Lesy a lesnictví České republiky
v období globální klimatické změny
Petr Čermák
ÚSTAV OCHRANY LESŮ A MYSLIVOSTI
LESNICKÉ A DŘEVAŘSKÉ FAKULTY MENDELU V BRNĚ
Ústav vyvíjí pedagogickou i vědeckou aktivitu především
v oblastech ochrany lesa a stresové ekologie, fytopatologie,
mykologie, lesnické entomologie, myslivosti, aplikované
zoologie, ekologie a genetiky živočichů.
NEJVÝZNAMNĚJŠÍ PROJEKTY
www.phytophthora.org
Rámce a možnosti lesnických adaptačních opatření
a strategií souvisejících se změnami klimatu
www.frameadapt.cz
Holistic management of emerging
forest pests and diseases
homed-project.eu
Effective Management of Pests and
Harmful Alien Species – Integrated
Solutions
RESEARCHGATE: www.researchgate.net/profile/Petr_Cermak4
PUBLONS: publons.com/researcher/2566008/petr-cermak/
Petr Čermák – dopady klimatické změny, adaptační opatření v lesích, abiotické a
antropogenní stresory, hodnocení zdravotního stavu dřevin
ÚSTAV OCHRANY LESŮ A MYSLIVOSTI
LESNICKÉ A DŘEVAŘSKÉ FAKULTY MENDELU V BRNĚ
atlasposkozeni.mendelu.cz
www.s-trom.eu
LESNICTVÍ V 21. STOLETÍ
– musí reagovat na globální hrozby – klimatická změna,
globální transport biologického materiálu, globální zátěže
životního prostředí;
– řada epizod chřadnutí či odumírání lesa vyvolaná
komplexem příčin, přičemž vůči některým je nesnadné či
nemožné přijímat tradiční preventivní, obranná či ochranná
opatření;
– opatření směřující k zvýšení adaptability, všech složek
odolnosti, omezující dopady disturbancí; cílem je zvýšení
bezpečnosti, a to jak bezpečnosti produkce, tak ve smyslu
environmentální bezpečnosti, cílem je také rozložení rizik –
např. diverzifikací hospodaření;
– nesnadnost identifikace příčin a jejich rolí (násobné
účinnosti, zpožděné účinnosti…), nutnost použití
progresivních diagnostických metod.
udržitelnost
bezpečnost
produkce
mitigace
interdisciplinarita
rozložení
rizika
EMISE UHLÍKU DO OVZDUŠÍ VLIVEM LIDSKÉ ČINNOSTI
KAM JE ČLOVĚKEM PRODUKOVANÝ UHLÍK UKLÁDÁN
zvýšení obsahu CO2
změny klimatu
zhoršené ukládání C
rozpad lesa
zhoršený zdravotní stav
zhoršení dopadů
klimatických změn
zmírnění dopadů
klimatických změn
zvýšení obsahu CO2
stabilní adaptabilní les
změna hospodaření v lesích
zlepšené ukládání C
snížení obsahu CO2
Lesy jsou klimatickými změnami ohroženy a zároveň mohou jak tyto změny tak jejich dopady brzdit
DOSAVADNÍ ZMĚNY KLIMATU
Změny klimatu lesních vegetačních stupňů – srovnání 1961–1990 a 1991–2014
Podklady pro analýzu: mapa LVS (ÚHUL), interpolovaná klimatická data s prostorovým rozlišením 500 m
pomocí vlastní interpolační metody vyvinuté pro potřeby tohoto projektu a uzpůsobené meteorologickým
prvkům v ČR (ŠTĚPÁNEK et al., 2009, 2011)
průměrná teplota (úsečky +-1.5 IQR)
šedě jsou vyznačeny hodnoty uváděné Plívou (1991)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
průměrnáteplotav°C
1. lvs *
3. lvs *
4. lvs *
5. lvs *
6. lvs *
7. lvs *
8. lvs *
9. lvs *
2. lvs *
• v absolutních hodnotách narostla po roce 1990 teplota nejvíce v nejnižších lvs, v relativním
vyjádření (v porovnání s průměrnou teplotou) se však nárůst teploty zvyšoval s nadmořskou
výškou
• rozdíly přesahující rozdíly mezi lvs
DOSAVADNÍ ZMĚNY KLIMATU
Změny klimatu lesních vegetačních stupňů – srovnání 1961–1990 a 1991–2014
srážky (úsečky +-1.5 IQR)
šedě jsou vyznačeny hodnoty uváděné Plívou (1991)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
srážkyvmm
3. lvs
4. lvs *
5. lvs *
6. lvs * 7. lvs * 8. lvs * 9. lvs *
2. lvs
1. lvs
• úhrn ročních srážek mírně narostl
• dostupnost vody pro dřeviny se však nezvýšila, viz další strana
Podklady pro analýzu: mapa LVS (ÚHUL), interpolovaná klimatická data s prostorovým rozlišením 500 m pomocí
vlastní interpolační metody vyvinuté pro potřeby tohoto projektu a uzpůsobené meteorologickým prvkům v ČR
(ŠTĚPÁNEK et al., 2009, 2011)
DOSAVADNÍ ZMĚNY KLIMATU
Změny klimatu lesních vegetačních stupňů – srovnání 1961–1990 a 1991–2014
• narostl počet dní se sníženou dostupností vody
• jde o důsledek vyššího výparu (vyšší teplota) a nerovnoměrnosti distribuce srážek (častější „very
wet days – méně příznivý poměr vsak:odtok)
Podklady pro analýzu: mapa LVS (ÚHUL), interpolovaná klimatická data s prostorovým rozlišením 500 m
pomocí vlastní interpolační metody vyvinuté pro potřeby tohoto projektu a uzpůsobené meteorologickým
prvkům v ČR (ŠTĚPÁNEK et al., 2009, 2011)
počet dní se sníženou dostupností vody v hloubce 0–40 cm (AWR1 nenší než 50, daysAWR1_50) chybové úsečky jsou+-1.5 IQR
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
početdní
1. lvs *
3. lvs *
4. lvs
5. lvs *
6. lvs *
7. lvs *
8. lvs *
9. lvs
2. lvs *
DOSAVADNÍ ZMĚNY KLIMATU
Dopady v ČR – zejména důsledky změny distribuce srážek, dostupnosti vody v půdě
• většinou nejsou dosud zjištěny žádné signifikantní poklesy jarních měsíčních srážek (byť i ty byly v
některých lokalitách pozorovány, viz dále);
• kombinace vyššího celkového záření, vyšší teploty a deficit tlaku vodních par zvyšujících
evapotranspiraci, společně s dřívějším začátkem vegetační doby vedou k rychlejšímu
vyčerpání zásob vody v půdě.
Průměrné měsíční hodnoty
Palmerova indexu závažnosti
sucha (PDSI)
v oblasti Libavé pro období
březen–květen (3_5) a
červen–srpen (6_8), hodnoty
v rozmezí cca -0,5 až +0,5
znamenají normální stav,
záporné hodnoty pod -0,5
znamenají sucho, extrémní
sucho pak je při hodnotách
pod -4)
opakovaně několik let
po sobě
• další nárůst teplot
• po roce 2040 pokles ročních úhrnů srážek
• očekávané jsou změny v distribuci a extremitě srážek, a to znatelné
• obecně ohroženější je východní část ČR s vyšší kontinentalitou
• kombinace vyššího celkového záření, vyšší teploty a deficitu tlaku
vodních par zvyšujících evapotranspiraci, společně s dřívějším
začátkem vegetační doby vedou a povedou k rychlejšímu vyčerpání
zásob vody v půdě
Průměrné měsíční hodnoty
úhrnu srážek na Karlštejnsku
v obdobích:
duben–květen
červen–červenec
Nedostatek srážek
v klíčovém období
pro růst při nezměněném
úhrnu srážek
za vegetační sezónu
PŘEDPOKLÁDANÉ ZMĚNY KLIMATU
DOSAVADNÍ ZMĚNY KLIMATU
Změny teplot dle PLO – srovnání 1991–2014 s 1961–1990
PŘEDPOKLÁDANÉ ZMĚNY KLIMATU
Změny teplot dle PLO – srovnání 2041–2060 s 1961–1990
GCM IPSL
imisní scénář RCP 4.5
DOSAVADNÍ ZMĚNY KLIMATU
Změny srážek dle PLO – srovnání 1991–2014 s 1961–1990
velmi mírný pokles pouze
PLO 34 Hornomoravský úval, PLO 32 Slezská
nížina a PLO 24 Sudetské mezihoří
PŘEDPOKLÁDANÉ ZMĚNY KLIMATU
Změny srážek dle PLO – srovnání 2041–2060 s 1961–1990
GCM IPSL
imisní scénář RCP 4.5
KLIMATICKÉ PODMÍNKY POSLEDNÍCH LET
Průměrná roční teplota vzduchu na území ČR byla v roce 2018 9,6 °C a v roce
2019 9,5 °C, tj. o 1,7 °C a 1,6 °C vyšší než normál 1981–2010 a o 2,1°C a 2 °C
než normál 1961–1990.
Průměrné roční teploty na území ČR v letech 1961–2018
Zdroje: infomet.cz, portal.chmi.cz
Predikce (GCM ISPL, im.sc. RCP4.5) pro období
2041–2060 je nárůst o cca 2,5°C oproti 1961–
1990 (frameadapt.cz).
Počet tropických dní byl v roce 2018 i 2019 31 dní
(Brno-Tuřany).
Počet tropických dní, tj. s maximální denní teplotou vzduchu nad 30°C, Brno. Zdroj:
www.klimatickazmena.cz
Období 1961–2014 je
reprezentováno
přístrojovými měřeními,
v grafu je znázorněno
černou čarou. Data pro
budoucí klima (výhled
2015-2100) vychází z
regionálních klimatických
modelů (RCM).
Oranžová čárkovaná
čára znázorňuje
pravděpodobný budoucí
počet tropických dní při
nízkých emisích oxidu
uhličitého (tzv. RCP 4,5).
Červená tečkovaná čára
znázorňuje
pravděpodobný budoucí
počet tropických dní při
vysokých emisích oxidu
uhličitého (tzv. RCP 8,5).
Barevnou čarou jsou
znázorněny hodnoty 3
RCM (RACMO22, RCA4
a CCLM4.8.17), tučně je
pak znázorněn jejich
průměr, který je navíc
shlazen 10tiletým
nízkofrekvenčním
Gaussovým filtrem.
2018, 2019 – 31 dní
KLIMATICKÉ PODMÍNKY POSLEDNÍCH LET
Nadprůměrné teploty byly v roce 2018
ve většině měsíců roku, teplé bylo
zejména pozdní jaro. Jde o situaci, která
se (zejména v některých regionech)
opakuje, spolu s nízkými srážkami v těchto
měsících.
Odchylka průměrné měsíční teploty vzduchu od normálu
1981–2010 pro měsíce roku 2018. Zdroj: infomet.cz
Kombinace vyššího celkového
záření, vyšší teploty a deficit
tlaku vodních par zvyšujících
evapotranspiraci, společně
s dřívějším začátkem vegetační
doby vedou k rychlejšímu
vyčerpání zásob vody v půdě.
KLIMATICKÉ PODMÍNKY POSLEDNÍCH LET
Úhrn srážek v roce 2018 byl 522 mm, v roce 2019 pak 634 mm průměr
1961–1990 byl 674 mm, pro 1981–2010 byl 686 mm.
Deficit zásob vody v půdě se
v roce 2019 prohloubil.
-30
-15
0
15
30
45
60
75
90
105
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
Precipitationsum[mm]
Temperature[°C]
Teploty (linka) a srážky (sloupce) 2018, srovnání srážek s
normálem 1961–1990 (vodorovné čárky) . Zdroj: portal.chmi.cz
Predikce (GCM ISPL, im.sc. RCP4.5) pro období
2041–2060 byla pokles srážek o cca 25 až 70 mm
ročního úhrnu oproti 1961–1990 (frameadapt.cz).
KLIMATICKÉ PODMÍNKY POSLEDNÍCH LET
www.eea.europa.eu/publications/climate-change-impacts-and-vulnerability-2016/key-findings
ZMĚNY PODMÍNEK PRO RŮST DŘEVIN
• použit GCM IPSL (verze IPSL-CM5A-MR), který nejlépe reprezentuje medián všech testovaných
GCM
• imisní scénář RCP 4.5, tedy pro tzv. přechodný scénář budoucího vývoje, v kterém se
předpokládá, že emise nebudou striktně omezeny, ale zároveň bude regulován jejich růst
• modely dle indexů sucha a vícerozměrná statistická analýza metodou Random Forest (Náhodný les),
kdy vstupem byly veškeré nezávislé klimatické proměnné za období 1961–1990 vztažené k
jednotlivým druhům dřevin
• modelovány dřeviny smrk, buk, duby
• nebylo realizováno pro jedli a borovici; u borovice je nemožnost realizace takto koncipovaného
modelu dána širokou ekologickou amplitudou – délka vegetační doby 90–200 dnů a roční úhrn
srážek mezi 200 a 1800 mm, uplatnění borovice je dáno její konkurenceschopností, nikoliv
klimaticky; u jedle je překážkou také její poměrně široká ekologická valence (2. až 7. lvs) a spolu s ní
malý výskyt na území ČR a to zejména ve formě příměsi s malým zastoupením (nemožnost realizace
prvního kroku modelování, tj. vymezení oblastí s existujícími porosty dané dřeviny)
Predikce změny podmínek
pro pěstování dřevin
duby
1961–1990
Podmínky pro pěstování dubu vymezeného na
základě De Martonneho indexu (GCM IPSL)
Predikce změny podmínek
pro pěstování dřevin
duby
2041–2060
Podmínky pro pěstování dubu vymezeného na
základě De Martonneho indexu (GCM IPSL)
Predikce změny podmínek
pro pěstování dřevin
buk
1961–1990
Podmínky pro pěstování buku vymezeného
na základě De Martonneho indexu (GCM IPSL)
Predikce změny podmínek
pro pěstování dřevin
buk
2041–2060
Podmínky pro pěstování buku vymezeného
na základě De Martonneho indexu (GCM IPSL)
Predikce změny podmínek
pro pěstování dřevin
smrk
1961–1990
Podmínky pro pěstování smrku vymezeného na
základě De Martonneho indexu (GCM IPSL)
Predikce změny podmínek
pro pěstování dřevin
smrk
2041–2060
Podmínky pro pěstování smrku vymezeného na
základě De Martonneho indexu (GCM IPSL)
Podmínky pro pěstování dřevin vymezené vícerozměrnou statistickou metodou Random Forest
(GCM IPSL)
1961–1990
1991–2014
2021–2040
2041–2060
ZMĚNY PODMÍNEK PRO PĚSTOVÁNÍ SMRKU
Potenciální
rozšíření hlavních
dřevin v Evropě
2070–2100
podle scénáře A1B,
CLM/ECHAM5 –
mírné oteplení
(HANEWINKEL et al., 2013).
DOPADY KLIMATICKÉ ZMĚNY
Větrné polomy Kůrovcové kalamity
Intenzita vlivu ↗ nebo Citlivost ↗ ? Zranitelnost?
Zranitelnost ekosystémů, respektive dopady
klimatických změn na ně jsou dány vzájemně
provázanými změnami tlaku na ekosystémy
vyvíjeného, jejich citlivosti a jejich adaptační
kapacity.
Dle Dobbertin, DeVries, 2008; Bolte et al. 2009,
Lindner et al., 2010, Bolte et al. 2014.
V Evropě zřejmý nárůst poškození lesa
tlak stresorů citlivost
adaptační kapacita
zranitelnost
DOPADY KLIMATICKÉ ZMĚNY
Měnící se podmínky povedou:
(i) ke změnám v četnosti, délce a případně i v průběhu gradací škůdců (a tím i v
abundanci populací);
(ii) zkrácení délky trvání generací, zvýšení jejich počtu a v důsledku toho celkové změny
populační dynamiky (opět včetně změn abundance);
(iii) změnám v areálech rozšíření – posuny v rámci kontinentů, ale i transkontinentální
přesuny a introdukce populací hmyzích škůdců a houbových chorob, migraci lze u nás
očekávat především severním směrem a do výše položených oblastí, se změnou
kontinentality ovšem může docházet také k posunu ve směru východ–západ, spolu
s tím bude narůstat i riziko zavlečení nových a karanténních druhů;
(iv) změnám v chování stávajících patogenů v důsledku změny fyziologických procesů
hostitelů i patogenů (například urychlení metabolismu houbových patogenů a dřevních
hub při vyšších teplotách) a vlivem zvýšené predispozice hostitelů (např. JANKOVSKÝ,
2000; JANOUŠ, 2002);
(v) k častějším a vážnějším dopadům sucha na dřeviny a jejich porosty;
(vi) k vyššímu riziku lesních požárů.
sucho
zvýšení četnosti
výskytu bořivých
větrů
zvýšení četnosti
extrémních srážek
teplotní extrémy
zvýšený výskyt
dřevokazných hub
zvýšení
pravděpodobnosti
přemnožení
listožravého
hmyzu
šíření nepůvodních
invazivních a
karanténních druhů
zvýšení četnosti
přemnožení drobných
hlodavců
acidifikace a nutriční
degradace lesních půd
zvýšení rizika vzniku
lesních požárů
zvýšený podíl
kalamitních holin a
proředěných porostů
zvýšení pravděpodobnosti
přemnožení
kambioxylofágního hmyzu
Predikce počtu generací Ips typographus (Hlásny et al. 2011)
Regions allowing for the development of n-generations of Ips typographus in the Czech Republic under the
ALADIN - Climate/CZ climate change scenario. Distribution of coniferous forests is based on CORINE Land
Cover 2000 classification (Source: European Environmental Agency)
V roce 2018 byly dokončeny na velké části území ČR 3 generace.
KŮROVCOVÁ KALAMITA
V roce 2019 bylo k září v porostech se
zastoupením smrku cca 27 000 ha těžby
(mezi rozdílovým obdobím 10/2018-
9/2019) a cca 9 700 ha mrtvých (suchých)
stromů.
Legenda: ČERVENĚ – souše SM detekovaná k září 2019; MODŘE = těžba SM detekovaná září 2018 až
září 2019
Podmínky pro pěstování smrku
vymezeného na základě De Martonneho
indexu (GCM IPSL) pro období 2041–2060
(www.frameadapt.cz)
Kůrovcová mapa, stav k září 2019 – www.kurovcoveinfo.cz
Predikce pro období 2021–2040 je, že více než
70 % současných porostů s podílem smrku nad
75 % bude v nevhodných klimatických
podmínkách s rizikem rozpadu.
Změny vhodnosti klimatických podmínek pro smrk vymezené
vícerozměrnou statistickou metodou Random Forest (GCM IPSL)
– frameadapt.cz
NÁRŮST VZNIKU KALAMITNÍCH HOLIN
Podíl nahodilé těžby 2018 na celkové těžbě byl 90 %, přibylo celkově 35 867 ha holin
(těžbou 27 824 ha, z neúspěšného zalesnění 3 941 ha a 4 102 ha ze živelných pohrom).
Holiny v Jeseníkách.
Foto: Jakub Plíhal, zpravy.aktualne.cz.
Evidovaný objem smrkového
kůrovcového dříví (2018)
Zdroj: https://zpravy.aktualne.cz
z dat ÚHUL, VÚLHM, MZe
SUCHO
1) hydraulické selhání kavitace
vodních sloupců (vznik
vzduchových bublin, které
přerušují tok vody
v trachejích)
2) uhlíkové vyhladovění
deficit C a související
metabolické omezení – snížení
schopnosti bránit se biotickým
činitelům
3) zvětšení populací
biologických činitelů vlivem
vyšší teploty – kalamitní
dopady na oslabené
hostitelské dřeviny
Mechanismy, které mohou při suchu vést
k plošnému hynutí stromů (McDowell et al. 2008)
ZVÝŠENÍ RIZIKA VZNIKU LESNÍCH POŽÁRŮ
Dosavadní změny a predikce
Průměrný počet dnů s vysokým a velmi vysokým nebezpečím požárů (INP ≥ 4) a velmi vysokým nebezpečím
požárů (INP = 5) v letech 1951–2013 v České republice (Brázdil, Trnka et al. 2015)
index nebezpečí požárů INP: 1 – velmi nízké,
2 – nízké, 3 – střední,4 – vysoké, 5 – velmi vysoké
nebezpečí.
Řady průměrných počtů dnů s vysokým a velmi vysokým nebezpečím požárů (INP ≥ 4) a
velmi vysokým nebezpečím požárů (INP = 5)
vykazují pro Českou republiku statisticky
významný vzestupný trend v období 1951−2013:
0,76 dne.rok-1 pro INP ≥ 4
0,07 dne.rok-1 pro INP = 5
ZVÝŠENÍ RIZIKA VZNIKU LESNÍCH POŽÁRŮ
Zdroj: CzechGlobe
zvýšení obsahu CO2
změny klimatu
zhoršené ukládání C
rozpad lesa
zhoršený zdravotní stav
zhoršení dopadů
klimatických změn
zmírnění dopadů
klimatických změn
zvýšení obsahu CO2
stabilní adaptabilní les
změna hospodaření v lesích
zlepšené ukládání C
snížení obsahu CO2
Lesy jsou klimatickými změnami ohroženy a zároveň mohou jak tyto změny tak jejich dopady brzdit
LES JE VÝZNAMNÝM
ÚLOŽIŠTĚM UHLÍKU
Největší podíl mají lesy
finské, francouzské,
německé, italské, polské,
španělské a švédské.
Zalesněné plochy těchto
sedmi zemí tvoří dohromady
víc než 70 % lesních ploch
unijní osmadvacítky. V jiných
státech tak rozsáhlé lesní
plochy nenajdeme, intenzita
zalesnění je v EU různá.
www.europarl.europa.eu/news/cs/headlines/society/20170711STO79506/
zmena-klimatu-vyuziti-eropskych-lesu-k-vyrovnani-uhlikovych-emisi
největší podíl i plocha:
Švédsko, Finsko,
Španělsko
2015
2017
LESY V ČR
 Lesnatost ČR podle NIL2 dosahuje 36,8 %, celková plocha lesa je 2,9 mil. ha – to je 4,2 mil.
fotbalových hřišť, nebo téměř rozloha státu Belgie...
 Nejvyšší lesnatost má kraj Karlovarský a Liberecký, nejméně Praha a kraj Jihomoravský.
 Za posledních deset let přibylo 25 800 ha lesa – to je 36 857 fotbalových hřišť, představuje
to přírůst o rychlosti 10 těchto hřišť za den. Nárůst plochy lesa oproti NIL 1 byl 0,9 %,
lesnatost se zvedla o 0,3 %.
Zdroj dat: Národní inventarizace lesů, www.czechforest.cz
Kolik emisí
skleníkových plynů
je v ČR či v Evropě
v lese ukládáno?
Podle různých odhadů
cca 10 až 30 % emisí.
Roční bilance položek, kdy lesní porost
skutečně „pumpuje“ CO2z atmosféry, je tedy
uhlíkovým „sinkem“, či CO2vydává v důsledku
dýchání, tlení apod. (MAREK 2009).
www.casopis.ochranaprirody.cz/zvlastni-cislo/vyzkum-
ucinku-globalni-zmeny-klimatu-na-urovni-ekosystemu/
Kde je uhlík
v lese ukládán?
GREAT LAKES FORESTS
SEVERNÍ AMERIKA
v ekosystému: 80 t/ha
45 % půda
40 % kmen a větve
13 % kořeny
1 % listí stromů
1 % opad
t ha-1
NĚMECKO 1990, 2012
nadzemní
biomasa
49 %
opad
9 %
půda
do 30 cm
33 %
podzemní
biomasa
8 %
Schéma koloběhu uhlíku na zájmovém lesnatém území Novohradska v roce 2005
(MAREK et al., 2011). Toky jsou vyjádřeny v t C za rok, zásoby uhlíku v t, vše v absolutních číslech.
NPP= čistá primární produkce.
NOVOHRADSKO
v ekosystému: 171 t/ha
49 % kmen, větve, listy
39 % půda (do 30 cm)
10 % mrtvá biomasa
1 % byliny a keře
1 % opad
Půda: 113 t C ha-1
37 t C ha-1
76 t C ha-1
65 t C ha-1
133 t C ha-1
Půda: 199 t C ha-1
146 t C ha-1
45 t C ha-1
Biomasa: 191 t C ha-1
225 t C ha-1
34 t C ha-1
Biomasa: 258 t C ha-1
Emise ČR: 5.3 t C ha-1
Půdní respirace:
9.8 t C ha-1 rok-1
Půdní respirace:
9.1 t C ha-1 rok-1
Hrubá primární produkce
20 t C ha-1 rok-1
Fotosyntéza
Hrubá primární produkce
17 t C ha-1 rok-1
Opad:
2.9 t C ha-1 rok-1
Opad:
1.7 t C ha-1 rok-1
Autotrofní respirace
11 t C ha-1 rok-1
Autotrofní respirace
9 t C ha-1 rok-1
Čistá primární produkce: 9 t C ha-1 rok-1 Čistá primární produkce: 8 t C ha-1 rok-1
Heterotrofní respirace:
3 t C ha-1 rok-1
Heterotrofní respirace:
4 t C ha-1 rok-1
Koloběh uhlíku v lesích Oulehle, Tahovská, Bárta, Růžek
www.geology.cz › publicity › 06-uhlik_v_pude_a_kysela_depozice
Výsledná uhlíková bilance lesa je v našich podmínkách výrazně kladná.
Les je tedy uhlíkovým „sinkem“, tj. územím ukládající uhlík.
Při dosazení hodnot heterotrofní respirace pro temperátní les podle
MALHI et al. (1999) by byla pro modelové území Novohradska výsledná uhlíková
bilance cca kolem 4,2 t C ha-1 rok-1 (MAREK et al., 2011).
Při dosazení jiných hodnot uváděných v literatuře by mohla klesnout na hodnoty
kolem cca 3,2 t C ha-1 rok-1. Tyto odhady zahrnují jak odhad produkce bylinného
patra, tak i roční těžby.
V lesní půdě může být celková zásoba uhlíku dvojnásobkem množství uhlíku
v nadzemní biomase, v boreálních lesích může vystoupat až na 5:1 (Hruška,
Oulehle 2009; Samec et al. 2017). Organický uhlík v půdě přetrvává přibližně třikrát
déle než v nadzemní biomase.
Mezi jednotlivými lesními půdami mohou být výrazné rozdíly v zásobě uhlíku ve
svrchní vrstvě do 30 cm. Podle CIENCIALA et al. in MAREK et al. (2011) cca 17 %
lesních půd má obsah Cox (půdní organický uhlík) méně než 50 t ha-1, nejvíce půd má
obsah uhlíku 51–60 t ha-1 (40 %) a jen necelých 9 % má obsah uhlíku vyšší než
111 t ha-1 Největší souhrnné zásoby uhlíku jsou v lesních půdách 3 až 5 LVS.
V našich podmínkách je les po těžbě
zdrojem uhlíku pro atmosféru po dobu
cca 10–20 let, poté produkce významně
převáží nad respirací a maximální čisté
ekosystémové produkce dosáhne kolem
30 let věku.
Les se po každém narušení stává čistým
zdrojem uhlíku. Dynamika je však rozdílná,
například čerstvě sklizená pařezina bývá
zdrojem uhlíku pouze po několik let, poté
ukládání uhlíku v biomase předčí ztráty
způsobené dýcháním. Naopak holosečná
těžba dospělého lesa porost posune do role
čistého zdroje uhlíku až na několik desetiletí.
www.forestryandclimate.com/impact/the-potential-of-secondary-forests/
Hruška, Oulehle, 2009: vesmir.cz/cz/casopis/archiv-
casopisu/2009/cislo-7/lesy-globalnim-kolobehu-uhliku.html
zásoba uhlíku
DŮLEŽITÁ NENÍ JEN PLOCHA LESŮ ALE TAKÉ JEJICH
STAV A ZPŮSOB HOSPODAŘENÍ V NICH!
vysázení lesa na ploše
stávajícího ekosystému
s vysokým uhlíkovým sinkem
(např. severských mokřadních
oblastí – snížení albeda –
uvolňování C z půdy)
negativní dopad
na uhlíkovou bilanci
pozitivní dopad
na uhlíkovou bilanci
vysázení lesa s nevhodnou
dřevinou skladbou
(rozpad porostů v mladém
či středním věku
s následným uvolněním C)
nejistý či jen časově znatelně
limitovaný příznivý dopad na
uhlíkovou bilanci
vysázení lesa s vhodnou
dřevinou skladbou
v místech k tomu
vhodných (jak z hlediska
využití krajiny, tak
z hlediska celkové
uhlíkové bilance)
hospodaření ve stávajících
lesích vedoucí k degradaci
prostředí a rozpadu porostů a
vzniku holin či dokonce
trvalému odlesnění
(emise uhlíku z půdy i porostu)
hospodaření vytvářející
paseky, a to zejména tam,
kde je komplikovaná
obnova (poměrně dlouhé
období s celkového
životního cyklu s negativní
uhlíkovou bilancí)
hospodaření v lesích
vhodné dřevinné skladby
vytvářející bohatou
strukturu lesa,
nepasečně, s trvale
vysokou zásobou dřeva
(les trvale tvořivý)
JAK ZVYŠOVAT ZÁSOBU UHLÍKU ULOŽENOU V LESÍCH?
Velikost zásoby uhlíku vázaného lesem lze zvyšovat hospodářskými opatřeními
extenzivního i intenzivního charakteru (Pokorný 2013):
• zvětšování rozlohy lesní půdy zalesňováním ploch (obvykle
zemědělských či neplodných), které mají nižší schopnost deponovat uhlík než
les (Marek a kol. 2011);
• změny způsobu obhospodařování lesů směřující k takové prostorové,
druhové a v lesích pasečného typu i věkové skladbě lesa, která v konečném
výsledku povede ke zvýšení průměrné hektarové zásoby biomasy a v ní
vázaného uhlíku lesním ekosystémem jako celkem.
Aktuální výše uhlíkové zásoby není sama o sobě zá rukou dlouhodobě příznivé
uhlíkové bilance, pokud není dostatečně stabilní. Stabilita uhlíkové zásoby v lesích
úzce souvisí s jejich funkční strukturou a ekologickou stabilitou.
Obecně platí, že ekologická stabilita ekosystémů a tím i stabilita uhlíku
v nich vázaného, vzrůstá s diverzitou ekosystému.
Salvatore Martire: https://eustafor.eu
Uhlíkový sink v lesích je třeba chápat také v souvislosti s energetickým a
materiálovým využitím dřeva a s potřebou náhrady fosilních paliv.
Cílem je udržitelný uhlíkový koloběh, kdy je sink posílen hospodařením, které
umožňuje zvýšenou a trvale udržitelnou zásobu uhlíku v lese, přičemž z lesa
odebírané dřevo je využíváno v rozumném mixu materiálového a energetického
využití spojeného z recyklací (materiálové i energetické využití dřevěného odpadu).
HOSPODAŘENÍ V NAŠICH LESÍCH SE MUSÍ ZMĚNIT,
POKUD MAJÍ NAŠE LESY ODOLÁVAT STRESOVÉ
ZÁTĚŽI DANÉ ZEJMÉNA ZMĚNOU KLIMATU
ZÁKLADNÍ OBECNÉ CÍLE/TEZE
MITIGACE A ADAPTACE
V LESÍCH
POLYFUNKČNOST, VYUŽITÍ SYNERGIÍ – podporovat zejména taková opatření, které
povedou k zlepšení či udržení několika ekosystémových služeb, která pomohou čelit
několika rizikům.
ROZLOŽENÍ RIZIKA – podporovat opatření, která vedou k diverzifikaci hospodaření
(za dodržení základních požadavků) a struktury lesa a tím k rozložení rizika, tj. snížení
pravděpodobnosti plošného rozpadu lesa.
PROPOJENOST S NAVAZUJÍCÍMI SEKTORY – důležité jsou nejen změny v lese samotném,
důležité je propojení s dalšími sektory, opatřeními – například podpora materiálového
využití dřeva, včetně materiálového využití dřevěného odpadu (prolongace fixace uhlíku
ve dřevě).
Jak adaptovat? Obecné přístupy
OCHRANA STRUKTUR LESA – "reaktivní", „beze změny"
• Zachování stávajících struktur lesa tam, kde jsou pro to podmínky,
kde jsou nízké nepříznivé dopady nebo vysoká odolnost ke GKZ
• Vysoká pravděpodobnost pro zlepšení stability pěstebními
opatřeními
• Rostoucí riziko rozpadu, vysoké riziko významných ztrát
AKTIVNÍ ADAPTACE – "výhledová", "proaktivní"
• Introdukce nových druhy/proveniencí – „asistovaná migrace“
• Změna obmýtí, struktur porostu (například hustoty), změna
způsobů výchovy…
• Disturbanční management (ovlivňování vzniku disturbancí,
management na disturbancí vzniklých plochách…)
• Vysoké náklady, vysoké vynaložené úsilí – odborná, časová,
provozní i ekonomická náročnost
PASIVNÍ ADAPTACE – „bez opatření"
• Žádné aktivní zasahování
• Použití spontánních adaptačních procesů (sukcese, přírodní
výběr)
• Akceptovatelné pro lesy nízkého ekonomického (ekologického)
významu
• Žádná opatření – příznivý poměr cena-prospěch Dle Bolte et al. 2009
JAK ADAPTOVAT? OBECNÉ PŘÍSTUPY
ADAPTACE – PASIVNÍ ADAPTACE VERSUS AKTIVNÍ ADAPTACE
Základní tradiční lesnický cíl opatření je vyhnout se rozpadům lesa – kromě produkčních
důvodů jsou další důvody – uhlíkový sink, retence vody, zabránění erozi…
pasivní adaptace
nezměněné hospodaření » rozpad » sukcese » nový porost s novými cílovými druhy
aktivní adaptace
změna hospodaření » bez rozpadu či částečný rozpad » nový porost s novými cílovými druhy
Jandl et al. 2019: Forest adaptation to climate change – is
non-management an option? Annals of Forest Science 76: 48.
NAVRHOVANÁ ADAPTAČNÍ OPATŘENÍ
V minulých letech byla navrhována řada adaptačních opatření,na různých úrovních,
například v Katalogu lesnických adaptačních opatření (www.frameadapt.cz),
ve výzkumných zprávách institucí, ve strategických dokumentech ČR… Na konci roku 2015
byla vládou ČR schválena Strategie přizpůsobení se změně klimatu v podmínkách ČR.
V roce 2017 byl pak usnesením vlády č. 34 ze dne 16. ledna schválen Národní akční plán
adaptace na změnu klimatu jako implementační dokumentem této strategie.
BOHATŠÍ DŘEVINNÁ SKLADBA
DŮVODY PRO ZMĚNU:
– více dřevin = rozložení rizika, menší riziko plošného rozpadu;
– vzájemná „výmopoc“ dřevin;
– využití pionýrských, suchuodolných dřevin.
ČR 2018 – SMRK 50 %, BOROVICE 16 %, BUK 8 %,
DUBY 7 %, OSTATNÍ LISTNÁČE 9 %,
MODŘÍN 4 %, BŘÍZA 1 %, JEDLE 1 %
ZMĚNA DŘEVINNÉ SKLADBY
Zdroj: www.czso.cz,
eagri.cz
Zdroj: NIL II,
nil.uhul.cz
rozdíl mezi údaji
ze Zelených zpráv a z NIL II
Změna dřevinné skladby probíhá. Přetrvávajícím problémem je
prostorové měřítko – plošné výsadby jedné dřeviny. Stále probíhají
výsadby smrku na klimaticky nevhodných stanovištích,
ve stávajících RSH doporučené cílové dřevinné skladby
nereflektují dynamiku klimatické změny.
vykazované
versus
přítomné
ZMĚNA DŘEVINNÉ SKLADBY
11. prosince 2018 byla schválena vyhláška 298/2018 Sb. o zpracování oblastních
plánů rozvoje lesů a o vymezení hospodářských souborů.
V příloze 2 se nově cílové HS dělí na podsoubory, které diferencují přírodní
podmínky a umožňují lépe stanovit vhodnou druhovou skladbu. Podsoubory se
v některých případech liší v minimálním % MZD, doporučeném % MZD a
v rámcovém vymezení druhové skladby.
NAVÝŠENÍ PODÍLU MZD
Minimální podíl MZD se u většiny cílových HS zvýšil, obvykle o 5 až 10 %.
ROZŠÍŘENÍ VÝČTU DZC I MZD
Ve výčtu dřevin základních cílových se uvádí
pestřejší škála než dosud (mnohde i JD). Ve výčtu
MZD je uvedena pestřejší škála domácích dřevin;
důsledně rozlišovány jsou jednotlivé domácí
druhy javorů (mléč a klen), jasanů, jilmů, ale také
dubů (letní a zimní). Ve výčtu MZD se již nikde
neuvádějí geograficky nepůvodní druhy jedle
obrovská (JDO) a dub červený (DBC)
PŘIROZENÁ OBNOVA
DŮVOD PRO ZMĚNU:
Zvýšení schopnosti přizpůsobit se,
uplatnění přírodního výběru.
2017 BYL PODÍL
PŘIROZENÉ OBNOVY
NA CELKOVÉ OBNOVĚ
18 %,
V KALAMITNÍM ROCE
2018 PAK JEN 16 %
(DATA ČSÚ – CZSO.CZ).
DLE NIL II JE PODÍL
PŘIROZENÉ OBNOVY
CCA 23 %.
BOHATŠÍ STRUKTURA POROSTŮ
DŮVOD:
Různověkost + malé skupiny =
rozložení rizika, snížení pravděpodobnosti
předčasného rozpadu.
NEPASEČNÝ LES
DŮVODY:
Udržování nepřetržitosti porostního prostředí a tím zpomalení
odtoku vody, zlepšení retence, snížení teploty vzduchu, snížení rizika
narušení biogeochemických cyklů základních půdních elementů.
PODPORA HOSPODÁŘSKÝCH ZPŮSOBŮ S TRVALÝM PŮDNÍM
KRYTEM S DLOUHOU NEBO NEPŘETRŽITOU OBNOVNÍ DOBOU
Podíl porostů s bohatou
strukturou je velice nízký.
Výběrný způsob hospodaření
se prakticky neuplatňuje.
Podíl porostů podrostního
typu narostl oproti odhadům
pro stav NIL1, kdy jejich podíl
dosahoval pouze 11,0 ± 0,5 %
(Vašíček a kol., 2007).
Lze usuzovat, že tento nárůst
souvisí se snahou o větší
využívání přirozené obnovy,
která je realizována jinými
hospodářskými způsoby než
pasečným.
VYUŽITÍ VEGETATIVNÍ OBNOVY – NÍZKÝ A STŘEDNÍ LES
– omezení ztrát suchem při obnově porostů
– výhoda velkých „mateřských“ kořenů
– nižší náklady na obnovu
danieljamesgreenwood.com
PONECHÁVÁNÍ BIOMASY K ROZKLADU
– zlepšení koloběhu živin
– zlepšení mikroklimatu při povrchu půdy
– snížení rizika eroze, zpomalení odtoku,
zlepšení retenční schopnosti půd
Tam kde je to možné (jsou
přítomny vhodné stromy)
ponechat nejméně
7 stromů přirozené
druhové skladby na hektar
jako biotopové stromy
k dožití a rozkladu.