Lesní ekosystém uhlí: Význam, dopady a hospodaření

19.03.2026

Zvykli jsme si, že lesní požáry vídáme jen ve zprávách ze Středomoří, Kalifornie nebo Austrálie. V létě loňského roku ale oheň zasáhl České Švýcarsko v srdci střední Evropy. S blízkostí lesních požárů odteď musíme ještě více počítat i u nás. Znamená to vzít na vědomí nejen ztrátu rostlinné biomasy, poskytující palivo, ale také významně negativní vliv na půdu a její vlastnosti, pomáhající utvářet lesní ekosystém. To, co vypadá jako tragédie, je ale současně příležitostí.

Frekvence i intenzita lesních požárů ve střední Evropě kdysi bývala v porovnání například s lesy Středozemí nebo Skandinávie dosti nízká, ačkoli lidé v kulturní krajině oheň využívali odnepaměti a často. Za poměrně nízkou frekvencí požárů hledejme relativně vysokou vlhkost a množství srážek během roku, odlišný typ vegetace s vyšším podílem listnatých stromů; v posledních zhruba dvou stech letech přidejme lidskou snahu o předcházení požárům a v hustě obydlených oblastech střední Evropy jejich hašení. Vzhledem ke globálnímu oteplování, které se samozřejmě týká i mírného pásu, a tedy většímu množství suchých období však již nyní můžeme pozorovat narůstající počet požárových událostí, a to nejen v lesních ekosystémech.

Je pravděpodobné, že postupem času se i skladba lesů bude novým podmínkám přizpůsobovat směrem ke středomořskému typu lesa s vyšším zastoupením k suchu i požáru tolerantních borovic. Jejich jehlice jsou bohaté na silice, což opět podporuje vznik a šíření požáru. Bude tedy dobré se na tuto možnost připravit a ujasnit si, jestli nás čekají těžké časy, nebo to bude pro lesní ekosystém znamenat výhodu.

Dalo by se čekat, že lesní požáry zasáhnou především stromy, které poskytují dřevo, a tedy palivo. Jde však o často tradovaný omyl. To, co obvykle v lesích hoří, bývá opadanka, tedy listí a zejména jehličí stromů, ležící na zemi. Pouze málo požárů v našich podmínkách zasáhne koruny stromů, většina z nich se přežene po povrchu půdy, přičemž může shořet jak opadová vrstva, tak organická, humusová vrstva pod ní. Někdy bývá částečně zasažena dokonce i svrchní minerální vrstva půdy, která také obsahuje určitý podíl hořlavé organické hmoty.

Vzhledem k tomu, že svrchní organické vrstvy půdy představují významnou zásobárnu živin pro rostliny i půdní organismy, pomáhají zadržet vodu v půdě a zabraňují její erozi, znamená to pro lesní ekosystém velký zásah. Uhlík je základním stavebním prvkem živé hmoty. Zároveň je součástí oxidu uhličitého, který je významným skleníkovým plynem přispívajícím ke globálnímu oteplování a jehož koncentrace v atmosféře se zvýšily od poloviny 18. století do současnosti přibližně o 45 %.

Čtěte také: Lesní zákon a stavby

Zásoby uhlíku v lesních půdách

Jedním z nejvýraznějších jevů ovlivňujícím zásobu uhlíku v lesních půdách jsou lesní požáry. Požár významně snižuje zásobu půdního uhlíku. V nadložních humusových vrstvách je ztráta uhlíku v průměru 59 %, v celém půdním profilu pak 26 %. Návrat k původní zásobě uhlíku může trvat více než 100 let.

Po svrchní vrstvě zemské kůry a hluboké vrstvě oceánů představuje vegetace a půda největší zásobárnu uhlíku na Zemi. V nich je uloženo zhruba 2 000-3 000 Gt uhlíku, následuje permafrost s 1 600-1 700 Gt a teprve poté svrchní vrstvy moří a oceánů (900 Gt) a atmosféra (830-860 Gt).

Možnost zvýšeného ukládání uhlíku v pevninských ekosystémech může tedy představovat nezanedbatelný nástroj zmírnění dopadu neboli mitigace klimatických změn, a zrychlení jeho uvolňování naopak riziko pozitivní zpětné vazby v procesu globální změny klimatu.

Lesní ekosystémy a ukládání uhlíku

Lesní ekosystémy v současné době pokrývají 4,06 miliard hektarů, což představuje téměř třetinu povrchu pevniny. Množství uhlíku, které lesy poutají, je odhadováno na 295 Gt v živé biomase, 68 Gt v opadu a mrtvém dřevě a 296 Gt v lesní půdě (FAO 2020). Celosvětově je tak téměř 45 % uhlíku v lesních ekosystémech poutáno v lesních půdách. V Evropě (bez Ruské federace) je to dokonce 58 %. Lesy odebírají z atmosféry téměř třetinu emisí CO2 produkovaných člověkem (9,5 Gt).

Právě kalamity a velkoplošná poškození lesních porostů mají zcela zásadní negativní vliv na ukládání uhlíku v lesních ekosystémech a lesních půdách. Větrné a hmyzí kalamity přinášejí obdobné narušení podmínek jako holosečné těžby, avšak s daleko větším plošným dosahem. Zatímco maximální velikost holiny po plánované těžbě je v ČR jeden hektar, velikost ploch postižených kalamitami může být v desítkách až stovkách hektarů.

Čtěte také: Horská lesní ekologická cesta k niternosti - recenze

Vývraty při větrných kalamitách navíc usnadňují uvolňování uhlíku uloženého v minerální půdě a celková respirace se zvyšuje o 20-50 %. Vědci uvádějí, že větrná kalamita Lothar z roku 1999 snížila uhlíkovou bilanci evropských lesních ekosystémů přibližně o 16 Mt uhlíku, což představuje 30 % celkové čisté produkce biomasy na kontinentu.

Rozsáhlé kůrovcové kalamity rovněž vedou k dlouhodobému narušení uhlíkové bilance. Vědci uvádějí, že kalamita podkorního hmyzu (Dendroctonus ponderoseae) v Britské Kolumbii v letech 2000 až 2020 vedla k uvolnění 270 Mt uhlíku, což v průměru představuje negativní bilanci uhlíku 0,36 t/ha/rok. Po dobu dvaceti let se porosty v poškozené oblasti nevrátily k poutání uhlíku.

Asi nejvýraznějším jevem ovlivňujícím zásobu uhlíku v lesních půdách jsou lesní požáry. Požáry zásadně mění také mikrobiální charakteristiky půdy, půdní biodiverzitu i formy uhlíku - vzniklé dřevěné uhlí podléhá rozkladu pomaleji než běžné organické látky.

Význam lesních požárů pro globální uhlíkovou bilanci vzrůstá, o čemž svědčí i rekordní lesní požáry v boreálních lesích Kanady a rozsáhlé požáry v Rusku či Řecku v průběhu roku 2023. Významný vliv na budoucí úlohu lesů a lesního hospodářství v koloběhu uhlíku představuje samotná globální změna klimatu.

Globální změna klimatu a lesní ekosystémy

Zvýšené koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší mohou zvyšovat čistou produkci lesních ekosystémů, a tím další ukládání uhlíku v biomase porostů i v lesní půdě. Na druhou stranu může postupné oteplování znamenat zvyšování respirace lesní půdy. Není tak zcela jisté, zda lesní ekosystémy budou spíše spotřebiteli či zdroji uhlíku - této nejistotě je nutné přizpůsobit současné lesní hospodářství.

Čtěte také: Ekosystém lesa

Sekvestrace uhlíku může být do budoucna ohrožena také rozsáhlejším či častějším narušením lesních ekosystémů, sníženou reakcí ekosystémů na nárůst CO2 v atmosféře (omezení fotosyntézy jinými faktory), vyšším teplotním stresem a vlivem sucha či zvyšujícím se stářím porostů.

Vědci docházejí k závěru, že sekvestrace uhlíku v lesních ekosystémech (bez zahrnutí substituční funkce dřeva) se bude v souvislosti s prohlubováním změny klimatu spíše snižovat. Není ji sice možné výrazně zvýšit změnou managementu, nicméně v hospodářských lesích s přiměřenou intenzitou hospodaření bude pravděpodobně výrazně vyšší než v lesích ponechaných samovolnému vývoji.

Zároveň je evidentní, že pro dlouhodobý mitigační účinek v podmínkách klimatické změny je imperativem adaptační management vedoucí k posílení odolnosti obhospodařovaných lesních ekosystémů.

Historický vývoj lesů a hospodaření

Lesy bývalého velkostatku Rájec nad Svitavou prodělaly svůj staletý vývoj obdobný vývoji i v jiných lesích. I zde lesy sloužily původně výhradně těžbě a to nejen dřeva, podle nahodilé potřeby vybíraného sečí toulavou, ale i lesního steliva, lesní trávy, bukvic a žaludů k výkrmu dobytka; lesy skýtaly lesní pastvu a dodávaly potřebnou zvěř pro jejich majitele. Během 19. století byly však zdrojem pro výrobu dřevěného uhlí, jímž se do roku 1857 vytápěly hamry a vysoké pece v Blansku.

S rostoucí potřebou dřevěného uhlí k tavení železné rudy, rostla přirozeně i potřeba dříví. Tato těžba hraničila velmi často s pustošením lesa. Následek spotřeby neúměrného množství nejdříve bukového dříví a poté i jedlového se tedy dostavil. Ráječtí lesníci již na počátku 19. století byly nuceni hledat náhradní, rychleji rostoucí dřeviny, než byly jedle, buk a dub. Buk pro potřebu vodních staveb měla nahradit borovice obecná a černá.

V rájeckých lesích způsobila obrovské škody velká vichřice z roku 1739. V roce 1740 vznikl v rájeckých lesích velký požár trvající osm týdnů a v roce 1747 pak další požáry trvající šest týdnů. V revíru Obora (Rájec) bylo pět vyhořelých ploch, jejichž výměra byla 446 4/8 měřice (85,64 ha).

Současný stav a uhlíkové lesnictví

Uhlíkové lesnictví je novým pojmem, který se v lesnictví objevil ve vazbě na ekologické služby, respektive funkce lesa a na globální změnu klimatu (GZK). GZK je vyvolána s vysokou pravděpodobností narůstající koncentrací skleníkových plynů v ovzduší - především pak oxidu uhličitého (CO2). Celkově je v suchozemských ekosystémech uloženo přibližně 1 580 Gt uhlíku v půdě a 610 Gt ve vegetaci. Podstatná část z toho je uložena právě v lesích, které jsou přirozeným klimaxovým společenstvem vývoje terestrických ekosystémů, mají stále značnou rozlohu a vysokou schopnost poutat a ukládat uhlík.

Je logické, že ke snižování projevů GZK lze přispět buď snížením emisí CO2 (respektive všech skleníkových plynů), nebo zvýšením rychlosti a prodloužením doby jeho fixace z atmosféry do rostlin, opadu či půdy.

Zjistit a porovnat zásoby uhlíku mezi různými typy porostů v lesích ČR nebo mezi různými typy ekosystémů lze několikerým způsobem. Lze vyjít z dat již zavedených monitoračních programů (CzechTerra) anebo opakovaných inventarizačních šetření (Národní inventarizace lesů ČR) vedoucích k výkaznictví emisních inventur, přípravě lesních hospodářských plánů (LHP) aj.

Informace o zásobě dřeva jednotlivých druhů dřevin v porostu lze použít k přepočtu pomocí tzv. expanzních nebo konverzních faktorů, či alometrických rovnic (vyjadřují vztah mezi jednoduše měřitelnými parametry kmene či koruny a biomasou) na celkové množství biomasy nebo biomasu jednotlivých orgánů (listoví, větve, kmeny, kořeny). Obsah uhlíku pak činí přibližně polovinu suché hmotnosti biomasy. Možné je při podrobné inventarizaci porostu zjistit také množství uhlíku v odumřelém dřevě při znalosti jeho množství a stupni rozkladu.

Jak bylo uvedeno výše, největší zásoby uhlíku v lesní půdě jsou v chladnějších oblastech v biomu boreálního lesa. Rychlost rozkladu organických zbytků rostlin (a uvolnění uhlíku) je totiž závislý na vlhkosti a teplotě půdy. V našich lesích urychluje rozklad samozřejmě také větší dostupnost vlhkosti a tepla do půdy, ke které dochází především na holinách nebo po razantnějším rozvolnění korunového zápoje porostu.

Nejnovější techniky tzv. vířivé difuze (Eddy-covariance, EC) dovolují monitorovat aktuální uhlíkovou výměnu mezi ekosystémem a atmosférou dokonce až několikrát za sekundu a vyhodnotit tak jeho celkovou uhlíkovou bilanci v čase. EC technika je systém využívající nejmodernějších analyzátorů plynů, ultrazvukového anemometru a procesoru s příslušným softwarem. Analyzátory měří okamžité koncentrace vybraných plynů v ovzduší (nejčastěji CO2 při měření toků uhlíku, H2O při měření evapotranspirace a toku energie) v těsné blízkosti ultrazvukového anemometru měřícího v 3-D prostoru směr a rychlost vzduchu.

Pro vyhodnocení schopnosti ekosystémů v České republice vázat atmosférický uhlík jsou v současnosti monitorovány EC technikou tyto vybrané ekosystémy: I. mladá horská smrčina (40 let, Beskydy), II. dospělá smrčina vrchovinné oblasti (115 let, Drahanská vrchovina), III. dospělá bučina (115 let, Bílé Karpaty), IV. lužní les (115 let, Lanžhot), V. topolová plantáž (8 let, Domanínek), VI. horská louka (Beskydy), VII. agro-ekosystém (Křešín), VIII. mokřad (Třeboň).

Opatření pro zvýšení ukládání uhlíku

Na základě dosažených výsledků v šetření uhlíkových zásob, ekofyziologických a dendrometrických měření s doplněním prognóz z výsledků tzv. účinkových studií v ekosystémech s různým typem obhospodařování a zpracování rozsáhlé literární rešerše bylo možné sestavit katalog opatření, které vedou ke zvýšení funkce ekosystémů poutat a dlouhodobě ukládat vzdušný uhlík. Nejvíce byla tato opatření rozvedena pro lesní ekosystémy, a to až do podoby návrhu rámcových směrnic hospodaření pro nejvíce zastoupené cílové hospodářské soubory v ČR.

Bylo zjištěno, že změnou současné druhové skladby lesů v ČR nelze očekávat přílišné navýšení celkové zásoby uhlíku v biomase či lesních půdách, avšak hospodářská opatření mohou směřovat ke stabilizaci uhlíku v půdě a zvýšené rezistenci proti nenadálým změnám a katastrofickým scénářům vývoje klimatu.

Přírodě blízké hospodaření

Lesní porosty prošly za poslední staletí velkými změnami a člověk se na těchto změnách podílel převažující měrou. Les počal člověku sloužit. Plocha lesů v průběhu doby silně kolísaly, od základů se měnila jejich struktura, jejich dřevinná skladba a věkové složení. To vše dle požadavků společnosti v příslušném místě a čase.

Pěstování lesů na biologických základech s uplatněním přírodě blízkých metod hospodaření je cestou, jak sblížit doposud rozdílné nahlížení všech zájmových skupin na podobu našich lesů. Otázky plnění produkčních a mimoprodukčních funkcí lesů (tedy funkcí ekologických a enviromentálních) jsou kladeny na jednu roveň. Při uplatňování přírodě blízkých principů hospodaření jdou společně ruku v ruce efektivní lesnické hospodaření a ochrana a tvorba zdravého životního prostředí a biodiverzity.

Holosečný hospodářský způsob v kombinaci s umělou obnovou lesa produkuje stejnověké a většinou také druhově ochuzené, nejčastěji jednoetážové lesní porosty. Takovéto porosty mají sníženou schopnost odolávat působení negativních vlivů - větru, hmyzím škůdcům, houbovým onemocněním atp. a jsou predisponovány k vzniku významných škod.

Bohatá struktura porostů je podmíněna jejich druhovou bohatostí, přímo nositelkou vysoké ekologické a mechanické stability lesa. Základním nástrojem úpravy druhové a do jisté míry i prostorové skladby porostů je důsledná výchova. Jedná o jednotlivé až skupinovité vnášení žádoucích druhů dřevin do porostů.

Vzhledem k současným nadměrným a opětovně dále narůstajícím stavům spárkaté zvěře v lesích se každá obnova lesa stává riskantním experimentem. Škody, které působí zvěř na lesních porostech jsou značné. Potřeba chránit nově vznikající porosty je vysoká.

Snad žádné z opatření přírodě blízkého hospodaření nevyvolává takové polemiky jako ponechávání hmoty ať už mrtvé či živé v porostech. V člověkem změněných kulturních lesích je však potřeba množství a podobu ponechané hmoty zvažovat. Týká se to především jehličnatých porostů s jejich náchylností na vznik výrazných hmyzích poškození. Pro podkorní hmyz může být totiž ponechaná hmota živnou půdou s následnými škodami na ostatních částech stojícího inventáře. V těchto případech lze však za pomocí jednoduchých zásad a přijatých opatření rizika výrazně zmírnit.

Prořez kmenů je opatření zajišťující jednak oddělení kmene od fungujícího kořene a jednak polehnutí kmene na půdu. Z pohledu správného fungování naší krajiny je tvorba zdravého lesního prostředí jednou ze základních priorit ochrany přírody a obecně resortu životního prostředí.

Proto Ministerstvo životního prostředí ČR (MŽP ČR) spolu se Státním fondem životního prostředí ČR (SFŽP ČR) a Agenturou ochrany přírody a krajiny ČR (AOPK ČR) podporují prostřednictvím dotačních krajinotvorných programů opatření směřujících k přírodě blízkému obhospodařování lesa, které je v souladu s potřebami ochrany přírody.

Globální cyklus uhlíku

Koloběh uhlíku má pro biosféru obrovský význam, neboť je neoddělitelně spjat s produkcí biomasy, klimatem a koloběhem vody i živin. Je jednou z nejdůležitějších křižovatek neživého a živého světa. Prostřednictvím fotosyntézy se anorganický uhlík stává součástí organických sloučenin. Proto je studium globálního koloběhu uhlíku zásadní pro pochopení historie životního prostředí naší planety, tolik potřebného pro předpověď a usměrňování budoucnosti životního prostředí a člověka.

Lidstvo dnes ročně vypouští do ovzduší asi 8 Gt uhlíku. Terestrické ekosystémy, a především ekosystémy lesa jsou významným úložištěm atmosférického uhlíku. Jejich kapacita je sice v porovnání s úložišti v oceánech malá, ale roční toky uhlíku mezi povrchem terestrických ekosystémů a atmosférou jsou srovnatelné s toky mezi oceány a atmosférou. V terestrických ekosystémech hrají významnou úlohu právě lesní porosty.

Obecně lze říci, že pod 4. stupněm limitují produkci lesů srážky, zatímco nad 4. lesním vegetačním stupněm teplota. V tocích uhlíku se však reakce fotosyntézy nebo respirace na změny příkonu slunečního záření, teploty i srážek liší. Také různé ekosystémy reagují různě. Na porosty lesních dřevin se tedy můžeme oprávněně dívat jako na obrovskou soustavu pump, které dopravují vzdušný uhlík z atmosféry do biomasy a půdy, a naopak z půdy do ovzduší.

Nejrozšířenějším způsobem stanovení přímých toků energie a látek (CO2) mezi porosty a atmosférou je metoda vířivé kovariance, která je založena na měření projevů vzdušných vírů (turbulencí). Kovarianční metoda umožňuje dlouhodobá měření turbulentních toků energie i látek mezi porostem a přízemní vrstvou atmosféry, poskytuje kontinuální a okamžité informace o vztazích ekosystémů a jejich prostředí i o jejich reakci na narušení prostředí a také kvantifikuje faktory, které způsobují variabilitu ročních toků. Jde o nejmodernější přístup aplikovatelný na celé porosty lesních dřevin.

Toky uhlíku v ekosystému jsou výrazně proměnlivé během dne i v průběhu sezony. Významně ovlivňují mohutnost uhlíkového úložiště ve smrkovém prostu, zvláště odlišnosti mezi jednotlivými sezonami. Význam konkrétního sezonního průběhu počasí je skutečně zásadní a mohutnost ekosystémových úložišť atmosférického uhlíku má výraznou meziroční variabilitu.

K pochopení uhlíkové úložní kapacity lesa, jeho roční dynamiky a vazby na vnější prostředí slouží například dlouhodobý výzkum Experimentálního ekologického pracoviště Bílý Kříž (www.usbe.cas.cz/lefr/bily_kriz.htm) v Moravskoslezských Beskydech v nadmořské výšce 973 m. Od loňského roku je klíčovým národním místem nové panevropské výzkumné infrastruktury ICOS (International Carbon Observation System).