Ekologie lesa: Klíč k pochopení a ochraně lesních ekosystémů

Ekologie lesa je věda, která se zabývá popisem, analýzou a studiem vztahů mezi organismy a jejich prostředím. Ekologie tedy zahrnuje popis a interpretaci vzájemného ovlivňování organismů a rovněž popis toho, jak se vzájemně ovlivňují prostředí a organismy (tento popis probíhá zpravidla na úrovni populací, či společenstev).

Vychází v českém prostředí ojedinělé dílo věnované ekologii lesa: zhruba 700 stran rozsáhlá kniha, na jejíž tvorbě spolupracovalo 34 autorek a autorů z 9 institucí z České i Slovenské republiky. Zamysleme se při této příležitosti krátce nad obsahem ekologie lesa jako přístupu k popisu lesa a nástroji k pochopení jeho fungování.

Pokud nám jde o naše pochopení fungování lesa jako ekosystému, jsou z nesmírného počtu možných poznatků ekologie lesních organismů stěžejní především ty, které se nám jeví jako klíčové pro fungování celku. Dostáváme se tedy k popisu klíčových druhů a ekosystémových inženýrů, k popisu interakcí a fragmentů sítí vztahů, které jsou součástí stěžejních ekosystémových zpětných vazeb, k popisu klíčových míst (v rámci tolik charakteristické heterogenity lesního prostředí) a momentů z pohledu vývoje celku.

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…

Přítomnost mrtvého dřeva je základním rysem lesního prostředí a odlišuje jej od prostředí nelesního. Pojmem mrtvé dřevo rozumíme různé formy stojícího nebo ležícího dřeva, které vzniká odumřením stromů či části stromů v lese. Lesní ekosystémy se do dnešní podoby…

Čtěte také: Životní prostředí Petrohradu

Kniha zve čtenáře na cestu po nových poznatcích z ekologie lesa s cílem přiblížit fungování, stabilitu i zranitelnost tohoto fascinujícího ekosystému. Oproti tradičnějším přístupům jsou při popisu lesa zdůrazněny především vztahy mezi organismy, sítě těchto vztahů a jejich podíl na utváření lesa. V tomto ohledu je náš popis lesa poplatný tomu, jak v současnosti sama sebe vnímá i společnost: skrze vztahy a sítě. Tento přístup je ze své podstaty nanejvýš ekologický.

Kniha však zdůrazňuje i další pilíře ekologického fungování: recyklaci, (auto)regulaci, která má různé mechanismy, a další stabilizační mechanismy, jež se vyvinuly v rámci dlouhé evoluce sítě vztahů v lesním prostředí. Věříme, že pochopení významu těchto vztahů i dalších hybatelů přirozené dynamiky lesa - disturbancí - umožní společnosti lépe reagovat na aktuální výzvy.

This book introduces the reader to the forest as a complex adaptive system. Compared to the traditional ecosystem view, biotic interactions between members of this complex network are more emphasized. This requires explaining some of the basic concepts and phenomena of relationship networks of forest ecosystems. In these networks, some species, or groups of species, stand out as keystone species or as the so-called ecosystem engineers. These species, groups of species, or even whole fragments of the network of relationships are represented at a specific level through findings that illuminate the functioning of the forest as a whole.

The publication is also unique in its emphasis on a functional perspective and understanding which species, places or processes underpin the existence of the forest as a whole. The aim of the book is to place all the forest ecology findings presented in a framework that is highly relevant and crucial for the Central European context, and to show how this knowledge can contribute to better forest management and forest adaptation to climate change.

In following this path towards better understanding of forests, the reader is first introduced to how different perspectives on forests have shaped different ways of using them and why it is more essential than ever for forest management to be based on ecological foundations. The evolution of the forest as a spatio-temporal structure is then presented through information about the evolution of forests in the Holocene, the dynamics of natural temperate forests and the influence of one of the main drivers of this dynamics - disturbances - on forest structure and biodiversity.

Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku

With this in mind, the book´s focus shifts to networks - trophic networks and cascades - as well as to physical connectivity in mycorrhizal networks as fundamental phenomena shaping the forest ecosystem. This broader perspective transitions into a detailed presentation of the roles which individual groups of organisms, keystone species and ecosystem engineers play in the functioning of the whole. From these details, emergent ecosystem properties - nutrient cycle and ecosystem stability - become apparent both at the level of the whole system or its distinct subsystems.

We are living in turbulent times as a result of global climate change, therefore understanding the nature of ecological stability and other aspects of adaptation is becoming essential for the preservation of production forests and their ecosystem services which are crucial for our society. This issue is raised almost at the end of the book.

Například se to týká recyklace živin. Díky zacílení na klíčová místa, procesy a sítě vztahů se dostáváme k hlubšímu pochopení interakce úživnost prostředí - mykorhizní houby - další členové půdního mikrobiomu - primární producenti. Právě zde je realizována velká část recyklace. A tak nejednou vidíme, jak v rámci „uzavřenějšího“ cyklu (konzervativní les) minimalizují ztráty silnější horizonty nadložního humusu, a schopnost saprotrofních a ekotmykorhizních hub rozkládat organickou hmotu a současně vstřebávat i uvolněné organické formy dusíku.

Vidíme také, jak půdní bezobratlí (třebas žížaly) a mikrobiom přispívají na úživnějších stanovištích k intenzivnějšímu promíchávání materiálu v rámci půdního profilu, což mimo jiné přispívá k posílení toku prvků ze zásobníku matečné horniny do systému a umožňuje dlouhodobější udržitelnost „otevřejnějšího cyklu“ (dynamický les).

Díky zaměření na klíčové momenty a na síť interakcí mezi stromy, ale i stromy s mykorhizními houbami je možné lépe pochopit prostorovou a časovou výstavbu lesních porostů: prostorová mozaika různých vývojových fází je potom najednou výslednicí působení disturbancí různých měřítek, dynamiky mezi sousedními stromy, vztahu mezi „mateřským“ stromem a následnou generací zprostředkovaného myceliální sítí a přirozeného stárnutí stromů.

Čtěte také: Nerezová ocel a životní prostředí

V současné době považujeme také za velmi potřebné stále zdůrazňovat význam diverzity pro dlouhodobé fungování a odolnost lesa. To, že při adaptaci na klimatickou změnu potřebujeme lesy pestřejší slýcháme často, ale proč? Odpovědi můžeme v nové knize najít hned na několika místech. Klíčová je různorodost prostředí i druhů v lese.

A to z mnoha důvodů. Například komplementární využívání zdrojů a prostoru, vázané na různou architekturu kořenového systému a koruny (např. jedle a buk) omezuje konkurenci. Různé druhy stromů v různém věku reagují různě na sucho, silný vítr, těžkých sníh atd. (jev se nazývá asynchronní odpověď na fluktuace a disturbance), což má stabilizační efekt na úrovni ekosystému. A dále například modularita potravních sítí vázaná na mozaiku mikrostanovišť vede k větší stabilitě.

Po kalamitě zbyly převážně jednodruhové bukové a mladé smrkové porosty: bude to pro adaptaci stačit? Rozhodně ne! Druhová a prostorová různorodost dřevinného patra také tlumí šíření potenciálně škodlivých druhů. Mikrostanovištní různorodost vázaná na různé druhy různě starých stromů a biologické dědictví disturbancí umožňuje existenci účinné biologické ochrany: různé typy stanovišť umožňují existence širšího spektra predátorů potenciálně kalamitních druhů, jelikož heterogenita prostředí vede ke snížení vzájemné konkurence mezi predátory. Tyto vztahy mezi proměnlivostí lesa v prostoru a čase a jeho rezistencí a reziliencí jsou klíčové při adaptaci hospodářských lesů na klimatickou změnu.

Nabízí se i další otázky, na které může ekologie lesa poskytnout odpověď: například do jaké míry a kdy nechat v lese prostor spontánní dynamice, která má při správném uchopení potenciál výrazně snížit náklady na pěstební činnost?

V současné situaci určitě musíme mít ve všech vegetačních stupních dostatečné plochy lesa, kde budou chráněné přirozené procesy, tzn. plochy lesa v tzv. bezzásahovém režimu. Je to důležité mimo jiné pro pochopení toho, jaká bude povaha nové dynamické rovnováhy, pokud jí bude dosaženo a po jakých vývojových drahách k ní les dospěje. To však mluvíme o lese v různých typech chráněných území.

Má však cenu nezasahovat i v hospodářském lese? V případě některých vlastníků může mít takové rozhodnutí na určitou dobu smysl. Musí to však být legislativně umožněno a musí být do jisté míry zvládnutý problém přemnožených kopytníků. Dovedeme si představit například situaci, kdy je/byl vlastník po rozsáhlé kalamitě. Pokud bude po určitou dobu nezasahovat a nechá prostor pro přirozenou obnovu lesa, přičemž tento proces bude pečlivě monitorovat, může získat solidní základ pro budoucí adaptovaný les. Díky samovolné obnově dojde k vyselektování jedinců, kteří v té době stanoviště okolo sebe nejlépe zvládají.

Rozhodnutí dále nezasahovat může být například smysluplné i u vlastníka, majícího vůči společnosti závazek posilování některých významných mimoprodukčních funkcí lesa. Může to být stát nebo vlastníci motivovaní vhodně nastavenými dotačními tituly. Pokud tyto subjekty například obhospodařují přestárlé porosty dřeviny, která prozatím nepodléhá snadno velkoplošným rozpadům, může být z hlediska retence uhlíku a podpory biodiverzity jedním z dobrých rozhodnutí i dále nezasahovat.

U prvního příkladu nezasahování v hospodářském lese jsme se nakonec dostali k tomu, že fázi nezasahování vystřídají vhodně zvolené zásahy. V rámci adaptace lesního hospodářství zůstane pravděpodobně většina lesů v režimu určitého typu managementu a půjde zde mimo jiné o to vyhýbat se některým zbytečným, či přímo škodlivým zásahům, které mohou přežívat z dob minulých. Jedná se například o vyřezávání pionýrských dřevin. Jak je rozvedeno v nové knize Ekologie lesa.

Jak se les mění a funguje, žádoucí může někdy být například i vynechání, či snížení intenzity prořezávek a optimalizace načasování a intenzity probírek (tedy využití samoprořeďování). Téměř vždy je žádoucí ponechání spodnějších etáží a jejich využití při “výchově” cílových stromů například v doubravách atd.

Z hlediska adaptace na klimatickou změnu má zasahování při současném stavu věcí tu výhodu, že má potenciál převést porost do stavu odolnějšího rychleji než spontánní dynamika. Jedná se například o zvyšování diverzity dřevinného patra a přenos některých vhodných, především geograficky blízkých druhů teplomilnějších dřevin v našich nejteplejších oblastech. Nevýhoda spočívá v tom, že naše rozhodnutí založená na predikcích nemusí být nakonec správná. Predikce se však postupně zpřesňují.

Existují tedy nějaká všeobecně platná pravidla pro zvýšení odolnosti a tedy adaptovanosti lesa? Ano, jedná se o tolik zmiňované zvyšování pestrosti druhového složení lesa a jeho prostorového uspořádání, maximální využití přirozené obnovy a maximální možnou kontinuitu (vzhledem k ekologickým vlastnostem dřevin) lesa - tedy vyhýbání se holosečím. U dřevin jako buk, či jedle se jedná o výběr jednotlivých stromů, či menších skupinek stromů. U dřevin světlomilných se jedná o plochy větší. Jak velké, to zůstává stále otevřenou otázkou. Roli hraje i úživnost stanoviště a tlak býložravé zvěře. Nejčastěji se například u dubu mluví o cca 0,2 ha.

Druhová a prostorová pestrost lesa by měla být realizována jednotlivým smíšením, které má přínos pro omezení šíření problematických druhů jako kůrovec, v kombinaci se smíšením po hloučcích, či skupinách. To umožňuje například zvýšení funkční diverzity půdního prostředí, a tedy zvyšuje množství cest, jakým se k dřevinám dostávají prvky a voda.

Naopak na některé otázky univerzální odpověď neexistuje a závisí na konkrétních podmínkách stanoviště. Například na míře xerotermnosti daného stanoviště závisí optimální struktura porostu ve vazbě na využití vody. Zde se nám ještě konečnou odpověď z “otevřené knihy lesa” vyčíst nepodařilo. Les si tak stále ponechává svá tajemství.

Ostatně bude tomu tak zřejmě vždy. Vždyť zájem o les není pouze vědecký a ekonomický, les je jedním z nejkomplexnějších živoucích útvarů ve vesmíru a v člověku proto přirozeně vyvolává úctu, probouzí klid a dokáže v našem vědomí vykouzlit velmi silné a léčivé pocity tajemna, propojenosti a přesahu. Asi i proto je les odnepaměti v centru pozornosti člověka. I zmiňovaná kniha je plodem určitého druhu této pozornosti. Doufáme, že přinese čtenáři poznatky, které pak například využije při hospodaření, nebo se zvýší jeho údiv a citlivost vůči lesu.

Otázka hospodaření v lesích rezonuje v České republice již delší dobu. Důvodem uvedeného poněkud banálního konstatování není jen skutečnost, že zmiňovaný typ půdního krytu / krajinného pokryvu zabírá 37,1 % rozlohy našeho státu, přičemž se jedná o plochu srovnatelnou s rozlohou Belgie, nebo že jde o pojem známý i předškolákům. Vysvětlení musíme hledat v souběhu hned několika vnějších činitelů na něj působících, jenž nemohl uniknout pozornosti hromadných sdělovacích prostředků, nepokrytě se pídících po čemkoli znepokojujícím či alespoň neobvyklém. Své polínko do ohně přiložil - a tady se budeme záměrně opakovat - odlišný pohled na les z hlediska rozdílných zájmů.

Kolektiv 34 českých a slovenských odborníků ze 14 institucí nedávno podrobně představil pojetí lesa jako svébytného, různě zdravého a tím i rozdílně fungujícího ekosystému. A řekněme si rovnou, že si autoři naložili nelehké břímě. Rozsáhlou publikaci otvírá naprosto legitimní a prizmatem jejího obsahu zcela zásadní otázka, totiž zda je lesnictví aplikovanou ekologií: k tomu je mj. nezbytné vymezit samotný pojem lesnictví. Následující stať se detailně zaměřuje na historii, současnost a budoucnost středoevropského lesa, aniž by slevila z poutavosti textu. Biologickou rozmanitost, a to jak v obecné rovině, tak s přihlédnutím k lesům, autoři rozebírají stručně, ale navýsost věcně.

Na problematiku biodiverzity nenásilně navazuje výklad výrazu disturbance, bořící stále přežívající mýtus, že zásahy z vnějšího prostředí vždy narušují příslušnou složku biodiverzity negativně, a že jsou tudíž nevítaným zlem. Čtenář se dále dozví, proč má smysl zkoumat dynamiku přirozeného lesa evropského mírného pásu a jak nám může rozumným způsobem posloužit v lesnickém hospodaření. Není žádným překvapením, že jádro knihy tvoří pasáže přibližující jakýkoli les jako soustavu tvořenou předivem přímých a zpětných vazeb neživého prostředí a živé složky. Připomeňme v této souvislosti, že se v rámci ekologie výzkum potravních sítí stal vůbec prvním tématem, v němž byla využita umělá inteligence.

A tak se podrobný výklad autorů upře mj. na bakterie, houby, bezobratlé, planě rostoucí rostliny tvořící bylinné patro lesa, drobné zemní savce, kopytníky, vrcholové savčí predátory nebo ptáky a dřeviny lesa mírného pásu. Žádná příručka zabývající se ekologií lesa nemůže opomenout jeho roli z pohledu nadzemního a podzemního ukládání uhlíku stejně jako cyklu dalších prvků, především dusíku a fosforu. Odtud je jen malý krůček k analýze zranitelnosti, či naopak odolnosti lesních porostů v měnících se podmínkách vyvolaných (nejen) globálními klimatickými změnami. Autoři pečlivě glosují ohrožení a rizika, s nimiž souvisejí současné problémy lesního hospodaření. Nechybějí ani prognózy možného rozšíření dřevin a posunu lesních vegetačních stupňů. Uživatel publikace se také seznámí s dosud poznanými zákonitostmi působení organismů označovaných za lesní škůdce.

Sníženou odolnost (rezistenci) a pružnost (rezilienci) lesních ekosystémů má v ČR na svědomí ale řada dalších hnacích sil, mj. Recenzovaná kniha se - jak jsme se snažili naznačit v předcházejících řádcích - nespokojuje pouze s hodnocením minulého a současného stavu lesních ekosystémů a prognózou jejich dalšího vývoje, ale přináší i praktický návod ke zlepšování jejich zdraví. Příručka je psána srozumitelně, výhrady lze mít jen k občasnému nadužívání cizích slov místo českých výrazů, které samo o sobě odbornou kvalitu textu nezvýší. Ačkoliv učebnice stojí na textu, její grafické ztvárnění se povedlo s výjimkou situací, kdy popisek obrázku a vlastní grafika „přetekly“ na dvě stránky, ačkoli by se v pohodě vešly na jednu.

Oceňuji zejména skutečnost, že se autoři nebáli do textu zařadit řadu novějších, až zcela nových názorů, jako je ekologie založená na funkčních znacích, epigenetická dědičnost nebo celoekosystémová výživa. Protože se některá témata v knize zcela zákonitě opakují, čtenář by určitě uvítal jak rejstřík, tak slovník pojmů: v druhém případě i proto, že některé výrazy mohou mít v ekologii lesa mírně odlišný výklad nebo jsou v publikaci použity ve dvojím významu (kupř. Pokud jde o připomínky k textu, nejsou zásadní. Při porovnání koncepce ekosystému (geobiocenózy) a komplexního adaptivního systému bylo použito v prvním případě odumovské pojetí ekosystému, dnes již v některých ohledech považované za překonané (str. 20). Hned na několika místech v textu autoři vysvětlují reálný význam disturbancí: škoda jen, že nepostoupili k (novému) nerovnovážnému paradigmatu ekosystému platnému pochopitelně i pro lesy (viz Ochrana přírody, 65, 3, 27-30, 2010). Svou úlohu zřejmě v tomto směru mohla hrát tradiční doba obmýtí.

Lesnatost se v Evropě nezvyšuje jen zarůstáním otevřené krajiny, ale i výsadbou, leckde a nezřídka mohutně podporovanou jak ze státních rozpočtů, tak i fondů EU. Velkoplošná výsadba v Číně probíhá i na severozápadě země, kde je motivována snahou zabránit rozšiřování pouští a polopouští, odkud Peking a severovýchod donedávna nejlidnatější země světa zasahují písečné bouře: v této části státu se vysazují zejména severoamerické borovice. Amazonský deštný prales nepředstavuje největší divočinu na světě: tou je ruská tajga zabírající dvakrát větší plochu (str. 43). V případě populace bude vhodnější hovořit o její životaschopnosti (viability) než o zdatnosti (fitness). Ekosystémy jsou v krajině propojeny nejen tokem látek, živin a organismů, ale i energie a informace (str. 137). Agroenvironmentální programy v mnoha zemích zahrnují přímo v názvu i opatření zmírňující dopady změn podnebí (mitigace) nebo se jim přizpůsobující (adaptace). Výraz ekosystémový inženýr je otrocký, a tedy nepřesný překlad z angličtiny - rozumnější a vhodnější bude proto hovořit o tvůrcích či konstruktérech ekosystémů.

Ekosystémové služby produkující statky označuje klasifikace, kterou jsme zavedli v megavědeckém projektu Hodnocení ekosystémů na začátku tisíciletí (Millennium Ecosystem Assessment), jako zásobovací. Jestliže uvádíme latinské jméno, bylo by žádoucí doplnit jej v naší mateřštině druhovým názvem, zvláště pokud zaštiťuje rod s více druhy (str. Vývoj vzájemných vazeb mezi populací vlka obecného (Canis lupus) a losa (Alces alces) na ostrově Isle Royale ležícím v Hořejším jezeře na americko-kanadském pomezí, jenž pronikl do četných učebnic ekologie a ochranářské vědy, nabral nový směr poté, co uvedené psovité šelmy v tomto izolovaném ekosystému v důsledku příbuzenské plemenitby (inbrídingu), nemocí i náhodných událostí bez zásahu člověka i při dostatku potravy téměř vymřely: na ostrově zůstali na jaře 2018 pouze dva poslední, navíc silně příbuzní jedinci. V letech 2018 až 2019 bylo na ostrov zabírající asi 500 km2 vysazeno z Minnesoty, Michiganu a kanadské provincie Ontario 19 nepříbuzných vlků: v současnosti ostrov obývá 31 zdravých zmiňovaných savčích predátorů. Mezi mimořádné meteorologické jevy dávanými do souvislosti se změnami podnebí patří i vlny mrazů (str. 492). Astronomické faktory, kterým přičítáme zřetelnou proměnlivost zemského klimatu, zahrnují kromě ekliptiky (myšlené čáry na obloze ukazující roční cestu Slunce) také sklon zemské osy a velikost sluneční konstanty. V textu knihy je při diskusi změn podnebí viditelně podhodnocena úloha vodní páry.

Vydavatelský počin brněnské Mendelovy univerzity - hodnocení publikace si uvedené označení bezesporu zaslouží - tak trochu klame názvem. Ačkoliv se soustřeďuje na les, v mnoha ohledech řešené téma překračuje - představuje tak moderně pojatou encyklopedii ekologie.

Soubor poznatků představený v nové publikaci doplňuje česko-slovenský prostor v pojetí ekologie lesa. Na základě historického dědictví totiž bývá v našich (a nejen našich) podmínkách v rámci ekologie lesa věnován největší prostor přístupům, které se zaměřují na vztahy mezi dřevinným, případně bylinným patrem a abiotickými podmínkami stanoviště. Předložená kniha doplňuje tento do hloubky rozpracovaný a nesmírně přínosný směr o důraz na biotické interakce a významné biotické fragmenty sítě vztahů v komplexním adaptivním systému lesa.

Představený přístup k popisu lesa nese dle našeho názoru ovoce v tom smyslu, že umožňuje pochopit, některé celoekosystémové mechanismy nad rámec „black boxu“.

tags: #ekologie #lesa #clanky

Oblíbené příspěvky:

• Přečtěte si více o ekologickém zemědělství na Vysočině
• Příčiny a důsledky ohrožení rodiny
• Štěrkopískovna Hulín a její biodiverzita
• Jak třídit odpad doma
• El Niňo: Vysvětlení a vliv na klima