Zaplavené pôdy – nadbytok vody (nedostatok kyslíka) a
fyziologický stav lesných drevínVoda a dreviny
Voda je pre existenciu rastlín a drevín nevyhnutná. Obsah a transport vody umožňuje činnosť základných funkčných procesov, t. j. fotosyntézy, minerálnej výživy a rastu.
Vo vode je menej dostupného kyslíka ako vo vzduchu, takže pri nadbytku vody rastliny trpia nedostatkom kyslíka – hypoxiou alebo v určitých prípadoch aj úplnou absenciou kyslíka – anoxiou.
Hypoxia znižuje rýchlosť fotosyntézy( kvôli poklesu chlorofylov a karotenoidov), môže viesť aj k inhibícii fotosyntézy (buď v dôsledku inhibície transportu asimilátov alebo v dôsledku nahromadenia asimilátov v listoch), taktiež spôsobuje zatváranie prieduchov ( je to spôsobené klesajúcim turgorom v bunkách).
Znížená je aj vodivosť koreňov a transpirácia, toto vedie k dehydratácii buniek. Nadbytok vody môže zhoršovať aj nepriaznivá štruktúra pôdy.
Veľká rozdielnosť a premenlivosť pôdnej a vzdušnej vlhkosti i celého komplexu stanovištnej vlhkosti vyvolala množstvo ekologických adaptácií, ktoré sú súčasne funkčné, morfologické i anatomické. Tieto adaptácie sa dotýkajú nielen príjmu a výdaja vody, ale aj závislosti fyziologických funkcií na obsahu vody v rastline.
U rastlín žijúcich na bažinatých pôdach (zaplavovaných vodou, trvalo zamokrených) sa vytvárajú aj špecifické adaptácie na nedostatok kyslíka v pôde. Tvoria sa predovšetkým tzv. dýchacie korene, ktoré rastú negatívne geotropicky z pôdy do vzduchu a prijímajú vzdušný kyslík, alebo barlovité korene, ktoré sú trvale nad povrchom pôdy, alebo sa tvoria tzv. aerenchymatické
pletivá v stonkách i koreňoch niektorých druhov.
Mokrade – nadbytok vody pre dreviny
Mokraď. Už samotné pomenovanie vyvoláva predstavu vody. A voda znamená život. Takmer každý pozná močiare, rašeliniská, slatiny, zaplavované lesy a lúky, a to buď z vlastnej skúsenosti, alebo z filmov, televízie a kníh. Všeobecný názov pre tieto ekosystémy je mokraď. Mokrade sa zvyčajne vytvárajú v miestach periodicky zaplavovaných vodou - v zníženinách, pozdĺž riek a jazier alebo pri morskom pobreží. Niektoré však môžeme nájsť aj na svahoch tam, kde presakuje podzemná voda. Mokrade sú vlastne prechodovou zónou medzi vodným prostredím a súšou. Ich presnejšia definícia je vždy problematická a možno o nej dlho
diskutovať.
Mokrade tvoria prechodné územie medzi suchozemskými a vodnými ekosystémami, kde je hladina podzemnej vody zvyčajne pri povrchu alebo ho pokrýva plytká vrstva vody. Musia spĺňať tri vlastnosti:
- stanovištia sú zaplavované alebo nasýtené vodou,
- prítomnosť mokraďových rastlín (hydrofytov a hygrofytov),
- prítomnosť hydromorfných pôd.
Charakteristickou drevinou je jelša lepkavá (Alnus glutinosa). Osobitosťou jelší je, že môžu viazať vzdušný dusík (podobne ako bôbovité rastliny). Spôsobujú to koralovité útvary, ktoré vytvárajú veľké zhluky na koreňoch jelší - sú to kolónie baktérií. Ich činnosť obohacuje pôdu o dusík. V najmokrejších častiach sa k jelši pripája vŕba popolavá (Salix cinerea).
Príkladom sú aj zamokrené smrečiny. Stanovište je trvalo zamokrené vodou, ktorá často stagnuje na povrchu a len pomaly odteká. Smreky tu rastú v pomerne nepriaznivých podmienkach - nedostatok živín, nízky obsah kyslíka, preto nás upúta ich vzrast, ktorý je odlišný od dobre živených smrekov na priaznivejších stanovištiach. Smreky sú často veľmi nízke, zakrivené a nerastú príliš husto pri sebe. Prekvapí nás, že aj storočný smrek je často vysoký len tri metre a aj hrúbka kmeňa je minimálna. Ďalším znakom je prítomnosť rašeliny tvorenej prevažne rašelinníkmi. Mierne zvlnený povrch je nimi takmer súvislo pokrytý. Hlavnou drevinou, ako už sám názov hovorí, je smrek obyčajný (Picea abies). Okrem neho tu môže byť prítomná aj borovica lesná (Pinus sylvestris) a breza plstnatá (Betula pubescens).
Lužné lesy
Dreviny v lužných lesoch, ktoré rastú v nadlimitných pôdnych vlhkostných podmienkach, majú vysoké evapotranspiračné požiadavky, transpirujú vysoké množstvo vody, ktoré dosahuje až 80% hodnôt potenciálnej evapotranspirácie drevín. Toto množstvo vody je 70% zo zásob podzemnej vody a 10% z atmosferických zrážok.
U dlhodobo zaplavených stromoch je limitujúcim faktorom pre transpiráciu prísušok a zamokrenie pôdy, kde dochádza k silnému obmedzeniu aktívnej absorpcie vody následkom hypoxie.
Dreviny v porastoch sa čiastočne prispôsobili konkrétnym podmienkam, dostatočným rozvojom koreňov aby boli schopné absorbovať aspoň 30% transpirovanej vody z podzemných zásob. Taktiež sa prispôsobili aj štruktuálne a funkčne – došlo k zmenám hustoty podrastu a hlavného porastu.
Aj napriek relatívne vysokej pôdnej vlhkosti stromy môžu trpieť suchom, čo je spôsobené vplyvom nízkej hydraulickej vodivosti zrnitostne ťažších pod - významnú úlohu tu zohráva horizontálny transport vody, pretože veľmi malý pokles obsahu vody v pôde
vedie k poklesu hodnoty hydraulickej vodivosti týchto pod. Táto skutočnosť má za následok, že voda prítomná v pôdnom profile v zdanlivo dostatočnom množstve, nemôže byť pri vyšších evaporačných požiadavkách dodaná stromom dostatočne rýchlo, iba cez
vrstvičku pôdy, priliehajúcej ku koreňom. Preto najčastejšie trpia suchom a odumierajú stromy s nepriaznivými pomerom plochy koreňov a listov ( ktorý je vyjadrený ako pomer obalovej plochy celého koreňového systému a plochy oslnených listov.
Tropické dažďové pralesyTropické dažďové pralesy – sú charakteristické vysokou vlhkosťou, pri každodenných zrážkach (90-100%).
Dreviny pripomínajú stĺporadie s mohutnými kmeňmi na vrchole s hustými korunami, pod ktorými je vlhko. Stromy majú vzdušné korene (dreviny ich vyháňajú na mieste dosahu vody, keď voda opadne, visia korene ako vzdušné, niekedy až 1m nad zemou), alebo diskovité korene ( ktorými sa upevňujú v mäkkej pôde - 8m nad povrchom pôdy).
Charakteristická je 3 vrstvová štruktúra. Horná vrstva je tvorená stromami so široko rozloženými korunami, stredná vrstva vytvára jednoliaty komplex (koruny sú navzájom viac obmedzované a majú pretiahnutý tvar). Dolná vrstva je obmedzená vo vývoji, v dôsledku zníženého príjmu svetla.
Stromy majú stĺpovitý štíhly kmeň, vysoko položená koruna je bohato rozvetvená. V dôsledku celoročného rastu sa letokruhy nevytvárajú.
Vlhkostné pomery sa odrážajú na charaktere listov. Horná vrstva má listy celistvé, nie veľké, hladké a kožovité, ktoré sú prispôsobené denným výkyvom vzdušnej vlhkosti. Listy dolných vrstiev sú veľké, tvarovo rozmanité a mäkké, postavením na
vetvách sú prispôsobené rýchlemu stekaniu vody, ktorá by bránila v transpirácii. Pre zatienenú a vodou dobre zásobenú časť stromov je významná silná gutácia.
Teplota dňom i nocou kolíše nepatrne, ale hlavne v prízemných vrstvách., kde je najvyššia vzdušná vlhkosť (90-100%). Nočné ochladenie sa prejavuje v korunách stromov a spôsobuje tvorenie rosy, ktorá steká späť a znovu sa vyparuje.
V blízkosti vodných tokov lesy prechádzajú do galériového typu, ktorý býva prechodne zaplavovaný a v povrchovej vrstve pôdy je obohacovaný živinami. Je tu veľké množstvo lián, ktoré visia nad vodným tokom a niektoré z nich sú adaptované na zachytenie vody svojimi koreňmi.
Tam, kde trvalo stojí voda alebo tam, kde preteká vodný tok s nízkym obsahom kyslíka, vznikajú bažinné dažďové pralesy. Tento les je ochudobňovaný o živiny nadmerným vymývaním vodou. Stromy sú malé a zakrpatené. Pre nedostatok kyslíka sa živiny ťažko rozkladajú a dostávajú sa spať do vody. Darí sa tu drevinám so vzdušnými koreňmi. Keď dojde k poklesu zrážok, vrchná časť zhadzuje listy, dolná vrstva je stále zelená.
Brehové porastyJelša lepkavá je charakteristická drevina brehových porastov. Neznáša kolísanie hladiny spodnej vody a dlhotrvajúce zaplavenie stojatou vodou. Jarné zvyšovanie hladiny vody jelši neprekáža, pretože voda je chladná a obsahuje dostatok kyslíka (listy stromu sú na jar vo vývoji a strom nemá vysoké požiadavky na transpiráciu ani na príjem vody.
Veľké nebezpečenstvo predstavujú letné záplavy. Voda v lete má vyššiu teplotu, čo sa prejavuje vyššou kinetickou energiou molekúl vody, ktorá vytláča molekuly kyslíka. Množstvo kyslíka vo vode sa znižuje aj spomalením toku vody, a voda zostáva na
mieste- stagnuje. Vplyvom stagnácie vody dochádza k priduseniu koreňov, ktoré prestanú prijímať vodu. Pri vysokých letných teplotách dochádza k prehriatiu listov. Tým , že sa zvyšujú nároky na transpiráciu a zníži sa príjem vody koreňmi, stromy sú vystavené veľkému stresu, ktorý sa prejavuje vädnutím.
Chradnutie jelše vplyvom abiotického činiteľa – povodne, sprevádzané následnou aktivizáciou patogénov – nekrózy spodných partií kmeňa (sčernenie kôry koreňov a kmeňa ako dôsledok koreňovej hniloby), ktoré sú sprevádzané výtokom tmavých exudátov na povrchu borky nad nekrózou. U niektorých jedincov sa prejavuje vysychanie vetiev a žltnutie listov. Taktiež sa
prejavilo aj poškodenie predmetmi unášanými pri povodni, ktoré mechanicky poškodili kmene, a sú vstupnou bránou pre patogény.
Vplyvom tlaku vody dochádza k vymytiu vrstvy sedimentov , ktoré obaľujú koreňový systém stromov. Hlavne jemné korene sú poškodené a poranené. V prípade stagnácie vody vo výške niekoľkých metrov sú kmene namáhané v tlaku, čo môže viesť
k ďalšiemu narušeniu koreňového systému stromov alebo aj k odumretiu mechanicky namáhanej časti koreňov, v krajných prípadoch k vývratom.
Vzhľadom k výraznému poškodeniu jelše v porovnaní s ostatnými drevinami brehových porastov, vyplýva nižšia odolnosť jelše voči dlhodobému zaplavovaniu koreňového systému, ktorá znamená chradnutie a odumieranie jelše po povodniach.
Tisovec dvojradový – jednodomý
opadavý strom s rozšírenou bázou kmeňa, mohutnými koreňovými nábehmi a pahýlovitými dýchacími koreňmi, ktoré vyrastajú na povrch pôdy.
Pôvodný areál rozšírenia je v oblastiach vlhkej humídnej klímy s častými záplavami (USA, Florida, Mexiko, Texas). Najlepšie sa mu darí na naplaveninách , bohatých na živiny, na hlbokých pieskovo-hlinitých pôdach s nadbytkom
vlhkosti v priepustných povrchových vrstvách.
Pozoruhodné sú zvislé, dohora zo zeme rastúce dýchacie korene (pneumorhizy, pneumatofory), ktorých výška kolíše od niekoľkých centimetrov až do niekoľkých metrov (max 3,7 m). Ich tvorba (podobne ako tvorba koreňových nábehov) môže byť stimulovaná kolísavou vodnou hladinou.
Tisovcové bažiny spomaľujú tok, zväčšujú zaplavovanú plochu – tým zvyšujú infiltráciu vody do pôdy, sedimentáciu splavenín.
Vplyv extrémov počasia na fyziologické procesy lesných drevínKlimatológovia a meteorológovia zaznamenávajú v posledných rokov výraznejší nárast výskytu extrémnych situácií. Ako sa extrémy počasia prejavujú na základných fyziologických procesoch lesných drevín? Budú pre ne prínosom alebo budú znamenať ich poškodzovanie? Dokážu sa dreviny úspešne vysporiadať s extrémami počasia?
Priebeh dennej a sezónnej dynamiky jednotlivých fyziologických procesom môže byť dobrým ukazovateľom reakcie drevín na zmeny počasia. Z hľadiska extrémnosti počasia sú zaujímavé časti dňa alebo vegetačného obdobia, kedy dochádza k výraznejšiemu poklesu fotosyntetického príjmu CO2.
Čo sa týka vplyvu vlhkosti pôdy, resp. zásoby vody v pôde na rýchlosť asimilácie CO2 dospelých jedincov lesných drevín, táto otázka zostáva stále nezodpovedaná.
