velikost textu

Wildfire as an ecological factor in the forests of Central Europe

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Wildfire as an ecological factor in the forests of Central Europe
Název v češtině:
Požár jako ekologický faktor v lesích střední Evropy
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Martin Adámek, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Věroslava Hadincová, CSc.
Oponenti:
doc. Ing. Miroslav Svoboda, Ph.D.
Thomas A Nagel, Dr.
Id práce:
83498
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra botaniky (31-120)
Program studia:
Botanika (P1507)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
29. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt V rámci lesů severní polokoule je požár považován za přirozenou součást dynamiky zejména v mediteránních ekosystémech a boreálních lesích a nově také v temperátních lesích Severní Ameriky. V případě temperátních oblastí střední Evropy byl však ekologický význam požárů pro lesní ekosystémy tradičně přehlížen i přes jejich relativně častý výskyt, zejména v některých oblastech a lesních typech. Příčinou tohoto přehlížení nejsou specifické přírodní podmínky střední Evropy, ale spíše tradiční přístup lesnické ekologie, který v úvahách o fungování lesních společenstev nebere v potaz vliv disturbancí a striktně vyčleňuje vliv člověka z přírodních procesů již od jeho prvopočátků. Tento přístup vedl k současnému nedostatku studií o vlivu požáru na vegetaci a zákonitostech výskytu požárů v krajině. Hlavním cílem této práce bylo objasnit ekologickou roli požárů pro středoevropské lesní ekosystémy se zaměřením na borové lesy, přičemž území České republiky bylo využito jako modelová oblast pro širší geografický region. Kapitola 1 se zabývá prostorovou analýzou výskytu lesních požárů v České republice. Zjistili jsme, že výskyt požárů v této kulturní krajině je řízen především faktory prostředí, zatímco frekvenci požárů ovlivňují zejména lidské faktory, které jsou nejčastějším zdrojem zážehu. Frekvence požárů však závisela také na hustotě výskytu blesků, přirozené příčině požárů. Identifikovali jsme tak v krajině oblastizvláště náchylné k požárům, které se vyznačují především vysokým podílem jehličnatých lesů v nižších nadmořských výškách, členitostí terénu a výskytem propustných půd. Typickým příkladem takovýchto oblastí jsou pískovcová skalní města severozápadní části České republiky. Kapitola 2 je zaměřena na konkrétní pískovcovou oblast, NP České Švýcarsko. Použili jsme kombinaci současných lesnických dat a hodnot koncentrace uhlíků v půdě k porovnání faktorů, které ovlivňují výskyt požárů na desetileté a tisícileté škále. Výsledky obou analýz si odpovídaly. Výskyt požárů nejvíce ovlivňovaly topografické faktory, konkrétně index tepelného požitku a větší zastoupení skal. Dalším důležitým faktorem bylo zejména zastoupení borovice, zatímco lidské faktory měly pouze okrajový vliv. Vzhledem k tomu, že topografické faktory jsou v čase neměnné, dospěli jsme k závěru, že požáry se vyskytovaly na podobných k požárům náchylných stanovištích přinejmenším od Subatlantiku. Na těchto lokalitách se tak mohla během tohoto období vyvinout vegetace podmíněná pravidelným výskytem požárů. Výsledky těchto analýz byly také použity pro vytvoření predikce požárového rizika pro území NP České Švýcarsko. Kapitola 3 se zabývá výzkumem spontánní, 192 let trvající sukcese vegetace polopřirozených borů čtyř pískovcových oblastí po požáru. Cílem výzkumu bylo zjistit, jak jsou tyto lesy rezistentní a resilientní k požáru a jak intenzita požáru a další faktory prostředí ovlivňují dynamiku vegetace po požáru. Zjistili jsme, že rezistence stromového patra závisí na intenzitě požáru a jeho druhovém složení, zatímco i požáry nízké intenzity způsobily výrazné změny druhového složení podrostu. Bory projevily značnou resilienci k požárům, což vedlo k rychlé obnově pokryvnosti všech vegetačních pater a podobného druhového složení jako před požárem po přibližně 140 letech. Zaznamenali jsme kontinuální posun od počátečního hojného výskytu semenáčků borovice a pionýrských druhů listnáčů směrem k vyššímu poměrnému zastoupení zmlazení stínumilných a požáru citlivých druhů dřevin. Proto se požáry vyskytující se s frekvencí nejméně jednou za 200 let zdají být faktorem udržujícím borové lesy v pískovcových oblastech temperátní střední Evropy. Tyto výsledky naznačují, že výskyt požárů ve středoevropské krajině podléhá podobným zákonitostem jako v jiných oblastech světa, kde je požár považován za nedílnou součást dynamiky lesních ekosystémů. Požár se navíc zdá být důležitým faktorem, který ovlivňoval podobu středoevropských lesů v dlouhodobém horizontu, což se týká alespoň některých lesních typů a oblastí.
Abstract v angličtině:
Abstract Within the Northern Hemisphere, wildfires are considered to be an integral part of natural dynamics mainly in boreal forests and Mediterranean ecosystems, and most recently also in temperate forests of Northern America. By contrast, in temperate forests of Central Europe, the importance of wildfire for forest ecosystems has been traditionally marginalised despite documented frequent wildfire occurrence and existence of fire-prone forests. Apparently, the reason of this rooted attitude does not lie in the specific environmental conditions of Central Europe, but more likely in the traditional forest ecology approach, which generally does not consider the effect of disturbances on the shape of vegetation communities and strictly excludes human activity from natural processes since its beginnings. This attitude resulted in the lack of knowledge about local vegetation-wildfire relationship and patterns of wildfire occurrence in the landscape. The general aim of this thesis was to clarify the ecological role of wildfires for Central European forest ecosystems with a focus on Pinus sylvestris forests and using the Czech Republic as a model area for a broader region. Chapter 1 deals with the spatial analysis of the occurrence of forest fires in the Czech Republic. We found that the presence of wildfire in this cultural landscape is controlled mainly by the environmental factors, while wildfire frequency is driven mainly by human factors, the most common ignition trigger. However, wildfire frequency was driven also by the density of cloud-ground lightning strikes. We traced naturally fire-prone areas in the landscape, which are determined mainly by a high proportion of coniferous forests in lower altitudes, ruggedness of the relief and occurrence of drainable soils. Striking example of such areas are the sandstone “rock towns” of the North Western part of the Czech Republic. Chapter 2 is focused on one of such “rock town” areas in the Bohemian Switzerland National Park. We used a combination of recent forestry data and soil charcoal concentration values to compare the factors influencing wildfire occurrence patterns on decadal and millennial scales. The results of both analyses corresponded with the main driving factors of the wildfire incidence being topographic features, namely the heat load index and presence of rocks. An additional important factor was especially the Pinus sylvestris abundance, while human factors were of marginal importance. Since the topographic factors were stable over the time, we concluded that wildfires, regardless whether of human or natural origin, have been occurring in similar fire-prone habitats at least since the Subatlantic period which could result on such sites in the development of fire-adapted vegetation. The results of the analyses were also used for the creation of the wildfire risk prediction for the National Park territory. Chapter 3 deals with the study of 192 years lasting spontaneous post-fire vegetation development of semi-natural Pinus sylvestris forests of four sandstone regions. The survey was focused on the forest resistance and resilience to wildfire and the role of fire severity and environmental factors on the post-fire vegetation dynamics. We found that the resistance of the tree layer turned out to be dependent on species composition and fire severity, while even low-severity fires induced great changes in the understorey species composition. The forests displayed structural and compositional resilience, resulting in fast recovery of the vegetation cover and return to a similar species composition to pre-fire stands after about 140 years. We noticed a continuous shift from initial prevalence of the regeneration of Pinus sylvestris and broad-leaved pioneer species towards higher proportional abundance of shade-tolerant and fire-sensitive tree species. Thus, periodic wildfires occurring at least once in 200 years seem to be a factor maintaining Pinus sylvestris forests in temperate sandstone landscapes. These results indicate that wildfire occurrence in Central European landscape is subjected to similar rules like in the other regions, where wildfire is considered an integral part of forest dynamics. Moreover, wildfire turned out to be an important factor shaping Central European forest vegetation in the long-term, at least within certain regions and forest types.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Martin Adámek, Ph.D. 7.35 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Martin Adámek, Ph.D. 136 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Martin Adámek, Ph.D. 176 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Martin Adámek, Ph.D. 436 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Miroslav Svoboda, Ph.D. 133 kB
Stáhnout Posudek oponenta Thomas A Nagel, Dr. 6.08 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 435 kB
Stáhnout Errata Mgr. Martin Adámek, Ph.D. 6.96 MB