Ako sa počíta biomasa a obsah chemických prvkov v stromoch v rastovom simulátore SIBYLA ?

Množstvo biomasy v stromoch

Biomasa sušiny v kilogramoch pre konkrétnu časť stromu bola odvodená z rôznorodého dátového materiálu a počíta sa na základe alometrickej rovnice:

Biomasa = A . vHSKB . Ired

kde vHSK je objem hrubiny s kôrou v m3, A, B sú koeficienty z tabuľky 1 a Ired je redukčný faktor pre sucháre z tabuľky 2 (vzťahujúci sa hlavne na lístie, ihličie, prípadne konáre, štandardne rovný 1).

Tab.1 Koeficienty alometrickej rovnice biomasy

Tab.2 Redukčný faktor alometrickej rovnice biomasy

Biomasa potrebnej časti stromu vznikne spočítaním potrebných komponentov v rámci stĺpca:

  • Biomasa dreva kmeňa: 1+2+3+5+6+7+9

  • Biomasa kôry kmeňa: 4+8+10

  • Biomasa dreva a kôry všetkých vetiev: 11+12+13

  • Biomasa asimilačných orgánov: 14

  • Biomasa koreňa a pňa: 15

  • Celková nadzemná biomasa: 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14

  • Celková biomasa stromu: 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15

 Viazanie chemických prvkov v biomase

V rastovom simulátore SIBYLA sa počíta obsah nasledujúcich chemických prvkov a zlúčenín:

  • makroživiny: uhlík (C), dusík (N), fosfor (P), draslík (K), vápnik (Ca), horčík (Mg), síra (S)

  • stopové prvky: železo (Fe), mangán (Mn), meď (Cu), zinok (Zn), molybdén (Mo), bór (B)

  • toxické prvky: chlór (Cl), olovo (Pb), arzén (As), chróm (Cr), kadmium (Cd), nikel (Ni)

  • ostatné prvky: kremík (Si), hliník (Al), sodík (Na), titan (Ti), kobalt (Co)

  • popol

  • množstvo spotrebovaného CO2

  • množstvo vyprodukovaného O2

Obsah chemických prvkov a popola v stromoch sa počíta pomocou výskumu Bublinca (1994) na základe jednotkového obsahu prvkov (JOP) v 10 mg.kg-1 sušiny. Jednotkový obsah prvkov závisí od dreviny a komponentu stromu (i): koreň a peň (1), drevo kmeňa (2), kôra kmeňa (3), vetvy (4) a asimilačné orgány (5). Obsah je vyjadrený v kilogramoch a využíva sa vzťah:

Množstvo CO2 a O2 sa vypočíta na základe pomerného čísla odvodeného z molekulovej hmotnosti kyslíka a uhlíka podľa:

Obsah uhlíka sa prenásobí uvedenými pomernými číslami a dostaneme množstvo spotrebovaného oxidu uhličitého a vyprodukovaného kyslíka.

Hodnoty biomasy a obsahu prvkov sa počítajú podľa uvedených algoritmov na úrovni jednotlivých stromov ako aj na sumárnej úrovni za porastové zložky a dreviny.

Celková produkcia biomasy

Celková produkcia biomasy je súčet produkcie biomasy hlavného porastu vo veku t a všetkých podružných porastov do veku t (vrátane):

Celkové viazanie uhlíka

Celkové viazanie uhlíka je súčet obsahu uhlíka v stromoch hlavného porastu vo veku t a všetkých podružných porastov do veku t (vrátane):

Bežný prírastok biomasy

Bežný prírastok biomasy sa vypočíta ako rozdiel biomasy hlavného porastu v dvoch periódach delený dĺžkou periódy (delta t = štandardne 5 rokov) podľa:

Bežný prírastok uhlíka

Bežný prírastok uhlíka sa vypočíta ako rozdiel obsahu uhlíka v stromoch hlavného porastu v dvoch periódach delený dĺžkou periódy (delta t = štandardne 5 rokov) podľa:

Celkový bežný prírastok biomasy

 Celkový bežný prírastok biomasy sa vypočíta ako rozdiel celkovej produkcie biomasy v dvoch periódach delený dĺžkou periódy (delta t = štandardne 5 rokov) podľa:

Celkový bežný prírastok uhlíka

 Celkový bežný prírastok uhlíka sa vypočíta ako rozdiel celkového viazania uhlíka v dvoch periódach delený dĺžkou periódy (delta t = štandardne 5 rokov) podľa:

Celkový priemerný prírastok biomasy

Celkový priemerný prírastok biomasy sa vypočíta ako podiel celkovej produkcie biomasy porastu a jeho veku:

Celkový priemerný prírastok uhlíka

Celkový priemerný prírastok uhlíka sa vypočíta ako podiel celkového viazania uhlíka v stromoch porastu a jeho veku:


Ako sa počíta potenciálna transpirácia vody v stromoch v rastovom simulátore SIBYLA ?

Potenciálna transpirácia vody v stromoch v litroch za rok sa počíta na základe povrchu koruny stromu cS, priemernej dennej teploty vo vegetačnom období s6 a dĺžky vegetačného obdobia s4 podľa vzorca:

  • kD je korektor dĺžky vegetačného obdobia. Počíta sa na základe nadmorskej výšky lesného porastu podľa lineárnej funkcie: b0+b1.vnm

  • IR je index daždivých dní (s denným úhrnom zrážok viac ako 1 mm). Závisí od oblasti lesov a nadmorskej výšky a vypočíta sa interpoláciou z tabuľky klimatickej amplitúdy.

  • ktr je korektor transpiračných dní, ktorý prepočítava daždivé dni na dni transpiračné. Vystupuje vo forme konštanty (0.4)

  • ai a bi sú koeficienty rovnice

Väčšina charakteristík biomasy, obsahu prvkov a transpirácie sa nachádza v tabuľkách ELEMENTS a Biomass v databáze rastového simulátora SIBYLA.


© Copyright doc. Ing. Marek Fabrika, PhD.