Indikace změn klimatu a hydrologického režimu v Jizerských horách

Abstract

Cílem této práce je posouzení možností indikace změn klimatu a hydrologického režimu horského povodí pomocí charakteristik prostředí. Disertace je zaměřena na oblast Jizerských hor s ohledem na její vodohospodářský význam a existenci dlouhodobého pozorování klimatických a hydrologických prvků

Pro analýzu vývoje klimatu byla provedena analýza časových řad teplot vzduchu a srážkových úhrnů, pozorovaných na třech základních klimatologických stanicích (Liberec, Bedřichov a Desná-Souš). Výsledky statistického rozboru časových řad prokázaly existenci významného trendu u teplot vzduchu, které se začínají významně projevovat v období 1960–1980.

Vzhledem ke klimaxu horského smrkového porostu (Picea abies) byl indikační charakteristikou prostředí zvolen přírůstový index smrku a pro jeho stanovení použita metoda dendrochronologické analýzy. Posuzovány byly charakteristiky ročních přírůstků smrkového porost na jednotlivých vybraných stanovištích. Analýza byla zaměřena nejen na průběh letokruhových indexů, ale zároveň jejich vývoj v jednotlivých obdobích, ve vztahu k environmentálním charakteristikám prostředí. Za tímto účelem byla na vybraných vzorcích provedena mikroskopická analýza struktury dřeva smrkových porostů. U standardních chronologií sledovaných stanovišť bylo možné identifikovat 3 základní období I – přírůst neovlivněný, II—přírůst významně redukován a III—přírůst významně zvýšený.

Tato charakteristika kromě obecně uvažovaného „oteplování klimatu“ zahrnuje také vliv ostatních faktorů prostředí, mezi které lze zařadit vliv kyselé atmosférické depozice.

Za účelem možnosti zhodnocení dopadu klimatických změn na hydrologický režim byla provedena detekce extrémních průtoků na horském povodí Holubího potoka. Toto povodí se nachází v oblasti Národní přírodní rezervace Jizerskohorské bučiny, ve kterých je dominantním porostem buk (Fagus sylvatica).

Data, která byla získána identifikací náhlých růstových změn a zjistitelných forem disturbance byla porovnána s měřenými daty průtoků a meteorologickými daty. Výsledky potvrdily vztah mezi extrémním zvýšením hladin a poškozením dolních částí kmene v pobřežních zónách.

Alternate abstract:

The aim of this paper is to analyse changes in dendrochronology of spruce trees in the upper plain of the Jizera Mountains, related to changes in the climate (air temperature, precipitation) and the acid atmospheric deposition.

In the Czech Republic, mountain watersheds are mostly forested with dominant Norway spruce plantations (Picea abies). The aim of this paper is to analyse changes in radial growth and xylem anatomy of Norway spruce trees in the upper plain of the Jizera Mountains, related to changes in climate (air temperature, precipitation), air pollution and acid atmospheric deposition. Data of three neighbouring climate stations (Liberec, Bedřichov a Desná-Souš) were used to detect trends in air temperatures and precipitation. In elevations of 745 – 1,060 m, the ring-width growth was significantly affected by mean annual temperature, while impacts of elevation and precipitation were not significant. Three different periods were detected: normal growth (A; previous the peak of acid atmospheric deposition), reduced growth (B; below the growth of the ‘normal’ phase A), and intensive growth (C; exceeding the growth of the ‘normal’ phase A).

Integrated effects of climate and non-climate variables on the variation of tree radial growth in the Jizera Mountains reflected the legacy of acid atmospheric deposition in the forest ecosystem.

Dendrochronology was used to detect extreme flood events in the catchment of Holubi Potok in the Jizera Mountains. In the transect of the stream channel, flood scares on stems of common beech (Fagus sylvatica) have been identified. The results confirmed relationship between flood scares and moving mass of debris and rock by increased water level and charge.