Latitudinální proměna ideálního stromu podle metabolické teorie

• Thesis title in Czech: Latitudinální proměna ideálního stromu podle metabolické teorie
• Thesis title in English: Latitudinal variability of an ideal tree according to the metabolic theory
• Key words: stromy, metabolická teorie biodiversity, škálování
• English key words: trees, metabolic theory of biodiversity, scaling
• Academic year of topic announcement: 2022/2023
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Ecology (31-162)
• Supervisor: Mgr. Irena Šímová, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 17.11.2022
• Date of assignment: 20.01.2023
• Confirmed by Study dept. on: 01.02.2023
• Date of electronic submission: 12.12.2024
• Date of proceeded defence: 30.01.2025
• Opponents: prof. Mgr. Vladimír Remeš, Ph.D.
• Advisors: RNDr. Mgr. Arnošt Leoš Šizling, Ph.D.

Preliminary scope of work

Metabolická teorie (West et al., 1997) předpokládá, že tok energie na úrovni jedince lze popsat základními principy hydrodynamiky rozvodných sítí ve fraktálně se větvících systémech . Z ní odvozená teorie ideálního lesa (Enquist et al., 2009; West et al., 2009) předpokládá, že tento model lze aplikovat jak na úrovni jedince (v tomto případě stromu), tak i na úrovni jednotlivých větví nebo naopak na úrovni celého lesa, kdy místo větví budeme uvažovat jednotlivé stromy. Je to proto, že tyto rozvodné sítě mají podobu fraktálů, které jsou sobě-podobné na různých prostorových úrovních.
Nicméně, kromě vnitřních omezení rozvodných sítí uvnitř každého jednice závisí výsledný tvar a funkce stromu i na vnějším prostředí (stres, disturbance) nebo na mezi- či vnitrodruhové kompetici (především kompetice o světlo). Tyto vnější podmínky pak mohou být zodpovědné za odchylky od tzv. „ideálních“ forem stromů.
Cílem této diplomové práce bude testovat předpoklady této teorie. Hlavní data, se kterými se bude pracovat, budou nezpracovaná data bříz na severojižním transektu mezi Dánskem a Norskem (Šizling a Pokorný, nepublikováno). Konkrétně je naměřena výška stromů, průměry kmene z různých výšek nad zemí a průměry větvení jedné větve. Pomocí dostupných fotografií každého měřeného jedince bude následně spočítána plocha průřezu koruny a biomasa listoví. Dále bude podle fotek každý strom klasifikován podle toho, zda stojí samostatně nebo je v zapojeném porostu. Před samotným testováním hypotéz proběhne literární rešerše předpokladů metabolické teorie, ale i dalších teorií zabývajících se závislostmi proměnných tvaru stromů a podle toho budou formulovány konkrétní předpoklady.
Hypotézy:
Můžeme z průměru kmene podle dostupných alometrických závislostí předpovědět výšku stromu? Mění se tento vztah podle toho v jaké výšce průměr kmene měříme?
Můžeme z průměru kmene podle dostupných alometrických závislostí předpovědět plochu koruny stromu?
Můžeme z průměru kmene podle dostupných alometrických závislostí předpovědět biomasu listoví?
Platí při větvení stromu zákon zachování plochy? Jinými slovy, odpovídá součet průměrů větví po rozvětvení prměru vetve před rozvětvením?
Jak závisí odchylky od výše popsaných ideálních závislostí na zeměpisné šířce, klimatických proměnných a zapojenosti vegetace?