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 |