OHEŇ VE SLUŽBÁCH LESNÍHO HOSPODÁŘSTVÍ USA

Dušan Kacálek, Jiří Novák

V létě roku 2000 jsme se na pozvání Dr. W. K. Mosera, pracovníka soukromé výzkumné stanice Tall Timbers Research Station (T. T. R. S.), měli možnost seznámit s metodami lesnického výzkumu a hospodářskou praxí v soukromých lesích na pomezí severní Floridy a jižní Georgie. Stanice leží přibližně 16 km vzdušnou čarou od okraje hlavního města státu Florida, Tallahassee v okrese Leon. Zkušenosti jsme získali formou spoluúčasti na výzkumných projektech řešených v oddělení lesnického výzkumu T. T. R. S. Nosným projektem tohoto oddělení byl výzkum obnovy a pěstování borovice bahenní (Pinus palustris Mill).

HISTORICKÉ SOUVISLOSTI OVLIVNĚNÍ LESŮ ČLOVĚKEM

V historickém období před příchodem Evropanů do této části Ameriky byla celá rozsáhlá oblast Red Hills obydlena indiány kmene Cree, kteří jsou dnes více známí jako Seminolové. Tito lidé byli hlavně lovci a sběrači a do skladby lesů významněji nezasáhli. Situace se změnila po kolonizaci oblasti bílými osadníky, kteří začali zakládat rozsáhlá pole a plantáže a vypalovali okolní lesy. Podmínky vzniklé v důsledku takového hospodaření vyhovovaly populaci křepelky viržinské (Colinus virginianus), která se výrazně rozrostla. Pro člověka byly vyšší stavy křepelek výhodné vzhledem k tlumení gradací hmyzích škůdců na bavlníkových plantážích a také pro tradiční oblibu osadníků v lovu této drobné pernaté zvěře. Ovšem v průběhu druhé poloviny 19. stol. vláda USA vypalování lesního podrostu zakázala. Následné živelné odrůstání listnaté složky podrostu změnilo životní prostředí v lesích natolik, že početnost populace křepelky významně poklesla.

POČÁTKY VÝZKUMU

V padesátých letech 20. stol. se začal problematikou populační hustoty křepelek zabývat biolog Herbert Stoddard. Jeho výzkum se soustředil převážně na území soukromého majetku Tall Timbers, kde byla založena privátní výzkumná stanice. Experimentálně byl ověřen pozitivní vliv řízeného vypalování listnatého podrostu na zvýšení početního stavu křepelky. Listnatý podrost udržovaný periodickým vypalováním ve výšce přibližně jednoho metru se totiž ukázal být dostatečným zdrojem hmyzí potravy a relativně bezpečného úkrytu před predátory.

V rámci stanice postupně vznikla jednotlivá výzkumná oddělení zahrnující obory ekologie obratlovců, ekologie rostlin a lesnictví. Lesnické oddělení se v době naší stáže zabývalo převážně řešením problematiky obnovy, produkce a zdravotního stavu lesních porostů v podmínkách řízeného vypalování. Pozornost byla zaměřena na zvýšení zastoupení borovice bahenní (Pinus palustris Mill.) v lesních porostech, která tvořila v původních lesích mnohem vyšší podíl než dnes. Borovice bahenní řízený požár většinou bez poškození přežijí v jakékoliv věkové fázi. V juvenilním stadiu je před spálením terminálního pupenu a kambia chrání dlouhé tuhé jehlice a ve stáří dostatečně silná borka (viz obr. 1 až 3 na obálce). Jejich odolnost je připisována právě přirozené adaptaci na živelné požáry, které formovaly lesní ekosystémy jihovýchodu USA již dlouho před příchodem člověka.

PŘÍRODNÍ POMĚRY

Pahorkatina Red Hills je z geologického hlediska budována převážně železitými pískovci. Na tomto podloží vznikly písčité půdy, které jsou ve srovnání s ostatními oblastmi Floridy (převážně vápencové podloží) bohatší na živiny. Odlišné poměry ekotopu mají svůj původ ve skutečnosti, že celá pahorkatina tvořila původně deltu třetihorní řeky. Zbývající část floridského poloostrova byla tehdy pod mořskou hladinou. Dnes se nejvyšší partie pahorkatiny nacházejí v nadmořské výšce kolem 120 m. Zbylá část poloostrova směrem na jih od Red Hills tvoří plateau bez výraznějších elevací s nadmořskou výškou nepřesahující 20 m.

Klima popisované oblasti je výrazně humidní, silně ovlivněné Mexickým zálivem. Průměrné roční srážky se pohybují kolem 1350 mm. Větší část spadne v letním období. Ve velmi řídkých případech v zimě i sněží. Minimální teplota vzduchu v zimním období je až minus 7°C, maximální letní teploty kolísají okolo 40°C při relativní vlhkosti vzduchu 80 - 90 %. Poloha oblasti mezi mírným a subtropickým pásmem určuje ráz počasí. Typický je rychlý přechod front s vydatnými letními dešti. Specifická je vysoká četnost letních bouří, které mohou mít tropický charakter. Samotný stát Florida je oblastí s nejčetnějšími případy úderu blesků do země v celých Spojených státech, v literatuře se uvádí více než jeden milion případů v roce. Právě blesky jsou občas příčinou rozsáhlých lesních požárů. Od června do října se mohou tvořit nad oceánem mohutné tlakové níže, doprovázené extrémně silným větrem a intenzivními srážkami. Při rychlostech větru překračujících 120 km za hodinu se nazývají hurikány. Většina se jich nad oceánem opět rozpadá, ale některé se mohou přiblížit k pevnině a způsobit velké materiální škody.

DRUHOVÁ SKLADBA LESŮ

Určující složkou vegetace severní Floridy a jižní Georgie jsou borové lesy. Při své práci jsme se setkali především s následujícími třemi druhy: borovice bahenní (Pinus palustris Mill.), borovice ježatá (Pinus echinata Mill.) a borovice kadidlová (Pinus taeda L.). Významný podíl tvoří také listnaté dřeviny: ambroň západní (Liquidambar styraciflua L.), sassafras (Sassafras albidum), střemcha pozdní (Prunus serotina Ehrh.), diospyros (Diospyros virginiana), svída (Cornus florida), včetně mnoha druhů dubu (Quercus virginiana Mill., Quercus falcata Michx., Quercus nigra L., Quercus phellos L.). Mimo tyto dřeviny jsou často přimíšeny také různé ořechovce. Například ořechovec bílý (Carya tomentosa Nutt.) nebo ořechovec srdčitý (Carya cordiformis /Wagenh./ K. Koch). Listnáče mají většinou postavení vrůstavých jedinců pod hlavní úrovní tvořenou borovicemi. Na březích jezer a v bezprostředním okolí vodních toků (periodicky zaplavovaná stanoviště) se vyskytuje tisovec dvouřadý (Taxodium distichum /L./ Rich.). Ve smíšených porostech je výrazné keřové a bylinné patro s četnými druhy dřevin a keřů, často liánovitého charakteru (Toxicodendron sp., Rhus sp., Aralia spinosa Callicarpa sp., Smilax sp., Vitis rotundifolia), značně ztěžujících přirozenou i umělou obnovu lesa. Zastoupení této porostní složky je spolehlivým indikátorem intenzity hospodaření v lesních porostech. Ze dřevin prolínajících se s bylinným patrem jsou nejčastější různé ostružiníky (Rubus sp.), tvořící na holinách těžce proniknutelnou buřeň. Významný je také výskyt různých druhů brusnic (Vaccinium sp.) a v bylinném podrostu borových lesů byla často výraznou dominantou i u nás hojně rozšířená hasivka orličí (Pteridium aquilinum /L./ Kuhn.). Některé bylinné druhy (např. Artemisia sp., Phytolacca americana) vytvoří do poloviny vegetačního období porosty vyšší než 2 m.

Nepřehlédnutelnou složkou lesní vegetace jsou také epifytická společenstva rostoucí na větvích stromů. Jejich existence je vázána na výskyt bohatých srážek a následné vysoké vlhkosti vzduchu. Nejčastějším zástupcem této skupiny rostlin je Tillandsia usneoides typická svým lišejníkovitým vzhledem (viz obr. 6 na obálce). Na rozložitých větvích starých dubů se mj. často vyskytují zástupci osladičů (Polypodium sp.).

FAUNA

V lesním hospodářství této oblasti má své nezastupitelné místo chov a lov pernaté i spárkaté zvěře. Jde především o již zmíněné křepelky viržinské (bobwhite quail - Colinus virginianus), krocany (wild turkey - Meleagris gallopavo) a mnohé druhy kachen. Tradiční způsob lovu vodních ptáků pomocí plovoucích, pestře pomalovaných návnad imitujících jednotlivé druhy (decoys) má své kořeny již u domorodých indiánských obyvatel. Spárkatá zvěř je zastoupena jelencem viržinským (Odocoileus virginianus Bodd.). Význačné postavení mezi vyjmenovanými druhy zaujímá křepelka viržinská, neboť především výzkumu její bionomie a ekologie je věnována podstatná část pozornosti. Pracovníci oddělení ekologie obratlovců T.T.R.S. značkují jednotlivé odchycené i uměle vypouštěné jedince elektronickými mikročipy a potom denně sledují na motorových terénních čtyřkolkách jejich pohyb po celém majetku výzkumné stanice. U vybraných hnízd křepelek jsou videokamery s nočním viděním. Sledují chování rodičů na snůšce a také případnou predaci (např. mýval - Procyon lotor). Pro křepelky je jinak typický život v malých rodinných hejnech a sameček se často ozývá typickým voláním, pro které mají i své anglické jméno (bobwhite). Bohatství floridské fauny je nepoměrně větší a zaměření našeho článku ani nedovoluje jmenovat všechny druhy, se kterými jsme měli možnost se setkat.

LESNICKÉ HOSPODAŘENÍ A VÝZKUM V PODMÍNKÁCH ŘÍZENÉHO VYPALOVÁNÍ PODROSTU

Lesnické oddělení T.T.R.S. se zabývá v současné době převážně problematikou produkce, obnovy a zdravotního stavu lesních porostů v podmínkách řízeného vypalování. Záměrné zakládání řízených požárů (prescribed fires) v podrostu lesa se již stalo nedílnou součástí managementu hospodářských lesů. Postupy pro vypalování byly metodicky rozpracovány právě na výzkumné stanici Tall Timbers. Hlavním důvodem je příprava podmínek pro přirozenou obnovu Pinus palustris. Intenzita vypalování je řízena tak, aby byly zachovány podzemní orgány listnatého podrostu pro jeho další zmlazování. Uspokojivé výsledky se dosahují při vystižení specifických klimatických podmínek při stálém počasí s mírným konstantním větrem, ovšem ne tehdy, když panují dlouhodobější sucha. Řízené vypalování je také účinnou prevencí rozsáhlých katastrofických požárů (tzv. wild fires), které jsou v USA časté. V porostech ponechaných bez jakýchkoli zásahů vzniká během několika let velmi bujný keřový a liánový podrost, který se může stát příčinou nekontrolovatelného šíření lesních požárů. Proto byla přijata zásadní strategie zamezení vzniku podmínek nežádoucích požárů řízeným vypalováním (fight fire with fire). Každý řízený požár je ovšem bezpodmínečně nutné bedlivě hlídat a linie ohně zakládat tak, aby se postup požáru v žádném případě nevymkl kontrole. Nejlépe tak, aby linie ohně postupovala směrem k čerstvě vypáleným místům, kde se požár zastaví a většinou i sám zhasne. Přeskočení plamenů do sousedních porostů zamezuje orba okolo hranice vypalovaného území. Požár je zakládán jako liniový pomocí speciálních zápalnic naplněných petrolejem, který se vylévá a zapaluje přes propustný hořící knot. Po přechodu požáru je nutné v pracovní skupině projít vypáleným územím a ručními stříkačkami uhasit zbytky plamenů v podrostu i na kmenech stromů. Zvláštní pozornost je třeba věnovat dospělým borovicím s poškozenými kmeny, na nichž mohou být výrony pryskyřice. Vzplane-li totiž, není snadné ji uhasit a dochází i k případům, že vysoko na kmeni ve skrytých kavernách dojde k prohoření kmene a náhlému zřícení koruny stromu.

Problematika řízeného vypalování je významnou součástí lesnického výzkumu zaměřeného především na zvýšení a udržení žádoucího podílu borovice bahenní v lesních porostech při zohlednění ostatních funkcí lesa. Přední místo zaujímá snaha o udržení dostatečné populační hustoty křepelky viržinské jako tradičně oblíbené pernaté zvěře.

Zastoupení dřevin

Současná druhová skladba dospělých porostů na majetku Tall Timbers je patrná z grafu 1. Nejvíce zastoupené jsou dva druhy borovic - Pinus echinata (téměř 57 %) a Pinus taeda (více než 27 %). Z listnatých dřevin má největší podíl ambroň západní (Liquidambar styraciflua) (5,5 %). Pinus palustris, která je v popředí zájmu tamního lesního hospodaření, je zastoupena v dospělých porostech méně než 3 %. Zvyšování jejího podílu na druhové skladbě lesa je proto závislé především na umělé obnově.

Projekt umělé obnovy je metodicky rozpracován vzhledem k rozdílům ve stanovištních a porostních (klasifikace zápoje) poměrech na jednotlivých sledovaných lokalitách. Krytokořenné jednoleté semenáčky Pinus palustris jsou vysazovány na jaře na různá stanoviště v pravidelném obdélníkovém sponu 6 x 10 stop (přibližně 183 x 305 cm, tj. asi 1800 ks na 1 ha). Plochy pro výsadbu jsou otevřené (field - bez dospělého porostu), nebo kryté dospělým porostem s různou mírou zápoje. Rozdílná je i příprava půdy (narušování půdního krytu diskovými branami) a použití chemických prostředků (herbicidy). Rozdílná je také míra a frekvence opakování řízeného vypalování lokality.

Hodnocení porostních poměrů

Při výzkumných terénních šetřeních se hodnotí porostní poměry pomocí kruhových zkusných ploch, jejichž počet je závislý na plošné výměře jednotlivých lokalit (jedna plocha na každý akr). Vzdálenost mezi plochami byla 208 stop63 m) a poloměr každé plochy byl 37,2 stopy (cca 11,4 m), což odpovídá požadované velikosti 1/10 akru (cca 4 ary). Střed kruhové plochy byl stabilizován zaměřením souřadnic přes GPS. Měření taxačních veličin dospělých stromů (výčetní tloušťka, výška, výška nasazení živé koruny, vzdálenost od středu plochy, azimut od severu, relaskopická zaujatost stromů) se metodicky nijak nelišilo od postupů používaných u nás. Hlavní částí terénních šetření bylo měření semenáčků borovice bahenní vysazených na jednotlivých lokalitách v letech 1997 - 1999. U všech semenáčků byla měřena tloušťka kořenového krčku a u jedinců vyšších než 1 stopu (cca 30,5 cm) také výška. Dále byl zhodnocen zdravotní stav charakterizovaný především podílem napadení asimilačního aparátu houbami (hnědé skvrny na jehlicích). Podle počtu mrtvých a nenalezených semenáčků (mezery v řadách) byla zjišťována meziroční mortalita. Na měřených jedincích se také identifikuje působení ohně, tj. opálení špiček jehlic nebo spodní části kmínku. Posledním krokem šetření na každé ploše bylo orientační hodnocení přirozené obnovy. Na každé kruhové ploše byly vytyčeny další dvě dílčí plochy s desetinásobně menším poloměrem (3,72 stopy - cca 1,14 m), situované vždy 20 stop (cca 6,1 m) směrem na sever a na jih od stabilizovaného středu velké kruhové plochy. V nich byl zjišťován počet jedinců přirozeně zmlazených lesních dřevin po-dle druhů (mimo keře). U jedinců s charakterem polykormonů zmnožených od báze byl navíc zaznamenán počet výhonů. (cca

Předběžné výsledky sledování

Podle prvních předběžných výsledků z léta 2000 přežívá průměrně vyšší počet vysazených jedinců Pinus palustris na plochách krytých dospělými porosty se sníženým zápojem a s přípravou půdy diskovými branami než na stanovištích stejného zápoje ošetřených v podrostu herbicidy. Podobný výsledek byl zaznamenán i na lokalitách s uzavřeným zápojem dospělého porostu. Výsadby na volných plochách se co do počtu nalezených přežívajících borovic bahenních od ostatních typů stanoviště většinou významně nelišily. Ovšem některé lokality byly téměř bez živých jedinců, zvláště v důsledku jarního sucha 1999 po výsadbě a konkurence často úporné bylinné a keřovité buřeně.

V rámci aktivit lesnického oddělení T. T. R. S. je sledována také úspěšnost přirozené obnovy Pinus palustris (především majetky Springwood a Metcalf) a to v závislosti na stupni zapojení mateřského porostu a intenzity vypalování konkurenčního podrostu (viz obr. 5 na zadní straně). Přirozená obnova bývá dostatečná pouze v porostech s vyšším podílem dospělých jedinců této borovice.

ZHODNOCENÍ ŘÍZENÉHO VYPALOVÁNÍ

Souhrnně lze říci, že oheň je v systému obhospodařování lesů této části USA považován za dobrého pomocníka. Dlouhodobým cílem vlastníků lesa je zvýšení zastoupení borovice bahenní v porostech především z produkčních důvodů a také vzhledem k plnění ostatních funkcí lesa, mezi kterými v oblasti Tall Timbers zaujímá čelné místo udržení dostatečné populační hustoty tradičně oblíbené křepelky viržinské. Řízená ohňová linie v prvé řadě zlikviduje buřeň a nárosty nežádoucích dřevin (jehličnatých i listnatých). Tím však není ohrožena druhová pestrost stanoviště, protože požár spálí pouze nadzemní části nárostu a v dalších letech dochází k vegetativnímu zmlazení. Oheň mj. připraví podmínky pro vznik přirozené obnovy borovic. Ovšem zásadním předpokladem pro vznik životaschopných nárostů borovice bahenní je její dostatečné zastoupení v mateřském porostu. Přímo v terénu jsme se totiž poměrně často setkali se situací, kdy se na vypálené ploše v návaznosti na zastoupení dřevin (viz graf 1) živelně zmladila především borovice ježatá (Pinus echinata Mill.), jejíž produkční schopnosti jsou menší než u borovice bahenní. Vlastníci lesa proto nemají zájem na dlouhodobém udržování jejího vysokého zastoupení. Schopnost borovice bahenní snášet ve všech věkových fázích působení ohně je sice předpokladem ke splnění uvedených záměrů vlastníků T.T.R.S., ale nelze se spoléhat výhradně na obnovu přirozenou. Borovice jsou vysazovány na plochy jako jednoleté obalované semenáčky a tyto lokality jsou i nadále periodicky vypalovány.

ZÁVĚR

Metoda řízeného vypalování jako součást lesnického obhospodařování se nepoužívá pouze na Floridě, ale i v dalších oblastech USA a Kanady. Poněkud odlišné jsou však důvody jejího použití (např. likvidace silné vrstvy nadložního humusu boreálních jehličnatých lesů znemožňující přirozenou obnovu, odstraňování hospodářsky nevhodných dřevin ze stanoviště). V podmínkách středoevropského lesnictví jsou tyto metody ovšem poněkud “exotické”. Hlavním argumentem zastánců řízeného vypalování je skutečnost, že člověkem neovlivněné lesy byly v těchto oblastech postihovány živelnými požáry přirozeně a ekosystém je na ně adaptován. Uplatnění výše zmíněných principů hospodaření je do jisté míry diskutabilní i vzhledem ke snahám o snižování emisí tzv. skleníkových plynů. Spalováním organické hmoty v lesních porostech totiž dochází k uvolňování poměrně značného množství oxidu uhličitého do ovzduší.

Případným zájemcům o tuto problematiku doporučujeme internetovou prezentaci výzkumné stanice T. T. R. S. na webových stránkách nebo dovezenou odbornou literaturu, která je k dispozici v knihovně VS Opočno.

Adresa autorů:
Ing. Dušan Kacálek, Ing. Jiří Novák
VÚLHM VS Opočno, 517 73 Opočno
Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. , Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.