DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 61     <-- 61 -->        PDF

ZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI – ORIGINAL SCIENTIFIC PAPERS Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


UDK 630* 120 + 114.2 (001)


DINAMIKAUGLJIKA U MLAĐIM SASTOJINAMA HRASTALUŽNJAKA
TIJEKOM DVIJE VEGETACIJE


CARBON DYNAMICS IN YOUNGER STANDS OF PEDUNCULATE OAK
DURING TWO VEGETATION PERIODS


1* 121


Hrvoje MARJANOVIĆ , Maša Zorana OSTROGOVIĆ, Giorgio ALBERTI , Ivan BALENOVIĆ,


11 21


Elvis PALADINIĆ , Krunoslav INDIR, Alessandro PERESSOTTI, Dijana VULETIĆ


SAŽETAK: Uradu je procijenjena neto produktivnost ekosustava (NEP)
i neto bilanca ugljika (NECB) u mladoj sastojini hrasta lužnjaka (Quercus
roburL.) pomoću dvije neovisne metode i to: a) mikrometeorološke metode
vrtložne kovarijance (EC) te, b) kombinirane metode koja je uključivala biometrijsku
izmjeru šumske biomase i periodičko mjerenje respiracije tla (SR).
Maksimalni NEP zabilježen vrtložnom kovarijancom iznosio je 10,7 gC m-2
dan-1u 2008.godine, odnosno 12,2 gC m-2dan-1u 2009. godini. Godišnje vrijednosti
NEP kretale su se od 384 gC m-2god-1u 2008. do 584 gC m-2god-1u
2009. Godini,iz čega je razvidno da su sastojine u dohvatu mjerne stanice u
obje godine bile neto spremnik ugljika.


Biometrijskom metodom praćenja prirasta i produkcije listinca i sitnog drvnog
otpada dobivenaje neto primarna produktivnost (NPP)od 777 gC m-2
god-1u 2008.godine, odnosno 846 gC m-2god-1u 2009. godini. Udio heterotrofne
respiracije (Rh) procijenjen je na 50% od izmjerene ukupne SR, pa je Rh
procijenjena na 438 gC m-2god-1u 2008.godini, odnosno 441 gC m-2god-1u
2009. godini. Kombiniranom metodom NEP je dobivena kao razlika NPP i Rh,
a iznosila je 339 i 405 gC m-2god-1u 2008.godini, odnosno 2009. godini.
Usporedba dvaju metoda procjene NEP-a daje dobro slaganje do srpnja za
obje promatrane godine. Do odstupanja dolazi u drugom dijelu ljeta i jeseni
kada prestaje debljinski prirast, ali stabla očito i dalje aktivno spremaju
ugljik. Kombinirana metoda daje manje vrijednosti NEP-a u odnosu na metodu
vrtložne kovarijance, iz više razloga npr.: udio Rh je manji od 50 %,
omjer podzemnog i nadzemnog dijela biomase; R:S je veći od 0,257,i sl. Potrebna
su daljnja istraživanja koja bi empirički odredila udio Rhu SR, omjer


R:Ste istraživanja količine ugljika u sastavnicama tla.


Ključne riječi:Metoda vrtložne kovarijance; respiracija tla; tokovi
ugljika; pohrana ugljika


UVOD– Introduction


ugljika. U posljednje vrijeme raste globalna svijest o
ski ugljik te imaju važnu ulogu u procesu kruženja
Šumski ekosustavi kroz proces rasta vežu atmosfer


važnosti točne i detaljne procjene uloge šumskih ekosustava
u pohranjivanju atmosferskog ugljika, posebice


1


Dr. sc. Hrvoje Marjanović, Maša Zorana Ostrogović, dipl. ing.


zbog potencijala kojega šumski ekosustavi imaju za


šum., Ivan Balenović, dipl. ing. šum., dr. sc. Elvis Paladinić,


ublažavanjeposljedica uzrokovanih antropogenom emi


mr. sc. Krunoslav Indir, dr. sc. Dijana Vuletić, Hrvatski šumarski
institut Cvjetno naselje 41, HR-10450 Jastrebarsko, Hrvatska
sijom stakleničkih plinova, poglavitoCO(Brown


2


2


Dr. sc. Giorgio Alberti, prof. dr. sc. Alessandro Peressotti,


2002).Generalno gledano, šumska sastojina može pred-


Department ofAgricultural and Environmental Sciences,


stavljati neto izvor ili neto ponor ugljika,ovisno ovrsti


University of UdineVia delle Scienze 208, I-33100 Udine, Italy


*


hrvojem@sumins.hr, tel. ++385 (0)1 6311580
šumske vegetacije, razvojnom stadiju (Magnani et al.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 62     <-- 62 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


2007), vremenu promatranja (Goulden et al. 1996), sti pri kvantifikaciji razmjene CO, vodene pare i to


2


klimatskim prilikama (Valentini 2003) te posrednom
i neposrednom antropogenom djelovanju. Ugljik se u
šumskom ekosustavu akumulira u živoj nadzemnoj i podzemnoj
biomasi, mrtvoj organskoj tvari i organskoj
tvari tla (Simončič et al.2007).


Godišnji volumni prirast sastojine i godišnja produkcija
lista korespondiraju s tokovima ugljika,koji se
konvencijom označuju kao pozitivni jer povećavaju
količinu ugljika u ekosustavu. Tokovi ugljika koji su
rezultat procesa autotrofnog disanja i dekompozicije
organske tvari konvencijom se označuju kao negativni,
jer oslobađaju ugljik iz šumskog ekosustava. Suma navedenih
(pozitivnih i negativnih) tokova ugljika predstavlja
neto produkciju ekosustava – NEP(prema engl.
NetEcosystemProduction)i to je jedna od temeljnih
varijabli koja nam govori da li i kojom brzinom ekosustav
sprema ugljik (Schulze et al.2005).


U gospodarskim šumama, uz respiratorne procese
kojima se oslobađa ugljik, odvija se i sječa. Zahvati sje če
u konačnici također rezultiraju oslobađanjem ugljika,
bilo da se on oslobađa sagorijevanjem posječene biomase
ili njenim propadanjem nakon kraja vijeka trajanja
određenog drvnog proizvoda,pa je to potrebno uzeti u
obzir kada se promatra cjelokupni ciklus ugljika. U tom
kontekstu, upotrebljava se termin neto bilanca ugljika
ekosustava– NECB (prema engl. Net Ecosystem Carbon
Balance) kojim se, osim respiratornih, uzimaju u
obzir i odliv ugljika iz ekosustava zbog zahvata sječe
(Chapin et al. 2006, Schulze 2006). NECBpredstavlja
neto razliku pohranjene i oslobođene količine
ugljika na razini cijelog ekosustava.Precizno utvrđivanje
bilance ugljika, odnosno praćenje svih tokova
ugljika u šumskom ekosustavu predstavlja veliki izazov
za istraživače.


Metoda vrtložne kovarijance (engl. Eddy covariance)
je mikrometeorološka metoda (Swinbank
1951) koja se u agronomskoj i šumarskoj znanosti kori


pline između atmosfere i ekosustava.To je statistička


metoda kojom se analiziraju podaci skalarnih veličina


(koncentracije CO i vodene pare, temperature zraka)


2


te smjera i brzine vjetra (u 3D) koji se prikupljaju visokom
učestalošću (10 – 20 puta u sekundi) kako bi se
dobili tokovi spomenutih skalarnih veličina (Burba i
Anderson2010).


Na čitavom nizu različitih lokacija u svijetu se metodom
vrtložne kovarijance obavljaju izmjere protoka
ugljika između ekosustava i atmosfere,te se računa bilanca
ugljika kopnenih ekosustava(Baldocchi2003).
Istraživačke postaje na kojima se koristi metoda vrtložne
kovarijance povezane se kroz globalnu mrežu
FLUXNET, u okviru koje se prikupljaju, obrađuju i dijele
podaci od nekoliko regionalnih mreža (Baldocchi
et al.2001).


Metoda vrtložne kovarijance je financijski izazovna,
jer zahtijeva uporabu skupih instrumenata (vrlo brzi
CO/HO analizator, 3D anemometar, dataloger itd.)


22


koje je potrebno postaviti iznad razine krošanja (najčešće
je riječ o nekoj vrsti metalne konstrukcije ili tornja),
zbog čega je njena primjena ograničena. Podaci dobiveni
s jedne stanice najčešće se odnose na relativno usko
područje oko tornja, i to od nekoliko stotina metara do
nekoliko kilometara, ovisno o visini tornja.Posljedično,
izražena je potreba za metodom utvrđivanja NEP-a na
neki drugi način, po mogućnosti jeftiniji i barem približno
pouzdan kao metoda vrtložne kovarijance.


Cilj ovoga rada je procijeniti bilancu ugljika u mladoj
sastojini hrasta lužnjaka (QuercusroburL.)(1);i
usporediti dvije metode procjene NEP-a:mikrometeorološku
metodu vrtložne kovarijance i kombiniranu
metodu koja uključuje biometrijsku izmjeru šumske
biomase i periodičko mjerenje respiracije tla(2). Dobiveni
kvantitativni rezultati bilance ugljika trebali bi
omogućiti ocjenu podudarnosti rezultata dobivenih pomoću
dvije nezavisne metode.


DOSADAŠNJAISTRAŽIVANJAI TEORIJSKAPOZADINA


Previous research and theoretical background


Kopneni ekosustavi imaju značajnu ulogu u kontekstu
globalnog kruženja ugljika (IPCC 2000), stoga je
razumna potreba za utvrđivanjem njihove bilance
ugljika. Očekivane klimatske promjene koje se ogledaju
kroz promjene u temperaturi i rasporedu padalina
(Bates et al.2008), vrlo vjerojatno će imati utjecaj na
bilancu ugljika šumskih ekosustava. Kakolužnjakove
šume značajno sudjeluju u ukupnoj šumskoj površini
Republike Hrvatske (ŠGOP 2006), uspostavljanje
kontinuiranog praćenja procesa kruženja ugljika u tim
ekosustavima je od iznimnog značenja.


Prema Valentini et al. (2000), Schulze et al.
(2005) i Schulze (2006) osnovni tokovi ugljika u
šumskom ekosustavu su asimilacija CO procesom fotosinteze,
tzv. bruto primarna produkcija – GPP (prema
engl. Gross Primary Production) i respiracija ekosustava
–R , koja obuhvaća autotrofnu respiraciju – R


eco a


(respiracija nadzemnog dijela biljke, korijena, mikorize
itd.) i heterotrofnu respiraciju – R (respiracija mikroor


h


ganizama odgovornih za dekompoziciju organske tvari i
ostale faune). Uslijed praktičnih razloga, respiracija
ekosustavačesto se dijeli na nadzemnu respiraciju i respiraciju
tla(Luo i Zhou 2006). Nadzemnu respiraciju
je praktički nemoguće mjeriti, osim na malim segmentima
biljke (npr. dio lista, dio debla i sl.), a izmjerom
respiracije tla dobiva se sumarno doprinos autotrofnog i
heterotrofnog dijela, što predstavlja izazov prilikom
procjene doprinosa pojedinih tokova u ukupnoj bilanci


2




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 63     <-- 63 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


ugljika. Postoji niz metoda (Subkeet al.2006) za odre


đivanje udjela R u ukupnoj respiraciji tla,od kojih se u


h


šumskim ekosustavima primjenjuju najčešće metode: i)
eliminacija utjecaja korijena (opkopavanja plohe rovom
- engl. trenching;prstenovanje stabala na plohi - engl.
treegirdling); ii) indirektne tehnike (regresija R s bio


h


masom korijena; masena bilanca - kada se pretpostavlja
da je unos C u tlo putem listinca i korijena jednak količini
C koji se iz tla gubi respiracijom); iii) označavanje


13


izotopima ( C u pokusima s umjetno povećanom koncentracijom
CO u zraku; pokusi s uzorcima tla teme


2


.13


ljeni na razlici C omjera uzrokovanog različitim me


.14


taboličkim procesima C3 i C4 biljaka; analiza C radioaktivnogizotopa,
čija prisutnost je posljedica testiranja
nuklearnog oružja tijekom 1950-1960-tih).


Bilancu ugljika ekosustava (NECB) moguće je procijeniti
poznajući neto produkciju ekosustava (NEP) i
količinu posječenog i izvezenogdrva i otpada. NEPje
razlika GPP-a i respiracije ekosustava i može se dobiti
izravno metodom vrtložne kovarijance.


Ukupna produkcija šumske biomase – NPP(prema
engl.Net Primary Production) razlika je GPP-a i autotrofne
respiracije. NPP predstavlja vrijednost koja se
može procijeniti klasičnom šumarskom izmjerom na terenu
uz određene pretpostavke (npr. procjenu rasta korijena,
sitnih grana i sl.). Poznavanje R omogućuje da se


h


iz vrijednosti NPP-a procijeni NEP. Da bi se izračunao
NECB,potrebno je znati koliko je ugljika napustilo ekosustav
s drvetomodvezenim iz šume nakon prorede (H).
U proredama se u pravilu obaraju i odvoze i suha stabla
(barem ona većih dimenzija), a u zrelim sastojinama
sječa sušaca provodi se i na godišnjoj razini.Volumen
sušacakoji se odveze iz sastojine, u odnosu na volumen
sušaca (posječenih ili dubećih) koji ostaje u sastojini,
najčešće nije poznat.To je posebno slučaj u mlađim sastojinama,
pa je volumen odvezenih sušaca, tj. količinu
ugljika u njima radiizračuna NECB-a potrebno procijeniti.
Radi konzervativnije procjene NECB-a, može se
pretpostaviti da seugljik u volumenu svih sušaca (M)
uklanja iz ekosustava prilikom proreda. Na taj način je u
volumenu proreda sadržan i volumen svih stabala koja
su se posušila u periodu između proreda (H(+M)).Slika
1 prikazuje glavne tokove ugljika u ekosustavu nakon
što je u procesu fotosinteze ugrađen u organsku tvar.


PODRUČJE ISTRAŽIVANJA –


Istraživanje je provedeno u šumskom kompleksu Pokupskog
bazena, u gospodarskoj jedinici “Jastrebarski
lugovi“ (šumarija “Jastrebarsko“, UŠP Karlovac), u
mladim prirodnim sastojinama hrasta lužnjaka. Klima
ovogapodručja je umjereno topla kišna klima, a obilježava
se oznakomCfwbx” tip prema Köppenovoj klasi fikaciji
(Seletković i Katušin 1992). Srednja
godišnja temperatura, premameteorološkoj postaji u Jastrebarskom,
za razdoblje od 1981. do 2007. godine, je


6 CO
2
+ 6 H
2
O C
6
H
12
O
6
6 O
2
Slika1. Glavni tokovi ugljika u šumskom ekosustavu. GPP –
ukupna primarna produktivnost, tj. bruto asimilacija
ugljika iz CO u procesu fotosinteze u promatranom raz


2


doblju; NPP– ukupna produkcija šumske biomase, odnosno
neto količina ugljika koji je ugrađen u biomasu u
promatranom razdoblju; NEP– neto produkcija šumskog
ekosustava, odnosno neto količina ugljika koji je vezan u
ekosustavu u promatranom razdoblju; NECB – neto (tj.
stvarna) bilanca ugljika šumskog ekosustava; Ra i Rh –
autotrofna i heterotrofna respiracija; H(+M) – ugljik u
masi posječenog drva i sušaca.


Figure 1.Main carbon fluxes in forest ecosystem. GPP - Gross Primary
Production, i.e. gross assimilation of atmospheric
carbon dioxide through the process of photosynthesis during
the observed period; NPP - Net Primary Production,


i.e. net amount of carbon stored in biomass in the observed
period; NEP - Net Ecosystem Production, i.e. net
amount of carbon stored in ecosystem during the observed
period; NECB - Net Ecosystem Carbon Balance; Ra
and Rh – autotrophic and heterotrophic respiration;
H(+M) – carbon in harvested trees and snags.


Puno je radova koji obrađuju problematiku kruženja
ugljika te određivanja zaliha ugljika u različitim sastavnicama
šumskog ekosustava (Bornkamm i Bennert
1989,Dewar 1991,Ziegler 1991,Dewar i
Cannel 1992, Weber i Burschel 1992, Burschel
et al. 1993, Cannel i Milne 1995, Harrison
et al.1995,Böswald1996,Farkaset al.2011),
no na području jugoistočne Europe, u visokoproduktivnim
nizinskim šumama hrasta lužnjaka, neposredna izmjera
tokova ugljika do sada nije provedena.


Tokovi ugljika značajno ovise o stanišnim i okoliš nim
uvjetima (Aubinet et al.2000) stoga je detaljan
opis šumske vegetacije i klimatskih parametara područja
istraživanja neophodan u kontekstu razmatranja rezultata
u odnosu na istraživanja provedena u sličnim
uvjetima.


Research area


10,4 °C, a srednja vegetacijska temperatura (travanj –
rujan) 16,9 °C. Srednje mjesečne temperature kreću se
od-0,2 °C u siječnju do20,7 °C u srpnju.Prosječne godišnje
padaline su oko 900 mm, od toga u vegetacijskom
razdoblju padne oko 500 mm. Teren je nizinski s nadmorskom
visinom u rasponu od 107do 130 m.


Istraživačkastanica za praćenje kruženja ugljika (N


45° 37’ 10’’, E 15° 41’16’’)postavljena je u sklopu međunarodnog
projekta Carbon-Pro (Marjanović et al.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 64     <-- 64 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


2007). Nalazi se u sastojini hrasta lužnjaka, na rubuod-govi (Crataegussp.), svib(CornussanguineaL.), trusjeka
37a,u neposrednoj bliziniodsjeka 36a, 40a i 41a. šljika (RhamnusfrangulaL.) i crni trn(Prunusspinosa
Sva četiri odsjeka sumeđusobno slična po strukturi i L.). Fitocenološki gledano, riječ je ozajednicama hrasta
starosti. Prema gospodarskoj osnovi, starosti sastojina lužnjaka i velike žutilovke s drhtavim šašem (Genisto
kreću se od 35(37a, 40a, 41a)do 40 godina (36a). Uz elatae-Quercetum roboriscaricetosumbrizoides Horv.
hrast lužnjak (Quercus robur L.) od ostalih vrsta drveća 1938) u odsjecima 36a, 37a i 40a te zajednici hrasta lužu
značajnoj mjeri prisutni su obični grab (Carpinusbe-njaka i velike žutilovke s rastavljenim šašem (Genisto
tulus L.), crna joha (Alnusglutinosa Gaertn.) i poljski elatae-Quercetum roboris caricetosum remotae Horv.
jasen (FraxinusangustifoliaL.) dok se vez (Ulmuslae-1939) u odsjeku 41a.Tla se kreću od močvarno glejnog
vis Pall.), divlja kruška (Pyruspyraster (L.) Burgsd.), do pseudogleja, naglašene slabe vertikalne propusnosti
topole(Populussp.) i lijeska (CorylusavellanaL.) po-za vodu (Mayer 1996).
javljuju sporadično. U sloju grmlja zastupljeni su glo-


MATERIJALI I METODE – Materials and methods


Izmjera neto produkcije ekosustava (NEP) mikrometeorološkom
metodom vrtložne kovarijance –


Measurements of Net Ecosystem Production (NEP) with
micrometeorological method of eddy covariance


Istraživačka stanica prati razmjenu COizmeđu šum-i latentna toplina (LE) izražavaju se kao polusatni pro


2


skog ekosustava i atmosfere primjenom metode vrtložne sjeci. Primijenjena metodologija temelji se naEuroFlux
kovarijance. Konačni rezultat mjerenja i obrade poda-protokolu (Aubinet et al.2000)s dodatnim korekcitaka
je NEE - neto razmjena CO2između atmosfere i
jama kao što jeWebbPearmanLeuning(WPL) korekekosustava
(prema engl.NetEcosystemExchange), u je-
cija (Webb et al. 1980). Obrada podataka obavlja se


-2 -1


dinicama gC mdan.Varijabla NEE označava neto ko-
koristećiEdiReračunalni program (Sveučilište u Edinličinu
CO koji je napustioatmosferu(tj. ugrađen je u


burgh-u),a osiguranje kvalitete – QAi kontrola kvalibiomasu)
ili je otpušten nazadu atmosferu.Vrijednosti


2


tete – QC obavljaju se prema Foken i Wichura
NEE su negativnog predznaka kada je količinaugljika


(1996). Koncentracije CO na 6 različitih visina od tla


2


koji je otišao iz atmosfere i vezao se u biomasi šumskog


(1, 2, 4, 8, 16 i 23m) mjere se svakih 6 minuta koristeći
ekosustava veća od količine ugljika, koji je oslobođen iz


infracrveni plinski analizator (IRGA, SBA-4, PP-Sys ekosustava
zbog procesa respiracije.Varijabla NEPod-
tem). NEE se računa prema Aubinet et al. (2000).
govara neto količini ugljika koji je vezan u ekosustavu u


IRGAdaje nedostatne i netočne podatke za trajanja nepromatranom
razdoblju,i izravno je povezana s NEE.


povoljnih vremenskih prilika (kiša) ili u slučaju konŠtoviše,
NEP= - NEE.


denzacije vode na optičkim lećama instrumenata
Istraživačka stanica je detaljno opisana u radovima


(magla, rosa), posebice u jesen. Posljedica toga je poMarjanović
et al. (2009) i Marjanović et al. java odstupanja (ekstremnih skokova u podacima),
(2011). Ukratko, mjerna visina stanice je 23 m, odnosno


zbog čega se primjenjuje algoritam za analizu odstupa3–
5 m iznad krošanja stabala. Sustav vrtložne kovari-
nja koji prihvaća ili odbacuje podatke prije QA/QC anajance
čine ultrazvučni anemometar (81000 V, Young,
lize. U slučaju kada QA/QC kriterij nije bio zadovoljen
USA) i infracrveni plinski analizator otvorenog tipa ili kada je zamijećen nedostatak dovoljno snažnog vrt(
LI-7500, Li-Cor, USA). Podaci se bilježe učestalošću ložnog prijenosa (turbulentnog transporta) zraka, koriod
20 puta u sekundi (tj. 20 Hz) pomoću malog prijeno-štena je procedura nadopunjavanja praznina u
snog računala(Matese et al.2008).Tokovi CO eko-podacima(engl.gap-fillingprocedure) premaReich


2


sustava, količina gibanja (engl.momentum), osjetna (H) stein et al.(2005).


Meteorološka mjerenja – Meteorological measurements
U okviru istraživačke stanice postavljena je i meteo-(na 5 i 15 cm) pomoću četiri pločasta senzora za mjererološka
stanica koja obavlja izmjeru brojnih parame-nje protoka topline (HFT3, REBS) i ukupne oborine


tara kao što su: temperatura tla termometrima na tri (52.202 tipping bucket rain gauge, R.M.Young). Kodubine
(5, 15 i 25 cm),udio vlage u tlu (0–30 cm) kori-rekcija površinskih vrijednosti protoka topline tla
steći dva reflektometra (CS616, Campbell Scientific), obavlja se premaOchsner et al.(2007) iCava et al.


dolazno kratkovalno zračenje(CMP3, Kipp i Zonen), (2008). Sve varijable se mjere pri frekvenciji od 0,1 Hz
gustoća toka dolaznog i reflektiranog fotosintetskog pomoću CR1000 datalogera (Campbell Sci. Inc. Linzračenja
(PPFD) (LI-190SL quantum sensor, Li-Cor), coln Nebraska, USA) te se dobivaju polusatni prosjeci.
neto zračenje (NR-LITE, Kipp i Zonen), temperatura i
vlaga zraka (HMP45AC,Vaisala), protok topline u tlu




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 65     <-- 65 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


Izmjera respiracije tla (SR) automatskim sustavom komora –


Measurements of soil respiration (SR) with automated chamber system


Respiracija tla (SR) obuhvaća respiraciju korijena


živih biljaka, mikorize, mikroorganizama u zoni kori


jena te respiraciju mikroorganizama i ostale faune u tlu
odgovornih za dekompoziciju listinca i organske tvari
tla (LuoiZhou2006). Dio istraživačke stanicečini i
automatski sustav od dvije komore kojim se kontinuirano
tijekom cijele godine, svaka 4 sata, obavlja izmjera
respiracije tla. Preliminarna analiza prostorne
varijabilnosti SR u sastojinama u dohvatu stanice (Balenović
et al.2008) ukazuje da se vrijednosti izmjerene
na plohi uz stanicu ne razlikuju statistički
značajno od prosjeka SR u šumskom području interesa.


Sustav korišten za mjerenje SR spada u tip dinamič kih
zatvorenih sustava(Livingston iHutchinson
1995), izvorno opisan u radu Delle Vedove et al.
(2007). Komore se sastoje od čeličnog obruča (d = 16 cm,
h = 8 cm) i čeličnog poklopca koji se automatski zatvara.
Orijentirane su na način da je poklopac okrenut na sjever,
jer u tom slučaju, kada je dignut, ne zasjenjuje komoru.


Tijekom mjerenja, zrak cirkulira između komore i CO


2


-1


analizatora, pri stalnom protoku od 0,5 l min . Vlaga
zraka, tlak i temperatura mjere se dodatnim senzorima.
Na temelju brzine porasta koncentracije CO unutar ko


2


-2 -1


more računa se tok COiz tla, u µmol m s.


2


Popunjavanje praznina u podacima i razdjeljivanje
izmjerenog toka na autotrofni i heterotrofni dio obavljeno
je koristeći model Reichstein et al. (2003).
Prema Tang i Baldocchi (2005) udio respiracije
korijena u ukupnoj respiraciji tla u savani hrasta i travnate
vegetacije kreće se između 39% i 41%, dok se
premaHanson et al.(2000) taj udio kreće od 10%do
čak 90 %. Iz rezultata meta-analize koju su proveli
Subke et al.(2006; tablica 1 i slika 2) proizlazida je
prosječni udio R u ukupnoj SR za šume listača umje


h


rene klime oko 53,6%,uz standardnu pogrešku od oko
4,0%. U nedostatku boljih podataka, za potrebe ovoga
rada pretpostavili smo da udioR u ukupnoj SR50 %.


h


Izmjera neto primarne produktivnosti (NPP) biometrijskom metodom –


Measurements of Net Primary Productivity (NPP) with biometrical method


Tijekom 2007. i 2008. godine postavljeno je ukupno
65 trajnih kružnih ploha, radijusa 8-10 m, sa centrom
ploha na sjecištima mreže 100x100m.Obavljena je izmjera
prsnog promjera svih živih stabala i sušaca (d >2


1,3


cm) s preciznošću od 1 mm i visina svihstabala(d >5


1,3


cm) instrumentomVertex III hypsometer (Haglof Instruments)
te je pritom određena i zabilježenapozicija svih
stabala(d >5 cm). Izmjera visina provedena je počet


1,3


kom i krajem 2008. godine s ciljem utvrđivanja visinskog
prirasta. Izračunat je ukupni volumen (do 3 cm)
koristećifunkciju Schumacher – Hall-a (1933) slokalnim
parametrima za pojedine vrste (Špiranec 1975,
Cestar i Kovačić 1982, Cestar i Kovačić
1984). Na temelju preliminarne analize područja utjecaja
(engl.footprint), od ukupnog broja pokusnih ploha
odabrane su 24 plohe u užem području dohvata stanice
(radijus oko 500 m). Na njima je postavljeno ukupno
643 dendrometarskih traka (Keeland i Young 2006)
na sva stabla prsnog promjera iznad 7,5 cm.Tijekom vegetacije
2008. i2009. godine obavljana je tjedna izmjera
kumulativnog prirasta opsega elektronskim pomičnim
mjerilom, s preciznošću od 0,01 mm ipogreškom mjerenjaprocijenjenom
na 1%od vrijednosti odgovarajućeg
debljinskog prirasta (Marjanović 2009).Vrijednosti


kumulativnog prirasta opsega korigirane su sobzirom
na zakrivljenost debla tepretvorene u debljinski prirast
(Marjanović 2009) i konačno uvolumni prirast (koristeći
parametre za ukupan volumen). Uz pretpostavku
da udio tankih grana i grančica (d<3 cm) čini oko 5%
ukupne nadzemne biomase (Balboa-Muriaset al.2006)
procijenjena je neto produkcija ukupne nadzemne biomase
–ANPP(prema engl.AbovegroundNetPrimary
Productivity). Neto produkcija podzemne biomase –
BNPP(prema engl.BelowgroundNetPrimaryProductivity)
procijenjena je koristeći omjer podzemne i nadzemne
biomase R:S (prema engl. root to shoot)od
0,257 (Cairns et al.1997). U svrhu utvrđivanja neto
produkcije biomase lišća – LNPP(prema engl.LeafNet
PrimaryProductivity) postavljeno je 12 košara u centar
nasumično odabranih ploha s dendrometarskim trakama.
Udio ugljika u navedenim sastavnicama dobiven
je množenjem biomase suhe tvari s konverzijskim faktorom
od 0,5 (IPCC 2003, 2006). Pritom su za dobivanje
biomase suhe tvari iz volumena svježeg drveta korištene
vrijednosti osnovne gustoće drveta dane u IPCC-ovom
priručniku (IPCC 2006, tablica 3A.1.9-1). Konačna
vrijednost NPP dobivena je kao zbroj ANPP, BNPP i
LNPP.


Izračun neto bilance ugljika ekosustava (NECB) –


Calculation of Net Ecosystem Carbon Balance (NECB)


Neto bilanca ugljika mlade sastojine hrasta lužnjaka
dobivena je korištenjem dviju metoda: mikrometeorološke
metode vrtložne kovarijance, kao standardni
način utvrđivanja neto razlike tokova CO između atmosfere
i ekosustava(a);i kombinacijom biometrijske
izmjere šumske biomase i periodičke izmjere disanja
tla automatskim sustavom komora(b), koja je radi kratkoće
nazvana kombinirana metoda(slika 2).


2




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 66     <-- 66 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73
64
Mikrometeorološka metoda daje nam kao rezultat
NEE, odnosno NEP(NEP
a
= – NEE). Kod kombini-
rane metode, najprije smo izračunali NPP, te smo po-
moću procijenjene R
h
dobili NEPkao njihovu razliku
(NEP
b
= NPP– R
h
).
Konačna neto bilanca ugljika ekosustava (NECB) do-
bije se kada se od NEPoduzme ona količina ugljika koja
se iz sastojine uklanjasječom (H)jer se ugljik iz uklonje-
nog drveta prije ili kasnijevraća u atmosferu u obliku CO
2
(spaljivanjem ili dekompozicijom proizvoda od drveta;
NECB=NEP-H). Zahvati prorede u regularnim sastoji-
nama obavljaju se u pravilu jednom u deset godina. Stoga
bi za procjenu prosječne godišnje NECB trebalo proma-
trati sastojinu najmanje deset godina, ili bi trebalo proma-
trati niz jednakih sastojina u kojima se svake godine na
jednoj obavlja proreda. Na taj način dobila bi se procjena
NECB za promatranitip sastojine za jedno životno razdo-
blja sastojine (u našem slučaju mlađe
dobi). U našem slučaju, niti jedna od ove
dvije opcije nije bila moguća.
Iznos prosječne godišnje NECB, u
desetgodišnjem razdoblje koje obuh-
vaća jednu proredu, ili je manji od iz-
nosa stvarne godišnje NECB (kada
nema prorede), ili je drastično veći
(kada se provede proreda).Situacija se
dodatno komplicira kada se proreda ne
obavlja na cjelokupnom području utje-
caja (engl.footprint), jer je teško prec-
izno odrediti koliki doprinos ukupnim
tokovima dolazi iz područja gdje je pro-
reda provedena. Kako bi ipak procijenili
prosječnu NECB, iskoristili smo činje-
nicu da je na dijelu područja oko stanice
u 2007. godini obavljena proredakojom
je uklonjeno približno 6,2 %biomase u
odsjeku 37a, u kojemu je stanica (tabli -
ca 1). Kako su plohe u tom dijelu po-
stavljene tijekom 2006. godine, bilo je
moguće izračunati, na temelju eviden-
cije o posječenim stablima, koliki je
prosječno uklonjeni volumen po povr-
šini. Nadalje, godišnji mortalitet u sa-
stojini je teško procijeniti, a osim toga
osušena stabla se prilikom proreda u
pravilu sijeku, pa smo za potrebe ovoga
rada pretpostavili da je u volumenu pro-
rede sadržan i volumen svih osušenih
stabala na plohama na kojima je bila
proreda.
Dio posječene nadzemne biomase i
cjelokupna podzemna biomasa stabala
ostaje nakon sječe u sastojini te se
potom razlaže u pravilu nepoznatom br-
zinom.Dio biomase, koji ostaje u sasto-
Metoda vrtložne
kovarijance
Eddy covariance
Evidencija posječe-
nih stabala (po ha)
Harvested trees
(per ha)
Dendometarske trake
i visinomjeri
Dendrometers &
hypsometers
Košare za
lišće
Litterfall
traps
Sustav za mjerenje
respiracije tla
Soil respiration
systems
Slika2. Shematski prikaz načina izračuna bilance ugljika. V
h
– volumen posječenog
drva (m
3
ha
-1
); H (+M)
10%
– prosječno godišnje uklanjanje ugljika iz sastojine
zahvatima sječe u što se uključuju i suha stabla (gC m
-2
god
-1
); i
v
– volumni pri-
rast (m
3
ha
-1
); ANPP, BNPP, LNPP – produkcija nadzemne drvenaste, po-
dzemne i lisne biomase (gC m
-2
god
-1
); SR – respiracija tla (gC m
-2
dan
-1
); R
h

heterotrofna respiracija (gC m
-2
dan
-1
); . – gustoća drva (g cm
-3
); CF – konver-
zijski faktor, tj. maseni udio ugljika u suhoj tvari drveta; R:S – omjer po-
dzemne i nadzemne drvne biomase.
Figure 2 Scheme of carbon balance calculation procedure. Vh – volume of harvested
wood (m3 ha-1); H (+M)10% – average yearly amount of carbon exported from
forest through tinning including snags (gC m-2 year-1); iv – volume increment
(m3 ha-1); ANPP, BNPP, LNPP – aboveground woody, belowground and leaves
Net Primary Production (gC m-2year-1); SR – soil respiration, (gC m-2day-1); Rh
– heterotrophic respiration (gC m-2day-1); . – basic wood density (g cm-3); CF –
Conversion Factor, i.e. carbon content of wood; R:S – root-to-shoot ratio.
jini kao drvni ostatak, procijenjen je na 10%, pa je dobi-
veni prosječni volumen trebalo pomnožiti s faktorom
0,9.Tako dobivena vrijednost posječenog i odvezenog
drveta pomnožena je s pripadajućim bazičnim gusto-
ćama drveta (Mg
suhe tvari
/m
3
svježe biomase
) za pojedinu vrstu
(IPCC 2006) i prosječnim udjelom ugljika u suhoj tvari
drveta CF(CF=0,5; slika 2).Tako dobivena ukupna ko-
ličina ugljika koji je uklonjen iz sastojine,odgovara ko-
ličini koja se uklanja jednom u 10 godina (H(+M)).
Kada bi pretpostavili da se proreda, umjesto svakih
deset, obavlja svake godine, prosječno bi se sjekla jedna
desetina onoga što se posječe uobičajenom proredom.
Sukladno tomu, prosječni godišnji utjecaj proreda
(H(+M)
10 %
) na NECB, tada biiznosio približno 10%od
H(+M). Za izračun prosječnog godišnjeg NECB kakav
bi bio u sastojinama sličnim sastojinama koje su pred-
met istraživanima koristili smo upravo tu pretpostavku.


ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 67     <-- 67 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


REZULTATI– Results


Meteorološke prilike u promatranom razdoblju –


Meteorological conditions in the observed period


Analizirajući meteorološke podatke može se
ustvrditi da su se vegetacijske sezone 2008. i 2009. go-
dine razlikovale. Tijekom 2008.godine zabilježeno je
855 mm oborina, dok je 2009. g. bila nešto vlažnija s
izmjerenih 939 mm oborina. Pritom je raspored oborina
bio povoljniji tijekom 2009. godine,kada je nešto
više oborina palo tijekom ljeta i u ranu jesen. Osim
toga, početkom lipnja 2008. godine, u doba najintenzivnijeg
rasta, nastupilo je kraće kišno razdoblje tijekom
kojega je drastično smanjena količina svjetla,što se negativno
odrazilo na produkciju sastojina.


Struktura sastojine


Struktura sastojine dobivena na temelju izmjera na 24
trajne pokusne plohe uokolo mjerne stanice prikazana je
u tablici 1.Vidljivo je da sastojinama dominira hrast lužnjak,
i to po svim strukturnim elementima. Kako bi se
dobilo na preciznosti, korištena je taksacijska granica od


U zimskom periodu veći dio površine sastojina oko
stanice bio je poplavljen,što je posljedica nizinskog terena
i slabe propusnosti tla.Volumni udio vode u tlu (gornjih
30 cm) u slučaju kada je tlo u potpunosti zasićeno
vodom iznosio je oko 58%v/v. S početkom pupanja, a posebicenešto
kasnije u vrijeme dovršetka formiranja lista
(mjesec svibanj) udio vode u tlu je brzo opadao. Silazni
trend udjela vode u tlu u pravilu se nastavljao sve do rujna,
uz povremene skokove uslijed kišnih epizoda. Udio vode u
tlu u promatranom periodu nije se spuštao ispod 25%v/v,
te se može reći da stabla nisu bila izložena značajnoj suši.


– Stand structure
5 cm te je dan volumen za ukupno drvo (>3 cm na tanjem
kraju). U strukturi sastojina značajan je udio drugih vrsta
(crne johe, običnog graba i poljskog jasena) što upućuje


na zaključak da su uvjeti unutar sastojina vrlo heterogeni
te odražava činjenicu da je riječ o mladim sastojinama.


Tablica 1.Struktura mlade sastojine hrasta lužnjaka u području utjecaja na izmjerene tokove CO (taksacijska granica od


2


5 cm, n=24 plohe, prikazane vrijednosti su prosjeci sa standardnim pogreškama).


Table 1
Structure of young oak stand in the footprint of eddy covariance station (dbh lower limit for measurement was
5 cm, n=24 sampled plots, shown values are means with standard errors).


2007. g. / 2007 početak 2008.g. /beginning od 2008
Proreda u odsjeku 37a (
*
) /
Thining in forest
compart.37a (
*
)
Odsjek /
Forest
comp.37a (
*
)
Prosjek za sastojine u području utjecaja (
**
) /
Averege of stands in the footprint (
**
)
Sušci /Snags
Vrsta drveća
Tree species
N
(n ha
–1
)
G
(m
2
ha
–1
)
Vh
(m
3
ha
–1
)
V
(m
3
ha
–1
)
N
(n ha
–1
)
G
(m
2
ha
–1
)
V
(m
3
ha
–1
)
dg
(cm)
hg
(m)
N
(n ha
–1
)
G
(m
2
ha

1)
V(
***
)
(m
3
ha
–1
)
Q. robur L. 23 ± 10 0,4 ± 0,2 4,0 ± 2,9 108,8 ± 21,4 575 ± 63 12,4 ± 1,3117,1 ± 13,6 16,5 17,7 229 ± 48 1,5 ± 0,3 10,2 ± 2,1
C. betulusL. 72 ± 47 1,0 ± 0,6 8,0 ± 4,5 44,3 ± 31,2 426 ± 122 3,5 ± 1,5 26,8 ± 14,4 10,2 13,9 25 ±17 0,2 ±0,2 1,7 ±1,4
A. glutinosa.
Gearnt 5 ±5 0,0 ±0,0 0,1 ±0,1 25,5 ±12,5 380 ±93 6,4 ±1,3 51,6 ±10,8 14,6 16,9 39 ±12 0,4 ±0,2 3,0 ±1,4
F. angustifoliaL. 4 ±5 0,1 ±0,1 0,6 ±0,6 28,7 ±8,8 159 ±50 2,7 ±0,7 19,2 ±5,0 14,5 16,4 12 ±5 0,1 ±0,1 0,6 ±0,4
Ostale vrste
Other tree sp.
5 ±5 0,0 ±0,0 0,2 ±0,2 1,7 ±1,4 35 ±17 0,3 ±0,1 2,6 ±1,2 11,1 12,1 3 ±3 0,1 ±0,1 0,7 ±0,7
Ukupno
Total 108 ±50 1,5 ±0,6 12,9 ±5,4 207,8 ±17,8 1575 ±116 25,2 ±1,0 217,3 ±10,9 14,2 16,6 308 ±48 2,3 ±0,3 16,3 ±2,2


N – broj stabala, G – temeljnica,V– volumen drvne zalihe (>3 cm),V – posječeni volumen, d – prsni promjer srednjeg stabla, h – visina srednjeg stabla.
(*) Podaci sa ploha iz odsjeka 37a (n=11). (**) Podaci sa ploha u području najvećeg utjecaja na izmjerene tokove (n=24). (***) Korištene su visinske krivulje
od živih stabla (tj. dane vrijednostiVsu gornja granica).


hg
g


N – number of trees, G –basal area, V – wood volume (>3 cm),Vh– harvested volume, dg– mean basal area diameter at 1,30m , hg–height of mean tree.
(*) Data from plots in forest compartment 37a (n=11). (**)Data from plots in the area with high influence on measured fluxes (n=24). (***) In volume calculation
height curves of living trees were used (i.e. values for V are upper limit).


Tokovi ugljika – mikrometeorološka mjerenja –


Carbon fluxes – micrometeorological measurements


Kako bi procijenili pouzdanost izmjera pomoću vrt-đeni su s rezultatima dobivenim na temelju mjerenja
ložne kovarijance testirano je slaganje tokova energije, neto sunčevog zračenja i toka topline u tlu. Dobiveno je


2


tj. energetska bilanca ekosustava. Rezultati za energet-dobro slaganje (R=0,88, n = 9.340, P< 0,001), pritom
sku bilancu dobiveni vrtložnom kovarijancom uspore-je zaokruživanje energetske bilance od 0,64 u grani




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 68     <-- 68 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


cama područja koja su dali Twine et al.(2000) i Wil-mreže sličnih stanica za vrtložnu kovarijancu.Pregled
son et al. (2002) na temelju podataka iz FLUXNET tokova ugljika dan je u tablici 2.


Tablica 2. Tokovi ugljika procijenjeni metodom vrtložne kovarijance; izmjerom respiracije tla i dendrometarskim trakama.


Table 2. Carbon fluxes estimated using Eddy covariance method; soil respiration measurements and band dendrometers.


Godina
GPP Reco SR R
h
NEP
a
NEP
b
H(+M)10%
*
NECB
a*
NECB
b*
Year gC m
-2
god
-1
(gC m-2 year-1 )
2008 1428 1044 876 438 384 339 35
*
349 304
2009 1633 1049 882 441 584 405 35
*
549 370


Napomena: R – ukupna respiracija ekosustava. Za pojašnjenje ostalih varijabli vidi sliku 1 i sliku 2. a – dobiveno uz korištenje mikrometeoro


eco


loške metode; b – dobiveno uz korištenje kombinirane metode; * Utjecaj prorede (uključujući posječene sušce) je procijenjen radi procjene prosječne
godišnje NECB za sastojine poput promatranih.Vrijednosti H(+M)10% navedene u tablici ne odgovaraju stvarnoj sječi te godine (tj.
ugljiku uklonjenom u proredi) već predstavljaju procjenu utjecaja prorede na prosječnu godišnju NECB.


Note: Reco– total respiration of the ecosystem. For explanation of other variables refer to figures 1 and 2. a – data obtained using micrometeorological
method; b – data obtained using combined method; * Influence of thinning (including felled snags) was needed for the assessment of theaverage annual NECB for such stands . Values of H(+M)10%reported in table are not actual harvest in that year ( i.e. removed carbon amount dueto thinning), but are assessment of the influence that thinning have on average annual NECB.


Prikazane vrijednosti za NEE u
istraživanom razdoblju dobivene su
koristeći oko 58%izmjerenih podataka
vrtložnog toka. Oko 42%podataka
koji su izmjereni trebalo je
odbaciti, jer nisu bili zadovoljeni
preduvjeti metode vrtložne kovarijance
(nedovoljno miješanje zraka,
tj. manjak vjetra), odnosno došlo je
do kondenzacije na prozoru CO


2


analizatora (rosa ili kiša). Nastale
praznine u vremenskim serijama podataka
toka nadopunjavane su modelomReichsteina
et al.(2005).


Na slici 3 dan je grafikon dnevnih
vrijednosti izmjerenog NEE iz kojega
se očituje godišnji hod s neto otpuštanjem
(emisijom) CO tijekom zime i


2


neto pohranom CO tijekom ljeta.


2


Vrijednosti NEE tijekom zime kretale
su se uglavnom oko nule ili nešto
iznad nule (emisija CO) jer se vege


2


tacija bila u stanju mirovanja (nema
fotosinteze), a visoka zasićenost tla
vodom, odnosno djelomična poplavljenost
terena i niske temperaturereducirali
su respiraciju tla.


Slika3. Vrijednosti bruto primarne produkcije (GPP), respiracije ekosustava (R ) i neto


eco


razmjene (NEE) CO2 između atmosfere i mlade sastojine hrasta lužnjaka u razdoblju
od 1. siječnja 2008. do 31. prosinca 2009. godine.


Figure 3Values of gross primary production (GPP), ecosystem respiration (Reco) and net
ecosystem exchange (NEE) between the atmosphere and young pedunculate oak
stand, in the period 1 January 2008 - 31 December 2009.


Sastajališta šumarstva praktičnije je govoriti o neto
produktivnosti ekosustava (NEP= – NEE) pa se u nastavku
koristiti ta varijabla. Maksimalna dnevna neto pro


-2 -1


duktivnost iznosila je 10,7 gC m dan u 2008. godini,


-2 -1


odnosno 12,2 gC m dan u 2009. godini. Sumiranjem
dnevnih vrijednosti dobivene su godišnje vrijednosti


Respiracija tla –


Ukupno respiracija ekosustava procijenjena je na
temelju periodičkih izmjera respiracije tla. Dnevni tok
CO uslijed respiracije tla korelira s temperaturom tla i
iskazuje eksponencijalnu ovisnost (nije prikazano).


-2 -1


NEP, i to 384 gC m god za 2008. godini, odnosno


-2 -1


584 gC m god za2009. godinu,iz kojih je razvidno da
su sastojine u dohvatu mjerne stanice u obje godine bile
neto spremnik ugljika.Ukupno bruto primarna proizvo


-2 -1


dnja (GPP) iznosila je 1428 gC m god u2008. odno


-2 -1


sno 1633 gC m god u 2009. godini.


Soil respiration


Ko risteći model dnevne respiracije tla od Reichsteina
et al.(2003) popunjavane su praznine u poda


cima za razdoblje prije 8.5.2008. g. kada sustav za


respiraciju još nije bio postavljen (što je uzrok za 13,3 %




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 69     <-- 69 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


dnevnih vrijednosti koje nedostaju), odnosno praznine
nastale zbog odbacivanja podataka koji nisu prošli kontrolu
kvalitete (neobjašnjivi skokovi/padovi koncentracije,
snijeg u komori itd.) ili nisu izmjereni (sustav izvan
funkcije zbog problema s napajanjem ili vrlo niskom
temperaturom). Sveukupno 23,3%dnevnih vrijednosti
procijenjeno je modelom. Sumiranjem svih dnevnih vri


-2


jednosti dobivena je ukupna respiracija tla od 876gC m


-1
-2-1


god u2008. godini,odnosno 882gC m god u 2009.
godini. Kao i kod NEE i kod respiracije tla izraženo je sezonsko
kretanje s minimumom tijkom zime i maksimumom
tijekom ljeta (slike 3 i 4). Minimalna prosječna


-2 -1


dnevna respiracija tla iznosila je 0,35 gC m dan ,dok


-2 -1


je maksimalna iznosila 5,83 gC m dan .
Pretpostavljeni udio R je 50%od ukupne SR, pa je


h
-2 -1


prema tome R procijenjena na 438 gC m god u


h
-2 -1


2008. godini, odnosno 441gC m god u 2009. godini.


Slika4.
Respiracija tla mlade sastojine hrasta lužnjaka u razdoblju
od 1. siječnja 2008. do 31. prosinca 2009. godine; SR izmje ra
– rezultati kontinuiranog mjerenja automatskim susta vom
komora; SR model – rezultati modela ovisnosti respiracije
tla o temperaturi i vlažnosti tla (Reichstein i dr. 2003).


Figure 4 Soil respiration of young pedunculate oak stand in the period
of 1 January 2008 to 31 December 2009; SR measured


– results of continuous measurements with automated
chamber system; SR modelled – result obtained using daily
time step model proposed by Reichstein et al. (2003).


Neto primarna produktivnost (biometrijska metoda) i neto
produkcija ekosustava (kombinirana metoda) –


Net primary productivity (biometrical method) and net
ecosystem productivity (combined method)


Tjednim izmjerama pomoću dendrometarskih traka
željela se ustanoviti unutarsezonska dinamika, a konačne
vrijednosti prirasta korištene su za procjenu
ukupne neto produktivnosti sastojina u dohvatu stanice.
Visinski prirast dobiven je na temelju izmjera visina
prije početka i nakon završetka vegetacije za 2008.
godinu, a za 2009. godinu procijenjen je na temelju prirasta
u 2008.g. (pretpostavljen je jednaki visinski prirast
u obje godine). Prirast nadzemnog dijela sastojina
(za drvnu masu > 3 cm na tanjem kraju; taksacijska


3 -1 -1


granica 2 cm) iznosio je 15,64mha god u 2008. go


3 -1 -1


dini, odnosno 17,17mha god u 2009. godini.


Slika5. Neto produkcija (NEP) mlade sastojine hrasta lužnjaka pro cijenjena
koristeći dvije metode izmjere (NEPa – mikro meteorološka
metoda; NEPb – kombinirana metoda), za
razdoblje od 1. siječnja 2008. do 31. prosinca 2009. godine.


Figure 5Net ecosystem production of young pedunculate oak stand
estimated using two methods (NEPa – micrometeorological
method; NEPb – combined method), for period 1 January
2008 – 31 December 2009.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 70     <-- 70 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


Produktivnostsitne granjevine stabala (<3 cm) proci-Produkcija listinca, sjemena i sitnog drvnog otpada
jenjena je na 5% od produktivnosti nadzemnog dijela (LNPP) unekoliko se razlikovala između dvije sezone


debljeg od 3 cm, a produktivnost korijena na 25,7%od


ukupne produktivnosti nadzemnog dijela (uključujući i
sitne grane). Na taj način dobivene su vrijednosti za pro


3 -1 -1


duktivnost granjevine od 0,82i 0,90 mha god, odno


3 -1 -1


sno 4,23i 4,65 m ha god za produktivnost korijena u
2008.,odnosno 2009. godini.
Zbrajanjem svih dijelova dobivena je ukupna
produktivnosti drvenaste biomase (bez listinca) u iz


3 -1 -1


nosu od20,69 m ha god za2008. godini, odnosno


3 -1 -1


22,72 mha god za 2009. godinu.
Sve navedene vrijednosti prevedene su u jedinice


-2 -1


gC m god.


-1-1 -1-1


te je iznosila 3,98t ha god i 4,17 t ha god suhe


-2-1 -2-1


tvari, što iznosi 199 gC m god i 209 gC m god u
2008. godini, odnosno 2009. godini.


-2


Dobivene su vrijednosti zaANPPod 460 i 507 gC m


-1 -2-1


god te za BNPP u iznosu od 118 i 130 gC m god za
2008. godini, odnosno 2009. godinu. Kada se uzme u
obzir i produktivnost lista (LNPP) dobiva se ukupan NPP


-2-1 -2


od 777 gC m god u 2008. godini, odnosno 846 gC m


-1


god u 2009. godini.
Neto produkcija ekosustava (NEP) dobiva se kao


-2 -1
h


razlika NPPi R te iznosi 339 i 405 gC m god za
2008. godinu, odnosno 2009. godinu (slika 5).


Usporedba neto produkcije ekosustava dobivenih


mikrometeorološkom i kombiniranom metodom –


Comparison of net primary productivity obtained with
micrometeorological and combined method


Vrijednosti NEP dobivene pomoću dvije različite


ab


metode (NEP - mikrometeorološka metoda; NEP –
kombinirana metoda) tijekom vegetacijskih razdoblja
2008. i 2009. godine prikazana je na slici 5. Kod kombinirane
metode korištena je pretpostavka da stablo od
početka kolovoza do kraja listopada sprema zalihe u
podzemnim dijelovima za sljedeću sezonu listanja. Brzina
spremanja ugljika modelirana je jednostavnim linearnim
modelom ovisnosti o vremenu, a ukupna
količina ugljika spremljenog u rezerve procijenjena je
na temelju LNPP.


Na slici 6 prikazana je korelacija vrijednosti NEP
dobivenih pomoću dvije neovisne metode. Dobiveno je
vrlo dobro slaganje za 2008.godinu, dok je za 2009. godinu
slaganje nešto slabije,ali još uvijek izraženo.


ab


Slika 6.Korelacija NEP (mikrometeorološka metoda) i NEP
(kombinirana metoda).


Figure 6Linear correlation between NEPa (micrometeorological
method) and NEPb(combined method).


Proreda – Thinning


-2


U poglavlju materijali i metode opisano je kako je 353 gC m. S obzirom da se prorede obavljaju svakih
procijenjen utjecaj prorede. U odsjeku 37a proredom je deset godina, procijenili smo da u našem slučaju utjecaj


3 -1


posječeno približno 208 mhadrvne mase u 2007. go-prorede na prosječnu godišnju NECB iznosi 10%od


-2 -1


dini. Uzimajući u obzir vrste i udio drvnog ostatka, proi-ukupne prorede, odnosno približno 35 gC mgod.
zlazi da je proredom iz sastojine uklonjeno približno


RASPRAVA – Discussion
Biokemijski ciklusi, poput ciklusa kruženja ugljika, Kao što smo i pretpostavljali, mlade sastojine lužnjaka
izuzetno su kompleksni jer uključuju veliki broj aktera i aktivno spremaju ugljik, a vrijednosti NEPod 384 odno


-2 -1


njihovih međusobnih odnosa. U ovom istraživanju, po sno 584 gC m god blizu su prosjeka za Europu koji iz


-2 -1


prvi puta u Hrvatskoj, utvrđeni su vrijednost i veličina nosi 311 ± 38 gC m god za listopadne šume
tokova ugljika između pojedinih sastavnica ekosustava. umjerenog pojasa Europe (Luyssaert et al. 2007).




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 71     <-- 71 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


Iz slike 5 može se vidjeti da je slaganje između vrijednosti
NEP dobivenih različitim metodama vrlo
dobro sve do kraja srpnja. Do odstupanja dolazi u drugom
dijelu ljeta i jeseni kada prestaje debljinski prirast,
ali stabla očito i dalje aktivno spremaju ugljik. Ovo
potkrepljuje od raniju poznatu hipotezu da stablo tijekom
vegetacijske sezone najprije alocira resurse u rast
lista, potom debla, a na kraju sezone na rast korijena.


Navedenu hipotezu pokušali smo iskoristiti na
način da modeliramo pohranu ugljika u korijen pomoću
linearnog modela temeljenog na poznatoj produkciji
listinca. Na taj način uspjeli smo gotovo
izjednačiti vrijednosti za NEPza 2008. godinu, dok je
za 2009. i dalje prisutna značajna razlika između dvije
metode.


Razlog razlike u 2009. godini leži djelomično u činjenici
da je za visinski prirast u 2009.g. korištene vrijednosti
visinskog prirasta iz 2008.g. Mjerenja visine u
proljeće 2010.g. pokazala su da je prosječni visinski
prirast u 2009. godini uistinu veći od onog kojega smo
pretpostavili, no u vrijeme pisanja ovog rada nije bilo
vremena da se ponovo obave svi proračuni.


ZAKLJUČCI
Istraživane sastojine hrasta lužnjaka značajan su
spremnik ugljika koji aktivno pohranjuje ugljik. Vrijednosti
NEP-a variraju od vegetacije do vegetacije, a


-2 -1


ovisno o metodi iznose 384 i 584 gC m god (mikro


-2 -1


meteorološka metoda), odnosno 339 i 404 gC m god
(kombinirana metoda) što je u skladu s vrijednostima
za Europu (Luyssaert et al. 2007).U obje sezone
procjena NEP-a kombiniranom metodom daje manje
vrijednosti,što se dobivavrtložnom kovarijancom, i to:
za 11,7%u 2008., odnosno čak 30,7 %u 2009. godini.
Međutim razlika u NEP-u između dvaju metoda na godišnjoj
razini manja ješto je to razlika NEP-a između
dvaju vegetacija (po vrtložnoj kovarijanci) tako da se
ne mogu donositi konačni zaključci.


Nastavak praćenja kroz više vegetacijskih sezona
omogućit će procjenu varijabilnosti NEPizmeđu vegetacija,
kao i testiranje razlika u metodama. Potrebno je
nastaviti istraživanje respiracije tla te empirički utvrditi
udio R u ukupnoj SR,kako bi se poboljšala pouzdanost


h


Unutarsezonske razlike u NEP-ovima vjerojatno su


posljedica naše pretpostavke o stalnom udjelu od 50%
R u ukupnoj SR. To vjerojatno nije točno, jer je se


h


omjer R:SR mijenja tijekom vegetacije ovisno o do


h


stupnosti vode, svjetla i temperaturnih razmjera.Tijekom
ljeta, posebice u vrijeme sušnih razdoblja udio R


h


u ukupnom SR opada zbog limitirajuće vode. Nadalje,
poznato je da gustoća drveta varira tijekom vegetacije
(rano drvo – kasno drvo), što nije uzeto u obzir.


Iz svega navedenoga,vidljiva je važnost kontinuiranog
nastavka postojećih istraživanja, ali i potreba za
dodatnim istraživanjima. To se posebice odnosi na
istraživanje respiracije tla čija emisija CO predstavlja


2


drugi najveći tok ugljika u kopnenim ekosustavima,od


-1


približno 50-75 Pg C god (Raich iSchlessinger
1992). U sklopu tih istraživanja posebnu težinu trebalo
bi dati na razlučivanje porijekla respiracije (autotrofna
vs.heterotrofna). Na temelju tih spoznaja moći će se izradili
novi ili bolje parametrizirati postojeći modeli,
koji svoju primjenu u praksi već nalaze u razvijenim
zemljama prilikom vođenja bilance ugljika za potrebe
izvješćivanja po Kyotskom protokolu.


– Conclusions
rezultata. Naime, uz nepouzdanost povezanu s omjerom


R:S, najveću nepouzdanost u procjenu NEP-a kombiniranom
metodom unosi procjena udjela R u ukupnoj re-


h


spiraciji tla.
Promatramo li utjecaj proreda na bilancu ugljika, na
osnovi zabilježenog intenziteta može se zaključiti da proreda,
gledano na razini razdoblja od 10 godina, u manjoj
mjeri utječe na njegovu ukupnu bilancu. Proreda negativno
utječe na bilancu ugljika, naizgled smanjujući brzinu
kojom se ugljik akumulira u sastojini za približno 5
do 8 %. Međutim, to “smanjenje” treba uzeti s oprezom,
jer bi izostanak proreda sigurno doveo do povećanog
mortaliteta, a slijedom toga i do smanjenja NEP-a, odnosno
NECB-a.To upućuje na zaključak da prorede ovakvog
intenziteta, osim što donose korist zbog vrijednosti
užitog drveta te pozitivno utječu na strukturu sastojine,
moguće u konačnici nemaju značajniji(negativni) utjecaj
na NECB. Ovu hipotezu trebalo bi dalje istražiti i proširiti
istraživanja na sastojine kroz cijelu ophodnju.


ZAHVALE– Acknowledgements


Predstavljeni rad je rezultat istraživanja u sklopu projekta
“Bilanca i kruženje ugljika u mladim sastojinama
hrasta lužnjaka”, koji je bio nastavak projekta “Načini
uključivanja u tržište ugljikom kao dodatni izvor prihoda”,
a koje su financirale Hrvatske šume d.o.o. Oprema stanice
za praćenje kruženja ugljika nabavljena je 2007. godine u
sklopu Interreg IIIB/CARDS projekta Carbon-Pro.


Zahvaljujemo dr. sc. Gemini Delle Vedove,Michel
Zulianiju i Diego Ciaba na pomoći pri uspostavi i održavanju
stanice.


Zahvaljujemo djelatnicima Hrvatskih šuma d.o.o.,
upravitelju šumarije Jastrebarsko Milanu Oreškoviću,
dipl. inž. šum., NinoslavuTurčinu, dip. inž. šum., DomagojuTrohi,
dipl. inž. šum. te drugima na pomoći pri
radu na terenu.


Zahvaljujemo dvojici anonimnih recenzenata na korisnim
sugestijama kojima su doprinijeli poboljšanju
ovoga rada.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 72     <-- 72 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


LITERATURA– References


Aubinet,M., G.Grelle,A.Ibrom, U.Rannik,


J.Moncrieff,T.Foken,A. S.Kowalski,
P. H.Martin,P.Berbigier, C.Bernhofer,
R.Clement, J.Elbers,A.Granier,


T.Grunwald, K.Morgenstern, K.Pilegaard,
C. Rebmann, W. Snijders, R.
Valentini, T. Vesala, 2000: Estimates of
the annual net carbon and water exchange of
European forests: the EUROFLUX methodology,
Adv Ecol Res, 30:113–175.


Balboa-Murias, M.A., A.Rojo, J. G.Álvarez,


A.Merino,2006: Carbon and nutrient stocks
in mature Quercus robur L. stands in NW
Spain,Ann For Sci, 63:557–565.


Baldocchi, D. D., 2003: Assessing the eddy cor
Rvariance technique for evaluating carbon dioxide
exchange rates of ecosystems: past, present
and future, Global Change Biol,
9(4):479–492.


Baldocchi, D.D., E.Falge, L.Gu, R.Olson, D.
Hollinger, S.Running,P.Anthoni, C.
Bernhofer, K. Davis, R. Evans, J.
Fuentes, A. Goldstein, G. Katul, B.
Law, X. Lee, Y. Malhi, T. Meyers, W.
Munger,W.Oechel, K.T.Paw, K.Pilegaard,
H. P. Schmid, R. Valentini, S.
Verma, T. Vesala, K. Wilson, S. Wofsyn,
2001: FLUXNET: ANewTool to Study
theTemporal and Spatial Variability of Ecosystem-
Scale Carbon Dioxide,Water Vapor, and
Energy Flux Densities, B Am Meteorol Soc,
82(11): 2415–2434.


Balenović,I., H.Marjanović, G.Alberti, M.


Z. Ostrogović, G. Delle Vedove, A.
Peressotti, D. Vuletić, 2008: First Results
Of Soil Respiration Measurements in a
Pedunculate Oak Stand of the Pokupsko Basin,


U:Matić,S., I.Anić (ur.), Šume hrasta lužnjaka
u promijenjenim stanišnim i gospodarskim
uvjetima, HrvatskaAkademija znanosti i
umjetnosti, 209–221, Zagreb.


Bates, B.C., Z.W.Kundzewicz, S.Wu, J.P.Palutikof
(eds), 2008: Climate change and
water, Technical paper VI of the intergovernmental
panel on climate change, IPCC Secretariat,
p 210, Geneva.


Bornkamm,R., H.W.Bennert,1989: Gehalt und
Vorrat organischer Inhaltsstoffe in der Baumschicht
von Luzulo-Fagetum-Beständen im
Solling (BRD), Flora, 183:133–148.


Böswald,K., 1996: Zur Bedeutung desWaldes und
der Forstwirtschaft in Kohlenstoffhaushalt,
eine Analyse am Beispiel des Bundeslandes
Bayern, Forstliche Forschungsberichte München,
159, p 147.


Brown,S., 2002: Measuring carbon in forests: current
status and future challenges, Environ Pollut,
116:363–372.


Burba, G.G., D.J.Anderson, 2010:ABrief Practical
Guide to Eddy Covariance Flux Measurements:
Principles and Workflow Examples for
Scientific and
Industrial Applications. LI-COR Biosciences,
Lincoln, USA, 211 pp. Dostupno na:
http://www.licor.com/env/applications/eddy_covariance/
book.jsp(21.10.2010.).


Burschel, P., E. Kürsten, B. C. Larson,1993:
Die Rolle von Wald und Forstwirtschaft im
Kohlenstoffhaushalt – Eine Betrachtung für die
Bundesrepublik Deutschland, Forstliche Forschungsberichte
München, 126, 135 p.


Cairns, M.A., S. Brown, E. H. Helmer, G.A.
Baumgardner,1997: Root biomass allocation
in the world’s upland forests, Oecologia,
111:1–11.


Cannel, M. G. R., R. Milne,1995: Carbon pools
and sequestration in forest ecosystems in Britain,
Forestry, 68:361–378, Oxford.


Cava,D.,D.Contini,A.Donateo,P.Martano,
2008:Analysis of short-term closure of the surface
energy balance above short vegetation,
Agric For Meteorol, 148:82–93.


Cestar,D., Đ.Kovaćić,1982:Wood volume tables
for Black Alder and Black Locust, Rad Šum
inst Jastrebarsko, 49:1–149, Zagreb.


Cestar,D., Đ.Kovaćić,1984:Wood volume tables
for Narrow-leaved Ash (Fraxinus parvifolia
Auct.), Rad Šum inst Jastrebarsko, 60:1–178,
Zagreb.


Chapin,F. S, G. M. Woodwell, J.T.Randerson,


E. B.Rastetter, G. M.Lovett, D. D.Baldocchi,
D.A.Clark, M. E.Harmon, D. S.
Schimel, R. Valentini, C. Wirth, J. D.
Aber, J. J. Cole, M. L. Goulden, J. W.
Harden, M.Heimann, R.W.Howarth,P.


A. Matson, D. McGuire, J. M. Melillo,


H. A. Mooney, J. C. Neff, R. A. Houghton,
M. L. Pace, M. G. Ryan, S. W. Running,
O. E.Sala,W. H.Schlesinger,E.-D.
Schulze,2006: Reconciling carbon-cycle concepts,
terminology and methods, Ecosystems,
9:1041–1050.


Delle Vedove,G., G.Alberti, A.Peressotti,


I.Inglima, M.Zuliani, G. Zerbi,2007:
Automated monitoring of soil respiration: an
improved automatic chamber system, Ital J
Agron 4:377–382.


Dewar, R.C., 1991:Analytical model of carbon storage
in the trees, soils, and wood products of
managed forests,Tree Physiol 8:239–258.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 73     <-- 73 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


Dewar, R.C., M. G. R.Cannel,1992: Carbon sequestration
in the trees, products and soils of
forest plantations: an analysis using UK examples,
Tree Physiol 11:49–71.


Farkas,Cs., G.Alberti, J.Balogh, Z.Barcza,


M. Birkás, Sz. Czóbel, K. J. Davis, E.
Führer, Gy. Gelybó, B. Grosz, N.
Kljun, S. Koós,A. Machon, H. Marjanović,
Z. Nagy, A. Peresotti, K.
Pintér, E.Tóth, L.Horváth, 2011:Measurements
and estimations of biosphere–atmosphere
exchange of greenhouse gases –
Methodologies. Atmospheric Greenhouse
Gases: The Hungarian Perspective, (U: L.
Haszpra), pp. 65–90.


Foken,T., B.Wichura,1996:Tools for quality assessment
of surface-based flux measurements,
Agric For Meteorol 78:83–105.


Goulden, M.L., J.W.Munger,S.-M.Fan, B. C.
Daube, S. C. Wofsy, 1996: Exchange of
carbon dioxide by a deciduous forest: response
to interannual climate variability, Science,
271:1576–1578.


Hanson,P.J., N.T.Edwards, C.T.Garten, J.A.
Andrews,2000: Separating root and soil microbial
contributions to soil respiration: a review
of methods and observations, Biogeochemistry,
48:115–146.


Harrison,A.F.,P. J.A.Howard, D. M.Howard,


D. C.Howard, M.Hornung,1995: Carbon
storage in forest soils, Forestry, 68(4):335–348,
Oxford.


IPCC, 2000: Special report on land use, land-use change
and forestry, GRID-Arendal http://www.gri da.
no/publications/other/ipcc_sr/


IPCC, 2003: Good practice guidance for land use, land-
use change and forestry, In: J. Penman, M.
Gytarsky, T. Hiraishi, D. Kruger, R.
Pipatti, L. Buendia, K. Miwa, T.
Ngara, K. Tanabe, F. Wagner (eds),
IPCC/IGES, Hayama, Japan.


IPCC, 2006: 2006 IPCC guidelines for national greenhouse
gas inventories, In: H. S.Eggleston,


L. Buendia, K. Miwa,T. Ngara, K. Tanabe(
eds), IGES, Japan.


Keeland, B.D., P, J. Young,2006: Construction and
installation of dendrometer bands for periodic
tree-growth measurements, National Wetlands
Research Center, Lafayette, LA.


http://www.nwrc.usgs.gov/Dendrometer/
Livingston, G.P., G. L.Hutchinson,1995: Enclosure-
based measurement of trace gas exchange:
applications and sources of error, In: P.


A.Matson, R. C. Harriss (eds), Biogenic
trace gases: measuring emissions from soil and
water, Blackwell Science, 14–50, Cambridge.


Luo,Y., X.Zhou,2006: Soil respiration and the en


vironment, Elsevier, p 316, London.


Luyssaert,S., I. Inglima, M. Jung,A. D. Richardson,
M. Reichstein, D. Papale, S.


L. Piao, E.-D. Schulze, L. Wingate, G.
Mateucci, L. Arago, M. Aubinet, C.
Beer, C. Bernhofer, K. G. Black, D.
Bonal,J.-M. Bonnefond, J. Chambers,


P.Ciais, B.Cook, K. J.Davis,A. J.Dolman,
B.Gielen, M.Goulden, J.Grace,
A. Granier, A. Grelle, T. Griffis, T.
Grünwald, G.Guidolotti,P. J.Hanson,
R. Harding, D. Y. Hollinger, L. R. Hutyra,
P.Kolari, B.Kruijt,W.Kutsch,F.
Lagergren,T.Laurila, B. E.Law, G.Le
Maire, A. Lindroth, D. Loustau, Y.
Malhi, J. Mateu, M. Migliavacca, L.
Misson, L.Montagnani, J.Moncrieff,


E.Moors, J.W.Munger, E.Nikinmaa, S.
V. Ollinger, G. Pita, C. Rebmann, O.
Roupsard, N. Saigusa, M. J. Sanz, G.
Seufert, C.Sierra,M.-L.Smith, J.Tang,
R. Valentini,T. Vesala, I.A.Janssens,
2007: CO balance of boreal, temperate, and tro


2


pical forests derived from a global database,
Glob Change Biol, 13:2509–2537.
Magnani,F., M.Mencuccini, M.Borghetti,P.
Berbigier, F. Berninger, S. Delzon,


A. Grelle, P. Hari, P. G. Jarvis, P. Kolari,
A. S.Kowalski, H.Lankreijer, B.


E. Law, A. Lindroth, D. Loustau, G.
Manca, J. B. Moncrieff, M. Rayment,


V. Tedeschi, R. Valentini, J. Grace,
2007:The human footprint in the carbon cycle
of established temperate and boreal forests, Nature,
447:848–850.


Marjanović,H., 2009: Modeliranje razvoja stabala
i elemenata strukture u mladim sastojinama
hrasta lužnjaka (Quercus robur L.), Disertacija,
Šumarski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, 213
str., Zagreb.


Marjanović,H., A.Benndorf, K.Indir, E.Paladinić,
A. Peressotti, H. Schweiger,


D. Vuletić,2007: CO2 and forests in Croatia,
In:A. Peressoti (ed), Local strategies for land
use management according to Kyoto protocol,
Forum Editrice Universitaria Udinese srl,
121–128, Udine.


Marjanović,H., G.Alberti, J.Balogh, S.Czóbel,
L. Horváth,A. Jagodics, Z. Nagy,


M. Z.Ostrogović,A.Peressotti, E.Führer,
2011: Measurements and estimations of
biosphere-atmosphere exchange of greenhouse


gases – Forests, Atmospheric Greenhouse


Gases:The Hungarian Perspective, (U: L. Hasz


pra), pp. 121–156.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 74     <-- 74 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


Matese,A., G.Alberti, B.Gioli,F.P. Vaccari,


P. Toscano, A. Zaldei, 2008: Compact
EDDY: a compact, low consumption eddy covariance
logging system, Comput Electron
Agric, 64:343–346.


Mayer,B., 1996: Hidropedološki odnosi na području
nizinskih šuma Pokupskog bazena, Rad Šum
inst Jastrebarsko, 31:37–89, Zagreb.


Ochsner,T.E., T.J.Sauer, R.Horton,2007: Soil
heat storage measurements in energy balance
studies,Agron J, 99:311–319.


Raich J.W., W.H.. Schlessinger,1992: Theglobal
carbon dioxide flux in soil respiration and
its relationships to vegetation and climate,Tellus
44B: 81–99.


Reichstein, M., A. Rey, A. Freibauer, J. D.
Tenhunen, R. Valentini, J. Banza, P.
Casals, Y. Cheng, J. M. Grünzweig, J.
Irvine, R.Joffre, B. E.Law, D.Loustau,


F.Miglietta,W. C.Oechel,J.-M.Ourcival,
J.Pereira,A.Peressotti,F.Ponti,


Y.Qi, S.Rambal, M. B.Rayment, J.Romanya,
F. Rossi, V. Tedeschi, G. Tirone,
M. Xu, D. Yakir, 2003: Modeling
temporal and large-scale spatial variability of soil
respiration from soil water availability, temperature
and vegetation productivity indices, Global
Biogeochem Cyc, 17(4):1104, 15-1 do 15–15.


Reichstein,M., E. Falge, D. D. Baldocchi, D.
Papale, M. Aubinet, P. Berbigier, C.
Bernhofer, N. Buchmann, T.
Gilmanov,A.Granier,T.Grünwald, K.
Havránková, H.Ilvesniemi, D.Janous,


A.Knohl,T.Laurila,A.Lohila, D.Loustau,
G. Matteucci, T. Meyers, F. Miglietta,
J.-M.Ourcival, J.Pumpanen, S.
Rambal, E.Rotenberg, M.Sanz, J.Tenhunen,
G.Seufert,F. Vaccari,T. Vesala,
D. Yakir, R. Valentini,2005: On the separation
of net ecosystem exchange into assimilation
and ecosystem respiration: review and improved
algorithm, Glob Change Biol, 11:1424–1439.


Schulze,E.-D., 2006: Biological control of the terrestrial
carbon sink, Biogeosciences, 3:147–166.


Schulze, E.-D., E. Beck, K. Müller-Hohenstain,
2005: Plant ecology, Springer, p 702,
Berlin-Heidelberg.


Schumacher,F.X., F. D. S. Hall,1933: Logarithmic
expression of timber-tree volume, J Agric
Res, 47:719–734.


Seletković, Z. Z. Katušin, 1992: Klima Hrvatske,
U: Šume u Hrvatskoj, 13–18 str., Zagreb.


Simončič, P., N. Ogrinc, U. Vilhar, T. Gre


benc, H. Kraigher, 2007: CO2 sequestra


tion: State of the art, In:A. Peressoti (eds), Local
strategies for land use management according to
Kyoto protocol, Forum Editrice Universitaria
Udinese srl, p 17–23, Udine.


Subke,J.-A., I. Inglima, M. F. Cotrufo,2006:
Trends and methodological impacts in soil CO
efflux partitioning: a metaanalytical review.
Glob Change Biol, 12:921-943.


Swinbank,W.C., 1951:The measurement of vertical
transfer of heat and water vapour by eddies in
the lower atmosphere, J Meteorol, 8:135–145.


ŠGOP, 2006: Šumskogospodarska osnova područja za
razdoblje 2006.–2015., Knjiga I,Hrvatske šu me
d.o.o., 566 str., Zagreb.


Špiranec, M., 1975: Drvnogromadne tablice, Rad
Šum inst Jastrebarsko, 22:1–262, Zagreb.


Tang, J.W., D. D.Baldocchi,2005: Spatial-temporal
variation in soil respiration in an oak-
grass savanna ecosystem in California and its
partitioning into autotrophic and heterotrophic
components, Biogeochemistry, 73:183–207.


Valentini,R., 2003: Fluxes of carbon, water and energy
of European forests, Ecological Studies 163,
Springer-Verlag, p 270, Berlin, Heidelberg.


Valentini,R., G.Matteucci,A. J.Dolman, E.


D.Schulze, C.Rebmann, E. J.Moors,A.
Granier,P.Gross, N. O.Jensen, K.Pilegaard,
A.Lindroth,A.Grelle, C.Bernhofer,
T. Grünwald, M. Aubinet, R.
Ceulemans,A. S.Kowalski,T. Vesala,
Ü.Rannik,P.Berbigier, D.Loustau, J.
Gudmundsson, H. Thorgeirsson, A.
Ibrom, K.Morgenstern, R.Clement, J.
Moncrieff, L. Montagnani, S. Minerbi,
P. G.Jarvis,2000: Respiration as the main
determinant of carbon balance in European forests,
Nature, 404:861–865.


Webb, E.K., G. I.Pearman, R.Leuning,1980:
Corrections of flux measurements for density
effects due to heat and water vapour transfer, Q
J R Meteorol Soc, 106:85–100.


Weber,M., P.Burschel,1992:Wald und Holz als
Kohlenstoffspeicher, Der Wald, 42:148–151.


Ziegler, F., 1991. Die Bedeutung des organischen
Kohlenstoffes im Unterboden. Vorratsberechnungen
anWaldböden, Zeitschrift für Umweltchemie
und Ökotoxikologie, 3(5):276–2771.




ŠUMARSKI LIST 13/2011 str. 75     <-- 75 -->        PDF

H. Marjanović, M. Z. Ostrogović, G.Alberti, I. Balenović, E. Paladinić, K. Indir1,A. Peressotti, D. Vuletić: DINAMIKA Šumarski list – Posebni broj (2011), 59-73


SUMMARY: Net Ecosystem Productivity (NEP) and Net Ecosystem Carbon
Balance (NECB) of young Pedunculate oak (Quercus roburL.) stand were
investigated. Two independent methods for assessing NEP were used: a) micrometeorological
method of Eddy covariance (EC) and, b) combination of
biometric method for assessing Net Primary Productivity (NPP) and periodic
soil respiration (SR) measurements (named for reasons of brevity the combined
method). NEP from combined method was obtained as a difference of
NPP and heterotrophic respiration (Rh) which was estimated to have 50%
share in the measured total SR.


Maximal measured daily NEP from eddy covariance was 10,7 gC m-2
day-1in 2008., and 12,2 gC m-2day-1in 2009. The annual NEP ranged from
384 gC m-2yr-1in 2008 to584 gC m-2yr-1in 2009 indicating that the stands
around the EC tower were actively storing carbon during both years.


From biometric measurements of stem increment using dendrometer bands,
height increment and litter production we obtained an average NPP of the
stands in the footprint of 777 gC m-2yr-1in 2008 and 846 gC m-2yr-1in 2009.
Heterotrophic respiration (Rh) , estimated from SR measurements was 438 gC
m-2yr-1in 2008 and 441 gC m-2yr-1in 2009. By subtracting Rhfrom NPP, we
obtained NEP of 339 and 405 gC m-2yr-1in 2008 and 2009, respectively.


Comparison of results for NEP during vegetation season reveals that agreement
between the two methods was very good until July for both years. Later in
the summer and autumn, discrepancy occurs when stem growth ceases but trees
continue to actively store carbon. This leads to the underestimation of NEP from
combined method during that period, leading to the overall lower values of NEP
when compared with NEP values from eddy covariance. There could be several
reasons for the discrepancies namely, share of Rhin total SR could be less than
50 %, R:S could be higher than 0.257, or various combinations of both. Further
research is needed that would provide better estimates of share of Rhin SR, R:S
ratio and soil carbon content.


Key words:Eddy covariance method; soil respiration; carbon fluxes;
carbon sequestration