J. For. Sci., 2002, 48(12):536-548 | DOI: 10.17221/11921-JFS

Dendroecological study of spruce growth in regions under long-term air pollution loadOriginal Paper

M. Kroupová
Forestry and Game Management Research Institute, Jíloviště-Strnady, Czech Republic

The purpose of this study was to analyse increment cores from spruce growing in the Ore Mountains, Jizerské Mountains, and Giant Mountains, to evaluate the relationship between tree growth, climatic factors, and air pollution load. The sites from which sample cores were extracted were localised along an altitudinal gradient. Analytical methods included single pointer year analysis and simple linear regression. An unambiguous relationship between negative pointer years and climatic extremes was detected for growth increments prior to 1977. After 1977, minimum increment values also reflected the gradient of air pollution levels. In the eastern part of the Ore Mountains, an increased sensitivity of spruce to low temperatures and temperature breaks was evident. The dominant role of temperature during the winter period was confirmed by the results of correlation analysis. From this, I have concluded (indirectly) a long-term deleterious impact of sulphur dioxide, resulting in lower frost resistance of the spruce trees. Recent increment development suggested that the stands in the Giant Mountains overcame the critical period at the end of the 1980's, and regenerated well. By contrast, the ecological stability of the Ore Mountain forests was disturbed due to chronic stress, and the existence of the stands is threatened.

Keywords: growth increment; spruce; climate; air pollution; Ore Mountains; Giant Mountains; Jizerské Mountains

Published: December 31, 2002  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Kroupová M. Dendroecological study of spruce growth in regions under long-term air pollution load. J. For. Sci. 2002;48(12):536-548. doi: 10.17221/11921-JFS.
Download citation

References

  1. AUCLAIR A.D., LIL J.T., REVENGA C., 1996. The role of climate variability and global warming in the dieback of northern hardwoods. Wat., Air and Soil Pollut., 91: 163-186. Go to original source...
  2. BÍBA M., KROUPOVÁ M., 2001. Dendroklimatologické vyhodnocení přírůstu jedle, smrku a buku v oblasti Moravskoslezských Beskyd. Zpr. Lesn. Výzk., 46 (3): 150-154.
  3. DESPLANQUE C., ROLLAND CH., SCHWEINGRUBER F.H., 1999. Influence of species and abiotic factors on extreme tree ring modulation. Trees, 13: 218-227. Go to original source...
  4. FEILER S., 1985. Einflüsse von Schwefeldioxid auf die Membranpermeabilität und folgen für die Frostempfindlichkeit der Fichte (Picea abies [L.] Karst.). Flora, 177: 217-226. Go to original source...
  5. HOLMES R.L., ADAMS R.K., FRITTS H.C., 1986. Users Manual for Program Arstan, in Tree-Ring Chronologies of Western North America: California, Eastern Oregon and Northern Great Basin. Laboratory of Tree-Ring Research, University of Arizona: 50-65.
  6. KIENAST F., SCHWEINGRUBER F.H., BRÄKER O.U., SCHÄR E., 1987. Tree ring studies on conifers along ecological gradients and the potential of single-year analyses. Can. J. For. Res., 17: 683-696. Go to original source...
  7. KROUPOVÁ M., 2001. Letokruhová analýza smrku na vybraných plochách intenzivního monitoringu programu ICP Forests. In: UHLÍŘOVÁ H. (ed.), Monitoring zdravotního stavu lesa v České republice. Ročenka programu ICP Forests 2001. Jíloviště-Strnady, VÚLHM: 78-85.
  8. KROUPOVÁ M., KYNCL T., 2001. Orlické hory - mění se maximální hustota a podíl pozdního dřeva v letokruzích smrku? Zpr. Lesn. Výzk., 46 (4): 213-216. Go to original source...
  9. LOMSKÝ B., ŠRÁMEK V., 1999. Damage of the forest stands in the Ore Mts. during the period 1995-1997. J. For. Sci., 45: 169-180.
  10. NĚMEC A., 1952. Příspěvek k otázce smrku v Rudohoří se zřetelem ke kouřovým škodám. Práce VÚL, 5: 167-227.
  11. MATERNA J., 1956. Příspěvek k otázce působení kouřových plynů v Krušných horách. Práce VÚL ČSR, 11: 158-172. Go to original source...
  12. MATERNA J., 1999. Development and causes of forest damage in the Ore Mts. J. For. Sci., 45: 147-152.
  13. MATERNA J., VINŠ B., 1957. Návrh soustavného výzkumu krušnohorské oblasti. Zprávy VÚLH, 3: 36-40.
  14. MICHAEL G., FEILER S., RANFT H., TESCHE M., 1982. Der Einfluss von Schwefeldioxid und Frost auf Fichten. Flora, 172: 317-326. Go to original source...
  15. RÖHLE H., 1999. Changed growth performances in Germany exemplified by spruce, and conclusions for forestry. In: KARJALAINEN T., SPIECKER H., LAROUSSINIE O. (eds.), Causes and Consequences of Accelerating Tree Growth in Europe. EFI Proc., No. 27: 217-227.
  16. RYŠKOVÁ L., UHLÍŘOVÁ H., 1985. Vliv imisí na mrazuvzdornost jehličnatých dřevin. Práce VÚLHM, 66: 339-361.
  17. SANDER C., ECKSTEIN D., KYNCL J., DOBRÝ J., 1995. The growth of spruce (Picea abies [L.] Karst.) in the Krkonoše Mountains as indicated by ring width and wood density. Ann. Sci. For., 52: 401-410. Go to original source...
  18. SCHWEINGRUBER F.H., ECKSTEIN D., SERRE-BACHET F., BRÄKER O.U., 1990. Identification, presentation and interpretation of event years and pointer years in dendrochronology. Dendrochronologia, 8: 8-38.
  19. SPÁLENÝ J., 1980. Vliv kouřových imisí na mrazuvzdornost smrku ztepilého. Lesn. Práce, 59: 411-414.
  20. ŠRÁMEK V., 2000. Vliv klimatických a meteorologických faktorů na vitalitu dřevin a ekologickou stabilitu lesních porostů. [Dizertační práce.] Brno, MZLU: 173.
  21. VINŠ B., 1962. Použití letokruhových analýz k průkazu kouřových škod. Část II. Příspěvek k hodnocení letokruhových analýz. Lesnictví, 8: 263-280.
  22. VINŠ B., LUDERA J., 1967. Použití letokruhových analýz k průkazu kouřových škod. Část III: Hodnocení vývoje běžného přírůstu na trvalých zkusných plochách a kalkulace celkových přírůstových ztrát v decenniu 1954 až 1963. Lesn. Čas., 13: 409-444.
  23. VINŠ B., TESAŘ V., 1969. Přírůstové ztráty vlivem kouřových exhalací na Trutnovsku. Práce VÚLHM, 38: 139-158.
  24. VINŠ B., POSPÍŠIL F., 1973. Increment losses caused by smoke exhalations in the Jizerské hory Mts. Commun. Inst. For. Cechosl., 8: 207-228.
  25. WENTZEL K.F., 1956. Winterfrost 1956 und Rauchschäden. Allg. Forstz., 11: 541-543. Go to original source...

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