This work found out the affecting of basic density by site conditions, sample´s orientation according to cardinal points and by the sample location within the radius of the tree trunk. Key words: ash, density, moisture, location, site conditions, radius

4

Obsah VARIABILITA HUSTOTY DŘEVA JASANU.............................................................. 1 Prohlášení.......................................................................................................................... 2 Poděkování........................................................................................................................ 3 Abstrakt............................................................................................................................. 4 Abstract ............................................................................................................................. 4 1.Úvod............................................................................................................................... 7 2.Cíl práce......................................................................................................................... 8 3.Literární přehled ............................................................................................................ 9 3.1. Dendrologická charakteristika ............................................................................. 9 3.1.2. Význam ...................................................................................................... 11 3.3. Mikroskopická stavba dřeva .............................................................................. 13 3.4. Hustota dřeva ..................................................................................................... 15 3.4.2. Hustota dřeva při vlhkosti dřeva w............................................................. 17 4. Materiál a metodika .................................................................................................... 19 4.1. Lokalizace území ............................................................................................... 19 4.2. Odběr a výroba vzorků....................................................................................... 26 4.3. Značení vzorků................................................................................................... 27 4.4. Měření vzorků .................................................................................................... 27 4.5. Statistické vyhodnocení ..................................................................................... 28 5. Výsledky měření ......................................................................................................... 30 5.1. Výsledky měření celkové konvenční hustoty obou lokalit ................................ 30 5.2. Výsledky konvenční hustoty v závislosti na lokalitě ......................................... 31 5.3. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Lednice .................. 32 5.4. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Tvrdonice .............. 33 5.5. Výsledky konvenční hustoty lokality Lednice v závislosti na umístění po poloměru kmene......................................................................................................... 34 5.6. Výsledky konvenční hustoty lokality Tvrdonice v závislosti na umístění po poloměru kmene......................................................................................................... 36 5.7. Výsledky konvenční hustoty obou lokalit v závislosti na orientaci ke světové straně .......................................................................................................................... 38 6. Diskuse........................................................................................................................ 39 6.1. Výsledky celkové konvenční hustoty obou lokalit ............................................ 39 5

6.2. Výsledky konvenční hustoty v závislosti na lokalitě ......................................... 39 6.3. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Lednice .................. 40 6.4. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Tvrdonice .............. 40 6.5. Výsledky konvenční hustoty lokality Lednice v závislosti na umístění po poloměru kmene......................................................................................................... 41 6.6. Výsledky konvenční hustoty lokality Tvrdonice v závislosti na umístění po poloměru kmene......................................................................................................... 41 6.7. Výsledky konvenční hustoty obou lokalit v závislosti na orientaci ke světové straně .......................................................................................................................... 42 7. Závěr ........................................................................................................................... 43 8. Použitá literatura ......................................................................................................... 44 9. Resume........................................................................................................................ 46

6

1.Úvod Dřevo je nejperspektivnější surovinou, ekologickým a kreativním materiálem budoucnosti. Dřevo nabízí dokonalé možnosti bezodpadového zpracování. Dřevo je recyklovatelné, nezatěžuje prostředí ani při vzniku, ani při likvidaci. Dřevo je univerzální surovina, z níž jde vyrobit prakticky cokoliv. Dřevo je dobře opracovatelné, má vynikající konstrukční vlastnosti, je pevné a pružné, má dobré tepelné vlastnosti, je všeobecně dostupné. Dřevo je surovina, ze které sálá energie a teplo. Je krásným, přirozeným, ušlechtilým materiálem, který má své osobité kouzlo, má svou duši. Dřevo je materiálem organického původu, který se oproti jiným materiálům vyznačuje poměrně vysokou variabilitou vlastností. Na rozdíl od materiálů anorganického původu, jejichž vlastnosti mohou být při výrobě ovlivněny podle účelu použití, je u dřeva možné pouze tříděním nebo jiným ohodnocováním stanovit jeho jakost. Ta je však ovlivněna mnoha faktory jako jsou nadmořská výška, stanovištní a klimatické podmínky, tak i samotným druhem dřeviny, jejím věkem a stavem či polohou dřeva ve kmeni samotném. Jednou z nejdůležitějších veličin které popisují stav a vlastnosti dřeva je jeho hustota. V praxi je to nejsnadněji zjistitelná veličina jakožto podíl hmotnosti ku objemu. Jako taková podává o vlastnostech dřeva rychlý a ucelený přehled. Právě hustotou a výše zmíněnými faktory, které způsobují její variabilitu, se bude zabývat tato bakalářská práce.

7

2.Cíl práce Cílem této bakalářské práce bylo provedení analýzy variability hustoty dřeva jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.). Současně bylo cílem i zjištění ovlivnění této veličiny stanovištními podmínkami, orientací vzorků vůči světovým stranám a nakonec ovlivnění polohou vzorku v rámci poloměru kmene.

8

3.Literární přehled

3.1. Dendrologická charakteristika

Rod: jasan – Fraxinus L. Areál výskytu tohoto rodu zasahuje celou Evropu až po Moskvu, byl však zavlečen až za Ural. Jasan se vyskytuje jako součást nejrůznějších porostních společenstev, stejně dobře ale tvoří i přirozené monokultury. Daří se mu téměř v každé půdě a dobře snáší i větrná stanoviště a dokonce i znečištěné prostředí. Jasan (Fraxinus L.) je rod opadavých listnatých stromů čeledi olivovité (Oleaceae). Celý rod zahrnuje asi 60–65 druhů. Jasany jsou dvoudomé stromy. Listy jsou vstřícné, někdy po třech v přeslenu, zpravidla lichozpeřené a mnohojařmé. Květy jsou jednopohlavné nebo oboupohlavné v postranních nebo koncových latách, někdy v hroznech. Koruna většinou chybí, kalich je zvonkovitý, nebo chybí. Tyčinky obvykle dvě, plodem je křídlatá nažka. Mezi základní druhy tohoto rodu paří jasan ztepilý (Fraxinus excelsior L.), jasan úzkolistý (Fraxinus angustifolia Vahl.), jasan americký (Fraxinus americana L.) a jasan zimnář (Fraxinus ornus L.).

Jasan ztepilý – Fraxinus excelsior L. Zpravidla velmi vysoký, opadavý strom, dosahující výšky kolem 40 m. Koruna mladých stromů je velice řídká, s poměrně příkře vzpřímenými větvemi, u starších stromů velmi vysoko klenutá, přitom však otevřená a poněkud nepravidelná při okrouhlém obrysu. Větve jsou poměrně rovně vzpřímené nebo paprsčitě rozložené, vyrůstající již v dolní části kmene. Borka mladších stromů je hladká, postupem doby stále víc rozdělená do políček a brázditá nebo s úzkými lištami, barvy šedohnědé.

9

Letorosty jsou u jasanu tlusté, světle šedé, tečkované světle bělavými lenticelami a v místě nasazení pupenů jsou zploštělé, jakoby smáčknuté. Pupeny má jasan vstřícné, tlusté, špičaté, temně černé. Kromě hlavních pupenů má strom ještě dvojici pupenů postranních, které se však probouzejí jen tehdy, byly-li mladé listy poškozeny pozdními mrazy. Listy jsou vstřícné, lichozpeřené, 20-25 cm dlouhé, s 9-13 lístky, které jsou podlouhle oválné, na vrcholu špičaté, zubaté, na líci matně zelené, na rubu světlejší a s výjimkou hlavní žilky lysé. Květy téměř nenápadné, jedno- nebo oboupohlavné; dřeviny jedno- nebo dvoudomé. Jasan kvete v dubnu. Plodem jsou křídlaté nažky kolem 3 cm dlouhé, v době zralosti hnědé, na vrcholu zašpičatělé.

3.1.1. Ekologie V dospělosti je jasan světlomilná dřevina, avšak do jistého věku snáší slabé zastínění a v mládí zastínění vyžaduje. Rozlišujeme většinou tři ekotypy jasanu – lužní, horský a vápencový. Vápencový jasan je přizpůsoben nedostatku vláhy. Stagnující vodu jasan ztepilý nesnáší, záplavy snáší jen krátkodobě. Druh řadíme k tzv. náročným listnáčům, tzn. vyžaduje hlubší, humózní a svěží půdy. Roste na nejrůznějších geologických podkladech, dává přednost půdám obohaceným dusíkem. Přirozený výskyt jasanu bývá indikátorem nejlepších půd. Nesnáší zasolené půdy a neroste na zrašelinělých podkladech. Jasan ztepilý je citlivý na klimatické výkyvy, škodí mu silné mrazy a bývá těžce poškozován pozdními mrazy. Nesnese mrazové kotliny. Je to druh rozšířený po celé Evropě. Na našem území jsou zastoupeny všechny tři ekotypy. Lužní jasan provází nejčastěji dub letní a jilmy v zaplavovaných luzích podél větších řek. Horský jasan je zastoupen v oblasti buku tam, kde jsou příznivé půdní a vlhkostní poměry, tj. zejména podél potoků s olšemi a na suťových prameništních stráních, často spolu s klenem a jilmem horským vystupuje až na 1000 m n.m. Vápencový jasan doprovází dub zimní, zejména na bazických horninách, nejčastěji spolu s bukem a břekem až po lesostepní společenstva s šípákem (Úradníček, Maděra, 2001).

10

obr. 1: Areál rozšíření jasanu ztepilého (Úradníček, Maděra, 2001)

3.1.2. Význam

V době bronzové a železné používali bojovníci v Evropě rovné, tvrdé a pevné dřevo jasanu k výrobě kopí a štítů. Achiles v řecké báji zabíjí Hektora kopím z jasanu (Hagender, 2006). Jasanové dřevo se ovšem hojně využívalo i v dobách míru. Vyrábějí se z něho například držadla nástrojů, vesla, veřeje a sportovní náčiní. Jasan se dá výborně zmlazovat, a proto si z něho lidé už od neolitických časů dělají různé hole a kůly. Nejvýznamnější funkci však plní jasan jako živý strom, který je užitečný v zemědělském i lesním hospodářství. V Alpách a na sever od Alp se jeho listy používají jako píce a je v tom na druhém místě hned za jilmem. Listy jasanu jsou bohaté na živiny a dobytku, ovcím, kozám a divoké zvěři se snadno žvýkají. Dokud zemědělský průmysl nezačal poskytovat umělé potravní doplňky pro tažný i chovný dobytek, bylo odvětvování jasanu na každém statku životně důležitou, tradiční nutností. V Alpách dnes začíná moderní metody (které jsou často ze zákona nařízené) stále více chovatelů zpochybňovat a hledají cesty, jak se k tradiční praxi chovu dobytka opět vrátit. V Evropě si bylinkáři jasan v lékařských textech odjakživa pochvalovali. Už ve

11

4. století př. Kr. ho řecký lékař Hippokratés používal k přípravě nálevu proti dně a revmatismu. Výluh ze sušených jasanových listů nasbíraných na jaře anebo brzy v létě má projímavý účinek. Povzbuzuje vylučování moči a vyměšování kyseliny močové a rovněž stimuluje líná střeva, čímž tělu pomáhá zbavovat se škodlivých látek. Jasanové plody jsou chutnou přísadou do jarních salátů. Také v klasické homeopatii je lék z jasanu pomocníkem proti dně a revmatismu. V esenciální léčbě jasan stupňuje smysl pro sílu a přizpůsobivost. (Hagender, 2006)

3.2. Makroskopická stavba dřeva Dřevo jasanu patří do skupiny dřev listnatých s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva. Ve dřevě je vylišeno jádro a běl s pozvolným přechodem mezi jádrem a bělí; běl je široká (nad 5 cm), nažloutlá, narůžovělá, nahnědlá; jádro světlehnědé až hnědé. Letokruhy zřetelné. V jarním dřevě přítomnost makrocév, které tvoří na podélných řezech zřetelné rýhy (Obr. 2, b, c). Mikrocévy v letním dřevě netvoří žádná charakteristická uskupení (pouhým okem jsou mikrocévy nezřetelné). Obvykle je možné pozorovat větší podíl letního dřeva.

12

obr. 2: Makroskopická stavba dřeva jasanu (Vavrčík, 2002) Dřeňové paprsky jsou zřetelné pouze na radiálním řezu (Obr.1, b) a tvoří drobná, málo zřetelná zrcátka. (Šlezingerová, Gandelová, 2001)

3.3. Mikroskopická stavba dřeva Dřevo jasanu je na jednotlivých řezech charakterizováno těmito znaky: Na příčném řezu (obr.3, a) jsou cévy jasně rozděleny na makrocévy (nad 100 µm) a mikrocévy (do 100 µm). Těmito dvěma elementy je jasně vylišeno jarní a letní dřevo a tedy i hranice letokruhů. Makrocévy v jarním dřevě jsou uspořádány do jedné nebo více koncentrických vrstev. Drobné tlustostěnné mikrocévy (letní cévy) jsou nepravidelně rozptýleny jednotlivě v zóně letního dřeva. V jarních cévách je možný výskyt thyl (tenkostěnné vakovité útvary vzniklé z parenchymatických buněk, kterými bývají starší tracheje ucpány). Dřeňové paprsky jsou 1-4 vrstevné a homogenní (Schweingruber, 1990). Na radiálním řezu (obr.3, b) jsou dobře viditelné homogenní dřeňové paprsky, které jsou většinou vícevrstevné, složené z buněk tlustostěnných.

13

obr. 3: Mikroskopická stavba dřeva jasanu (Vavrčík, 2002)

14

3.4. Hustota dřeva

Hustota dřeva je charakterizována podílem hmotnosti dřeva a jeho objemu, nejčastěji se vyjadřuje v kg·m-3. Ve srovnání s jinými materiály je určení hustoty u dřeva poměrně obtížné vzhledem k hygroskopicitě dřeva. Jak hmotnost, tak i objem jsou ovlivněny jeho vlhkostí. Anglicky psaná literatura uvádí pojmy „density“ a „specific gravity“. „Density" je možno chápat jako synonymum k naší hustotě dřeva, „specific gravity“ je veličina vyjádřena jako podíl hustoty dřeva a hustoty vody. (Hoadley, 1990) Hustota dřeva byla předmětem výzkumu mnohých prací, protože jde o charakteristiku, která významně ovlivňuje fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. Je možno považovat ji za nejlepší kritérium pro posuzování vlastností dřeva. Dřevo s vyšší hustotou je kupříkladu pevnější, tvrdší a odolnější proti opotřebování než dřevo s nižší hustotou. Hustota dřeva nabývá na významu při jeho mechanickém a chemickém zpracování, kde se klade důraz na hmotnostní množství dřevní hmoty a kde je potřebné vědět, kolik dřevní hmoty obsahuje konkrétní objemová jednotka. Dále je ukazatelem vhodnosti použití dřeva na takové účely, kde se vyžaduje např. nízká hmotnost při vysoké pevnosti nebo pružnosti (stavebnictví), při použití dřeva na výrobu hudebních nástrojů a jinde. Z uvedeného vyplývá, že poznatky o hustotě dřeva mají nejen teoretický, ale i praktický význam. Dřevo jakožto přírodní materiál obsahuje mimo jiné velké množství vodivých cest, které v průběhu života stromu sloužily k vedení vody a živin, a vytváří pórovitou strukturu. Objem pórů (lumeny buněk a mezibuněčné prostory) u dřeva často převyšuje objem buněčných stěn. Tento kapilární systém, který je i po odumření rostlinných pletiv víceméně průchodný, může být zcela zaplněn tekutinou, např. vodou. U mnoha dřevin je ovšem v důsledku přítomnosti doprovodných vyluhovatelných látek nebo thyl, kapilární pórovitost silně redukována. Pórovitost vyplývá z biomechanické optimalizace tvaru buňky, tj. maximálního snížení spotřeby stavebních látek při současném minimálním snížení pevnosti, a z často spojené funkce mechanické a vodivé u jednoho elementu xylému (např. tracheidy) (Horáček, 2001).

15

3.4.1. Hustota dřevní substance

Dřevní substancí nazýváme hmotu buněčných stěn bez submikroskopických dutin, lumenů a

mezibuněčných prostor. Hustota dřevní substance ρs je potom

vyjádřena poměrem hmotnosti dřevní substance ms a příslušného objemu Vs ρS =

ms Vs

Kde je ρs – je hustota dřevní substance (kg·m-3), ms – hmotnost dřevní substance (kg), Vs – objem dřevní substance (m3). Tato veličina kolísá v rozmezí 1440–1500 kg·m-3 v závislosti na chemickém složení dřeva a způsobu zjišťování. Jednotlivé skupiny dřev mají odlišný podíl chemických konstituent, z nichž zejména procentické zastoupení ligninu kolísá v rozmezí 15–35 %. Průměrnou hustotou a procentickým zastoupením základních stavebních látek buněčné stěny (celulóza 1560 kg·m-3, hemicelulózy 1500 kg·m-3 a lignin 1350 kg·m-3) jsou dány rozdíly dřevní substance. Vzhledem k podílu těchto látek u různých dřevin závisí ρs prakticky na druhu dřeviny. Jako průměrná hodnota ρs pro všechny dřeviny se uvádí 1530 kg·m-3 (Horáček, 2001). Hustota dřevní substance je důležitá při teoretických výpočtech pórovitosti, maximální vlhkosti (nasákavosti) a technologických procesech impregnace dřeva. Z výše uvedeného vyplývá, že pokud má být hustota dřeva objektivně hodnocena a pozorována, musí být vždy vztažena k předem definované vlhkosti. Pro charakteristiku hustoty dřeva používáme hned několik vlhkostních stavů: −

hustota dřeva v suchém stavu (w = 0 %)

−

hustota dřeva při w=12 %

−

hustota dřeva vlhkého

−

konvenční hustota dřeva

16

3.4.2. Hustota dřeva při vlhkosti dřeva w

Hustota dřeva je charakterizována podílem hmotnosti a objemu dřeva při určité vlhkosti. Speciálním případem je hustota dřeva při 12% vlhkosti. ρ12=

m12 V 12

Kde je ρ12 – hustota dřeva při 12% vlhkosti (kg·m-3), m12 – hmotnost dřeva při 12% vlhkosti (kg), V12 – objem dřeva při 12% vlhkosti (m3) Tuto hustotu udávají platné normy, protože 12% vlhkosti je dosaženo dlouhodobějším vystavením dřeva běžným podmínkám temperované místnosti ( T = 20 °C, φ = 65 %). Hustota dřeva se zvyšuje s vlhkostí, ale hmotnost a objem nerostou stejným způsobem. Zatím co hmotnost dřeva roste se zvyšující se vlhkostí až do maximálního nasycení (maximální vlhkosti dřeva), objem se zvyšuje jen do maximální hustoty. Stanovení hustoty vlhkého dřeva je také možné pomocí nomogramů, které vycházejí z výpočtových vztahů (Horáček, 2001).

3.4.3. Konvenční hustota dřeva

Konvenční hustota dřeva ρk je dána vztahem: ρk =

m0 V max

Kde ρk – konvenční hustota dřeva (kg·m-3), m0 – hmotnost dřeva při 0% vlhkosti dřeva (kg), Vmax – objem dřeva při maximálním nasycení buněčné stěny (m3). Konvenční hustota dřeva je veličinou velmi výhodnou pro technologické výpočty v lesním a dřevozpracujícím průmyslu. Pomocí této veličiny lze např. přepočíst zásobu mokrého dřeva (nad mezí hygroskopicity) v objemových jednotkách na

17

hmotnost sušiny a naopak, což nalézá uplatnění zejména při váhové přejímce dříví (Horáček, 2001).

3.4.4. Proměnlivost hustoty dřeva

Hustota dřeva závisí na řadě faktorů, z nichž k nejdůležitějším patří chemické složení dřeva, stavba dřeva a vlhkost dřeva, poloha ve kmeni, stanovištní podmínky a pěstební opatření. Chemické složení, kromě hustoty dřevní substance, ovlivňuje také samotnou hustotu dřeva, a to zastoupením dalších látek kromě hlavních chemických konstituent. Jedná se zejména o extraktivní látky, které zvyšují hustotu jádrového dřeva. Proto dřeva listnatá kruhovitě pórovitá , která jsou z pravidla jádrová, mají obvykle větší hustotu než dřeva listnatá roztroušeně pórovitá (Horáček, 2001). Hustota jasanu je ovlivněna stanovištními podmínkami. Matovič, (1984, 1985) uvádí, že hustota jasanu úzkolistého (Fraxinus angustifolia Vahl.), který je typickým druhem lužních lesů, je nižší než v případě jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.), který se může vyskytovat na různých stanovištích od lužních lesů až do horských lokalit. V lužním lese je průměrná hustota jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.) 0,66 g/cm3 a v horských polohách 0,70 g/cm3. Průměrné hodnoty hustot ρ0, ρ12 a konvenční hustoty ρk dřeviny jasan ztepilý(Fraxinus excelsior L.) jsou 670, 710 a 600 kg·m-3 (Horáček, 2001).

18

4. Materiál a metodika

4.1. Lokalizace území

Vzorky byly odebrány ze dvou lokalit po pěti stromech (dohromady deset jedinců). Obě lokality se nacházejí v oblasti Dolnomoravského úvalu. První lokalita, Lednice spadá do Lednicko-valtického areálu. Na přiložené mapě hospodářských souborů (obr. 4) je označena jako porost 627A12.

obr. 4: Lednice - mapa hospodářských souborů (ÚHÚLOblastní plány rozvoje lesů, 2005)

Z mapy souboru lesních typů (obr. 5) je patrné, že na dané lokalita se nachází z největší části lesní typ 1L – jilmový luh, který je typický pro lužní stanoviště a s menším podílem je zde zastoupen i lesní typ 1G – vrbová olšina, který je typický spíše pro nivní, zamokřená stanoviště. Pro ucelenou představu o lokalitě je zde vypsán popis lesních typů z knihy Pěstování lesa na typologických základech (Průša, 2001).

19

obr. 5: Lednice – mapa souborů lesních typů (ÚHÚL-Oblastní plány rozvoje lesů, 2005) 1L – jilmový luh Jilmový luh se vyskytuje na rovinách údolních niv větších řek v teplých a mírně teplých oblastech, především v Polabí, v Hornomoravském úvalu a v Jihomoravských úvalech. Vystupuje do nadmořské výšky zhruba 350 m, v Jihočeských pánvích i nad 400 m. Podloží aluviálních sedimentů, které jsou zrnitostně proměnlivé, tvoří často štěrkopískové terasy. Vlastní jilmový luh zaujímá sušší říční nivy a je jen občasně zaplavovaný. Hladina pohyblivé podzemní vody bývá hlouběji než 150 cm pod povrchem.

Půda

je

shora

čerstvě

vlhká,

převážně

hlinitá

(písčitohlinitá

až jílovitohlinitá), velmi hluboká, shora humózní, kyprá, dospod vlhká až mokrá. Půdním typem je fluvizem typická nebo kambická, dospod většinou oglejená, někdy fluvizem pseudoglejová. Humusovou formou je mull. Na přechodu k habrovým doubravám jsou společenstva na písčitých až štěrkovitých vyvýšeninách v nivě (hrůdech), kde se v přirozené skladbě silněji uplatňuje habr a ustupují na vlhkost náročné dřeviny jako jasan a topol. Půdním typem je tu fluvizem arenická, půda bývá shora jen mírně vlhká. Naopak v pravidelně zaplavovaných mírných sníženinách v aluviální rovině dochází při záplavách k sedimentaci jemných jílovitých částic. Půda je jílovitohlinitá až jílovitá, hladina podzemní vody je blíže k povrchu půdy a její pohyb je silně zpomalený. Půdním typem většinou fluvizem glejová , humusovou formou mull. 20

V dřevinném patře převažuje dub letní, pestrou příměs tvoří lípa, habr, javor, babyka, střemcha, jilmy ustupují (jasan úzkolistý v Pomoraví), dále topoly a olše. Bohaté je keřové patro, hojný bez černý, dále svída, hloh, trnka, kalina, ptačí zob. Přirozená skladba: DB 4, JL 2, JS 2, HB 1, LP (JV) 1, keře (jasan úzkolistý). Fytocenózy mívají převážně bylinný ráz, obvykle s velkým pokryvem až překryvem druhů převážně ESR 13 – vlhké, bohaté a ESR 6 – nitrofilní. Významně se uplatňují i rozdílné aspekty podle ročních období. Výrazný je jarní aspekt: dymnivka dutá (Corydalis cava), pižmovka mošusová (Adoxa moschatellina), orsej jarní (Ficaria verna), česnek medvědí (Allium ursinum), aron plamatý (Arum maculatum). Dominantní bývá bršlice kozí noha (Aegopodium podagraria), netýkavka malokvětá (Impatiens parviflora), kopřiva dvoudomá (Urtica dioica). Stanovištně vyhraněný typ na hrůdech (na štěrkových vyvýšeninách) je na přechodech k habrovým doubravám, vlhčím typem je dubová jesenina na jižní Moravě. Ohrožení je silné buření, středně až značně zaplavením (pobřežní erozí). Stanoviště má vysokou produkční schopnost, s infiltrační a vodoochrannou ekologickou funkcí. Druhotně jsou ohrožovány některé dřeviny regulací toků (snížení hladiny podzemní vody) a odumírají (např. jasan po regulacích na Labi). Půdy velmi silně i pod úplným zápojem zabuřeňují vysokými bylinami a trávami, vůči degradaci jsou velmi odolné, v oblasti občasných záplav jsou prakticky nevyčerpatelné (doplňování živinami). Výše produkce je nadprůměrná (DB 2.-3., JS 1.-2., JL 3. bonitní stupeň), RPP 91%. Produkčním cílem jsou cenné a speciální listnaté sortimenty zvláštní jakosti. Cílová skladba (DB 7, JS 2, JL 1, LP) může mít četné varianty. Plantáže jedné dřeviny (euroamerické topoly) až porosty složité skladby, kde v horní etáži je vhodné předržet kvalitní jedince (hlavně dub) pro speciální sortimenty. Poměrně snadno lze vypěstovat celoplošný kryt z lípy a habru. Obmýtní doba bude různá podle dřevin a požadovaného sortimentu – u dubu 130–200 let, u topolu 20–40 let, u ostatních tvrdých listnáčů 80 – 100 let. Vhodným hospodářským způsobem jsou i menší holoseče, pro topolové plantáže až kolem 1 ha. V místech s přirozeným zmlazením užijeme clonné seče s rychlým postupem. Při intenzivní pěstební péči je možno vytvořit i složité porostní útvary. Na těchto bohatých půdách je možné vedle dubu pěstování dalších dřevin s kratší obmýtní dobou (přibližně dvě generace za jedno obmýtí dubu). Je to blízká obdoba sdruženého (středního) lesa. Dub je možno zmladit v zástinu dřevin, 21

které tlumí rozvoj buřeně – a to maloplošnou (skupinovitou) clonnou sečí. Na větších plochách se pro lepší zdar kultur s výhodou používá polaření. Přirozená obnova je vzhledem k buření obtížná. Jasan se velmi dobře zmlazuje a je agresivní. Nelze připustit jeho převládnutí (např. Bzenecký luh). Pomístně na sušších typech se dobře zmlazují cenné listnáče, méně dub, habru se musíme bránit. Umělou obnovu provádíme sadbou do jamek nebo brázd, použijeme silný materiál až odrostky, spon střední až řídký (u topolů), míšení dřevin ve větších skupinách. Je nutná pečlivá příprava půdy, naléhavé je i ošetřování kultur proti útlaku buření, velmi prospěšné je kypření (okopávání, orání), zvláště pro topoly. Probírky jsou vhodné silné, časté, v úrovni, zaměřené na kvalitu, u nesmíšených porostů pak přizpůsobené dřevině. Na starých holinách zakládáme jednoduché směsi nebo plantáže. Prosvětlené porosty silně buření. U mladších porostů je třeba založit půdní kryt, starší urychleně podsadit nebo dříve obnovit. Převody pařezin a přeměny porostu s nevhodnou dřevinnou skladbou (místy je i bříza) a špatnou kvalitou (křivolaký dub) jsou velmi naléhavé (holosečí). Není přípustné používat pro zalesnění přechodné dřeviny, pouze cílové. Při obnově je třeba užívat zalesňovacího materiálu z výběrových (elitních) jedinců. Velmi dobře se zde osvědčil slavonský dub, někde i ořešák černý. Pro topolové plantáže je nutno použít osvědčené klony euroamerických topolů.

1G – vrbová olšina Vrbová olšina se vyskytuje v širokých údolních nivách velkých řek do nadmořské výšky zhruba 300 m v obvodu měkkého luhu. Zaujímá hlavně těžší půdy v zamokřených prohlubních s pomalým opadem vody, nebo v zabahněných slepých ramenech řek či tůních se stagnující nebo pomalu se pohybující podzemní vodou, která místy vystupuje až k povrchu. Půda je jílovitá, jílovitohlinitá až hlinitá, fyziologicky mělká. Půdním typem je humózní nebo zabahněný glej typický nebo rašelinový se saprickým rašelinným, případně zrašelinělým horizontem. Vyskytují se přechody k fluvizemi glejové. Humusovou formou bývá mull nebo mullový moder. V SLT 1G je významný lesní typ olšina mokřadní, která se vyskytuje na malých plochách mimo obvod nížinných luhů v pahorkatinách a plochých vrchovinách, zhruba v nadmořských výškách 300–650 mm. Zaujímá mělké poklesliny se ztíženými 22

odtokovými poměry, nejčastěji v údolních dnech poblíž vodních toků nebo vodních nádrží (např. pod hrázemi rybníků). Vzniká buď zabahňováním mrtvých ramen řek či potoků, nebo zamokřením půd vytvořených na pleistocenních či holocenních sedimentech různého původu se stagnující, případně jen mírně pohyblivou podzemní vodou, která místy vystupuje až k povrchu. Půda je jílovitohlinitá až jílovitá, fyziologicky mělká. Půdním typem je zbahnělý nebo saprický (slatinný) glej. Humusovou formou je mull nebo mullový moder. V původních porostech jednoduché výstavby dominovala olše černá. Příměs tvořila vrba, bříza, jasan, dub, osika, v keřovém patře krušina a bažinatá jíva. Přirozená skladba: OL 6, VR 3 (bílá, křehká), TP 1, OS. V mokřadní olšině OL 10, JS, OS, VR. Společenstvo se vyznačuje vysokou pokryvnatostí až překryvem, vysokými bylinami, ostřicemi a trávami s dominantními druhy ve skupinách podle mozaiky stanoviště (hladiny spodní vody). V druhové kombinaci převládají druhy ESR 15 – mokré, se stagnující vodou (olšové druhy) – lilek potměchuť (Solanum dulcamara), krabinec evropský (Lycopus europaeus), šišák vroubkovaný (Scuttelaria acutiformis), ostřice prodloužená (Carex elongata), blatouch bahenní (Caltha palustris), dále chrastice rákosovitá (Baldingera arundinacea), rákos obecný (Phragmites communis), kosatec žlutý (Iris pseudacorus), vrbina obecná (Lysimachia vulgaris) a další. Ohrožení olšových porostů větrem je malé. Velmi silné je ohrožení zamokřením, neboť i olše trpí vysokým stavem vody, špatně roste, má malé kořenové hlízky a schne. Potom je třeba provést odvodnění, jehož úspěch závisí na stáří porostu (nejlepší je v mladém nebo hned po vykácení starého porostu). Místy se vytvářejí mrazové kotliny. Půdy silně zabuřeňují, vůči degradaci jsou odolné; naopak dochází zde k obohacení půdy o dusík rozkladem listu a starých vyžilých hlízek. Funkce lesa je hospodářská a vodohospodářská – desukční (reguluje hladinu podzemní vody, brání přemokření). Produkce je střední (OL 3. - 4. bonitní stupeň), RPP 21%. V cílové skladbě (OL 8, VR 1, JS, OS 1) se vedle olše černé těžko uplatňují ve větším zastoupení jiné dřeviny. Hospodářský způsob je násečný a podrostní s obmýtní dobou 60–80 let, na extrémních stanovištích je vhodná i pařezina s obmýtím od 40 let. Obnovní doba postačí krátká – do 20 let. Výstavba porostu je jednoduchá nebo členitá. Přirozená obnova je ztížena neboť nálet trpí záplavami, vymrzáním i buření. Při dostatku světla se olše zmlazuje na ostřicových kopečcích. Umělou obnovu provádíme

23

vyvýšenou sadbou na kopečcích a záhrobcích, silným materiálem i výsadbou semenáčků pod rýč (jen na valech). Hustota výsadby se vzhledem k obtížnému terénu zalesnění snižuje na minimum. Kultury je nutno ošetřovat, potlačovat vysoké ostřice a obtížné trávy. Příprava půdy i sadby se provádí časně na podzim za nejnižšího stavu vody. Probírky provádíme podúrovňové až mírné v úrovni, střední intenzity. Zanedbávané prořezávky a probírky v mladším věku vedou k tvorbě příliš tenkých kmínků, které snadno podléhají sněhovému tlaku. V současných porostních útvarech převládají olšiny, nejčastěji tvaru pařeziny, a to pro svou snadnou obnovu pařezovými výmladky. Pařezy se ponechávají nejméně tak vysoké, aby mladé výmladky nestály na jaře pod vodou a nedusily se. Výmladky bývají v 60 letech napadeny hnilobou a v 80 letech mívají dutý kmen. Převody pařezin jsou naléhavé hlavně tam, kde nastává rozpad pařezů a je snížena jejich výmladnost. Méně je smrkových porostů, velmi labilních, které se zřídka dočkají mýtní zralosti. Přeměny smrčin jsou odsunutelné, je třeba obnovovat na cílovou skladbu. Holiny se pro zbahnění půdy obtížně zalesňují, nutná je silná vyvýšená sadba, intenzivní ošetřování. Ztížená je i obnova silně prosvětlených porostů. Je nutný stálý kryt půdy stromovým patrem. Pro svou malou rozlohu se olšiny zřídka uplatní samostatně při řešení obnovy. Přesto je nutno respektovat tyto velice specifické poměry a hlavně dřevinnou skladbu.

24

obr. 6: Tvrdonice - mapa hospodářských souborů (ÚHÚLOblastní plány rozvoje lesů, 2005)

obr. 7: Tvrdonice - mapa souborů lesních typů (ÚHÚLOblastní plány rozvoje lesů, 2005) Druhá lokalita – lokalita Tvrdonice se nachází v blízkosti česko-slovenské hranice, při řece Moravě. Na mapě hospodářských souborů (obr. 6) označena jako porost 939B12a. Porost na této lokalitě je oproti lokalitě Lednice podmáčený, což je patrné i z mapy souboru lesních typů (obr. 7), kde je vidět že je zde o něco více zastoupený lesní typ 1G – vrbová olšina, který je typický pro podmáčená stanoviště lužních lesů.

25

4.2. Odběr a výroba vzorků

V každé z uvedených lokalit bylo náhodně vybráno pět stromů, ze kterých byly ve výšce 1,3 m odebrány výřezy o délce 1 m. Výřezy byly označeny číslem kmene a značkou určující severojižní směr. Jednotlivé výřezy byly dále rozděleny na dvě části o délce 65 cm a 35 cm. Z nich pak bylo vyřezáno středové řezivo o tloušťce přibližně 10 cm a délky rovné průměru kmene. Výřezy byly v místě dřeně rozděleny na dvě části (severní a jižní). Z těchto částí pak byly podélně vyřezány desky a značeny písmeny dle jednotlivých sekcí směrem ke středu kmene (obr.4). Desky byly následně ohoblovány na tloušťku 20 mm. Následným podélným a příčným dělením na formátovací pile pak byly vytvořeny vzorky (zkušební tělíska) o rozměrech 20 × 20 × 30 mm. Výroba vzorků probíhala při vlhkosti rovnající se přirozené vlhkosti dřeva a hotové vzorky byly následně značeny a ukládány do plastových sáčků po jednotlivých segmentech. V průběhu zpracování musely být některé vzorky pro svoje vady vyřazeny (suky, trhliny, hniloba) a bylo dbáno na to, aby příčný odklon vláken nepřesahoval v příčném směru 20° a ve směru podélném 5°.

obr. 8: Způsob značení sekcí z části kmene

26

4.3. Značení vzorků

Značení vzorků bylo provedeno čtyřmi znaky v následujícím pořadí:

1. číslo kmene (určuje číslo stromu v rámci lokality) 2. orientace (písmeno S nebo J udává polohu vzhledem ke světové straně) 3. poloha vzorku (udává polohu sekce po poloměru kmene směrem od kambia ke středu) 4. číslo vzorku (udává pořadí vzorku v příslušně sekci)

Pro přehlednost a odlišení vzorků z jednotlivých lokalit byly vzorky z lokality Tvrdonice odlišeny výraznou tečkou před samotným značením. Vzorky z lokality Lednice tečku neměly. Pro upřesnění je uveden příklad: Tvrdonice ● 3/S/A/5 Lednice 2/J/C/11

4.4. Měření vzorků

Každý vzorek byl nejprve změřen posuvným měřítkem Mitutoyo 150 na setinu milimetru ve všech třech směrech (radiálním, tangenciálním a příčném) a následně zvážen na laboratorních vahách Scaltec SBC 41 s přesností na tisícinu gramu a to v čerstvém stavu. Následně byly vzorky předsušeny při teplotě 35 °C po dobu 24 hodin, z důvodu zamezení vzniku výsušných trhlin a poté byly vzorky sušeny při teplotě 100 °C po dobu přibližně 12 hodin. Sušení probíhalo v laboratorní horkovzdušné sušárně Sanyo MOV 112. Takto vysušené vzorky dosahující 0% vlhkosti byly opět změřeny výše popsaným způsobem. Aby nedocházelo ke zkreslení měření nabíráním vlhkosti po vyjmutí, byly vzorky z horkovzdušné sušárny vyndávány maximálně po 10 kusech. Při měření vzorků posuvným měřítkem v podélném směru byly vzorky 27

na příčném řezu označeny úhlopříčně ve směru, ve kterém bylo posuvné měřítko na vzorek přikládáno, aby se při následném přeměřování po vysušení měřítko přiložilo ve stejném směru a měření tak bylo pokud možno co nejpřesnější. Po přeměření byly vzorky následně uloženy v papírových sáčcích. Do každého sáčku byly vybrány všechny vzorky vyhovujících vlastností, maximálně však 16 (8 z jižní strany a 8 ze strany severní).

4.5. Statistické vyhodnocení

Naměřené hodnoty byly zpracovány a statisticky vyhodnoceny. Ze souboru dat byly vždy zjištěny maximální a minimální hodnoty, medián, směrodatná odchylka, aritmetický průměr a variační koeficient. Hodnoty zjištěných veličin jsou uvedeny v tabulkách. Pro názornost byly vyhotoveny i grafy.

Aritmetický průměr je součet všech hodnot vydělený jejich počtem. Definice aritmetického průměru je:

Medián je hodnota, jež dělí řadu podle velikosti seřazených výsledků na dvě stejně početné poloviny. V případě rozdělení pravděpodobnosti je mediánem číslo m, které splňuje rovnost P(X ≤ m) ≥ 0,5 a P(X ≥ m) ≥ 0,5. V případě spojitého rozdělení zadaného hustotou pravděpodobnosti f pro medián platí:

28

Směrodatná odchylka vyjadřuje rozptyl hodnot kolem střední hodnoty, tj. vypovídá o tom, jak se hodnoty od této střední hodnoty liší, resp. jak hustě jsou kolem této hodnoty seskupeny. Obecně se vypočítá:

Variační koeficient se vypočítá jako podíl směrodatné odchylky a aritmetického průměru. Udává se v procentech, tj.

29

5. Výsledky měření

5.1. Výsledky měření celkové konvenční hustoty obou lokalit Konvenční hustota dřeva se pohybuje v rozmezí 442-887 kg·m-3. Hodnota mediánu je 578,5 kg·m-3. Rozložení hodnot od minima po maximum je téměř rovnoměrné, čemuž odpovídá i podobná hodnota mediánu a střední hodnoty.

Obě lokality Aritmetický průměr (kg·m-3) Medián (kg·m-3) Směr. odchylka (kg·m-3) Variační koeficient (%) Rozptyl výběru (kg·m-3) Rozdíl max-min (kg·m-3) Minimum (kg·m-3) Maximum(kg·m-3) Počet (ks)

573,86 578,62 42,88 7,47 1838,45 444,32 442,45 886,76 1928,00

Tabulka 1: Statistické vyhodnocení celkové konvenční hustoty

30

5.2. Výsledky konvenční hustoty v závislosti na lokalitě Patrná je o něco nižší průměrná konvenční hustota a hodnota mediánu u lokality Tvrdonice. Statistickým šetřením pomocí F-testu (Tabulka 4) byla zamítnuta nulová hypotéza o rovnosti rozptylů, byl proto nadále použit t-test (Tabulka 3), který následně zamítl nulovou hypotézu o rovnosti středních hodnot konvenční hustoty dřeva obou lokalit. Rozdíly mezi středními hodnotami konvenční hustoty dřeva jasanu ztepilého mezi lokalitami Lednice a Tvrdonice byly vyhodnoceny jako statisticky významné.

-3

Aritmetický průměr (kg·m ) -3

Medián (kg·m )

Lednice

Tvrdonice

579,01

568,71

580,98

576,27

-3

Směr. odchylka (kg·m )

46,28

38,52

Variační koeficient (%)

7,99

6,77

-3

Rozptyl výběru (kg·m )

2142,28

1483,51

Rozdíl max-min (kg·m-3)

444,32

369,00

-3

Minimum (kg·m )

442,45

451,99

-3

Maximum (kg·m )

886,76

820,99

Počet (ks)

964,00

964,00

Tabulka 2: Srovnání statistických veličin konvenční hustoty jednotlivých lokalit

obr. 10: Konvenční hustoty jednotlivých lokalit

31

Dvouvýběrový F-test pro rozptyl

Dvouvýběrový t-test s nerovností rozptylů

Lednice Tvrdonice

Lednice

Tvrdonice

Aritmetický průměr

579,0067 568,7131

Aritmetický průměr

579,0067

568,7131

Rozptyl

2142,276 1483,508

Rozptyl

2142,276

1483,508

964

964

Pozorování

964

964

Pozorování

Rozdíl

963

963

Hyp. rozdíl stř. hodnot

0

F

1,444061

Rozdíl

P(F<=f) (1)

6,57E-09

t stat

5,307635

F krit (1)

1,111891

P(T<=t) (1)

6,22E-08

t krit (1)

1,645672

P(T<=t) (2)

1,24E-07

t krit (2)

1,961239

Tabulka 3: Dvouvýběrový f-test pro nerovnost rozptylů

1864

Tabulka 4: Dvouvýběrový t-test s nerovností rozptylů srovnání lokalit

5.3. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Lednice Z výsledků je patrná vyváženost středních hodnot všech kmenů až na kmen 2, který oproti ostatním kmenům vykazuje hodnotu výrazně nižší. Rozdíl mezi kmeny s minimální (kmen 1) a maximální (kmen 4) hodnotou mediánu je 71,4 kg·m-3 .

Lednice kmen 1 -3

Aritmetický průměr (kg·m ) -3

Medián (kg·m )

kmen 2

kmen 3

kmen 4

kmen 5

598,22

539,83

582,80

597,33

591,92

595,56

540,84

592,57

612,20

593,77

Směr. odchylka (kg·m-3)

32,80

47,50

37,01

36,20

50,30

Variační koeficient (%)

5,48

8,80

6,35

6,06

8,50

-3

Rozptyl výběru (kg·m )

1075,52

2256,41

1369,77

-3

Rozdíl max-min (kg·m )

1310,63 2529,80

328,64

416,05

151,45

127,65

436,92

-3

Minimum (kg·m )

558,12

442,45

493,97

521,17

492,34

-3

Maximum (kg·m )

886,76

858,50

645,42

648,82

929,26

Počet (ks)

194,00

238,00

197,00

159,00

177,00

Tabulka 5: Srovnání statistických veličin jednotlivých kmenů lokality Lednice

32

5.4. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Tvrdonice

Tvrdonice kmen 1 -3

kmen 2

kmen 3

kmen 4

kmen 5

Aritmetický průměr (kg·m )

580,23

553,86

583,66

566,28

552,49

Medián (kg·m-3)

589,22

567,98

590,19

563,82

541,76

-3

Směr. odchylka (kg·m )

34,88

50,52

35,20

36,71

48,02

Variační koeficient (%)

6,01

9,12

6,03

6,48

8,69

-3

Rozptyl výběru (kg·m )

1216,59

2552,00

1239,16

-3

Rozdíl max-min (kg·m )

1347,66 2305,53

137,10

606,59

357,36

329,41

209,72

-3

Minimum (kg·m )

500,57

5,20

278,95

491,58

451,99

-3

Maximum (kg·m )

637,67

611,79

636,31

820,99

661,71

Počet (ks)

173,00

192,00

232,00

180,00

192,00

Tabulka 6: Srovnání statistických veličin jednotlivých kmenů lokality Tvrdonice

33

Lokalita Tvrdonice vykazuje jako celek o něco nižší konvenční hustotu, než je tomu u lokality Lednice. Nejnižší hodnota mediánu byla zjištěna u kmene 5, avšak tento kmen vykazuje nejširší rozptyl hodnot. Rozdíl mezi maximální (kmen 3) a minimální (kmen 5) hodnotou mediánu je 48,4

kg·m-3, což je menší rozdíl než

u lokality Lednice.

5.5. Výsledky konvenční hustoty lokality Lednice v závislosti na umístění po poloměru kmene Konvenční hustota dřeva lokality Lednice vykazuje v závislosti na umístění po poloměru kmene podle literatury normální průběh. Variabilita vzorků jednotlivých segmentů je poměrně nízká. V grafu (obr. 13) je možné pozorovat rostoucí trend konvenční hustoty od dřeně do poloviny poloměru kmene. Po dosažení maximální hodnoty (sekce E, 612,5 kg·m-3) konvenční hustota směrem ke kambiu klesala.

34

Lednice A -3

Aritmetický průměr (kg·m ) -3

Medián (kg·m )

B

C

D

539,72

548,78

572,76 600,87 580,14 599,94

542,65

546,10

-3

Směr. odchylka (kg·m )

39,12

37,28

36,47

50,08

Variační koeficient (%)

7,25

6,79

6,37

8,34

-3

Rozdíl max-min (kg·m )

154,99

150,40

168,87 124,04

-3

Minimum (kg·m )

442,45

458,49

478,99 524,78

-3

Maximum (kg·m )

597,44

608,89

647,87 648,82

Počet (ks)

148,00

149,00

146,00 140,00

E

F

G

H

I

609,67

607,23

601,36

574,61

557,81

612,50

610,44

580,82

567,35

555,33

36,57

22,36

62,21

39,63

11,78

6,00

3,68

10,35

6,90

2,11

128,68

90,45

94,18

118,30

42,38

534,77

559,29

548,25

511,26

540,23

663,45

649,74

642,43

629,56

582,61

137,00

133,00

49,00

48,00

15,00

Tabulka 7: Srovnání statistických veličin lokality Lednice v závislosti na umístění po poloměru kmene

obr. 12: Konvenční hustota lokality Lednice v závislosti na umístění po poloměru kmene 35

5.6. Výsledky konvenční hustoty lokality Tvrdonice v závislosti na umístění po poloměru kmene Konvenční hustota dřeva z lokality Tvrdonice vykazuje rostoucí trend středních hodnot směrem od kambia. Výjimku tvoří segmenty I a J, avšak pro nedostatečné množství měřených vzorků (12 a 4) je můžeme považovat za neobjektivní a v grafu jsou pouze pro doplnění. Největší rozptyl hodnot vykazují vzorky segmentu B.

Tvrdonice -3

Aritmetický průměr (kg·m ) -3

Medián (kg·m )

A

B

C

D

534,95

554,17

550,17

578,74

535,12

554,79

539,75

582,92

Směr. odchylka (kg·m-3)

25,88

41,86

38,67

35,14

Variační koeficient (%)

4,84

7,55

7,03

6,07

-3

Rozdíl max-min (kg·m )

100,43

180,97

146,09

118,62

-3

Minimum (kg·m )

491,32

451,99

491,58

511,06

-3

Maximum (kg·m )

591,75

632,96

637,67

629,68

Počet (ks)

149,00

147,00

150,00

148,00

E

F

G

H

I

J

585,26

590,66

594,73

615,19

592,92

589,30

587,86

589,95

589,96

608,91

592,46

585,73

28,98

17,84

22,66

19,45

7,10

10,72

4,95

3,02

3,81

3,16

1,20

1,82

141,13

89,44

99,80

59,45

25,38

23,52

495,14

544,76

561,91

590,69

584,06

581,10

636,26

634,20

661,71

650,14

609,44

604,62

142,00

115,00

79,00

22,00

12,00

4,00

Tabulka 8: Srovnání statistických veličin lokality Tvrdonice v závislosti na umístění po poloměru kmene

36

obr. 13: Konvenční hustota lokality Tvrdonice v závislosti na umístění po poloměru kmene

5.7. Výsledky konvenční hustoty obou lokalit v závislosti na orientaci ke světové straně Ze statistického vyhodnocení vzorků v závislosti na orientaci ke světové straně je patrná celková vyváženost obou směrů. Vzorky z jižního směru vykazují o něco vyšší variabilitu a jen o 8,26 kg·m-3 vyšší hodnotu mediánu.

37

obr. 14: Konvenční hustota obou lokalit v závislosti na orientaci ke světové straně

-3

Aritmetický průměr (kg·m ) -3

Medián (kg·m )

sever

jih

572,00

576,08

574,83

583,10

-3

Směr. odchylka (kg·m )

37,08

40,54

Variační koeficient (%)

6,48

7,04

-3

Rozdíl max-min (kg·m )

184,33

221,01

-3

Minimum (kg·m )

465,40

442,45

-3

Maximum (kg·m )

649,74

663,45

Počet (ks)

979,00

934,00

Tabulka 9: Srovnání statistických veličin konvenční hustoty obou lokalit v závislosti na orientaci ke světové straně

38

6. Diskuse Diskuse vychází z měření, jejichž principy jsou uvedeny v kapitole 4. Materiál a metodika a statistického zhodnocení těchto dat, uvedeného v kapitole 5. Výsledky měření.

6.1. Výsledky celkové konvenční hustoty obou lokalit Výsledky uvedené v tabulce (Tabulka 1) a graficky znázorněné pomocí krabicového diagramu (obr. 9) udávají průměrnou konvenční hustotu všech měřených vzorků dřeva jasanu ztepilého 578,53 kg·m-3. Naměřená hodnota je sice nižší než hodnota kterou uvádí literatura, avšak celkově se této hodnotě velmi blíží. Horáček (2001) udává jakou průměrnou hodnotu konvenční hustoty jasanu ztepilého 600 kg·m-3, což je hodnota o 21,47 kg·m-3 vyšší než naměřená průměrná hodnota. Tento rozdíl je možno vysvětlit odlišným metodickým postupem či rozdílným počtem měřených vzorků, které autor neudává. Dalším faktorem ovlivňujícím hustotu je umístění v kmeni, ať už vzhledem k výšce či poloměru kmene. Ani tento údaj není odbornou literaturou uváděn. Variační koeficient hustoty dřeva jasanu ztepilého byl zjištěn 7,47 % což je o něco méně než koeficient uváděný Matovičem (1984), který udává10,8 %.

6.2. Výsledky konvenční hustoty v závislosti na lokalitě Z naměřených hodnot je patrné, že vyšší průměrná konvenční hustota jasanu ztepilého je vyšší na lokalitě Lednice. Hodnota mediánu této lokality je 581,04 kg·m-3, což je pouze o 5,03 kg·m-3 více než (viz. Tabulka 2) u lokality Tvrdonice. Rozdíl mezi středními hodnotami jednotlivých lokalit činí 10,8 kg·m-3. Tento rozdíl byl statistickým šetřením pomocí t-testu shledán jako statisticky významný. Lokalita Lednice je zařazena do lesního typu lužního, který vyhovuje jasanu ztepilému více, oproti lokalitě Tvrdonice, která je zařazena do lesního typu lužního až podmáčeného (viz mapy na obr. 5 a obr. 7). Matovič (1984) udává, že vyšší hustoty dosahuje jasan rostoucí v lužních lesích na nezaplavovaných půdách s níže položenou hladinou podzemní vody, čemuž odpovídají podmínky na lokalitě Lednice. 39

Oproti tomu na lokalitě Tvrdonice, kde je více zastoupen lesní typ 1G – vrbová olšina (obr. 7), dochází k častému zaplavování půdy, pohyb podzemní vody je pomalý či stagnuje. Na zaplavovaná stanoviště a stojaté vody reaguje jasan negativně, záplavy snáší jen krátkodobě. V takových to podmínkách by měl jasan dosahovat nižší hustoty, což se provedeným šetřením potvrdilo.

6.3. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Lednice Výsledky měření znázorňují poměrně vyvážené hodnoty středních hodnot všech kmenů (obr. 11). Výjimku tvoří pouze kmen 2, který oproti ostatním kmenů vykazuje hodnotu výrazně nižší. Tato odchylka byla nejspíše způsobena rozdílnými mikroklimatickými podmínkami jednotlivých stromů a jejich vlivem na růst a vývin. Kmen č.2 pocházel nejspíše ze stromu rostoucího v lesním typu 1G – vrbová olšina, který je zde v malé míře zastoupen (viz. obr. 5). Citlivost jasanu ztepilého na zvýšené zamokření a stagnující hladinu podzemní vody (Průša, 2001) se projevuje sníženou hustotou dřeva, což je s nejvyšší pravděpodobností případ tohoto stromu.

6.4. Výsledky konvenční hustoty jednotlivých kmenů lokality Tvrdonice Lokalita Tvrdonice jako celek vykazuje nižší průměrnou konvenční hustotu než lokalita Lednice. Kromě kmenů 2 a 3 (obr. 12), jejichž hodnoty mediánů se blíží hodnotě udávané Horáčkem (2001), jsou hodnoty ostatních kmenů nižší a dosahují mezi sebou větších rozdílů, což je způsobeno především vyšší zamokřeností a celkovou větší rozmanitostí stanoviště. Nejnižší hodnotu mediánu a zároveň nejvyšší variabilitu vykazuje kmen 5, který byl patrně nejvíce ovlivněn vyšší hladinou podzemní vody.

40

6.5. Výsledky konvenční hustoty lokality Lednice v závislosti na umístění po poloměru kmene Dle Kuby (2006) by měla hustota u kruhovitě pórovitých dřevin, tedy i u jasanu ztepilého, vzrůstat směrem od kambia. V blízkosti dřeně se pak mohou vyskytovat nižší hodnoty způsobené tzv. juvenilním dřevem (Zobel, Sprague, 1998). Naměřené hodnoty vykazují celkem normální průběh uváděný literaturou. Nejnižší hodnotou mediánu disponuje segment A 542,65 kg·m-3 (viz. obr. 13), který je nejblíže ke kambiu. Se zvyšující se vzdáleností směrem do středu kmene se i zvyšují hodnoty mediánů jednotlivých segmentů až do hodnoty 612,50 kg·m-3 segmentu E. Od tohoto bodu dále do středu kmene hodnoty mediánů klesají, což je způsobenou změnou šířky letokruhů vlivem přibývajícího věku. S přibývajícím věkem stromu dochází k poklesu jejich šířky. Šířka jarního dřeva v rámci letokruhu zůstává u kruhovitě pórovitých listnáčů přibližně konstantní, variabilní je šířka a procentické zastoupení letního dřeva (Šlezingerová, Gandelová 1998). U užších letokruhů se tedy snižuje podíl letního dřeva, které vykazuje oproti dřevu jarnímu vyšší hustotu. Pokles hustoty dřeva v okolí dřeně je pravděpodobně způsoben tzv. juvenilním dřevem, které se tvoří v prvních letech růstu stromu.

6.6. Výsledky konvenční hustoty lokality Tvrdonice v závislosti na umístění po poloměru kmene Konvenční hustota lokality Tvrdonice vykazuje rostoucí průběh ve směru do středu kmene. Vzorky odebrané nejblíže ke kambiu mají nejnižší hodnotu mediánu (obr. 14), tyto hodnoty se pak zvyšují s přibývající vzdáleností od kambia. K poklesu hodnot dochází až od segmentu H, který dosahuje maxima 608,91 kg·m-3, což můžeme vysvětlit přítomností tzv. juvenilního dřeva, avšak segmenty I a J neobsahují dostatečný počet vzorků, tudíž je nemůžeme považovat za zcela objektivní. U segmentu B je patrné zvýšené rozpětí hodnot, které je patrně způsobeno měřením na přechodu mezi bělovým a jádrovým dřevem.

41

6.7. Výsledky konvenční hustoty obou lokalit v závislosti na orientaci ke světové straně Výsledky konvenční hustoty vzorků odebraných z obou světových stran jsou si velice podobné. Hodnota mediánu je vyšší u vzorků orientovaných na jih, avšak pouze o 8,27 kg·m-3. Naměřené hodnoty vykazují vyšší variabilitu taktéž z jižní části kmene.

42

7. Závěr Experimentálním měřením vzorků dřeva jasanu ztepilého z lokalit Lednice a Tvrdonice bylo zjištěno následující. Průměrná konvenční hustota ρk dřeva jasanu ztepilého činí 573,78 kg·m-3. Na lokalitě Lednice byla zjištěna průměrná konvenční hustota 579,37 kg·m-3, na lokalitě Tvrdonice pak konvenční hustota o něco nižší 568,57 kg·m-3. Tento rozdíl mezi zkoumanými lokalitami byl vyhodnocen jako statisticky významný a je pravděpodobně způsoben odlišnými stanovištními podmínkami jednotlivých lokalit. Měřením hustoty dřeva jasanu v rámci poloměru kmene byly zjištěny podobné výsledky jaké uvádí literatura. Hustota se zvyšuje směrem od kambia ke dřeni až do místa, kde se projevuje vliv juvenilního dřeva. Poté opět hustota klesá směrem ke středu kmene. Hustota vzorků v závislosti na orientaci ke světové straně byla měřením zjištěna vyšší u vzorků s jižní orientací a to pouze o 4,08 kg·m-3. Tento rozdíl by neměl mít významný dopad na využití dřeva. Hustota dřeva a i další mechanické či fyzikální vlastnosti jsou ovlivněny řadou faktorů. Mezi nejvýznamnější patří zcela jistě vliv stanoviště a uspokojování ekologických nároků dané dřeviny. Tento faktor je velice významný z lesnického hlediska a měl by být zohledněn již při zakládání porostu výběrem správné druhové skladby a vybíráním nejvhodnějších stanovišť tak, aby byly zajištěny optimální růstové podmínky pro tvorbu co nejkvalitnějšího dřeva. Dalším faktorem, který hraje významnou roli při výběru kvalitního dřeva, je umístění dřeva jasanu po poloměru kmene. Tento faktor je důležitý zejména z hlediska dřevařského, kvůli využití dřeva jasanu při výrobě konstrukčních prvků, kdy je kladen důraz na jejich odolnost a stabilitu. Domnívám se, že užití dřeva z obvodových částí kmene z důvodu horších fyzikálních a mechanických vlastností by mohlo mít vliv při užití zejména v náročnějších konstrukcích. Rozdíl v hustotě mezi vzorky z jižní a severní části kmene je natolik malý, že by neměl mít praktický dopad na využití dřeva.

43

8. Použitá literatura HAGENDER, F. Muoudrost stromů. 1.vydání. Praha, 2006. 224 s. ISBN 80-242-1635-3

HOADLEY, R. B., Identifying Wood, The Tauton press, 1990, 223 s.

HORÁČEK, P. Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva I. 1.vydání dotisk. Brno, 2001. 184 s. ISBN 80-7157-347-7

KREMER, B.P. Stromy – v Evropě zdomácnělé a zavedené druhy. Praha, 1995. 288 s. ISBN 80-7176-184-2

KUBA, J. Variabilita hustoty dřeva dubu letního. [s.l.], 2006. 49 s. Bakalářská práce.

MATOVIČ, A. Makroskopická stavba, fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior), Drevársky výskum, 29, 4, 1984, s. 1-24

MATOVIČ, A. Makroskopická stavba, fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva jasnau úzkolistého (Fraxinus angustifolia), Drevársky výskum, 30, 1, 1985, s. 11-34

POŽGAJ, A., et al. Štruktůra a vlastnoti dreva. [s.l.] : [s.n.], 1997. 488 s. ISBN 80-0700960-4.

PRŮŠA, E., Pěstování lesů na typologických základech, Kostelec nad Černými lesy, Lesnická práce, 2001, 593 s. ISBN 80-86386-10-4q

SCHWEINGRUBER, F.H. Anatomie europāischer Holzer, Anatomy of European woods. Stuttgart, 1990. 800s.

ŠLEZINGEROVÁ, J., GANDELOVÁ, L. Stavba dřeva – cvičení, 1. vydání 1999, dotisk 2001, Brno: MZLU, 2001. 132 s. ISBN 80-7157-400-7

ŠLEZINGEROVÁ, J., GANDELOVÁ, L. Stavba dřeva, 1. vydání 1994, dotisk 1998 Brno: MZLU, 1998. 179 s. ISBN 80-7157-137-7 44

ÚRADNÍČEK, L., MADĚRA, P. Dřeviny české republiky. Písek : Matice lesnická, 2001. 333 s. ISBN 80-86271-09-9.

Ústav pro hospodářskou úpravu lesa : Oblastní plány rozvoje lesů [online]. Brandýs nad Labem : 2005 [cit. 2007-04-15]. Dostupný z WWW: .

VAVRČÍK et al. Anatomická stavba dřeva : multimediální výukový materiál [online]. verze 1.04b. Brno : 2003 [cit. 2007-04-03]. Dostupný z WWW: .

VĚTVIČKA, Václav. Stromy a keře. 2. vyd. Praha : Aventinum, 2005. 288 s. ISBN 807151-254-0.

ZOBEL, B., SPRAGUE, J.R. Juvenile wood in forest trees. Berlin, New York : Springer, 1998. 300 s.

45

9. Resume The task of this work was to analyse a variability of wood density of common ash (Fraxinus excelsior L.) and to find how much is this value influenced by site conditions, orientation of the sample according to cardinal points and by the sample location within the radius of the tree trunk. This work is performed as an experiment. Samples were taken from ten trees from two lokalities (five trees of each) with different site conditions. Samples were weighed and measured with waterlogged maximum and with 0% moisture. Data were analysed statisticaly and results were confronted with data featured in literature. It was found that wood density is mostly influenced by site conditions. The trend of wood density along stem radius agree with literature. Sample´s orientation according to cardinal points has insignificant influence on wood density.

46