Bukové ekosystémy a riziko sucha

Authors: Zuzana Oravcová 1   
1 Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta, Katedra prírodného prostredia   
Year: 2019
Section: Ecology and Environmental Sciences
Abstract No.: 1811
ISBN: 978-80-972360-4-5

Kolobeh vody v lesných ekosystémoch má niekoľko špecifík. Nachádza sa tu veľké množstvo nadzemnej biomasy, z ktorej časť je živá a časť odumretá. Obe sú schopné zachytávať zrážky a regulovať tak prechod vlhkosti k povrchu pôdy. [2] Tu je veľmi dôležité poznať fenológiu jednotlivých druhov drevín, nástup olistenia, dĺžku jeho trvania ale aj celkovú pokryvnosť listov. Vyvinuté a teda optimálne štruktúrované lesné pôdy majú vysoký obsah organických látok a vyvinutú sieť pôdnych makropórov ako výsledok dekompozície odumretých rastlinných a živočíšnych zvyškov a aktivity pôdnej fauny. Nenarušené lesné pôdy majú teda vysokú infiltračnú kapacitu, znižujú povrchový odtok, riziko erózie a zadržiavajú vlhkosť potrebnú pre vegetáciu. Okrem toho, koreňové systémy lesných drevín sú pomerne rozsiahle. V období sucha menej podliehajú stresu, lebo vedia získať vlahu z hlbších vrstiev pôdy. Riziko predstavujú dlhotrvajúce epizódy sucha, kedy sa zásoby pôdnej vody v nakoniec vyčerpajú. [2][5][7]

Je preto významné poznať fázy prechodu vody v systéme pôda – rastlina – atmosféra počas celého hydrologického roka. Pôdny profil má rôzny charakter vzhľadom na pôdny druh a typ, ale aj špecifické podmienky stanovištia. [6] Dreviny sú odlišné čo sa týka náročnosti na vlhkosť a v prípade sucha ich odolnosti voči stresu.  Buk je považovaný za pomerne odolný voči suchu vďaka hlbokým koreňom. V nižších polohách ale pozorujeme trend ubúdania zrážok počas vegetačnej sezóny v kombinácii s nadpriemernými teplotami, čo môže viesť k ohrozeniu stability bukových ekosystémov na niektorých stanovištiach. [1]

Existuje niekoľko programov zaoberajúcich sa touto problematikou. GLOBAL je simulačný model pohybu vody v pôdnom profile s dôrazom na koreňovú zónu. Vstupnými údajmi sú informácie o meteorologických prvkoch (zrážky, teplota, tlak vodných pár, slnečný svit, vietor), vlastnostiach vegetácie (index listovej plochy, hĺbka koreňov) a informácie o pôde (hydraulická vodivosť, retenčné vlastnosti pôdy). Vstupné dáta sa spájajú a začína sa tak modelovanie prechodu vody cez pôdne horizonty do vegetácie a spotreba vody. Kľúčovým výsledkom sú údaje o meniacej sa objemovej vlhkosti pôdy v každom cm hĺbky pôdneho profilu pre každý deň modelovaného obdobia. [3][4]

Cieľom práce bolo modelovať vodný režim lesnej pôdy na príklade lokality Bienska dolina počas hydrologických rokov 2015 – 2018 a na základe výsledkov vyhodnotiť riziko sucha. Ide o bukový porast nachádzajúci sa v nadmorskej výške 450 m n.m. v juhovýchodnej časti Kremnických vrchov. Lokalita patrí do mierne teplého, mierne vlhkého klimatického okrsku s priemernou ročnou teplotou 7,3°C a ročným úhrnom zrážok 720 mm. Z hľadiska fytogeograficko – vegetačného členenia ide o bukovú oblasť sopečnú, pričom vegetačný kryt je tvorený bukom lesným (Fagus sylvatica L.) vo veku 50 – 65 r. s výškou 30 – 35 m. [9] Časť výsledkov práce sa využila v praxi pre metodické upresnenie meraných veličín v projekte monitoringu sucha v povodí Hrona, ktorý je súčasťou portálu bioclio.com. [8]

Táto práca vznikla za podpory pracovníkov Katedry prírodného prostredia (Lesnícka fakulta, Technická univerzita vo Zvolene), menovite: Ing. Jaroslav Vido, PhD., Ing. Marián Homolák, PhD. a doc. RNDr. Juraj Bebej CSc.
[1] BARNA, M., KULFAN, J., BUBLINEC, E. 2011. Buk a bukové ekosystémy Slovenska. 1.vyd. Bratislava: VEDA – vydavateľstvo SAV, s. 37-64. ISBN 978-80-224-1192-9.
[2] CHANG, M. 2012. Forest Hydrology – An Introduction to Water and Forest. 3. ed. Boca Raton: CRC Press, 595 p. ISBN 978-14-398-7994-8.
[3] IGAZ, D., MATIÁŠOVÁ, Z,, ŠIŠKA, B. 2005. Určovanie zložiek vodnej bilancie modelom GLOBAL. In: ROŽNOVSKÝ, J., LITSCHMANN, T., VYSKOT, I. Bioklimatologie současnosti a bodoucnosti. Krtiny, 12-14.9.2005. ISBN 80-86690-31-08.
[4] MAJERČÁK, J., NOVÁK, V. 1994. GLOBAL, one–dimensional variable saturated flow model, including root water uptake, evapotranspiration, structure,corn yield,interception of percipitation and winter regime calculation. Research Report.Bratislava:Institute of Hydrology SAS, 75p.
[5] STŘELCOVÁ, K.,SITKOVÁ, Z.,KURJAK, D.,KMEŤ, J. 2011. Stres suchom a lesné porasty. Zvolen: Vydavateľstvo TU vo Zvolene, 266 s. ISBN 978-80-228-2233-6.
[6] SUN, G., AMATYA, D., McNULTY, S. 2016. Forest hydrology. In: SINGH, V. P. Chow´s Handbook of Applied Hydrology. 2nd Edition, Chapter 85. USA: McGraw Hill Education, ISBN 978-0-07-183509-1.
[7] ŠKVARENINA, J., VIDO, J., MINĎAŠ, J., STŘELCOVÁ, K., ŠKVARENINOVÁ, J., FLEISCHER, P., BOŠEĽA, M 2018. Globálne zmeny klímy a lesné ekosystémy. Zvolen: Vydavateľstvo TU vo Zvolene, 210 s. ISBN 978-80-228-3049-2.
[8] http://www.emsbrno.cz/p.axd/sk/Monitoring.sucha.v.povod%C3%AD.Hrona.BIOCLIO.html
[9] podľa Atlasu krajiny SR, cit. 5.4.2019, dostupné online na https://geo.enviroportal.sk/atlassr/