Biodiverzita ve smrkových lesích: Studie a perspektivy

Předmětem dlouhodobého ekologického projektu Ústavu ekologie lesa, lesnické a dřevařské fakulty "Rájec" (Drahanská vrchovina) byla analýza ekologických důsledků intenzivního hospodaření v monokulturách smrku na původním stanovišti buku. Studium bylo zaměřeno zejména na stav prostředí lesa po holosečné obnově a stav smrkové monokultury 2. generace. Práce obsahuje data o akumulaci uhlíku a dusíku v jednotlivých částech porostu a jejich transportní procesy, stejně jako změny ve vodním režimu a biodiverzitě.

Rovněž byla zkoumána funkce bylinné vegetace, jejíž hlavní produkce byla zjištěna ve 4. až 7. roce po těžbě. The subject of the Rájec project (the Drahanská vysočina Upland) consists in the analysis of ecological impacts of intensive management in spruce monocultures growing on original sites of beech.

Long-term studies were aimed at particular stand and environment stages after clear-felling regeneration and at the origin of a spruce monoculture of the 2nd generation. The establishment of the spruce monoculture can be considered to be most important. The highest attention was paid to the monoculture both from the aspect of carbon and nitrogen in particular components of the forest stand and their transport processes as well as from the aspect of water regime and biodiversity.

The study was also aimed at the first stage of the clear-felled area development after felling a mature stand and also at functions of the herb vegetation, which reached its maximum production 4 to 7 years after felling.

Vliv hospodaření na biodiverzitu

Lesy v nížinách, nejčastěji doubravy a dubohabřiny, jsou důležité nejen vzhledem ke svému lesnickému produkčnímu využití, ale také díky významným mimoprodukčním funkcím, zejména vysoké biodiverzitě. V posledních desetiletích však čelí silnému poklesu biologické rozmanitosti v důsledku nevhodných lesnických postupů, jako je intenzivní těžba dřeva s mechanickou přípravou půdy nebo opuštění tradičního lesního hospodaření, v němž v minulosti převládalo výmladkové hospodaření.

Čtěte také: Vzájemné vazby ekosystémů a biodiverzity

Zarůstání biotopů vytváří nevhodné podmínky pro vývoj teplomilných a světlomilných společenstev, která byla na tyto biotopy vázána po celá staletí. Během posledních desetiletí se původně heterogenní lesní porosty, tvořené různými typy stanovišť, vyvinuly do relativně homogenních, tmavých vysokokmenných lesů. Tyto změny v obhospodařování biotopů vedly k drastickému snížení biodiverzity v krajinném měřítku.

Negativní dopad opuštění tradičního lesního hospodaření na biodiverzitu dokumentuje hlavně v chráněných oblastech řada studií zaměřených na cévnaté rostliny, motýly, střevlíky, nosatce, pavouky, dvoukřídlé a polokřídlé a ptáky.

Studie epigeických pavouků jako indikátoru biodiverzity

Vědci z Mendelovy univerzity v Brně, Botanického ústavu Akademie věd ČR a Univerzity Palackého v Olomouci se při výzkumu biodiverzity nížinných lesů zaměřili na epigeické pavouky (žijící na povrchu půdy). Pavouci jsou důležitými a většinou nespecializovanými predátory jiných členovců, čímž výrazně přispívají k zachování ekologické rovnováhy přírody. V lesích jsou silně vázáni na podmínky mikrostanovišť a velmi rychle reagují na změny v lesním podrostu.

Pavouci jsou také vhodnými indikátory, protože mnoho vzácných a ohrožených druhů má vazbu na otevřená a polootevřená stanoviště, jako jsou např. Hlavním cílem výzkumu bylo zjištění vlivu různě intenzivního prosvětlení porostů na diverzitu pavouků v NPR Děvín (CHKO Pálava), kde se výmladkovým způsobem přestalo hospodařit před více než 80 lety. Vědci poté ověřovali hypotézu, že intenzita prosvětlovacího zásahu bude pozitivně korelovat s diverzitou společenstev pavouků.

Celkem vědci odchytili 3683 dospělých jedinců náležících do 21 čeledí, 70 rodů a 116 druhů. Z celkového počtu bylo zjištěno 23 druhů (20 %) spadajících do vyššího stupně ohrožení v Červeném seznamu pavouků České republiky. Většina druhů z Červeného seznamu preferovala stanoviště se silným prosvětlením. Nejvyšší počet druhů byl zjištěn na silně prosvětlených plochách.

Čtěte také: Závislost biodiverzity na zeměpisné šířce

Z výsledků výzkumu je patrné, že nejvyšší biodiverzita spojená s výskytem vzácných a ohrožených druhů pavouků je v porostech se silným prosvětlením stromového porostu. Návrat k aktivnímu managementu dřevin je pro zachování biodiverzity chráněných území tedy více než žádoucí, avšak ne na celé ploše.

Význam padlého dřeva pro biodiverzitu

Výzkumný tým zjistil, že ponechání alespoň 4 metrů krychlových větších kusů padlého dřeva na hektar v hospodářských smrčinách pomáhá udržet rozmanitost suchozemských plžů, kteří tam fungují jako bioindikátory zdravého lesního prostředí. Studie prokázala, že množství padlého dřeva pozitivně ovlivňuje nejen diverzitu plžů, ale i klíčové půdní vlastnosti jako vlhkost a pH.

V kontextu klimatických změn a kůrovcových kalamit, které ohrožují zejména smrkové monokultury, vyzývají vědci k přijetí adaptačních opatření: ponechání části dřeva na dožití a rozklad přímo v lese, podporu listnatých dřevin a diverzifikaci lesního prostředí.

Biodiverzita v horských smrkových porostech

Původní horské lesy mají zásadní význam pro ochranu biodiverzity. Jsou posledním útočištěm, z něhož se ohrožené druhy mohou znovu šířit a bez něhož nemohou existovat. Skupina vědců studovala dlouhodobý dopad přírodních narušení (tzv. disturbancí) na druhovou rozmanitost a zastoupení lišejníků v primárních lesích.

„Biologické dědictví přírodních disturbancí, reprezentované stojícími odumírajícími i ležícími odumřelými stromy, představuje velmi důležitý substrát pro lišejníky. Výsledky studie ukázaly, že obzvlášť důležitým prvkem zvyšujícím druhovou bohatost lišejníků jsou stojící mrtvé stromy, a to především ty s větší tloušťkou. Na druhou stranu, ačkoliv ležící mrtvé dřevo hostilo druhově chudší společenstva, šlo o unikátnější druhy. Celkově lze konstatovat, že druhová bohatost lišejníků byla nižší na regenerujících mladých a homogenních studijních plochách, ve srovnání se starými, jíž déle narušenými porosty.

Čtěte také: O biodiverzitě štěrkopískovny Hulín

„Zaznamenali jsme 158 druhů lišejníků z 65 rodů. Podle slovenského červeného seznamu byly potvrzeny 3 druhy považované za vyhynulé (EX), tj.Usnea scabrata, Lecidea huxariensis a Fellhanera bouteillei, 20 kriticky ohrožených (CR), 9 ohrožených (EN) a 8 zranitelných (VU) druhů.

Nejcennějšími lokalitami jsou z tohoto hlediska Bielovodská a Koprová dolina, kde byla na nové lokalitě znovuobjevena vzácná kryptovka Gyalecta friesii. Přísná ochrana těchto lokalit je z pohledu ochrany lišejníků velmi důležitá, přičemž pro udržení maximální druhové diverzity lišejníků je zásadní dostatečná velikost bezzásahového území.

Přirozená dynamika lesa je rozhodující pro rozmanitost a druhové složení lišejníků, přičemž zásadní je dostatečná velikost bezzásahového území pro zajištění neustálé variability stanovišť na úrovni krajiny.

Dynamika lesních ekosystémů a disturbance

Lesní ekosystémy jsou dynamické a jejich složení i struktura se nepřetržitě mění. Tyto změny jsou řízeny procesy, které fungují na různých prostorových a časových úrovních, a to od maloplošných kompetičních vztahů, až po změny klimatu na úrovni tisíciletí, včetně interakcí mezi nimi. Jedna z hlavních hnacích sil dynamiky lesních porostů jsou přírodní disturbance (narušení).

Stěžejním problémem pro zohlednění režimů přírodních disturbancí v lesnických hospodářských plánech je nedostatek referenčních lokalit na úrovni krajiny, kde by se mohla zkoumat dynamika lesa a s ní související procesy. Cílem projektu byla kvantifikace heterogenity režimu narušení a popis rozličných porostních vývojových trajektorií ovlivňujících strukturu lesa a potenciálních faktorů majících vliv na tyto procesy.

Biodiverzita jako klíčový prvek

Biodiverzita je rozmanitost života na všech jeho úrovních, od genů, přes druhy organismů, až po pestrost ekosystémů a ekologických vztahů (Kolář et al. 2012). Kromě vnitřní hodnoty života a jeho rozmanitosti je důležité, že biodiverzita je zjevně nepostradatelná pro existenci člověka (Gowdy 1997) a z více důvodů, včetně antropocentrických, je proto nezbytné ji chránit.

Lesy hostí až 80 % všech suchozemských druhů organismů (worldwildlife.org), a jsou tak klíčovým nositelem pevninské biodiverzity. V současnosti probíhá její celoplanetární úbytek, označovaný jako šesté známé hromadné vymírání druhů v dějinách Země (a první zapříčiněné člověkem), přičemž řešení této krize biodiverzity je pro lidstvo zásadní výzvou (Ripple et al. 2017).

Ochranou biodiverzity je uvažována primárně snaha o uchování druhů ohrožených vymřením a biotopů ohrožených zánikem, nikoli maximalizace početnosti druhů v daném společenstvu (Hunter 1999). V obecné rovině jsou největší hrozbou pro světovou biodiverzitu ztráta a degradace přírodních stanovišť, následované jejich exploatací a způsobem užívání (např. Fazan et al. 2020; MacKinnon et al. 2020).

Pro lesy je uvedený fenomén vysoce aktuální (Schmiedinger et al. 2012*; Ripple et al. 2017) a ačkoli je tempo vymírání nejvyšší v tropech (Storch 2011), nevyhýbá se krize biodiverzity ani zbytku světa, včetně středoevropského prostoru a lesnicky rozvinutých zemí (Grove 2002; Spiecker 2003; Nic Lughadha et al. 2020).

Navzdory snahám o zlepšení situace jsou dosavadní kroky považovány za nedostatečné (Blicharska et al. 2011*), a je proto žádoucí aktualizovat vědecké poznatky o klíčových aspektech ochrany lesní biodiverzity a stále účinněji je implementovat do lesnické praxe.

Příčiny ohrožení lesní biodiverzity

Ve střední Evropě bývá za hlavní příčinu ohrožení biodiverzity považována náhrada porostů přirozené dřevinné skladby intenzivně pěstovanými stejnověkými monokulturami komerčních dřevin, zejména smrku ztepilého (Picea abies) a borovice lesní (Pinus sylvestris), těžených holosečným způsobem (např. Emmer et al. 1998; Koch, Skovsgaard 1999*; Spiecker 2003; Felton et al. 2010; Paillet et al. 2010; Fanta, Petřík 2021).

Dalšími podstatnými a hospodařením způsobenými faktory jsou nedostatek nejrůznějších forem odumřelé dřevní biomasy (mrtvého dřeva), starých a biotopových stromů (např. Bače, Svoboda 2016; Vítková et al. 2018; Zumr, Remeš 2020*; Zumr et al. 2021*), eliminace prostředí světlého lesa (např. Čížek et al. 2016) a odstraňování tzv. biologického dědictví přirozených disturbancí nahodilými těžbami (Grove 2002; Lindenmayer 2006).

Alternativy managementu na ochranu biodiverzity

Základní čtyři alternativy managementu cílícího na ochranu lesní biodiverzity definoval Götmark (2013):

1. minimální intervence, umožňující kontinuální sukcesi a disturbance s vývojem starého (tzv. old-growth) lesa;
2. tradiční management, vytvářející specifické lesní struktury podporující biodiverzitu (včetně druhů červeného seznamu), spojené s historickou kulturní krajinou;
3. netradiční management, aktivně vytvářející tzv. old-growth charakteristiky v lesích (například tzv. ekologické lesnictví);
4. druhový management, konkrétně specializovaný zejména na podporu ohrožených a indikátorových druhů.

Různé přístupy a nástroje ochrany biodiverzity se liší intenzitou managementu, a to od čistě segregativních (bezzásahových) až po čistě integrativní, podmíněné aktivním managementem. V krajinném měřítku bývá doporučována kombinace segregace a integrace (Kraus, Krumm 2013), přičemž optimální povaha a míra této kombinace je předmětem výzkumu a politických diskusí.

Klimatické změny a jejich vliv

Probíhající klimatické změny a jejich dopady, jež jsou převážně antropogenního původu (Hansen, Stone 2016), ovlivňují a ohrožují dochovanou biodiverzitu (Kolář et al. 2012). Za primární hrozbu bývá považováno oteplování a vysychání (Trnka et al. 2016*). Ohroženy jsou zejména ekosystémy izolované, reliktní či nalézající se na okrajích ekologických gradientů.

Koncepce ochrany přírody a management lesů je nutné neustále vyhodnocovat v závislosti na klimatické změně, a to i při míře nejistoty očekávaných změn (Milad et al. 2011*). Je patřičné přestat les vnímat jako prostředí s dlouhodobě víceméně konstatními podmínkami a rozvíjet nástroje k mitigaci účinků klimatické změny, jakož i k adaptaci na ni (Hlásny et al. 2016; Fanta, Petřík 2021).

Vliv dřevinné skladby na biodiverzitu

Dřevinná skladba je jednou ze základních charakteristik lesů, kterou je možné managementem významně ovlivňovat. Ve střední Evropě byla člověkem přirozená dřevinná skladba zásadně změněna ve prospěch komerčně výhodných druhů (smrk a borovice), s negativními dopady nejen na biodiverzitu, ale i stabilitu lesů (Hlásny et al. 2017b*).

Přirozené smíšení porostů podporuje biodiverzitu a má důležitý vliv na složení společenstev (Leidinger et al. 2021*). Je proto doporučeno například vnášet buk lesní (Fagus sylvatica) do smrkových monokultur (Ammer et al. 2008*). Diverzita dřevin mimo jiné zmírňuje vlivy sílících disturbancí (Hlásny et al 2017a*; Slowinski et al. 2019*; Montzka et al. 2021*; Sebald et al. 2021*), čímž může být v hospodářských lesích přínosná i ekonomicky (Knoke et al. 2005*).

Intenzita hospodaření a její dopad

Intenzifikace lesního hospodaření je globálně významnou příčinou úbytku biodiverzity (Lange et al. 2011*). Při srovnání různých typů využití půdy ve střední Evropě vychází jako druhově nejchudší intenzivní zemědělství a lesnictví (Koellner, Scholz 2008*; Gregor et al. 2016*), což svědčí o kontextu celkové krize nakládání s krajinou (Dullinger et al. 2013).

Význam starého lesa a mrtvého dřeva

Pro ochranu lesní biodiverzity, například početné skupiny terestrických brouků, je nutná ochrana zbývajících starých lesů, přírodě bližší hospodaření a prodloužení obmýtí (Lange et al. 2014*; Weithmann et al. 2020*). Důležitost habitatu starého lesa a jeho ochrany před těžbou je potvrzována i pro ochranu emblematických druhů, například orla křiklavého (Clanga pomarina) (Mozgeris et al. 2021*).

Význam odumřelé stromové biomasy je pro biodiverzitu naprosto klíčový. Současné obhospodařované lesy Evropy obsahují mrtvého dřeva výrazný nedostatek (Hahn, Christensen 2005*...

Výzkum přirozených lesů ponechaných samovolnému vývoji

Pro hodnocení změn ekosystémů je jedinou objektivně srovnatelnou bází jejich přírodní stav bez lidského zásahu. Pro objektivní poznání změn, ke kterým dochází v přirozených lesích v rámci jejich cyklického vývoje, je nezbytné kontinuální sledování všech složek ekosystému v dlouhých časových řadách.

Současný metodický přístup a rozsah výzkumu a monitoringu Pro získání co nejobjektivnějších a nejucelenějších poznatků o spontánní dynamice přirozených lesů jsou nyní v oddělení ekologie lesa VÚKOZ, v. v. i., realizovány dva systémy sběru a zpracování dat v lesích ponechaných samovolnému vývoji - i) systém „výzkum“, který navazuje na práce E. Průši a dalších autorů a dále je rozšiřuje, a ii) systém „monitoring“, který navazuje na smlouvu mezi LČR, s. p., a AOPK ČR o ponechávání vybraných lesních porostů samovolnému vývoji.

Oba systémy se zabývají sledováním a hodnocením změn i) dřevinného patra, ii) bylinného patra, iii) půdního prostředí v lokalitách ponechaných samovolnému vývoji. Systém „výzkum“ je postaven na principu celoplošných opakovaných šetření.

Systém „monitoring“ je realizován od roku 2004 v kontextu postupného ponechávání jednotlivých území samovolnému vývoji v duchu smlouvy mezi LČR, s. p., a AOPK ČR. Monitoring poskytuje přesné údaje o změnách celých lokalit, neumožňuje však detailní analýzy dílčích změn a procesů uvnitř lokality v plošně vymezovaných segmentech.

Přehled lokalit a metody výzkumu

Následující tabulka uvádí přehled lokalit celoplošného výzkumu přirozených lesů v ČR (VÚKOZ, v.v.i., oddělení ekologie lesa):

Příklady výsledků výzkumu

NPR Ranšpurk: Nejvýznamnějším trendem ve změnách dřevinné skladby je pokles zastoupení dubu letního (Quercus robur) ve všech sledovaných ukazatelích a naopak zvyšování zastoupení habru a lípy. Ekosystém lužního lesa prokazuje vysokou úroveň stability v celkovém objemu dendromasy (±8 %) i při zásadní změně druhové skladby a prostorové struktury.

NPR Boubínský prales: Ve sledovaném období došlo k výraznému poklesu zastoupení jedle a tento úbytek byl nahrazen zvýšenou účastí buku, popř. smrku. Současná zdánlivě horší konkurenceschopnost jedle vůči buku je důsledkem nadměrného vlivu spárkaté zvěře ve 20. století (okus terminálů), zejména po převzetí schwarzenberského majetku do státní správy.

Následující tabulka dokládá mimořádně vysokou zásobu dřeva, která je v pralesovitých porostech ojedinělá:

tags: #biodiverzita #smrkových #lesů #studie

Oblíbené příspěvky:

• Objevte krásy Soluně
• Hrozba pro Dřevěné Konstrukce
• Zázraky přírody: Recenze vědomostní hry
• Moravskoslezský kraj: Likvidace aut s ohledem na životní prostředí
• Nová odpadová legislativa