Get 20M+ Full-Text Papers For Less Than $1.50/day. Start a 14-Day Trial for You or Your Team.

Learn More →

Carbon allocation in forest ecosystem - case studies from young pine stands

Carbon allocation in forest ecosystem - case studies from young pine stands Lesnícky casopis ­ Forestry Journal Section: Forestry Lesnícky casopis ­ Forestry Journal rocník 55, císlo 3, 2009, s. 239 ­ 250 DOI: 10.2478/v10114-009-0007-2 rocník 55, císlo 3, 2009, s. 239­250 ALOKÁCIA UHLÍKA V LESNOM EKOSYSTÉME ­ PRÍPADOVÉ STÚDIE Z MLADÝCH BOROVÝCH PORASTOV TIBOR PRIWITZER, JOZEF PAJTÍK, BOHDAN KONÔPKA, JOZEF ISTOA, PAVEL PAVLENDA Národné lesnícke centrum ­ Lesnícky výskumný ústav Zvolen, T. G. Masaryka 22, SK ­ 960 92 Zvolen, Meno.Priezvisko@nlcsk.org PRIWITZER T., PAJTÍK J., KONÔPKA B., ISTOA J., PAVLENDA P.: Carbon allocation in forest ecosystem ­ case studies from young pine stands. Lesn. Cas. ­ Forestry Journal, 55(3): 239 ­ 250, 2009, 4 fig., tab. 6, ref. 21. Original paper. ISSN 0323 ­ 10468 The paper presents the results of carbon stock estimation in forest ecosystems on example of young Scotch pine stands. The tree biomass was measured on the sites and calculated by compartment (roots, stem, branches, and foliages) from the measured data using allometric functions. Amount of biomass for under storey vegetation and litter production were estimated using measured data. The amount of soil carbon was also estimated and total carbon fixed in the aforementioned compartments was expressed in tons per hectare. Key words: biomass, carbon, allocation, carbon stock, Scots pine, young stand V príspevku sú uvedené výsledky zo stanovenia uhlíkových zásob v lesných ekosystémoch na príklade mladých borových porastov. Stromová biomasa na experimentálnych plochách bola stanovená po jednotlivých komponentoch (korene, kme, vetvy a asimilacný aparát) s vyuzitím meraných dát a alometrických rovníc. Na základe priamych meraní sa vypocítalo mnozstvo biomasy prízemnej vegetácie a opadu. Okrem toho bola stanovená aj zásoba pôdneho uhlíka. Celkové zásoby uhlíka boli vyjadrené v tonách na hektár. Kúcové slová: biomasa, alokácia a zásoba uhlíka, borovica sosna, mladé porasty 1. Úvod a problematika Kvantifikácia biomasy lesných ekosystémov (t. j. stromová a bylinná zlozka, prípadne aj ich odumreté casti nachádzajúce sa na pôde a v pôde) je podmienkou pre odvodenie uhlíkových zásob. Uhlíkové zásoby sú hlavným podkladom pre bilancie skleníkových plynov ­ predovsetkým emisie a záchyty oxidu uhlicitého. K takýmto bilanciám je okrem cisto vedeckých prícin treba pristúpi aj z dôvodu záväzkov Slovenskej republiky, plynúcich z podpísania Rámcového dohovoru OSN o zmene klímy. alej sa informácie o celkovej stromovej biomase prakticky môzu pouzi z dôvodu jej vyuzitia pre energetické úcely, keze spolocenská objednávka v tejto oblasti postupne narastá (SMITH et al. 2008). Na Slovensku sa pri uvedených bilanciách vyuzívajú prevazne údaje zo súhrnných lesných hospodárskych plánov a permanentných inventarizácií lesov. Pritom ide najmä o informácie týkajúce sa zásob hrubiny, z ktorých sa celková biomasa stanovuje pomocou jednoduchých konverzných faktorov. Táto metóda sa pouzíva v celosvetovom meradle, pricom sa implementuje dvomi základnými prístupmi. Bu sa konverzia vykonáva pomocou alometrických rovníc (tradicný prístup) alebo sa vyuzívajú expanzné faktory (Biomass Expansion Factors, BEF). Alometrické rovnice vyuzívajú ahko meratené parametre stromov ako nezávislé premenné (spravidla hrúbka alebo výska, prípadne ich kombinácia) na vyjadrenie azko zmeratených komponentov (napr. hmotnos susiny vetiev). Na druhej strane BEFy konvertujú objem kmea priamo na suchú hmotnos kazdej zlozky biomasy (korene, kme, vetvy a asimilacné orgány). Prezentovaný výskum sa sústredil na borovicu sosnu (Pinus sylvestris), ktorá je v podmienkach Slovenska druhou najrozsírenejsou ihlicnatou drevinou. Je to druh so sirokou ekologickou amplitúdou, plosne najrozsírenejsou drevinou na zemeguli (pozri aj http://botany.cz/en/pinus-sylvestris/). Taktiez je vemi perspektívna v procese klimatickej zmeny a jej sprievodných javov (MINÁS, SKVARENINA a kol. 2003). Modelovaním procesu tvorby biomasy borovice sosny sa zaoberali najmä výskumníci v skandinávskych krajinách (nepr. HELMISAARI et al. 2002, LEHTONEN et al. 2004, JALKANEN et al. 2005). Zo súborných diel treba vyzdvihnú monografiu ,,Struktura fitomassy sosnaykov" pochádzajúcu z bývalého Sovietskeho zväzu (SEMECHKINA 1978). Z prehadu literatúry vyplynulo, ze sú zriedkavé údaje o biomase, resp. uhlíkových zásobách, v mladých borinách (výnimkou je napr. práca CLAESSON et al. 200. Hoci zásoby biomasy a ou viazaného uhlíka v mladých porastoch nie sú veké, ich výmera z celoslovenského hadiska nie je zanedbatená. alsím argumentom pre vykonanie takéhoto výskumu je fakt, ze podiel mladých lesných porastov na Slovensku v poslednom období narastá najmä v dôsledku kalamít spôsobených spravidla víchricami. V príspevku sa uvádzajú výsledky kvantifikácie biomasy a uhlíkových zásob v borových porastoch prvého vekového stupa (do 10 rokov). V rámci výskumu sa kvantifikovala zásoba uhlíka v jednotlivých castiach nadzemnej a podzemnej biomasy porastov, v biomase prízemnej vegetácie, v opade a pôde. 2. Materiál a metodika Merania sa uskutocnili vo vybratých borových porastoch prvého vekového stupa. Základné stanovistné charakteristiky na experimentálnych plochách sa uvádzajú v tabuke 1 a porastové charakteristiky sú v tabuke 2. Na vytvorenie alometrických rovníc pre výpocet biomasy jednotlivých komponentov borovíc (korene, kme, vetvy, ihlicie) sa pouzilo 175 vzorníkov zo siedmich lesných porastov nachádzajúcich sa na SLP-TU, alej na LHC Lutila, Spisská Teplica, Levoca a Holíc (obr. . Zastúpenie borovice vo vsetkých porastoch bolo 100 %. V kazdom poraste sa vytýcila kruhová plocha s výmerou 0,04 ha, v rámci ktorej sa vybralo alsích 5 podplôsok kruhového tvaru s polomerom 1,5 ­ 3,0 m poda hustoty Tabuka 1. Základné stanovistné charakteristiky na experimentálnych plochách Table 1. Basic stands characteristics on experimental plots Charakteristika Kopcany 1 Zolná Kovácová Kisovce Ziar n/Hr. Levoca Kopcany 2 Nadmorská 165 výska2) (m) R Expozícia3) 4) (%) 0 Sklon Regozem6) Pôdny typ5) Skupina lesných CQ typov10) 10) 640 J 20 Rendzina8) PPin 165 R 0 Regozem6) CQ JV V 5 15 Luvizem7) FQ FQ V SV 15 10 Kambizem9) FQ Pidev Characteristic, 2)Altitude, 3)Exposure, 4)Slope, 5)Soil type, 6)Regosol, 7)Luvisol, 8)Rendzina, 9)Cambisol, Group of forest types Tabuka 2. Porastové charakteristiky na experimentálnych plochách Table 2. Characteristics of forest stand on experimental plots Charakteristika Kopcany 1 Zolná Kovácová Kisovce Ziar n/Hr. Levoca Kopcany 2 Priemerný vek (roky)2) Priemerná hrúbka3) d0 (mm) Priemerná výska4) (m) Zápoj5) (%) Kruhová základa6) (m2.ha- Pocet stromov pri plnom zápoji7) (tisíc.ha- 7) 3 14,9 0,68 82 12,56 70 390 5 28,6 1,33 92 23,99 31 240 5 37,4 1,50 75 18,23 16 480 6 21,2 1,31 77 14,77 35 790 6 43,6 2,20 85 26,47 17 820 8 41,3 2,63 90 31,14 18 650 8 36,9 3,02 100 55,66 42 720 Characteristic, 2)Average age (years), 3)Average diameter, 4)Average height, 5)Canopy, 6)Basal area, Number of trees in closed canopy (ths.ha- porastu, reprezentujúcich celú plochu. Na týchto podplôskach sa zistil pocet jedincov a na stromoch sa zmerala hrúbka v koreovom krcku d0 (dve na seba kolmé merania) a výska. Údaje sa vyuzili pri výpocte poctu stromov na hektár a na vyjadrenie hektárovej zásoby. Na kazdej ploche sa vykopalo asi 25 vzorníkov zastupujúcich hrúbkové a výskové rozpätie jedincov na celej ploche. Vzorníky sa rozdelili na korene, kme, vetvy a asimilacné orgány. Kazdá vzorka sa ulozila v suchej, vetranej miestnosti pocas jedného mesiaca. Potom sa vysusila v susicke pri teplote 105 °C na konstantnú hmotnos a odvázila s presnosou na desatinu gramu. Mnozstvo biomasy v jednotlivých stromových komponentoch sa odvodilo pomocou regresných modelov. Pri ich tvorbe sa vychádzalo zo základnej alometrickej rovnice: Obr. 1. Lokalizácia vybraných borových plôch (trojuholníky), sivá maska znázoruje lesnú plochu Fig. 1. Localization of selected Scots pine plots (triangles); grey colour represents forest area of Slovakia. Y = a.Xb rozsírenej na viacnásobnú mocninovú funkciu tvaru: Y = a0.X1b1.X2b2.X3b3 ... Xnbn . [1] [2] kde Y ­ závislá premenná, X1 ­ Xn ­ nezávislé vysvetujúce premenné, a0 ­ bn ­ koeficienty modelu a ­ chyba (multiplicative error term). Po logaritmickej transformácii a spätnej transformácii mozno rovnicu napísa ako: Y = e(b0 + b1.ln X1 + b2.ln X2 + b3.ln X3 + ... + bn.ln Xn) . kde ­ korekcný faktor systematickej odchýlky (logaritmického biasu). V nasom prípade vzhadom na malé rozmery stromcekov nebolo mozné pouzi ako nezávisle premennú hrúbku d1,3. Namiesto nej sa pouzila hrúbka v koreovom krcku, d0. Napriek tomu, ze sa vo vseobecnosti málo pouzívajú modely, kde je výska jedinou nezávislou premennou, pouzili sme aj tento model. Dôvodom bolo, ze výska sa v najmladsích vývojových stádiách ahsie meria ako hrúbka d0 a umozuje spoji modely dospelých porastov s modelmi iniciálnych stádií. [3] Testovali sa tri funkcie: Bi = e(b0 + b1.ln d0) . Bi = e(b0 + b1.ln h) . [4] [5] Bi = e(b0 + b1.ln d0 + b2.ln h) . [6] kde Bi ­ produkcia suchej biomasy komponentu i (kmea, vetiev, ihlicia, koreov) (g), d0 ­ hrúbka koreového krcka (mm), h ­ výska stromu (m), b0, b1, b2 ­ parametre. Vsetky uvedené modely sa vypocítali pomocou statistického softvéru Statistica 7.0 (StatSoft, Oklahoma, USA). Podrobná metodika odvodenia pouzitých modelov sa uvádza práci PAJTÍK et al. (2008) a parametre borovíc sú v práci KONÔPKA et al. (2009). Uhlíkové zásoby sa vypocítali pre jednotlivé casti stromovej biomasy prenásobením príslusnej frakcie koeficientom 0,4991 (obsah uhlíka v susine). Obsah uhlíka pre borovicu pochádza z práce MATTHEWS (1993). Táto sumarizuje výsledky 64 prác zaoberajúcich sa stanovovaním obsahu uhlíka v stromoch. Na stanovenie nadzemnej biomasy bylinnej, machovej a krovinovej vrstvy (spolu tvoria tzv. prízemnú vegetáciu) sa pouzila metóda priameho odberu. Po opise bylinnej zlozky na celej kruhovej ploche aj na jednotlivých podplôskach sme v rámci kazdej z nich odobrali z plochy 1 m2 zivú vegetáciu, ktorú sme rozdelili na vzorky tráv, bylín, machov a krov. Odbery sme vykonali v letných mesiacoch, kedy biomasa dosahuje maximum. Vzorky sa v laboratóriu vone predsusili pri izbovej teplote a neskôr susili do konstantnej hmotnosti pri teplote 105 °C. Po vysusení sa hne vázili a z nameraných hodnôt bola vypocítaná priemerná hmotnos suchej nadzemnej biomasy na kazdej lokalite. Koreová cas tejto prízemnej vegetácie sa odvodila prostredníctvom pôdnych vývrtov s hrúbkou 6 cm. Na kazdej výskumnej ploche sa odobralo desa vývrtov priestorovo rovnomerne rozmiestnených, zahajúc hbku do 40 cm. Korene sa z pôdnych vývrtov vyseparovali a vysusili na konstantnú hmotnos. Do kvantifikácie boli zahrnuté nielen zivé, ale aj odumreté korene. Vázením získaná suchá hmotnos nadzemných a podzemných castí bola prepocítaná na hektárovú bázu. Výsledné hodnoty zásoby uhlíka sa zo susiny stanovili pomocou koeficienta 0,45. Co sa týka opadu, tento sa na kazdej ploche odoberal zo 16 plôsok s rozmermi 25×25 cm. Tieto sa rozmiestnili tak, aby reprezentovali rozlozenie opadu v rámci celej plochy. Po odobratí a vysusení opadu sa údaje prepocítali na hektár. Prenásobeným koeficientom 0,45 sa stanovili zásoby uhlíka viazané v tejto bilancnej kategórii. Pre kvantifikáciu zásob uhlíka v pôde sa neodoberali vzorky priamo z plôch, ale vyuzili sa jednoduché modely. Modely vychádzajú zo vzahov medzi nadmorskou výskou (ako velicinou tesne korelujúcou s teplotou a zrázkami) a zásobou uhlíka v pôde. Tieto sa odvodili z dátových súborov o zásobách uhlíka v pôde z plôch národnej inventarizácie lesov Slovenska 4×4 km, alej z národnej monitorovacej siete 16×16 km a databáz rôznych výskumných projektov (PAVLENDA 2008). 3. Výsledky a diskusia Hrúbka d0 je najdôlezitejsou nezávislou premennou pri výpocte vsetkých zloziek biomasy, ktorá vysvetuje 92 ­ 97 % z celkovej variability. Pouzitie výsky ako druhej nezávislej premennej (rovnica 6) zlepsuje odhad iba minimálne (do 2,7 %), nakoko vplyv tejto premennej nebol pre niektoré komponenty biomasy (ihlicie, korene) signifikantný na hladine významnosti = 0,05. Je to z dôvodu multikolinearity medzi premennými hrúbka d0 a výska h. Jedným z diagnostických kritérií prítomnosti mul243 100% 80% 60% 40% 20% kme 0% 0 10 20 30 40 50 d0 (mm) 60 70 80 vetvy ihlicie kore 100% 80% 60% podiel 40% 20% podiel kme 0% 0 1 vetvy 2 h (m) ihlicie kore Obr. 2. Podiely hmotnosti susiny jednotlivých zloziek biomasy z celkovej stromovej biomasy v závislosti od hrúbky (d0) a výsky (h) pre drevinu borovica Fig. 2. Proportions of different parts of dry biomass of total tree biomass in dependence on tree diameter and tree height for Scots pine. tikolinearity je podmienka, ze |rij|>0,8, kde rij je výberový korelacný koeficient medzi hrúbkou a výskou ­ v nasom prípade rij = 0,85. Pre praktické pouzitie je vhodná aj rovnica 5, kde jedinou nezávisle premennou je výska. Tento parameter sa v teréne jednoduchsie meria. Okrem toho je aj presnos odhadov vysoká, pretoze vysvetuje 75 ­ 91 % z celkovej variability hmotnosti susiny jednotlivých komponentov biomasy borovice. Krivky zostrojené poda vzahov [4 a 5] pre jednotlivé zlozky biomasy sú uvedené na obrázku 2. Podiel kmea borovice na celkovej biomase v závislosti od hrúbky d0 sa nachádzal v intervale od 23 do 46 % a narastal s vekom porastu (obr. 2). Podiel vetiev sa nachádzal v rozpätí od 10 do 23 % a taktiez narastal s vekom. Podiel ihlicia s vekom prudko klesal (z 55 na 20 %). Naproti tomu, podiel koreov na celkovej biomase klesal s vekom iba vemi mierne od 12 do 10 %. To znamená, ze v mladých borovicových porastoch s vekom narastá podiel kmea a vetiev na úkor podielu ihlicia a koreov. V prípade dreviny smrek uvádzajú PRIWITZER a kol. (2008) nizsí podiel kmea, ale len v starsích porastoch a rovnaký podiel vetiev na celkovej biomase. Pri smreku bol vsak podiel ihlicia pomerne vyrovnaný, a to vo vsetkých vekových stupoch. Zaujímavým sa ukazuje nami zistený nízky podiel koreov z celkovej biomasy borovíc. Údaje z iných prác pochádzajúcich zo starsích borín spravidla ukazujú vyssí podiel koreov na celkovej stromovej biomase. Ako príklad je mozné uvies práce CURIEL YUSte a kol. (2005) ktorí uvádzajú 18 % podiel a práce OVINGTONA (1957) a KONÔPKU a kol. (2000) uvádzajúce 20 % podiel. KING a kol. (2007) zdôraznili zmeny podielu koreov na celkovej biomase borovice s vekom, pricom najnizsie boli pre 2-, 3- a 5-rocné stromy. Za nimi nasledoval výrazný nárast podielu vo veku 8 ­ 10 rokov. Na základe uvedeného mozno predpoklada, ze aj v borinách na Slovensku rastie podiel koreov v porastoch od 10 rokov (resp. s hrúbkou nad 80 mm). Takýto nárast podielu koreov by mohol by na úkor vetiev a ihlíc. Jav pravdepodobne súvisí so zmenami konkurencných vzahov (boj o svetlo a zdroje z pôdy) v porastoch rôzneho vývojového stádia. Pokles podielu vetví a ihlíc s vekom borovíc (v stádiách zrovín a kmeovín) zaznamenali napr. CIENCIALA a kol. (2006), ale aj SEMECHKINA (1978). Podiel týchto dvoch komponentov na nadzemnej biomase sa poda CIENCIALU a kol. (2006) pohyboval medzi 11 ­ 23 % a poda SEMECHKINY (1978) od 14 do 22 %. Zásoby uhlíka v jednotlivých komponentoch stromovej biomasy na hektár v sledovaných porastoch uvádza tabuka 3. Celková zásoba uhlíka rástla s vekom porastu a pohybovala sa v intervale od 3,5 t.ha-1 do 27,2 t.ha-1. V prípade smrekových porastov sa zistili (PRIWITZER a kol. 2008) nizsie zásoby uhlíka viazaného v stromovej biomase v porovnaní s borovicou. Tabuka 3. Zásoby uhlíka v jednotlivých stromových komponentoch v borových porastoch (zoradené vzostupne poda veku) Table 3. Carbon stocks of different tree components in young Scots pine forest stands (in ascending order by the age) Lokalita Kopcany 1 Zolná Kovácová Kisovce Ziar n/Hronom Levoca Kopcany 2 Zásoba uhlíka2) (t.ha- Kme3) 1,088 3,137 2,608 2,236 4,592 6,964 13,298 Vetvy4) 0,681 1,926 1,672 1,160 2,645 3,457 5,732 Ihlicie5) 1,269 2,452 1,869 1,514 2,728 3,230 5,780 Korene6) 0,502 1,119 0,921 0,628 1,318 1,502 2,431 Spolu7) 3,540 8,634 7,070 5,539 11,283 15,154 27,240 Locality, 2)Carbon stocks, 3)Stem, 4)Branches, 5)Needles, 6)Roots, 7)Together Biomasu fytozlozky borín prvého vekového stupa (tab. 4) tvorili hlavne trávy a v mensej miere byliny a machy. Ich celková priemerná hodnota bola 2,63 t.ha-1, co odpovedá hodnote zásoby uhlíka 1,18 t.ha-1 viazanej vo fytozlozke sledovaných borových mladín. Vekos hodnôt biomasy súvisí najmä so stavom nárastu, a to predovsetkým od jeho veku, resp. zápoja mladiny. Vo vseobecnosti vykazujú nárasty i redsie mladiny borín 2. az 4. vegetacného stupa stabilne vysoké mnozstvá fytomasy, bez ohadu na podlozie (vápence, flys, sprasové hliny). Celkovo v nich prevazujú trávy nad bylinami a machmi. Ich druhové zlozenie je nielen bohaté na lúcne druhy, ale zárove odráza aj rozdielnos stanovistných pomerov na jednotlivých lokalitách. Z dominujúcich tráv treba spomenú kostravu cervenú (Festuca rubra), kostravu lúcnu (Festuca pratensis), Tabuka 4. Zásoba podzemnej a nadzemnej biomasy prízemnej vegetácie a v nej viazaného uhlíka na experimentálnych borových plochách (t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Table 4. Carbon stocks of aboveground and underground biomass of under storey vegetation (t.ha-1; in ascending order by the age) Zlozka Kopcany 1 0,78 0,35 0,28 0,13 Zolná 2,78 1,26 1,10 0,49 Kovácová 1,10 0,50 1,51 0,68 Kisovce 2,85 1,29 1,75 0,79 Ziar n/ Hronom 1,72 0,78 1,29 0,58 Levoca 1,68 0,76 1,71 0,77 Kopcany 2 0,26 0,12 0,01 0,01 Podzemná2) Uhlík v podzem.3) Nadzemná4) Uhlík v nadzem.5) Component, 2)Underground, 3)Carbon in underground biomass, 4)Ground biomass, 5)Carbon in aboveground biomass ovsík obycajný (Arrhenantherum elatius), smlz kroviskový (Calamagrostis epigejos), metlicu trsnatú (Deschampsia caespitosa) a ojedinele stoklas bezosový (Bromus inermis). Na lokalite Kopcany ­ Záhorie sa borovica prirodzene obnovila na minerálnej pôde po odsune pôdneho zvrsku. Po takomto radikálnom zásahu bola pokryvnos bylinného podrastu nízka este aj v treom roku. V alsích rokoch vsak, poda posúdenia okolia, rýchlo stúpa. Na tejto lokalite sa hojne vyskytuje najmä smlz kroviskový (Calamagrostis epigejos) a riedko az hojne pichliac roný (Cirsium arvense), stiavicka obycajná (Acetotosella vulgaris), turanec kanadský (Conysa canadensis) a na nahrnutých valoch aj lícidlo americké (Phytolacca americana). V neskorsom veku, pri prehustenom zápoji korún, hojnos druhov opä rýchlo klesá, pricom v 10-rocnej mladine bola suchá hmotnos nadzemnej biomasy len 0,01 t.ha-1 . Najvyssie zásoby uhlíka v nadzemnej a podzemnej biomase bylín a podrastu (0,79 t.ha-1, resp. 1,29 t.ha- boli zistené z lokality Kisovce na vápencovej báze svahu s dominujúcou mrvicou peristou (Brachypodium pinnatum). Naopak, najnizsie zásoby vykazovali stanovistia borín 1. vegetacného stupa (lokalita Kopcany ­ Záhorie) a to 0,01 a 0,12 t.ha-1 v nadzemnej biomase a 0,12 a 0,35 t.ha-1 v podzemnej biomase. Nakoko väcsina sledovaných porastov, okrem lokalít na Záhorí, vznikla z prirodzeného zmladenia ako prirodzené nárasty na lúkach, mtve drevo sa na nich nevyskytovalo. Na lokalitách na Záhorí (Kopcany 1 a Kopcany 2) boli pne a poazbové zvysky z materského porastu mechanicky odstránené a nahrnuté do háld, co taktiez neumoznilo priamo kvantifikova zásoby uhlíka pre kategóriu mtve drevo. Výsledky kvantifikácie opadu a zásoby uhlíka v tejto bilancnej kategórii pre borovicové porasty prvého vekového stupa sú uvedené v tabuke 5. Mnozstvo opadu v borových mladinách sa na jednotlivých plochách pohybovalo od 0,39 do 2,14 t.ha-1. Variabilita mnozstva opadu na jednotlivých plochách súvisela najmä so stupom zapojenia porastov. Zásoby uhlíka, naakumulované v opade, boli v mladých borových porastoch niekokonásobne nizsie v porovnaní so smrekovými (PRIWITZER a kol. 2008). Tabuka 5. Zásoba opadu a v om viazaného uhlíka na experimentálnych borovicových plochách (t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Table 5. Carbon stocks of litter on young Scotch pine forest stands (t.ha-1; in ascending order by the age) Zlozka Kopcany 1 0,39 0,18 Zolná 0,64 0,29 Kovácová 0,57 0,26 Kisovce 1,20 0,54 Ziar n/ Hronom 0,96 0,43 Levoca 0,70 0,32 Kopcany 2 2,14 0,96 Biomasa opadu2) Uhlík v opade3) Component, 2)Biomass of litter, 3)Carbon in litter Tabuka 6. Zásoba uhlíka v pôde do hbky 1 m na experimentálnych borových plochách (t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Table 6. Soil carbon stocks to depth 1 m in young Scots pine forest stands (t.ha-1; in ascending order by the age) Zlozka Kopcany 1 36,5 Zolná 110,8 Kovácová 102,2 Kisovce 146,7 Ziar n/ Hronom 115,4 Levoca 147,3 Kopcany 2 36,1 Zásoba2) Corg Component, 2)Carbon stocks Zásoby uhlíka v pôde (tab. 6) boli vypocítané z modelov, ktoré vychádzajú z databáz monitoringu stavu lesa, databáz národnej inventarizácie lesa a údajov iných výskumných projektov. Modely priraujú príslusnú hodnotu poda pôdnej jednotky a nadmorskej výsky. Zásoby uhlíka viazaného v pôdach sa na jednotlivých lokalitách pohybovali v rozpätí od 36 do 147 t.ha-1, pricom najnizsie boli na lokalitách zo Záhoria, kde pôdy trvale vykazujú nízke zásoby pôdnej organickej hmoty. Kopcany 2 Lev oca Ziar n/Hr. Kisov ce Kov ácov á Zolná Kopcany 1 0 20 40 60 80 100 120 140 uhlík v pôde uhlík v biomase 160 180 Obr. 3. Zásoby uhlíka v pôde a biomase (uvádzajú sa v t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Fig. 3. Soil and biomass carbon stocks (t.ha-1; in ascending order by the age). Carbon in soil, 2)Carbon in biomass 247 Kopcany 2 Lev oca Ziar n/Hr. Kisov ce Kov ácov á Zolná Kopcany 1 0 5 10 15 20 25 stromy vegetácia opad 30 -1 Obr. 4. Zásoby uhlíka v zlozkách mladých borových porastov (uvádzajú sa v t.ha ; zoradené vzostupne poda veku Fig. 4. Carbon stocks of different parts of young pine stands (t.ha-1; in ascending order by the age). Trees, 2)Vegetation, 3)Litter Z prezentovaných výsledkov je zrejmé, ze celkovo bolo v mladých borovicových lesných porastoch viazaných od 40,30 do 157,97 ton uhlíka na hektár. Zásoba uhlíka v pôde niekokonásobne prevysovala zásobu uhlíka viazanú biomasou (obr. 3). Okrem toho z výsledkov vyplýva, ze vo väcsine skúmaných porastov bola najvyssia zásoba uhlíka viazaná v stromoch, nasledovala prízemná vegetácia a opad (obr. 4). Celkový uhlík viazaný vo vsetkých zlozkách biomasy spolu predstavoval kvantitu od 4,20 do 28,33 ton na hektár. V rozpore s prezentovanou skutocnosou sú výsledky BRUNNERA a GODBOLDA (2007), ktoré kvalifikovali zásady uhlíka pre priemerné podmienky lesov strednej Európy. Autori odhadli viac uhlíka viazaného v stromovej biomase v porovnaní s pôdou. Dôvodom je fakt, ze v tejto práci boli pouzité údaje zo starsích lesných porastov v porovnaní s nasimi modelovými borinami. Pomer medzi uhlíkom v lesnej biomase a v pôde logicky rastie s vekom. Dôvodom je fakt, ze nárast uhlíka v biomase rastie s dimenziami stromov prudsie ako akumulácia uhlíka v pôde (pozri napr. YANAi a kol. 2003). S vekom lesných porastov sa mení nielen vzájomný pomer medzi uhlíkom viazaným v pôde a v biomase, ale aj v rámci stromovej biomasy medzi jednotlivými komponentmi. V borinách sme v porovnaní so smrecinami (PRIWITZER a kol. 2008) nezaznamenali také výrazné zmeny v pomere podzemnej a nadzemnej biomasy stromovej zlozky. Kvantita biomasy prízemnej vegetácie úzko súvisela so stavom borových porastov, hlavne s jeho zápojom. Preukázatene najmensia, bola táto zlozka v najstarsom ­ plne zapojenom poraste 4. Záver Kvantifikácia uhlíkových zásob v borových porastoch vybraných v urcitom vekovom gradiente (do 10 rokov) bola vykonaná pre jednotlivé bilancné kategórie lesných porastov. Tieto bilancné kategórie sú stanovené poda medzinárodne platnej metodiky ­ IPCC Good Practice Guidance for LULUCF (IPCC 2003). Zásoby uhlíka v jednotlivých zlozkách sa odvodili kombináciou viacerých metód, ktoré umozovali následný prepocet celkového uhlíka na plosnú jednotku porastov. Záverom mozno konstatova, ze z hodnotených zloziek borových porastov boli najvyssie zásoby uhlíka v nadzemnej biomase drevín, alej to boli (v zostupnom poradí): podzemná biomasa dreviny, prízemná vegetácia a opad. Niekokonásobne vyssie boli vsak zásoby organického uhlíka v pôde. Iba na ploche Kopcany 2 boli zásoby uhlíka v biomase porovnatené so zásobami v pôde, co súvisí s tým, ze prirodzene nízke zásoby organickej pôdnej hmoty regozeme arenickej znízila destrukcia vrchnej, humóznejsej casti pôdy pri mechanizovanom odstraovaní poazbových zvyskov z materského porastu do valov. Poakovanie Poakovanie patrí pánom J. Merganicovi a P. Kastierovi za pomoc pri vypracovaní metodiky a prácu v laboratóriu. Pri terénnych prácach v znacnej miere pomohli páni M. Konôpka, M. Lipnický a M. Meus. Autori akujú Agentúre na podporu výskumu a vývoja za financnú podporu v rámci projektov ,,Kvantifikácia biomasy lesných porastov I. vekového stupa" (APVT-27-023504), ,,Výskum bukových lesných ekosystémov z hadiska pôdnych pomerov a biodiverzity" (APVT-27-006404) a ,,Výskum bilancie zásob uhlíka v horskej krajine" (APVT-27-037702). Literatúra 1. BRUNNER I., GODBOLD D. L., 2007: Tree roots in a changing world. J. For. Res., 12, p. 78 ­ 82. ­ 2. CIENCIALA E., CERNÝ M., TATARINOV F. A., APLTAUER J., EXNEROVÁ Z., 2006: Biomass functions applicable to Scots pine. Trees 20, p. 483 ­ 495. ­ 3. CLAESSON S., SAHLÉN K., LUNDMARK T., 2001: Functions for biomass estimation of young Pinus sylvestris, Picea abies and Betula spp. from stands in northern Sweden with high stand densities. Scand. J. For. Res., 16, p. 138 ­ 146. ­ 4. CURIEL YUSTE J., KONÔPKA B., JANSSENS I.A., COENEN K., XIAO C.W., CEULEMANS R., 2005: Contrasting net primary productivity and carbon distribution between neighbouring stands of Quercus robur and Pinus sylvestris. Tree Physiol., 25, p. 701 ­ 712. ­ 5. HARMON M.E., SEXTON J., 1996: Guidelines for Measurements of Woody Detritus in Forest Ecosystems. Publication No. 20. US Long-term Ecological Research Network Office, University of Washington. ­ 6. HELMISAARI H. S., MAKKONEN K., KELLOMÄKI S., VALTONEN E., MÄLKONEN S., 2002: Below- and above-ground biomass, production and nitrogen use in Scots pine stands in eastern Finland. For. Ecol. Manage, 165, p. 317 ­ 326. ­ 7. IPCC, 2003: Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry. ­ 8. JALKANEN A., MÄKIPÄÄ R., STAHL G., PETERSON H., 2005: Estimation of the biomass stock of trees in Sweden: comparison of biomass equations and age-dependant biomass expansion factors. Ann. For. Sci., 62, p. 845 ­ 851. ­ 9. KING J.S., GIARDINA C.P., PREGITZER K.S., FRIEND A.L., 2007: Biomass partitioning in red pine (Pinus resinosa) along a chronosequence in the Upper Peninsula of Michigan. Canad. J. For. Res., 37, p. 93 ­ 102. ­ 10. KONÔPKA B., TSUKAHARA H., NETSU A., 2000: Biomass distribution in 40-year-old trees of Japanese black pine. J. For. Res., 5, p. 163 ­ 168. ­ 11. KONÔPKA B., PAJTÍK J., LUKAC M., 2009: Biomas partitioning and growth efficiency in four naturally regenerated forest tree species. Basic and Applied Ecology (v tlaci). ­ 12. LEHTONEN A., MÄKIPÄÄ R., HEIKKINEN J., SIEVÄNEN R., LISKI J., 2004: Biomass expansion factors (BEF) for Scots pine, Norway spruce and birch according to stand age for boreal forests. For. Ecol. Manage., 188, p. 211 ­ 224. ­ 13. MATTHEWS G., 1993: The carbon content of trees. Forestry Commission Technical Paper No. 4. Edinburgh, U.K. ­ 14. MINÁS J., SKVARENINA J. a kol., 2003: Lesy Slovenska a globálne klimatické zmeny. Zvolen, EFRA, LVÚ Zvolen, 129 s. ­ 15. OVINGTON J.D., 1957: Dry matter production in Pinus sylvestris L. Ann. Bot. (London) 21, p. 287 ­ 314. ­ 16. PAJTÍK J., KONÔPKA B., LUKAC M., 2008:Biomass functions and expansion factors in young Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) trees. For. Ecol. Manage, 256, p. 1 096 ­ 1 103. ­ 17. PAVLENDA P., 2008: Kvantifikácia zásob uhlíka v lesných pôdach. In KOBZA J. (ed.): Piate pôdoznalecké dni. Pôda ­ národné bohatstvo. Zborník z medzinárodnej konferencie, ktorá sa konala 15. ­ 16. 10. 2008 v Sielnici, Bratislava, VÚPOP, s. 243 ­ 250. ­ 18. PRIWITZER T., PAJTÍK J., KONÔPKA B., PAVLENDA P., ISTOA J., 2008: Kvantifikácia uhlíkových zásob v smrekových porastoch prvého vekového stupa. Lesn. Cas. ­ Forestry Journal, 54, Supplement 1: 69 ­ 79. ­ 19. SEMECHKINA M.G. 1978: Struktura fitomassy sosnaykov. Nauka, Novosibirsk, 126 s. ­ 20. SMITH P., NABUURS G-J., JANSSENS I., REIS S., MARLAND G., SOUSSANA J.-F., CHRISTENSEN T.R., HEATH L., APPS M., ALEXEYEV V., FANG J.Y., GATTUSO J.-P., GUERSCHMAN J.P., HUANG Y., JOBBAGY E., MURDIYARSO D., NI J., NOBRE A., PENG C.H., WALCROFT A., WANG S.Q., PAN Y., ZHOU G.S., 2008: Sectoral approaches to improve regional carbon budgets. Climatic Change 88, p. 209 ­ 249. ­ 21. YANAI R.D., CURRIE W.S., GOODALE C.L., 2003: Soil carbon dynamics after forest harvest: an ecosystem paradigm reconsidered. Ecosystems, 56, p. 197 ­ 212. Summary The paper presents the results of carbon stock estimation on example of young Scots pine forest ecosystems. Tree biomass on the sites was measured and calculated by different compartment (stem, branches, roots and foliage) from the measured data using allometric functions. The proportion of stem in total tree biomass ranged from 23% to 46% and it increased with growing age of stand. The proportion of branches was in the interval 10% ­23% and it increased with age of stand as well. The proportion of foliage decreased with the age of stand steeply (from 55% to 20%). Despite that, the proportion of roots in total tree biomass decreased with the age moderately, from 12% to 10%. It means that the proportion of stem and branches increased with the age at the expense of foliage and roots proportion in the young pine stands. The total tree carbon stocks were increasing with age of stand and they were in the interval 3.5 t.ha-1 ­ 27.2 t.ha-1. The amount of biomass for under storey vegetation and litter production was estimated using the measured data. The highest carbon stocks in aboveground and underground biomass of under storey vegetation (0.79 t.ha-1and 1.29 t.ha- were estimated in locality Kisovce. The lowest one was estimated in locality Kopcany (0.01 ­ 0.12 t.ha-1 in aboveground biomass and 0.12 ­ 0.35 t.ha-1 in underground biomass). The carbon stocks fixed in litter were in interval from 0.18 to 0.96 t.ha-1. The amount of soil carbon was estimated in the interval from 36 to 147 t.ha-1. The lowest soil carbon stocks were recorded in the localities of Záhorie region. Total carbon stocks of young pine stands were found in the interval 40.30 ­ 157.97 t.ha-1. The soil carbon stocks exceeded the biomass carbon stocks considerably. Translated by: authors Revised by: Z. AL-ATTASOVÁ http://www.deepdyve.com/assets/images/DeepDyve-Logo-lg.png Forestry Journal de Gruyter

Carbon allocation in forest ecosystem - case studies from young pine stands

Download PDF
12 pages

Loading next page...
 
/lp/de-gruyter/carbon-allocation-in-forest-ecosystem-case-studies-from-young-pine-lN441U6qAz
Publisher
de Gruyter
Copyright
Copyright © 2009 by the
ISSN
0323-1046
eISSN
1338-4295
DOI
10.2478/v10114-009-0007-2
Publisher site
See Article on Publisher Site

Abstract

Lesnícky casopis ­ Forestry Journal Section: Forestry Lesnícky casopis ­ Forestry Journal rocník 55, císlo 3, 2009, s. 239 ­ 250 DOI: 10.2478/v10114-009-0007-2 rocník 55, císlo 3, 2009, s. 239­250 ALOKÁCIA UHLÍKA V LESNOM EKOSYSTÉME ­ PRÍPADOVÉ STÚDIE Z MLADÝCH BOROVÝCH PORASTOV TIBOR PRIWITZER, JOZEF PAJTÍK, BOHDAN KONÔPKA, JOZEF ISTOA, PAVEL PAVLENDA Národné lesnícke centrum ­ Lesnícky výskumný ústav Zvolen, T. G. Masaryka 22, SK ­ 960 92 Zvolen, Meno.Priezvisko@nlcsk.org PRIWITZER T., PAJTÍK J., KONÔPKA B., ISTOA J., PAVLENDA P.: Carbon allocation in forest ecosystem ­ case studies from young pine stands. Lesn. Cas. ­ Forestry Journal, 55(3): 239 ­ 250, 2009, 4 fig., tab. 6, ref. 21. Original paper. ISSN 0323 ­ 10468 The paper presents the results of carbon stock estimation in forest ecosystems on example of young Scotch pine stands. The tree biomass was measured on the sites and calculated by compartment (roots, stem, branches, and foliages) from the measured data using allometric functions. Amount of biomass for under storey vegetation and litter production were estimated using measured data. The amount of soil carbon was also estimated and total carbon fixed in the aforementioned compartments was expressed in tons per hectare. Key words: biomass, carbon, allocation, carbon stock, Scots pine, young stand V príspevku sú uvedené výsledky zo stanovenia uhlíkových zásob v lesných ekosystémoch na príklade mladých borových porastov. Stromová biomasa na experimentálnych plochách bola stanovená po jednotlivých komponentoch (korene, kme, vetvy a asimilacný aparát) s vyuzitím meraných dát a alometrických rovníc. Na základe priamych meraní sa vypocítalo mnozstvo biomasy prízemnej vegetácie a opadu. Okrem toho bola stanovená aj zásoba pôdneho uhlíka. Celkové zásoby uhlíka boli vyjadrené v tonách na hektár. Kúcové slová: biomasa, alokácia a zásoba uhlíka, borovica sosna, mladé porasty 1. Úvod a problematika Kvantifikácia biomasy lesných ekosystémov (t. j. stromová a bylinná zlozka, prípadne aj ich odumreté casti nachádzajúce sa na pôde a v pôde) je podmienkou pre odvodenie uhlíkových zásob. Uhlíkové zásoby sú hlavným podkladom pre bilancie skleníkových plynov ­ predovsetkým emisie a záchyty oxidu uhlicitého. K takýmto bilanciám je okrem cisto vedeckých prícin treba pristúpi aj z dôvodu záväzkov Slovenskej republiky, plynúcich z podpísania Rámcového dohovoru OSN o zmene klímy. alej sa informácie o celkovej stromovej biomase prakticky môzu pouzi z dôvodu jej vyuzitia pre energetické úcely, keze spolocenská objednávka v tejto oblasti postupne narastá (SMITH et al. 2008). Na Slovensku sa pri uvedených bilanciách vyuzívajú prevazne údaje zo súhrnných lesných hospodárskych plánov a permanentných inventarizácií lesov. Pritom ide najmä o informácie týkajúce sa zásob hrubiny, z ktorých sa celková biomasa stanovuje pomocou jednoduchých konverzných faktorov. Táto metóda sa pouzíva v celosvetovom meradle, pricom sa implementuje dvomi základnými prístupmi. Bu sa konverzia vykonáva pomocou alometrických rovníc (tradicný prístup) alebo sa vyuzívajú expanzné faktory (Biomass Expansion Factors, BEF). Alometrické rovnice vyuzívajú ahko meratené parametre stromov ako nezávislé premenné (spravidla hrúbka alebo výska, prípadne ich kombinácia) na vyjadrenie azko zmeratených komponentov (napr. hmotnos susiny vetiev). Na druhej strane BEFy konvertujú objem kmea priamo na suchú hmotnos kazdej zlozky biomasy (korene, kme, vetvy a asimilacné orgány). Prezentovaný výskum sa sústredil na borovicu sosnu (Pinus sylvestris), ktorá je v podmienkach Slovenska druhou najrozsírenejsou ihlicnatou drevinou. Je to druh so sirokou ekologickou amplitúdou, plosne najrozsírenejsou drevinou na zemeguli (pozri aj http://botany.cz/en/pinus-sylvestris/). Taktiez je vemi perspektívna v procese klimatickej zmeny a jej sprievodných javov (MINÁS, SKVARENINA a kol. 2003). Modelovaním procesu tvorby biomasy borovice sosny sa zaoberali najmä výskumníci v skandinávskych krajinách (nepr. HELMISAARI et al. 2002, LEHTONEN et al. 2004, JALKANEN et al. 2005). Zo súborných diel treba vyzdvihnú monografiu ,,Struktura fitomassy sosnaykov" pochádzajúcu z bývalého Sovietskeho zväzu (SEMECHKINA 1978). Z prehadu literatúry vyplynulo, ze sú zriedkavé údaje o biomase, resp. uhlíkových zásobách, v mladých borinách (výnimkou je napr. práca CLAESSON et al. 200. Hoci zásoby biomasy a ou viazaného uhlíka v mladých porastoch nie sú veké, ich výmera z celoslovenského hadiska nie je zanedbatená. alsím argumentom pre vykonanie takéhoto výskumu je fakt, ze podiel mladých lesných porastov na Slovensku v poslednom období narastá najmä v dôsledku kalamít spôsobených spravidla víchricami. V príspevku sa uvádzajú výsledky kvantifikácie biomasy a uhlíkových zásob v borových porastoch prvého vekového stupa (do 10 rokov). V rámci výskumu sa kvantifikovala zásoba uhlíka v jednotlivých castiach nadzemnej a podzemnej biomasy porastov, v biomase prízemnej vegetácie, v opade a pôde. 2. Materiál a metodika Merania sa uskutocnili vo vybratých borových porastoch prvého vekového stupa. Základné stanovistné charakteristiky na experimentálnych plochách sa uvádzajú v tabuke 1 a porastové charakteristiky sú v tabuke 2. Na vytvorenie alometrických rovníc pre výpocet biomasy jednotlivých komponentov borovíc (korene, kme, vetvy, ihlicie) sa pouzilo 175 vzorníkov zo siedmich lesných porastov nachádzajúcich sa na SLP-TU, alej na LHC Lutila, Spisská Teplica, Levoca a Holíc (obr. . Zastúpenie borovice vo vsetkých porastoch bolo 100 %. V kazdom poraste sa vytýcila kruhová plocha s výmerou 0,04 ha, v rámci ktorej sa vybralo alsích 5 podplôsok kruhového tvaru s polomerom 1,5 ­ 3,0 m poda hustoty Tabuka 1. Základné stanovistné charakteristiky na experimentálnych plochách Table 1. Basic stands characteristics on experimental plots Charakteristika Kopcany 1 Zolná Kovácová Kisovce Ziar n/Hr. Levoca Kopcany 2 Nadmorská 165 výska2) (m) R Expozícia3) 4) (%) 0 Sklon Regozem6) Pôdny typ5) Skupina lesných CQ typov10) 10) 640 J 20 Rendzina8) PPin 165 R 0 Regozem6) CQ JV V 5 15 Luvizem7) FQ FQ V SV 15 10 Kambizem9) FQ Pidev Characteristic, 2)Altitude, 3)Exposure, 4)Slope, 5)Soil type, 6)Regosol, 7)Luvisol, 8)Rendzina, 9)Cambisol, Group of forest types Tabuka 2. Porastové charakteristiky na experimentálnych plochách Table 2. Characteristics of forest stand on experimental plots Charakteristika Kopcany 1 Zolná Kovácová Kisovce Ziar n/Hr. Levoca Kopcany 2 Priemerný vek (roky)2) Priemerná hrúbka3) d0 (mm) Priemerná výska4) (m) Zápoj5) (%) Kruhová základa6) (m2.ha- Pocet stromov pri plnom zápoji7) (tisíc.ha- 7) 3 14,9 0,68 82 12,56 70 390 5 28,6 1,33 92 23,99 31 240 5 37,4 1,50 75 18,23 16 480 6 21,2 1,31 77 14,77 35 790 6 43,6 2,20 85 26,47 17 820 8 41,3 2,63 90 31,14 18 650 8 36,9 3,02 100 55,66 42 720 Characteristic, 2)Average age (years), 3)Average diameter, 4)Average height, 5)Canopy, 6)Basal area, Number of trees in closed canopy (ths.ha- porastu, reprezentujúcich celú plochu. Na týchto podplôskach sa zistil pocet jedincov a na stromoch sa zmerala hrúbka v koreovom krcku d0 (dve na seba kolmé merania) a výska. Údaje sa vyuzili pri výpocte poctu stromov na hektár a na vyjadrenie hektárovej zásoby. Na kazdej ploche sa vykopalo asi 25 vzorníkov zastupujúcich hrúbkové a výskové rozpätie jedincov na celej ploche. Vzorníky sa rozdelili na korene, kme, vetvy a asimilacné orgány. Kazdá vzorka sa ulozila v suchej, vetranej miestnosti pocas jedného mesiaca. Potom sa vysusila v susicke pri teplote 105 °C na konstantnú hmotnos a odvázila s presnosou na desatinu gramu. Mnozstvo biomasy v jednotlivých stromových komponentoch sa odvodilo pomocou regresných modelov. Pri ich tvorbe sa vychádzalo zo základnej alometrickej rovnice: Obr. 1. Lokalizácia vybraných borových plôch (trojuholníky), sivá maska znázoruje lesnú plochu Fig. 1. Localization of selected Scots pine plots (triangles); grey colour represents forest area of Slovakia. Y = a.Xb rozsírenej na viacnásobnú mocninovú funkciu tvaru: Y = a0.X1b1.X2b2.X3b3 ... Xnbn . [1] [2] kde Y ­ závislá premenná, X1 ­ Xn ­ nezávislé vysvetujúce premenné, a0 ­ bn ­ koeficienty modelu a ­ chyba (multiplicative error term). Po logaritmickej transformácii a spätnej transformácii mozno rovnicu napísa ako: Y = e(b0 + b1.ln X1 + b2.ln X2 + b3.ln X3 + ... + bn.ln Xn) . kde ­ korekcný faktor systematickej odchýlky (logaritmického biasu). V nasom prípade vzhadom na malé rozmery stromcekov nebolo mozné pouzi ako nezávisle premennú hrúbku d1,3. Namiesto nej sa pouzila hrúbka v koreovom krcku, d0. Napriek tomu, ze sa vo vseobecnosti málo pouzívajú modely, kde je výska jedinou nezávislou premennou, pouzili sme aj tento model. Dôvodom bolo, ze výska sa v najmladsích vývojových stádiách ahsie meria ako hrúbka d0 a umozuje spoji modely dospelých porastov s modelmi iniciálnych stádií. [3] Testovali sa tri funkcie: Bi = e(b0 + b1.ln d0) . Bi = e(b0 + b1.ln h) . [4] [5] Bi = e(b0 + b1.ln d0 + b2.ln h) . [6] kde Bi ­ produkcia suchej biomasy komponentu i (kmea, vetiev, ihlicia, koreov) (g), d0 ­ hrúbka koreového krcka (mm), h ­ výska stromu (m), b0, b1, b2 ­ parametre. Vsetky uvedené modely sa vypocítali pomocou statistického softvéru Statistica 7.0 (StatSoft, Oklahoma, USA). Podrobná metodika odvodenia pouzitých modelov sa uvádza práci PAJTÍK et al. (2008) a parametre borovíc sú v práci KONÔPKA et al. (2009). Uhlíkové zásoby sa vypocítali pre jednotlivé casti stromovej biomasy prenásobením príslusnej frakcie koeficientom 0,4991 (obsah uhlíka v susine). Obsah uhlíka pre borovicu pochádza z práce MATTHEWS (1993). Táto sumarizuje výsledky 64 prác zaoberajúcich sa stanovovaním obsahu uhlíka v stromoch. Na stanovenie nadzemnej biomasy bylinnej, machovej a krovinovej vrstvy (spolu tvoria tzv. prízemnú vegetáciu) sa pouzila metóda priameho odberu. Po opise bylinnej zlozky na celej kruhovej ploche aj na jednotlivých podplôskach sme v rámci kazdej z nich odobrali z plochy 1 m2 zivú vegetáciu, ktorú sme rozdelili na vzorky tráv, bylín, machov a krov. Odbery sme vykonali v letných mesiacoch, kedy biomasa dosahuje maximum. Vzorky sa v laboratóriu vone predsusili pri izbovej teplote a neskôr susili do konstantnej hmotnosti pri teplote 105 °C. Po vysusení sa hne vázili a z nameraných hodnôt bola vypocítaná priemerná hmotnos suchej nadzemnej biomasy na kazdej lokalite. Koreová cas tejto prízemnej vegetácie sa odvodila prostredníctvom pôdnych vývrtov s hrúbkou 6 cm. Na kazdej výskumnej ploche sa odobralo desa vývrtov priestorovo rovnomerne rozmiestnených, zahajúc hbku do 40 cm. Korene sa z pôdnych vývrtov vyseparovali a vysusili na konstantnú hmotnos. Do kvantifikácie boli zahrnuté nielen zivé, ale aj odumreté korene. Vázením získaná suchá hmotnos nadzemných a podzemných castí bola prepocítaná na hektárovú bázu. Výsledné hodnoty zásoby uhlíka sa zo susiny stanovili pomocou koeficienta 0,45. Co sa týka opadu, tento sa na kazdej ploche odoberal zo 16 plôsok s rozmermi 25×25 cm. Tieto sa rozmiestnili tak, aby reprezentovali rozlozenie opadu v rámci celej plochy. Po odobratí a vysusení opadu sa údaje prepocítali na hektár. Prenásobeným koeficientom 0,45 sa stanovili zásoby uhlíka viazané v tejto bilancnej kategórii. Pre kvantifikáciu zásob uhlíka v pôde sa neodoberali vzorky priamo z plôch, ale vyuzili sa jednoduché modely. Modely vychádzajú zo vzahov medzi nadmorskou výskou (ako velicinou tesne korelujúcou s teplotou a zrázkami) a zásobou uhlíka v pôde. Tieto sa odvodili z dátových súborov o zásobách uhlíka v pôde z plôch národnej inventarizácie lesov Slovenska 4×4 km, alej z národnej monitorovacej siete 16×16 km a databáz rôznych výskumných projektov (PAVLENDA 2008). 3. Výsledky a diskusia Hrúbka d0 je najdôlezitejsou nezávislou premennou pri výpocte vsetkých zloziek biomasy, ktorá vysvetuje 92 ­ 97 % z celkovej variability. Pouzitie výsky ako druhej nezávislej premennej (rovnica 6) zlepsuje odhad iba minimálne (do 2,7 %), nakoko vplyv tejto premennej nebol pre niektoré komponenty biomasy (ihlicie, korene) signifikantný na hladine významnosti = 0,05. Je to z dôvodu multikolinearity medzi premennými hrúbka d0 a výska h. Jedným z diagnostických kritérií prítomnosti mul243 100% 80% 60% 40% 20% kme 0% 0 10 20 30 40 50 d0 (mm) 60 70 80 vetvy ihlicie kore 100% 80% 60% podiel 40% 20% podiel kme 0% 0 1 vetvy 2 h (m) ihlicie kore Obr. 2. Podiely hmotnosti susiny jednotlivých zloziek biomasy z celkovej stromovej biomasy v závislosti od hrúbky (d0) a výsky (h) pre drevinu borovica Fig. 2. Proportions of different parts of dry biomass of total tree biomass in dependence on tree diameter and tree height for Scots pine. tikolinearity je podmienka, ze |rij|>0,8, kde rij je výberový korelacný koeficient medzi hrúbkou a výskou ­ v nasom prípade rij = 0,85. Pre praktické pouzitie je vhodná aj rovnica 5, kde jedinou nezávisle premennou je výska. Tento parameter sa v teréne jednoduchsie meria. Okrem toho je aj presnos odhadov vysoká, pretoze vysvetuje 75 ­ 91 % z celkovej variability hmotnosti susiny jednotlivých komponentov biomasy borovice. Krivky zostrojené poda vzahov [4 a 5] pre jednotlivé zlozky biomasy sú uvedené na obrázku 2. Podiel kmea borovice na celkovej biomase v závislosti od hrúbky d0 sa nachádzal v intervale od 23 do 46 % a narastal s vekom porastu (obr. 2). Podiel vetiev sa nachádzal v rozpätí od 10 do 23 % a taktiez narastal s vekom. Podiel ihlicia s vekom prudko klesal (z 55 na 20 %). Naproti tomu, podiel koreov na celkovej biomase klesal s vekom iba vemi mierne od 12 do 10 %. To znamená, ze v mladých borovicových porastoch s vekom narastá podiel kmea a vetiev na úkor podielu ihlicia a koreov. V prípade dreviny smrek uvádzajú PRIWITZER a kol. (2008) nizsí podiel kmea, ale len v starsích porastoch a rovnaký podiel vetiev na celkovej biomase. Pri smreku bol vsak podiel ihlicia pomerne vyrovnaný, a to vo vsetkých vekových stupoch. Zaujímavým sa ukazuje nami zistený nízky podiel koreov z celkovej biomasy borovíc. Údaje z iných prác pochádzajúcich zo starsích borín spravidla ukazujú vyssí podiel koreov na celkovej stromovej biomase. Ako príklad je mozné uvies práce CURIEL YUSte a kol. (2005) ktorí uvádzajú 18 % podiel a práce OVINGTONA (1957) a KONÔPKU a kol. (2000) uvádzajúce 20 % podiel. KING a kol. (2007) zdôraznili zmeny podielu koreov na celkovej biomase borovice s vekom, pricom najnizsie boli pre 2-, 3- a 5-rocné stromy. Za nimi nasledoval výrazný nárast podielu vo veku 8 ­ 10 rokov. Na základe uvedeného mozno predpoklada, ze aj v borinách na Slovensku rastie podiel koreov v porastoch od 10 rokov (resp. s hrúbkou nad 80 mm). Takýto nárast podielu koreov by mohol by na úkor vetiev a ihlíc. Jav pravdepodobne súvisí so zmenami konkurencných vzahov (boj o svetlo a zdroje z pôdy) v porastoch rôzneho vývojového stádia. Pokles podielu vetví a ihlíc s vekom borovíc (v stádiách zrovín a kmeovín) zaznamenali napr. CIENCIALA a kol. (2006), ale aj SEMECHKINA (1978). Podiel týchto dvoch komponentov na nadzemnej biomase sa poda CIENCIALU a kol. (2006) pohyboval medzi 11 ­ 23 % a poda SEMECHKINY (1978) od 14 do 22 %. Zásoby uhlíka v jednotlivých komponentoch stromovej biomasy na hektár v sledovaných porastoch uvádza tabuka 3. Celková zásoba uhlíka rástla s vekom porastu a pohybovala sa v intervale od 3,5 t.ha-1 do 27,2 t.ha-1. V prípade smrekových porastov sa zistili (PRIWITZER a kol. 2008) nizsie zásoby uhlíka viazaného v stromovej biomase v porovnaní s borovicou. Tabuka 3. Zásoby uhlíka v jednotlivých stromových komponentoch v borových porastoch (zoradené vzostupne poda veku) Table 3. Carbon stocks of different tree components in young Scots pine forest stands (in ascending order by the age) Lokalita Kopcany 1 Zolná Kovácová Kisovce Ziar n/Hronom Levoca Kopcany 2 Zásoba uhlíka2) (t.ha- Kme3) 1,088 3,137 2,608 2,236 4,592 6,964 13,298 Vetvy4) 0,681 1,926 1,672 1,160 2,645 3,457 5,732 Ihlicie5) 1,269 2,452 1,869 1,514 2,728 3,230 5,780 Korene6) 0,502 1,119 0,921 0,628 1,318 1,502 2,431 Spolu7) 3,540 8,634 7,070 5,539 11,283 15,154 27,240 Locality, 2)Carbon stocks, 3)Stem, 4)Branches, 5)Needles, 6)Roots, 7)Together Biomasu fytozlozky borín prvého vekového stupa (tab. 4) tvorili hlavne trávy a v mensej miere byliny a machy. Ich celková priemerná hodnota bola 2,63 t.ha-1, co odpovedá hodnote zásoby uhlíka 1,18 t.ha-1 viazanej vo fytozlozke sledovaných borových mladín. Vekos hodnôt biomasy súvisí najmä so stavom nárastu, a to predovsetkým od jeho veku, resp. zápoja mladiny. Vo vseobecnosti vykazujú nárasty i redsie mladiny borín 2. az 4. vegetacného stupa stabilne vysoké mnozstvá fytomasy, bez ohadu na podlozie (vápence, flys, sprasové hliny). Celkovo v nich prevazujú trávy nad bylinami a machmi. Ich druhové zlozenie je nielen bohaté na lúcne druhy, ale zárove odráza aj rozdielnos stanovistných pomerov na jednotlivých lokalitách. Z dominujúcich tráv treba spomenú kostravu cervenú (Festuca rubra), kostravu lúcnu (Festuca pratensis), Tabuka 4. Zásoba podzemnej a nadzemnej biomasy prízemnej vegetácie a v nej viazaného uhlíka na experimentálnych borových plochách (t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Table 4. Carbon stocks of aboveground and underground biomass of under storey vegetation (t.ha-1; in ascending order by the age) Zlozka Kopcany 1 0,78 0,35 0,28 0,13 Zolná 2,78 1,26 1,10 0,49 Kovácová 1,10 0,50 1,51 0,68 Kisovce 2,85 1,29 1,75 0,79 Ziar n/ Hronom 1,72 0,78 1,29 0,58 Levoca 1,68 0,76 1,71 0,77 Kopcany 2 0,26 0,12 0,01 0,01 Podzemná2) Uhlík v podzem.3) Nadzemná4) Uhlík v nadzem.5) Component, 2)Underground, 3)Carbon in underground biomass, 4)Ground biomass, 5)Carbon in aboveground biomass ovsík obycajný (Arrhenantherum elatius), smlz kroviskový (Calamagrostis epigejos), metlicu trsnatú (Deschampsia caespitosa) a ojedinele stoklas bezosový (Bromus inermis). Na lokalite Kopcany ­ Záhorie sa borovica prirodzene obnovila na minerálnej pôde po odsune pôdneho zvrsku. Po takomto radikálnom zásahu bola pokryvnos bylinného podrastu nízka este aj v treom roku. V alsích rokoch vsak, poda posúdenia okolia, rýchlo stúpa. Na tejto lokalite sa hojne vyskytuje najmä smlz kroviskový (Calamagrostis epigejos) a riedko az hojne pichliac roný (Cirsium arvense), stiavicka obycajná (Acetotosella vulgaris), turanec kanadský (Conysa canadensis) a na nahrnutých valoch aj lícidlo americké (Phytolacca americana). V neskorsom veku, pri prehustenom zápoji korún, hojnos druhov opä rýchlo klesá, pricom v 10-rocnej mladine bola suchá hmotnos nadzemnej biomasy len 0,01 t.ha-1 . Najvyssie zásoby uhlíka v nadzemnej a podzemnej biomase bylín a podrastu (0,79 t.ha-1, resp. 1,29 t.ha- boli zistené z lokality Kisovce na vápencovej báze svahu s dominujúcou mrvicou peristou (Brachypodium pinnatum). Naopak, najnizsie zásoby vykazovali stanovistia borín 1. vegetacného stupa (lokalita Kopcany ­ Záhorie) a to 0,01 a 0,12 t.ha-1 v nadzemnej biomase a 0,12 a 0,35 t.ha-1 v podzemnej biomase. Nakoko väcsina sledovaných porastov, okrem lokalít na Záhorí, vznikla z prirodzeného zmladenia ako prirodzené nárasty na lúkach, mtve drevo sa na nich nevyskytovalo. Na lokalitách na Záhorí (Kopcany 1 a Kopcany 2) boli pne a poazbové zvysky z materského porastu mechanicky odstránené a nahrnuté do háld, co taktiez neumoznilo priamo kvantifikova zásoby uhlíka pre kategóriu mtve drevo. Výsledky kvantifikácie opadu a zásoby uhlíka v tejto bilancnej kategórii pre borovicové porasty prvého vekového stupa sú uvedené v tabuke 5. Mnozstvo opadu v borových mladinách sa na jednotlivých plochách pohybovalo od 0,39 do 2,14 t.ha-1. Variabilita mnozstva opadu na jednotlivých plochách súvisela najmä so stupom zapojenia porastov. Zásoby uhlíka, naakumulované v opade, boli v mladých borových porastoch niekokonásobne nizsie v porovnaní so smrekovými (PRIWITZER a kol. 2008). Tabuka 5. Zásoba opadu a v om viazaného uhlíka na experimentálnych borovicových plochách (t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Table 5. Carbon stocks of litter on young Scotch pine forest stands (t.ha-1; in ascending order by the age) Zlozka Kopcany 1 0,39 0,18 Zolná 0,64 0,29 Kovácová 0,57 0,26 Kisovce 1,20 0,54 Ziar n/ Hronom 0,96 0,43 Levoca 0,70 0,32 Kopcany 2 2,14 0,96 Biomasa opadu2) Uhlík v opade3) Component, 2)Biomass of litter, 3)Carbon in litter Tabuka 6. Zásoba uhlíka v pôde do hbky 1 m na experimentálnych borových plochách (t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Table 6. Soil carbon stocks to depth 1 m in young Scots pine forest stands (t.ha-1; in ascending order by the age) Zlozka Kopcany 1 36,5 Zolná 110,8 Kovácová 102,2 Kisovce 146,7 Ziar n/ Hronom 115,4 Levoca 147,3 Kopcany 2 36,1 Zásoba2) Corg Component, 2)Carbon stocks Zásoby uhlíka v pôde (tab. 6) boli vypocítané z modelov, ktoré vychádzajú z databáz monitoringu stavu lesa, databáz národnej inventarizácie lesa a údajov iných výskumných projektov. Modely priraujú príslusnú hodnotu poda pôdnej jednotky a nadmorskej výsky. Zásoby uhlíka viazaného v pôdach sa na jednotlivých lokalitách pohybovali v rozpätí od 36 do 147 t.ha-1, pricom najnizsie boli na lokalitách zo Záhoria, kde pôdy trvale vykazujú nízke zásoby pôdnej organickej hmoty. Kopcany 2 Lev oca Ziar n/Hr. Kisov ce Kov ácov á Zolná Kopcany 1 0 20 40 60 80 100 120 140 uhlík v pôde uhlík v biomase 160 180 Obr. 3. Zásoby uhlíka v pôde a biomase (uvádzajú sa v t.ha-1; porasty zoradené vzostupne poda veku) Fig. 3. Soil and biomass carbon stocks (t.ha-1; in ascending order by the age). Carbon in soil, 2)Carbon in biomass 247 Kopcany 2 Lev oca Ziar n/Hr. Kisov ce Kov ácov á Zolná Kopcany 1 0 5 10 15 20 25 stromy vegetácia opad 30 -1 Obr. 4. Zásoby uhlíka v zlozkách mladých borových porastov (uvádzajú sa v t.ha ; zoradené vzostupne poda veku Fig. 4. Carbon stocks of different parts of young pine stands (t.ha-1; in ascending order by the age). Trees, 2)Vegetation, 3)Litter Z prezentovaných výsledkov je zrejmé, ze celkovo bolo v mladých borovicových lesných porastoch viazaných od 40,30 do 157,97 ton uhlíka na hektár. Zásoba uhlíka v pôde niekokonásobne prevysovala zásobu uhlíka viazanú biomasou (obr. 3). Okrem toho z výsledkov vyplýva, ze vo väcsine skúmaných porastov bola najvyssia zásoba uhlíka viazaná v stromoch, nasledovala prízemná vegetácia a opad (obr. 4). Celkový uhlík viazaný vo vsetkých zlozkách biomasy spolu predstavoval kvantitu od 4,20 do 28,33 ton na hektár. V rozpore s prezentovanou skutocnosou sú výsledky BRUNNERA a GODBOLDA (2007), ktoré kvalifikovali zásady uhlíka pre priemerné podmienky lesov strednej Európy. Autori odhadli viac uhlíka viazaného v stromovej biomase v porovnaní s pôdou. Dôvodom je fakt, ze v tejto práci boli pouzité údaje zo starsích lesných porastov v porovnaní s nasimi modelovými borinami. Pomer medzi uhlíkom v lesnej biomase a v pôde logicky rastie s vekom. Dôvodom je fakt, ze nárast uhlíka v biomase rastie s dimenziami stromov prudsie ako akumulácia uhlíka v pôde (pozri napr. YANAi a kol. 2003). S vekom lesných porastov sa mení nielen vzájomný pomer medzi uhlíkom viazaným v pôde a v biomase, ale aj v rámci stromovej biomasy medzi jednotlivými komponentmi. V borinách sme v porovnaní so smrecinami (PRIWITZER a kol. 2008) nezaznamenali také výrazné zmeny v pomere podzemnej a nadzemnej biomasy stromovej zlozky. Kvantita biomasy prízemnej vegetácie úzko súvisela so stavom borových porastov, hlavne s jeho zápojom. Preukázatene najmensia, bola táto zlozka v najstarsom ­ plne zapojenom poraste 4. Záver Kvantifikácia uhlíkových zásob v borových porastoch vybraných v urcitom vekovom gradiente (do 10 rokov) bola vykonaná pre jednotlivé bilancné kategórie lesných porastov. Tieto bilancné kategórie sú stanovené poda medzinárodne platnej metodiky ­ IPCC Good Practice Guidance for LULUCF (IPCC 2003). Zásoby uhlíka v jednotlivých zlozkách sa odvodili kombináciou viacerých metód, ktoré umozovali následný prepocet celkového uhlíka na plosnú jednotku porastov. Záverom mozno konstatova, ze z hodnotených zloziek borových porastov boli najvyssie zásoby uhlíka v nadzemnej biomase drevín, alej to boli (v zostupnom poradí): podzemná biomasa dreviny, prízemná vegetácia a opad. Niekokonásobne vyssie boli vsak zásoby organického uhlíka v pôde. Iba na ploche Kopcany 2 boli zásoby uhlíka v biomase porovnatené so zásobami v pôde, co súvisí s tým, ze prirodzene nízke zásoby organickej pôdnej hmoty regozeme arenickej znízila destrukcia vrchnej, humóznejsej casti pôdy pri mechanizovanom odstraovaní poazbových zvyskov z materského porastu do valov. Poakovanie Poakovanie patrí pánom J. Merganicovi a P. Kastierovi za pomoc pri vypracovaní metodiky a prácu v laboratóriu. Pri terénnych prácach v znacnej miere pomohli páni M. Konôpka, M. Lipnický a M. Meus. Autori akujú Agentúre na podporu výskumu a vývoja za financnú podporu v rámci projektov ,,Kvantifikácia biomasy lesných porastov I. vekového stupa" (APVT-27-023504), ,,Výskum bukových lesných ekosystémov z hadiska pôdnych pomerov a biodiverzity" (APVT-27-006404) a ,,Výskum bilancie zásob uhlíka v horskej krajine" (APVT-27-037702). Literatúra 1. BRUNNER I., GODBOLD D. L., 2007: Tree roots in a changing world. J. For. Res., 12, p. 78 ­ 82. ­ 2. CIENCIALA E., CERNÝ M., TATARINOV F. A., APLTAUER J., EXNEROVÁ Z., 2006: Biomass functions applicable to Scots pine. Trees 20, p. 483 ­ 495. ­ 3. CLAESSON S., SAHLÉN K., LUNDMARK T., 2001: Functions for biomass estimation of young Pinus sylvestris, Picea abies and Betula spp. from stands in northern Sweden with high stand densities. Scand. J. For. Res., 16, p. 138 ­ 146. ­ 4. CURIEL YUSTE J., KONÔPKA B., JANSSENS I.A., COENEN K., XIAO C.W., CEULEMANS R., 2005: Contrasting net primary productivity and carbon distribution between neighbouring stands of Quercus robur and Pinus sylvestris. Tree Physiol., 25, p. 701 ­ 712. ­ 5. HARMON M.E., SEXTON J., 1996: Guidelines for Measurements of Woody Detritus in Forest Ecosystems. Publication No. 20. US Long-term Ecological Research Network Office, University of Washington. ­ 6. HELMISAARI H. S., MAKKONEN K., KELLOMÄKI S., VALTONEN E., MÄLKONEN S., 2002: Below- and above-ground biomass, production and nitrogen use in Scots pine stands in eastern Finland. For. Ecol. Manage, 165, p. 317 ­ 326. ­ 7. IPCC, 2003: Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry. ­ 8. JALKANEN A., MÄKIPÄÄ R., STAHL G., PETERSON H., 2005: Estimation of the biomass stock of trees in Sweden: comparison of biomass equations and age-dependant biomass expansion factors. Ann. For. Sci., 62, p. 845 ­ 851. ­ 9. KING J.S., GIARDINA C.P., PREGITZER K.S., FRIEND A.L., 2007: Biomass partitioning in red pine (Pinus resinosa) along a chronosequence in the Upper Peninsula of Michigan. Canad. J. For. Res., 37, p. 93 ­ 102. ­ 10. KONÔPKA B., TSUKAHARA H., NETSU A., 2000: Biomass distribution in 40-year-old trees of Japanese black pine. J. For. Res., 5, p. 163 ­ 168. ­ 11. KONÔPKA B., PAJTÍK J., LUKAC M., 2009: Biomas partitioning and growth efficiency in four naturally regenerated forest tree species. Basic and Applied Ecology (v tlaci). ­ 12. LEHTONEN A., MÄKIPÄÄ R., HEIKKINEN J., SIEVÄNEN R., LISKI J., 2004: Biomass expansion factors (BEF) for Scots pine, Norway spruce and birch according to stand age for boreal forests. For. Ecol. Manage., 188, p. 211 ­ 224. ­ 13. MATTHEWS G., 1993: The carbon content of trees. Forestry Commission Technical Paper No. 4. Edinburgh, U.K. ­ 14. MINÁS J., SKVARENINA J. a kol., 2003: Lesy Slovenska a globálne klimatické zmeny. Zvolen, EFRA, LVÚ Zvolen, 129 s. ­ 15. OVINGTON J.D., 1957: Dry matter production in Pinus sylvestris L. Ann. Bot. (London) 21, p. 287 ­ 314. ­ 16. PAJTÍK J., KONÔPKA B., LUKAC M., 2008:Biomass functions and expansion factors in young Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) trees. For. Ecol. Manage, 256, p. 1 096 ­ 1 103. ­ 17. PAVLENDA P., 2008: Kvantifikácia zásob uhlíka v lesných pôdach. In KOBZA J. (ed.): Piate pôdoznalecké dni. Pôda ­ národné bohatstvo. Zborník z medzinárodnej konferencie, ktorá sa konala 15. ­ 16. 10. 2008 v Sielnici, Bratislava, VÚPOP, s. 243 ­ 250. ­ 18. PRIWITZER T., PAJTÍK J., KONÔPKA B., PAVLENDA P., ISTOA J., 2008: Kvantifikácia uhlíkových zásob v smrekových porastoch prvého vekového stupa. Lesn. Cas. ­ Forestry Journal, 54, Supplement 1: 69 ­ 79. ­ 19. SEMECHKINA M.G. 1978: Struktura fitomassy sosnaykov. Nauka, Novosibirsk, 126 s. ­ 20. SMITH P., NABUURS G-J., JANSSENS I., REIS S., MARLAND G., SOUSSANA J.-F., CHRISTENSEN T.R., HEATH L., APPS M., ALEXEYEV V., FANG J.Y., GATTUSO J.-P., GUERSCHMAN J.P., HUANG Y., JOBBAGY E., MURDIYARSO D., NI J., NOBRE A., PENG C.H., WALCROFT A., WANG S.Q., PAN Y., ZHOU G.S., 2008: Sectoral approaches to improve regional carbon budgets. Climatic Change 88, p. 209 ­ 249. ­ 21. YANAI R.D., CURRIE W.S., GOODALE C.L., 2003: Soil carbon dynamics after forest harvest: an ecosystem paradigm reconsidered. Ecosystems, 56, p. 197 ­ 212. Summary The paper presents the results of carbon stock estimation on example of young Scots pine forest ecosystems. Tree biomass on the sites was measured and calculated by different compartment (stem, branches, roots and foliage) from the measured data using allometric functions. The proportion of stem in total tree biomass ranged from 23% to 46% and it increased with growing age of stand. The proportion of branches was in the interval 10% ­23% and it increased with age of stand as well. The proportion of foliage decreased with the age of stand steeply (from 55% to 20%). Despite that, the proportion of roots in total tree biomass decreased with the age moderately, from 12% to 10%. It means that the proportion of stem and branches increased with the age at the expense of foliage and roots proportion in the young pine stands. The total tree carbon stocks were increasing with age of stand and they were in the interval 3.5 t.ha-1 ­ 27.2 t.ha-1. The amount of biomass for under storey vegetation and litter production was estimated using the measured data. The highest carbon stocks in aboveground and underground biomass of under storey vegetation (0.79 t.ha-1and 1.29 t.ha- were estimated in locality Kisovce. The lowest one was estimated in locality Kopcany (0.01 ­ 0.12 t.ha-1 in aboveground biomass and 0.12 ­ 0.35 t.ha-1 in underground biomass). The carbon stocks fixed in litter were in interval from 0.18 to 0.96 t.ha-1. The amount of soil carbon was estimated in the interval from 36 to 147 t.ha-1. The lowest soil carbon stocks were recorded in the localities of Záhorie region. Total carbon stocks of young pine stands were found in the interval 40.30 ­ 157.97 t.ha-1. The soil carbon stocks exceeded the biomass carbon stocks considerably. Translated by: authors Revised by: Z. AL-ATTASOVÁ

Journal

Forestry Journal – de Gruyter

Published: Jan 1, 2009

References

  • Tree roots in a changing world
    I. Brunner
  • Biomass functions applicable to Scots pine
    E. Cienciala
  • Functions for biomass estimation of young Pinus sylvestris, Picea abies and Betula spp. from stands in northern Sweden with high stand densities
    S. Claesson
  • Contrasting net primary productivity and carbon distribution between neighbouring stands of Quercus robur and Pinus sylvestris.
    J. Curiel Yuste