Vliv dřevinné skladby a intenzity hospodaření na chemismus půd
Chemismus lesních půd je do značné míry ovlivněn vlastnostmi podloží a klimatickými podmínkami, které řídí rychlost jeho zvětrávání. Nezanedbatelný význam má i druhová skladba lesního porostu a také intenzita lesního hospodaření. Vliv lesního hospodaření na chemismus půd je v podmínkách konkrétních lesních porostů obtížné přesně určit, neboť většina lesních porostů je hospodářsky využívána již po několik staletí, mnohdy rozmanitými způsoby. Z tohoto pohledu představuje NPR Žofínský prales s přilehlými hospodářskými stejnověkými smrčinami ideální studijní prostor pro srovnání půdního chemismu v člověkem málo ovlivněném lese s víceméně přirozenou a samovolně se vyvíjející druhovou skladbou (NPR Žofínský prales) na jedné straně a na druhé straně typickou hospodářskou smrčinou. Oba typy lesa se nacházejí v těsné blízkosti ve srovnatelných přírodních podmínkách.
Údaje o lokalitě
Podle údajů porostní mapy z roku 1848 uložené ve Státním oblastním archivu v Třeboni byl již v této době v místech studované hospodářské smrčiny kulturní smíšený les smrku a buku nepřevyšující stáří sta roků. Na základě těchto údajů lze dovodit, že současný smrkový porost roste v místech, z nichž byla dřevní hmota přinejmenším dvou předchozích generací lesa vytěžena a odvezena vně lesního ekosystému. Ačkoli nechybí údaje dokládající, že i ve vlastním Žofínském pralese docházelo k jednotlivým těžebním zásahům, nepochybně lze jejich rozsah pokládat za zanedbatelný ve srovnání s okolními hospodářskými lesy.
Chemická analýza vzorků
V létě 2001 byly odebrány vzorky půd z pěti kopaných sond na území NPR v porostech, jejichž stromové patro bylo tvořeno převážně bukem (v jednom případě smrkem) a pěti sond ve smrkových monokulturách ve stáří 35
až 90 let, které na rezervaci bezprostředně navazují. Pro chemickou analýzu byl z každé sondy odebrán vzorek nadložního humusu (po odstranění nerozloženého opadu), a dále vzorky z hloubek 0 až 5 cm, 10 až 20 cm a 50 až 60 cm profilu minerální půdy. Ve všech vzorcích bylo provedeno stanovení pH (v 1 M KCl), výměnného Ca2+, Mg2+, K+, Na+ a Al3+ (v 0,1 M BaCl2), výměnné acidity, kationtové výměnné kapacity (CEC), bazické saturace, celkového C a N a přijatelného P (ve výluhu Mehlich III). Rozdíly v chemismu půd byly porovnány dvouvýběrovým t-testem (p<0,05).
Výsledky chemických analýz
Půdní reakce v pralese byla srovnatelná s půdami v přilehlém hospodářském lese, přičemž nejnižších hodnot dosahovalo pH ve svrchním minerálním horizontu, jak v pralese (průměr = 3,18; s.d. = 0,18), tak v hospodářském lese (3,32 ± 0,11) a nejvyšších v nejhlubším horizontu (4,20 ± 0,07 vs. 4,07 ± 0,11). Srovnatelné byly dále obsahy CEC, C a N ve všech analyzovaných půdních horizontech srovnávaných lesů. Naopak statisticky významné rozdíly byly zjištěny v obsazích Ca2+, Mg2+, K+ a přijatelného P ve svrchním minerálním horizontu a v případě Ca2+ (graf 1a) a P rovněž v nadložním organickém horizontu. Průkazně vyšší koncentrace těchto živin byla zjištěna v pralese – např. průměrná koncentrace Ca2+ ve svrchním minerálním horizontu v pralese (555 mg.kg-1) byla více než dvakrát vyšší v porovnání s lesem hospodářským (237 mg.kg-1). Naopak koncentrace Al3+, který je ve vyšších koncentracích v půdním roztoku toxický pro kořeny rostlin, byla vyšší v hospodářském lese (graf 1b). Rozdíly v chemismu půdních profilů dobře vystihovala bazická saturace, která byla statisticky významně odlišná ve všech analyzovaných horizontech. V pralese byla ve srovnání s hospodářským lesem vyšší v nadložním organickém horizontu (85,7 ± 8,2 % vs. 61,6 ± 9,3 %) a svrchním minerálním horizontu (31,2 ± 10,0 % vs. 16,3 ± 2,4 %), ale naopak nižší v hlubších minerálních profilech (14,7 ± 2,7 % a 19,8 ± 4,0 % vs. 21,3 ± 5,6 a 34,2 ± 10,8 %). V souladu s těmito výsledky byla zjištěná výměnná acidita výrazně vyšší v organickém horizontu hospodářského lesa.
Příčiny rozdílů v chemismu půd
Výsledky dokumentují významné rozdíly v chemismu půd a vyšší zásobu bazických živin (Ca, Mg) v pralese, které lze přinejmenším zčásti vysvětlit odlišnou druhovou skladbou a intenzitou hospodaření v uplynulých staletích. Rozdíly v chemismu dokládají především vyšší intenzitu vymývání živin ze svrchních do hlubších půdních horizontů v prostředí hospodářské smrčiny ve srovnání s pralesem. Nižší obsah živin ve svrchních horizontech hospodářské smrčiny může být i důsledkem exportu živin vázaných v biomase dřeva. Biomasa smrku z hospodářského lesa je odnášena při těžbě, zatímco v pralese se všechny ve dřevě vázané prvky vrací do půdy rozkladem mrtvých, na místě ponechaných stromů. V přírodním lese představuje rozklad dřevní hmoty odumřelých dřevin důležitý zdroj živin pro dřeviny nastupující na jejich místo. Pro celou řadu zejména dřevokazných druhů organismů (např. zástupců saproxylických hub či brouků) je dostatek rozkládající se odumřelé dřevní hmoty nutnou podmínkou jejich přežití v ekosystému. V závislosti na stanovištních podmínkách tvoří množství živin uvolněných dekompozicí odumřelé dřevní hmoty v přírodním lese 20 až 30 % jejich celkového ročního vstupu do ekosystému. Kromě rozkladu odumřelé organické hmoty vstupují živiny do lesního ekosystému procesy zvětrávání (uvolňování živin z matečné horniny do půdního roztoku) a procesy atmosférické depozice (přenosem látek unášených vzduchem na zemský povrch nebo povrch korun stromů).
V souvislosti s procesy atmosférické depozice je nutné zmínit ještě jednu skutečnost, která mohla zvýraznit rozdíl v půdním chemismu mezi pralesem a hospodářským lesem. Od počátku průmyslové revoluce až do současnosti bylo do atmosféry zejména spalováním fosilních paliv emitováno obrovské množství sloučenin síry a dusíku, které jsou vzdušným prouděním unášeny i na velké vzdálenosti a procesy atmosférické depozice vstupují do ekosystémů značně vzdálených od jejich zdrojů. Tyto látky způsobují tzv. okyselování (acidifikaci) půd, neboť způsobují vyplavování bazických živin ze sorpčního komplexu půd do půdního roztoku a jejich vyplavování vně ekosystému. Množství těchto okyselujících látek vstupujících do lesního porostu kromě jiného ovlivňuje i velikost receptorového povrchu – tj. v případě lesa velikost povrchu korun stromů, který je výrazně vyšší ve smrkových porostech než v převážně listnatých (jak ve vegetačním období, tak zvláště
v období vegetačního klidu). Jakkoli oblast Novohradských hor patřila k oblastem s poměrně nízkým vstupem kyselé atmosférické depozice v průběhu uplynulého století, lze nižší obsah výměnných bazických živin svrchních horizontů půd ve smrkových monokulturách zčásti vysvětlit rovněž účinkem vstupující kyselé atmosferické depozice, která byla ve smrkovém hospodářském lese nepochybně vyšší ve srovnání s převážně listnatým pralesem.
Výsledky provedené srovnávací studie dokumentují poměrně výrazné rozdíly v chemismu zejména svrchních horizontů půd mezi relativně přirozeně se vyvíjejícím lesem a hospodářským lesem ve srovnatelných přírodních podmínkách. Zjištěné rozdíly dokládají nepříznivé působení lesního hospodaření, ale i vliv další hospodářské činnosti člověka (emise okyselujících látek do ovzduší) na zásobu půdních živin v lesních ekosystémech.
Příspěvek byl vypracován v rámci projektu VaV MŽP SP 2d1/146/08 Vliv lesního hospodaření na biodiverzitu lesních ekosystémů v kontextu globální klimatické změny.
Autoři:
RNDr. Jeňýk Hofmeister, Ph.D.,
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
RNDr. Jakub Hruška, CSc.
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Česká geologická služba
Ilustrační foto: archiv redakce