Dopady klimatických změn a narušení na lesní a horské ekosystémy

Znalosti o celosvětovém rozšíření činitelů narušení lesů, jejich příčinách a posunech v důsledku změny klimatu jsou stále nedostatečné. Abychom tuto limitaci překonali, provedli jsme meta-analýzu aktuální a predikované distribuce činitelů narušení lesů, kteří způsobují okamžitou úmrtnost stromů, na úrovni států, kontinentů, biomů a globální úrovni. Zjistili jsme, že kombinace klimatických, geografických a lesních charakteristik ovlivňuje distribuci činitelů narušení na globální úrovni. Naše globální mapy distribuce agentů narušení lesů a jejich projekcí změn v budoucím klimatu poskytují zásadní informaci pro široké využití ekology, lesními hospodáři, ochránci přírody nebo vlastníky pozemků.

Naše zjištění jsou klíčová pro pochopení probíhajících změn a pro vývoj strategií zmírnění dopadů, které udrží ekologickou integritu a ekosystémové služby v kontextu posunů v narušení lesů. Zatímco rozloha lesů v Evropě dlouhodobě roste, jejich biodiverzita klesá. Za hlavní příčiny tohoto poklesu je považována homogenizace lesní vegetace, konkrétně změna její prostorové struktury a druhového složení.

Studovali jsme proto význam prostorové struktury porostu pro rostliny a bezobratlé živočichy užitím observačního přístupu jednak v polootevřeném keřovém porostu a jednak v hustěji zapojeném stromovém porostu. Lanta V., Lilley T. M., Rinne V., Čížek L., Doležal J. & Norrdahl K. 2023: Not invasive status but plant overstory matters: open shrub canopies support greater plant and arthropod diversity and more complex food web structures compared to shady tree canopies. Arthropod-Plant Interactions 17, 863 - 889.

Vliv tropických cyklón na lesy

Posun tropických cyklonů do vyšších zeměpisných šířek představuje nový typ narušení pro temperátní a boreální lesy severovýchodní Asie. V této studii jsme analyzovali dopady tropického cyklonu Maysak (2020), nejsilnějšího dosud zaznamenaného cyklonu v temperátně-boreálním ekotonu na pomezí Číny a ruského Dálného východu, na strukturu lesa a zranitelnost stromů.

Pomocí vysokorozlišovacích dronových ortofotomap jsme kvantifikovali výšku a průměr vyvrácených stromů na čtyřech lokalitách v chráněných smíšených lesích. Korznikov K., Petrenko T., Dzizyurova V., Kislov D., Doležal J. & Altman J. 2025: Unprecedented tropical cyclone in temperate-boreal ecotone drives declines in emergent conifers and canopy complexity.

Čtěte také: Sepsání prohlášení o odpadech krok za krokem

Zjistili jsme, že vysoké emergentní jehličnany, zejména jedle mandžuská (Abies holophylla) a borovice korejská (Pinus koraiensis), byly vůči větrnému narušení výrazně náchylnější než listnaté dřeviny. Vyvrácené jehličnany převyšovaly průměrnou výšku korunového patra v průměru o téměř 5 m, zatímco listnaté stromy dosahovaly přibližně výšky hlavního korunového patra. Selektivní odstranění emergentních jehličnanů vedlo k výraznému zjednodušení vertikální struktury lesa a k posunu druhového složení směrem k listnatým dřevinám.

Tropické cyklóny (TC) jsou běžnými disturbancemi v tropických a subtropických zeměpisných šířkách. S globálním oteplováním se TC začaly přesouvat do severních zeměpisných šířek s ničivými účinky na boreální lesy. V říjnu 2015 zasáhla katastrofa TC Dujuan ostrov Sachalin na ruském Dálném východě. S rychlostí větru 63 m·s−1 se stal nejsilnějším větrem zaznamenaným na Sachalinu a s různou intenzitou poškodil více než 42 000 ha původních lesů.

Použili jsme satelitní snímky RGB s vysokým rozlišením, geomorfologické vzory odvozené z DEM a konvoluční neuronovou síť, abychom kvantifikovali poškozenou oblast ve specifických kategoriích terénu a typu lesa. Zjistili jsme, že velké holiny (>1 ha) představovaly >40 % poškozené plochy, zatímco malé gapy (<0,1 ha) představovaly pouze 20 %. Zaznamenané holiny jsou pro jižní boreální les velmi velké.

Zjistili jsme, že aspekt (expozice svahu) byl nejdůležitější pro vysvětlení poškozené oblasti, následovaný topografií terénu. S využitím dat o >3 milionech stromů jsme zjistili, že vyšší aktivita tropických cyklón způsobuje sjednocení struktur lesa a snížení druhové bohatosti stromů v přirozených temperátních lesích východní části USA. Fibich P., Black B. A., Doležal J., Harley G .L., Maxwell J. T. & Altman J. temperate forests. Science of the Total Environment 884, 1 - 8.

Klimatické změny a horské rostliny

Oteplování klimatu v horských oblastech zpravidla stimuluje růst a reprodukci chladnomilných rostlin, současně však zvyšuje četnost extrémních povětrnostních jevů, které mohou jejich výkonnost a přežívání výrazně omezovat. V této studii jsme analyzovali dlouhodobou dynamiku růstu a obnovy polštářové alpinské rostliny Ladakiella klimesii v subnivální zóně západního Himálaje v nadmořské výšce 5900 m, kde během posledních tří dekád došlo k výraznému oteplení i nárůstu frekvence extrémních sněhových událostí.

Čtěte také: Legislativa prohlášení o shodě

Pomocí herbochronologické analýzy růstových letokruhů u 205 jedinců jsme zjistili, že radiální růst je silně pozitivně ovlivněn letními teplotami, zatímco zvýšené zimní srážky, zejména ve formě sněhu, růst i úspěšnost náboru jedinců výrazně snižují zkrácením vegetační sezóny a zvýšením půdních disturbancí. Rostliny založené v teplejších obdobích rostou rychleji, ale mají kratší životnost, zatímco jedinci vzniklí v chladnějších obdobích rostou pomaleji, avšak dožívají se vyššího věku, což poukazuje na výrazný kompromis mezi růstem a dlouhověkostí. Jandová V., Altman J., Sehadova H., Macek M., Fibich P., Ruka A. T. & Doležal J. 2025: Climate warming promotes growth in Himalayan alpine cushion plants but threatens survival through increased extreme snowfall. New Phytologist 247, 115-127.

Oteplování klimatu má vliv na růst a přežívaní horských rostlin. V Tatrách vytváří šťovík alpský v důsledku oteplování třikrát delší oddenky a dvakrát více listů než před 40 lety. Vysoké letní teploty ovšem vedou k nedostatku vody v hustých porostech a zvýšené konkurenci. Doležal J., Kurnotová M., Šťastná P. & Klimešová J. 2020. Alpine plant growth and reproduction dynamics in a warmer world. New Phytologist 228: 1295-1305.

Ekologický význam marcescence

Marcescence, tedy setrvání odumřelých listů a stonků na rostlině, je rozšířenou adaptací himálajských rostlin. Tato studie zdůrazňuje marcescenci jako strategii spojenou s úsporou zdrojů, recyklací živin a přizpůsobením se prostředí. Pouštní a stepní druhy vykazují vysokou marcescenci stonků, což napomáhá fotodegradaci a odstrašení býložravců. Naopak alpské a subnivální druhy si ponechávají více listů, které slouží jako izolace a pomáhají zadržovat vlhkost. Chondol T., Korznikov K. A. & Doležal J. 2024: Ecological significance of marcescence in Himalayan plants: Why is standing dead phytomass more important in demanding, resource-limited environments? Functional Ecology 38, 942 - 954.

Vliv půdních vlastností a mikrobiálních společenstev

Vlastnosti půdy spolu s půdním mikrobiálním společenstvem mohou významně ovlivnit rostliny, zejména v narušených ekosystémech. Abychom odlišili vliv chemických a fyzikálních vlastností půdy a vliv mikrobiálního společenstva na rostliny, založili jsme mikrokosmový experiment, kde jsme manipulovali půdním mikrobiálním společenstvem.

Do sterilizované půdy pocházející ze zachovalé druhově bohaté louky a z půdy louky obnovené na orné půdě dali inokulum o různé diverzitě (manipulované ředěním extraktu mikrobiálního společenstva) z těchto půd. Obecně byla biomasa rostlinných lučních specialistů větší u inokula ze zachované louky než u inokula z obnovené louky, a měla tendenci být větší v půdě z obnovené louky. Luční generalisté byly na manipulaci s půdou méně citliví.

Čtěte také: Pražské kulturní instituce a klima

Celková nadzemní biomasa rostlin nebyla zásahy ovlivněna, ale celková podzemní biomasa byla větší v přítomnosti inokula ze zachované louky a toto zvýšení bylo větší v půdě obnovené louky než v půdě zachované louky. Ardestani M.M., Mudrák O., Vicena J., Sun D.Q., Veselá H. & Frouz J. 2022: Microbial community from species rich meadow supports plant specialists during meadow restoration. Functional Ecology 36, 1573 - 1584.

Diversita a stabilita ekosystémů

Pochopení toho, jak rozmanitost ovlivňuje stabilitu ekosystému, je zásadní pro predikci důsledků pokračujícího úbytku stanovišť a biologické rozmanitosti na celkové fungovaní ekosystémů. Dlouhodobá stabilita produktivity v rostlinných společenstvích je často spojena s většími druhovou bohatostí, fylogenetickou nebo funkční rozmanitostí, nebo vyšší asynchronicitou fluktuací četností jednotlivých druhů (kompenzační dynamika), což vše potenciálně zvyšuje odolnost společenstva vůči narušení.

Relativní význam těchto stabilizačních mechanizmů je však nedostatečně probádán. Analýza dlouhodobých časových řad o primární produkci rostlinné biomasy z různých biomů a stanovišť, ukázala, že stabilita, měřená jako časová stabilita celkové produkce, byla silněji spojena se stupněm synchronizace než s druhovou bohatostí (Valencia et al., 2020a, Valencia et al. 2020b, Dolezal et al. 2020).

Tyto výsledky zdůrazňují význam biotických faktorů pro stabilitu ekosystému s potenciálem dalších environmentálních faktorů změnit složité vztahy mezi druhovou bohatostí, synchronizací a stabilitou. Valencia E., de Bello F., Lepš J., Galland T., E-Vojtko A., Conti L., Danihelka J., Dengler J., Eldridge D. J., Estiarte M., García-González R., Garnier E., Gómez D., Harrison S., Herben T., Ibáñez R., Jentsch A., Juergens N., Kertész M., Klumpp K., Louault F., Marrs R. H., Ónodi G., Pakeman R. J., Pärtel M., Peco B., Peñuelas J., Rueda M., Schmidt W., Schmiedel U., Schuetz M., Skálová H., Šmilauer P., Šmilauerová M., Smit C., Song M.-H., Stock M., Val J., Vandvik V., Wesche K., Woodcock B. A., Young T. P., Yu F.-H., Zobel M. & Götzenberger L. 2020. Directional trends in species composition over time can lead to a widespread overemphasis of year-to-year asynchrony.

tags: #prohlášení #hospodářského #subjektu #ekologie #vzor

Oblíbené příspěvky:

• Efektivní řešení pro domácnost
• O suchozemských a vodních ekosystémech
• České luxusní hotely
• Odpadové hospodářství v kontextu geopolitiky
• Jak správně zařadit a nakládat s odpadní bužírkou?