Biodiverzita dřevních hub v urbanizovaném prostředí České republiky

Práce pojednává o dřevokazných houbách, zejména v urbanizovaném prostředí. V rámci terénních prací byly zaznamenávány různé druhy dřevokazných hub. Cílem tohoto monitoringu bylo zjistit, nebo ověřit jejich četnost, nejčastější hostitelské dřeviny, vliv infekce na vitalitu, zdravotní stav a stabilitu stromu.

Klimatické změny a jejich dopady na ekosystémy

Vláda ČR přijala v roce 2004 koncepční dokument Národní program na zmírnění dopadů změny klimatu v České republice (MŽP 2004). Návrh dalšího strategického materiálu - Politiky ochrany klimatu v České republice byl uveřejněn v květnu 2009 (MŽP 2009). Dokument se zaměří jak na postupné snižování emisí skleníkových plynů, tak na zmírňování dopadů změny podnebí v České republice (Zámyslický 2009). Sekce ochrany přírody a krajiny Ministerstva životního prostředí rozpracovává jako podklad pro zmiňovanou politiku ucelenou strategii k adaptačním opatřením v krajině v souvislosti s klimatickou změnou (Pelc 2009).

Strategie se neomezuje jen na popis předpokládaných dopadů probíhajících a očekávaných změn podnebí na krajinu jako celek i na její jednotlivé složky, ale navrhuje řadu konkrétních opatření, jak se v ČR rozumným způsobem vyrovnat s důsledky měnícího se podnebí pro přírodu a krajinu. Vychází při tom mj. z nedávno schváleného koncepčního materiálu Evropských společenství (ES), tzv. bílé knihy (Komise Evropských společenství 2009). Základní přístupy strategie představíme čtenářům v následujících řádcích.

Současný stav přírody a krajiny v České republice určuje hned několik činitelů. Patří k nim zeměpisná poloha našeho státu, specifický reliéf, nečekaně pestré geologické podloží, podmínky podnebí a vývoj v poslední době meziledové, kterým tato část evropského kontinentu prošla a prochází. Obdobně jako na jiných místech Země v posledních stoletích ovlivňuje stav, změny a vývojové trendy přírody a krajiny v ČR zdaleka nejvíce člověk. Uznávané scénáře Mezivládního panelu pro změnu klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) předvídají, že se změny podnebí v budoucnosti nevyhnou ani ČR a že jejich dopad může ve srovnání se současným stavem naopak ještě zesílit (Pretel 2009).

Dopady na lesní ekosystémy

Změny klimatu mohou bezesporu zásadně ovlivnit lesní společenstva a lesní porosty, a to jak z hlediska jejich ochrany, tak i z hlediska jejich obhospodařování. Z tohoto pohledu mezi nejrizikovější patří pasečně obhospodařované převážně smrkové lesy v nižších a středních polohách, a to většinou mimo oblast přirozeného výskytu smrku ztepilého (Picea abies). Začíná v nich působit řada patogenních hospodářsky významných organismů (škůdců) ovlivňující všechny věkové stupně lesa.

Čtěte také: Vzájemné vazby ekosystémů a biodiverzity

Přestože se dřevinná skladba lesů v ČR pozvolna mění a na úkor smrku se zvyšuje podíl listnatých dřevin a jedle bělokoré (Abies alba), zůstává současný podíl smrku (přibližně 53 %) i nadále vysoký. Vzniká tak značné nebezpečí rychlého spontánního rozpadu nevhodných smrkových monokultur mimo areál přirozeného rozšíření a další oslabení jejich ekologických a zejména dřevoprodukčních funkcí.

Nejvýznamnějším rizikovým činitelem pro lesní ekosystémy z hlediska klimatické změny zůstává sucho, které vyvolává řadu typů chřadnutí. Sucho mj. destabilizuje smrkové porosty na oglejených a vodou ovlivněných stanovištích. Jakýkoli pokles vodní hladiny způsobuje v obdobném prostředí přísušky, které vedou k infekci červenou hnilobou a ke snížení odolnosti smrkových porostů vůči působení větru. Jako červenou hnilobu označujeme poškození dřevní hmoty smrkových porostů houbou kořenovníkem vrstevnatým (Heterobasidion annosum).

Na oslabení dřevin potom reagují jiné ekonomicky závažné druhy (především podkorní hmyz) a další skupiny organismů (zejména endofytické houby, které se mohou projevovat jako vaskulární mykózy, vesměs přenášené podkorním hmyzem - Jankovský 2002). Riziko hroucení a následného velkoplošného kácení monokulturních porostů ohrožuje klimatickou funkci lesa (ochlazování a zvlhčování ovzduší, zvětšují se rozdíly teplot v průběhu dne).

Dále může být vážně narušena vodohospodářská funkce lesa, protože se snižuje schopnost lesních porostů zadržovat vodu v krajině, což vede k rychlému odtoku i menších přívalových srážek, spojenému často s rozsáhlou erozí. Na odlesněné půdě nastává rychlé vysoušení půdního povrchu, doprovázené větrnou erozí části nadložního humusu, rychlým odplavováním a mineralizací celého humusového horizontu.

Současně bývá negativně zasažena půdní fauna a společenstva mikroorganismů, což se mj. projeví snížením jejich druhové bohatosti (počtu druhů). Na vzniklých holinách popsaný proces významně ztěžuje obnovu stinných listnatých dřevin či jedle. Přirozenou obnovu listnatých dřevin navíc omezuje rychlý a plošný rozvoj buřeně a v nemenší míře již tak přemnožená spárkatá zvěř.

Čtěte také: Závislost biodiverzity na zeměpisné šířce

Z výše uvedených důvodů je zřejmé, že stabilizace uhlíkových zásob v biomase lesních porostů je významnější než dobře míněná snaha o jejich maximalizaci. Pro zachování uhlíkových zásob v lesních ekosystémech je nutná postupná změna struktury lesů, a to především zvýšením podílu listnatých dřevin na úkor smrku. Uvedená snaha může vést k mírnému snížení objemových zásob dříví, což bude z hlediska uhlíkové bilance vyváženo vyšší hustotou dřeva listnáčů.

Uhlík obsažený v půdě bude vlivem většího podílu listnáčů významněji zastoupen ve stabilnějším minerálním horizontu, zatímco jeho podíl v labilním humusovém horizontu se sníží. Z hlediska bilance uhlíku a dalších aspektů je nutné podrobněji vyhodnotit i problematickou obnovu borových či lužních porostů s využitím orby, pálení klestu v lesích nebo naopak úvahy o systematickém využívání zbytkové lesní biomasy bez ohledu na charakter a živnost stanovišť (poměr C : N v půdním subsystému).

Vzhledem k obtížně předvídatelnému vývoji parametrů klimatu je jednoznačně žádoucí pěstování lesa s maximálním využitím přírodních procesů, a to ve směru větší druhové a prostorové diverzifikace lesa zohledňující jeho potenciální přirozenou skladbu v přírodních společenstvech. Rozšíření podrostních a výběrných forem hospodaření i v ČR by mělo být odpovídající reakcí na tento požadavek. Pouze takové lesy budou díky své dynamice, rezistenci a resilienci schopné dostatečné adaptace na klimatické změny a mohou plnit všechny podstatné funkce, od produkce dřeva jako obnovitelného zdroje přes ekologicko-biologické funkce až po funkci prakticky nenahraditelného rekreačně-relaxačního prostředí pro daňové poplatníky (MA 2005, Schröter et al. 2005, Luque & Kallio 2009).

Modelová přirozená skladba lesa v těchto podmínkách nemůže být pojímána jako neměnné dogma, ale jako důležité vodítko při pěstování lesů. K tomu, abychom mohli lesy racionálně obhospodařovat a nebo provádět specifickou péči v chráněných územích přírody, je nezbytné zakládat reprezentativní soustavu lesů dlouhodobě ponechaných samovolnému vývoji a monitorovat v nich přírodní procesy, změny struktury a biodiverzity a dalších parametrů lesních společenstev.

Dopady na vodní ekosystémy

Dopady změny klimatu na vodní bilanci krajiny se mohou projevovat zejména častějšími extrémními hydrologickými jevy, jako jsou povodně a sucha, změnami režimu povrchových i podzemních vod, zásobních objemů vodních nádrží a v neposlední řadě kvality povrchových vod.

Čtěte také: O biodiverzitě štěrkopískovny Hulín

Protože se zmenšuje jarní přímý odtok z tání i celoroční základní odtok, v letních a podzimních obdobích klesne zásoba vody v půdě, zvýší se četnost i intenzita nedostatku půdní vlhkosti (zemědělského sucha) i poklesu dodávek vody v důsledku zvýšené poptávky po ní (hydrologického sucha) a sníží se i celkový odtok z povodí po celý rok. Výjimku tvoří zimní období, kdy vlivem vyšších teplot bývá méně sněhu. Pokles celkového odtoku a drastické snížení minimálních průtoků povede k tomu, že v tocích nebudou zachovány minimální ekologické průtoky.

Změny průtoků řek budou mít vliv i na kvalitu vody, vodní dopravní síť a na zavlažování v zemědělské výrobě. V případě nárůstu teploty vzduchu a množství srážek se změna kvality vody nemusí projevit, v opačném případě pak může ve vodních ekosystémech dojít k poklesu množství kyslíku a větší mineralizaci dusíku. S rostoucí teplotou vody stoupá i biologická aktivita sinic a řas vytvářejících známý vodní květ.

V údolních nivách může být pokles hladiny v tocích spojen se snížením výšky hladiny podpovrchové vody, zmenší se dotace vláhy v půdě vzlínáním podzemní vody, klesne vydatnost vodních zdrojů. V některých oblastech ČR se projeví nedostatek kvalitní pitné vody a bude docházet k průběžnému vysušování krajiny a zániku zranitelných mokřadů, zejména plošně omezených (EEA 2009). Klimatická změna může mít menší dopad na odtok v relativně odolných horských ekosystémech s velkými úhrny srážek a v povodích s velkou akumulační schopností (hydrogeologické struktury s velkou akumulací vod, např. chráněné oblasti přirozené akumulace vod; CHOPAV).

Dopady na zemědělské ekosystémy

V důsledku klimatické změny se pravděpodobně bude snižovat primární produkce rostlinného krytu a zvyšovat rozklad půdní organické hmoty, čímž se následně bude snižovat mikrobiální půdní aktivita a příjem skleníkových plynů rostlinami. Tyto procesy mohou zpětně podporovat následnou dezertifikaci. Avšak zvýšením koncentrace CO2 v atmosféře dojde naopak ke zvýšení zdrojů pro fotosyntézu, a tím se následně zvýší účinnost spotřeby vody rostlinami.

Významnou roli sehrává i urychlení nástupu jednotlivých fenologických fází a prodlužování vegetačního období apod. Mezi pozitivní dopady očekávané změny klimatu proto můžeme zařadit zvýšení výnosů v převážné většině středních zeměpisných šířek. To je však podmíněno zajištěním dostatečné závlahy a vyloučením chorob a patogenů, což na druhou stranu bude velmi problematické.

Na průměrné výnosy zemědělských plodin budou mít vliv nejen změna teplot a srážek, ale také zvýšení koncentrace CO2 v ovzduší. Na změnu celkového výparu na určitém území (evapotranspirace) bude působit zejména změna teploty vzduchu, ale také změna indexu listové plochy (LAI) porostů (Honsová 2008).

U travinných ekosystémů lze předpokládat, že srážky určují konkurenční vztahy mezi trávami, bobovitými a dalšími druhy: vyšší srážky podporují růst trav. Travinná vegetace na suchých stanovištích bude vůči menšímu množství srážek odolnější. Druhově bohatší louky se vyrovnají se suchem účinněji než travinné porosty vyznačující se nižší druhovou bohatostí. Koloběh dusíku nebude ovlivňován jen rozdíly v produkci rostlinné biomasy v různých nadmořských výškách, ale rovněž odlišnostmi v účinnosti využití dusíku rostlinnými porosty při různé dostupnosti vody.

Obhospodařované umělé ekosystémy mohou být ohroženy zejména v nižších oblastech ČR, kde je již nyní limitujícím faktorem dostupnost vody a kde je možné očekávat významný výskyt stávajících i nově migrujících patogenů. V důsledku prodloužení vegetačního období a vyšších teplot pravděpodobně dojde ke změnám ve složení rostlinných a živočišných společenstev, k vymizení zranitelných druhů planě rostoucích rostlin a volně žijících živočichů osídlujících agroekosystémy či vymizení určitých biotopů.

Výskyt a diverzita hub

Ačkoliv se houby významně podílejí na fungování ekosystémů, vědci si doposud nebyli zcela jisti, které faktory ovlivňují jejich výskyt a diverzitu. Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR se snažili porozumět jejich rozšíření v prostředí, a tak shromáždili údaje získané metodami masivního paralelního sekvenování (tzv. high-throughput-sequencing). Sestavili datový soubor, který použili k popisu výskytu hub a jejich vztahu s různými faktory prostředí, jako je klima, půda a vegetace.

Houby jsou eukaryotické mikroorganismy, které hrají základní roli při regulaci klíčových ekosystémových procesů. Kromě toho půdní houby významně přispívají k produkci čisté vody, potravy a vzduchu a k potlačování půdních organismů způsobujících onemocnění rostlin a živočichů. S ohledem na rozsah probíhajících globálních změn je proto velmi důležité určit, jak klima a další faktory životního prostředí ovlivňují rozmanitost a distribuci houbových komunit.

Doposud se jen málo studií zaměřilo na distribuci hub a rozmanitost v celosvětovém měřítku. Zatímco se tyto jednotlivé studie zaměřily na omezený počet biomů nebo užší taxonomické skupiny hub, vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR (MBÚ) provedli komplexní meta-studii publikovaných údajů o složení společenstev půdních hub. Tento přístup jim umožnil znovu analyzovat více datových souborů z různých biogeografických oblastí a biomů, a sestavit tak velký datový soubor distribuce houbových taxonů po celém světě.

Jejich meta-studie je založena na sekvenčních datech z 3084 vzorků půdy, což představuje nejrozsáhlejší existující databázi houbových komunit. „Získané údaje překvapivě ukazují, že maximum diverzity u hub neleží v tropech, jako je tomu u rostlin, ale spíše v chladných oblastech,“ říká Petr Kohout, jeden z autorů studie a pracovník laboratoře environmentální mikrobiologie MBÚ AV ČR.

Ukazuje se také, že různé druhy mykorhizních hub, které usnadňují rostlinám získávání minerální živiny z půdy, a na jejichž aktivitě závisí zemědělská a lesnická produkce, se vyskytují obvykle pouze v úzkém rozmezí klimatických podmínek. Jiné skupiny hub včetně patogenních druhů mají k teplotě a množství srážek daleko větší toleranci.

Zatímco u 453 nejběžnějších druhů mykorhizních hub je obvyklé rozmezí průměrných ročních teplot, které tolerují, zhruba 5 °C, mezi 160 druhy, které jsou patogenní pro rostliny je to 9 °C. "Bohužel proto hrozí, že se změny klimatu negativně projeví na výskytu prospěšných hub, zatímco ohrožení zemědělsky významných rostlin patogeny může vzrůst," zdůrazňuje Petr Kohout.

Geografické rozšíření a environmentální preference téměř všech hub zůstávají neznámé. Posoudit jejich současný stav a budoucí hrozby jejich existence je proto obtížné.

tags: #biodiverzita #dřevních #hub #v #urbanizovaném #prostředí

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické aspekty těžby lithia
• Programy Star Line SRO
• Ekologické šampony
• Přírodní krásy České republiky
• Spalování zemního plynu a emise