Charakteristika ekosystému listnatého lesa

Možná jste si všimli při návštěvě iQLANDIE našeho exponátu Stáří dřeva nebo jste již byli v Mirakulu, kde mají na toto téma celou Lesní stezku. Dnes si proto povíme blíže o tom, co je to vlastně ekosystém lesa. Spolu s dalšími živými organismy a vodními plochami vytváří lesy jedny z nejpozoruhodnějších a nejsložitějších ekosystémů naší planety.

Lesní ekosystém je složitý soubor procesů, které jsou komplexně propojené, spíše než soubor jednotlivých složek (rostliny, živočichové). Strukturu lesního ekosystému tvoří jak živé, tak i neživé složky a odráží se v horizontálním i vertikálním uspořádání živých rostlinných společenstev. Složení vegetace je ovlivňováno nejen živočichy, ale také regionálním klimatem, polohou a svažitostí terénu, biomasou, půdními vlastnostmi a podobně. Vzniká také velké množství vzájemných mezidruhových vztahů, které mohou být jak oboustranně záporné, tak prospěšné.

Jsou ale možné i takové vztahy, kdy jeden organismus působí nepříznivě na druhý, nebo kdy má jeden druh prospěch z aktivity druhého, aniž by jej negativně ovlivňoval. Les je pro nás tedy prospěšný po mnoha stránkách, ale jeden z nejdůležitějších faktorů je produkce kyslíku a vázání prachu. Pokud se na toho téma podíváme trošku matematicky, vzniknou nám velmi zajímavá čísla.

Produkce kyslíku a vázání prachu

Tak například produkce kyslíku: jeden stoletý buk vysoký 25 metrů s korunou o průměru 14 metrů, jež má listovou plochu okolo 1 600 m² a 9 000 listů, za jediný den vyprodukuje až 1,7 kg kyslíku, což je 1 000 litrů. Člověk průměrného vzrůstu vydýchá 350 l kyslíku za den. Jeden statný buk tak „uživí“ tři lidi. Jeden hektar kvalitního smíšeného dospělého lesa v ČR vyprodukuje za jeden rok 10 tun kyslíku (10 000 kg). Také absorbují oxid uhličitý (CO2). Podle studií průměrný člověk za den vydechne asi 650 gramů CO2, za rok nějakých 240 kg. Avšak statisticky se vším všudy (auta, dobytek atd.) jde až o 2,3 tuny CO2 na hlavu rok co rok. Jediný hektar bukového lesa dokáže navázat až 64 tun prachu, hektar dubů 56 tun, borovic 36 tun.

Struktura lesního ekosystému

Les je společenstvím mnoha organismů - rostlin a živočichů, které jsou na sobě navzájem závislé a žijí v podmínkách určitého konkrétního přírodního prostředí daných geologickým podložím a klimatem. Staří lesníci hovořili o bytosti lesa, čímž intuitivně vyjadřovali to, že všechny složky lesa společně vytvářejí nedílnou jednotu, že žádná jeho složka nemůže existovat samostatně. Vedle podmínek prostředí je pro lesní společenstvo určující determinantou stromové patro a skladba jeho dřevin. Pro formování rostlinných společenstev je důležitým faktorem nadmořská výška. Proto je naše republika s jistým zjednodušením vertikálně rozdělena do tzv. lesních vegetačních stupňů.

Čtěte také: Vlastnosti ekosystému louka

Důležitým indikátorem podmínek přírodního prostředí jednotlivých typů lesů je přízemní patro složené z bylin, travin, kapradin, mechorostů a lišejníků. Rostliny přízemního patra, podobně jako dřeviny, ale mnohem přesněji vyjadřují jak klimatické podmínky, tak i vlastní stanoviště a vlastnosti prostředí. Velmi citlivě reagují na humusové poměry a vlastnosti svrchního půdního horizontu, v němž jsou zakořeněny. Jejich výskyt indikuje určitou humusovou formu, bohatost živin, vlhkost, světlo a teplo.

Po dlouholetých výzkumech vzájemných vztahů mezi rostlinami a prostředím, v němž rostou, byly sestaveny tzv. „Ekologické skupiny rostlin" (ESR), které slouží lesníkům jako pomůcka pro přehlednější třídění rostlin podle ekologických nároků a možností používat je jako indikátory určitých vlastností prostředí lesa.

Půdní (Kořenové) Patro

Začněme od sklepních prostor lesa, které se odborně nazývají kořenové nebo půdní patro. Půdní patro je protkáno kořeny rostlin a stromů a obýváno ohromným množstvím půdních bakterií, které hrají zásadní roli při rozkladu organických látek. Žížaly se prokousávají vrstvou organických látek, které pak vylučují v podobě humusu. Na ploše 100 metrů čtverečních najdeme až čtvrt milionu žížal. Také stonožky mají rády vlhkou lesní půdu a stejně jako žížaly produkují čerstvý humus, který obohacuje půdu o živiny. Stonožky se mohou pyšnit velkým počtem nohou, ale málokdy jich mají přesně sto. Existují druhy, které mají pouze 16 končetin, objeven byl však také exemplář s rekordním počtem 680 nohou.

Mechové Patro

Ze suterénu se přesuneme do přízemí, na povrch lesní půdy, který je utvářen mechy, lišejníky, ale také spadaným jehličím a listím. Žije zde velké množství pavouků a hmyzu. Obzvláště významní jsou mravenci, kteří hrají nepostradatelnou roli při šíření semen rostlin. Jejich domovem jsou mraveniště, která jsou díky své dokonalé vnitřní organizaci právem označována za samostatné mravenčí státy.

Povrch Lesní Půdy - Domov Plazů a Obojživelníků

Povrch lesní půdy obývají také plazi a obojživelníci. Nejhojněji zastoupeným obojživelníkem v Česku je ropucha obecná. Svou potravu nacházejí tito živočichové ve svém bezprostředním okolí - živí se pavouky, hmyzem nebo plži. Právě plži obzvláště oceňují vlhké a stinné lesní klima.

Čtěte také: Lesní ekosystém pro studenty

Bylinné a keřové patro obývá také srnčí zvěř a prasata divoká. Počty jelenů v českých lesích se stále zvyšují. Jelen je majestátní zvíře, jehož váha dosahuje až 250 kg, z čehož přibližně 8 kg váží jeho paroží. Přítomnost prasat často prozradí rozrytá místa v lesních porostech - prasata rytím v půdě vyhledávají žaludy a bukvice, pochutnají si při tom také na hmyzu a menších obratlovcích.

Stromové Patro

Nakonec nahlédneme do nejvyšších pater našich lesů - pomyslnou střechu představuje stromové patro. Ve volné přírodě se na území Česka vyskytuje až 400 druhů ptáků. Datel patří k nejhlasitějším obyvatelům lesa. Organismy vytvářejí živou složku lesa. Pro nás často tu jedinou viditelnou nebo slyšitelnou. Přesto obrovské množství různých druhů je našim očím a uším skryto. Abychom je našimi smysly zaznamenali, musíme se ztišit a zpozornět. Výskyt určitých druhů stromů, květin, mechů, lišejníků, hub a živočichů v lese nám mnohé napoví o jejich vzájemných vztazích i vazbách na přírodní podmínky, jako jsou půda a klima, tedy teplo, vlhkost, světlo.

Dřevo v lesním ekosystému

Na povrchu stromu je kůra, která může mít různou podobu, od tenké několikamilimetrové až po rozbrázděnou mnohavrstevnou kůru, která se postupně odlupuje. Takto rozbrázděná kůra se nazývá borka. Pod kůrou se nachází lýko, které je v podstatě jedinou živou částí kmene. Lýkem prochází sítkovice, která rozvádí organické látky po celé rostlině. Největší část kmene je vyplněna dřevem, což je v podstatě mrtvá hmota cév skládající se z celulózy a ligninu.

Tloustnutí se děje tak, že kambium produkuje směrem ven lýko a směrem do centra kmene dřevo. Tato produkce se děje především na jaře (v dřevní části vznikají řidší cévy o větším průměru - světlejší zbarvení), o něco pomaleji pak v létě (hustší cévy o menším průměru - tmavší zbarvení), na podzim a v zimě ustává, čímž se vytváří charakteristické útvary, tzv. letokruhy. Datovaným rekordmanem ve stáří je smrk ztepilý, který se jmenuje Old Tjikko. Se svými 9550 lety je nejstarším žijícím stromem světa. Roste ve švédském národním parku Fulufjället.

Dřevo je významný obnovitelný konstrukční materiál využívaný ve stavebnictví, výrobě nábytku, papírenství a mnoha dalších průmyslových odvětvích. Pokud uvažujeme o dřevu jako o průmyslové surovině, označujeme ho jako dříví. Po zpracování dřeva ho dělíme dle kvality. Nejkvalitnější sortimenty slouží k výrobě nábytku, hudebních nástrojů, sportovního náčiní nebo pro další speciální aplikace. Sortimenty průměrné kvality se používají po dalším zpracování nejčastěji ve stavebnictví. Existuje nepřeberné množství dřevin domácích i exotických. V našich podmínkách rozdělujeme dřeviny na jehličnaté a listnaté. Nejvýznamnějšími tuzemskými jehličnany jsou smrky, borovice, modříny a jedle. Dřevo obecně tvrdších listnatých dřevin se častěji užívá pro estetické účely, jehličnaté dřeviny slouží obvykle ke konstrukčnímu využití.

Čtěte také: Zahrady v Láhvi

Vliv holosečné obnovy na lesní ekosystém

Jednorázovým a úplným smýcením stromového porostu dochází k zásadní změně stanovištních podmínek. Radikálním způsobem se mění světelný režim a mikroklima rozsah této změny je dán povahou smýceného porostu a velikostí holé seče.

Světelný režim

V zapojeném porostu dřevin (stromů) dochází k výraznému útlumu přicházejícího světla. Do olistěného, resp. jehličnatého porostu dopadá i méně než S % světelného záření než na okolní otevřenou plochu (tedy i holinu). Odlišná je i kvalita dopadajícího záření převládá difúz-ní záření s odlišným zastoupením vlnových délek než na volném prostranství. Výrazně se odlišuje světelný režim listnatých a jehličnatých porostů, rozdíly jsou i mezi zastoupenými (převažujícími) dřevinami, závisí rovněž na stupni korunového zápoje a výšce (stáří porostu. Světelný režim opadaných (u nás hlavně listnatých) lesů má výrazně sezónní charakter, u jehličnatých lesů je celoročně vyrovnaný. Na světelný režim lesního porostu je přizpůsobena a je na něm závislá široká garnitura rostlinných a dílem i živočišných druhů.

Odlišnosti světelných režimů v jednotlivých porostních typech jsou významnou příčinou rozrůzněnosti biocenóz např. bylinné patro lužní-ho lesa nemůže existovat pod celoročním zástinem smrků. Většina hodnotnější lesní květeny existenčně závisí na více méně nepřetržitém zastínění a po úplném odclonění rychle a často ne-návratně mizí. Decimovány jsou ale nejen druhy bylinného podrostu, ale i samotné dřeviny. Dře-viny vyžadující stín zejména buk a jedle, ale v menší míře i většina našich dalších, dnes jíž rela-tivně vzácných druhů špatně snáší plné oslunění na holinách, chřadnou a jsou postupně vytla-čeny dřevinami světlomilnými. Stínomilné dřeviny se na holinách většinou nedaří obnovit ani uměle, takže tyto ekologicky významné stromy z našich lesů postupně ustoupily.

Dvě století hromadné holosečné praxe u nás měly z biologického hlediska katastrofální dopad přímo (pěs-tebně) i nepřímo (zhoršením existenčních podmínek pro většinu domácích dřevin) vedly k pronikavé změně druhového složení lesů. Jednotvárnější, ale hlavně ekologicky odlišné porosty jehličnanů znemožnily existenci podstatné části původní bioty od dřevin, přes bylinné druhy až po nepřehlednou fauna bezobratlých. Tato biota by na řadě lokalit mohla, alespoň zčásti, regenerovat.

Teplotní režim

Patří k základním poznatkům bioklimatologie, že porostní mikroklima je teplotně mnohem vyrovnanější než mikroklima volných prostranství. Lesní porost působí velmi tlumivě na teplotní extrémy, a to v obou směrech. V teplém půlroce tak může činit denní amplituda tep-lot na volném prostranství kolem 30 °C, zatímco v zapojeném lesním porostu nedosahuje 10 °C (za silných radiačních situací mohou být tyto rozdíly ještě větší. To má závažné dopady na slože-ní biocenóz, neboť biota je vůči tepelnému režimu dosti specializovaná. Rada druhů lesního podrostu nesnáší velké teplotní výkyvy (zejména pozdní mrazy) a v holinovém prostředí nepřežívá. Totéž platí i o dřevinách oceánického klimatu (buk, lípa velkolistá, zčásti jedle, javor klen), které na holinách mohou strádat přízemními mrazíky, zatímco pod clonou mateřského porostu se vy-víjejí bez známek poškození.

Vlhkostní a srážkový režim

Vláhový režim holiny a lesního porostu (v závislosti na druhovém slo-ženy se významně liší. Závisí pochopitelně na srážkových poměrech území a na povaze ekotopu (půdní typ a druh, reliéf), lze však shrnout, že na holinách je vláhový režim rozkousanější než uvnitř lesního porostu.

Živinový režim

Holiny jsou charakterizovány zrychlenou mineralizací organické hmoty, což bývá často spojeno se ztrátou živin, v určitých případech může být tento proces ale příznivý (minerali-zace surového, nevyužitelného humusu).

Shrnutí vlivu holoseče

Při holosečné obnově dochází k více či méně výrazné změně ve složení biocenózy. Příčinou je změna stanovištních podmínek (ekotopu). Mizí stromové dřeviny jako edifikátory, radikálně se mění světelný, teplotní, vláhový i živinový režim. Každý druh organismu vykazuje jistou míru ekologické specializace. Je tudíž logické, že jiným ekologickým podmínkám odpovídá jiné složení biocenózy. Ekologicky přizpůsobivé druhy lesního prostředí jsou schopny alespoň se sníženou vitalitou přežívat v extrémním prostředí holin. Je však velké množství druhu, které jsou existenčně vázány na vyrovnané prostředí lesního porostu; tyto druhy na holinách bud živoří nebo se na nich neudrží vůbec. Mnohé ekologicky přizpůsobivé druhy z holinového prostředí mizí i z toho důvodu, že jsou vytlačeny agresivnějšími pasekovými druhy, často druhy vázanými na bezlesí a do lesního podrostu nezasahujícími.

Kvalitativní rozdíl mezi pasekovými a výchozími lesními společenstvy (biocenózami) se značně liší podle typu stanoviště. Obecně platí, že na kyselých, oligotrofních půdách není zásadní rozdíl ve složení fytocenózy, která je i pod stromovým zápojem chudá a monotónní. Rozdaly lze ale předpokládat v synuzii bezobratlých, která se v holinovém prostředí musí vyrovnávat se značně odlišnými ekologickými podmínkami. Naopak na bohatších stanovištích, kde je biocenóza druhově velmi bohatá a vyhraněná, jsou rozdíly mezi lesem a holinou velmi výrazné. Na bohatších půdách dochází vlivem oslunění a zrychlené mineralizace k expanzi statných bylin, trav i pasekových dřevin, které původní biotu potlačí.

Významným faktorem je ale i stupeň denaturalizace (antropogenní ovlivnění výchozí lesní biocenózy, resp. převažující dřeviny. Lesy, které již před holosečí byly výrazně pozměněné, jsou holosečnou obnovou postiženy v menší míře, neboť citlivější biota z nich byla již dříve vytlačena. Neznamená to ovšem, že by v takovém případě byl vliv na biodiverzitu zanedbatelný. Jak již bylo zmíněno, dochází k postupné regeneraci biocenóz během obmýtí a konzervativní lesní prvky se pozvolna stěhují do porostu. Tento proces je následnou holosečí zmařen a regenerace musí začít od počátku. Mimo jiné to znamená i eliminaci ekologicky žádoucích či provenienčně cenných dřevin, které se v porostním prostředí již začínaly prosazovat. Z hlediska druhového složení je třeba upo-zornit především na rozdíl mezi smrkovými a borovými porosty. Borové lesy tlumí procházející světlo jen malou měrou a tak mezi podrostem lesa a pasekovým společenstvem není obvykle výrazný rozdíl. V menší míře to platí i u lesů převážně dubových. Jinak je tomu u smrčin a velké části listnatých lesů (zví.

Změna světelného režimu má za následek nezřídka i rozšíření nežádoucích rostlinných druhů (u živočichů se jedná hlavně o hlodavce), které mohou ztěžovat obnovu a vést k degradaci fytocenózy. Přitom může jít o druhy domácí, stejně jako cizokrajné, zavlečené. Z domácích druhů jsou nepříjemnými pasekovými druhy (buření třtiny, ostružiny, starček, hasivka aj., z druhů cizokrajných (neofytů) jde o netýkavku malokvětou a žláznatou, severoamerické astry, bolševník velkolepý, křídlatky a další. Tyto druhy působí rozklad fytocenózy (následně ale i zoocenózy) tím, že vytlačují původní květenu a často se i dále rozšiřují.

Vytvoření holiny na místě zralého lesního porostu je evidentní změnou ve strukturním uspořádá-ní ekosystému. Holosečnou těžbou je odstraněna nejnápadnější a ekologicky nejzávažnější živá součást ekosystému dřeviny stromového vzrůstu. Rozumíme-li ekosystémem funkční celek neživého prostředí, tj. půdy s nejnižšími vrstvami atmosféry a organického komplexu biocenózy, pak je zřejmé, že stromy představují z hlediska hmoty jeho nejpodstatnější součást. Otázka, zda holina mění strukturu lesního ekosystému se tak jeví banální. Z funkčního hlediska je zřejmé, že stromová etáž podstatným způsobem modifikuje mikroklima půdy i atmosféry do výšky přesahující o několik metrů korunovou úroveň. Významným způsobem modifikuje mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti půdy, přímo i nepřímo ovlivňuje složení biocenózy (náhrada jedné stromové dominanty jinou má často za následek podstatnou změnu ve složení fytocenózy a zoocenózy). Celoplošným smýcením stromů přechází struktura lesa na strukturu paseky. Z hlediska struktur-ního i funkčního přitom nejde o pouhé "odečtení" stromové etáže z lesního ekosystému, neboť pasekové společenstvo není identické z podrostem lesa, jak bylo ukázáno výše.

Lesní porost modifikuje vodní režim specifickým způsobem. Dopadající srážky jsou až z 1/2 zachycovány v korunách, odkud se většinou odparují a způsobují tak zvlhčení ovzduší nad poros-tem. Srážky propadlé porostem a stékající po kmeni přecházejí do podrostu a do půdy, kde jsou poutány větší měrou, než na otevřené ploše. V porovnání s bezlesím je i velmi nízký povrchový odtok vody, který je v nelesní krajině nejčastější příčinou půdní eroze. Les tak výrazným způsobem tlumí odtok přívalových vod; v porovnání s holinou je v lese vyrovnanější vlhkost. vodní toky, které pramení v zalesněných územích mají mnohem vyrovnanější průtok, zatímco vodoteče sbírající vodu z odlesněných (zejména zorněných) území vykazují zřetelná minima v období sucha a za deštivějších období se snadno rozvodňují. Podobně je tomu na velkých holinách, kde jsou výrazné výkyvy vlhkostí, srážkové vody rychle odtékají a podílejí se na erozi. Velmi rychle tu dochází k tání sněhu, přičemž tavné vody nestačí zasáknout do půdy a jsou tak do značné míry ztraceny. Nepříznivě se uplatňuje tzv. Vodní režim lesních porostů je ovšem ovlivněn druhovým složením a srážkovými úhrny. Jehličnaté, zvl. smrkové lesy zachycují v porostu více vláhy než porosty listnaté, což na jedné straně zvyšuje vzdušnou vlhkost, na straně druhé to ale znamená v sušších oblastech deficit vláhy v půdě a pokles hladiny povrchových vod. Listnaté porosty v bezlistém stavu propouštějí až 90 srážek, také povrchový odtok je dosti vysoký. Ani holiny nevykazují jednoznačný vláhový režim. U menších holých ploch (kotlíků) se uplatňuje zvláštní proudění, které dokonce zvyšuje úhrn spadlých srážek oproti volnému prostranství, v důsledku závětrných poloh je na kotlících vyšší vrstva sněhové pokrývky, která se tu i déle udr-ží.

Lesy v České republice

Dobrou zprávou na závěr je, že lesů v České republice neustále přibývá. Na našem území se nachází přibližně 2,9 milionů hektarů lesů. Kdybychom je všechny umístili na jednu plochu, pokrývaly by čtverec o hraně 170 km. Většina lesů je ale rozdrobena do mnohem menších celků a opravdu velké lesy najdeme jen v okrajových pohořích. Data pocházejí z druhého cyklu Národní inventarizace lesů (NIL), což je nezávislé šetření o stavů lesů ČR, prováděné formou terénních šetření na tzv. inventarizačních plochách, a poskytuje detailní data o stavu lesních porostů včetně zastoupení dřevin, škodách a obnově nebo o množství ležícího odumřelého dřeva a pařezů. Data pocházejí ze šetření, které probíhalo už v letech 2011-2015.

V českém prostředí se často vyskytují mírně odlišné údaje o celkové ploše lesů. Například ve zprávách o stavu lesa se jako celková plocha lesů uvádí 2,6 milionu hektarů, zatímco Národní inventarizace lesů uvádí plochu o 300 000 hektarů vyšší, tedy 2,9 milionu. Data ve zprávách o stavu lesa nebo data Českého statistického úřadu evidují pozemky určené k plnění funkce lesa (tzv. PUPFL) v katastru nemovitostí - a data o objemu těžeb či druhovém zastoupení získávají od jednotlivých subjektů, které na pozemcích hospodaří.

Většina zdejších lesů vznikla výsadbou a ve střední Evropě už žádný primární a člověkem neovlivněný les (tzn. prales) neexistuje. To, co u nás dnes zažíváme jako les, je výsledek zpětného zalesňování po roce 1900. Na území ČR lze stále nalézt přírodní nebo přírodě blízké lesy s vysokým stupněm přirozenosti. V Česku mají rozlohu pouze 920 ha a patří mezi ně třeba Žofínský prales, Boubínský prales, Mionší či Rýchorský prales. Nicméně i v nich se (byť v dávné minulosti) nějakým způsobem hospodařilo a používat pro tyto lesy označení „prales“ je tedy nepřesné.

K datům o lesnatosti je proto potřeba přistupovat s vědomím, že kromě přírodního a převážně listnatého lesa zahrnují i monokultury jehličnanů. Právě smrkové monokultury, které začaly být na počátku 20. století zakládány, jsou v současnosti nejvíce ohroženy kůrovcem.

tags: #ekosystém #listnatého #lesa #charakteristika

Oblíbené příspěvky:

• Vzor zápisu z cvičení v přírodě
• Dlouhodobý stres v ekosystémech
• Prevence štěnic na škole v přírodě
• Využití vody v pasivním domě
• Biologická redukce znečištění