Analýza nadzemní biomasy douglasky tisolisté

Předpokládané klimatické změny podmíněné lidskou činností nesporně souvisí s nárůstem CO2 v atmosféře. Lesnictví přitom patří mezi odvětví, kterého se tyto změny nejen že bezprostředně mohou dotknout a pravděpodobně již dotýkají, ale současně se může výrazně spolupodílet na jejich omezování. Masivní využití dřeva ve stavebnictví, nábytkářství, ale vlastně všude kromě paliva (to je ve vztahu k uhlíku jak známo neutrální) vede ve svém důsledku k dlouhodobé fixaci uhlíku, a tedy jeho odnímání z atmosféry. Z tohoto pohledu se jeví výhodné využití rychle rostoucích nepůvodních dřevin jako zdroje kvalitní především jehličnaté suroviny, avšak za plného respektování principů trvalé udržitelnosti. Je nesporné, že nejperspektivnější introdukovanou dřevinou je nejen u nás, ale v celé řadě dalších evropských zemí (Německo, Francie, Velká Británie) douglaska tisolistá.

CO2 versus Ca
Často je opomíjená „funkce“ lesa jako výrazného fixátora atmosférického uhlíku, a to především ve vztahu k lesům hospodářským, tedy těm, které poskytují dřevo. Jednou z možností, jak zvyšovat dřevoprodukční funkci lesů, a to nejen kvantitativně, je pěstovat introdukované dřeviny. Mezi ty dřeviny, s kterými lze v rámci trvale udržitelného lesního hospodářství počítat, patří hlavně douglaska tisolistá (Poleno 1997). Její produkční možnosti převyšují potenciál našich původních dřevin, což při správné péči a vhodné provenienci znamená více dřevní suroviny, a tedy i větší množství vázaného uhlíku.
Nejzásadnější problém při pěstování douglasky je vysoká fixace živin v biomase (především vápníku, ale také hořčíku, příp. i fosforu) právě ve vztahu k vysoké produkci. Z toho plyne následné ochuzení půd (Podrázský a kol. 2000, Margues et al 1996). Z dostupné literatury lze přitom dále vyčíst, že více než polovina fixovaných živin (např. Ca) nepřipadá na kmen, ale na větvoví a asimilační aparát. Za významnou lze rovněž považovat známou skutečnost, podle níž je daleko větší procento výše uváděných živin obsaženo v kůře a nikoli ve dřevě. Znalost těchto poznatků může výrazně eliminovat nastíněný problém (vše mimo odkorněný kmen zůstává v lese). Velice důležité je také srovnání obsahu živin (vápník) ve dřevě našich původních dřevin a ve dřevě douglasky. Přes možné odlišnosti způsobené stanovištními podmínkami lze na základě literárních poznatků (Ulrich, Ellenberg in Reichle 1981, Klimo a kol. 1992) konstatovat, že obsah vápníku ve dřevě douglasky, a tedy i potenciální odběr této živiny z půdy, je při stejné hmotnatosti nižší, než je tomu u smrku, ale i u buku.
Příspěvkem do této diskuse je předkládané krátké sdělení, které vychází z poznatků doktorské dizertační práce prvého z autorů této studie (Martiník 2004).

Vzorníky, experimentální porost
Při svých srovnávacích šetřeních jsme vycházeli z výsledků destrukční analýzy dvou vzorníků douglasky na Školním lesním podniku Křtiny. Toto šetření navazuje na rozsáhlý výzkum v rámci experimentálního porostu, který měl za cíl posoudit postavení douglasky ve směsi a v konečném důsledku přispět do diskuse o potenciálním zastoupení douglasky v lesních porostech chlumních oblastí České republiky.
Experimentálním objektem byl porost 41D8 na polesí Vranov o výměře 6,32 ha (75 let) s velice pestrou prostorovou i druhovou skladbou (bo 7 %, md 32 %, dgl 28 %, db 4 %, bk 14 %, hb 4 %, lp 11 %). Jedná se o plošinu s mírným jihovýchodním svahem v nadmořské výšce 440 m a zcela zde dominuje lesní typ 3B2 – bohatá dubová bučina mařinková.
V rámci rozsáhlých šetření v tomto porostu (produkční, pedologická aj.) byla mj. zjišťována celková nadzemní biomasa u dvou vzorníků douglasky, reprezentující produkční minimum (vzorník č. 1 – 0,44 m3 – strom podúrovňový) a maximum (vzorník č. 2 – 2,37 m3 – strom nadúrovňový). Biomasa byla přepočtena na kg sušiny (jehlice, větvoví, kmen). U prvého vzorníku činila hmotnost sušiny jehličí 10,55 kg, větví 13,25 kg a kmene 278,96 kg. U druhého vzorníku byla hmotnost biomasy pochopitelně podstatně vyšší – sušiny jehličí 68,20 kg, větvoví 195,38 kg a kmene 1130,49 kg. Následoval laboratorní rozbor vzorků a stanovení obsahu hlavních živin ve složkách biomasy. Pro přepočet vázaného uhlíku byl využit převod: 1 kg sušiny = 1,5 kg CO2.

Uhlík ve vzornících
Výše uvedený převodní koeficient sice nerozlišuje mezi jednotlivými složkami biomasy a pro podrobnější šetření lze jeho specifikaci jen uvítat, nicméně vzhledem k univerzálnosti aplikace hodnoty 1,5 v odborné literatuře jsme použili právě ji. Výsledky zjištěné pomocí tohoto koeficientu jsou uvedeny v tabulce 1. Z tabulky je patrné, že největší podíl biomasy, a tedy i vázaného uhlíku, připadá jednoznačně na kmen (80–90 %). Výrazně menší podíl připadající na větvoví a zejména jehlice je přitom z hlediska možnosti dlouhodobé fixace uhlíku poměrně malý. Rozdílný podíl jednotlivých složek pro tyto vzorníky je dán odlišným sociálním postavením stromů, a tedy odlišnou hustotou dřeva, množstvím, rozložením a výkonností asimilačního aparátu.

Živiny ve vzornících
Ze zjištěného množství vázaných živin ve vzornících, resp. v jednotlivých složkách biomasy těchto vzorníků (tab. 2) lze získat představu o „potenciálním úbytku“ živin z půdy. Výsledky u obou vzorníků se přitom mnohdy značně liší. Tak například u vzorníku podúrovňového (0,44 m3) poutá jeho kmen téměř polovinu (0,25 kg) z celkově vázaného vápníku tímto stromem. Naproti tomu na kmen stromu nadúrovňového (2,37 m3) připadá pouze 8 % (0,40 kg) z celkově vázaného množství vápníku. Hodnotově tedy strom nadúrovňový váže více (0,40 kg oproti 0,25 kg), ale procenticky podstatně méně (8 % oproti 45 %). Podobné rozdíly, ne však tak výrazné, kdy na kmen podúrovňového stromu připadá větší podíl z celkového množství vázaných živin, jsou patrné také u hořčíku, draslíku, fosforu i dusíku. Důvody odlišnosti lze hledat především v rozdílném podílu kmene, větvoví a jehlic na celkové biomase a také v odlišném obsahu živin v jehlicích a větvoví vzorníků.
Celkově lze konstatovat, že kmen stromu podúrovňového poutal živiny v rozmezí 26 % – 58 %, naproti tomu strom nadúrovňový pouze v rozmezí 8 % – 34 % z celkového množství živin poutaných ve vzornících.

Závěrečná doporučení
V souvislosti s očekávanými globálními změnami lze předpokládat snahy o „zefektivnění“ dřevoprodukční funkce lesa (ne na úkor funkcí ostatních), poskytující významnou obnovitelnou surovinu. Využívání dřeva ve dřevovýrobě má navíc tu výhodu, že dochází k dlouhodobé fixaci uhlíku, tedy prvku, jehož rostoucí množství v atmosféře jde právě na úkor lidské činnosti a dnes už snad není pochyb o tom, že podmiňuje klimatické změny.
Nicméně existuje u nás řada „hospodářských“ stanovišť, kde nelze původními dřevinami vypěstovat kvalitní surovinu, příp. je zde produkce nízká nebo neprodejná. Pěstováním introdukovaných dřevin můžeme tento problém do značné míry eliminovat. I v tomto případě však musíme respektovat hledisko ochrany přírody (ne všude) a ekologické souvislosti (za jakých podmínek). Především s ohledem na půdní prostředí se doporučuje pěstovat u nás nejperspektivnější introdukovanou dřevinu douglasku tisolistou na vhodných stanovištích společně ve směsi s dřevinami původními (listnatými). Dosud největší rizika při pěstování této dřeviny jsou spojena s vysokou produkcí a s tím spojeným značným odběrem živin z půdy (např. Podrázský a kol. 2000).
Výsledky našich šetření mj. potvrdily relativně nižší, příp. srovnatelný obsah živin ve dřevě douglasky a některých našich původních dřevin (buk a smrk). To naznačuje možnost pěstovat tuto dřevinu především jako „kvalitativní alternativu“ o shodné, příp. i vyšší objemové produkci k dřevinám původním. I zde ale platí doporučení dodržet minimální podíl dřevin původních listnatých (rámcově 50 %) v jednotlivých porostech.
S ohledem na výsledky předešlých šetření, kde byla posuzována kvalita kmene, lze jednoznačně doporučit pěstování douglasky v horní úrovni porostu. Také šetření uvedená v tomto příspěvku naznačují výhodnost pěstovat douglasku jako strom úrovňový, příp. nadúrovňový. Toto konstatování je podloženo jednak procentickým i absolutním podílem živin a uhlíku ve dřevě, jednak předpokládanými chemickými i mechanickými vlastnostmi dřeva.
Konečně je třeba zdůraznit, že z hlediska bilance živin se jeví nezbytné ponechání těžebních zbytků v porostech. Procentický podíl takto navrácených živin se může pohybovat v rozpětí od 40 % do 90 % z celkového množství živin vázaného v nadzemní biomase stromů.
Práce byla řešena v rámci výzkumného záměru MSM 6215648902 a projektu NAZV QG 60063.

Autoři: Ing. Antonín Martiník, Ph.D.
Prof. Ing. Petr Kantor, CSc.
Ústav zakládání a pěstění lesů, LDF MZLU v Brně
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.