Příklady suchozemského ekosystému a jejich dynamický vývoj

Ekosystémy nejsou statické, ale dynamické systémy, které se neustále vyvíjejí. Současná příroda je výsledkem dlouhé historie ovlivněné klimatickými změnami, geologickými procesy a činností člověka. Jak tyto znalosti získáváme?

Ukážeme, že nenahraditelným zdrojem informací jsou sedimenty všeho druhu - například rašelinišť, ale i starých rybníků. Při plánování ochranářských opatření pomůže znalost, jestli podobné změny probíhaly i v minulých tisíciletích. Rozrůzněnost místo od místa a dlouhodobý vývoj vedoucí k dnešní podobě přírody musí ochrana přírody poznat a brát v potaz.

Specifický vývoj lesů a luk

Příklad specifického vývoje lesa najdeme třeba v mnohých územích západních Čech, kde měly navrch borovice se smrkem a jedlí ještě dlouho poté, co jinde dávno převládly bučiny (Novák a kol. 2021, Kuneš a kol. 2022). V severočeských pískovcích přežíval minimálně do středověku modřín (Pokorný a kol. 2023a, viz také předminulé číslo OP) a před více tisíciletími i borovice limba (Pokorný a kol. 2023b). V Máchově kraji na některých místech přetrvala borová tajga od konce doby ledové až dodnes (Sádlo a kol. 2015, Novák a kol. 2012).

V Hodonínské Dúbravě, kde dnes rostou vzácné reliktní druhy a kde bychom předpokládali dlouhou existenci dubových lesů, byly doloženy lískové křoviny až do vrcholného středověku, kdy začal být dub chráněn před kácením a mohl se rozšířit (Jamrichová a kol. 2013). Extrémní bohatství a specifickou druhovou skladbu bělokarpatských luk utvářela kontinuita bezlesí během celé doby poledové. Zajistily ji jak podmínky prostředí, tak činnost člověka už od neolitu (Hájková a kol. 2011, Novák a kol. 2019).

Naopak mnohá prameniště a slatiniště známá dnes pro svou vzácnou vegetaci vznikla až po kolonizaci, odlesnění a následném obhospodařování (Hájková a kol. 2015). Biotopy formované člověkem už od počátku své existence tak nepřekvapivě potřebují údržbu i dnes. Naopak u jiných lokalit, jako je např. rašeliniště Březina v Českém středohoří, se potvrdilo značné stáří a nezávislost na člověku (Marešová a kol.

Čtěte také: Organismy a jejich interakce

Dynamická historie a vývoj druhů

Netriviální jsou i historie některých konkrétních druhů. Slavný blatkový bor v NPR Dářko na Vysočině zhoustl až před několika staletími. Předtím zde zřejmě byly méně zapojené porosty, jejichž podmínky byly pro současné vzácné rašeliništní druhy příhodnější (Roleček a kol. 2020). Podobně dynamickou historii měl i blatkový bor v NPR Rejvíz v Jeseníkách (Dudová a kol. 2010).

Tolik diskutovaný lýkožrout smrkový byl zachycen ve starých vrstvách sedimentů na Šumavě i v Tatrách a zjevně se podílel na dlouhodobé dynamice a zmlazování lesních porostů (Schafstall a kol. 2023). Kriticky ohrožené vodní rostliny šídlatky rostly dříve běžně v řadě šumavských jezer a jejich úbytek nastartovaly až přirozené vegetační změny v povodích a následné hnědnutí jezerní vody několik tisíc let před antropogenní acidifikací ve 20. století, se kterou je problematika jejich přežívání obvykle spojována (Moravcová a kol. 2021).

Metody studia minulosti

Zabýváme-li se dnešní biodiverzitou, zajímá nás vývoj v posledních tisících, maximálně nízkých desítkách tisíců let. To už existovaly dnešní druhy a postupně se formovala dnešní společenstva. Minulost ovšem vidíme jen nepřímo. Nemůžeme detailně zaznamenávat výskyty druhů nebo třeba měřit teplotu stejně snadno jako dnešní ekologové. Výzkum, hledání dávných světů, je dobrodružný, ale také spojený s většími nejistotami. V různých usazeninách z výkopů a vrtů hledáme vrstvy příslušného stáří a v nich analyzujeme všechno možné.

Pylová analýza

Získáváme tak data, která jen více či méně vzdáleně (proto hovoříme o tzv. Známé jsou analýzy pylu. Různé rostliny mají pod mikroskopem rozlišitelná pylová zrna různých tvarů, pyl je téměř všudypřítomný a dlouho vydrží. Po různých přepočtech zohledňujících, jaké druhy produkují kolik pylu a jak daleko se větrem šíří, lze vyvozovat složení vegetace v okolí místa v určitém časovém řezu.

Rostlinné makrozbytky

Z rostlin lze dále určovat i semena, šupiny pupenů, lodyžky mechorostů, zbytky čerstvého či zuhelnatělého dřeva a podobné pozůstatky jejich těl, kterým říkáme rostlinné makrozbytky. Ty, na rozdíl od pylu, který mohl doletět z dálky, bývají dobrým dokladem přítomnosti daného druhu přímo na zkoumaném místě. Z mnoha lokalit tak máme doložené různé zajímavé, později třeba na dané lokalitě vymřelé druhy.

Čtěte také: Příklady světelného znečištění

Živočišné zbytky

Také zbytky živočichů lze studovat. Ve vápnitých usazeninách můžeme určovat ulity měkkýšů, schránky korýšů lasturnatek a kosti obratlovců. Podle nich lze posuzovat například míru tehdejšího zapojení lesa vs. bezlesí a přítomnost nějakého typu vodního ekosystému. V nevápnitých sedimentech jezer, rybníků a v rašelině se setkáváme s početnými zbytky drobných korýšů perlooček, roztočů a vodního i suchozemského hmyzu. Mezi hmyzem jsou pro rekonstrukce nejcennější brouci a pakomárovití.

Všechny výše zmíněné zbytky organismů vydrží v sedimentech s vhodnými chemickými a vlhkostními poměry desítky až stovky tisíc let. Jejich analýza spočívá v jejich separaci za použití sít a chemického rozpouštění a následném určování pod mikroskopem či binokulární lupou. Kromě biologických zbytků běžně pracujeme i s nejrůznějšími geochemickými proxy, jako jsou poměry zastoupení prvků, izotopů, zrnitost a podobně.

Radiouhlíkové datování

Zásadní pomůckou pro určení stáří studovaných sedimentů je radiouhlíkové datování. Lze tak nejen vyzkoumat, že „Cimrman do Liptákova dorazil na podzim roku 1906 plus minus 200 let“, ale například i to, že kus dřeva v sedimentu na dně jezera na Třeboňsku má radiouhlíkové stáří 11 640 ± 30 let, tj. po přepočtu (kalibraci) strom rostl s 95% pravděpodobností 13 401-13 658 roků před rokem 1950 n. l. To znamená, že spadl do jezera, které tehdy vznikalo v důsledku tání trvale zmrzlé půdy.

Analýza staré DNA

Rychle se rozvíjející, v ČR ale zatím jen ojediněle využitou metodou, je analýza DNA přímo ze starých sedimentů. Vyžaduje precizní odběr, speciální drahé laboratorní postupy a sofistikované bioinformatické zpracování dat. Když se ale povede (první vlaštovkou je z výzkumu převisu v Českém ráji článek Zampirolo a kol.

Ať již použijeme jakékoliv metody studia sedimentů, nesmíme zapomenout, že interpretace nepřímých dat o minulosti vykazuje určitou míru nejistoty. Tato nejistota se špatně kvantifikuje, špatně se vysvětluje a intuitivně špatně chápe. Praktickému uživateli paleoekologických výsledků nezbývá než být opatrný a mít na paměti, že řadu skutečností nevíme, byť se nějakému poznání minulosti blížíme.

Čtěte také: Vysvětlení ekologické daně

Přírodní archivy

Zásadním předpokladem pro paleoekologický výzkum jsou neporušené sedimenty, které se ukládaly v průběhu času vrstva po vrstvě. Vzorky můžeme odebrat z vrtu, odkryvu či výkopu a číst v nich jako v přírodním archivu. Klasickým přírodním archivem jsou rašeliniště i malé mokřady, které dokonale konzervují pylová zrna, semena a další části rostlin. Méně často se na našem území setkáváme se sedimenty jezer, ať už v současnosti stále existujících (na Šumavě), nebo v minulosti zaniklých (například na Třeboňsku). Mimo vodní prostředí jsou zásadním archivem sedimenty jeskynních vchodů a převisů. Zde se často zachovávají kosti, ulity měkkýšů a občas i rostlinné zbytky. Měkkýše lze také určovat z osypů půd pod svahy a odvozovat tak například míru minulého zalesnění v místech, kde mokřadní sedimenty nemáme.

Na vzniku paleoekologicky cenného záznamu se mohl přímo podílet i člověk. V běžné české krajině, kde nemáme horská jezera a rašeliniště, hrají a budou hrát klíčovou roli rybniční sedimenty. Bohužel jejich paleoekologický záznam bývá v současné době často ztracen během odbahňování. Kde byly zkoumány, dokumentují období od středověku po současnost. Zachycují dnes pro ochranáře nedostižné ekosystémy oligotrofních a nezarybněných vodních nádrží nebo někde například středověké pastviny (s druhy jako koniklec nebo bělozářka ve středověké Praze, Pokorná a kol.

O přírodě v dávné kulturní krajině lze mnoho vyčíst i z vrstev odkrývaných při archeologických výzkumech, kde je určování dřev, uhlíků, pylu, kostí a podobných environmentálních proxy- dnes už běžným standardem.

Proč nezkoumáme každý mokřad?

Proč jsme ještě každý mokřad nebo každý starý rybníček nezkoumali - „nepřečetli” tento přírodní archiv? Proč stále nevíme, jak příroda vypadala (potažmo jak bychom měli nastavit ochranářské cíle) v každém koutu republiky?

Často slýcháme od kolegů ochranářů: „Tady obnovujeme rybník, tady máme rašeliniště. Přijeďte odebrat vzorky a všechno vyzkoumat.“ Je skvělé, že jsou potenciálně zajímavé lokality brány v potaz. Avšak kapacity a finanční možnosti jsou omezené. Analýzy delšího souvislého profilu totiž znamenají týdny práce v laboratoři strávené přípravami vzorků, další týdny určování za mikroskopy, nemluvě o týdnech potřebných pro náležité statistické zpracování výsledků a jejich publikaci. Jen díky tomu všemu vznikají ucelené výsledky o vývoji studovaného místa během delšího úseku minulosti. Sice postupuje robotizace a využití umělé inteligence při zpracování, ale zatím pomalu.

Sečteno a podtrženo, „přečtení“ jednoho přírodního archivu vyžaduje statisíce korun (například cena jednoho radiokarbonového datování je okolo deseti tisíc Kč). Nicméně v případě, že má stavebními aktivitami cenný sediment zaniknout nebo být porušen, je zásadní provést alespoň záchranný odběr. V případě zásahů financovaných z ochranářských dotačních programů je třeba myslet na možnou realizaci paleoekologického výzkumu už ve fázi přípravy projektu, resp. jeho rozpočtu.

Popsané výzkumy rašelinišť, jezer, rybníků, jeskynních výplní apod. postupně skládají představu o minulosti našeho území. U jednoho výkopu, resp. u vyhodnocení výsledků, se potkávají botanik, zoolog, geolog, archeolog, datový analytik a mnozí další.

Závěry a implikace pro ochranu přírody

Z předchozího textu je snad zřejmé následující: Situace není tak jasná a jednoduchá, jak se to jeví například v tabulkách v plánu péče o ZCHÚ. Není nějaký jeden „přírodní“ nebo „přirozený“ stav, který by byl v kontrastu s lidmi pozměněným stavem daného území a mohl by být bezrozporným cílem ochrany, resp. obnovy. Příroda se vždy měnila, druhy migrovaly i regionálně vymíraly. Po tisíciletí se tak navíc dělo v neoddělitelné interakci s člověkem.

Ve středoevropském prostoru je čím dál zřejmější vliv člověka na formování i toho, čemu dnes říkáme přírodní biotopy. Pochopení tohoto vývoje je dobrým podkladem pro přijetí nutnosti aktivního managementu chráněných území a chráněných druhů.

Poznání se neustále vyvíjí a metody se zlepšují. Dříve nevídané nebo drahé metody se pomalu stávají dostupnými i pro lokální ochranářské plánování. Poznání minulosti potřebujeme v době překotných změn a přestaveb ekosystémů velmi naléhavě. Je proto třeba se vyhnout krátkozrakému ničení přírodních archivů. Tím by bylo třeba neuvážené bagrování tůní v rašeliništích či odbahňování starých rybníků bez předchozího výzkumu jejich sedimentů.

tags: #priklady #suchozemskeho #ekosystemu

Oblíbené příspěvky:

• Komunální Odpad - 25 ran bičem
• Co je ekologická váha vlivu?
• Environmentální výchova v ČR
• Nové emisní limity pro kotle
• Tipy pro výběr puzzle s přírodou