J. For. Sci., 2016, 62(2):72-79 | DOI: 10.17221/96/2015-JFS

Changes of agricultural land characteristics as a result of afforestation using introduced tree speciesOriginal Paper

V. Podrázský1, M. Fulín1,2, H. Prknová1, F. Beran2, M. Třeštík1
1 Faculty of Forestry and Wood Sciences, Czech University of Life Sciences Prague, Prague, Czech Republic
2 Forestry and Game Management Research Institute, Jíloviště, Czech Republic

The paper documents the mid-term changes of the soil characteristics and upper soil dynamics in the stands of introduced tree species, grand fir and Douglas-fir, on the former agricultural lands. These species were compared with Norway spruce stand and original grassland in the same site conditions at the Hrubá Skála locality (Eastern Bohemia). The plot was established in 1980 on Luvisol type of soil, sandy clay. Altitude ranges between 350 and 360 m a.s.l., mean annual temperature was 7.8°C, mean annual precipitation 703 mm. Results confirmed the starting process of the development of humus forms typical for forest ecosystems, despite the initial stage was dominant. The amount of surface humus (holorganic horizons) did not differ between the tree species stands and the agricultural land, but the grassland humus layer contained much more mineral particles. The grand fir was confirmed as a species favourably affecting the site, Douglas-fir affecting it less favourably in the given conditions compared with Norway spruce. Different dynamics was documented for soil reaction, characteristics of soil adsorption complex, soil acidity and nutrient dynamics.

Keywords: agricultural land afforestation; soil characteristics; grand fir; Douglas-fir

Published: February 29, 2016  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Podrázský V, Fulín M, Prknová H, Beran F, Třeštík M. Changes of agricultural land characteristics as a result of afforestation using introduced tree species. J. For. Sci. 2016;62(2):72-79. doi: 10.17221/96/2015-JFS.
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. Augusto L., Ranger J., Binkley D., Rothe A. (2002): Impact of several common tree species of European temperate forests on soil fertility. Annales of Forest Science, 59: 233-253. Go to original source...
    2. Augusto L., Dupouey J.L., Ranger J. (2003): Effects of tree species on understory vegetation and environmental conditions in temperate forests. Annales of Forest Science, 60: 823-831. Go to original source...
    3. Barcena T.G., Gundersen P., Vesterdal L. (2014): Afforestation effects on SOC in former cropland: Oak and spruce chronosequences resampled after 13 years. Global Change Biology, 20: 2938-2952. Go to original source... Go to PubMed...
    4. Blanco-Canqui H., Lal R. (2004): Mechanisms of carbon sequestration in soil aggregates. Critical Reviews in Plant Sciences, 23: 481-504. Go to original source...
    5. Brown S., Lugo A.E. (1990): Effects of forest clearing and succession on the carbon and nitrogen content of soils in Puerto Rico and US Virgin Islands. Plant Soil, 124: 53-64. Go to original source...
    6. Del Galdo I., Six J., Peressotti A., Cotrufo M.F. (2003): Assessing the impact of land-use change on soil carbon sequestration in agricultural soils by means of organic matter fractionation and stable carbon isotopes. Global Change Biology, 9: 1204-1213. Go to original source...
    7. Ellert B.H., Bettany E.T. (1995): Calculation of organic matter and nutrients store in soils under contrasting management regimes. Canadian Journal of Soil Science, 75: 529-538. Go to original source...
    8. Fulín M., Remeš J., Tauchman P. (2013): Růst a produkce jedle obrovské (Abies grandis Lindl.) ve srovnání s jinými jehličnany. Zprávy lesnického výzkumu, 58: 186-192.
    9. Hagen-Thorn A., Callesen I., Armolaitis K. (2004): The impact of six European tree species on the chemistry of mineral top soil in forest plantation on former agricultural land. Forest Ecology and Management, 195: 373-384. Go to original source...
    10. Hatlapatková L., Podrázský V. (2011): Obnova vrstev nadložního humusu na zalesněných zemědělských půdách. Zprávy lesnického výzkumu, 56: 228-234.
    11. Holubík O., Podrázský V., Vopravil J., Khel T., Remeš J. (2014): Effect of agricultural land afforestation and tree species composition on the soil reaction, total organic carbon and nitrogen content in the uppermost mineral soil profile. Soil and Water Research, 9: 192-200. Go to original source...
    12. Kacálek D., Bartoš J., Černohous V. (2006): Půdní poměry zalesněných zemědělských pozemků. In: Neuhöferová P. (ed.): Zalesňování zemědělských půd - výzva pro lesnický sektor. Sborník referátů, Kostelec nad Černými lesy, Czech Republic, Jan 17, 2006: 169-178.
    13. Kacálek D., Novák J., Špulák O., Černohous V., Bartoš J. (2007): Přeměna půdního prostředí zalesněných zemědělských pozemků na půdní prostředí lesního ekosystému - přehled poznatků. Zprávy lesnického výzkumu, 52: 334-340.
    14. Kacálek D., Dušek D., Novák J., Slodičák M., Bartoš J., Černohous V., Balcar V. (2011): Former agriculture impacts on properties of Norway spruce forest floor and soil. Forest Systems, 20: 437-443. Go to original source...
    15. Kacálek D., Dušek D., Novák J., Bartoš J. (2013): The impact of juvenile tree species canopy on properties of new forest floor. Journal of Forest Science, 59: 230-237. Go to original source...
    16. Kaiser K., Eusterhues K., Rumpel C., Guggenberger G., KogelKnabner I. (2002): Stabilization of organic matter by soil minerals - investigations of density and particle-size fractions from two acid forest soils. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 165: 451-459. Go to original source...
    17. Kobliha J., Janeček, V. (2000): Growth of progenies from spontaneous hybrids within genus Abies in comparative plantations. In: Proceedings of the 9th International European Silver Fir Symposium, Skopje, Macedonia, May 21-26, 2000: 27-36.
    18. Kobliha J., Stejskal J., Lstibůrek M., Marušák R., Slávik M. (2013): Selection of European larch provenances based on productivity and economic values. Journal of Forest Science, 59: 424-435. Go to original source...
    19. Kubeček J., Štefančík I., Podrázský V., Longauer R. (2014): Výsledky výzkumu douglasky tisolisté (Pseudotsuga menziesii /Mirb./ Franco) v České republice a na Slovensku - přehled. Lesnícky časopis - Forestry Journal, 60: 120-129. Go to original source...
    20. Lal R. (2002): Soil carbon dynamics in cropland and rangeland. Environmental Pollution, 116: 353-362. Go to original source... Go to PubMed...
    21. Lamlom S.H., Savidge R.A. (2003): A reassessment of carbon content in wood: variation within and between 41 North American species. Biomass and Bioenergy, 25: 381-388. Go to original source...
    22. Marková I., Pokorný R., Marek M.V. (2011): Transformation of solar radiation in Norway spruce stands into produced biomass - the effect of stand density. Journal of Forest Science 57: 233-241. Go to original source...
    23. Menšík L., Kulhavý J., Kantor P., Remeš M. (2009): Humus conditions of stands with the different proportion of Douglas fir in training forest district Hůrky and the Křtiny Forest Training Enterprise. Journal of Forest Science, 55: 345-356. Go to original source...
    24. Merganičová K., Merganič J. (2010): Coarse woody debris carbon stocks in natural spruce forests of Babia hora. Journal of Forest Science, 56: 397-405. Go to original source...
    25. Petkova K., Goergieva M., Uzunov M. (2014): Investigation of Douglas-fir provenance test in North-Western Bulgaria at the age of 24 years. Journal of Forest Science, 60: 288-296. Go to original source...
    26. Podrázský V., Remeš J. (2008): Půdotvorná role významných introdukovaných jehličnanů - douglasky tisolisté, jedle obrovské a borovice vejmutovky. Zprávy lesnického výzkumu, 53: 27-33. Go to original source...
    27. Podrázský V., Remeš J. (2009): Soil-forming effect of grand fir (Abies grandis [Dougl. ex D. Don] Lindl.). Journal of Forest Science, 55: 533-539. Go to original source...
    28. Podrázský V., Remeš J., Tauchman P., Hart V. (2010): Douglaska tisolistá a její účinky na zalesněných zemědělských půdách. Zprávy lesnického výzkumu, 55: 12-17.
    29. Podrázský V., Štěpáník R. (2002): Vývoj půd na zalesněných zemědělských plochách - oblast LS Český Rudolec. Zprávy lesnického výzkumu, 47: 53-56.
    30. Popov E.B. (2014): Results of 20 years old Douglas-fir provenance experiment established on the northern slopes of Rila Mountain in Bulgaria. Journal of Forest Science, 60: 394-399. Go to original source...
    31. Slodičák M., Novák J., Kacálek, D. (2011): Pěstební postupy k biologické melioraci narušených lesních půd. Certifikovaná metodika. Lesnický průvodce 6/2011. Strnady, Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti: 37.
    32. Šika A. (1983): Introdukce jedle obrovské v ČSR. Zprávy lesnického výzkumu, 28: 1-3.
    33. Špulák O. (2006): Příspěvek k historii zalesňování zemědělských půd v České republice. In: Neuhöferová P. (ed.): Zalesňování zemědělských půd - výzva pro lesnický sektor. Sborník referátů, Kostelec nad Černými lesy, Czech Republic, Jan 17, 2006: 15-24.
    34. Špulák O., Kacálek D. (2011): Historie zalesňování nelesních půd na území České republiky Zprávy lesnického výzkumu, 56: 49-57.
    35. Tisdall J.M., Oades J.M. (1982): Organic matter and waterstable aggregates in soils. European Journal of Soil Science, 33: 141-163. Go to original source...
    36. Vančura K. (1990): Provenienční pokus s jedlí obrovskou série IUFRO ve věku 13 let. Práce VÚLHM, 75: 47-66.
    37. Vopravil J., Podrázský V., Batysta M., Novák P., Havelková L., Hrabalíková L. (2015): Identification of agricultural soils suitable for afforestation in the Czech Republic using a soil database. Journal of Forest Science, 61: 141-147. Go to original source...
    38. Zeller B., Andrianarisoa S., Jussy J.H. (2010): Impact of Douglas-fir on the N cycle: Douglas fir promote nitrification? In: Opportunities and risks for Douglas fir in a changing climate, Freiburg, Germany, Oct 18-20, 2010. Berichte Freiburger Forstliche Forschung, 85: 11.

    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.


    Return to the content