Interakce mezi stromy a půdou v přirozených temperátních lesích v prostoru a čase/Tree-soil interactions in natural temperate forests in space and time.

Stromy a půda se vzájemně ovlivňují mnoha způsoby a jejich interakce mohou v některých případech vést ke vzniku zpětných vazeb, které určují vývoj lesních společenstev. Půda je pro stromy významná tím, že jim poskytuje fyzickou oporu a látky nezbytné k růstu, zejména vodu a živiny. Zároveň i stromy různými způsoby ovlivňují půdu a v této práci jsou uvažovány dva hlavní typy takových vlivů: biochemické a biomechanické. Mezi ty první se řadí například vliv stromů na chemismus půdy působením rozkládajícího se listového opadu nebo mrtvého dřeva. Druhý typ zahrnuje různé účinky stromů, které mohou vést jak k mobilizaci půdy, tak k její stabilizaci. Nejvýraznějším z těchto účinků je vyvracení stromů, během něhož obvykle vznikají dvě specifická mikrostanoviště (jáma a kupa) které mohou hrát významnou roli ve vývoji půd i lesních společenstev. Cílem této práce je prozkoumat různé aspekty interakce stromů a půd jak z hlediska toho, jakými způsoby stromy ovlivňují půdu, tak toho, jaký má půda význam pro stromy. Zároveň se budu soustředit i na identifikaci možných zpětných vazeb vyplývajících z těchto dvou směrů působení. Práce se zabývá třemi užšími tématy: vlivem stromů na fyzikální a chemické vlastnosti půdy prostřednictvím vývratů a rozkládajících se kmenů, biogeomorfologickými aspekty biomechanického působení stromů a rolí půdy v dynamice populací buku (Fagus sylvatica) a smrku (Picea abies) v Boubínském pralese. Pedogeneze ve vývratech probíhala rychleji v jamách než na kupách a byla pomalejší v hlubších půdních horizontech než ve svrchních. Doba potřebná k tomu, aby půdní horizonty znova dosáhly tloušťku, kterou měly před narušením, se pohybovala od 5 do >16000 let. Fyzikální a chemické vlastnosti půdy byly nejvíce závislé na hloubce v půdním profilu, dále mikrostanovišti (jáma nebo kupa) a potom na době od narušení. Důležitou roli hrála textura půdy, ovšem na rozdíl od výsledků týkajících se půdní morfologie se chemické rozdíly mezi mikrostanovišti s rostoucí intenzitou zvětrávání a vyluhování snižovaly. Rozkládající se kmeny nejvíce ovlivňovaly svrchních 20~cm půdy a zpočátku způsobily zvýšení obsahu živin, pH a kationtové výměnné kapacity. Z modelů vývoje pro jednotlivé chemické vlastnosti vyplynulo, že by vliv kmenů na půdu kulminoval během 12–60 let a přestal být patrný po 39–229 letech. Biomechanické vlivy stromů (BVS) byly v Boubínském pralese pozorovány u více než poloviny živých i ležících mrtvých stromů. Nejčastějším vlivem byla stabilizace půdy, ale z hlediska celkové plochy a objemu ovlivňené půdy dominovaly vývraty. Další studie ukázala intenzifikaci BVS podél gradientu nadmořské výšky od nížin do hor. Tato intenzifikace byla způsobena především vyšší četností vývratů související s vyšším výskytem větrných bouří. Abychom mohli posoudit roli půd v lesní dynamice Boubínského pralesa, analyzovali jsme nejprve komplexitu jejich prostorové struktury. Ze tří hlavních zjištěných gradientů půdních vlastností byla za většinu pozorované prostorové komplexity půd zodpovědná hydromorfologie (ovlivnění vodou). Ta byla také hlavním faktorem určujícím rozložení populací buku a smrku, s tím že buk převažoval na sušších stanovištích a smrk na vlhčích. Během zdokumentovaných 38 let vývoje lesa buk expandoval na všech hlavních půdách, což bylo způsobeno především jeho vyšším dorůstáním a nižší mortalitou. Na terestrických půdách se rozdíl v mortalitě mezi dřevinami projevoval především v postupném odumíráním jednotlivých stromů, zatímco na hydromorfních půdách byl spojen především s důsledky silné větrné bouře. I přes podobné celkové zastoupení obou druhů v zápoji byl buk mnohem hojnější ve zmlazení. Frekvence semenáčků obou druhů se zvyšovala s rostoucím zastoupením vlastního druhu v zápoji, ale pro starší zmlazení nabývalo na významu ovlivnění půdy vodou. Zatímco zmlazení buku vykazovalo pozitivní vazbu na místa s bukovým listovým opadem a bylo hojné na nedisturbované půdě, kde bylo opadu hodně, smrk zmlazoval především na mikrostanovištích, kde byla akumulace bukového opadu nižší, tedy především na mrtvém dřevě a na vývratových kupách. Toto naznačuje existenci pozitivní zpětné vazby mezi bukem a půdou, jejímž prostřednictvím může buk bránit zmlazování smrku, aniž by přitom limitoval vlastní obnovu.