Studium fyziologického stavu smrku ztepilého vystaveného kombinaci abiotických stresorů a napadení lýkožroutem v Krkonošském národním parku.

• Thesis title in Czech: Studium fyziologického stavu smrku ztepilého vystaveného kombinaci abiotických stresorů a napadení lýkožroutem v Krkonošském národním parku.
• Thesis title in English: Physiological status of Norway spruce exposed to multiple abiotic stressors and bark beetle attack in Krkonoše National Park.
• Key words: smrk ztepilý, abiotický stres, vodní režim, lýkožrout smrkový, fluorescence chlorofylu, chlorofyl, vitalita, optické vlastnosti listoví
• English key words: Norway spruce, abiotic stress, water regime, bark beetle, chlorophyll fluorescence, chlorophyll, tree vitality, leaf optical properties
• Academic year of topic announcement: 2022/2023
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Experimental Plant Biology (31-130)
• Supervisor: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 21.12.2022
• Date of assignment: 12.01.2023
• Confirmed by Study dept. on: 01.02.2023
• Advisors: prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.

References

Albrechtová, J., Lhotáková, Z., 2019. Metodika určování vitality smrku ztepilého podle kritéria zastoupení vývojových směrů pupenů, in: Certifikovaná Metodika.
Bussotti, F., Gerosa, G., Digrado, A., Pollastrini, M., 2020. Selection of chlorophyll fluorescence parameters as indicators of photosynthetic efficiency in large scale plant ecological studies. Ecological Indicators 108, 105686. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105686
Franceschi, V.R., Krekling, T., Berryman, A.A., Christiansen, E., 1998. Specialized phloem parenchyma cells in Norway spruce (Pinaceae) bark are an important site of defense reactions. Am. J. Bot. 85, 601–615. https://doi.org/10.2307/2446529
Jamnicka, G., Konopkova, A., Fleischer Jr, P.J., Kurjak, D., Petrik, P., Petek, A., Hudokova, H., Fleischer, P., Homolova, Z., Jezik, M., Ditmarova, L., 2020. Physiological vitality of Norway spruce (Picea abies L.) stands along an altitudinal gradient in Tatra National Park. Cent. Eur. For. J. 66, 227–242. https://doi.org/10.2478/forj-2020-0019
Kopačková-Strnadová, V., Koucká, L., Jelének, J., Lhotáková, Z., Oulehle, F., 2021. Canopy Top, Height and Photosynthetic Pigment Estimation Using Parrot Sequoia Multispectral Imagery and the Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Remote Sensing 13, 705. https://doi.org/10.3390/rs13040705
Krokene, P., 2015. Conifer Defense and Resistance to Bark Beetles, in: Bark Beetles. Elsevier, pp. 177–207. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417156-5.00005-8
Lhotáková, Z., Albrechtová, J., 2017. 12. Nespecifické indikátory fyziologického stavu listoví: laboratorní biochemické analýzy, in: Metody Hodnocení Fyziologického Stavu Smrkových Porostů. Česká geografická společnost, Praha, pp. 161–157.
Lhotáková, Z., Kopačková-Strnadová, V., Oulehle, F., Homolová, L., Neuwirthová, E., Švik, M., Janoutová, R., Albrechtová, J., 2021. Foliage Biophysical Trait Prediction from Laboratory Spectra in Norway Spruce Is More Affected by Needle Age Than by Site Soil Conditions. Remote Sensing 13, 391. https://doi.org/10.3390/rs13030391
Martin, D., Tholl, D., Gershenzon, J., Bohlmann, J., 2002. Methyl Jasmonate Induces Traumatic Resin Ducts, Terpenoid Resin Biosynthesis, and Terpenoid Accumulation in Developing Xylem of Norway Spruce Stems. Plant Physiology 129, 1003–1018. https://doi.org/10.1104/pp.011001

Preliminary scope of work

Na lesní porosty mají v dlouhodobém horizontu zásadní vliv dva typy škodlivých činitelů, abiotické a
biotické. Z abiotických je to především dostupnost vody, extrémní teploty, znečištění ovzduší, vítr,
námraza a jejich kombinace, z biotických dnes převažuje vliv kůrovcovitých.
Významný vliv na lesní porosty v Krkonoších měla imisně – ekologická katastrofa v 70. a 80. letech 20.
století, která způsobila snižování odolnosti a odumírání porostů. V roce 2007 způsobil plošně velmi rozsáhlé škody orkán Kyrill. Po něm následoval rozvoj kůrovců. V roce 2008 byl patrný lokální nárůst kůrovcového ohrožení v oblasti Horního Maršova a Malé Úpy. Od roku 2015 začala suchá perioda s akutním nedostatkem srážek a teplým počasím. Čtyři roky přetrvávající vláhový deficit, spolu s delším vegetačním obdobím a oproti normálu s vyššími teplotami, vytvářel ideální podmínky pro následný rozvoj kalamitní situace, která se plně rozvinula po orkánu Herwart v říjnu 2017. Rozvoj kůrovcového poškození, které je patrný do dnešní doby.
Cílem diplomové práce bude vyhodnotit fyziologický stav smrku ztepilého na základě biofyzikálních, spektrálních (Lhotáková et al., 2021) a fluorescenčních (OJIP test; (Bussotti et al., 2020; Jamnicka et al., 2020) parametrů jehlic. Jako indikátor vitality zkoumaných jedinců bude použito kritérium zastoupení vývojových směrů pupenů (Albrechtová and Lhotáková, 2019). Biofyzikální a fluorescenční znaky listoví přímo vypovídají o fyziologickém stavu jedince (Lhotáková and Albrechtová, 2017), parametry odvozené z odrazivosti jehlic jednak s biofyzikálními znaky korelují a také mohou být použity jako rychlejší nástroj pro detekci stresu s možností využití v dálkovém průzkumu Země (Kopačková-Strnadová et al., 2021).
Výzkum bude probíhat ve vybraných porostech v povodí horní Úpy a horní Čisté na území Krkonošského národního parku. Na jedné z ploch v povodí horní Čisté, kde byl v průběhu sezóny pravidelně sledován vývoj napadení kůrovcem bude provedena anatomická analýza lýka za účelem vyhodnocení přítomnosti polyfenolických buněk (Franceschi et al., 1998) a traumatických pryskyřičných kanálků (Martin et al., 2002) jako příkladů konstitutivní a indukované obrany smrku proti kůrovci (Krokene, 2015).