Vplyv kalamít v Tatrách na mikrobiálne pomery pôdy


Vplyv kalamít v Tatrách na mikrobiálne pomery pôdy

V rokoch 2004 a 2014 postihla naše veľhory veterná kalamita, v roku 2005 to zas bol veľkoplošný požiar. Aký vplyv mali tieto udalosti na zmeny mikrobiálnej biomasy, aktivity a diverzity v lesných ekosystémoch a tiež zhodnotenie odozvy pôdnych mikroorganizmov na rôzny manažment kalamitných plôch bolo cieľom práce Monitoring mikrobiálnych pomerov pôdy na kalamitných plochách Tatier. Jej autorkou je Erika Gömöryová, Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta.

Vo svojom príspevku uvádza, že zmeny klímy a ich vplyv na prírodné ekosystémy sú už pozorovateľné naprieč všetkými kontinentmi a oceánmi. Klimatické zmeny sú sprevádzané nárastom priemernej teploty vzduchu a zmenami v úhrne zrážok, avšak čoraz častejšie sa pozorujú aj zmeny vo frekvencii výskytu extrémnych poveternostných javov, ako sú dlhodobé suchá, prívalové zrážky, búrky, silný vietor, vlny horúčav a následne potom aj šírenie škodcov, buriny a pod.

extrahovaná plochaVetrové kalamity a požiare patria podľa odborníkov medzi významné prírodné disturbancie v lesných ekosystémoch Európy. Ovplyvňujú nielen nadzemnú biomasu, ale zmeny sa dotýkajú aj niektorých pôdnych vlastností, vrátane biologických. Pôdne mikroorganizmy citlivo reagujú na zmeny okolitého prostredia, preto sa dá očakávať, že budú reagovať aj na zmeny vyvolané vetrovou kalamitou a požiarom. Ako pokračuje Erika Gömöryová, v novembri 2004 postihla vetrová kalamita aj rozsiahlu plochu smrekových porastov v Tatrách. Následne sa na kalamitných plochách začal interdisciplinárny výskum a monitorovanie abiotických a biotických zložiek, iniciovaný pracovníkmi Výskumnej stanice ŠL TANAPu. V roku 2005 boli založené výskumné plochy s rôznym typom manažmentu na kalamitných plochách a tiež v kalamitou neporušenom smrekovom poraste za účelom štúdia a sledovania zmien všetkých zložiek lesných ekosystémov. 

Cieľom práce Eriky Gömöryovej bolo zhodnotiť zmeny niektorých pôdnych vlastností, najmä však charakteristík mikrobiálneho spoločenstva 10 rokov po kalamite a tiež zistiť, či existuje nejaký trend ich nárastu alebo poklesu počas monitorovacieho obdobia v rokoch 2006 – 2013. Monitoring zmien mikrobiálnych pomerov sa uskutočňoval na experimentálnych plochách, ktoré boli založené v roku 2005 na území Tatier pracovníkmi Výskumnej stanice ŠL TANAP pod vedením doc. Ing. P. Fleischera, CSc.

Ide o 4 výskumné plochy, každá s rozlohou 100 ha, ktoré sa odlišujú spôsobom hospodárenia na nich:

1/ REX – bývalá referenčná plocha (REF), založená v nepoškodenom poraste smreka (Picea abies (L) H. Karst.) s prímesou smrekovca (Larix decidua Mill.), ktorá však bola v máji 2014 zničená víchricou, pričom došlo k redukcii zápoja na cca 15 %. V čase odberu vzoriek neboli ešte vyvrátené stromy z plochy vyťažené. 

2/ EXT – kalamitná plocha, z ktorej padnuté stromy boli vyťažené krátko po kalamite. Zloženie vegetácie sa v priebehu ďalších rokov výrazne zmenilo od pôvodného zloženia. Od roku 2007 dominuje na ploche Calamagrostis villosa Chaix ex Vill.) J. F. Gmel a Chamerion angustifolium (L.) Holub. Po kalamite bola plocha zalesnená drevinami Picea abies (L) H. Karst., Pinus cembra L., Larix decidua Mill., Fagus sylvatica L. and Acer pseudoplatanus L. 

3/ FIR – kalamitná plocha, z ktorej bolo drevo vyťažené, avšak v roku 2005 bola poškodená požiarom. Pokrývkový humus bol z väčšej časti spálený. Od roku 2007 dominujú na ploche Ch. angustifolium (L.) Holub a Rubus ideaus L. a od roku 2010 aj C. villosa Chaix ex Vill.) J. F. Gmel a C. arundinacea (L.) Roth. Plocha bola zalesnená podobne ako EXT.

4/ NEX – kalamitná plocha bez intervencie, na ktorej boli padnuté stromy ponechané. C. villosa a A. flexuosa dominovali v prvých rokoch po kalamite, Ch. angustifolium (L.) Holub dominuje od roku 2011 a R. idaeus L. od roku 2012. Na ploche dochádza k intenzívnej regenerácii stromov (Picea abies (L) H. Karst.), Sorbus aucuparia L., Salix caprea L. a Betula pendula Roth).  

Plochy sa nachádzajú v nadmorskej výške 1040 – 1260 m n. m., na svahu s JV-J expozíciou a sklonom 5 – 10 %. Hlavným pôdnym predstaviteľom je kambizem dystrická. Na každej ploche sa odoberali vzorky v 10 m odstupoch pozdĺž 90 m tranzektu, a to z hĺbky 0 – 10 cm (Ahorizont, bez pokrývkového humusu). Odber sa vykonával každoročne od roku 2005 do roku 2014, niekoľkokrát počas vegetačného obdobia.

S cieľom zistiť, či v sledovanom období rokov 2006 – 2013 existuje nejaký trend nárastu alebo poklesu hodnôt zisťovaných pôdnych charakteristík, odborníci testovali významnosť lineárnej regresie (trendu) medzi hodnotami pôdnych charakteristík zaznamenanými v jednotlivých rokoch na skúmaných plochách. „Spomedzi mikrobiálnych charakteristík sme signifikantné trendy zaznamenali pri substrátom-indukovanej respirácii, mikrobiálnej biomase a N-mineralizácii, a to na všetkých kalamitných plochách, pričom išlo o trend nárastu hodnôt. Naopak, trend veľmi mierneho poklesu hodnôt bazálnej respirácie sme pozorovali na ploche REF. Zaujímavým zistením je skutočnosť, že na všetkých plochách, teda kalamitných a aj ploche REF, došlo v sledovanom období k nárastu hodnôt obsahu C v najvrchnejších horizontoch pôdy,“ konštatovali odborníci.

Nárast obsahu N možno podľa nich pozorovať len na plochách EXT a NEX a veľmi mierny nárast hodnôt pH na ploche FIR (tab. 1):

tabuľka č. 1

„Aj po 10 rokoch od kalamity sme zaznamenali signifikantné rozdiely v niektorých pôdnych charakteristikách medzi plochami. Spomedzi fyzikálno-chemických charakteristík pôd, významné rozdiely pozorovať v pH a najmä pomere C/N,“ uviedli výskumníci.

V závere usúdili, že v súvislosti s prebiehajúcimi klimatickými zmenami je možné očakávať takmer na celej Zemi nárast extrémnych klimatických javov, ktoré môžu viesť k disturbanciám lesných ekosystémov, ako sú napr. veterné kalamity alebo požiare. „Pretože tieto zároveň môžu ovplyvniť aj prostredie pôdnych mikroorganizmov, poznatky o ich zmenách a doby regenerácie sú veľmi dôležité, keďže mikroorganizmy zohrávajú kľúčovú úlohu v kolobehu živín a ich prístupnosti rastlinám. Monitoring mikrobiálnych pomerov na kalamitných plochách Tatier ukázal, že v sledovanom období na všetkých kalamitných plochách prebieha mierny nárast mikrobiálnej biomasy, potenciálnej respirácie a N-mineralizácie, čo naznačuje proces postupnej obnovy mikrobiálneho spoločenstva na kalamitných plochách. Desať rokov po kalamite ešte stále neboli zaznamenané rozdiely v mikrobiálnych charakteristikách medzi vyťaženou a nevyťaženou plochou.“

Na druhej strane pretrvávajú podľa nich signifikantné rozdiely medzi plochou poškodenou požiarom a ostatnými kalamitnými plochami, pričom pôda na ploche FIR sa vyznačovala najvyššou mikrobiálnou aktivitou a biomasou. „Mikrobiálne pomery na ´novej´ kalamitnej ploche sa neodlišovali od pomerov na starších kalamitných plochách (s výnimkou plochy FIR). Výsledky naznačujú, že vo vyšších polohách má regionálna mezoklíma významnejší vplyv na pôdne mikroorganizmy ako rozdielne pokalamitné obhospodarovanie plôch (vyťaženie či ponechanie kalamitného dreva na mieste). Vplyv požiaru na pôdnu mikrobiotu však pretrváva aj vyše desaťročia od kalamitnej udalosti.“

 

Príspevok vyšiel v zborníku recenzovaných príspevkov z konferencie konajúcej sazačiatkom novembra 2017 s názvom Dlhodobý ekologický výskum a monitoring lesov, Súčasné poznatky a výzvy do budúcnosti.

 

Odborný garant textu: Erika Gömöryová, Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Foto: http://www.nlcsk.sk/EkoMon/prez/prez21.pdf

Uverejnila: VČ

Hore
QUARK
Aurelium - centrum vedy
TVT 2019
Prechod VK na VND - jeseň
výtvarná súťaž TVT 2019
Veda v Centre
Publikácie Veda v CENTRE
kúpa časopisov jún 2016
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Agrofilm 2019
Extrapolácie 2019
Zaujímavosti vo vede
Cievy v ľudskom tele by mohli obísť našu zemeguľu na rovníku dvakrát.
Zistite viac