Horní hranice lesa v Krkonoších se vlivem rychlého oteplování v posledních desetiletích mění. Postupuje směrem k nejvyšším oblastem hor, a to rychlostí zhruba půl výškového metru za rok. Jde možná o jeden z nejviditelnějších projevů klimatické změny v ČR, popisuje Václav Treml z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (UK). S týmem vědců od roku 2017 zkoumá úbočí nejvyšších vrcholů Krkonoš v takzvané přechodové zóně, kde se mění les v alpínské bezlesí.
„Jsme v nadmořské výšce asi 1400 metrů na jižních svazích Vysokého kola, ve střední části přechodové zóny mezi lesem a bezlesím. Při dolní hranici zóny převládá propojený lesní porost, s nadmořskou výškou se fragmentuje, rozpadá se stále více do izolovaných ostrůvků stromů - smrků, které jsou při horní hranici již vzácné a nad ní zcela mizí,“ popsal Treml. Na svém výzkumu spolupracuje se Správou KRNAP.
Viditelné změny v Krkonoších
Vědci se zaměřili na lokality vzdálené od sebe několik kilometrů ve volném terénu klidových území, kam běžný návštěvník nesmí. Stráň Vysokého kola je jednou z nich. Výzkum je dlouhodobý.
V „přechodové zóně“ na úbočí Vysokého kola jsou ve vybrané lokalitě tři stanoviště, první plocha je při dolní hranici zóny, druhá ve střední a třetí při horní hranici.
„Na každé této ploše získáváme řadu informací, například kolik je tam stromů, jak jsou staré, jaké mají rozměry a jak rychle rostou. Šetření v místě se periodicky opakuje a vyhodnocují se změny na plochách, které reprezentují, co se v Krkonoších odehrává. Snažíme se zjistit, jakou má postup horní hranice lesa dynamiku a jestli probíhá všude stejně,“ řekl Treml.
Čtěte také: Uloz.to a autorské právo
Horní hranice lesa se ve středních Krkonoších, kde vědci pracují, pohybuje v nadmořské výšce mezi 1300 až 1400 metry. Mírně se liší podle toho, jaký je sklon svahu, jak je orientován nebo jaké je tam klima.
„Cílem výzkumu je zjistit, jaké jsou vyhlídky na udržení alpínského bezlesí v Krkonoších do budoucna v kontextu pokračujícího růstu teplot a s ním souvisejícím vzestupem horní hranice lesa,“ doplňuje vědec.
Ekosystém z doby ledové
Takzvané alpínské bezlesí nebo také arkto-alpínská tundra v nejvyšších partiích Krkonoš představuje jeden z největších ekologických klenotů pohoří. Ve středoevropském prostoru jde o anomálii, jakousi vzpomínku na dobu ledovou. Nejde o nic jiného než o izolované ostrovy severské přírody v jinak převážně lesem pokryté krajině, kde našla útočiště řada endemických druhů nebo druhů reliktních vyskytujících se ve střední Evropě pouze na hřebenech Krkonoš.
Endemit, respektive endemicky se vyskytující organismus, je takový, který vznikl a je rozšířen jen v určitém omezeném území a nikde jinde se nevyskytuje. V úvahu se bere pouze přirozený výskyt. Areály výskytu jednotlivých endemitů jsou rozdílné. Někdy se jedná o jednu lokalitu s rozlohou pouze několika metrů čtverečních.
„Na základě informací, které se nám podařilo shromáždit, nepředpokládám, že by v tomto století Krkonoše komplet přerostly lesem. Je tu dost přirozených faktorů, které by tomu měly zabránit,“ vysvětluje Treml.
Čtěte také: Rizika pro jakost vody
Podle něj například v hustých alpínských trávnících a porostech borovice kleče je uchycování semenáčků smrku relativně pomalé a zároveň se musí tyto semenáčky vypořádat s dalšími nepříznivými faktory, jako je například pro Krkonoše typické silné větrné proudění, které spolu se sněhem a námrazou stromy ve vysokých polohách poškozuje.
„Je ale pravděpodobné, že se tyto unikátní ostrovy - alpínské bezlesí - v příštích desetiletích v Krkonoších zmenší, ale určitě zcela nezaniknou,“ domnívá se Treml.
Invaze stromů
V ohrožení jsou podle něj bezlesé fragmentované enklávy v nejvyšších partiích Krkonoš, kde už jen mírný vzestup horní hranice lesa může znamenat zánik alpínského bezlesí, jako například na Liščí hoře, Železném vrchu, Stohu nebo Lysé hoře.
„V současnosti jsou téměř ve všech horských regionech nejen v Evropě zaznamenávány vzestupy horní hranice lesa a Krkonoše nejsou výjimkou. Mají ale tu nevýhodu, že jsou v porovnání například s Alpami výrazně nižší a horní hranice lesa je situována velmi blízko k vrcholovým oblastem s alpínským bezlesím a stačí málo pro jeho výrazné omezení. Ohroženost bezlesí je tady velká,“ vysvětluje Treml.
Zánik nebo výrazné omezení alpínského bezlesí podle něj může mít vliv na výskyt nejen některých druhů rostlin, ale i živočichů, například některých druhů bezobratlých.
Čtěte také: Pracovní rizika
V současnosti se v Krkonoších na české straně hor pohybuje horní hranice nejvýše položených jedinců smrku v nadmořské výšce mezi 1450 až 1500 metry a dolní okraj rozvolněných porostů smrku je okolo 1300 metrů.
„Znamená to tedy, že nad přísně definovanou horní hranicí lesa se nyní vyskytují už jen ty nejvyšší krkonošské vrcholky, jako je Sněžka, Studniční hora, Luční hora nebo Vysoké kolo,“ řekl Treml.
Připomněl, že smrk na horní hranici lesa v Krkonoších v současnosti vykazuje jednoznačně nejvyšší přírůstky za posledních tři sta let. „I ty nejvyšší polohy Krkonoš jsou dnes buď pod hranicí, nebo na samé hranici existence teplotně podmíněného bezlesí.“
Podle Tremla je za hranou Labského dolu poblíž Labské boudy postup lesa dobře patrný. „Máme možnost porovnávat s leteckými snímky, které byly pořizovány od roku 1936 přibližně v desetiletých intervalech. Například před sedmdesáti lety tam byla téměř výhradně kleč, přičemž dnes jde označit to, co tam vidíme, jako les. Ještě před třiceti lety tam tolik vzrostlých smrků nebylo. Neobjevuje se tam mnoho nových stromů, protože je blokuje kleč. Starší stromy ale více prosperují, zvětšují se a tím se zároveň zvětšuje plocha, kterou pokrývají,“ dodává Treml.
Současný vzestup hranice lesa je podle něj také určitým dědictvím minulosti, kdy se opustilo pastevní využití nejvyšších poloh Krkonoš a velké plochy se tak uvolnily pro postupnou expanzi smrku.
Příčin ovlivňujících výskyt vrcholových bezlesí je v Krkonoších řada, hlavní je nízká teplota, mocnost a trvání sněhové pokrývky a silné větrné proudění. To vše má podle Tremla vliv na základní charakteristiky dynamiky horní hranice lesa, jako růst stromů, tvorbu semen nebo přežívání semenáčků.
Arkto-alpínská tundra má v Krkonoších tři podoby: nejvýše je lišejníková, například na vrcholu Vysokého kola. Níže, kam spadá také Labská louka, je travnatá tundra, a ještě níže v ledovcových karech je květnatá tundra.
Lesníci Správy KRNAP pozorují v lesních porostech vliv klimatických změn také v proměně druhové skladby lesů hlavně v nižších a středních lesních vegetačních pásmech.
Rozloha dnešních lesních porostů na české straně Krkonoš je zhruba 37 tisíc hektarů. Jejich druhové složení i prostorové rozložení v minulosti značně ovlivnil člověk, koncem minulého století pak znečištěné ovzduší.
Globální změny v Arktidě
Arktická oblast a vývoj její neživé i živé přírody jsou ukazateli rychlosti a intenzity globálních změn probíhajících na naší planetě. Proto se ekologickému výzkumu Arktidy věnuje velká pozornost. V několika posledních letech probíhal velký mezinárodní projekt, jehož cílem bylo vypracovat kompletní vědeckou zprávu o měnící se přírodě arktické oblasti v souvislosti s globálními změnami, především s oteplováním a zvyšováním UV-B záření.
Analýza ledových vrtných jader dokázala, že zvýšení koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře souvisí s růstem průměrné globální teploty. Vlivem spalování fosilních paliv a snižování ploch zeleně se koncentrace oxidu uhličitého, metanu a ostatních skleníkových plynů v atmosféře zvýšila od počátku průmyslové revoluce zhruba o 35 %. Projevilo se to nárůstem průměrné roční globální teploty o 0,6 °C.
Přinejmenším v tomto století koncentrace skleníkových plynů v atmosféře nadále porostou a průměrné roční teploty se zvýší o 1,4 až 5,8 °C. Vlivem nárůstu teploty se změní cirkulace atmosférických a vodních mas, geografické rozložení a intenzita srážek a zvýší se hladina oceánů. Nejpostiženější budou pobřežní ekosystémy. Pro lidstvo bude krom jiného stále obtížnější nacházet nové zdroje pitné vody.
V současnosti je 80 % potřebné energie zajišťováno spalováním fosilních paliv. Ani v 21. století se to nepodaří významně změnit a pokles množství vypouštěných skleníkových plynů bude jen velmi pomalý.
Historický přehled změn v Arktidě
Význam všech změn neživé i živé arktické přírody souvisejících se změnami klimatu může být snadno zpochybněn. Vždyť přece k výkyvům klimatu dochází v arktické oblasti odnepaměti a člověk zatím nedokáže aktivně ovlivňovat globální zákonitosti. Jsme pouze schopni přihlížet a reagovat až na konkrétní změny.
Během posledního glaciálního maxima (zhruba před 10 000 lety) většinu arktických oblastí pokrýval ohromný ledový příkrov, který zasahoval až do centrálních částí Evropy, Asie a Severní Ameriky. Některá místa Arktidy však led nepokrýval, a ta se stala útočištěm pro různé organizmy. Průměrná teplota arktické oblasti byla tehdy o 10 až 13 °C nižší, než je tomu nyní. V průběhu několika dalších tisíciletí se mnohokrát oteplilo a opět ochladilo. V některých případech byla rychlost změn srovnatelná s rychlostí předpovězenou pro 21. století.
Za posledních 150 000 let zaujímá arktický ekosystém nejmenší rozlohu. Očekávané negativní důsledky klimatických změn nemají v historii celého pleistocénu obdobu, neboť současné oteplování je provázeno dalšími ekologickými změnami, např.
Organismy Arktidy a jejich schopnost reagovat na klimatické změny
Rostlinná diverzita Arktidy je nízká a snižuje se od hranice lesa směrem k polární poušti. Žijí tu jen asi 3 % druhů nacházejících se na naší planetě (vyjma sinice a řasy), některé formy jsou zde však velmi hojné (např. mechorosty a lišejníky). Ačkoliv všeobecně je množství druhů v Arktidě nízké, vybrané skupiny rostlin zde mají vyšší diverzitu než v mírném pásu.
Gradient četnosti rostlinných druhů podle zeměpisné šířky působí v Arktidě daleko výrazněji a na kratší vzdálenosti než kdekoli jinde. To naznačuje, že diverzita arktických rostlin je citlivá na změny klimatu.
Arktické rostliny nemají žádná zvláštní přizpůsobení. První schopnost, kterou musí mít, je odolnost k mrazu, a tu má asi 75 % všech cévnatých rostlin světa. Krátká vegetační doba a ostrý úhel dopadu slunečního záření jsou výhodnější pro dlouhý životní cyklus, v němž pomalý růst často zabezpečují živiny a energie uložené v těle. Některé rostlinné druhy umějí maximálně využít teplotu svého vnitřního prostředí, která je mnohdy vyšší než teplota okolí.
Nízká teplota půdy snižuje mikrobiální aktivitu i dostupnost minerálních látek. Rostliny se snaží tyto nevýhody zmírnit - ukládají minerální živiny v tkáních, využívají živiny z odumřelých tkání, zvyšují rychlost příjmu za nízkých teplot atd.
Arktické druhy rostlin mají podobnou genetickou různorodost jako druhy mírného pásma - variabilita kolísá od vysoké až po velmi nízkou. Například u rozšířeného rodu ostřice není stupeň genetické rozmanitosti ovlivněn klimatem, ale je do značné míry spojen s glaciální historií lokality, z níž daný druh pochází. Populace z míst odledněných před 10 000 lety mají významně nižší genetickou variabilitu než populace z oblastí odledněných před 60 000 lety.
Druhy s velkou genetickou variabilitou mají obvykle větší areál rozšíření. Obojí společně s velkou fenotypovou plasticitou přispívá k odolnosti vůči změnám prostředí na úrovni populací i na úrovni druhů.
Diverzita arktických živočichů nad hranicí lesa je asi dvakrát vyšší než diverzita cévnatých rostlin a mechorostů. Pokles počtu živočišných druhů se zeměpisnou šířkou je mnohem pomalejší (asi dvaapůlkrát) než u rostlin a je provázen zvýšenou dominancí některých druhů.
Živočichové jsou životu v Arktidě rozmanitě přizpůsobeni. Savci a ptáci jsou vybaveni mohutnou izolační vrstvou srsti či peří (která se navíc sezonně obměňuje) a před zimním obdobím si ukládají zásobu podkožního tuku. Před chladem je chrání i třes svaloviny, snížení evaporace, řízení periferního krevního oběhu, tepenná výměna tepla, zužování a rozšiřování cév ad.
Bezobratlí se chrání před nízkými teplotami tak, že kombinují rychlý růst s výhodným zbarvením a ochlupením. Krátká vegetační doba s nestálými klimatickými podmínkami většinu zvířat nutí, aby dokončila životní cyklus velmi rychle. Biotické prostředí je však relativně jednoduché a tlak predátorů či potravních konkurentů je mnohem slabší než v teplejších oblastech. Proto také arktičtí živočichové v ochraně před predátory nevynikají a hůře odolávají nemocem a parazitům.
Důležitým předpokladem přežití je víceletý životní cyklus. Řada zvířat přečkává zimu v hibernaci nebo migruje na dlouhé vzdálenosti.
Genetická různorodost suchozemských živočichů je ovlivněna přítomností migračních bariér. Pro zvířata s omezenou pohyblivostí (např. lumíky) může i široká řeka tvořit hranici mezi poddruhy. Naopak zvířata mobilní (např. lišky) mají genetickou variabilitu velmi malou.
Prozatím víme jen málo o schopnosti zvířat přizpůsobit se klimatickým změnám. Také znalosti o rozšíření druhů a hranicích jejich výskytu jsou nedostatečné.
Většina hmyzích populací žije jižně od hranice lesa. S posunem hranice se posouvá i území obývané hmyzem. Studie zabývající se vybranými druhy ptáků a motýlů naznačují, že druhy žijící v současné době jižněji jsou připraveny migrovat na sever.
Mikrobiální diverzita je těžko odhadnutelná. Arktická půda obsahuje velké zásoby mikro biální biomasy, ačkoliv její diverzita je nižší než v mírné či tropické oblasti a se zeměpisnou šířkou rychle klesá. Řada druhů bakterií a hub běžných v mírném pásu se v tundře nevyskytuje.
Arktické mikroorganizmy jsou odolné vůči vymrzání a některé z nich metabolizují dokonce při teplotách až -39 °C. V zimním období je metabolická aktivita bakterií odpovědná asi za 50 % emisí CO2. Chladová odolnost je spojená s odolností vůči vysoušení.
Mikroorganizmy jsou vysoce adaptivní. Tolerují většinu extrémních podmínek a díky rychlému životnímu cyklu se snadno přizpůsobují podmínkám novým. Asi jedno procento přírodních bakteriálních kmenů izolovaných v Arktidě vykazuje mutagenní změny. Vysoká rychlost mutací umožňuje vznik různých patogenních mikrobiálních typů, které mohou vyvolat epidemii.
Předpokládá se, že v Arktidě budou mikroorganizmy rychle mutovat především kvůli zvyšujícím se dávkám UV-B záření a kvůli toxickým látkám, které se do Arktidy dostávají z mírné oblasti.
Struktura a ekologické vazby arktického ekosystému
Změny klimatu pravděpodobně ovlivní tři významné prvky současných ekosystémů Arktidy: strukturu vegetace, potravní vztahy a bio-diverzitu.
Vertikální struktura rostlinných společenstev a pokryvnost se mění od lesotundry, která se nachází na jižním okraji arktické oblasti a dosahuje výšky necelých 2 m, až po tundru s výškou do 5 cm a s pokryvností menší než 5 %. Dál na sever přechází tundra v polární poušť. Rostlinná společenstva konkrétních lokalit se postupně stěhují do severnějších oblastí.
Přidáme-li do půdy minerální živiny, zvýší se produktivita, výška i struktura arktických společenstev a zrychlí se koloběh organické hmoty. Vyprodukované biomasy může být více nebo méně - záleží na dávce hnojiva.
tags: #ohrožení #tundry #vlivem #člověka
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]