Jeden z našich najbohatších ekosystémov sa mení – a nie k lepšiemu

Poklady lužných lesov

Lužné lesy sú bohaté ekosystémy s vysokou hladinou podzemnej vody a prirodzeným záplavovým cyklom. Tento kedysi bežný biotop mizne so zvyšujúcou sa reguláciou vodných tokov. Typickými stromami lužných lesov sú dub, topoľ, jaseň, brest, jelša a vŕba. Na Slovensku sa vŕbovo-topoľové a dubovo-brestové lužné lesy nachádzajú pozdĺž tokov ako Dunaj, Morava, Váh a Hron.

Hoci zaberajú relatívne malú rozlohu, lužné lesy hrajú zásadnú úlohu v globálnom cykle uhlíka, živín, ukladaní sedimentov a zásobách podzemnej vody. Lužné lesy pokrývajú 0,5 – 1 % globálnej rozlohy pôdy, ale predpokladá sa, že predstavujú 0,5 – 8 % globálneho ukladania organického uhlíka v pôde (SOC)¹. Jemnozrnné sedimenty v týchto oblastiach môžu slúžiť ako zásobáreň živín pre rastliny. Lužné lesy taktiež prispievajú k lepšiemu zásobovaniu podzemnej vody tým, že fungujú ako špongia, ktorá zadrží vodu a zabráni nadmernému odtekaniu vody do riek.  V lužných lesoch našlo domov stovky druhov rastlín a živočíchov a udržať tento ekosystém  je zásadné pre ochranu biodiverzity.

Prirodzené záplavy – dobrý sluha, zlý pán

Voda je neodlúčiteľnou súčasťou lužných lesov a pomáha udržiavať biodiverzitu tohto ekosystému. Pravidelné prirodzené záplavy lužných lesov, zvyčajne koncom zimy, doplnia rezervy podzemných vôd, ktoré môžu stromy využiť behom leta.

Avšak zhoršujúce sa povodňové situácie skomplikovali život ľuďom v okolí lužných lesov. Z prirodzených záplav sa stal strašiak, s ktorým sa človek vysporiadal svojou šikovnosťou a vybudoval vodné nádrže, upravil korytá riek a zmiernil tak riziko extrémnych povodní. Napríklad, opatrenia v juhomoravských nivách drasticky znížili výskyt povodní za posledných 30 rokov².

Žiaľ, žiadny ľudský zásah do prírody nezostane bez odozvy.

Menej záplav, menej podzemnej vody, viac sucha

Z dôsledku protipovodňových opatrení sú lužné lesy v juhomoravských nivách zaplavované už len zriedkavo. Hladina podzemnej vody sa znížila.³ K tomu sa pridali klimatické zmeny a výsledkom sú oveľa suchšie podmienky, na ktoré bol ekosystém lužných lesov pôvodne nastavený.

Peter Petrík a jeho kolegovia z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR si preto položili otázku, ako lužné lesy zareagovali na tieto zmeny. Spôsobíme našimi neustálymi zásahmi do prírody vyschnutie lužných lesov a ďalšiu ekologickú katastrofu?

Meranie ako stromy rastú a hospodária s vodou

Vedci sa zamerali na stromy v lužných lesoch v Lanžhote (Juhomoravské nivy) a v priebehu troch rokov (2016-2018) monitorovali, ako stromy rastú a hospodária s vodou.

Pri suchu dochádza k zmršteniu kmeňa kvôli strate vodných rezerv stromu. Väčšina straty vody u drevín prebieha cez listový výpar, tzv. transpiráciu. Stromy sa pomocou transpirácie ochladzujú, avšak ide najmä o prirodzený jav sprevádzajúci príjem oxidu uhličitého cez prieduchy do listov pre fotosyntézu. Regulácia toku vody cez prieduchy, a teda aj regulácia transpirácie, dokáže výrazne ovplyvniť odolnosť drevín voči suchu a nedostatku vody. Transpiráciu môžeme merať kombináciu senzorov na snímanie zmeny obvodu kmeňa a senzory snímajúce transpiračný prúd v kmeni, ako na obrázku.

Vlny horúčav v roku 2018 spôsobili nedostatok vody v pôde. A preto jaseň, hrab a dub vykázali v meraní stratu vodných rezerv v kmeni. Avšak celkové merania počas troch skúmaných rokov (2016, 2017 a 2018) odhalili, že jaseň, hrab a dub majú odlišné stratégie hospodárenia s vodou, ktoré im môžu pomôcť viac či menej vysporiadať sa s dlhodobým suchom.

Hrab si vedel poradiť so suchom najlepšie a udržal si svoju vodnú rezervu uskladnenú v kmeni. Hrab počas sucha totiž nereguloval transpiráciu a rýchlejšie vyčerpával vodu z horných vrstiev pôdy ako dub a jaseň. Môžeme si to predstaviť tak že hrab vypil vodu z horných vrstiev veľmi rýchlo a pre dub a jaseň už toho veľa neostalo. Dub s prístupom do hlbších vrstiev pôdy a podzemnej vody vďaka svojim koreňom mal na sucho len miernu reakciu, čo sa týka transpirácie, zatiaľ čo jaseň znížil transpiráciu najviac. Jaseň má len plytké korene a preto je najviac náchylný na sucho. Najmä v prítomnosti hrabu, ktorý vysáva vodu z horných vrstiev.

 Výsledok: viac hrabu, menej jaseňa a duba

Kombinácia klimatických zmien a zníženie hladiny podzemnej vody výstavbou priehrad a reguláciou korýt prispela k poklesu populácie dubov a jaseňov v lužných lesoch Juhomoravského kraja. Podobné zmeny boli zaznamenané naprieč celou Európou⁶.

Nedostatok podzemnej vody prináša aj ďalšie nástrahy. V porastoch oslabených suchom vyvoláva dodatočný stres huba Hymenoscyphus fraxineus⁴, ktorá stromy napáda.

Okrem toho, populácie jaseňa vykazujú najnižšiu mieru prirodzenej obnovy spomedzi všetkých druhov stromov v lužnom lese; ich regeneráciu vytláča hrab a javor poľný, ktoré sú lepšie prispôsobené podmienkam v tieni korún dospelých stromov⁵.

Je veľmi pravdepodobné že lužné lesy sa v najbližších pár desaťročiach zmenia, nebudú tak druhovo pestré a pravdepodobne ani tak stabilné. Naše výsledky naznačujú že hrabom dominované lesy nebudú hospodáriť s vodou efektívne, čo len zhorší zdravotný stav lužných lesov.

Originálna publikácia:

https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120248

Ďalšia použitá literatúra:

1. https://doi.org/10.1002/esp.3857
2. https://doi.org/10.1007/s10661-015-5080-7
3. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0518
4. https://doi.org/10.17221/30/2018-JFS
5. https://doi.org/10.1007/s10342-015-0925-8

Peter Petrík

Je lesný ekológ, zameraný na ekofyziológiu drevín v odozve na sucho a vysoké teploty. Vyštudoval lesnícku fytológiu na Technickej Univerzite vo Zvolene pod vedením doc. Ing. Daniela Kurjaka, PhD. V roku 2021 získal doktorát a obhájil dizertačnú prácu s názvom: “Zdroje variability fyziologických znakov európskych ihličnatých drevín v odozve na meniace sa podmienky prostredia“. Počas vysokej školy absolvoval stáže na Univerzite v Bergene, Nórsko; Univerzite v Bordeaux, Francúzsko; a Univerzite v Kodani, Dánsko.

Po dokončení doktorandského štúdia sa Peter presunul na Ústav výzkumu globální změny, Akademie věd České republiky v Brne ako postdoktorand v tíme Mgr. Mariana Pavelku, Ph.D. Peter sa momentálne venuje vodnej bilancii lesných ekosystémov, provenienčnému výskumu európskych lesných drevín a skúma odolnosť drevín pri suchu a teplotnom strese. S Petrom sa môžete spojiť na Twiterri: @PeterPetrk8 alebo cez ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Peter-Petrik-2.

——————————————————————————-

S úpravou textu pomohla Lenka Belicová (Žijem vedu, o.z.).

Máte aj vy zaujímavý výskum, o ktorý sa chcete podeliť? Vyskúšajte si písanie pre laickú verejnosť! Kontaktujte nás na [email protected].