Překryv zemědělství a ekologie: Studie o biodiverzitě a lesním hospodaření

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.

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).

Lesy hostí až 80 % všech suchozemských druhů organismů (worldwildlife.org), a jsou tak klíčovým nositelem pevninské biodiverzity. Biodiverzita bývá zpravidla vnímána právě jako druhová bohatost (species richness) (Kolář et al. 2012). 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

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).

Čtěte také: Dávkování lignohumátu v ekologickém zemědělství

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.

Základní okruhy vzešlé z rešerše

Byla zpracována rešerše, jejíž stěžejní část vychází ze zadání řetězce těchto klíčových slov do vyhledávače vědecké databáze Web of Science Core Collection, sekce “Topic”: ((biodiversity OR “biological diversity”) AND (“forest management” OR forestry) AND “central Europe”). Tímto postupem bylo v lednu 2022 vyfiltrováno 143 vědeckých článků. Nerelevantní články, které se obsahem netýkaly biodiverzity, lesnického managementu a Evropy, byly z review vyřazeny. Zbylo 115 publikací, tvořících základ review, které byly následně prostudovány, jejich hlavní závěry shrnuty a za pomoci další doplňující literatury diskutovány a syntetizovány. Citace těchto 115 publikací jsou v textu označeny hvězdičkou. Studované publikace bylo možné na základě jejich zaměření a výstupů rozdělit do těchto základních okruhů:

• klimatické změny
• dřevinná skladba
• intenzita hospodaření
• fenomén starého (old-growth) lesa a jeho struktur včetně mrtvého dřeva
• sukcese
• fenomén světlého lesa a tradiční management
• segregace a integrace

Klimatické změny

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. Globální oteplování tak představuje riziko pro společenstva jižní a severní Evropy, jak ukazuje na příkladu rostlinstva Alkemade et al. (2011). Oteplováním jsou ohroženy rovněž horské ekosystémy, například společenstva ptáků (Fumy, Fartmann 2021) nebo měkkýšů (Müller et al. 2009), ale i druhy nížin, například v důsledku vysychání mokřadů (Sperle, Bruelheide 2021).

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).

Čtěte také: Udržitelné zemědělství a chov zvířat

Dřevinná skladba

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*).

Dřevinná skladba ovlivňuje typ humusu, čímž způsobuje kvalitativní rozdíly mezi půdními habitaty a jejich společenstvy, například chvostoskoků (Russell, Gergocs 2019*). Jiná studie ukazuje, že sekundární jehličnaté monokultury na mokřinách a rašelinách neslouží jako biotop epigeické fauně (broukům a pavoukům) autochtonních listnatých lesů (Finch 2005*). Stávající dřevinnou skladbu je nezbytné měnit s ohledem na lesnickou typologii (Buriánek 1998*), probíhající změny a dynamiku společenstev, přičemž je potřebné zkoumat ekologii a genetiku lokálních populací dřevin (Wolff et al. 2021*). Změnu dřevinné skladby však může aktuálně velmi ztěžovat okus zvěře (Fuchs et al. 2021*).

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*). Kromě prosté změny dřevinné skladby je však zásadní též obnova strukturální komplexnosti lesního prostředí (Swierkosz et al. 2017*). Například studie mrchožroutů - chrobákovitých ukázala, že i monokulturní plantáž může poskytovat vhodný biotop, pokud je zachována diverzita podrostu (Von Hoermann et al. 2020*). Ve studii ze stárnoucích borových lesů západní Evropy ukazuje Kint (2005*), že snahy o jejich proměnu se omezují na dřevinnou skladbu a přehlížejí strukturní diverzitu a dynamiku prostředí.

Uvedený aspekt se týká i porostů introdukovaných dřevin; výzkum nočních motýlů (Kadlec et al. 2018*) srovnal porosty s přirozenou skladbou a porosty trnovníku akátu (Robinia pseudoacacia). Motýlů vázaných na dřeviny bylo v akátině méně, ale těch vázaných na podrost zase více, protože akátina byla rozvolněná, s bohatším podrostem a keři, než srovnávaný autochtonní porost, který byl zapojený a tmavý.

Zmíněná otázka aplikace introdukovaných cizokrajných dřevin ve střední Evropě, například douglasky tisolisté (Pseudotsuga menziesii) či dubu červeného (Quercus rubra), je problematická (Kowarik, Schepker 1998*), tím spíše, že hodnocení rizik pěstování nepůvodních dřevin je v různých zemích Evropy odlišné (Bindewald et al. 2020*). Introdukci exotů a priori nelze považovat za vhodný nástroj na podporu biodiverzity (Hunter 1999; Kolář et al. 2012), neboť tyto druhy mohou působit negativní změny v autochtonních společenstvech. Příkladem je prokázaný negativní vliv dubu červeného na brusnici borůvku (Vaccinium myrtillus) - coby důležitého potravního zdroje a úkrytu - v polských borech (Woziwoda et al. 2019*). V některých situacích, například při rekultivacích, bývají dokládány příznivé pěstební, produkční a adaptační vlastnosti vybraných introdukovaných dřevin, nicméně z hlediska ochrany přírody je pěstování exotů kontroverzní (Vacek et al. 2021*).

Čtěte také: Českém středohoří a ekologické zemědělství

V souvislosti s globálním oteplováním bývá již nyní ve střední Evropě navrhováno pěstování dřevin, které mohou časem samy domigrovat z Evropy jižní, zejména jihoevropských druhů dubů (Gerlach et al. 2012*), a to nejen z adaptačních, ale i ekologických důvodů.

Například právě Gerlach et al. (2012*) přináší zjištění, že opad jihoevropských dubů byl v rámci pokusu přijímán dekompozitory obdobně (i lépe) než opad dubů domácích. V případě již zmíněného akátu Sádlo et al. (2017)* poukazují na neproveditelnost plošné eradikace, což směřuje k využití této dřeviny v městské či hospodářské krajině a eliminaci v cenných biotopech. Využití introdukovaných dřevin v městském prostředí obhajují Sjöman et al. (2016*).

Typ smíšení

Ve středoevropských hospodářských lesích je patrně nejčastějším typem smíšení kombinace smrku ztepilého a buku lesního (Schwaiger et al. 2018*). Na základě analýzy zohledňující produktivitu porostu, diverzitu prostředí a stav podzemní vody Schwaiger et al. (2018*) doporučuje smíšení těchto dvou dřevin s podílem buku na výčetní základně 50 % (tj. 70-80 % růstového prostoru, v závislosti na věku).

Vélová et al. (2021*) na základě výzkumu ptačí diverzity kulturních smrčin uvádí, že tyto monokultury slouží druhům smrčin i mimo optimum smrku, a nejsou proto z hlediska biodiverzity „pouští“; doporučuje však, aby tyto porosty obsahovaly po celé obmýtí listnaté stromy. Naopak Heinrichs et al. (2019*) na základě německé studie doporučuje pro ochranu rostlinné diverzity na krajinné úrovni spíše udržovat mozaiku čistě bukových (resp. listnatých) a čistě jehličnatých kultur pro zachování gama diverzity, než realizovat všude smíšení na porostní úrovni. Tento přístup podporuje i Sebald et al. (2021*), jenž uvádí, že smíšení dřevin mezi porosty je pro biodiverzitu nejméně tak účinné jako smíšení uvnitř porostu, navíc s hospodářskými výhodami (snížená nutnost hlídat kompetici dřevin, logistická úspora, dřevní kvalita).

Lze konstatovat, že při míšení dřevin by mělo být zohledněno více prostorových měřítek (Sebald et al. 2021*) a typy smíšení kombinovat.

Intenzita hospodaření

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). Intenzivní lesní hospodaření podporuje generalisty (Lange et al. 2014*; Weithmann et al. 2020*) a může přispívat k eutrofizaci ekosystému (Galle et al. 2019*), modifikaci půdního prostředí (Von Hoermann et al. 2018* ), k fragmentaci habitatů (Mikoláš et al. 2015*; Durak, Durak 2016*) i k homogenizaci habitatů (Schaeublin, Bollmann 2011*). Vliv eutrofizace na společenstva někdy lokálně dokonce převyšuje efekty klimatické změny (Jantsch et al. 2013*). Před rizikem další intenzifikace hospodaření za účelem těžby dřeva a podpory bioenergie v Evropě varuje Mozgeris et al. (2021*).

Fenomén starého (old-growth) lesa a jeho struktur včetně mrtvého dřeva

Vědecké publikace, jejichž výstupy lze zahrnout pod téma starého lesa (old-growth forest), se zabývají zejména vztahy mezi biodiverzitou a strukturními prvky (strukturní komplexností) lesa, významem mrtvého dřeva, biotopových stromů a mikrobiotopů, jakož i přirozenými disturbancemi a jejich efekty. Starým lesem se neuvažuje pouze terminální stadium lesního porostu, ale spíše les nepostrádající strukturní prvky generované dlouhodobým vývojem a různými sukcesními stadii, včetně stadia iniciálního (po disturbanci), s kontinuitou velmi staré biomasy.

Význam starých lesů pro biodiverzitu

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*). Studie z Maďarska srovnávající lesní květenu různých typů lesů v pásmu bučin ukázala, že vzácné rostliny s nízkou migrační schopností a časným kvetením nalézají biotop převážně ve starých lesích, nikoli v nově vzniklých a mladých lesích (Kelemen et al. 2014*). 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*).

Bylo zjištěno, že výskyt tzv. old-growth prvků v hospodářském lese podporuje biodiverzitu, přičemž četnost a diverzita mikrobiotopů na stromech významně narůstá s jejich výčetní tloušťkou (Asbeck et al. 2019*). K obdobným výsledkům (větší pravděpodobnost výskytu mikrobiotopů s nárůstem tloušťky a doby od poslední těžby) došel i Marziliano et al. (2021)* pro Mediterán. S tloušťkou stromů, obzvláště buků, narůstá druhová bohatost lišejníků (Hofmeister et al. 2016b*). Již v 19. století přitom z odborné diskuse v Německu vyplynulo, že intenzifikace hospodaření způsoboje úbytek starých a doupných stromů (Moelder et al. 2017*).

Z hlediska čisté primární produkce a ukládání uhlíku je zajímavé, že strukturální diverzita (komplexnost) posiluje produktivitu; studie srovnávající na Slovensku bukové pralesy s bukovými produkčními lesy přinesla zjištění, že pralesy měly vyšší produktivitu, která neklesala s terminální sukcesní fází (Glatthorn et al. 2018*). Vysoká strukturální diverzita sice snižuje produktivitu v raných sukcesních stadiích, ale v pozdějších stadiích ji naopak zvyšuje (Zeller, Pretzsch 2019*).

Mrtvé dřevo

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

tags: #překryv #zemědělství #a #ekologie #studie

Oblíbené příspěvky:

• Výroba metru
• Návody a tipy pro ekologické čištění koberců
• Vzdělávání a zábava ve Špindlerově Mlýně
• Kdo platí komunální odpad?
• Současné metody ukládání jaderného odpadu