VÁPNĚNÍ LESNÍCH PŮD V NĚMECKU

Ing. Vladislav Badalík - Agentura projektů obnovy lesa, LČR, s. p., Teplice
Ing. Jan Řezáč - LČR, s. p., Hradec Králové

Vápnění lesních půd jako nástroj zmírnění antropogenních vlivů na lesní porosty prošlo v posledních desetiletích značně rozporuplným vývojem od nekritického očekávání jednoznačně kladných výsledků až po téměř naprosté zatracení, když se tyto výsledky nedostavily. Po určitém oslabení diskuse v 90. letech se v poslední době opět začíná uvažovat o využití vápnění k ochraně lesních půd. Nebude proto na škodu podívat se, jaký postoj v této věci zaujali naši sousedé v Německu.

SITUACE V NĚMECKU

Množství vypouštěného oxidu uhličitého - plynné škodliviny, která se významně podílí na tzv. kyselých deštích, pokleslo ve Spolkové republice během 15 let (1980 - 1995) o více než polovinu (ze 7,5 mil. na 3 mil. tun ročně). Přes tento úspěch v ochraně čistoty ovzduší překračují imise stále ještě na téměř 90 % lesních ploch tzv. critical loads (mezní hodnoty imisí plynných škodlivin pro ochranu ekosystémů). Více než dvě třetiny lesních půd jsou podle výsledků celostátního průzkumu již tak silně ochuzené o bazické složky, že musejí být klasifikovány jako zvlášť citlivé vůči dalšímu zvy-šování kyselosti a ochuzování o živiny. Další zvyšování kyselosti by mělo za následek dlouhodobé změny v minerálním složení, snížení schopnosti vázat uhlík a dusík, úbytek bazických živin a na velkých územích také zhoršení kvality podzemní i povrchové vody.

V této situaci považovali v Německu za nezbytné začít realizovat cílená a účinná protiopatření. Nečinnost by dávala lesní půdy všanc zčásti nenapravitelným škodám a ohrožovala by budoucnost lesního hospodářství a kvalitu vodních zdrojů. Vápnění není alternativou, ale doplňkovým opatřením k nezbytně nutnému, dalšímu radikálnímu snížení imisí, poškozujících lesy a lesní půdy. V balíku lesnických opatření k dlouhodobému zajištění základních funkcí lesní půdy představuje vápnění lesa klíčovou roli jako “ochranný štít” před působením dalších elementů zvyšujících kyselost lesního prostředí. Má poskytnout lesu čas na regeneraci a na projevení vlivu dalších opatření.

VÁPNĚNÍ LESNÍCH PŮD VE SVOBODNÉM STÁTĚ SASKO

Podmínky lesního hospodářství ve Svobodném státě Sasko, zejména v oblasti Krušných hor, se v mnohém blíží podmínkám v severozápadních Čechách. Hlavně v důsledku intenzivního imisního zatížení v minulých desetiletích zde rovněž došlo ke značnému narušení a acidifikaci lesních půd. I po odsíření velkých zdrojů emisí zde činí současná roční kyselá depozice 3 - 4 kmol H+ na 1 ha, extrémně až 6 kmol H+. Přitom přirozená pufrační schopnost lesní půdy se pohybuje v rozmezí 0,2 až 1,0 kmol H+ ročně na 1 ha. Nebezpečí neustálého přetěžování pufrační kapacity lesních půd vidí saští výzkumníci zejména v:

• blokování až destrukci hlinitominerálního stavu lesní půdy vedoucího ke snížení schopnosti zachycovat vodu, živiny a škodliviny,
• zvyšování obsahu hliníku v půdním roztoku, což má za následek odumírání kořenového vlášení, ztížený příjem živin (hořčíku, vápníku) i vody a tvorbu povrchového kořenového systému,
• poškození půdní flóry a fauny,
• zúžení druhové pestrosti dlouhodobě úspěšně pěstovaných dřevin a ostatní vegetace,
• uvolnění těžkých kovů nahromaděných zejména v humusové vrstvě a jejich pronikání (společně s hliníkem) do vodních zdrojů.

Podle výzkumu stavu lesních půd z 90. let jsou dalším okyselováním způsobovány zčásti i nenapravitelné škody (dochází k nevratným procesům). Je zpochybněna reálnost dosažení cílů trvale udržitelného lesního hospodářství i kvality vod. Jako nezbytné opatření k zastavení tohoto krajně nepříznivého procesu se v Sasku na počátku 90. let zavedlo ochranné (kompenzační) vápnění, které je charakterizováno takto: “Ochranné vápnění půd slouží ochraně půd, porostů na nich rostoucích i vodních zdrojů, a proto je opatřením řádného lesního hospodářství ve smyslu příslušných zákonů o lese a ochraně přírody.” Ochranné (kompenzační) vápnění lesních půd si klade za cíl:

-zastavit další okyselování,

- dostat do kyselého humusu bazické elementy a tím:

• zvýšit pufrační kapacitu lesní půdy a obnovit její schopnost hromadit živiny i škodlivé látky,
• stabilizovat půdní báze - kationtové živiny (vápník, hořčík, draslík),
• zlepšit životní podmínky pro půdní organizmy a podpořit tvorbu kořenového systému dřevin,
• aktivizovat koloběh látek v kyselém humusu a podpořit vývoj minerální půdy,
• usnadnit přirozené zmlazování porostů (vliv je vysoce průkazný),
• chránit vodní zdroje před pronikáním těžkých kovů, hliníku a kyselin.

Vápnění nezpůsobuje žádné dramatické zvýšení vitality poškozených porostů. Průkazně však odstraňuje žloutnutí jehlic způsobené deficitem kationtových živin. Spolu s opatřeními pěstebními a hospodářskou úpravou lesů umožňuje dosavadní trvalou udržitelnost funkcí lesní půdy. Program ochranného vápnění lesních půd v Sasku probíhá v lesích všech vlastníků a je financován Saským státním ministerstvem pro ekologii a zemědělství (ze státního rozpočtu). Pro všechny vlastníky jej zajišťují organizační jednotky státních lesů. Násobná plocha ošetřená při opakovaném vápnění se již blíží 1 mil. ha.

TECHNOLOGIE VÁPNĚNÍ

Poněvadž i saské lesní půdy vykazují hluboký deficit hořčíku, užívá se zásadně dolomitický vápenec s obsahem minimálně 80 % uhličitanu vápenatého a hořečnatého. Uhličitan hořečnatý musí být obsažen minimálně z 25 % (u granulátu 20 %). Zrnitost mletých dolomitických vápenců se pro leteckou aplikaci požaduje taková, že síty s otvory o průměru 3,0 mm projde minimálně 97 %, o průměru 2,0 mm minimálně 90 %, o průměru 1,0 mm minimálně 70 % a o průměru 0,09 mm minimálně 33 %. Dávka dolomitického vápence se stanovuje při projektování vápnění od 3,5 t/ha pro nižší a střední polohy (350 - 700 m n. m.) do 4,5 t/ha pro hřebeny hor a horské vyšší polohy (nad 650 m n. m.). Ošetření se podle potřeby opakuje v nižších polohách po 10 letech, ve středních polohách po 8 letech a ve vysokých polohách po 6 letech. Dolomitický vápenec se v naprosté převaze aplikuje letecky, především vrtulníky. Zpravidla se používají malé vrtulníky s podvěsnými kontejnery a nuceným regulovaným vyprazdňováním. Pozemní aplikace turbodmychadly nesenými nákladními automobily se užívá spíše v Bavorsku.

Vápnit nelze na sněhové pokrývce. V Sasku není rozprašování mikromletého vápence (pozemně) možné během celého vegetačního období z důvodu ochrany hmyzu. Letecky nelze vápnit od března do poloviny června. Od poloviny června do konce vegetačního období musí být zaručena bezprašná aplikace (vlhčení mletého vápence, použití granulovaného vápence).

Výběr ploch pro vápnění je pečlivě propracován (Saský zemský ústav pro lesy v Graupě k tomu vydal příručku). Zajištěno je vyloučení ploch, které z důvodu ochrany přírody či jiných důvodů nemají být povápněny. Plochy se vybírají podle ekologických kategorií, přihlíží se i k poměru obsahu uhlíku a dusíku v humusu (menší než 20) a poměru obsahu uhlíku a fosforu v humusu (menší než 250). Detailní projekty vypracovávají lesní správy státních lesů a odsouhlasuje je Saský zemský ústav pro lesy v Graupě. Výsledky programu vápnění v Sasku jsou v praxi dobře patrné, podsadby a prosadby listnáči by bez vápnění nemohly být tak úspěšné, hlavně ve vyšších polohách Krušných hor. Stejně tak se výrazně povzbudila přirozená obnova dřevin.

ÚČINNOST VÁPNĚNÍ

Vápněním se podle doporučených postupů dosahuje okamžitě působící a dlouhotrvající neutralizace vnosu plynných škodlivin v oblasti koruny a na povrchu lesní půdy. Po vápnění mírně stoupne hodnota pH humózní vrstvy. Do minerální půdy se dostává průsaková voda velmi bohatá na bazické elementy. To vede ke střednědobému zlepšení půdní reakce a k vyšší bazické nasycenosti také ve svrchních horizontech minerální půdy. Zvlášť pronikavě se efekt projevuje při odkyselování průsakové vody. Stupeň její kyselosti výrazně klesá také v hlubších vrstvách minerální půdy a klesá neustále po mnoho let.

Při mnohdy ohromném množství kyselých elementů nashromážděných v lesních půdách a při relativně malém dávkování vápence kvůli zamezení vzniku vedlejších účinků ovšem nelze očekávat v krátké době zlepšení již znečištěných vod. Na některých stanovištích je po vápnění možno pozorovat nepatrný nárůst koncentrace hliníku v průsakových vodách. To je způsobeno vytěsněním tohoto prvku z místa jeho původní chemické vazby hořčíkem a vápníkem. Tento efekt se projevuje jen po krátkou dobu. Dlouhodobě se koncentrace hliníku v průsakových vodách opět snižují. V důsledku zvýšení pH se snižuje mobilita těžkých kovů a tím i ohrožení hydrosféry těžkými kovy.

Vápnění způsobuje značné zvýšení biologické aktivity. Po vápnění se půdní dekompozitní fauna, která je důležitá pro koloběh živin, mění v makrofaunu, která je sice méně odolná vůči kyselosti, ale zato je mnohem rozmanitější a efektivnější při obnově půdních procesů. Především hustota žížal žijících v humusu po vápnění výrazně stoupá. U půdní flóry můžeme sledovat přechod od rozkladu houbami k mnohem efektivnějšímu bakteriálnímu rozkladu. Vápněním tedy dochází k aktivizaci koloběhu živin a biologickému kypření půdy.

Vlivem zlepšení chemického prostředí půdy se ve vrchních horizontech lesní půdy ve zvýšené míře tvoří vitální kořenové vlášení. Počet odumřelých nebo poškozených kořínků se po vápnění snižuje. Dlouhodobě přibývá biomasa kořenového vlášení v hlubších půdních profilech. Zvýšení biologické aktivity vlivem vápnění přispívá k tvorbě stabilních komplexů jílu a humusu. Spolu se zlepšením půdní reakce se tím zvyšuje schopnost půdy vázat bazické elementy a živiny. Značná část lesních ekosystémů trpí nedostatkem hořčíku, proto vápnění dolomitickým vápencem trvale zlepšuje krytí jejich potřeby tohoto prvku. To je znát především na výrazném zlepšení výživy jehlic a listů hořčíkem. Ještě mnoho let po vápnění je obsah hořčíku ve vrstvě opadu zřetelně vyšší.

Pozitivní vliv vápnění je vidět i na zdravotním stavu korun. Jejich žloutnutí, které bylo značně rozšířeno ještě na konci 80. let, se zřetelně omezilo. Jestliže podíl zežloutlých stromů v nejvíce postižených oblastech Německa činil v roce 1989 téměř 40 %, pak v současné době vykazují znatelné projevy žloutnutí pouze 3 % stromů. První analýzy na bázi nových metod vyhodnocování satelitních snímků doložily pro vybrané smrkové porosty v horských polohách vyšší obsah chlorofylu a větší hodnoty indexu listové plochy ve vápněných porostech než v porostech nevápněných.

Vlivem okyselování hrozí nebezpečí, že se zmenší druhová rozmanitost společenství lesních ekosystémů. Na silně kyselých půdách tvoří spektrum několik druhů, které jsou vůči tomuto prostředí extrémně odolné. Vápnění pomáhá zachovat životní podmínky pro přirozené druhové spektrum odpovídající dané lokalitě. Během fáze přestavby ke stabilnějším, uzavřeným koloběhům živin se mohou vyskytnout tzv. indikátory dusíku, např. vrbka nebo starček. Jako přechodné zásobníky pro živiny uvolněné ve fázi přestavby jsou velmi žádoucí. Protože však většinou nevytvářejí semena, neusazují se tyto rostliny v uzavřených lesních porostech natrvalo.

PŘEDCHÁZENÍ NEŽÁDOUCÍM VEDLEJŠÍM ÚČINKŮM

Při dodržení doporučených místních omezení a technologie vápnění se obsah nitrátů v průsakových vodách horizontu kořenů buď vůbec nezmění, nebo jen mírně a krátkodobě zvýší. Ohrožení kvality spodních vod a pramenů nitráty v důsledku vápnění lze proto vyloučit. Protože vápnění vlivem zlepšeného biologického a chemického stavu půdy zachová nebo znovu zvýší její schopnost vázat dusík, vytváří tak dlouhodobou ochranu spodních vod před zatížením nitráty.

Kvůli zamezení škodlivého působení na lezoucí hmyz, např. na mravence, je vápnění omezeno na zimní polovinu roku. V přechodné době se aplikují méně prašné, navlhčené vápence nebo vápenaté granuláty. Dlouhodobě působí vápnění pozitivně i na tento hmyz, protože podporou různorodějších lesního společenství se udržuje základ jeho výživy. Pokud se vápnění přizpůsobí dané lokalitě, nemůže dojít k homogenizaci lokalit. Naopak vápnění pomáhá zachovat jejich různorodost, která je kyselostí ohrožena.

VÝBĚR LOKALIT K VÁPNĚNÍ

Výběr lokalit pro vápnění je založen na výsledcích rozsáhlého výzkumu lesních ekosystémů a na vyhodnocení celostátního průzkumu stavu lesních půd, databanky lesních půd a speciální studie citlivosti lesních půd vůči zvyšování kyselosti a ochuzování o bazické složky. Na těchto podkladech se vytvoří speciální mapy, které podle klasifikační stupnice určují naléhavost vápnění jednotlivých typů půd. Vápnění vyžadují především lokality s nízkým obsahem bazických složek v prostoru kořenů a s malou zásobou vápníku a hořčíku. Zvlášť naléhavé je vápnění lokalit s velmi špatným rozkladem opadu nebo tam, kde se projevuje nedostatek hořčíku.

Z vápnění pro ochranu půdy jsou vyjmuty lokality bohaté na živiny, jako jsou např. lužní půdy, spraše, vápnité říční a potoční lokality, bazické vyvřeliny a bývalá orná půda. Pokud dojde na těchto stanovištích k lehkému nárůstu kyselosti, pak je třeba uplatnit lesnická pěstební opatření, např. změnu jehličnatých porostů na listnaté. Bezpodmínečně je nutno vápnění vyloučit v lokalitách, které se nacházejí v oblastech nasycenosti dusíkem, neboť hrozí nebezpečí nadměrného uvolnění nitrátů. Samozřejmě se při vápnění zohledňují zájmy ochrany přírody. V chráněných oblastech je nutné brát úzkostlivě zřetel na dané cíle. Vápnit se nesmějí výjimečné, zvlášť choulostivé biotopy, např. na živiny chudé slatiny a rašeliniště nebo jalovcové stráně. V každém případě je nezbytné na každé lokalitě pečlivě zvažovat všechna pro a proti.