Vědecký článek: Ekologie lesa

Před 35 lety, v r. 1983 vycházel v Živě celoroční seriál Dynamika přírodního lesa. Jeho autorem byl Igor Míchal, tehdy jedna z vůdčích osobností československého krajinně-ekologického výzkumu. Seriál přinesl ojedinělou syntézu po­znatků o ekologii přirozených temperátních lesů na úrovni znalostí přelomu 70. a 80. let 20. stol. Na rozdíl od Míchalovy zobecněné syntézy přinesla budoucím vědcům poklad v podobě neuvěřitelného množství primárních dat o stavu nejzachovalejších pralesovitých rezervací v České republice. Dva roky nato vyšla v Nakladatelství Academia zásadní publikace Eduarda Průši Die böhmischen und mährischen Urwälder - ihre Struktur und Ökologie (České a moravské pralesy - jejich struktura a ekologie).

Náš výzkumný tým měl to štěstí, že mohl na práci těchto dvou mužů navázat, a v r. 2018, který si připomínáme jako Rok českých pralesů, bychom chtěli představit, kam dospělo poznání dynamiky přirozených temperátních lesů dnes. Během letošního ročníku Živy představíme, kde a proč přirozené lesy máme, jak fungují mezidruhové a vnitrodruhové vztahy dřevin a jejich dynamika, jakou roli v dynamice přirozených lesů hrají naruše­ní neboli disturbance, jak stromy formují půdu a půda naopak novou generaci dřevin. Vysvětlíme dynamiku tlejícího dřeva, kolik biomasy je v temperátních le­sích vázáno a jak rotuje a také jak jedinečná je biodiverzita přirozených lesů a jak ji člověk nepřímo ovlivňuje. Seriál připravují pracovníci odboru ekologie lesa Výzkumného ústavu Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví.

Ekologie lesa je věda, která se zabývá popisem, analýzou a studiem vztahů mezi organismy a jejich prostředím. Ekologie tedy zahrnuje popis a interpretaci vzájemného ovlivňování organismů a rovněž popis toho, jak se vzájemně ovlivňují prostředí a organismy (tento popis probíhá zpravidla na úrovni populací, či společenstev).

Vychází v českém prostředí ojedinělé dílo věnované ekologii lesa: zhruba 700 stran rozsáhlá kniha, na jejíž tvorbě spolupracovalo 34 autorek a autorů z 9 institucí z České i Slovenské republiky. Zamysleme se při této příležitosti krátce nad obsahem ekologie lesa jako přístupu k popisu lesa a nástroji k pochopení jeho fungování.

Pokud nám jde o naše pochopení fungování lesa jako ekosystému, jsou z nesmírného počtu možných poznatků ekologie lesních organismů stěžejní především ty, které se nám jeví jako klíčové pro fungování celku. Dostáváme se tedy k popisu klíčových druhů a ekosystémových inženýrů, k popisu interakcí a fragmentů sítí vztahů, které jsou součástí stěžejních ekosystémových zpětných vazeb, k popisu klíčových míst (v rámci tolik charakteristické heterogenity lesního prostředí) a momentů z pohledu vývoje celku.

Čtěte také: Vědecký článek o znečištění vody

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…

Přítomnost mrtvého dřeva je základním rysem lesního prostředí a odlišuje jej od prostředí nelesního. Pojmem mrtvé dřevo rozumíme různé formy stojícího nebo ležícího dřeva, které vzniká odumřením stromů či části stromů v lese.

Kniha zve čtenáře na cestu po nových poznatcích z ekologie lesa s cílem přiblížit fungování, stabilitu i zranitelnost tohoto fascinujícího ekosystému. Oproti tradičnějším přístupům jsou při popisu lesa zdůrazněny především vztahy mezi organismy, sítě těchto vztahů a jejich podíl na utváření lesa. V tomto ohledu je náš popis lesa poplatný tomu, jak v současnosti sama sebe vnímá i společnost: skrze vztahy a sítě. Tento přístup je ze své podstaty nanejvýš ekologický.

Kniha však zdůrazňuje i další pilíře ekologického fungování: recyklaci, (auto)regulaci, která má různé mechanismy, a další stabilizační mechanismy, jež se vyvinuly v rámci dlouhé evoluce sítě vztahů v lesním prostředí. Věříme, že pochopení významu těchto vztahů i dalších hybatelů přirozené dynamiky lesa - disturbancí - umožní společnosti lépe reagovat na aktuální výzvy.

This book introduces the reader to the forest as a complex adaptive system. Compared to the traditional ecosystem view, biotic interactions between members of this complex network are more emphasized. This requires explaining some of the basic concepts and phenomena of relationship networks of forest ecosystems. In these networks, some species, or groups of species, stand out as keystone species or as the so-called ecosystem engineers. These species, groups of species, or even whole fragments of the network of relationships are represented at a specific level through findings that illuminate the functioning of the forest as a whole.

Čtěte také: Klimatické Změny: Kontroverze a Fakta

The publication is also unique in its emphasis on a functional perspective and understanding which species, places or processes underpin the existence of the forest as a whole. The aim of the book is to place all the forest ecology findings presented in a framework that is highly relevant and crucial for the Central European context, and to show how this knowledge can contribute to better forest management and forest adaptation to climate change.

In following this path towards better understanding of forests, the reader is first introduced to how different perspectives on forests have shaped different ways of using them and why it is more essential than ever for forest management to be based on ecological foundations. With this in mind, the book´s focus shifts to networks - trophic networks and cascades - as well as to physical connectivity in mycorrhizal networks as fundamental phenomena shaping the forest ecosystem. This broader perspective transitions into a detailed presentation of the roles which individual groups of organisms, keystone species and ecosystem engineers play in the functioning of the whole. From these details, emergent ecosystem properties - nutrient cycle and ecosystem stability - become apparent both at the level of the whole system or its distinct subsystems.

We are living in turbulent times as a result of global climate change, therefore understanding the nature of ecological stability and other aspects of adaptation is becoming essential for the preservation of production forests and their ecosystem services which are crucial for our society. This issue is raised almost at the end of the book.

Například se to týká recyklace živin. Díky zacílení na klíčová místa, procesy a sítě vztahů se dostáváme k hlubšímu pochopení interakce úživnost prostředí - mykorhizní houby - další členové půdního mikrobiomu - primární producenti. Právě zde je realizována velká část recyklace. V současné době považujeme také za velmi potřebné stále zdůrazňovat význam diverzity pro dlouhodobé fungování a odolnost lesa. To, že při adaptaci na klimatickou změnu potřebujeme lesy pestřejší slýcháme často, ale proč? Odpovědi můžeme v nové knize najít hned na několika místech. Klíčová je různorodost prostředí i druhů v lese.

A to z mnoha důvodů. Například komplementární využívání zdrojů a prostoru, vázané na různou architekturu kořenového systému a koruny (např. jedle a buk) omezuje konkurenci. Různé druhy stromů v různém věku reagují různě na sucho, silný vítr, těžkých sníh atd. (jev se nazývá asynchronní odpověď na fluktuace a disturbance), což má stabilizační efekt na úrovni ekosystému. A dále například modularita potravních sítí vázaná na mozaiku mikrostanovišť vede k větší stabilitě.

Čtěte také: Aktuální trendy v krajinné ekologii

Po kalamitě zbyly převážně jednodruhové bukové a mladé smrkové porosty: bude to pro adaptaci stačit? Rozhodně ne! Druhová a prostorová různorodost dřevinného patra také tlumí šíření potenciálně škodlivých druhů. Mikrostanovištní různorodost vázaná na různé druhy různě starých stromů a biologické dědictví disturbancí umožňuje existenci účinné biologické ochrany: různé typy stanovišť umožňují existence širšího spektra predátorů potenciálně kalamitních druhů, jelikož heterogenita prostředí vede ke snížení vzájemné konkurence mezi predátory. Tyto vztahy mezi proměnlivostí lesa v prostoru a čase a jeho rezistencí a reziliencí jsou klíčové při adaptaci hospodářských lesů na klimatickou změnu.

Nabízí se i další otázky, na které může ekologie lesa poskytnout odpověď: například do jaké míry a kdy nechat v lese prostor spontánní dynamice, která má při správném uchopení potenciál výrazně snížit náklady na pěstební činnost?

V současné situaci určitě musíme mít ve všech vegetačních stupních dostatečné plochy lesa, kde budou chráněné přirozené procesy, tzn. plochy lesa v tzv. bezzásahovém režimu. Je to důležité mimo jiné pro pochopení toho, jaká bude povaha nové dynamické rovnováhy, pokud jí bude dosaženo a po jakých vývojových drahách k ní les dospěje. To však mluvíme o lese v různých typech chráněných území.

Má však cenu nezasahovat i v hospodářském lese? V případě některých vlastníků může mít takové rozhodnutí na určitou dobu smysl. Musí to však být legislativně umožněno a musí být do jisté míry zvládnutý problém přemnožených kopytníků. Dovedeme si představit například situaci, kdy je/byl vlastník po rozsáhlé kalamitě. Pokud bude po určitou dobu nezasahovat a nechá prostor pro přirozenou obnovu lesa, přičemž tento proces bude pečlivě monitorovat, může získat solidní základ pro budoucí adaptovaný les. Díky samovolné obnově dojde k vyselektování jedinců, kteří v té době stanoviště okolo sebe nejlépe zvládají.

Rozhodnutí dále nezasahovat může být například smysluplné i u vlastníka, majícího vůči společnosti závazek posilování některých významných mimoprodukčních funkcí lesa. Může to být stát nebo vlastníci motivovaní vhodně nastavenými dotačními tituly. Pokud tyto subjekty například obhospodařují přestárlé porosty dřeviny, která prozatím nepodléhá snadno velkoplošným rozpadům, může být z hlediska retence uhlíku a podpory biodiverzity jedním z dobrých rozhodnutí i dále nezasahovat.

U prvního příkladu nezasahování v hospodářském lese jsme se nakonec dostali k tomu, že fázi nezasahování vystřídají vhodně zvolené zásahy. V rámci adaptace lesního hospodářství zůstane pravděpodobně většina lesů v režimu určitého typu managementu a půjde zde mimo jiné o to vyhýbat se některým zbytečným, či přímo škodlivým zásahům, které mohou přežívat z dob minulých. Jedná se například o vyřezávání pionýrských dřevin. Jak je rozvedeno v nové knize Ekologie lesa.

Jak se les mění a funguje, žádoucí může někdy být například i vynechání, či snížení intenzity prořezávek a optimalizace načasování a intenzity probírek (tedy využití samoprořeďování). Téměř vždy je žádoucí ponechání spodnějších etáží a jejich využití při “výchově” cílových stromů například v doubravách atd.

Z hlediska adaptace na klimatickou změnu má zasahování při současném stavu věcí tu výhodu, že má potenciál převést porost do stavu odolnějšího rychleji než spontánní dynamika. Jedná se například o zvyšování diverzity dřevinného patra a přenos některých vhodných, především geograficky blízkých druhů teplomilnějších dřevin v našich nejteplejších oblastech. Nevýhoda spočívá v tom, že naše rozhodnutí založená na predikcích nemusí být nakonec správná. Predikce se však postupně zpřesňují.

Existují tedy nějaká všeobecně platná pravidla pro zvýšení odolnosti a tedy adaptovanosti lesa? Ano, jedná se o tolik zmiňované zvyšování pestrosti druhového složení lesa a jeho prostorového uspořádání, maximální využití přirozené obnovy a maximální možnou kontinuitu (vzhledem k ekologickým vlastnostem dřevin) lesa - tedy vyhýbání se holosečím. U dřevin jako buk, či jedle se jedná o výběr jednotlivých stromů, či menších skupinek stromů. U dřevin světlomilných se jedná o plochy větší. Jak velké, to zůstává stále otevřenou otázkou. Roli hraje i úživnost stanoviště a tlak býložravé zvěře. Nejčastěji se například u dubu mluví o cca 0,2 ha.

Druhová a prostorová pestrost lesa by měla být realizována jednotlivým smíšením, které má přínos pro omezení šíření problematických druhů jako kůrovec, v kombinaci se smíšením po hloučcích, či skupinách. To umožňuje například zvýšení funkční diverzity půdního prostředí, a tedy zvyšuje množství cest, jakým se k dřevinám dostávají prvky a voda.

Naopak na některé otázky univerzální odpověď neexistuje a závisí na konkrétních podmínkách stanoviště. Například na míře xerotermnosti daného stanoviště závisí optimální struktura porostu ve vazbě na využití vody. Zde se nám ještě konečnou odpověď z “otevřené knihy lesa” vyčíst nepodařilo. Les si tak stále ponechává svá tajemství.

Ostatně bude tomu tak zřejmě vždy. Vždyť zájem o les není pouze vědecký a ekonomický, les je jedním z nejkomplexnějších živoucích útvarů ve vesmíru a v člověku proto přirozeně vyvolává úctu, probouzí klid a dokáže v našem vědomí vykouzlit velmi silné a léčivé pocity tajemna, propojenosti a přesahu. Asi i proto je les odnepaměti v centru pozornosti člověka. I zmiňovaná kniha je plodem určitého druhu této pozornosti. Doufáme, že přinese čtenáři poznatky, které pak například využije při hospodaření, nebo se zvýší jeho údiv a citlivost vůči lesu.

Knihu Ekologie lesa. Díky projektové podpoře (Financováno z Fondů EHP a Norska 2014 - 2021 - program CZ-ENVIRONMENT. Projekt č.

Studie zabývající se globální rolí termitů v dekompozici dřeva ve vztahu ke klimatu přinesla zcela nové poznatky. Výskyt termitů v bločcích dřeva narůstal s rostoucí teplotou a rostoucími srážkami. Rychlost rozkladu dřeva řízená spolupůsobením mikroorganismů a termitů byla vyšší při vyšších teplotách a rychlost dekompozice byla citlivější ke změně teploty - zrychlení dekompozice 6,8 krát při nárůstu teploty o 10°C. Pro rozklad dřeva řízeném pouze mikroorganismy (zejména saprotrofními houbami) byly nadmořská výška a teplota silnějšími vysvětlujícím proměnnými než zeměpisná šířka a roční úhrn srážek.

Obrázek: Fotografie z počátku terénního dekompozičního experimentu v Žofínském pralese.

Kniha představuje čtenáři les jako komplexní adaptivní systém. Oproti tradičnímu ekosystémovému pohledu jsou více zdůrazněny biotické interakce mezi členy této složité sítě. To se neobejde bez vysvětlení některých základních pojmů a fenoménů sítí vztahů v lesních ekosystémech. V těchto sítích vynikají některé druhy, či skupiny druhů, jako druhy klíčové nebo jako tzv. ekosystémoví inženýři. Tyto druhy, skupiny druhů, či dokonce celé fragmenty sítě vztahů jsou představovány na konkrétní úrovni prostřednictvím poznatků osvětlujících fungování lesa jako celku.

Publikace rovněž vyniká důrazem na funkční pohled a na pochopení toho, které druhy, místa či procesy představují základ existence lesa jako celku. Cílem knihy je zasadit všechny prezentované informace z ekologie lesa do rámce, který je nanejvýš aktuální a pro středoevropský prostor klíčový, a ukázat, jak mohou tyto znalosti přispět k lepšímu hospodaření v lesích a k jejich adaptaci na klimatickou změnu.

Při následování takto vytyčené cesty za poznáním lesa je čtenář nejdříve seznámen s tím, jak odlišné pohledy na les utvářely různé způsoby jeho využívání a proč je ještě více než kdy v minulosti nezbytné, aby hospodaření člověka s lesem vycházelo z ekologických základů. Vývoj lesa jako časoprostorové struktury je následně představen pomocí poznatků o vývoji lesů v holocénu, o dynamice přirozených temperátních lesů a o vlivu jednoho z hlavních hybatelů této dynamiky - disturbancí - na strukturu i biodiverzitu lesa.

Od tohoto základu se pozornost upírá k sítím - trofickým sítím a kaskádám - i k fyzickému propojení v mykorhizních sítích jako k základním fenoménům utvářejícím lesní ekosystém. Tato širší perspektiva přechází do zevrubného představování rolí jednotlivých skupin organismů, klíčových druhů a ekosystémových inženýrů pro fungování celku. Z těchto detailů se na úrovni celku, či jeho výrazných subsystémů, vynořují emergentní ekosystémové vlastnosti - koloběh živin a stabilita ekosystému.

Protože žijeme v době bouřlivých změn, jež jsou důsledkem globální klimatické změny, pochopení podstaty ekologické stability a dalších aspektů adaptace se stává nezbytným pro udržení hospodářských lesů a jejich - pro společnost klíčových - ekosystémových služeb. Tato problematika je čtenáři předkládána téměř v závěru knihy.

1. Příklad citace ve správné podobě: Rotter P., Purchart L. (eds.) 2023: Ekologie lesa. Jak se les mění a funguje. Brno: Mendelova univerzita v Brně. Str. 46, obr. Str. 87, obr. V záhlaví obrázku 2.3.11 na straně 87 je uveden chybný rozsah letopočtu 1972-1976. Str. 458, obr.

tags: #vědecký #článek #ekologie #lesa

Oblíbené příspěvky:

• Spravedlivý poplatek za odpady v Hlučíně
• Podrobný výklad k zákonu o odpadech
• Dopady znečištění ovzduší
• Likvidace komunálního odpadu v ČR
• Dopad skládky Lišov