História smrekových pralesov Karpát: Čo nám hovorí minulosť o ich súčasnom veľkoplošnom rozpade?

11. január 2016

Prírodné narušenie lesa alebo tzv. disturbancie (napr. vietor, hmyz, mráz) sú prirodzenou a neoddeliteľnou súčasťou dynamiky lesa, ktoré ovplyvňujú jeho vývoj a štruktúru. Pri disturbanciách dochádza k odumretiu časti stromov a následnému uvoľneniu priestoru pre mladé stromy. Pod pojmom prales si väčšina ľudí predstaví stabilné vrcholové (klimaxové) spoločenstvo v podobe starého zeleného lesa s hustým zmladením, kde funguje maloplošná dynamika disturbancií, ktorá vytvára menšie porastové medzery s ležiacim a stojacim mŕtvym drevom, kde dochádza k  kontinuálnej regenerácii a nikdy nedochádza k rozpadom lesa na väčších plochách. Nie je tomu ale vždy tak.

V posledných rokoch sú rozsiahle narušenia v smrekových lesoch významným fenoménom v strednej Európe (Lausch et al. 2011, Nikolov et al. 2014). Nachádzame sa v období, kedy je najvyššia priemerná ročná teplota za posledných niekoľko storočí, a zároveň dochádza k výrazným teplotným extrémov (Büntgen et al. 2013 ). Tieto javy môžu podmieňovať nárast frekvencie a sily prírodných disturnancií (Seidl et al. 2014), ktoré narúšajú rozsiahle plochy smrekových lesov. Preto sa manažment horských smrekových lesov stáva kontroverznou témou, pri ktorej vyvstáva mnoho otázok, na ktoré chýbajú odpovede:

• Aký je hlavný dôvod súčasných veľkoplošných narušení?
• Sú výsledkom dlhodobo fungujúcich procesov, alebo sú prejavom klimatických zmien spojených s vyššou frekvenciou disturbancií?
• Dokážu sa veľkoplošne rozpadnuté porasty prirodzene obnoviť?

Aby sme sa pokúsili objasniť tieto otázky, rozhodli sme sa opýtať priamo stromov, ktoré majú zapísanú bohatú minulosť vo svojich letokruhoch. Staré smreky v slovenských pralesoch si môžu pamätať aj 400-500 rokov. Našimi hlavnými cieľmi bolo analyzovať históriu a štruktúru smrekových pralesov na Slovensku pomocou metód dendroekológie.

Za týmto účelom sme v smrekových pralesoch na Slovensku založili 168 výskumných plôch v Nízkych Tatrách (Bystrá dolina, Ďumbier), Tatrách (Bielovodská dolina, Javorová dolina, Zadné Meďodoly, Tichá dolina, Kôprová dolina, Osobitá), vo Veľkej Fatre (Jánošíkova Kolkáreň, Smrekovica) a v Oravských Beskydoch (Piľsko). Plochy sú rozmiestnené v priestore tak, aby pokryli čo najrozsiahlejšiu krajinu a podali nám obraz o štruktúre pralesov  a o výskyte historických narušení, ktoré formovali tieto pralesy.

 

Obr. 1 Ako môže vyzerať smrekový prales? Prales nie je len zelený hustý tmavý les so starými  stromami. Pralesy sú mozaikou rôznych vývojových štádií. Štádiá rozpadu (ranné vývojové štádiá) sú prirodzenou a dôležitou súčasťou smrekových pralesov, na ktorých závisí prežitie mnohých ohrozených organizmov.

 

Štruktúra smrekových pralesov

V našich podmienkach v dávnej minulosti príroda fungovala bez významného vplyvu človeka a územie pokrývali pralesy. Organizmy sa tu vyvíjali pod vplyvom prírodných disturbancií a dnes sú na tieto podmienky dokonale  prispôsobené a sú na nich závislé. V súčasnosti je však naša krajina výrazne ovplyvnená ľudskou činnosťou, a preto pochopenie prirodzenej štruktúry posledných ostrovov pralesov, ktoré tu ešte dodnes ostali je kľúčové pre ochranu pôvodnej druhovej rozmanitosti. Štruktúra pralesov sa výrazne odlišuje od bežných, hospodárskych lesov. Na základe nášho výskumu môžeme tvrdiť, že smrekové pralesy sú mozaikou rôznych vývojových štádií, od najmladších až po najstaršie. Priestorová štruktúra je prevažne rozvoľnená, čo umožňuje dopad dostatočného množstva svetla na lesnú pôdu. Toto svetlo je základom pre vznik bohatej bylinnej vegetácie v lese a je predpokladom pre prežitie svetlomilných lesných druhov. Ďalej sa v pralesoch nachádza množstvo mŕtveho dreva, stojaceho i ležiaceho v rôznych štádiách rozkladu. Živé stromy sú rôznoveké, popri mladých semenáčikoch rastú 300 a viacročné smreky. Tieto parametre štruktúry sú veľmi dôležité pre prežitie mnohých organizmov a preto sú prírodné lesy a pralesy druhovo podstatne bohatšie v porovnaní s hospodárskymi lesmi s výrazne pozmenenou štruktúrou (Wallenius et al. 2010, Halpern a Spies 1995, Lesica et al. 1991).

Aká je teda štruktúra slovenských smrekových pralesov? V skúmaných pralesoch bolo priemerne 433 živých stromov/ha (hrubších ako 10 cm) a 116 stojacich mŕtvych stromov/ha. Priemerný objem ležiaceho mŕtveho dreva/ha bol 134 m³. Zmladenia drevín nad 50 cm/ha (zabezpečená obnova) bolo v priemere 1526 jedincov/ha, tieto hodnoty sú však značne variabilné medzi jednotlivými plochami. Hrúbkové rozdelenie stromov je zobrazené na Obr. 2.

Obr. 2 Hrúbkové rozdelenie všetkých stromov s priemerom nad 10 cm

Zmerali sme aj niekoľko naozaj hrubých smrekov. Najhrubšie stromy sme našli v pralese Pilsko s hodnotami priemerov 110 cm a 105cm. Za zmienku stojí spomenúť stromy na Jánošíkovej Kolkárni s priemermi 100 cm, 97 cm, 96 cm a 92 cm, v pralese Ďumbier s priemermi 98 cm a 95 cm, v Bystrej doline 94 cm a v Tichej doline 92 cm.

Aj keď nebolo cieľom štúdie nájsť najstaršie stromy v pralesoch, ale získať vyváženú (reprezentatívnu) vzorku vekovej štruktúry na úrovni krajiny, na každej lokalite boli nájdené aj stromy staršie ako 250 rokov a celkovo, 2% stromov bolo starších ako 300 rokov. Najstarší smrek, ktorý sme našli bol starší ako 500 rokov a rastie v pralese na Piľsku. V skutočnosti bol strom starší ako 500 rokov, mal však vyhnitý stred a napočítaných bolo “iba“ 489 rokov. Naviac, pre úplnosť informácie je potrebné uviesť, že stromy boli vŕtané vo výške 1 m a nie sú započitané roky, kým strom dorástol do tejto výšky (čo môže byť 10-30 rokov).

Tabuľka 1. Zoznam najstarších stromov

Lokalita	Vek	Lokalita	Vek
Pilsko	489	Bystrá dolina	361
Pilsko	441	Javorová dolina	361
Ďumbier	436	Tichá dolina	359
Bielovodská dolina	423	Javorová dolina	333
Jánošíkova Kolkáreň	407	Tichá dolina	328
Bielovodská dolina	402	Tichá dolina	325
Jánošíkova Kolkáreň	400	Smrekovica	299
Kôprová dolina	399	Tichá dolina	273
Bystrá dolina	386	Smrekovica	261
Ďumbier	375	Zadné Meďodoly	253
Kôprová dolina	375	Zadné Meďodoly	245

 

Veková štruktúra je zobrazená na Obr. 3. Môžeme si všimnúť, že aj keď sú zastúpené všetky vekové triedy, od najmladších stromov až po najstaršie, najvyšší podiel živých stromov má vek 120 až 150 rokov.  Už táto informácia nám hovorí niečo o vývoji týchto pralesov.

Obr. 3 Veková štruktúra všetkých stromov

 

História disturbancií a pamäť pralesov

Na základe analýzy disturbančného režimu všetkých plôch sme boli schopní datovať históriu disturbancií za posledných cca 250 rokov. Najvýraznejšie vrcholy v disturbanciách v Slovenských pralesoch sme evidovali v rokoch 1820 – 1830, 1850 – 1890, 1920 – 1930, and 1940 – 1960 (Obr.4). Podobné vrcholy v disturbanciách boli zaznamenané aj v ďalších smrekových pralesoch v Európe. Vrcholy v rokoch 1810 – 1830 boli napr. zaznamené aj v pralesoch Rumunska i Čiech  (Svoboda et al. 2014, Janda et al. 2014). Čada et al. 2014 ďalej zaznamenal na Šumave ako významné narušenia narušenia v rokoch 1820-1830 a 1860-1870. Na Ukrajine boli taktiež zaznamenané podobné vrcholy disturbancií  v smrekových pralesoch, a to konkrétne v rokoch 1820-1840, 1910-1930 (Trotsiuk et al. 2014).

Disturbančný režim slovenských smrekových pralesov na úrovni krajiny môžeme charakterizovať ako kombináciu rôznych intenzít narušení s prevahou stredne silných disturbancií. Avšak odhalili sme aj silné narušenia, ktoré odstránili takmer celý porast v krátkom čase (napr. v pralese Ďumbier kombinácia 3 disturbancií, ktoré nasledovali po sebe  pred cca 150 rokmi). Aj prípadoch silných a veľkoplošných narušení prežilo niekoľko dospelých stromov, a preto sa tam dodnes zachovali stromy staršie ako 300 rokov. Bola pozorovaná časová a priestorová synchronizácia disturbancií medzi lokalitami na úrovni krajiny (Obr. 4). Jednotlivé silnejšie disturbancie ovplyvňovali rôzne pohoria v minulosti súčasne v celej krajine. Koncentrácia a kumulácia disturbancií medzi rokmi 1820 – 1930 vo všetkých lokalitách viedla k vytvoreniu relatívne homogénnej vekovej štruktúry lesa. Viac ako 60% stromov začalo svoj rast práve v tomto období (priemerný vek plôch je 127 rokov). Preto je v súčasnosti opäť zvýšená náchylnosť porastov na veľkoplošnejšie rozpady, čo vedie k ďalšiemu synchronizovanému kolu rozpadu v súčasnosti. Prírodné disturbancie dlhodobo ovplyvňovali vývoj našich smrekových pralesov a dá sa povedať, že pralesy majú určitú pamäť a dnes sa v nich opakuje niečo, čo sa už udialo v minulosti.

Obr.4 Disturbančné chronológie pre jednotlivé skúmané pralesy. Vyššie stĺpčeky znázorňujú silnejšie disturbancie (percento odstráneného korunového zápoja).

 

 

Obr. 5 Znázornenie vývoja smrekových pralesov od ranných vývojových štádií po neskoré vývojové štádiá. Vývoj pralesov je podmienený prírodnými disturbanciami spôsobenými vetrom a podkôrnym hmyzom. Naše výsledky potvrdzujú, že v smrekových pralesoch nedochádza k plynulému vývoju a dosiahnutiu dlhodobého rovnovážneho (stabilného) stavu. Prírodné disturbancie v pralesoch vytvárajú  mozaiku vývojových štádií na všetkých priestorových úrovniach a tým vytvárajú širokú paletu vhodných biotopov pre mnoho dnes už vzácnych a ohrozených organizmov. Naopak, v bežne obhospodarovaných  lesoch je na veľkých plochách trvalo udržiavaná iba neúplná časť hustých vývojových štádií takmer bez prítomnosti mŕtveho dreva (ktorá sa dá prirovnať k fáze B), a preto v hospodárskych lesoch mnohé vzácne druhy nenachádzajú priestor pre život.

Ponaučenie pre manažment horských smrekových lesov na Slovensku

Disturbancie ovplyvňovali dynamiku slovenských pralesov počas celého ich vývoja. Naše výsledky potvrdzujú, že aj pri silných a veľkoplošných disturbaciach boli porasty schopné regenerácie a dokázali sa s týmito prírodnými činiteľmi vysporiadať. Preto obavy o to, že les si bez ľudskej činnosti (ťažby a výsadby) neporadí sú neopodstatnené. Tak ako sa to udialo v minulosti, aj tentokrát sa pralesy prirodzene obnovia. Aj v prípade veľkoplošnejších narušení obnovu zabezpečí dostatočná pokryvnosť zmladenia jedincov nad 50 cm (priemerne 1526 ks/ha z toho cca 50% smrek). Zmladenie po prírodných disturbanciach (aj veľkoplošných) je výrazne nepravidelne zhlukovité na všetkých priestorových úrovniach, čo je zásadný rozdiel pri porovnaní s asanovanou plochou,  kde dochádza k redukcii mikrostanovíšť a ničeniu prirodzenej obnovy a následne výraznej uniformite zmladenia (viac-menej rovnomerne rozprestrenie na ploche, rovnaký vek, výška a pod.) a neskôr celého porastu. Prirodzená regenerácia zabezpečuje mozaiku vývojových štádií a rôznorodosť štruktúry na všetkých priestorových škálach (Obr. 5). Prírodné disturbancie len výnimočne odstránia v pralesoch viac ako 70 % korunového zápoja, a presvetlením porastu a zvýšením objemu mŕtveho dreva vytvájú vhodné podmienky pre moho ohrozených druhov (Lehnert et al. 2013, Müller et al. 2008).  To je zásadný rozdiel pri porovaní s výsledkom ťažby kalamity, kde je odstránených bežne 100 % korunového zápoja na rozsiahlych plochách a dochádza k úhynu mnohých ohrozených druhov. Je dokázané, že ponechanie veľkoplošných rozpadov na samovývoj má pozitívny vplyv na biodiverzitu a zároveň neohrozí mimoprodukčné služby lesa (ako napr. kvalitu pitnej vody) (Beudert et al. 2015). Preto obava o osud pralesov a prírodných lesov  z dôvodu prirodzených narušení (lykožrút, vietor) je neopodstatnená a nemôže byť  dôvodom, prečo by sa malo do nich zasahovať.

Obr. 6 Sliepka hlucháňa hôrneho v Tichej doline. Suchý les nepredstavuje hrozbu pre biodiverzitu, napr. aj vzácny dáždnikový druh hlucháň hôrny tu naďalej nachádza vhodné podmienky pre život (foto Karol Kaliský)

 

Zhrnutie

Existujú typy krajiny, v ktorých dôsledkom veľkoplošných narušení prales nikdy nedosiahne rovnovážny stav a stabilnú štruktúry ani na veľkých plochách (Turner a Dale 1998). V našich podmienkach je takýmto typom krajiny smrekový prales (Čada et al. 2013, Brůna et al. 2013). Prírodné disturbancie sú hlavným faktorom zabezpečujúcim prirodzenú obnovu smrekových pralesov. V smrekových pralesoch v podstate neexistuje kontinuálny vývoj bez vplyvu silnejších disturbancií. Skôr či neskôr, vždy príde nejaká disturbancia v podobe vetra či podkôrneho hmyzu, ktorá porast naruší buď silnejšie alebo slabšie. Je zrejmé, že zvýšená frekvencia disturbancií vplyvom klimatických zmien, alebo iné antropogénne vplyvy ovplyvňujú vývoj Slovenských smrekových pralesov. Údaje ktoré sme získali počas výskumu ale ukazujú, že hlavným dôvodom súčasného rozpadu smrekových pralesov je koncentrácia a kumulácia disturbancií medzi rokmi 1820 – 1930, ktorá vo všetkých lokalitách viedla k vytvoreniu relatívne homogénnej vekovej štruktúry lesa (priemerný vek plôch 127 rokov)  na úrovni krajiny. Tým bola zvýšená náchylnosť porastov na veľkoplošnejšie rozpady, čo viedlo k ďalšiemu synchronizovanému kolu rozpadu v súčasnosti. Les má svoju pamäť a jeho súčasný stav je do istej miery dedičstvom procesov ktoré, sa udiali v minulosti.

Z hľadiska pestovania lesa do budúcnosti nesmierne dôležité sledovať vývoj pralesov bez ľudských zásahov. Jedine takto získané poznatky môžu slúžiť pre pochopenie reakcie lesov na meniacu sa klímu.

Martin Mikoláš a kol.

 

Celý článok vo formáte pdf