Acta Musei Beskidensis 2012, 4:1-22 | https://doi.org/10.70231/amb.2012.001

Geoinformatic model of risk growth conditions for Norway spruce stands in the Podbeskydský and Beskydský biogeographical regions (Czech Republic)

Pavel Samec1,2, Petra Rychtecká2, Matěj Horáček3, Kamil Turek2, Veronika Vlčková4
1 Katedra geoinformatiky, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci, tř. Svobody 26, CZ-771 46 Olomouc (www.geoinformatics.upol.cz)
2 Ústav pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs nad Labem, Nádražní 2811, CZ-738 25 Frýdek-Místek
3 Ostravská univerzita v Ostravě, Přírodovědecká fakulta, Chittussiho 10, CZ-710 00 Ostrava
4 České vysoké učení technické, Dopravní fakulta, Konviktská 20, CZ-110 00 Praha 1

Rapid large-areal dieback of Central-European Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) stands is increasingly becoming consequential problem of present European forestry. According to empirical approaches, the three main zones of different Picea abies risk growth condition were estimated in the Podbeskydský and Beskydský biogeographical regions (Outer Western Carpathians, the Czech Republic). The theory about the risk growth conditions for spruce was suggested according to observations of forest dieback upto fir-beech vegetation tier (VT) after occurrences of dry episodes and bark-beetle expansion. The model was made by geoinformatic overlay of empirical site characteristics (soil and tiers) and forest stand differentation according to refuges of biodiversity and managed forests. The zone of very heavy risk growth conditions for spruce silviculture (RGCSS) (125 km2; 7 %) was defined predominantly upto beech VT on conglomerates where present spruce stands are mostly affected by bark-beetles, drought and rots. The zone of heavy RGCSS was defined upto beech VT on other soil substrates (770 km2; 45 %) predominantly in the Podbeskydský biogeographical region. The zone of medium RGCSS was defined predominantly in the Beskydský biogeographical region at fir-beech and spruce-fir-beech VT (805 km2; 47 %). At the medium RGCSS the forest stands are predominantly affected by insects and significantly less by rots. Inside the medium RGCSS the localities of favourable sites for spruce silviculture occur also mainly at biocenters and small-areal protected territories. The health status of spruce stands at the medium RGCSS zone depends on genetic quality of local spruce population on one hand, on changes in activities of bark-beetles and/or Honey fungus on the other hand.

Keywords: Picea abies, forest decline, GIS overlay, spatial modelling, bark-beetles, Honey fungus

Published: March 1, 2012  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Samec, P., Rychtecká, P., Horáček, M., Turek, K., & Vlčková, V. (2012). Geoinformatic model of risk growth conditions for Norway spruce stands in the Podbeskydský and Beskydský biogeographical regions (Czech Republic). Acta Musei Beskidensis, 4(vol. 4), 1-22. doi: 10.70231/amb.2012.001
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. BARSZCZ J.& MAŁEK S. 2008: Stability of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) stands in the Beskid Śląski and Beskid Żywiecki Mts. from the aspect of their nutrition status. Journal of Forest Science, 54: 41-48. Go to original source...
    2. BINKLEY D. 1992: Effects of acid deposition on forest ecosystems. In: LIM S. K. (ed.): The development of natural resources nad environment preservation. Korea University, Seoul, pp. 219-230.
    3. BINKLEY D. & GIARDINA C. 1998: Why do tree species affect soil? The Warp and Woof of tree/soil interactions. Biogeochemistry, 42: 89-106. Go to original source...
    4. BUČEK A. & KOPECKÁ V. 2004: Možná globální změna klimatu a vegetační stupně. In. POLEHLA P. (ed.): Hodnocení stavu a vývoje lesních geobiocenóz. Geobiocenologické Spisy 9, pp. 73-88.
    5. BUČEK A., LACINA J. & VLČKOVÁ V. 1997: Registr biogeografie [vrstva geodat pro GIS]. Geografický ústav ČSAV, TERPLAN - Státní ústav pro územní plánování, Brno - Praha.
    6. BUČEK A. & LACINA J. 1999: Geobiocenologie II. Mendelova lesnická a zemědělská univerzita, Brno, 249 pp.
    7. CUDLÍN P., KIELISZEWSKA-ROKICKA B., RUDAWSKA M., GREBENC T., ALBERTON O., LEHTO T., BAKKER M. R., BØRJA I., KONOPKA B., LESKI T., KRAIGHER H. & KUYPER T. W. 2007. Fine roots and ectomycorrhizas as indicators of environmental change. Plant Biosystems, 141: 406-425. Go to original source...
    8. CULEK M. (ed.) 1996: Biogeografické členění České republiky. Enigma, Praha, 347 pp.
    9. CULEK M. (ed.) 2005: Biogeografické členění České republiky. II. díl. Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, Praha, 589 pp.
    10. ČERMÁK P. & HOLUŠA O. 2012: Návrhy změn hospodaření ve Slezských Beskydech. Lesnická Práce, 81: 20-21.
    11. ČERMÁK P., RYBNÍČEK M., ŽID T., KOLÁŘ T., BOČKOVÁ H. & KOŇASOVÁ E. 2010: The effects of climatic factors on radial growth of Norway spruce (Picea abies) in the Silesian Beskids. Beskydy, 3: 9-18. Go to original source...
    12. DIELEMAN W. I. J., LUYSSAERT S., REY A., DE ANGELIS P., BARTON C. V. M., BROADMEADOW M. S. J., BROADMEADOW S. B., CHIGWEREWE K. S., CROOKSHANKS M., DUFRENE E., JARVIS P. G., KASURINEN A., KELLOMAKI S., LE DANTEC V., LIBERLOO M., MAREK M. V., MEDLYN B., POKORNÝ R., SCARASCIA-MUGNOZZA G., TEMPERTON V. M., TINGEY D., URBAN O., CEULEMANS R. & JANSSENS I. A. 2010: Soil [N] modulates soil C cycling in CO2-fumigated tree stands: a meta-analysis. Plant, Cell and Environment, 133: 2001-2011. Go to original source...
    13. FELIKSIK E., WILCZYŃSKI S. & DURŁO G. 2001: Variability of air temperatures of the temperate climatic belt of the Beskid Sądecki Mountains in the period 1971-2000 as exemplified by the climatological station in Kopciowa. Electronical Journal of Polish Agricultural Universities, 4 (Forestry): #02.
    14. HLÁSNÝ T., BARCZA Z., FABRIKA M., BALÁSZ B., CHURKINA G., PAJTÍK J., SEDMÁK R. & TURČÁNI M. 2011: Climate change impacts on growth and carbon balance of forests in Central Europe. Climate Research, 47: 219-236. Go to original source...
    15. HLÁSNÝ T. & SITKOVÁ Z. (eds.) 2010: Spruce forests decline in the Beskids. National Forest Centre, Zvolen, 181 pp.
    16. HOLUŠA J. st., HOLUŠA O., TELECKÝ M., KAZICKÁ H., URBÁŠKOVÁ H. & URBÁŠEK J. 1999: Oblastní plán rozvoje lesů (OPRL), Přírodní lesní oblast 39 - Podbeskydská pahorkatina (platnost 1999-2018). Ústav pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs nad Labem, pobočka Frýdek-Místek, 189 pp.
    17. HOLUŠA J. st., HOLUŠA O., TELECKÝ M., KAZICKÁ H., URBÁŠKOVÁ H. & URBÁŠEK J. 2000: Oblastní plán rozvoje lesů (OPRL), Přírodní lesní oblast 40 - Moravskoslezské Beskydy (platnost 2001-2020). Ústav pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs nad Labem, pobočka Frýdek-Místek, 229 pp.
    18. HOLUŠA J. & LIŠKA J. 2002: Hypotéza chřadnutí a odumírání smrkových porostů ve Slezsku (Česká republika). Zprávy Lesnického Výzkumu, 47: 9-15.
    19. HOLUŠA J., VOIGTOVÁ P., KULA E. & KŘÍSTEK Š. 2006: Výskyt lýkožrouta severského (Ips duplicatus Sahlberg, 1836) (Coleoptera: Scolytidae) na LS Bruntál LČR, s. p., v roce 2004-2005. Zpravodaj Ochrany Lesa, 13: 1-46.
    20. HOLUŠA O. & HOLUŠA J. st. 2010: Characteristics of the 5th (Abieti-fageta s.lat.) and 6th (Picei-fageta s.lat.) vegetation tiers of the northeastern Moravia and Silesia (Czech Republic). Acta Musei Beskidensis, 2: 49-62. Go to original source...
    21. HOLUŠA O. & HOLUŠA J. st. 2011: Characteristics of 7th (Fageti-piceeta s.lat.), 8th (Piceeta s.lat.) and 9th (Pineta mugo s.lat.) vegetation tiers of northeastern Moravia and Silesia (Czech Republic). Acta Musei Beskidensis, 3: 1-15. Go to original source...
    22. JANKOVSKÝ L. 2001: Rizika aktivizace houbových patogenů a hmyzích škůdců lesních dřevin v souvislosti s předpokládanou klimatickou změnou. Zprávy Lesnického Výzkumu, 45: 18-26.
    23. JANKOVSKÝ L. & CUDLÍN P. 2002: Dopad klimatické změny na zdravotní stav smrkových porostů středohor. Lesnická Práce, 81: 106-109.
    24. KARNOSKY D. F., PREGITZER K. S., ZAK D. R., KUBISKE M. E., HENDREY G. R., WEINSTEIN D., NOSAL M. & PERCY K. E. 2005: Scaling ozone responses of forest trees to the ecosystem level in a changing climate. Plant, Cell and Environment, 28: 965-981. Go to original source...
    25. KONÔPKA J., KONÔPKA B. & NIKOLOV C. 2008: Rozbor náhodných ťažieb dreva na Slovensku podľa škodlivých činiteľov a lesných vegetačných stupňov. Zprávy Lesnického Výzkumu, 53: 308-317.
    26. KORPEĽ Š. 1989: Pralesy Slovenska. Veda, Bratislava, 328 pp.
    27. KOŠULIČ M. st. 2003: "Malé populace" melioračních a zpevňujících dřevin (MZD) I. Lesnická Práce, 82: 15-16.
    28. KULLA L., PETRÁŠ R., TUTKA J., ŠTEFANCÍK I., TUČEKOVÁ A., KAMENSKÝ M. & VAKULA J. 2009: Návrh vybraných zložiek modelov hospodárenia pre nepôvodné smrečiny a rekonštruované lesné porasty (ciele, základné rámce a zásady hospodárenia). In: ŠEBEN V. (ed.): Rekonštrukcie nepôvodných lesných spoločenstiev ohrozených zmenou prírodných podmienok (najmä klímy) na ekologicky stabilnejšie ekosystémy. Národné lesnícke centrum. Lesnícky výskumný ústav, Zvolen, pp. 1-27.
    29. LAŠTŮVKA Z. & KREJČOVÁ P. 2000: Ekologie. Konvoj, Brno, 185 pp.
    30. MENŠÍK L., FABIÁNEK T., TESAŘ V. & KULHAVÝ J. 2009: Humus conditions and stand characteristics of artificially established young stands in the process of the transformation of spruce monocultures. Journal of Forest Science, 55: 215-223. Go to original source...
    31. MÍCHAL I. 1994: Ekologická stabilita. Veronica, Brno, 275 pp.
    32. MODRZYŃSKI J. 2003: Defoliation of older Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) stands in the Polish Sudety and Carpathian mountains. Forest Ecology & Management, 181: 289-299. Go to original source...
    33. MONDELAERS K., AERTSENS J. & VAN HUYLENBROECK G. 2009: A meta-analysis of the differences in environmental impacts between organic and conventional farming. British Food Journal, 111: 1098-1119. Go to original source...
    34. NOVOTNÝ P., FRÝDL J. & ČÁP J. 2008: Metodické postupy pro navrhování, vyhlašování a management genových základen v lesním hospodářství České republiky. Lesnický Průvodce, 8/2008: 1-80.
    35. PITKO J. & PLÍVA K. 1967. Hospodárske súbory lesných typov a ich využitie. Lesnícky Časopis, 13: 905-924.
    36. PURDON M., CIENCIALA E., METELKA V., BERANOVÁ J., HUNOVÁ I. & ČERNÝ M. 2004: Regional variation in forest health under long-term air pollution mitigated by lithological conditions. Forest Ecology and Management, 195: 355-371. Go to original source...
    37. REJŠEK K. 2004: Globální klimatická změna a lesní půdy České republiky: koncepční úvaha o očekávaných interakcích. Soil and Water, 3: 312-223.
    38. ROBERTS T. M., SKEFFINGTON R. A. & BLANK L. W. 1989: Causes of Type 1 Spruce Decline in Europe. Forestry, 62: 179-222. Go to original source...
    39. SAMEC P. & FORMÁNEK P. 2007: Mikrobiologie lesních půd. Lesnická práce, Kostelec nad Černými lesy, 126 pp.
    40. SAMEC P., FRIEDL M., LIPOWSKI M. & ŽÁRNÍK M. 2008: Půdní průzkum základních porostních typů Jeseníků a Beskyd. In: SAMEC P. (ed.): Metody zpracování dat v lesnickém monitoringu. Folia Forestalia Bohemica (Proceedings), 2: 63-77.
    41. SAMEC P., TUČEK P., BOJKO J., JANOŠKA Z., RYCHTECKÁ P., HÁJEK F., ZAPLETAL M., SIROTA I., MIKLOŠ L., MLČOUŠKOVÁ P., ZEMAN M., SMEJKAL J., MACH S. & PODRÁCKÁ O. 2012: Modelování růstových podmínek lesů v České republice. Univerzita Palackého, Olomouc, 310 pp.
    42. SAMEC P., TUREK K., RYCHTECKÁ P., VAVŘÍČEK D., MIFKOVIČOVÁ M., VICHER M. & KYNICKÝ J. 2011: The prospects for forests in the Western Carpathians. Forest ecology in global perspective. Univerzita Palackého, Olomouc, 124 pp.
    43. SAMEC P., VAVŘÍČEK D., SKOTÁK V., FORMÁNEK P. & KISZA L. 2007: Aktivita katalázy v lesních půdách Moravskoslezských Beskyd. Práce a Studie Muzea Beskyd (Přírodní Vědy), 19: 237-248.
    44. SAMEC P., VAVŘÍČEK D., BOJKO J. & ŽID T. 2010: Soil component vectors in the southwestern Silesian Beskids. Electronical Journal of Polish Agricultural Universities, 13 (Forestry): #14.
    45. SITKOVÁ Z. & KUNCA V. 2008: Mapovanie kritických záťaží acidity v lesných ekosystémoch Kysúc a Oravy. Zprávy Lesnického Výzkumu, 83: 147-160.
    46. STANOVSKÝ J. 2002: The influence of climatic factors on the health condition of forests in the Silesian Lowland. Journal of Forest Science, 48: 451-458. Go to original source...
    47. SUGIERO D., JASZCZAK R., RĄCZKA G., STRZELINSKI P., WĘGIEL A. & WIERZBICKA A. 2009: Species composition in low mountain beech (Fagus sylvatica) stands in the Bieszczady National Park under the global warming. Journal of Forest Science, 55: 244-250. Go to original source...
    48. ŠINDELÁŘ J. 1995: Orientační představa o původním druhovém složení lesů na území České republiky. Lesnictví-Forestry, 41: 293-299.
    49. ŠINDELÁŘ J., FRÝDL J. & NOVOTNÝ P. 2007: Příspěvek k problematice druhové skladby lesních porostů se zvláštním zřetelem k dřevinám melioračním a zpevňujícím. Zprávy Lesnického Výzkumu, 52: 160-165.
    50. TESAŘ V. (ed.) 1996: Pěstování lesa v heslech, Studijní příručka. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 95 pp.
    51. TUREK K., RYCHTECKÁ P. SAMEC P. & KŘÍSTEK Š. 2009: Průzkum zdravotního stavu lesů v Těšínských Beskydech (Závěrečná zpráva). [ms.]. Depon in: Ústav pro hospodářskou úpravu lesů, Brandýs nad Labem, 74 pp.
    52. VRŠKA T. & HORT L. 2003: Terminologie pro lesy v chráněných územích. Lesnická Práce, 82: 585-587.
    53. WAWRZONIAK J. MAŁACHOWSKA J., SOLON J., FAŁTYNOWICZ W., ZAJĄCZKOWSKI S., WYRZYKOWSKI S., WÓJCIK J., ADAMSKI L., KLUZIŃSKI L., SIEROTA Z., LECH P., ZAŁĘSKI A. & KOLK A. 2000: Stan uszkodzenia lasów w Polsce w 1999 roku na podstawie badań monitoringowych. Inspektorat Ochrony Środowiska, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa, 56 pp.
    54. WESTLING O., FAGERLI H., HELLSTEN S., KNULST J. C. & SIMPSON D. 2005: Comparison of modelled and monitored deposition fluxes of sulphur and nitrogen to ICP - forest sites in Europe. Biogeosciences Discussions, 2: 933-975. Go to original source...
    55. WOO S. W. 2009: Forest decline of the world: A linkage with air pollution and global warming. Africal Journal of Biotechnology, 8: 7409-7414.
    56. ZAPLETAL M. 2006: Atmospheric deposition of nitrogen and sulphur in relation to critical loads of nitrogen and acidity in the Czech Republic. Journal of Forest Science, 52: 92-100. Go to original source...

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY NC 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content