DOPAD KLIMATICKÉ ZMĚNY NA ZDRAVOTNÍ STAV SMRKOVÝCH POROSTŮ STŘEDOHOR

Libor Jankovský, Pavel Cudlín

Hlavní hospodářská dřevina ČR smrk je z hlediska možného dopadu klimatické změny nejméně stabilní dřevinou. Člověk rozšířil smrk pro jeho produkčním možnosti až k okraji jeho ekologického optima. Lze očekávat, že především smrkové porosty ve 3. a 4. lesním vegetačním stupni (lvs) budou klimatické změny ve zvýšené míře destabilizovat. Právě takové porosty převažují na modelovém území Drahanské vrchoviny, ŠLP Křtiny.

Nejvýznamnější hospodářskou dřevinou Drahanské vrchoviny je smrk, zastoupený 57 %. Mezi listnáči je dominantní buk (10,9 %). Na ŠLP Křtiny převládá 3. lvs dubobukový (6125 ha - 51,5 %) a 4. lvs bukový (946 ha - 16,0 %). Z edafických kategorií převažuje ve 3. LVS, řada živná (38,1 % rozlohy ŠLP), dále humusem obohacená (10,9 %) a kyselá (1,3 %). Ve 4. lvs (plošiny kolem 500 m n. m.) je to živná řada (9,2 % rozlohy ŠLP) a humusem obohacená řada (4,5 % rozlohy ŠLP). Při odhadu dopadu klimatické změny na smrkové porosty živných stanovišť 2. - 4. lvs byly použity údaje lesního hospodářského plánu za poslední decennium, oblastního plánu rozvoje lesů, výsledky předchozího studia impaktu kořenových hnilob na smrkové porosty a vlastní expertizy na dvanácti kruhových plochách. Zohledněn byl i zdravotní stav smrkových porostů v jiných oblastech zasažených klimatickými extrémy v letech 1994 - 2000 (především Opavsko). Tato území z hlediska posouzení stavu lesů podle scénáře klimatické změny mohou představovat jakési modelové území pro zhodnocení dopadů klimatické změny. Jde především o aktivizaci václavky v oblasti Opavska a dosud nepopsané chřadnutí smrku na řadě míst Českomoravské vrchoviny (Jankovský, nepubl.).

ZHODNOCENÍ SOUČASNÉHO STAVU

Nejvýznamnějším abiotickým faktorem, který se podílí na destabilizaci lesních porostů Drahanské vrchoviny, je sucho, zvláště pak jarní a letní přísušky. Tento fenomén ovlivňuje přirozenou obnovu a zdravotní stav kořenového systému nynějších předmýtních i mýtních porostů. Patrný je nárůst nahodilých těžeb, především škod větrem (viz tabulka 1 a graf 1). Ty podmiňuje vývoj povětrnostního proudění a také poškození kořenového systému smrku kořenovými hnilobami. V případě smrku a Drahanské vrchoviny jde především o václavky (Jankovský 1995). Výrazný nárůst nezdarů zalesnění oproti předchozím decenniím je přičítán především jarním přísuškům spolu se škodami zvěří.

Kořenový systém

Z hlediska zdravotního stavu dřeviny je rozhodující stav jejího kořenového systému. Současné smrkové porosty jsou z hlediska poškození jejich kořenového systému nestabilní. Lze očekávat, že smrk budou minimálně ve stejné míře poškozovat václavky i v podmínkách předvídaných scénáři klimatické změny. Václavky spolu s dalšími, především abiotickými faktory představují limitu pro pěstování, resp. přirozené rozšíření smrku na živných stanovištích 2. - 4. lvs. Zásadní je především míra stresové zátěže smrku jako funkce četnosti bezsrážkových období - nejvýznamnějšího predispozičního faktoru pro infekci václavkou.

Václavky

Ekologickým optimem václavek jsou živná stanoviště 2. - 4. lvs, kde výrazně ovlivňují funkční stabilitu sekundárních smrkových porostů. Podle rozlohy lesních půd je v současnosti v ČR václavkou potenciálně ohroženo asi 31 % lesů. Václavky jsou závažný sanitární problém smrkových porostů ve všech věkových stupních na stanovištích živné řady 3. a 4. lvs. Stejný obraz byl zjištěn i na dvanácti vybraných zkusných plochách na ŠLP Křtiny. Zachycené poznatky lze generalizovat i pro obdobná stanoviště v celé ČR.

Na dvanácti kruhových zkusných plochách ŠLP Křtiny bylo vyšetřeno celkem 240 stromů z hlediska poškození václavkami. Hodnoceny byly jednotlivé znaky, kterými jsou (a) výskyt plodnic, (b) výron pryskyřice, (c) přítomnost syrrocií pod kůrou, (d) přítomnosti rhizormorf v okolí kořenů při bázi kmene, (e) rozšíření báze kmene, (f) dutina ve kmeni. Na všech šetřených plochách bylo zaznamenáno významné poškození kořenového systému smrku václavkou smrkovou. Počet stromů bez symptomů infekce se pohyboval pouze do 10 - 20 %. Na většině sledovaných ploch však měly všechny stromy některý ze symptomů infekce.

Václavka se na živných stanovištích 2. - 4. lvs uplatňuje jako biotický stanovištní faktor, který omezuje konkurenční možnosti smrku ve vztahu k ostatním dřevinám. Predispozičním faktorem je především stresová zátěž smrku při letních přísušcích a vysoké teploty. Proto lze očekávat, že se václavka výrazně uplatní na destabilizaci a rozpadu smrkových porostů ovlivněných klimatickou změnou.

ZHODNOCENÍ VLIVU BIOTICKÝCH FAKTORŮ NA STABILITU SMRKOVÝCH POROSTŮ ŽIVNÝCH STANOVIŠŤ

Rizika 2. - 4. lvs živných stanovišť jsou v řadě parametrů obdobná a lze očekávat:

- zvýšení ztrát a tedy i nákladů při zalesňování v důsledku poškození kořenového systému přísuškem a následné infekce václavkami (vyšší potřeba vylepšování);

- poškození kořenového systému předmýtních a mýtních porostů hnilobou václavky v rozsahu přibližně 50 % - 100 %;

- zvýšená mortalita smrku jako následek přísušků a infekce kořenového systému václavkami;

- zvýšení podílu nahodilých těžeb a postupné snižování zastoupení smrku;

- aktivizaci některých druhů podkorního hmyzu, zvýšené riziko gradací lýkožrouta smrkového (Ips typographus);

- výskyt výsušných trhlin v borce a sekundární infekce ophiostomatálními houbami, podílejících se na prohlubování dopadu působení stresových faktorů;

- nárůst četností gradací savého hmyzu, především mšic, korovnic a svilušek.

Smrk je možnými dopady klimatické změny nejvíce ohrožen na živných stanovištích 2. a 3. lvs. Václavky zde v různé míře infikují až 100 % smrků. Lze očekávat postupný ústup smrku z porostů, snižování zastoupení smrku ve prospěch buku, tak jak je to možno sledovat v řadě současných porostů na Drahanské vrchovině. V důsledku destrukce kořenového systému václavkami se ve zvýšené míře projeví žloutnutí a chřadnutí smrku; v současnosti je možno tyto projevy pozorovat na LS Opava. Výrazné riziko pro pěstování smrku může být šíření dosud nespecifikovaného typu chřadnutí smrku všech věkových stupňů, které je v současnosti ohniskovitě pozorováno na řadě míst, především LS Náměšť nad Oslavou, LS Tišnov, Lesy města Brna, ve volně rostoucí zeleni i jinde. Tento typ chřadnutí se projevuje hromadným opadem celých ročníků jehlic, stromy v následující sezóně vyraší, záhy však odumírají. Prozatím se nepodařilo identifikovat žádného patogena. Vysvětlení je nutno hledat ve fyziologii smrku a jeho reakci na klimatické extrémy.

Ve 4. lvs je václavkami závažně poškozeno více než 40 % stromů. V důsledku působení klimatické změny lze předpokládat zvýšení podílu infekce václavkami na úroveň současného 3. lvs. Expertní odhad působení biotických faktorů na porosty smrku v podmínkách klimatické změny popisuje tabulka 2.

STANOVENÍ ADAPTAČNÍHO POTENCIÁLU POROSTŮ SMRKU NA PLOCHÁCH ŠLP KŘTINY

Studium průběžného nahrazování defoliovaných výhonů “sekundárními” výhony umožňuje rekonstruovat proces chřadnutí porostu od počátku do současnosti a poskytuje podklady pro stanovení jeho adaptačního potenciálu (jak dlouho bude ještě schopen odolávat zhoršeným stanovištním podmínkám). Na tomto základě lze přesněji předpovědět další vývoj jeho zdravotního stavu (Cudlín a kol. 2000). Sledované porosty mají podobnou celkovou defoliaci. Žloutnutí se vyskytovalo jen v malé míře, a to do 3 %.

V transformaci struktury koruny byly rozdíly poněkud větší než u celkové defoliace. Ze čtyř více transformovaných porostů patří tři do 4. lvs. Z vyhodnocení průběhu retrospektivní reakce sledovaných porostů na působení stresových faktorů vyplývá, že porosty v podmínkách 3. a 4. lvs Drahanské vrchoviny v minulosti relativně slabě až středně zatěžovalo synergické působení přírodních a antropogenních faktorů na asimilační orgány. U většiny porostů již došlo k překročení vnitřní tolerance stromů vůči tomuto stresovému působení (defoliace primární struktury > 50 %). Tři ze čtyřech porostů, které se nacházejí pouze na rozhraní tohoto překročení, naleží do 3. lvs. K významnému poškození korun v porostu, odum-ření celé primární struktury (výhony z pupenů založených v loňském vegetačním období), zatím nedošlo na žádné ze sledovaných ploch. Adaptační potenciál porostů na synergické působení přírodních a antropogenních stresových faktorů nebyl zatím vyčerpán. K tomuto jevu často dochází v nadmořských výškách nad 700 - 800 m n. m., kde kromě nepříznivých povětrnostních vlivů (vítr, mráz, teplotní rozdíly v předjaří) dochází k významnému “vyčesávání” škodlivin z ovzduší z dálkového transportu. Je ovšem otázkou, jak budou stromy reagovat na stresové faktory jiného typu, které s sebou přináší klimatická změna, zvláště pak zvýšení teploty a snížení srážek v některých obdobích roku.

ZÁVĚR

Závažným sanitárním problémem současných smrkových porostů všech věkových stupňů na stanovištích v nižších polohách jsou václavky. Stejný obraz byl zjištěn i na zkusných plochách na ŠLP Křtiny. Zjištěné poznatky lze generalizovat i pro obdobná stanoviště v celé ČR. Bylo zjištěno významné poškození kořenového systému smrku václavkou smrkovou (Armillaria ostoyae). Počet stromů bez symptomů infekce se pohyboval pouze do 10 - 20 %. Václavka se na živných stanovištích 2. - 4. lvs uplatňuje jako biotický stanovištní faktor, který omezuje konkurenční možnosti smrku ve vztahu k ostatním dřevinám. Jako predispoziční faktor se uplatňuje především stresová zátěž smrku v důsledku letních přísušků a vysoké teploty. Z tohoto důvodu lze očekávat, že václavka se výrazně uplatní na destabilizaci a rozpadu smrkových porostů ovlivněných klimatickou změnou. Za podmínek definovaných scénáři klimatické změny bude nejvýznamnějším biotickým faktorem václavka, která již v současnosti limituje pěstování smrku na živných stanovištích 3. lvs. Poškození kořenového systému hnilobou synergicky prohloubí dopady klimatické změny. Předobrazem reakce smrkových porostů na dlouhá období sucha může být současná situace na LS Opava, kdy se václavka až netypicky aktivuje v suchem postižených porostech.

Další skupinou, u níž lze očekávat zásadní vliv na zdravotní stav, jsou patogeni vaskulárních pletiv, nejčastěji původci vaskulárních mykóz. Vzestup je možno očekávat především ve 2. a 3. lvs. Zhoršený zdravotní stav spolu s příznivými podmínkami pro populace hmyzu zvýší riziko gradací podkorního hmyzu, především lýkožrouta smrkového (Ips typographus).

Tito biotičtí limitující činitelé budou pochopitelně působit i v nejnižších lvs. Zde se může stát dalším limitujícím faktorem nadměrné “přehřátí” stromu v kombinaci s letním přísuškem, klimatické výkyvy jak v období vegetace, tak především v období vegetačního klidu, zkrácení období vegetačního klidu, dlouhá období horkých “tropických” dnů s vysokou teplotou a zároveň vysokou vzdušnou vlhkostí aj. Tento fenomén může být příčinou již zmíněného chřadnutí smrku na řadě lokalit Českomoravské vrchoviny. Odpověď na příčiny tohoto typu chřadnutí tak mohou poskytnout především fyziologové ve spolupráci s fytopatology.

Vzhledem k tomu, že adaptační potenciál je ve všech našich pohořích nízký až téměř nulový u bezmála všech porostů šestého a vyšších lvs, starších 60 let (Cudlín a kol., 2001), je třeba v souvislosti s globální klimatickou změnou věnovat zvýšenou pozornost i horským smrkovým ekosystémům. V těchto lvs lze sice očekávat zmírnění některých nepříznivých klimatických extrémů (například nízkých teplot), přesto stromy starších věkových tříd mohou reagovat i na menší změnu klimatických podmínek (občasné přísušky koncem léta, oteplení v předjaří) ztrátou schopnosti nahrazovat každoročně defoliované výhony.

Z toho vyplývá, že nejméně ohrožené se v současnosti zdají porosty smrku ztepilého v 5. lvs. Dojde-li však k předpokládané změně klimatických faktorů, stanou se stanovištní podmínky v nynějším 5. lvs rovněž příznivé pro houbové a hmyzí škůdce a situace se může začít zhoršovat.

Na druhé straně je třeba poukázat na pozitivní vlivy klimatické změny na lesní porosty, spojené s kladným působením CO2. Příznivá je jak stimulace růstových (regeneračních) procesů asimilačních orgánů, tak i zvýšená alokace uhlíku do kořenů, zvýšený výdej exudátů do rhizosféry a pro ektomykorhizní symbiotické houby. Rozvoj mykorhizních symbióz by mohl pomoci při reakci na zhoršené podmínky prostředí, například půdní sucho (Cudlín a Chmelíková, 1996). Určité náznaky rozvoje ektomykorhizních symbióz v horských lesních ekosystémech již byly v posledních letech pozorovány (Fellner a Landa, 2001).

Adresy autorů:
Libor Jankovský - Ústav ochrany lesů a myslivosti, Lesnická a dřevařská fakulta MZLU v Brně, Zemědělská 3, 613 00 Brno
Pavel Cudlín - Ústav ekologie krajiny AV ČR, Na sádkách 6, České Budějovice