dendrogeomorfologie a přírodní hazardy principy a přispění k současnému stavu poznání KFG-color-positive logo www.dendroman.cz karel.silhan@osu.cz Karel Šilhán Katedra fyzické geografie a geoekologie, Přírodovědecká fakulta, Ostravská univerzita • • •Mgr. (2006) Fyzická geografie a geoekologie, OU •RNDr. (2007) Fyzická geografie a geoekologie, OU •Ph.D. (2009) Environmentální geografie, OU •2014 – obhájena habilitační práce, UK Bratislava • •Od 2007 – odborný asistent na KFGG, OU • •Vedoucí laboratoře dendrogeomorfologie (dendroman.cz) • •Zaměření: geomorfologie, dendrogeomorfologie • •Počet impaktovaných článků: 23 •H-index: 6 • •Katedra fyzické geografie a geoekologie •Přírodovědecká fakulta •Ostravská univerzita • •Vedoucí: doc. RNDr. Jan Hradecký, Ph.D. •Oddělení: –Fyzická geografie a geoekologie –Kartografie a geoinformatika •Laboratoře: –Dendrogeomorfologie, sedimentologie a granulometrie, geofyziky a vrtných prací, kartografie a DPZ •Výzkum: –V současnosti řešení tří projektů GAČR •Směry výzkumu: –Svahové deformace –Kvartérní vývoj krajiny –Hydrologické modelování –Fluviálně-geomorfologické aplikace –Aplikace a vývoj dendrogeomorfologických metod D:\Logo_KFG-Final\KFG-logo_CZ\KFG-barva-negativ.jpg • •Základní myšlenka: –Analýza geomorfologických (svahových) procesů prostřednictvím dendrochronologických metod • •Moderní dendrogeomorfologie však řeší mnohem více než pouhé datování procesů • dendrogeomorfologie IMG P1020371 •Odvětví dendrochronologie (později dendroekologie) •Zakladatel dendrochronologie: A. E. Douglass (1867-1962) – astronom –Datování starých vzorků dřeva –Využití letokruhů jako záznamu o klimatických vlivech na prostředí •J. Alestalo (1971): zakladatel dendrogeomorfologie –Dendrochronological interpretation of geomorphic processes • •D. Butler •J. F. Shroder •F. H. Schweingruber •M. Stoffel – vývoj dendrogeomorfologie http://www.unige.ch/climate/Team/Stoffel/markus.jpg obr Základní princip dendrogeomorfologie • Přímé projevy • •Tvorba chaotického, hojivého, parenchymatického pletiva (kalus) na okrajích jizvy • •Tvorba traumatických pryskyřičných kanálků u jehličnanů (do 3 týdnů) TRD • • Poškození kmenu nebo kořenů 102_0202 102_0169 102_9532 • využití pro přesné intrasezonální datování Poškození kmenu nebo kořenů Kalus a traumatické pryskyřičné kanálky P1020371 ohnutí kmenu příčiny tilt df P1011256 blokovobahenní proud sesuv skalní řícení •Okamžitá snaha stromu o kompenzaci své polohy asymetrickým přirůstem • •Nadměrný přírůst na jedné straně kmenu kompenzován růstovým útlumem na opačné straně • •Rozdílné přírůsty u jehličnanů a listnáčů ohnutí kmenu projevy – reakční dřevo reakcni_drevo IMG pohřbení kmenu Projevy – růstové anomálie (akcelerace/redukce) pohřbený kmeny redukce • • Náchylnější starší stromy než mladší (ztratily již pružnost) • • Ulomení špičky i po nárazu do spodní části kmenu: hula-hoop efekt • • Následuje růstový útlum • • Některé větve nahradí funkci špičky: candelabra tree, hammer shape • • Možnost tvorby TRD • setnutí kmenu obecné aspekty P1010887 hulahoop • obnažení kořenů anatomické změny buněk bank-roots • zprostředkovaný vliv geomorologického procesu • • snížení kompetičního tlaku u přeživších jedinců • • více světla, živin, vody, prostoru • • strom reaguje zvýšením ročního přírůstku • • k nárůstu většinou nedochází okamžitě, ale s určitým zpožděním (i několik let) • • použitelné pouze jako doplňková indicie o vzniku procesu • • nutno vždy podložit dalšími růstovými projevy • • samostatně využitelné pouze jako ukazatel minimálního stáří úmrtí sousedních stromů následky • Nutno znát přesné stáří stromů (počítat s výškovou redukcí, případně omezením způsobeném odběrem vzorků) • • Kolonizace volného prostoru může mít zpoždění (jednotky až desítky let) • • Důležité určit dobu mezi událostí a vyrašením nových stromů (nejobtížnější krok) • • Určení minimálního stáří události kolonizace nového prostředí aspekty kol 1. 1.vytipování lokality 2. 2.podrobné geomorfologické mapování 3. 3.výběr stromů pro odběr vzorků a odběr vzorků 4. 4.laboratorní zpracování vzorků 5. 5.chronologická rekonstrukce geomorfologických procesů 6. 6.analýza příčinných faktorů vzniku procesů 7. základní principy dendrogeomorfologického výzkumu • Geomorfologické procesy řešené na KFGG skalní řícení blokovobahenní proudy sesuvy eroze povodně • Blokovobahenní proudy Chronologie a prostorovost v MSB Blokovobahenní proudy Chronologie a prostorovost v MSB Blokovobahenní proudy Regionální chronologie z Krymských hor • Blokovobahenní proudy Regionální chronologie z Krymských hor • Náplavové kužely Rekonstrukce historického vývoje napříč MSB • Skalní řícení Detailní analýza čtyř lokalit napříč MSB • Skalní řícení Chronologie a prostorovost • Skalní řícení Řídící faktory • Skalní řícení Prostorová rekonstrukce v Krymských horách Sesuvy rekonstrukce pohybů předcházejících katastrofické aktivaci Sesuvy vývoj nové metody extrakce sesuvného signálu z letokruhových řad • C:\Users\silhan\Desktop\Fig. 2 color.jpg C:\Users\silhan\Desktop\Fig. 3 color.jpg analyzováno cca 1700 stromů Sesuvy Detailní prostorová rekonstrukce sesuvných pohybů Sesuvy Detailní prostorová rekonstrukce sesuvných pohybů • C:\Users\silhan\Desktop\publikace\2012\Catena_12\SEND Catena\Fig. 7 color.tif Sesuvy Chronologie a řídící faktory Povodně Chronologie a rekonstrukce vývoje příčného profilu koryta • Stržová eroze Chronologie • Multiprocesní analýza P1011265 P1011210 Multiprocesní analýza Potenciál pro další výzkum Západní Anatolie Rekonstrukce až 500 let starých sesuvných pohyhů Použité zdroje •Šilhán, K., Pánek, T., (2010): Fossil and recent debris flows in medium-high mountains (Moravskoslezské Beskydy Mts, Czech Republic). Geomorphology, 124, 238–249. •Šilhán, K., Brázdil, R., Pánek, T., Dobrovolný, P., Kašičková, L., Tolasz, R., Turský, O., Václavek, M., (2011): Evaluation of meteorological controls of reconstructed rockfall activity in the Czech Flysch Carpathians. Earth Surface Processes and Landforms, 36, 1898-1909. •Šilhán, K., Pánek, T., Hradecký, J., (2012): Tree-ring analysis in the reconstruction of slope instabilities associated with earthquakes and precipitation (the Crimean Mountains, Ukraine). Geomorphology, 173-174, 174-184. •Šilhán, K., (2012): Frequency of fast geomorphological processes in high-gradient streams: case study from the Moravskoslezské Beskydy Mts (Czech Republic) using dendrogeomorphic methods. Geochronometria, 39, 122-132. •Šilhán, K., Pánek, T., Brázdil, R., Havlů, D., Dušek, R., Hradecký, J., (2013): Dating of bedrock landslide reactivations using dendrogeomorphic techniques: the Mazák landslide, Outer Western Carpathians (Czech Republic). Catena, 104, 1-13. •Šilhán, K., Pánek, T., Hradecký, J., (2013): Implication of spatial distribution of rockfall reconstructed by dendrogeomorphological methods. Natural Hazards and Earth System Sciences, 13, 1817-1826. •Šilhán, K., (2014): Chronology of processes in high-gradient channels of medium-high mountains and their influence on alluvial fans properties. Geomorphology, 206, 288-298. •Šilhán, K., Pánek, T., Hradecký, J., Stoffel, M., (in review): Tree-age control on debris flow frequencies based on dendrogeomorphology: examples from a regional reconstruction in the Crimean Mountains. Earth Surface Processes and Landforms. •Šilhán, K., Pánek, T., Turský, O., Brázdil, R., Klimeš, J., Kašičková, L., (in press): Spatio-temporal patterns of recurrent slope instabilities affecting undercut slopes in flysch: a dendrogeomorphic approach using broad-leaved trees. Geomorphology. •Pánek, T., Šilhán, K., Tábořík, P., Hradecký, J., Smolková, V., Lenárt, J., Brázdil, R., Kašičková, L., Pazdur, A., (2011): Catastrophic slope failure and its origins: case of the May 2010 Girová Mountain long-runout rockslide (Czech Republic). Geomorphology, 130, 352–364. • vytipování lokality a procesu blokovobahenní proudy 1 • 2 vytipování lokality a procesu Skalní řícení • 4 vytipování lokality a procesu Kužely – fluviální procesy [USEMAP] • •Účelové mapování • •Zaměření na akumulační a erozní formy reliéfu jejichž vznik evidentně ovlivnil přítomné stromy • •Zaznamenání pozice ovlivněných stromů • •Využití GPS mapování a podrobného geodetického zaměření forem a stromů podrobné geomorfologické mapování podrobné geomorfologické mapování satina _spodní buc-kuz [USEMAP] •podle pozice v geomorfologické mapě •podle míry jejich ovlivnění geomorfologickým procesem •jeden z nejdůležitějších kroků •různé metody odběrů •nutné zaznamenat vlastnosti vzorkovaných stromů i odebraných jader výběr stromů pro odběr vzorků a odběr vzorků IMG_0750 P1011213 [USEMAP] [USEMAP] •celá škála postupů vycházejících z dendrochronologických metod • •úprava a příprava vzorků • •statistické zpracování laboratorní zpracování vzorků CIMG5925 •Nutná znalost specifických reakcí stromů na různé geomorfologické procesy •Složitý proces kombinující různé přístupy • chronologická rekonstrukce geomorfologických procesů xx [USEMAP] [USEMAP] •srážkový režim • •teplotní režim • •seismická aktivita • •extrémní meteorologické události • •Antropogenní zásahy analýza příčinných faktorů vzniku procesů