Jak může ovlivnit změna klimatu smrkové porosty v ČR?

Současné a budoucí klima

Pozorování klimatu v posledních desetiletích dokumentují značné změny vzhledem k dlouhodobým hodnotám. Jedná se zejména o nárůst teploty vzduchu (přibližně o 0,8 °C od konce 19. století, s intenzitou oteplování 0,2 °C za dekádu v posledních 25 letech) a rozložení srážek v roce směrem k sušším létům a častějším a delším periodám sucha a vln horka. Demonstrací nebezpečných jevů souvisejících se změnou klimatu byla vlna horka a sucho v roce 2003, v souvislosti s ní bylo zdokumentováno množství negativních dopadů na různé ekosystémy, včetně lesních.

Informace o možném budoucím vývoji klimatu nám skýtají scénáře změny klimatu, které popisují očekávaný vývoj jednotlivých klimatických prvků (srážek, teploty, radiace, rychlosti a směru větru apod.), standardně do roku 2100. Při současné úrovni poznání jsou tyto projekce, zejména ve vzdálené budoucnosti, značně neurčité, což omezuje jejich využitelnost pro návrh a realizaci adaptačních opatření. Kupříkladu v případě teploty vzduchu je pro oblast střední Evropy k roku 2100 projektován nárůst v rozmezí 1,8–4 °C (s možným rozsahem až 1,1–6,4 °C) oproti období 1961–1990. Dostupné projekce také naznačují pokles úhrnů srážek ke konci století, což může mít v souvislosti se stoupající teplotou za důsledek narůstající škody suchem. Poznatky o intenzitě poklesu úhrnů srážek a změně jejich distribuce během roku jsou, obdobně jako v případě teplot, značně variabilní, zejména v horských oblastech. Z těchto skutečností vyplývá, že při návrhu adaptačních opatření je možné opírat se zejména o obecné trendy ve vývoji budoucího klimatu. Poznatky o intenzitě očekávaných změn, zejména ve druhé polovině století, jsou, s ohledem na nedostatečně známé faktory, jakým je ekonomický vývoj lidstva, efektivita využívaní ekologických zdrojů energie, míra kooperace mezi národy a s tím související emise skleníkových plynů, značně nejisté.

Jaký vliv může mít změna klimatu na lesy?

Reakce lesních ekosystémů na klimatickou změnu jsou, kupříkladu v porovnání se zemědělskými kulturami, značně komplexní. Důvodem je odlišná citlivost jednotlivých složek lesního ekosystému (dřeviny, přízemní vegetace, autochtonní a introdukovaní škůdci, půdní prostředí, hydrologický cyklus ekosystému apod.) na změnu klimatu, což značně komplikuje projekce vývoje celého ekosystému. Druhým významným faktorem je dlouhověkost lesa a skutečnost, že po dobu jednoho životního cyklu lesa může dojít k fyziologicky významným změnám klimatu, což může ovlivnit (různými způsoby) růst, reprodukci a další životní projevy dřevin. Dalším faktorem vnášejícím nejistotu do možností adaptace lesů jsou doposud značně omezené poznatky o metodách managementu lesa, které by dopady změny klimatu zmírňovaly.

Při hodnocení dopadů změny klimatu na lesní ekosystémy rozlišujeme mezi tzv. přímými a nepřímými dopady. Přímé dopady představují kupříkladu pozitivní vliv nárůstu koncentrace CO2 v atmosféře na fyziologické procesy dřevin, pozitivní vliv prodloužení vegetační sezóny, nebo naopak negativní vliv nárůstu teploty a poklesu srážek na dostupnost vláhy, negativní dopady extrémních teplot na zvýšený teplotní stres dřevin apod. Různé studie naznačují, že charakteristickou odezvou dřevin na změnu klimatu bude snížení produkce a zvýšení mortality v nižších polohách (resp. na dolním okraji rozšíření dané dřeviny), kde dochází ke stoupajícímu stresu porostů suchem a teplem (podrobněji Hlásny a kol. 2011a). Naopak, ve vyšších polohách, na horních hranicích rozšíření jednotlivých druhů dřevin, se očekává zlepšení růstových podmínek, a dokonce expanze do vyšších nadmořských výšek (s tím souvisí v literatuře dokumentovaný posun vegetačních pásem). Důvodem je zvýšení teploty, která je zde hlavní limitující klimatický faktor. Důkazem tohoto jevu je pozorovaný posun horní hranice lesa v různých částech světa, který za posledních 50 let činil až 130 metrů (Walther a kol. 2002). V kontextu přímých dopadů klimatu je zapotřebí zmínit i očekávané změny ve frekvenci, intenzitě a trvání různých extrémních událostí – period sucha, vln horka, vichřic, požárů apod. – jejichž dopady na lesy mohou být mnohem výraznější než výše popsané vlivy pozvolných změn.

K nejvýraznějším projevům nepřímých dopadů změny klimatu na les patří vlivy působící přes změny různých aspektů chování škůdců a patogenů. Změna klimatu přímo ovlivňuje rozšíření, populační dynamiku, virulenci nebo změny hostitelských dřevin, množství biotických činitelů, a tím nepřímo ovlivňuje lesní ekosystémy. Obecně je však možné jako nepřímé dopady označit jakékoliv zprostředkované vlivy, kupříkladu s klimatickou změnou související změny hospodaření v lesích. Přímé a nepřímé dopady je zapotřebí vnímat společně – například stav smrkových porostů bude (kromě jiného) záviset na počtu generací podkorního hmyzu vyvinutých v jednom roce, což je faktor, který je výrazně ovlivňován teplotou vzduchu, jakož i náchyl-ností porostů k napadení lýkožroutem, která silně závisí na míře stresu smrků suchem.

Možný vliv změny klimatu na smrkové porosty

Dále, s pomocí výsledků několika studií, uvedu příklady přímých a nepřímých dopadů změny klimatu na smrkové porosty v České republice. Ve všech studiích byl použit scénář změny klimatu založený na emisním scénáři A1B, jenž představuje střední variantu nárůstu koncentrací skleníkových plynů. Podrobněji je tento scénář popsán v pracích Farda a kol. (2010) nebo Hlásny a kol. (2011ab).

Grafy 1 a, b byly získány vyhodnocením simulací růstu smrkových porostů v podmín-kách změny klimatu v různých vegetačních stupních Slovenska a jejich porovnáním s růstem při nezměněném klimatu (Hlásny a kol. 2010, 2011a). S ohledem na návrh tohoto experimentu jsou získané výsledky přenositelné i do podmínek České republiky. Graf 1a znázorňuje výše zmíněnou zákonitost – v nižších vegetačních stupních (přibližně do nadmořské výšky 800 m n. m.) dochází v důsledku narůstajícího nedostatku vláhy k poklesu produkce smrku, což se projevuje intenzivněji ve vzdálené budoucnosti (ve 4. LVS pokles produkce až do 20 % oproti referenčnímu období). Na druhé straně, ve vyšších nadmořských výškách, kde v současnosti růst smrku limituje nízká teplota, dojde k zlepšení produkce – v 7. LVS až o víc než 20 % (výsledky simulace růstu smrku v 8. LVS jsou jen ilustrační). Graf 1b znázorňuje posun produkčního optima smrku – toto se přesouvá ze současného 5. LVS (resp. z období 1961–1990) do 6. LVS a ke konci století do 7. LVS.

Pro objasnění možných nepřímých vlivů změny klimatu na smrkové porosty popíšu očekávané změny ve vývoji lýkožrouta smrkového (Ips typographus) jakožto nejvýznamnějšího biotického škůdce v těchto porostech. Na obrázku 1 jsou zobrazené změny regionů, ve kterých může v České republice, podle použitého scénáře změny klimatu, dojít k vývoji jistého počtu generací lýkožrouta. Při přepočtu na současnou výměru jehličnatých porostů zjistíme, že v období 1961–1990 převažoval dvougenerační režim (70 % jehličnatých porostů), na zbytku území proběhl vývoj v průměru tří generací. Jednogenerační režim probíhal jen v nejvyšších polohách, přibližně na 2 % rozlohy jehličnatých porostů. V blízké budoucnosti (2021–2050), které podle použitého scénáře odpovídá nárůst průměrné roční teploty oproti období 1961–1990 o přibližně 1,5 °C, je možné očekávat mírnou převahu území s trojgeneračním režimem nad dvougeneračním (přibližně 54 vs 46 %). Ve vzdálené budoucnosti (2071–2100), které dle použitého scénáře odpovídá nárůst teploty o 3-3,5 °C, může na 80 % území jehličnatých porostů probíhat trojgenerační režim a v nižších polohách může dokonce dojít k ukončení vývinu čtvrté generace (zde se ovšem v současnosti smrk vyskytuje jen okrajově). Tato projekce je značně neurčitá, jelikož v tomto období je již možné předpokládat výraznější změny v rozšíření smrku.

Informace o změně počtu generací lýkožrouta smrkového bohužel není možné přímočaře interpretovat ve vztahu ke škodám na smrkových porostech, protože nejsou známé další klíčové faktory, jako je budoucí dostupnost vhodných potravních zdrojů (oslabených porostů nebo kalamitního dříví), reakce parazitoidů a predátorů na změnu klimatu, nebo účinnost obranných opatření. Prezentované projekce je však možné použít pro identifikaci rizikových území a vypracování střednědobých strategií managementu lesa v těchto územích zohledňujících zvýšený tlak podkorního hmyzu. Tyto informace je vhodné konfrontovat s výše popsanými projekcemi růstu smrku, zejména s očekávaným zhoršením růstu v nižších polohách v důsledku nedostatku vláhy. Jestliže je v těchto polohách projektován zvýšený stres porostů suchem a zároveň nárůst počtu generací lýkožrouta, je tyto porosty možné považovat za mimořádně zranitelné a přednostně na ně zaměřovat pozornost při adaptačních opatřeních.

Doporučení pro lesní hospodářství

Adaptace lesů na dopady očekávaného vývoje klimatu vyžaduje víceré změny hospodaření, pomocí nichž je tyto vlivy možné v jistém rozsahu zmírňovat. Za klíčové nástroje je možné považovat postupnou změnu dřevinného složení, k němuž je zapotřebí přistupovat specificky na současném dolním (xerickém) a horním (termickém) distribučním limitu výskytu dřevin; zvýšení druhové diverzity, včetně možné introdukce nových druhů a snížení doby obmýtí. Změna dřevinného složení by měla zejména v nižších vegetačních stupních směřovat k širšímu využití dřevin lépe snášejících sucho. Klíčová je zejména náhrada na vláhu náročného smrku dřevinami z přirozené skladby, především v oblastech, kde smrk může být vystaven narůstajícímu stresu suchem. V úvahu přicházejí především duby, buky a cenné listnáče. V obzvláště zranitelných nižších a středních polohách připadá v úvahu i širší využití dnes zřídkavých druhů dubu – Quercus pubescens, Quercus cerris a Quercus frainetto. Tento postup by měl vyústit do celkového zvýšení druhové diverzity lesů, čímž se dosáhne zlepšení schopnosti ekosystémů přirozeně se adaptovat na měnící se podmínky. Průvodním efektem popsané rekonstrukce je snížení výměry porostů trpících v extrémních létech stresem ze sucha, a tím i snížení škod v důsledku vyšší náchylnosti stresovaných porostů k napadení sekundárními činiteli. Intenzita rekonstrukce by měla záviset především na intenzitě očekávaných změn klimatu. Jak však bylo uvedeno v úvodu tohoto příspěvku, tato informace je dosud značně neurčitá.

Snížení doby obmýtí má sloužit zejména jako nástroj na zmírnění rizika náhlého rozpadu porostů a pro dosažení vyšší flexibility rekonstrukce dřevinného složení, zejména když očekáváme fyziologicky významné změny klimatu během jednoho životního cyklu lesa. Novější studie poukazují také na možnost využití adaptačního potenciálu dřevin souvisejícího s jejich genetickou variabilitou. V praxi jde zejména o pečlivější volbu proveniencí vhodných pro konkrétní stanovištní podmínky. V souladu s výsledky provenienčních pokusů připadá v úvahu i využití zahraničních proveniencí z oblastí s klimatem podobným klimatu očekávanému v našich podmínkách v budoucnu (podrobněji např. Gömöry a kol. 2011, Longauer a kol. 2010). Tato problematika však svou komplexností míří nad rámec tohoto příspěvku.

Na závěr je třeba uvést, že bez ohledu na společensky diskutovaný antropogenní nebo přirozený původ pozorovaných změn klimatu je z pozorovaných dat zřejmé, že dochází ke zvyšování počtu i intenzity extrémních klimatických jevů. Klima se mění směrem k sušším létům, nevyrovnaným srážkám a častějším a delším periodám sucha a horka. Nastíněná adaptační opatření nepředstavují radikální zásahy do struktury lesů ani zavádění alternativních postupů s neznámými důsledky, ale představují možný základ adaptace lesů, který ve spojení s dalšími postupy pěstování a ochrany lesa může napomoci vybudovat stabilnější lesní porosty plnohodnotně plnící komplexní funkci lesa i v měnících se přírodních podmínkách.

Poděkování: Tato práce byla podpořena projektem Ministerstva zemědělství České republiky QH91097 (50 %) a projektem Agentúry Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky pre štrukturálne fondy ITMS: 26220120069 (50 %).

Autor:

doc. RNDr. Tomáš Hlásny, PhD.

Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav Zvolen

Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta lesnická a dřevařská

E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.