Zbytka. dendrochronologická analýza. Přírodní rezervace. Mgr. Alžběta Čejková. zpracovala: v Českých Budějovicích

Výzkumná zpráva o dendrochronologické analýze

Přírodní rezervace

Zbytka __________________ dendrochronologická analýza

__________________

zpracovala:

Mgr. Alžběta Čejková 23. 3. 2009 v Českých Budějovicích

Výzkumná zpráva o dendrochronologické analýze

dendrochronologická analýza

Obsah:

1. Úvod

2

2. Zpracovaný materiál

2

3. Metody dendrochronologického zpracování

3

4. Výsledky

4

4.1 Sestavení chronologie

4

4.2 Analýzy

4

4.2.1 Růstové charakteristiky a trendy

5

4.2.2 Významné roky

7

4.2.3 Vliv klimatických podmínek

8

4.2.4 Vliv spodní hladiny vody ve vrtu Lt5

12

5. Závěr

13

6. Literatura

15

1


1. Úvod Dendrochronologie je mezioborová metoda, která se zabývá vlivem faktorů prostředí na tvorbu letokruhů a nachází uplatnění v mnoha vědních oborech, např. lesnictví, ekologii, geobotanice, archeobotanice, historii, klimatologii apod. Na základě letokruhových řad je možné některé z těchto faktorů prostředí zpětně identifikovat a objasnit tak některé ekologické aspekty v historii stanoviště.

Cílem dendrochronologické studie bylo zjistit vliv a míru ovlivnění růstu stromů v lokalitě přírodní rezervace Zbytka: a) klimatickými podmínkami b) výškou hladiny spodní vody závislé na odběru podzemních vod z pramenišť Litá a Mokré, která zásobují obyvatele v oblasti pitnou vodou.

Jmenovitě:

sestavit stanovištní chronologii dubu

zhodnotit růstové charakteristiky stromů

provést analýzu významných let a náhlých růstových změn

detekovat vztah mezi šířkovým přírůstem a klimatickými podmínkami

určit vztah mezi šířkovým přírůstem a hladinou spodní vody ve vrtu Lt5

2. Zpracovaný materiál Pro účely dendrochronologické analýzy bylo 20.října 2008 na lokalitě přírodní rezervace Zbytka odebrány vrty z celkem 10 dubů. Odebrané stromy rostly v místech bez patrné dlouhodobé stagnace povrchové vody. Jednalo se o vzrostlé statné jedince bez známek poškození kmene a koruny a bez patrného houbového napadení. Z každého stromu byly ve výčetní výšce (DBH = 130 cm nad zemí) odebrány dva proti sobě jdoucí vrty kolmo ke kmeni. Dodaná klimatická data zahrnovala řady průměrných denních teplot ze stanice Hradec Králové a denní úhrny srážek ze stanice České Meziříčí od roku 1969 – 2008. Dále byly k dispozici data o hladině spodní vody ve vrtu Lt5 od konce roku 1968 do poloviny roku 2005 s několika mezerami v nejsilnějším období čerpání vody na lokalitě 1981 – 1986.

2


3. Metody dendrochronologického zpracování Pro vlastní dendrochronologickou analýzu bylo použito standardních metod popsaných mj.: Cook et Kairiukstis 1990, Schweingruber 1996. a) Měření šířek letokruhů bylo provedeno pomocí měřící lavice TIMETABLE s odčítacím zařízením PARSER v1.3 (SCIEM). Data byla zaznamenávána v programu PAST32 (Knibbe 2003). Šířky letokruhů byly změřeny s přesností na 0,01 mm. b) Letokruhové křivky jednotlivých stromů byly navzájem porovnány. Míra podobnosti mezi jednotlivými letokruhovými sériemi byla ověřena pomocí korelačního koeficientu a koeficientu shody (GI). Korelační koeficient je počítán z transformovaných dat porovnávaného a referenčního vzorku. Pro transformaci naměřených hodnot byly použity dva způsoby: a) Baillie / Pilcher transformace (Baillie et Pilcher 1973) a b) transformace dle Hollsteina (Hollstein 1980). Výsledky korelačního koeficientu byly testovány upraveným Studentovým t-testem, který byl posuzován na hladině významnosti p < 0,0005. Koeficient shody GI je procentuální vyjádření shodného sklonu křivky posuzovaného a referenčního vzorku. Výsledky byly vyhodnoceny pomocí t-testu na hladině významnosti p < 0,0005 (Knibbe 2003). Kritériem pro zařazení letokruhové série jednoho vzorku do průměrné chronologie byla hodnota korelačního koeficientu větší než 10 a hodnota koeficientu shody větší než 75%. c) Ze synchronních křivek byla vytvořena průměrná stanovištní chronologie. V programu Arstan (Cook et Holmes 1986) byla provedena dvoustupňová detrendace (odstranění věkového trendu) dat a odstraněna autokorelace (závislost určité časové hodnoty v řadě na hodnotách předchozích). d) Rozdíly tloušťkového přírůstu mezi 40letými obdobími před (1928 – 1968) a po (1968 – 2008) začátku čerpání spodní vody byly hodnoceny pomocí dvou výběrového t-testu. Rozdíly tloušťkového přírůstu mezi obdobími s různou intenzitou odběru vody (1968 – 1983, 1984 – 1992, 1993 – 2008) byly testovány jednocestnou analýzou variance. e) Z naměřených šířek letokruhů byla provedena analýza náhlých růstových změn, tzn. významných let. Tímto termínem je definován rok, ve kterém se v dané populaci stromů synchronně vyskytuje extrémně úzký nebo naopak široký letokruh (Schweingruber et al. 1990). Analýza významných let byla provedena podle metodiky Croppera (Cropper 1979, dále např. Schweingruber et al. 1990, Meyer 1999). Tato metoda spočívá v postupu, kdy od naměřené hodnoty šířky letokruhu je odečten klouzavý průměr pro pět sousedních členů letokruhové řady, dělený směrodatnou odchylkou těchto pěti členů. Dosažené hodnoty jsou převedeny na výskyt významných let v případech, kdy jsou větší než + 1 (pozitivní významný rok), respektive menší než - 1 (negativní významný rok). Projevem významného roku byla stanovena hranice nejméně 50% (hodnota 0,5 v grafu) výskytu významného roku z celkového počtu letokruhových řad (20 řad z 10 stromů). d) K analýze vztahu mezi tloušťkovým přírůstem a klimatickými parametry byla použita residuální chronologie a průměrné měsíčními teploty vzduchu spolu s měsíčními úhrny srážek za období 1969 – 2008. Pro vyhodnocení vztahu byl zvolen přístup korelační analýzy a analýzy odpovědi (upravené mnohonásobné regrese): jmenovitě boostrap correlation a boostrap response funkce, dále boostrap moving correlation a boostrap moving response funkce (Cook et Kairiukstis 1990, Fritts 1976) v programu DENDROCLIM (Biondi et Waikul 2004). Postupná korelace a analýza odpovědi (boostrap moving correlation/response funkce) zjišťuje časovou stabilitu klimatických signálů. Vzhledem k dostupné délce klimatických prediktorů byly analýzy rozděleny do dvou částí po šesti měsících (duben – září) zahrnující období tloušťkového přírůstu v daném roce a šest měsíců předcházející tomuto období (říjen předchozího roku – březen daného roku). Růst stromů je často ovlivněn podmínkami předcházející období tloušťkového přírůstu (např. Drápela et Zach 1995). Délka klimatických řad zároveň zkrátila délku postupného okna pro výpočet postupné korelace a analýzy odpovědi, výsledky analýz tak pokrývají pouze období posledních 16 let (1992 – 2007). e) K analýze vztahu mezi tloušťkovým přírůstem a spodní hladinou vody byla použita residuální chronologie a dodané průměrné měsíčními hodnoty spodní hladiny vody včetně ročního průměru za období od konce roku 1968 do poloviny roku 2005. Pro vyhodnocení vztahu byl zvolen přístup regresní analýzy.

3


4. Výsledky 4.1 Sestavení chronologie Průměrnou stanovištní chronologii bylo možno vytvořit ze všech 20 odebraných vrtů, jejichž roční tloušťkové přírůsty byly vzájemně dostatečně korelovány a splňovaly parametry testovacích kritérií (viz kapitola 3 b). Jednotlivé stromy mezi sebou nejeví výraznější růstové anomálie (Obr. 1). U velké části stromů nebylo při odběru dosaženu středu stromu (zjištění věku stromů nebylo účelem studie), což se odráží v různé délce vzorků 80 – 159 let z pravděpodobně věkem relativně blízkých stromů.

Obr. 1: Průběh letokruhového přírůstu odebraných stromů a jejich průměrná stanovištní chronologie (černě).

4.2 Analýzy Analýzy na základě stanovištní chronologie byly prováděny od roku 1928 – 2008, respektive na posledních 40 letech chronologie 1968 – 2008, kdy byly k dispozici klimatická data (od r. 1969) a výška vodní hladiny z vrtu Lt5 (vrt v těsné blízkosti rezervace). 0d roku byl 1978 zahájen postupný odběr vody z využitelných jímacích objektů silně ovlivňující hydrologický režim rezervace (Uhlík 2006).

4


4.2.1 Růstové charakteristiky a trendy Průměrný tloušťkový přírůst stromů pro období 1928 – 2008 byl 2,1 mm (v rozmezí 1,4 – 2,6 mm). Pro období 1928 – 1968 před začátkem čerpání vody byl průměrný tloušťkový přírůst stromů 2,4 mm (v rozmezí 1,5 – 3,5 mm). Od roku 1968 – 2008 po začátku odběrů vody z lokality byl průměrný tloušťkový přírůst stromů 1,9 mm (v rozmezí 1,15 – 2,8 mm). Reálný tloušťkový přírůst se mezi obdobími 1928 – 1968 a 1968 – 2008 samozřejmě liší průkazně (p<0,01, t=4,887, Obr. 2a). Tato odlišnost je dána věkovým trendem (přirozený pokles šířky letokruhů se zvyšujícím se věkem stromu). Vzhledem k tomu, že pro standardizovanou chronologii s odstraněným věkovým trendem a odstraněnou autokorelací jsou průměrné indexované šířky letokruhů za tyto dvě období neprůkazné (p=0,968, t=0,041, Obr. 2b), nelze vztahovat snížení reálného průměrného tloušťkového přírůstu odebraných stromů primárně ke změnám hydrologického režimu lokality. a

b Box & Whisker Plot 1,08

Box & Whisker Plot 2,7

1,06 2,6 2,5

1,04

2,4

1,02

2,3

1,00

2,2

0,98 2,1

0,96 2,0

0,94 1,9

0,92

1,8 1,7 1928-1968

1968-2008

Mean ±SE ±1,96*SE

0,90 1928-1968

1968-2008

Mean ±SE ±1,96*SE

Obr. 2: a – Rozdíly reálných průměrných šířek letokruhů mezi obdobími 1928 – 1968 a 1968 – 2008. b – Rozdíly indexovaných průměrných šířek letokruhů mezi obdobími 1928 – 1968 a 1968 – 2008.

Průběh růstového trendu po odstranění vlivu věku je znázorněna na Obr. 3. Křivka průměrné chronologie jeví relativně odlišné růstové trendy mezi 40letými obdobími před a po zahájení odběrů vody. V prvním období je zejména nápadný prudký růstový pokles na přelomu 30. a 40. let, vrcholící absolutním minimem v roce 1942. V druhém období, po zahájení odběrů, křivka již nezaznamenala tak výrazný pokles, ale jsou na ní patrné četnější fluktuace. S nástupem měření spodní hladiny vody se objevuje mírná růstová deprese, která se láme koncem 70. let se začátkem čerpání vody a přechází v téměř pravidelnou fluktuaci s maximy vždy na začátku desetiletí.

5


Obr. 3: Standardizovaná průměrná stanovištní chronologie udává indexované šířky letokruhů (šedě) pro přehlednost proložené vyhlazením indexovaných šířek letokruhů metodou Lowess (černě).

Rozdíly v průměrné šířce letokruhů byly analyzovány podrobněji pro druhé období (1968 – 2008) charakteristické četnějšími růstovými fluktuacemi, které by do jisté míry mohly odrážet změny v hladině podzemní vody na lokalitě. Hodnoty průměrných indexovaných šířek letokruhů byly rozděleny do období na základě rozdílné intenzity čerpání podzemní vody: 1968 – 1983 – začátek odběrů, 1984 – 1992 – největší míra odběrů, 1993 – 2008 – snížení množství odebírané vody (viz. Uhlík 2006). Indexované průměrné šířky letokruhů se mezi sebou v rámci třech období opět nelišily (analýza variance p = 0,99 , F = 0,006). Z Obr. 4 je patrné, že došlo v období největší intenzity čerpání vody pouze k zanedbatelnému navýšení průměrného tloušťkového přírůstu. Box Plot (sirky83_92_08.sta 4v*50c)

Obr. 4:

1,20

Rozdíly indexovaných průměrných šířek letokruhů mezi obdobími 1968 – 1983, 1984 – 1992, 1993 – 2008.

1,15 1,10

res

1,05 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 68-83

84-92

93-088

Mean ±SE ±SD

rok

6


4.2.2 Významné roky Na lokalitě bylo zjištěno za období 1928 – 2008 celkem 17 významných let s extrémním úzkým, respektive širokým, přírůstem – konkrétně sedm pozitivních a deset negativních (Obr.5a,b). Přičemž výskyt významných roků se výrazně liší pro období před a po začátku odběrů spodní vody. Mezi lety 1928 – 1968 je charakteristický četným výskytem let s extrémně malým přírůstem, celkem sedm negativních významných let (1942, 1947, 1948, 1952, 1956, 1959, 1967) s průměrnou intenzitou projevu 0,71. Naopak pozitivní významné roky byly pouze dva (1949, 1965) s průměrnou intenzitou projevu 0,68 (Obr. 5a). Mezi lety 1968 – 2008 je patrný zcela opačný trend. Počet extrémně úzkých přírůstů klesl na tři (1974, 1996, 2005) a zároveň klesla i průměrná intenzita projevu na 0,63. Počet let s extrémně širokým přírůstem vzrostl na pět (1969, 1979, 1982, 1994, 2001), intenzita projevu byla srovnatelná s předchozím obdobím 0,69 (Obr. 5b). a

b

Obr. 5: Intenzita projevu negativních a pozitivních významných roků pro rezervaci Zbytka; za významný rok je považován synchronní výskyt extrémního přírůstu nejméně u 50% odebraných stromů (tzn. hodnota 0,5 respektive -0,5 v obrázku).

7


Nejsilnější a především negativní významné roky detekované pro tuto lokalitu korespondují z velké části s významnými roky zjištěnými pro ČR (obvykle u smrkových porostů např. Kroupová 2002, Čejková 2006) a pro Polsko (dubové porosty Cedro 2007), kdy extrémní průběh klimatických podmínek v daném roce způsobil tyto nápadné růstové výkyvy. Období maximálních odběrů bylo bez extrémních náhlých růstových výkyvů. Obvykle zjišťované silné negativní roky 1992 a 1984, se projevily pouze se slabší intenzitou.

4.2.3 Vliv klimatických podmínek Ke zjištění reakce tloušťkového přírůstu na klimatické faktory byla použita analýza významných let a testována korelace respektive mnohonásobná regrese šířek letokruhů s průběhem teplot a srážek v daném roce. Statistické srovnávání časových řad tloušťkových přírůstů s časovými řadami klimatických faktorů nám umožní zjistit, jaký je průměrný vliv sledovaných klimatických parametrů na přírůst stromů v dlouhodobějším měřítku. Analýza významných let nám umožňuje podchycení extrémních jevů vyskytujících se nepravidelně a s nízkou frekvencí, které mají samozřejmě také podstatný vliv na růst stromů, ale nemusely se v korelační analýze statisticky významně projevit (Kienast et al. 1987). Dendroklimatologická analýza byla provedena s reziduální stanovištní chronologií. Ke korelacím byla použita teplotní a srážková řada za období (1969 – 2008). Stanovištní chronologie je průkazně korelována (hladina významnosti p < 0,05) s klimatickými podmínkami (Obr.6). Konkrétně byla zaznamenána ve vegetační sezóně pozitivní korelace tloušťkového přírůstu s vysokými teplotami v květnu, červenci a září a zároveň negativní korelace s vysokými červencovými srážkami. Pro období předcházejí tloušťkovému přírůstu jeví duby negativní korelaci s vysokými únorovými teplotami a srážkami spolu s pozitivní reakcí na vysoké srážky v říjnu předchozího roku a vysoké teploty v březnu (Obr.6). 0,5

Obr. 6:

0,4 0,3 0,2

r

0,1 0 -0,1

pX

pXI pXII

I

II

III

IV

-0,2 -0,3 -0,4 -0,5

teploty

V

VI

VII

VIII

IX

Vynesené průkazné korelační koeficienty (r – osa y) pro residuální chronologii se srážkami a teplotami pro období předcházející tloušťkovému přírůstu od října předchozího roku do března stávajícího roku a pro období tloušťkového přírůstu od dubna do září stávajícího roku v letech 1969 – 2008.

srážky měsíc

8


Obr. 7 znázorňuje relativní časovou stabilitu klimatických signálů od roku 1992 ovlivňujících šířkový přírůst. Z výsledků je patrné že korelace mezi růstem a klimatickými podmínkami se projevuje silněji (Obr. 7a) než růstová odpověď k těmto podmínkám (Obr. 7b).

a

b

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

IX S

IX S

VIII S

VIII S

VII S

VII S

VI S

VI S

0-0,2

VS

VS

-0,2-0

IV S

IV S

III S

III S

II S

II S

IS

IS

XII S

XII S

XI S

XI S

XS

XS

IX T

IX T

VIII T

VIII T

VII T

VII T

VI T

VI T

VT

VT

IV T

IV T

III T

III T

II T

II T

IT

IT

pXII T

pXII T

pXI T

pXI T

pX T 1992

0,4-0,6 0,2-0,4

-0,4--0,2 -0,6--0,4

pX T 1994 1996 1998 2000 2002 2004

2006

Obr. 7: Vynesené průkazné hodnoty korelačních (a) a regresních (b) koeficientů postupných analýz hodnotících časovou stabilitu klimatického signálu pro residuální chronologii se srážkami (S) a teplotami (T) pro období předcházející tloušťkovému přírůstu od října předchozího roku (pX) do března (III) stávajícího roku a pro období tloušťkového přírůstu od dubna (IV) do září (IX) stávajícího roku v letech 1992 – 2007. p – měsíce předchozího roku před vegetační sezónou.

Z korelační analýzy vyplývá značná závislost dubů na průběhu teplot ve vegetační sezóně (Obr. 8) i v předcházejících šesti měsících. Obvykle je růst dubů spojován s limitujícím faktorem srážek v průběhu vegetační sezóny a vysoká teplota se projevuje jako přídavný faktor prohlubující vodní deficit stanoviště (např. Cedro 2007, Lebourgeois et al. 2004). Tyto závěry jsou dány jinými typy stanovišť subxerotermního až xerotermního charakteru. Lesní porosty rezervace Zbytka rostou na vodou dostatečně zásobených stanovištích a proto vysoké teploty v jarním a letním období působí pozitivně na šířkový přírůst.

9


Obr. 8: Vynesená pozitivní korelace mezi průměrnými teplotami březen – září a šířkou letokruhu.

Obdobný vzorec vlivu klimatických podmínek během vegetační sezóny se výrazně promítá i u významných let. Negativní významné roky jsou způsobeny souhrou dvou faktorů. Především jsou vyvolány nadprůměrnými úhrny srážek až o 100 mm vyššími než je běžné a zároveň obvykle nižšími teplotami v průběhu vegetační sezóny (Tab. 1.). Tab. 1: Charakteristické významné roky s extrémním poklesem nebo naopak nárůstem šířky letokruhu a intenzita jejich projevu v populaci jsou vysvětleny pomocí rozdílů teplot a úhrnů srážek zprůměrňovaných za vegetační sezónu tloušťkového přírůstu (duben-září) daného roku oproti dlouhodobému průměru. Hodnoty v závorkách představují dlouhodobé průměry – průměrnou měsíční teplotu a průměrný úhrn srážek od dubna do září za období 1969-2008. významný rok

teploty intenzita

srážky rozdíl od průměru

(15,3°C)

(359,4mm)

negativní 1974 1996 2001

-0,70 -0,65 -0,55

-1,1 -0,3 -0,2

61,2 75,1 103,5

0,80 0,65 0,85 0,50 0,65

0,0 -0,7 0,3 1,2 0,7

-45,2 -19,5 -110,1 -57,1 -8,1

pozitivní 1969 1979 1982 1994 2005

Růst především jarní části dřeva s velkými cévami u dubů je ovlivněn klimatickými podmínkami podzimu předchozího roku, dále se v ročním tloušťkovém přírůstu promítá vliv zimních teplot a šířka letokruhu v předchozím roce (např. Cedro 2007, Lebourgeois et al. 2004, Nola 1996, Drápela 1995), což se potvrzuje i na lokalitě Zbytka (Obr. 6, 7).

10


Tento jev má ekofyziologické vysvětlitelní, zásobní látky z předchozího roku (nejvyšší koncentrace sacharidů a škrobů nastává na podzim) jsou přerozděleny mezi jednotlivé orgány v jarním období před vlastním rašením pupenů. Toto funkční sezónní přerozdělení zásobních látek odpovídá typické fenologii a anatomii kruhovitě-pórovitých typů dřevin, kde asi 30% celkového množství ročního tloušťkového přírůstu (hl. jarní dřevo) je vytvořeno před rašením pupenů (např. Barbaroux et Bréda 2002). Dostatečné zásobení vodou v podzimních měsících (pozitivní korelace s vysokými srážkami v říjnu (Obr. 6) může vyrovnat případný vodní deficit vzniklý ke konci léta a tím prodloužit období hromadění zásobních látek. Dostatečná zásoba živin a vody ke konci vegetační sezóny také podporuje rozvoj kořenového systému dokud teploty neklesnou příliš nízko. Výsledkem je rozsáhlejší kořenový systém, který umožní větší růst stromu v příštím roce (Santini et al. 1994). Pozitivní vliv vysokých březnových teplot (Obr. 6) má spojitost s vlastnostmi vodivých pletiv dubu. Velké cévy jsou v brzkém jaře náchylné k poškození náhlými nízkými teplotami, kdy dochází k jejich ucpání (Hacke et Kauter 1996). Zároveň část velkých cév jarního dřeva předešlého roku nemůže obvykle již plnit svoji funkci vzhledem poškození ucpáním během zimy. Z těchto důvodů včasný růst nových velkých cév před rozvojem listů je nezbytný k znovuzískání vodivosti pletiv (Cruiziat et al. 2002), jejich růst je závislý na množství uloženého uhlíku v předchozím roce. Nepříznivý vliv vysokých únorových teplot a srážek je zdánlivě v rozporu s předchozím vysvětlením pozitivního vlivu březnových teplot (Obr.6). Brzký začátek růstu stimulovaný průměrnými vysokými únorovými teplotami a hojnými srážkami může být citelně narušen a zpomalen vlivem náhlých silných mrazů v průběhu následujících jarních měsíců. Toto schéma se jasně odráží v průběhu klimatických podmínek pozitivního významného roku 1994. Po mírné a vlhké zimě jsou únorové teploty a srážky mírně pod normálem, v březnu následuje oteplení které vrcholí v letních měsících spolu s podprůměrnými úhrny srážek (Obr. 9).

Obr. 9: Průběh teplot (T) a srážek (S) pro pozitivní významný rok 1994. Průběh měsíčních hodnot od října předchozího roku do října stávajícího roku (tučně) s průměrem měsíční řady za období 1969 – 2008 (tečkovaně).

11


4.2.4 Vliv spodní hladiny vody ve vrtu Lt5 Dosažené regresní koeficienty pro jednotlivé měsíce neprokázaly signifikatní závislost šířky letokruhů k hladině spodní vody. Obdobně průměrná hladina vody pro vegetační sezónu (duben – září) a šesti předcházejících měsíců (říjen předchozího roku – březen daného roku) byly neprůkazné, stejně jako průměrná roční hladina ve vrtu Lt5 (r2 = 0,0009, p = 0,8595, Obr. 10) res = 1,6142-0,0024*x 1,5 1,4

indexovaná šířka letokruhu

1,3 1,2 1,1

Obr. 10:

1,0

Výsledky regresní analýzy indexované šířky letokruhů na roční průměrné výšce hladiny spodní vody ve vrtu Lt5.

0,9 0,8 0,7 0,6 252

253

254

255

256

257

258

259

260

261

hladina spodní vody (m n. m.)

Neprůkaznost výsledků regresní analýzy je pravděpodobně způsobena relativně krátkou řadou dostupných hodnot. Prosté vynesení stanovištní chronologie proti průměrné roční výšce hladiny vykazuje patrné trendy. Z Obr. 11 je zřejmé mírné zvýšení přírůstu v období zaklesnutí spodní hladiny vody a naopak relativní růstové deprese při vyšší hladině vody. Tyto trendy můžou být prohloubeny průběhem klimatických podmínek v daném roce, např. rok 1996 (Tab. 1).

Obr. 11: Vynesený průběh křivky indexovaných šířek letokruhů proti křivce ročních průměrů hladiny spodní vody ve vrtu Lt5. Pro přehlednost byly křivky proloženy vyhlazením metodou Lowess (plná čára).

12


5. Závěr Růst dubů v přírodní rezervaci Zbytka je průkazně ovlivněn klimatickými podmínkami; především vysokými teplotami v průběhu vegetační sezóny. Konkrétně byla zaznamenána pozitivní korelace s vysokými teplotami v období jaro až začátek podzimu (měsíc: III, V, VII, IX) a vysokými srážkami v říjnu předchozího roku. Negativní korelace šířek letokruhů byla zjištěna s vysokými únorovými teplotami spolu se srážkami a vysokými červencovými srážkami (Obr. 6). Zároveň je patrná časová stabilita těchto klimatických signálů na tloušťkový přírůst stromů (Obr. 7). Roky s nadprůměrně širokými letokruhy jsou spojeny s nižšími úhrny srážek ve vegetační sezóně (Tab. 1). Vliv odběry způsobené fluktuace hladiny spodní vody vrtu Lt5 se podařilo podchytit pouze nepřímo. Přesto se změny hladiny spodní vody v letokruhových křivkách odráží, ale jejich vliv se nejeví zásadní pro růst stromů na lokalitě. Menší průměrná šířka letokruhů za období, kdy je čerpána voda, je zcela přirozeným jevem poklesu šířky letokruhů se zvyšujícím se věkem stromu (Obr. 1). Po odstranění věkového trendu se průměrná šířka letokruhu nemění (Obr. 2). Křivka stanovištní chronologie jeví odlišný průběh růstového trendu po zahájení čerpání spodní vody. V posledních 40 letech jsou patrné četné fluktuace s výkyvy menších rozsahů než před začátkem odběrů. Od konce 70. let křivka odráží téměř pravidelnou fluktuaci s maximy vždy na začátku desetiletí (Obr. 3). Zároveň je patrný rozdíl ve výskytu extrémně úzkých letokruhů, které jsou typické pro období před začátkem čerpání. Naopak v posledních 40 letech se častěji objevují nadprůměrně široké letokruhy (Obr. 6). Mezi lety 1928 – 1968 bylo patrných celkem sedm negativních významných let (1942, 1947, 1948, 1952, 1956, 1959, 1967) a dva pozitivní (1949, 1965); mezi lety 1968 – 2008 počet negativních významných let klesl na tři (1974, 1996, 2005) a počet pozitivních vzrostl na pět (1969, 1979, 1982, 1994, 2001). Snížení podzemní vody na lokalitě zřejmě vedlo k oslabení vlivu nepříznivých klimatických faktorů. Zaklesnutí hladiny spodní vody ve vrtu Lt5 se na stanovištní chronologii projevilo mírným zvýšení přírůstu a naopak jsou patrné relativní růstové deprese při vyšší hladině vody (Obr. 11).

13


Stromy na lokalitě prospívají. Odebraní jedinci nejeví výraznější růstové deprese, ale pouze přirozený pokles šířky letokruhů s věkem. Lze předpokládat, že při výrazném zvýšení spodní hladiny vody, stromy zasažené dlouhodobě stagnující vodou budou prospívat hůře.

14


6. Literatura: Barbarou C. et Bréda N 2002. Contrasting distribution and seasonal dynamics of carbohydrate reserves in stem wood of adult ring-porous sessile oak and diffuseporous beech trees. Tree Physiology 22: 1201-1210 Biondi, F., Waikul, K. 2004. DENDROCLIM2002: A C++ program for statistical calibration of climate signals in tree-ring chronologies. Computers and Geosciences 30: 303-311. Cedro, A. 2007. Tree-ring chronologies of downy oak (Quercus pubescens), pedunculate oak (Q-robur) and sessile oak (Q-petraea) in the Bielinek Nature Reserve: Comparison of the climatic determinants of tree-ring width. Geochronometria 26: 39-45. Cook, E.R. et Holmes, R.L. 1986. User manual for program Arstan. In: Holmes, R.L., Adams, R.K. et Fritts, H.C.: Tree-Ring Chronologies of western North America: California, eastern Oregon and northern Great Basin. Chronology Series VI. – Laboratory of Tree-Ring Research, The university of Arizona, Tuscon, 50 – 60. Cook, E.R. et Kairiukstis, L.A. 1990. Methods of Dendrochronology, Applications in the Environmental Sciences. – Kluwer Academic Publischers, Dodrecht, Boston, London. Cruiziat, P., Cochard, H. et Améglio T. 2002. Hydraulic architecture of trees: main concepts and results, Ann. For. Sci. 59: 723–752. Cropper, J.P. 1979. Tree-ring skeleton plotting by computer. Tree-Ring Bulletin 39: 47-60. Čejková A. 2006: The Influence of extreme climatic condition on radial growth of Norway spruce along an altitudinal gradient in the Šumava Mountains. – Trace 2006 – Tree rings in Archeology, Climatology and Ecology, Conference Abstract, Royal Museum for Central Africa – Tervuren, Belgium. Drápela, K. et Zach J. 1995: Dendrometrie (Dendrochronologie). – MZLU, Brno. Fritts, H.C. 1976. Tree Rings and Climate. Academic Press, New York, 567 pp. Hacke, U. et Kauter, J.J. 1996. Xylem dysfunction during winter and recovery of hydraulic conductivity in diffuse-porous and ring-porous trees. Oecologia 105: 435-439. Kienast, F.; Schweingruber, F.H.; Bräker, O.L. et Schär, E. 1987. Tree-ring studies on conifers along ecological gradients and the potential of single-year analyses. – Canadian Journal of Forest Research 17: 683 – 696. Knibbe, B. 2003. Past32 Build 700 User Manual. – Sciem, Wien. Kroupová, M. 2002. Dendroecological study of spruce growth in regions under long-term air pollution load. – Journal of Forest Science 48: 536-548. Lebourgeois, F., Cousseau, G., Ducos, Y. 2004. Climate-tree-growth relationships of Quercus petraea Mill. stand in the Forest of Bercé ("Futaie des Clos", Sarthe, France). Annals of Forest Science 61: 361-372. Meyer, F.D. 1999. Pointer year analysis in dendroecology: A comparison of methods. Dendrochronologia, 16-17: 193-204. Nola, P. 1996. Climatic signal in earlywood and latewood of deciduous oaks from northern Italy. In: J.S. Dean, D.M. Meko, and T.W. Swetnam, eds., Tree Rings, Environment, and Humanity. Radiocarbon 1996: 149-258. Santini, A., Bottacci, A., Gellini, R. 1994. Preliminary dendroecological survey on pedunculate oak (Quercus robur L.) stands in Tuscany (Italy). Annales des Sciences forestières 51: 1-10. Schweingruber, F.H. 1996. Tree Rings and Environment Dendroecology. Birmensdorf, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research. Berne, Stuttgart, Vienna, Haupt. Schweingruber, F.H., Eckstein, D., Serre-Bachet, F., Bräker, O.U. 1990. Identification, presentation and interpretation of event years and pointer years in dendrochronology. Dendrochronologia, 8: 9-38. Uhlík J.(red.) 2006. Jímací území Litá, přírodní rezervace Zbytka. Hydraulické a hydrologické hodnocení ovlivnění odběru při variantách institutu minimální hladiny na vrtu Lt-5.Progeo s.r.o., Ms., depon in Královéhradecká provozní a.s., Hradec Králové.

15

Zbytka. dendrochronologická analýza. Přírodní rezervace. Mgr. Alžběta Čejková. zpracovala: v Českých Budějovicích

Recommend Documents