Půdní a povrchová fauna ovlivněná vápněním

Emanuel Kula

Dlouhodobé působení antropogenních imisí provázené rozpadem lesních ekosystémů v horských oblastech Krušných hor, Jizerských hor, Krkonoš aj. je všeobecně známou skutečností. Založení porostů náhradních dřevin přispělo k zachování určité stability především ostatních funkcí lesa. Odsířením zdrojů dochází k významnému snížení zátěže oxidem siřičitým v ovzduší, na který reagují dřeviny poklesem obsahu síry v asimilačních orgánech. Lesy České republiky, s. p., a další vlastníci lesa v Krušných horách reagovali na probíhající změny intenzivní a cílenou přeměnou porostů náhradních dřevin s uplatněním smrku, buku, jedle a javoru klenu. Současně je využíváno kompenzačního vápnění k revitalizaci půdního prostředí, které se stalo předmětem mnoha diskusí, a to jak z hlediska jeho účinnosti na půdní prostředí, tak dopadu na půdní faunu.

Půdní a povrchová fauna
Půdní a povrchová (epigeická) fauna lesních ekosystémů imisních oblastí byla ovlivněna nejen acidifikací prostředí, ale i změnou stanovištních podmínek (jiná dřevinná vegetace, zabuřenění, světlostní, teplotní a vlhkostní poměry). Entomologové dokonce ztratili zájem o toto narušené území.
Přehled existujících evropských poznatků dotýkajících se půdní fauny v procesu zakyselování, vápnění, působení těžkých kovů a půdotvorných procesů uvádí Kula et al. (2003), přičemž poznatky z ČR prakticky chybí.
Projekt „Půdní a epigeická fauna stanovišť ovlivněných vápněním a její dynamika“, zadaný Lesy České republiky, s. p., si klade za cíl stanovit kvalitativní a kvantitativní změny v existující půdní a epigeické fauně v důsledku vápnění a odpovědět na otázky:
- Může kompenzační vápnění šokově narušit stabilitu a strukturu půdních bezobratlých a vyvolat zhroucení populací?
- Mění se v prvních letech po kompenzačním vápnění druhové spektrum bezobratlých, existují bioindikátoři těchto změn?
- Jak dlouho odeznívá vliv kompenzačního vápnění na půdní faunu?

Terénní šetření
Ke stanovení epigeické fauny bylo užito formalínových zemních pastí, extrakce makro a mezofauny se uskutečnila pomocí tullgrenů (obr. 1) a půdních fotoeklektorů (zařízení umístěné v porostu k odchytu živočišné složky opouštějící po zimování nebo dokončeném vývoji půdní prostředí).
V území LS Litvínov byl helikoptérou (obr. 2) aplikován vápnitý dolomit (28. 8. 2003) v množství 0–1,5–3–6 t.ha-1 v lokalitě Buttersteig s porosty břízy charakterizující v Krušných horách spodní hranici plánovaného vápnění (700 m n. m.) a lokalitě Loučná charakterizující náhorní polohy (900 m n. m.), silně mezernaté až bezlesé po uhynulé bříze, s vyšším podílem smrku pichlavého a zabuřenělé (Calamagrostis sp.).
Zvolené metody sběru bezobratlých umožnily formulovat dílčí výstupy pro dominantní skupiny, jejich reakci na bezprostřední aplikaci a krátkodobou (3letou) odezvu na vápnění. Vliv populační dynamiky na změnu výše odchytu byl eliminován porovnáváním vývojových trendů na každé lokalitě odděleně, neboť výchozí rok (2003) je kontrolním pro všechny sledované plochy s aplikací i bez aplikace vápnitého dolomitu.

Struktura populací po vápnění – šok, nebo stabilita?
Existují názory, že bezprostřední reakce fauny na kompenzační vápnění je šoková, vyvolává úhyn bezobratlých a území má vysoce narušenou strukturu půdní a epigeické fauny. Ve studované evropské literatuře (Kula et al. 2003) jsme se však s podobným zjištěním nesetkali. Výsledky ukazují, že mezi rokem 2003, který nebyl ovlivněn vápněním, a rokem 2004 existují dílčí odchylky ve fauně, ale za hlavní příčinu lze označit nevyrovnané srážkové úhrny ve vegetačním období. Rok 2002 byl srážkově silně nadnormální – 747 mm, v r. 2003 se projevil srážkový deficit –315 mm, který byl v navazujících dvou letech pozvolna vyrovnáván – 512 a 464 mm (ČHMÚ Ústí n. L., stanice Nová Ves v Horách). V horizontu let 2003–2007 byla tato hypotéza potvrzena.

Zoocenóza žížal (Lumbricidae)
Nejvýznamnější půdotvorná složka – žížaly (Lumbricidae) – byla zachycena v letech 2003–2006 metodou zemních pastí a tullgrenů. Oběma metodami byl potvrzen pokles ve výši odchytu v r. 2004 nejen v porostech vápněných, ale i kontrolních (srážkový deficit). Regenerační proces v navazujících letech 2005–2006 v populaci žížal byl progresivní na vápněných plochách, zatímco na nevápněných nebylo dosaženo početního zastoupení výchozí populace (2003). Celkový počet ulovených jedinců narůstal od kontrolní nevápněné plochy k porostům s aplikací 6 t.ha-1 (16,2-25-25-33,8 %). Abundance žížal v půdě stanovená tullgreny byla nejnižší v kontrole (19,7 %) a maximum připadlo na aplikaci 3 t.ha-1 (34,5 %). V kontrole klesala abundance žížal dva roky a po třech letech dosáhla 54 % výchozího stavu. Ve vápněných porostech (1,5-3-6 t.ha-1) se nacházela v roce 2006 populace žížal na 2,83-2,39-2,23 násobku výchozího stavu. Očekávaná pozitivní reakce žížal na vápnění byla potvrzena.

Zoocenóza mnohonožek (Diplopoda),
stonožek (Chilopoda), stínkovitých (Oniscidae) a stonoženek (Symphyla)
Početní zastoupení výše uvedených skupin naznačilo rozdíly mezi porosty s diferencova-nými vstupy vápnitého dolomitu. Přestože úhrnné počty mnohonožek (Diplopoda) byly v kontrole nižší (17,9 %) než v porostech vápněných 1,5-3-6 t.ha-1 (23,7-34,2-24,1 %), vykazují negativní reakci na vápnění. Jestliže pokles v kontrole byl následně eliminován, na lokalitách vápněných nebylo původní hladiny nastupující regenerací dosaženo.
V zoocenóze stonožek (Chilopoda) se mění početnost od kontroly (18,1 %) přes navazující aplikaci vápnitého dolomitu 1,5-3-6 t.ha-1 (23,8-29,3-28,8 %). V dynamice výskytu byl pokles v r. 2004 zaznamenán pouze v kontrole a při nízkých vstupech vápnitého dolomitu s následnou regenerací populace. Při vyšších aplikačních dávkách se pokles neprojevil.
Stínkovití (Oniscidae) dosáhli ve vápněných lokalitách proti kontrole (11,2 %) 2–3krát vyšší úrovně (23-32,9-32,9 %). Změnu v populační hustotě charakterizuje obecně vzestup, který byl nejprogresivnější při aplikaci 6 t.ha-1.
Stonoženky (Symphyla), zachycené pro svou nízkou pohyblivost pouze tullgreny, přes dílčí shodu v dynamice profitovaly z vyšších aplikací vápnitého dolomitu.
Dynamika vývoje ukázala, že vápnění částečně omezilo zoocenózu mnohonožek, zatímco stonožky nevykazují odchylku v populační dynamice. Např. nejvýznamněji zastoupený druh Lithobius mutabilis ve všech variantách po vápnění zdvojnásobil populační hustotu. Kompenzačním vápněním byli pozitivně ovlivněni stínkovití a stonoženky, které reagovaly až při vyšších dávkách vápnitého dolomitu.

Zoocenóza pancířníků (Oribateidea)
Pancířníci (81 druhů) představují nejpočetnější půdní zoocenózu. V porostech kontrolních a s nízkými vstupy vápnitého dolomitu (1,5 t.ha-1) se počáteční 10–15 % pokles abundance váže k populační dynamice a faktorům mimo vliv vápnění. Z ústupu populační hustoty na hladinu 60–73 % v porostech s aplikací vápnitého dolomitu 3 a 6 t.ha-1 s odstupem 1,5 roku od aplikace lze odvodit dílčí negativní dopad kompenzačního vápnění a revitalizace půdního prostředí na pancířníky. Tato skutečnost je známa a souvisí se změnou potravních podmínek způsobených vápněním.

Zoocenóza Araneidea
Pavouci (Araneidea) jako nespecifická predační skupina dosáhli v úhrnu ve fotoeklektorech nižší četnosti v kontrole a při aplikaci 1,5 t.ha-1 (16 a 18,4 %) než při dopadu 3 a 6 t vápnitého dolomitu na ha (37,4 a 28,2 %). Změna v početním zastoupení v odstupu tří let po kompenzačním vápnění se projevila diferencovaným vzestupem od kontroly po 3 t.ha-1 (1,3-1,9-5,5krát) a sníženou reakcí při aplikaci 6 t.ha-1 (0,7krát). Epigeičtí pavouci, kteří však byli v rozhodujícím rozsahu loveni do zemních pastí, nebyli ovlivněni vápněním.

Zoocenóza střevlíkovitých (Carabidae) a kovaříkovitých (Elateridae)
Testováním změn v druhovém spektru na plochách s různou dávkou aplikovaného vápnitého dolomitu nebyl zjištěn významný přímý vliv vápnění na faunu střevlíkovitých (Carabidae). Přesto však může dojít k nepřímému působení na střevlíkovité přes jejich potravu. Příkladem je významné zvýšení početnosti druhu Carabus hortensis, který se mimo jiné živí i žížalami, u nichž bylo zaznamenáno výrazné zvýšení abundance na většině lokalit. U ostatních druhů rodu Carabus, které se rovněž živí žížalami, se ale abundance nezměnila.
Kovaříkovití (Elateridae) představují skupinu půdní fauny, která odráží dílčí negativní dopad vápnění na populační hustotu larev (drátovců), zvláště při vyšších aplikačních dávkách. Dominantním druhem byl kovařík hladký (Athous subfuscus), řazený mezi lesní škůdce.

Zoocenóza dvoukřídlých (Diptera)
Půdními fotoeklektory bylo zachyceno
54 578 imág dvoukřídlých na ploše 6 m2 v průběhu tří let s podílem kontrolní lokality 22,7 % a stanovišť s aplikací vápnitého dolomitu 1,5-3-6 t.ha-1 (30,0-23,4-23,9 %). Dominantní postavení měli zástupci podřádu Nematocera (53,2 %), u nichž nastala diference z hlediska aplikační dávky, neboť od kontrolní plochy (24,9 %) se odchýlila výrazně populace pod vlivem nízkého vstupu vápnitého dolomitu (1,5 t.ha-1) 34,9 %. Při vyšších aplikačních dávkách (3 a 6 t.ha-1) byl stav vyrovnaný, ale mírně nižší proti kontrole (20,3 a 19,9 %). Populační dynamika (2004–2006) se projevila nejvýraznějším nárůstem v kontrole a při aplikaci 1,5 t.ha-1 (10,9krát a 14,3krát) proti aplikaci 3 a 6 t.ha-1 (3,8krát a 2,8krát).
Postavení podřádu Brachycera (2694 ks) bylo odlišné. Úhrnný nárůst odchytu nastal při vyšších aplikačních dávkách vápnitého dolomitu 0-1,5-3-6 t.ha-1 (18,6-22,9-29,2-29,3 %), ale populační dynamika 2004–2006 vykazuje obecný vzestup, který byl pro kontrolu až po aplikaci 3 t.ha-1 ve shodě (4,1–4,5krát), nižší nárůst byl při aplikaci 6 t.ha-1 (2,2krát).

Dopady vápnění
Nebylo stanoveno šokové narušení půdní a epigeické fauny po kompenzačním vápnění a pokles v prvním roce po vápnění u některých živočišných skupin byl pravděpodobně odezvou na stres ze srážkového deficitu.
Jako krátkodobý výstup kompenzačního vápnění (3 roky po aplikaci) lze uvést pozitivní reakci žížal, stínkovitých, stonoženek, částečně pavouků, bez odezvy zůstávají střevlíkovití, stonožky a pokles nastal u mnohonožek, pancířníků, kovaříkovitých a při vysokých vstupech vápnitého dolomitu u dvoukřídlých.
Další zpřesnění může přinést dlouhodobé sledování využívající poznatků změn v půdním chemizmu, stanovištních a klimatických faktorech.

Příspěvek vznikl z řešení výzkumného projektu č. 4/2002 Grantové služby Lesů České republiky, s. p., a podpory Výzkumného záměru MSM 6215648902.

Autor:
Prof. Ing. Emanuel Kula, CSc.
LDF MZLU v Brně
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Foto: autor