velikost textu

Vodní režim blatkových borů na Třeboňsku a vodní provoz jejich dominant

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:
Vodní režim blatkových borů na Třeboňsku a vodní provoz jejich dominant
Název v angličtině:
Water regime of Pinus rotundata dominated peatbogs in the Třeboň Basin and water relations of their characteristic species
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Andrea Kučerová, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Jan Pokorný, CSc.
Oponenti:
Dr. Raija Laiho
prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.
Id práce:
85154
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra botaniky (31-120)
Program studia:
Botanika (P1507)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 11. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
transpirace, xylémový tok, vodní retenční kapacita, hladina podzemní vody, požár, větrný polom, rašeliniště, borovice blatka
Klíčová slova v angličtině:
transpiration, sap flow, water retention capacity, water table, fire, windthrow, peatbog, Pinus rotundata
Abstrakt:
ABSTRAKT Tato práce je zaměřena na různé aspekty vodního režimu blatkových vrchovišť v Třeboňské pánvi (transpirace dominantního druhu, charakteristiky kolísání hladiny podzemní vody, chemismus půdní vody, vodní retenční schopnost). Část studie byla založena na dlouhodobém, pravidelném monitoringu hladiny podzemní vody (celkem ve 40 pozorovacích sondách), odtoku vody, srážek a chemismu půdní vody (v letech 1995-2003, studijní lokality NPR Červené blato a NPR Žofinka). Transpirace středoevropského endemického druhu – borovice blatky (Pinus rotundata Link) – byla měřena na experimentální ploše v NPR Červené blato (330 ha, 465–475 m n.m.) v r. 1999–2000. V současnosti představují blatkové bory jedny z mála přírodě blízkých lesních porostů v Třeboňské pánvi. Dlouhodobé vegetační změny po přirozených narušeních jako jsou větrné polomy, přemnožení podkorního hmyzu a požáry jsou z přirozených lesních porostů střední Evropy uváděny jen zřídka. Vyhodnocení vegetačních změn po narušeních, jinak typických pro boreální lesy, a jejich dopad na hydrologii rašeliniště je další částí této práce (studijní lokalita NPR Žofinka, 130 ha, 470–475 m n.m.). Transpirace borovice blatky byla měřena pomocí sledování toku vody v xylému (metoda deformace teplotního pole) na jednotlivých stromech (šest vzorníků) a přeškálována na porostní úroveň. Vzrostlé blatky snášely bez poškození krátkodobé zaplavení kořenového systému během vegetační sezóny i pokles hladiny podzemní vody 60 cm pod povrch půdy. Maximální transpirace porostu byla 3,0 mm za den, průměrná transpirace porostu za celou vegetační sezónu pak 1,8 mm za den. Denní transpirace porostu byla nelineárně závislá na potenciální evapotranspiraci, tzn. rychlost transpirace byla limitována při vysoké výparnosti ovzduší i přes dostatečnou zásobu půdní vody. Celková transpirace porostu za vegetační sezónu (25.4–20.10. 2000, 180 dní) byla 322 mm, resp. 62% potenciální evapotranspirace za toto období. Tato transpirace byla kompenzována 319 mm srážek. Původní zachovalé blatkové bory v NPR Žofinka byly ovlivněny přirozenými disturbancemi: polomem (1984), následným přemnožením podkorního hmyzu a požáry (1994 a 2000). Na plochách narušených polomem a žírem podkorního hmyzu a v nenarušeném fragmentu blatkového boru se druhové složení lišilo hlavně u keřového a stromového patra. Rozpad stromového patra vedl k rozvoji erikoidních keříčků a ke snížení kolísání hladiny podzemní vody. Většina druhů původního blatkového porostu se vyskytovala na plochách zasažených požárem po 8 letech, ale s jinou četností. Ve srovnání s polomem následovaným žírem podkorního hmyzu požár vyvolal rychlé šíření bezkolence (Molinia caerulea). Půdní voda v nenarušeném blatkovém boru a na plochách ovlivněných polomem a žírem podkorního hmyzu měla podobné složení: velmi nízké pH (3,4 a 3,8, resp.), středně vysoké koncentrace P (0,16 a 0,18 mg/l, resp.), nízké koncentrace kationtů (2,70 a 3,98 mg/l Ca2+, 0,42 a 0,41 mg/l Mg2+a 0,92 a 0,51 mg/l K+, resp.) a anorganického dusíku (0,93 a 0,76 mg/l NH4-N, resp.). Během vegetační sezóny se zvyšovalo pH a koncentrace rozpustného reaktivního fosforu (SRP), celkového P a NH4-N v závislosti na klesající hladině podzemní vody. Na spáleništních plochách byly koncentrace SRP, celkového P a NH4-N v půdní vodě až řádově vyšší než v blatkovém boru, koncentrace K+, Mg2+ a Ca2+ byly cca dvakrát vyšší. Vodní retenční kapacita subkontinentálního vrchoviště (lokalita Červené blato) se výrazně lišila během roku. Retenční kapacita závisí na aktuální hloubce hladiny podzemní vody. Je relativně vysoká v období se zakleslou hladinou podzemní vody (až cca 70 mm za týden). Naopak v období s vysokou hladinou podzemní vody (po vydatných deštích) byla retenční kapacita nízká a téměř všechna srážková voda odtékala z rašeliniště. Podobně, retenční kapacita pro dešťové srážky byla minimální mimo vegetační sezónu.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT The thesis was intended to fill the information gap in the ecohydrology of the Pinus rotundata dominated peatbogs in the Třeboň Basin Biosphere Reserve, Czech Republic by studying various aspects of their water régime (i.e., transpiration of the dominant tree species, soil water chemistry, retention ability). The study is based on regular monitoring of the water table, water discharge, soil water chemistry and precipitation (during 1995-2000, study sites Červené blato and Žofinka peatbogs). Additionally, the transpiration of adult Pinus rotundata trees was measured in the field during 1999-2000 at the experimental plot in the Červené blato peatbog (330 ha, 465–475 m a.s.l.). Nowadays, the Pinus rotundata-dominated peatbogs represent almost natural (peaty) forests inside of otherwise human-made forest plantations. Long-term vegetation changes after natural disturbances such as windstorms, insect infestation and fire are only occasionally reported for the central European natural forests. Therefore the evaluation of vegetation changes after disturbances, typical of boreal forests, and their impact on peatbog hydrology has also been included in this thesis (study site Žofinka peatbog, 130 ha, 470–475 m a.s.l.). Transpiration of the central European endemic tree species, Pinus rotundata Link, was measured by sap flow techniques (heat field deformation method) in individual trees, and scaled up to stand level. Adult trees tolerated well both short-term flooding during the growing season and drawdown of the water table to a depth of 60 cm below ground level. The maximum and mean daily transpiration rates were 3.0 and 1.8 mm per day. Scaled-up daily canopy transpiration was non-linearly related to potential evapotranspiration, thus demonstrating a limitation of transpiration under high evaporative demand, even when soil water supply was not limited. The seasonal total transpiration (25 April–20 October 2000, 180 days) amounted to 322 mm, or 62 % of the potential evapotranspiration over this period. This canopy transpiration was compensated by 319 mm of precipitation. A Pinus rotundata dominated peatbog (Žofinka National Nature Reserve) was affected by “natural” disturbances: wind damage (1984), followed by a bark beetle attack, and fire (1994, 2000). The species composition of the windthrow–bark beetle affected sites and the undisturbed P. rotundata bog forest differed mainly in the shrub and tree layers. Canopy break-up resulted in the expansion of ericoid dwarf shrubs while the water table fluctuations were reduced. Most plant species characteristic of the P. rotundata bog forest occurred at the burned sites eight years after the fire, but in different abundances. The dominant tree of the former community (P. rotundata) was mostly absent. Compared with windthrow followed by bark beetle attack, fire promoted rapid expansion of the grass Molinia caerulea. Soil water in both the undisturbed P. rotundata bog forest and the windthrow–bark beetle affected sites had a similar composition: very low pH (3.4 and 3.8, resp.), medium high P concentrations (0.16 and 0.18 mg/l, resp.), low concentrations of cations (2.70 and 3.98 mg/l of Ca2+, 0.42 and 0.41 mg/l of Mg2+and 0.92 and 0.51 mg/l of K+, resp.) and inorganic nitrogen (NH4-N 0.93 and 0.76 mg/l, resp.). During the growing period, the concentrations of soluble reactive phosphorus (SRP), total P, NH4-N and pH increased as the groundwater table decreased. At the burned site, SRP, total P and NH4-N soil water concentrations were by one order of magnitude higher than those in the P. rotundata bog forest, while the concentrations of K+, Mg2+ and Ca2+ were about two times as high. The water retention capacity of a raised bog, studied in the Červené blato peatbog, varied greatly during the year. The retention capacity depended on the actual position of the water table. It was relatively high in periods of a deep water table in summer (up to cca 70 mm per week). By contrast, when the water table was high (e.g., after heavy rains) the retention capacity was very low and almost all precipitation water was discharged from the peatbog. Similarly, the retention capacity of liquid precipitation was almost zero during winter.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Andrea Kučerová, Ph.D. 1.74 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Andrea Kučerová, Ph.D. 71 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Andrea Kučerová, Ph.D. 68 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Andrea Kučerová, Ph.D. 261 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Raija Laiho 95 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D. 302 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 696 kB