OBECNÉ ZÁKONITOSTI EXISTENCE OBECNÉ ZÁKONITOSTI EXISTENCE LESŮ NA ZEMILESŮ NA ZEMI

(Globální aspekty)

Olomouc 2005

2

3

VYMEZENÍ LESA

fyziognomicky výrazný, strukturně i funkčně nejsložitější terestrický ekosystém, tvořený společenstvem rostlin, hub, živočichů i mikroorganismůlesní organismy jsou vázány na prostředí s určitými edafickými a (mikro)klimatickými podmínkami, jehož edifikátory jsou dřeviny stromovitého vzrůstumezi jednotlivými lesními dřevinami existují vzájemné vztahy, které ovlivňují procesy růstu a vývoje, vznik specifického lesního mikroklimatu a tvorbu lesní půdy

Definice lesaporost o minimální výšce 3(5) m, minimálním zápoji 1/2 (1/3) a rozloze cca 1 000 m2

plocha o rozloze alespoň 0,5 ha, na níž stromy dosahují výšky nejméně 5m, a kde koruny stromů pokrývají minimálně 10 % této plochy (FAO 2001)

4

Z globálního hlediska jsou velmi nápadné změny charakteru lesa zejména v závislosti na

zeměpisné poloze půdně-geologických podmínkáchmakroklimatu

nadmořské výšce konfiguraci terénu

Les je nutno chápat především jako geografický jev, protože se jeho floristické složení, fyziognomie a další znaky mění podle vlastností prostředí (v závislosti na klimatu).

Faktory limitující výskyt lesa

• požáry, laviny a jiné disturbance

• nízké teplotydisturbance• nedostatek dostupné vody

• nedostatek úrodné půdy

5

v NPR Bílá Opava došlo v listopadu 2004 k rozsáhlým větrným polomům NS Bílá Opava znovu otevřena až v létě 2005

6

mnohem větších rozměrů byla větrná katastrofa ve Vysokých Tatrách na území TANAPu, na sklonku minulého roku (19. 11. 2004)• padlo 12 000 12 000 -- 14 000 ha14 000 ha (představuje přibližne 1,5 až 3 mil. m1,5 až 3 mil. m3 3 dřevadřeva) • síla vichru v nárazech dosahovala 140, na vrcholech až 170 km/hod.• zničený les tvoří převážně uměle vysazené smrkové monokulturyuměle vysazené smrkové monokultury

30. 7. 2005 – rozsáhlý požár na ploše téměř 250 ha (shořelo na 18 000 m3 dřeva)

7

Hlavní typy lesa

A) podle druhové skladby a fyziognomie

tropický deštný les opadavý listnatý lestropický (polo)opadavý lestvrdolistý les

boreální jehličnatý les

Praktické dělení lesů na jehličnaté, listnaté a smíšené vyhovuje hlavně v Evropě a v Severní Americe, méně však v tropech (někteří zástupci nahosemenných (rod Podocarpus či Agathis mají široké až vejčité čepele).

AgathisAgathis robustarobustaPodocarpusPodocarpus sp.sp.

8

B) z hlediska původu/vzniku

přírodní lesy s.l. – převážně či zcela vzniklé přírodními procesy

umělé lesy – vysázené člověkem

původní lesy (= pralesy; primary forest, virgin forest, frontier forest; der Urwald) – ve volnějším pojetí člověkem ± neovlivněné lesy, jejichždřevinná skladba i prostorová struktura odpovídají stanovištním podmínkám (patří sem i porosty v minulosti nevýznamně ovlivněnéčlověkem – např. toulavou těžbou jednotlivých stromů před více než100 lety) × pralesy v plném rozsahu nedotčené lidskými zásahy v našich podmínkách prakticky neexistují (největší komplexy v Rusku a v Kanadě)

- vžitý termín prales se neprávem často používá i pro některé porosty, které jsou ve skutečnosti lesem přírodním či přírodě blízkým (např. prales Mionší, Rýchorský prales aj.)

9

přírodní lesy (natural forest; der Naturwald) – vznikly přírodními procesy, člověkem však byly do určité míry v minulosti ovlivňované (zejména toulavou těžbou a pastvou, nikoli sadbou či síjí); dřevinná skladba i prostorová a věková struktura převážně odpovídají stanovištním podmínkám (lokální odchylky mohou být důsledkem např. vyklučení části lesů ve středověku a jejich dlouhodobému ponechání samovolnému vývoji nebo dlouhotrvajícímu ovlivňování porostů vyššími stavy zvěře)

přírodě blízké lesy (near-natural forest; der naturnahe Wald) – druhová skladba dřevin převážně odpovídá stanovištním podmínkám, prostorováa věková struktura je však jednodušší* oproti předchozím typům; tyto porosty vznikaly pod vlivem člověka, který jejich vývoj dlouhodoběusměrňoval (výchovné zásahy, odstraňování klestu, těžba dřeva apod.)

Stupeň přirozenostiStupeň přirozenosti- pro vyjádření míry zachovalosti lesního porostu

Zejména CHÚCHÚ se ponechávají „přirozenému vývoji“, bez přímých lidských zásahů (hlavně výchovy a obnovy) → vhodněji „samovolnsamovolnéémumu vývojivývoji“, který zahrnuje jak spontánní působení přírodních sil, tak rovněž ovlivněníporostů člověkem v minulosti i současnosti (např. vysoké stavy spárkatézvěře, imisní zatížení - prakticky blokují přirozenou obnovu lesa !)

10

SYSTÉMOVÉ POJETÍ LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ

vlivy vnějšíhovlivy vnějšího

prostředíprostředí

reakcereakce

ekosystémuekosystému

LESNÍ EKOSYSTÉM

ekotopekotop

biocenóza

atmosféra (klimatop)

pedosféra (edafotop)

rostliny houby

živočichovémikro-organismy

Lesní ekosystémLesní ekosystém – prostorový útvar, tvořený biotickými a abiotickými složkami, vzájemně propojenými rozmanitými vztahy (biocenotické, ekologické a fyzikální).

11

• v lesních biocenózách se uplatňují různé formy mezidruhových i vnitrodruhových interakcí (konkurence, symbióza, mykorhiza aj.), z nichž nejpočetnější a nejvýznamnější jsou vztahy trofickévztahy trofické

• podle podílu na transportu a přeměnách látek a energií jsou v lesích zastoupeny všechny základní trofické úrovně, tj. producentiproducenti, konzumentikonzumenti a destruentidestruenti, které na sebe navazují prostřednictvím trofických řetězců.

• v lesních ekosystémech převažuje detritovýdetritový potravní řetězecpotravní řetězec, kterým prochází přes 90 % primární produkce

• jako každý ekosystém i lesní ekosystém je otevřený systémlesní ekosystém je otevřený systém; sousední ekosystémy se vzájemně více či méně ovlivňují prostřednictvím výměny látek a energie

z hlediska koloběhu látek je LE samostatný (cyklus živin je ± uzavřený*± uzavřený*, × agroekosystém !), z hlediska energetického metabolismu je však závislý na trvalém přísunu sluneční energie. Ta se dočasně konzervuje do energie chemických vazeb a prochází trofickými řetězci; tok energieje přitom jednosměrnýjednosměrný aa nevratnýnevratný, při postupné degradaci organické hmoty se uvolňuje odpadní teplo

12

• LE se vyznačuje charakteristickou systémovou hierarchiísystémovou hierarchií: je tvořen systémy nižšího řádu (např. biocenóza), která se dále dělí na složky (subsystémy) nižší hierarchické úrovně (fytocenóza, zoocenóza, mikrobiocenóza, mykocenóza)

v každém lese se projevuje složitá hierarchie různých jevů; některé jevy vystupují na vyšších strukturních úrovních, jiné na úrovních nižších (druhové složení, věková struktura × produkce biomasy)

• fungování lesního ekosystému ovlivňují procesyna úrovni celého ekosystému – minerální zvětrávání, dekompozice organické hmoty, cykly vody, živin, akumulace biomasy na úrovni druhů, populací nebo společenstev – fotosyntéza, respirace, mortalita, reprodukce, regenerace, sukcese (lze je současně považovat i za procesy ekosystémové)

• rostoucí důraz kladený na ekologizaci lesního hospodářstvíekologizaci lesního hospodářství je v současné době naprostou nezbytností; jen tento přístup umožní přejít od popisování a vysvětlování jednotlivých jevů k jejich vědomému řízení a k předpovídaní jejich průběhu v různých stanovištních podmínkách

13

HISTORICKÉ ASPEKTY EXISTENCE LESAHISTORICKÉ ASPEKTY EXISTENCE LESA

první suchozemské rostliny se objevily na Zemi v ordoviku, před asi 460 mil. lety první stromy jsou známy až z mladšího devonu (aridní klima → humidní), z období zhruba před 370 mil. let (evoluce stromů úzce spojena s evolucí dřeva)

nejstarším známým stromem je rod Archaeopteris (prvosemenné, Progymnospermophyta)

• stromy až 30 m vysoké, vzhledem připomínající dnešní jehličnany (korunu tvořily spirálovitě uspořádané větve)

• podle předpokladu se dožívaly 40 – 50 let

14

• druhy r. Archaeopteris se staly dominantními dřevinami v lesích, které se rozšířily na většinu souše (superkontinentu Pangea, včetně Antarktidy), vedle lesních porostů stromovitých plavuní, přesliček a kapradin

250 million yearsago

postupně se ve skladbě lesů začaly prosazovat dřeviny ze skupiny jehličnanůjehličnanů (aridizaceklimatu koncem permu) a krytosemenných krytosemenných rostlinrostlin (od konce křídy)(od konce křídy)

zkamenělé zbytky zkamenělé zbytky tropického pralesa z tropického pralesa z konce prvohor se konce prvohor se zachovaly na zachovaly na RadnickuRadnickuv v zápzáp. Čechách. Čechách

V současnosti roste na Zemi 80 000 až 100 000 druhů stromů (World Recources Institute), z nichž je přes 8 700 druhů ohroženo vyhynutím (z toho 976 je kriticky ohroženo) !

15

CHARAKTERISTIKA SVĚTOVÝCH LESŮCHARAKTERISTIKA SVĚTOVÝCH LESŮ

před miliony let pokrývaly lesy téměř celou souši × dnes jsou rozšířeny na ploše cca 38,7 milionů km2 (= 29,6 % povrchu Země), v současnosti připadá na 1 osobu jen 0,65 ha lesa (v Oceánii 7,5 ha × v celé Evropě jen 0,35 ha na osobu)polovinu lesů na Zemi představují tropické a subtropické lesy, zbytek připadá na lesy mírného pásu (temperátní lesy) a boreální lesy

v chráněných územích je dnes asi 8 8 –– 12 %12 % lesů, tropické lesy jsou zde zastoupeny více než lesy mírného pásu

16

Tab. 1: Rozloha lesa a lesnatost v jednotlivých částech světa(FAO, 2001)

Podíl na celkové Podíl na celkové rozloze lesů (%)rozloze lesů (%)

Lesnatost Lesnatost (%)(%)

Rozloha lesaRozloha lesa(10(1066 ha)ha)

Oblast světaOblast světa

10029,63 869CelkemCelkem

2351886Jižní AmerikaJižní Amerika

1426549Severní a Severní a Střední AmerikaStřední Amerika

27461 036Evropa a RuskoEvropa a Rusko

523198Austrálie a Austrálie a OceánieOceánie

1418547AsieAsie

1722650AfrikaAfrika

17

Význam lesů na Zemi

Lesy plní řadu produkčních i mimoprodukčních funkcí (poskytují četné statky a služby, z nichž mnohé nejsou ani dnes plně doceněny).

vliv na klimavliv na klima (na lokální až globální úrovni): zmírňují kolísání teploty vzduchu během dne, udržují vlhkost vzduchu i jeho čistotu (podle Friends of Trees průměrný strom absorbuje ročně ze vzduchu na 4,5 kg škodlivin*; krátko- i dlouhodobě vážou vážou velké množství atmosférického uhlíkuvelké množství atmosférického uhlíku (ve formě CO2 –významný skleníkový plyn); prostřednictvím fotosyntézy doplňují O2 ve vzduchu; pozitivně ovlivňují vodní režim (zadržují vodu v krajině), včetně regulování odtoku vody (snížení rizika záplav i sucha), i kvalitu vody

na beskydském Bílém Kříži (908 m n. m.) běží projektAtmosféra 2045Atmosféra 2045; je součástí evropské sítě výzkumných programů, které zkoumají možné dopady globální klimatické změny (projekt EPOCH - European Project On Climatic Hazard). Vybrané beskydské smrky dýchají ovzduší budoucnosti …?

18

vliv na půduvliv na půdu – zastíněním lesy omezují ztráty vody výparem, působí jako větrolamy; kořeny stromů zvyšují pórovitost půdy, usnadňují infiltraci srážkové vody, lesní porost snižuje riziko vodní* i větrné eroze, sesuvů půdy apod.; zejména v tropech →vymývání živin z půdy, snížení půdní org. hmoty, ↑ toxického Al3+

atp.

19

udržování biologické rozmanitosti (biodiverzity)udržování biologické rozmanitosti (biodiverzity) – lesy jsou domovem většiny druhů organismů Země, poskytují cenné genetické zdroje (šlechtění zemědělských plodin*), zdroje novýchléčiv; zvlášť významné v ochraně biodiverzity jsou tropické lesytropické lesy:

v nich žije téměř 70 % všech druhů organismů (podle odhadů přes 13 milionů druhů → 70 % druhů cévnatých rostlin, 30 % všech druhů ptáků a 90 % druhů bezobratlých)nejznámější typ, tropické deštné lesytropické deštné lesy, je mimořádně bohatý na výskyt dřevin (nenarušené porosty mívají běžně i přes 200 druhů stromů na 1 ha !); dnes pokrývají tropické deštné lesy jen 2 % souše (dříve 4 % !), je však na ně vázaná více než polovina všech druhů organismů žijících na Zemi

poskytují dřevodřevo pro dřevozpracující průmysl, palivové dřevo (velkou většinu spotřebovávají rozvojové země), vlákna, pryskyřice, různé lesní produktylesní produkty (potraviny, léčiva aj.)Dřevo je zdaleka nejdůležitějším zdrojem energie pro Dřevo je zdaleka nejdůležitějším zdrojem energie pro rozvojové země a pro mnoho oblastí světa zdrojem rozvojové země a pro mnoho oblastí světa zdrojem jediným ! Je považováno za perspektivní obnovitelný jediným ! Je považováno za perspektivní obnovitelný zdroj energiezdroj energie

20

lesy na pobřeží představují významnou bariéru proti bariéru proti tsunamitsunami, , cyklonům či hurikánům cyklonům či hurikánům

vytváření pracovních příležitostí, rekreace, ochrana vytváření pracovních příležitostí, rekreace, ochrana přírodního, krajinného a kulturního dědictví;přírodního, krajinného a kulturního dědictví; dnes žije v lesích či na jejich okrajích na 400 milionů obyvatel, z toho na 60 milionů místních obyvatel je plně na lesích závislých

lesy mohoulesy mohou významně – přímo či nepřímo – ovlivňovat i zdraví ovlivňovat i zdraví člověkačlověka; velkoplošná těžba a fragmentacefragmentace souvislých lesních komplexů může vytvořit příležitost pro patogenní organismy infikovat jiné organismy, s nimiž nepřišly dříve do kontaktu (→nové choroby, jako např. viry HIV* či SARS**); obecně se ukazuje, že v území s výraznou degradací přírodního prostředí je vyšší výskyt chorob (viz např. subsaharská Afrika)

21

ÚBYTEK LESŮ (DEFORESTACE)ÚBYTEK LESŮ (DEFORESTACE)

mizení lesů svou dnešní rychlostí představuje globální problém lidstva (jen tropických lesů je každoročně vykáceno kolem 15,4 milionů ha, tj. každou minutu jich ubývá asi 20 ha !); ekonomické ztráty v souvislosti s ročním úbytkem tropických lesů byly vyčísleny částkou 45 mld $ USrychlost odlesňování rychlost odlesňování – na přelomu tisíciletí se v J. Americe a v trop. Asii nepatrně zpomalilo, ve Stř. Americe zůstává úbytek lesů stejný, v tropické Africe se rychlost ničení lesů dokonce zvýšila !nejvíce lesy mizí v rozvojových zemích (velký tlak na lesy vzhledem k rychle rostoucí populaci) × Čína (v letech 1990 – 2000 roční nárůst plochy lesů o 1,2 %, celkově má být zalesněno 5 % území státu)v rozvinutých zemích je lesní kryt ± stabilizován, podíl původních lesů bývá velmi nízký (např. lesnatost Evropy cca 36 % × zbytky původních starých porostů < 1 %); díky rozsáhlým zalesňovacím programům EU přibude v Evropě asi 3 000 km2 lesa

22

23

hlavní příčiny kácení lesůhlavní příčiny kácení lesůrostoucí poptávka po zemědělské půdě a dřevěznečišťování prostředí (vede k odumírání lesů, hlavně ve vyspělých zemích mírného pásu)

bohužel, většina odlesněné půdy není vhodná pro dlouhodobé zemědělské využití či chov dobytka → rychlá degradace; ani intenzivní chov dobytka není řešením (náhradní travinnáspolečenstva na lesních půdách (sub)tropů jsou méně produktivní než na orné půdě)

za nejvážnější důsledek současné deforestace hlavně tropických lesů je mnoha odborníky považována ztráta biodiverzityztráta biodiverzity(prostřednictvím rychlého vymírání mnoha druhů organismů); přesná čísla nejsou známa* – důsledek omezených znalostí lesních ekosystémů tropů a nedostatečného biomonitoringu

zvlášť nebezpečná je ztráta tzv. klíčových druhůklíčových druhů (keastone species), které ovlivňují společenstvo mnohem více, než by vyplývalo z počtu jedinců či z podílu biomasy

24

celk

ový

vliv

dru

hu v

e sp

oleč

enst

vu

podíl v biomase druhů

KLÍČOVÉ DRUHY

VZÁCNÉ DRUHY

DOMINANTNÍ DRUHY

BĚŽNÉ DRUHY

vlci, kaloni, fíkovníky, patogenní org.

motýli, řada rostlin

lesní stromy, vysoká zvěř

stromy spodního podpatra, keře

Odstranění jediného klíčového druhu může vyvolat tzv. vymírací kaskádu(pokles biodiverzity)

deforestace a následující degradace půdy je zvlášť nebezpečná v suchých oblastech → riziko desertifikacedesertifikace

masivní deforestace významně přispívá ke globálnímu oteplováníglobálnímu oteplování(podle odhadů vznikají deforestací a lesními požáry asi 2 miliony tun, tj. 25 % z celkových emisí CO2)

25

je nepravděpodobné, že by se v blízké budoucnosti podařilo zastavit odlesňování, rychlost deforestacerychlost deforestace však může být výrazně může být výrazně zpomalena a její negativní socioekonomické a zpomalena a její negativní socioekonomické a environmentálníenvironmentálnídopady minimalizoványdopady minimalizovány

intenzívní kácení lesů v jihovýchodní Asii→ invaze trav rodu Imperata na tisících ha (jsou toxické a znemožňujíkoexistenci s většinou domácích druhů)

Imperata sp.

deforestace významnou měrou přispívá k současné globální globální environmentálníenvironmentálníkrizikrizi

26Imperata cylindrica

27

Alternativy udržitelného rozvojezlepšení ochrany a managementu zbývajících lesůzlepšení ochrany a managementu zbývajících lesů

vytvoření reprezentativní sítě CHÚ, v nichž budou lesy vhodně obhospodařovány (podle odhadů má v tropech jen 1 % lesů profesionální management), rozvoj ekoturismu

zapojení místních lidí do obhospodařování těchto území a rozumného využívání lesních zdrojů (Indie, Zimbabwe, Honduras – nové přístupy a projekty)

zlepšit kvalitu informačních zdrojů, zapojení nových technologií při získávání a zpracování potřebných dat (využití satelitů, GIS aj.)

rozšíření k životnímu prostředí šetrných metod těžby dřeva, tzv. těžba s omezenými dopady na životní prostředí (Reduced Impact Logging) × dnes se v z. Africe na 1 kubický metr dřeva zničí další 2 m3

„bezcenných“ stromů !

primitivní zemědělství typu pokácej a vypal (slash-and-burn) může fungovat bez poškozování lesního ekosystému jen při nízké hustotě osídlení a dostatečně velké ploše lesa

28

rozšíření lesních plantážírozšíření lesních plantáží

ve většině případů jsou stejnověkéstejnověké a jednodruhové (monokulturymonokultury); ve srovnání s původními lesy jsou omezené v některých mimoprodukčních funkcích, hlavně v udržování biodiverzity

v širším slova smyslu se lesní plantáže zakládají nejen k produkci dřeva, ale i „nedřevních“ produktů (např. v jihovýchodní Asii – pěstování olejové palmy, kaučukovníku, kokosové palmy, ovocných stromů aj.

plantáže, zejména v tropech, mohou být velmi produktivní; velmi produktivní; např. plantáže eukalyptu v Brazílii poskytují ročně z hektaru až 40 m40 m33 dřeva dřeva (× využitelné množství dřeva z původních lesů obvykle jen 1 (× využitelné množství dřeva z původních lesů obvykle jen 1 –– 3 3 mm33))

při průměrné produkci 10 10 m3 dřeva ha-1 rok-1 by podle odhadu stačila na plantáže plocha o výměře 0,15 mld ha (tj. cca 4% plochy světových lesů) k vyprodukování většiny z potřebných 1,5 mld m3 dřeva (= roční roční globální spotřeba dřevaglobální spotřeba dřeva)byla vypracována doporučení, aby lesní plantáže byly tvořeny směsicí různých klonů, genotypů a/nebo druhů (→ potřebné pro udrženídobrého zdravotního stavu daného biotopu a zachování jeho biodiverzity)

29

současná rozloha (sub)tropických plantáží se odhaduje na 51 milionů 51 milionů ha ha (FAO 2001), s převahou druhů r. Eucalyptus (26,2 %), Acacia(14,9 %), Pinus (10,5 %), Tectona grandis (10,3 %)

Eucalyptus mannifera

Tectona grandis

30teakové dřevo

31

SwieteniaSwieteniamacrophyllamacrophylla

plantáž plantáž kaučukovníkukaučukovníku

32

33

plantáže by však měly být zakládány na místech, která nelze jinak vhodněji využít, nikoli jako náhrada po původních lesích !

omezení ilegální těžby dřevaomezení ilegální těžby dřeva

dlouhodobý problém, způsobující enormní poškozování lesůdlouhodobý problém, způsobující enormní poškozování lesů, zejména v důsledku těžby bez povolení, často v chráněných územích; kácení ohrožených druhů stromů; těžba dřeva nad schválené těžební kvóty (Amazonie, střední Afrika, jihovýchodní Asie, Rusko); v některých státech podíl ilegální těžby přesahuje 50 % (Gabun, Libérie aj.)

jednou z cest, jak snížit podíl ilegální těžby a zlepšit úroveň obhospodařování lesů je zavedení tzv. certifikace lesůcertifikace lesů; příslušné certifikáty by měly dovozcům zaručit, že dřevo dřevo pochází z lesů pochází z lesů obhospodařovaných trvale obhospodařovaných trvale udržitelným způsobemudržitelným způsobem

34

Fragmentace lesa

představuje relativně plíživý způsob plíživý způsob poškozování lesůpoškozování lesů, např. v důsledku stavby komunikací (cesty, železnice apod.)změny charakteristik lesa v důsledku jeho fragmentace byly studovány hlavně v tropických regionech

obecně platí, že fragmentace vede• ke snížení druhového bohatství lesů• ke změně zastoupení životních

forem (přibývá lián, ubývá epifytů a velkých stromů)

• k zániku stromů zastoupených málopočetnými populacemi

35