27.9.2012

1

Abiotické faktory

- vztah mezi množstvímbazických kationtu a množstvím kyselých Aliontu ve výmenném komplexu.

, jak byl aplikován na pudnísystémy, vlastne znamená komplexní raduprocesu, které nelze popsat kvalitativnejediným indexem. Proto byly zavedeny pojmy

.

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpoctem CR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018

Území poškozené acidifikací a eutofizací v roce 2000 a výhled na roky 2010 a 2020 (ÅGREN 2009)

CLE - podle legislativy v roce 2010 a 2020

MTFR - maximální technické (nápravná) opatrení do roku 2020

Acidifikace - základní pojmy

Acidita pudy

Termín acidifikace

kapacity a intenzity

ACIDIFIKACE

EUTROFIZACE

2000 2010CLE 2020CLE 2020MTFR

% km2 % km2 % km2 % km2

EU 27 19 368,100 11 213,100 9 174,300 2 38,700

Europa 11 464,500 7 295,600 6 253,400 1 42,200

2000 2010CLE 2020CLE 2020MTFR

% km2 % km2 % km2 % km2

EU 27 74 1,198,700 69 1,117,700 64 1,036,700 28 453,500

Europa 49 1,893,400 48 1,854,700 47 1,816,100 17 656,900

•

•

27.9.2012

2

27.9.2012

3

Prumerná podkorunová depozice síry (SO4-S), 2003-2005, 249 ploch (ICP Forest 2008)

Prumerné podkorunové depozice nitrátu (NO3-N – vlevo) a amoniaku(NH4-N – vpravo), 2003-2005, 249 ploch (ICP Forest

2008)

27.9.2012

4

Kritické záteže

Kritické záteže acidity (vlevo) a dusíku (vpravo) v Evrope (ÅGREN 2009)

Oblasti kde jsou prekroceny kritické záteže pro aciditu (vlevo) a dusík (vpravo)v roce 2000 (Ågren 2009)

Prekrocení kritických záteží

Celková potenciální kyselá depozice v CR (1994)

27.9.2012

5

Cel ková depozi ce dusíku (mol H + ha-1 r ok -1, r esp. g N m -2r ok -1) v CR na sour adni cové sí t i

10 10 km (Zapl etal , 2001)´

(HUNOVÁ et al. 2008)

Celková depozice dusíku

2007

(HUNOVÁ et al. 2008)

Celková depozice síry

2007

27.9.2012

6

Mapa prirozené citlivosti pud vuci kyselé depozici. (Hruška a Cienciala, 2005)

Brezka

Mísecky

Depozice dusíku a síry v roce 2007 s porovnáním prumerných hodnot za období (BOHÁCOVÁ et al. 2009)

Všetec

Depozice dusíku a síry v Ceské republice

27.9.2012

7

Prekrocení kritické dávky podkorunové depozice iontu ve smrkových porostech území Jizerských hor v roce 2001. (Slodicák

et al., 2005)

1.

- aktuální acidita

- výmenná (potenciální) acidita

2.- protonová bilance

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0

ne p r e kr o ce n o

0, 1 -2 5 0

2 5 0, 1 -5 0 0

5 0 0 ,1 - 10 0 0

1 0 0 0 ,1 - 15 0 0

1 5 0 0 ,1 - 20 0 0

n ad 20 0 0

p r e kr o ce n o p r o S

a N

p r ek r oc e n o p r o Nnut

0 1 0 20 30 4 0 50 60

nepr ekro ceno

0,1 -250

2 50,1 -500

50 0,1- 1000

100 0,1- 1500

150 0,1- 2000

nad 2000

prekroceno pro S a N

prekroceno pro Nnut

% p l o c h y

ekv

.ha-

1.ro

k-1

O b r . 18 G r af i ck é zn á zo r n e n í p re kr o c e n í k r it i ck ý c h zá te ží

a tm o s fé r i ck o u d e p o zi c í v ro ce 1 9 96 (v % p l o c h y l e s u C R)

% p l oc hy

ekv

.ha-

1.ro

k-1

O b r . 1 9 G ra f i ck é z n á z o r n e n í p re k r o c e n í k ri t i ck ý ch zá t e ží a tm o sf é ri c k o u

d e p o zi c í v r o ce 20 0 0 ( v % p l o c h y l e su C R )

Parametry intenzity

Parametry kapacity

Charakteristiky pro vyjádrení acidifikace pudy

27.9.2012

8

Vyjadruje koncentraci vodíkových iontumerenou v suspenzi puda-voda.

Hodnota aktuální acidity je chápána jakomíra aktivity protonu v pudním roztokuv daném okamžiku merení.

pH v suspenzi pudy a roztoku soli. Zpravidlase používá roztok KCl nebo CaCl2.

U kyselých pud je pri tomto zpusobuuvolnena ze sorpcního komplexu podstatnácást kationu a pH lépe charakterizujeaciditu pudy.

Zahrnují zásoby napr. protonu H+ nebo iontu hliníkuve výmenném komplexu nebo zvetrávajícíchminerálechVliv kyselé depozice ve smyslu kapacity znamenávzrust výmenné acidity a snížení zásoby výmennýchbázíSnížení výmenných bází nastává výmenou bází zaanionty silných kyselin)

Aktuální acidita

Výmenná (potenciální) acidita

Parametry kapacity

•

•

•

•

•

•

•

27.9.2012

9

(prirozené)

(antropogenní)

Interní zdroje H+ zahrnují:odber kationtu do biomasy, zpomalenýrozklad organické hmoty,asimilace aniontu,disociace slabých kyselin,vyluhování organických aniontu,uvolnování aniontu zvetráváním,zpetné „zvetrávání“ kationtu (vysrážení)v pude.

Externí zdroje zahrnují vstup H+ kyselou depozicí.Nejcastejší silné kyseliny v kyselých srážkách jsou H2SO4 a HNO3. Príležitostne také jiné minerální kyseliny napr. HCl, H3PO4 nebo organické kyseliny napr. kyselina mravencí, kyselina octová. Jiné organické kyseliny, napr. H2CO3, která vzniká rozpouštením atmosférického CO2 ve vode. Odnímání biomasy

Zdroje zakyselování lesních pud

Interní zdroje

Externí zdroje

Interní (prirozené) zdroje

Externí (antropogenní)zdroje

•

•

•

•••••

••

•

•

•

27.9.2012

10

Protonová bilance umožnuje na základe premenyiontu v ekosystému rozeznat procesy produkujícíkyselinotvorné látky a zakyselovací zátežkvantifikovat (kmol/ha/rok). Ukázalo se, že v silnejizatížených lesích tvorí kyselinotvorný vnos 70 %kyselé záteže pudy. Tím je dokázáno, že

Bilance protonu tvorípodklad pro výpocet kritické záteže kyselinotvornýmiznecišteninami vzduchu (critical loads).

Príklad

Vstup H kyselou depozicí 1,0-7,0 kmol/ha/rok

Výstup biomasou (lesní težba) 0,2-0,8 kmol/ha/rok

Kritická dávka kysele depozice (viz mapy kritických záteží)

Kyselý vstup do 80.let 60 – 340 kmol/ha

Zásoby bázických kationtu v minerální pude v roce 1954 117 kmol/ha, v 80.letech 22 kmol/ha

Bilance protonu

kyseládepozice je hlavním puvodcem ochuzení azakyselení lesních pud.

•

•

•

•

•

27.9.2012

11

zvýšení kyselosti nadložního humusu i povrchových vrstev minerální pudy

ochuzení o biogenní prvky, zejména o vápník, horcík a draslíkzvýšení obsahu rizikových prvku Cd, Pb, Zn

zvýšení kyselosti nadložního humusu i povrchových vrstev minerální pudy

ochuzení o biogenní prvky, zejména o vápník, horcík a draslíkzvýšení obsahu volného hliníku

zvýšení obsahu rizikových prvku Cd, Pb, Zn

Dusledky acidifikace

Dusledky acidifikace

•

•

•

§

§

§§

ØØpH pH vsvs pr ístupnost ži vi npr ístupnost ži vi n

pudní reak ce,- extrémne kyselá a alkalická reakce príjem živin drevinami snižuje,- specificky pusobí pudní reakce na príjem

stopových prvku,- alkalizace má príznivý vliv na príjem Mo- pri mírním okyselování pudy stoupá príjem

Zn, B, Mn, Cu- hlavní jehlicnaté dreviny prijímají živiny i

ze silne kyselých pud, - na kyselých pudách mají naopak listnaté

dreviny zbrzden príjem živin,- pri neutrální nebo slabe kyselé reakci není

príjem živin narušován,

27.9.2012

12

Nasycenost bázemi

(BOHÁCOVÁ et al. 2007)

(%)

Horizont Že liv kaLu is ino

údo líLazy Brezka Vše tec Lásenice

FH - - - - - -

0-10 9.0 5.1 5.1 11.1

10-20 6.1 11.9 11.9 11.8 9.3 6.1

20-40 6.7 2.6 2.6 12.2 12.2 9.7

40-80 3.6 3.6

Pudn íaci di fi kace

Nadbytek du síku

38.0 36.1

13.6 34.2 84.2 24.2

S nížený o br at b io ma sy

Reduk ce príjm u živ in

Defic it M g ++

v jeh l icí

Inh ib ic e trans por tu uh lohy drátu vjeh lic í

R edukc e f o tosy nté zy

Na ruš ení

b i lanc e uhl ík u

Z m eny pom er u

dus íku a fenolu

Na ruš ení jem -

ný c h k ore nu a my k or rh izy

Niž š í m ra zo-

v á odolnos t S níž ená odo lnos t v uc i x ylo fá gu m

Z v ýš ená

ak tivi ta pr o lis to žrav ý hm y z

M raz ov á

em bó l ie

S tr es s uc hem

Prumerné obsahy N, P, K , Ca vPrumerné obsahy N, P, K , Ca v jehlicí jehlicí -- 19941994--20052005

R2 = 0,4776

R2 = 0,4908

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1994 1 995 1996 1997 1998 1999 200 0 2001 2002 2003 2004 2005

rok/y ear

mg.

kg-1

K ru šn é h. J izerské h.

NN

PP

KKCaCa

D usledk y acidi f ikace pr o lesní ekosystém

R2

= 0 , 1 6 6 1

R2

= 0 , 0 4 8 7

1 , 0 0

1 , 1 0

1 , 2 0

1 , 3 0

1 , 4 0

1 , 5 0

1 , 6 0

1 , 7 0

1 , 8 0

1 , 9 0

1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5

r o k / y e a r

%

K r u š n é h . J i z e r s k é h .

R2

= 0 ,2 1 8 4

R2

= 0 ,5 9 0 5

0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5

r o k / y e a r

mg.

kg-1

K r u š n é h . J i z e r sk é h .

R2 = 0 , 5 8 8 9

R2

= 0 , 1 8 7

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

3 0 0 0

3 5 0 0

4 0 0 0

4 5 0 0

5 0 0 0

1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5

r o k / y e a r

mg.

kg-1

K r u š n é h . J i z e r s k é h .

E . F üh re r , F . A nd e rss on ,

E .P . F a rre l l, 2 00 0

27.9.2012

13

Vápnení v letech 1978 Vápnení v letech 1978 -- 19911991

RozsahRozsah vápnenívápnení aa hnojeníhnojení vv letechletech 20002000--20052005

1 Krušné hory - 62.000 ha

21 Jizerské hory - 8.000 ha

22 Krkonoše - 7.409 ha

25 Orlické hory - 2.800 ha

Rok 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Vápnení 9673 ha 8411 ha 8201 ha 1507 ha 5272 ha 603 ha

Hnojení 523 ha 446 ha 1518 ha 830 ha 1077 ha 1313 ha

27.9.2012

14

27.9.2012

15

27.9.2012

16

27.9.2012

17

27.9.2012

18

Definice a príciny acidifikacePrirozené a antropogenní zdroje zakyselováníPrincipy a mechanismy zakyselování pudyDusledky acidifikace pro lesní ekosystémyRozsah acidifikace pud v CRKompenzacní opatrení

Míchal – Ekologická stabilitaHruška, Cienciala - Dlouhodobá acidifikace a nutricnídegradace lesních pud – limitující faktor soucasného lesnictví(viz Dokumenový server)Slodicák a kol. – Lesnické hospodarenív Jizerských horáchKolektiv –Monitoring stavu lesu v CRCerný a kol. - Rajonizace lesních pud CR v závislosti na jejichacidifikaci a nutricní degradaci

Kontrolní otázky

Studijní literatura

••••••

••

•••