Výsledek obrázku pro logo ostravská univerzita Donáška, transport, depozice a geomorfologická funkce říčního dřeva v mediteránních tocích Tomáš Galia Katedra fyzické geografie a geoekologie Ostravská univerzita Kde pracuji? •Katedra fyzické geografie a geoekologie, Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity (17 pedagogů, 10 doktorandů) •Svahové deformace (prof. T. Pánek) •Fluviální geomorfologie (doc. J. Hradecký) •Dendrogeomorfologie (doc. K. Šilhán) •Kartografie a geoinformatika (dr. J. Miklín) • •Studijní obory: •Fyzická geografie a geoekologie (Bc.+Mgr.), Ochrana a tvorba krajiny (Bc+Mgr.), Kartografie a geoinformatika (Bc.), Modelování v environmentální geografii (Mgr.), Environmentální geografie (Ph.D.) • Kdo jsem? •Odborný asistent na KFGG PřF OU (fluviální geomorfologie, modelování transportu sedimentů, hydrologie) •*22. 3. 1985 •Masarykovo gymnázium v Příboře (2000 – 2004) •Mgr. – Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity (Fyzická geografie a geoekologie) (2004 – 2009) •Ph.D. – Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity (Environmentální geografie) (2009 – 2012) •RNDr. – Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity (Fyzická geografie a geoekologie) (2013) • •2012 - vědecký pracovník na Katedře fyzické geografie a geoekologie PřF OU •2013 - odborný asistent na KFG OU •h-index 8, WOS cca 30 článků (2/2019) • • Kdo jsem? • • Jak se měnila témata výzkumu… • Květnová povodeň 2010 Malá Ráztoka (2 km2; 4 m3/s) Terénní exkurze říjen 2015 Terénní rekognoskace povodí Evrotas, říjen 2017 Specifika středomořských toků •Často pouze občasně nebo periodicky protékané toky (ephemeral/intermittent/non-perennial streams) •Výskyt přívalových povodní (zimní období) •Krajina i vodní toky intenzivně využívány člověkem tisíce let •Značná zranitelnost vůči klimatické změně a nárůstu antropoprese •Velice cenné z pohledu ekologie, specifické biotopy • Specifika středomořských toků •Z hlediska říčního dřeva •Prakticky neprobádané (mimo efektu lesních požárů na donášku a funkci říčního dřeva – malá povodí v Portugalsku) •Velice málo studií ze semiaridních oblastí v rámci celého světa (Austrálie, Jihoafrická republika, Namibie, USA) • •Přitom říční dřevo •Je cenné z ekologického hlediska (heterogenita stanovišť, úkryty, potrava) •Může vykonávat geomorfologickou funkci (ukládání sedimentů, eroze) •Může být rizikové z hlediska povodňových události (flash floods) https://www.youtube.com/watch?v=GH9zioEww7c •LW = large wood = 1 m x 0.1 m •Je tedy přirozenou součástí fluviálních geosystémů v zalesněných povodích Krátké příběhy ze Středomoří •Distribuce říčního dřeva (LW) a artefakty velké povodně v roce 2000 v efemerfně protékaném kaňonu JZ Kréty (6/2017) • •Predikce výskytu říčního dřeva v efemerfních a periodicky protékaných tocích horského pohoří západní Kréty (6/2018) • •Source-to-sinks toky říčního dřeva v sezónně protékané řece Evrotas, Pelopones a jejich potenciální vliv na endemické rybí druhy (9/2018) • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Předmět (úvodního) výzkumu: •Jaké množství říčního dřeva se nachází v efemerfních tocích semiaridního středomořského klimatu? • •Plní zde říční dřevo nějakou geomorfologickou funkci? • •S jakou frekvencí dochází k transportu dřeva v tomto toku? • •Jaká je residenční doba říčního dřeva v těchto klimatických podmínkách (čas od úmrtí stromu po jeho totální rozklad)? • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Studované území •4 km dlouhý úsek rokle Sfakiano • • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Studované území •4 km dlouhý úsek rokle Sfakiano • • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Metody •Inventarizace veškerého říčního dřeva v aktivním údolním dně •Měření geometrických parametrů aktivního údolního dna v 50m intervalech •Mapování stromové vegetace z leteckých snímků •Datování kusů říčního dřeva dendrochronologií L • • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Zjištěné množství říčního dřeva •795 kusů (86 % cypříše) •19,6 kusů na 100 m délky •14,3 m3 na hektar plochy aktivního údolního dna • • • Wohl, 2017 Ruiz-Villanueva et al., 2016 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Prostorová distribuce říčního dřeva •Nejvyšší objemy v segmentech, kde byly časté vývraty (fallen trees) a nápěchy • • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Prostorová distribuce říčního dřeva •Závislost říčního dřeva na množství živých stromů v údolním dně •Množství živých stromů je závislé na nadmořské výšce (srážky) + šířce aktivního údolního dna (geologická predispozice) • • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Geomorfologická funkce říčního dřeva •Je odrazem efemerfního hydrologického režimu a relativně nízkého množství dřeva •Pouze 12 stupňů akumulujících sedimenty (a) a 13 dřevních nápěchů akumulujících sedimenty (b) na 4km délce toku • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Doba rozkladu říčního dřeva •Nezdařilo se dendrochronologické datování -> i přes příhodné podmínky (semiaridní klima) rychlý rozklad cypřišového dřeva pravděpodobně díky hmyzu •Datovány velké jizvy na živých stromech u kterých se uložily nápěchy -> povodňová událost z prosince 2000 • • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Povodňová událost 2000 •Stále zásadní na současnou distribuci říčního dřeva •Zanedbatelná míra transportu v letech 2001-2017 • • 2008 2017 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Povodňová událost 2000 •Stále zásadní na současnou distribuci říčního dřeva • 1) Distribuce říčního dřeva v kaňonu a artefakty velké povodně •Hlavní závěry •Relativně nízké množství říčního dřeva v občasně protékaném kaňonu •Jeho množství je závislé na výskytu živých stromů v údolním dně (dodávka z prudkých svahů je zanedbatelná) •Oproti jiným fluviálním systémům nízká gmf účinnosti říčního dřeva •Pravděpodobně rychlý rozklad (cypříše) •Velké povodně jsou zásadní na distribuci a čerstvou dodávku říčního dřeva • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Oproti předchozí inventarizaci v jediném toku jsme tentokrát pracovali ve 37 nezávislých úsecích (100-150 m) • •Předmět výzkumu: • •Jaké množství říčního dřeva lze očekávat v efemerfních a periodicky protékaných tocích horského pásma semiaridního středomořského klimatu? • •Jaké jsou predispozice výskytu říčního dřeva v těchto systémech? • •Je říční dřevo relativně stabilním nebo mobilním prvkem? • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Studované území: • • Chania 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Studované území: • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Metody •Inventarizace říčního dřeva v jednotlivých úsecích •Měření vybraných parametrů korytových úseků •Kvantifikace zakmenění a druhového zastoupení břehových porostů/porostů v údolním dně a na přilehlých svazích (25 m od břehu koryta) • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Zjištěné množství říčního dřeva •Nízké množství ve srovnání s jinými regiony (6,5 LW/100 m, 9,6 m3/ha) •Značná variabilita i mezi úseky v rámci jednotlivých povodí • • Modrá – kaňony, červená – polouzavřená údolí, žlutá – širší údolí v předpolí 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Parametry říčního dřeva •Říční dřevo z jehličnanů má větší průměry kmene než dřevo z listnatých stromů • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Parametry říčního dřeva •Oproti širokému údolnímu dnu Sfakijského kaňonu nízká míra stabilizace říčního dřeva živou vegetací •> 50 % kusů bylo transportováno během minulých povodní, což se ale neodrazilo ve formování dřevních nápěchů jako artefaktu transportu • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Predispozice celkově nízkého množství říčního dřeva •Nízká hustota zakmenění (2-4 x nižší než v našich lesích) – historie území? •Rychlý rozklad dřeva? •Hydrologický režim? • • Generalizované lineární modely ukázaly, že na objem říčního dřeva má pozitivní vliv: •Přítomnost jehličnanů •Celková hustota zakmenění •Nadmořská výška •Nízká šířka koryta •Uzavřenost údolí Generalizované lineární modely ukázaly, že na počty říčního dřeva má pozitivní vliv (ale pouze na p <0.1): •Přítomnost listnáčů •Nízká šířka údolního dna 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Predispozice celkově nízkého množství říčního dřeva • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Transportované říční dřevo •Jeho objem stoupá s uzavřeností údolí a nadmořskou výškou (vazba na celkový objem říčního dřeva) • • • • • • • •Proporciální nárůst transportovaného dřeva na celkovém objemu říčního dřeva s nárůstem šířky koryta • • 2) Predikce výskytu říčního dřeva v horských tocích •Hlavní závěry •Množství říčního dřeva je relativně nízké, ale značně variabilní •Tato variabilita je podmíněna druhovým složením živé vegetace, které je podmíněno nadmořskou výškou, případně lokálními disturbancemi (svahové nestability, pravděpodobně i lesní požáry) •Vliv mají geometrické parametry koryta a uzavřenost údolí •Vysoká míra mobility, pravděpodobně značně nepravidelná (flash floods) -> probíhá vyhodnocení jizev způsobených povodněmi v některých povodích • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Předmět (prozatím nevyhodnoceného) výzkumu: •Jaké množství říčního dřeva se nachází v periodicky protékané řece s úseky o kontrastní morfologií a jaké jsou zákonitosti jeho výskytu? • •Existuje zde vazba mezi říčním dřevem a populacemi endemických rybích druhů? • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Studované území: •100 km dlouhá řeka Evrotas, Peloponés • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Studované území: •100 km dlouhá řeka Evrotas, Peloponés • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Metody: •Inventarizace říčního dřeva v 19+3 úsecích •Měření geometrických parametrů koryta těchto úseků •Kvantifikace parametrů břehových porostů (zakmenění, podíl mrtvých stromů) •Odlov ryb ve vybraných úsecích a konkrétních lokalitách u dřeva/mimo dřevo L • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Množství a vůdčí faktory výskytu říčního dřeva •Variabilní především v závislosti na hydrologickém režimu úseku •Tento hydrologický režim ovlivňuje i zakmenění břehových porostů • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Množství říčního dřeva •Variabilní především v závislosti na hydrologickém režimu úseku •Tento hydrologický režim ovlivňuje i zakmenění břehových porostů • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Source-to-sinks toky říčního dřeva •V některých úsecích výskyt mrtvých platanů -> předpoklad zvýšené dodávky •Relativně široké větvící se úseky – depozice říčního dřeva • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Source-to-sinks toky říčního dřeva •V některých úsecích výskyt mrtvých platanů -> předpoklad zvýšené dodávky •Kaňonovité úseky – předpoklad urychlení transportu (vysoká rychlost a hloubka proudění) • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Source-to-sinks toky říčního dřeva •V některých úsecích výskyt mrtvých platanů -> předpoklad zvýšené dodávky •Potenciální problém u mostních konstrukcí pod „sources“ • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Potenciální vliv na endemické druhy ryb •Odlov ryb v blízkosti říčního dřeva a v místech bez dřeva, avšak… • • 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Potenciální vliv na endemické druhy ryb •Většina místních druhů a populačních stádií preferuje habitat pomalejšího a hlubšího proudění •Říční dřevo může přispět k vývoji těchto habitatů (hrazené/výmolové tůně) • • Vardakas et al., 2016 3) Říční dřevo v periodicky protékané řece a jeho potenciální vliv na biotu •Hlavní závěry •Prozatím se ukazuje, že nevysychající úseky mají více říčního dřeva •Říční dřevo by se mohlo uplatnit jako významný revitalizační prvek za účelem ochrany endemických populací ryb •Zvýšené povodňové riziko v případě, že mezi zdrojnicí říčního dřeva a úsekem s infrastrukturou neexistuje „retenční“ širší úsek • • Děkuji za pozornost! • • czech-rivers.blogspot.com facebook: @fluvialni.geomorfologie tomas.galia@osu.cz