MÁ DOUGLASKA DEGRADAČNÍ VLIV NA LESNÍ PŮDY?
Doc. Ing. Vilém Podrázský, CSc., Ing. Jiří Remeš, Ing. Michal Maxa - katedra Pěstování lesů LF ČZU Praha
Douglaska tisolistá je dřevinou, jejíž produkční potenciál je na velké části příznivých stanovišť nejvyšší ze všech dřevin temperátní zóny. Využitelnost poskytované dřevní suroviny je přitom všestranná. Přesto je dřevinou často vylučovanou z porostní skladby a zamítanou, a to i mimo oblasti se zvláštním zájmem ochrany přírody. Příčinou je mj. i to, že kromě technologických nedostatků dřevo-zpracujícího průmyslu dosud málo známe její vliv na celý ekosystém lesa, včetně jeho půdní složky.
Vegetace, včetně vegetace lesní, je jedním z hlavních pedogenetických faktorů. Druhové složení lesních porostů (ekosystémů) určuje rozhodujícím způsobem objem i složení opadu, jeho rozklad a množství i kvalitu látek uvolňovaných při tomto procesu. Další přímý způsob, jímž dřeviny ovlivňují stav a vývoj lesních půd, je příjem živin pro primární produkci a tím i jejich odběr z půdního prostředí. Tyto vlivy působí především na nejsvrchnější půdní horizonty, tj. určují v první řadě charakter a vývoj humusových forem.
DOUGLASKA V ZAHRANIČÍ A V ČR
Lesní hospodářství střední Evropy bylo do značné míry spojeno i se změnou druhového složení lesních porostů. V prvním období došlo zejména k šíření smrku, borovice a v menší míře i modřínu na stanoviště, kde se v přirozených poměrech nevyskytovaly, nebo se vyskytovaly v daleko menší míře a za určitých podmínek. To přispělo i k degradaci lesních půd spočívající především ve vytváření surového humusu, podvázání koloběhu živin a acidifikaci půdního prostředí. S působením jehličnatých monokultur byla často spojována i silná podzolizace v určitých specifických oblastech, především s chudými písčitými půdami. V literatuře jsou uvedeny předpoklady i doklady o tom, že změna druhové skladby vedla a naopak v jiných případech nevedla k poklesu produktivity stanoviště.
Další možnosti zvyšování množství, kvality a diverzity produkce dřeva na jedné straně a využívání melioračních účinků lesních dřevin na lesní prostředí na straně druhé byly hledány v oblasti introdukce dřevin. Douglaska tisolistá (Pseudotsuga menziesii /Mirb./ Franco), respektive její vhodné provenience, představuje jednu z produkčně nejzajímavějších variant. Z hlediska objemové produkce se jedná o druh s absolutně nejvyšším potenciálem v temperátních oblastech, na vhodných stanovištích až 2,5x převyšující nejproduktivnější domácí dřevinu, smrk ztepilý. Zatímco o produkci douglasky a např. o provenienčních pokusech je k dispozici značně rozsáhlá literatura, o jejím vlivu na dynamiku lesních půd jakékoli údaje chybějí.
Douglaska patří k často diskutovaným dřevinám v kontextu evropského i českého lesnictví. Pro své růstové a produkční vlastnosti byla v posledních 150 letech zaváděna v řadě evropských zemí. Z nich si zmínku zaslouží zejména rozsáhlé zalesňování zemědělských půd v Irsku a Anglii, kde se právě douglaska výrazně zasloužila o to, že v těchto zemích je nejvyšší běžný přírůst na jednotku plochy v Evropě. Podobně jsou výsadby této dřeviny běžné a rozsáhlé ve Francii a Německu. V některých případech se již douglaska ani nepovažuje za nepůvodní, ale za zdomácnělou dřevinu (jako např. v Čechách třešeň ptačí).
Poněkud jiná je situace v českých zemích. Třebaže jsou k dispozici dosti značné, byť roztříštěné poznatky o jejím růstu, produkci i pěstování, je odmítána nejen kvůli důvodům konzervace přírody, ale rovněž kvůli malým zkušenostem s jejím pěstováním a v souvislosti s odbytovými problémy je opomíjena i lesnickým provozem. Obecně se douglaska považuje za dřevinu s relativně příznivým opadem a dosud se příliš neuvažovalo o jejím možném degradačním vlivu na půdu. Cílem předkládaného příspěvku je proto vyhodnotit vliv této dřeviny v konkrétních porostech na stav lesních půd a diskutovat její význam pro trvale udržitelné hospodaření s přírodními zdroji.
PŮSOBENÍ DOUGLASKY NA PŮDU
Sledovaný porost douglasky je lokalizován na území ŠLP Kostelec nad Černými lesy. Jedná se o porosty 118 B3 a 118 B5 na lesnickém úseku Kostelec. Průměrná roční teplota je zde kolem 8,5 °C, roční úhrn srážek se pohybuje kolem hodnoty 640 mm, půdní typ je hnědozem. Základní porostní a stanovištní charakteristiky jsou doloženy v tabulce 1. Vliv douglasky na stav humusových forem tak byl srovnáván s účinky porostu smrku a porostu s víceméně přirozený druhovým složením (DB, HB).
Vzorky nadložního humusu byly odebírány pomocí ocelového rámečku 25 x 25 cm ve čtyřech opakováních. Byly odebírány vzorky jednotlivých pedogenetických holorganických horizontů, včetně nejsvrchnější části minerální půdy: L, F, H a Ah. Minerální zemina nebyla odebírána kvantitativně. V rámci vrstvy (horizontu) F byly někdy rozlišovány dvě části oddělené v horizontálním směru, vrstva F1 byla odebírána spolu s horizontem L, F2 s horizontem H, pokud nebylo možno odebrat jednotlivé vrstvy (L, F, H) odděleně. Tento postup byl zvolen proto, aby při malé mocnosti jednotlivých vrstev byly dohromady analyzovány vzorky podobného charakteru. Přímo v terénu byly vytvářeny směsné vzorky z odpovídajících si horizontů všech čtyř odběrů. Analýzy byly provedeny v laboratoři se sídlem ve VÚLHM VS Opočno (firma Tomáš) s využitím standardních metod.
VÝSLEDKY ŠETŘENÍ
Výsledky získané v jednotlivých porostech jsou uvedeny v tabulkách 2 až 5. První z nich uvádí výsledky stanovení akumulace nadložního humusu v porostech s různým druhovým složením. Stanovené množství sušiny vrstev povrchového humusu bylo ve srovnání se smrkem nižší v porostu douglasky, ve smíšeném listnatém porostu však byla akumulace méně než poloviční. Jehličnaté porosty se z tohoto hlediska lišily minimálně. Rychlost rozkladu souvisela s obsahem živin a s obsahem látek bránících mineralizaci, v hrubém souhlasu s obecnými předpoklady o relativní rozložitelnosti opadu různých dřevin.
Obsah celkových živin
Tabulka 3 pak dokumentuje obsah celkových živin v holorganických vrstvách v jednotlivých porostech. V listnatém porostu roste obsah celkového dusíku při přechodu z vrstvy L hlouběji, ve vrstvě F2 nabývá maxima a posléze se opět snižuje. Tato tendence dokumentuje maximální mikrobiální aktivitu ve vrstvě F, kde je největší aktivita mineralizace dusíku. V porostu douglasky lze předpokládat podobnou dynamiku, vrstva L je tu však příliš málo zastoupena, aby ji bylo možno analyzovat samostatně.
Na druhé straně obsah dusíku v humusu smrkového porostu klesá průběžně směrem od svrchních vrstev, což dokládá maximum dekompozice ve svrchních horizontech a dusík jako deficitní živinu. V daném souboru porostů je podobná dynamika doložena pro obsah celkového fosforu. Obsah celkového draslíku byl ve všech porostech víceméně vyrovnaný, poněkud nižší v obou porostech jehličnanů.
Obsah dvojmocných bází
Značné rozdíly byly naproti tomu prokázány v obsahu dvojmocných bází. Obsah celkového vápníku byl nejvyšší v porostu douglasky, nižší v porostu listnatém a výrazně nejnižší v porostu smrku, obsah hořčíku jednoznačně klesal v pořadí: listnatý porost, douglaska, smrk. Rozdíl mezi listnáči a jehličnany byl markantní. V případě obsahu celkových živin tedy vykazoval nejpříznivější stav porost listnatý, poté následoval porost douglasky a nejméně příznivá byla situace v porostu smrku. Výjimkou byly živiny limitující celkovou produkci (N, P). V těchto případech byl nízký obsah uvedených živin i v porostech listnatých dřevin.
Analýza přístupných živin
Tabulka 4 uvádí výsledky analýz přístupných živin v jednotlivých porostech. Obsah přístupného fosforu byl v holorganických vrstvách nejnižší v porostu smrku, v minerální zemině pak opět vzrostl. Dokládá to dynamiku P omezenou převážně na vrstvy nadložního humusu ve smrku a intenzivnější zapojení hlubších horizontů v porostech listnáčů. Obsah přístupných bází K, Ca a Mg klesal rovněž v pořadí: listnatý porost, douglaska, smrk.
Listnatý porost tak recykluje báze velice účinně, produkuje humusovou formu s rychlým rozkladem a nejvyšším obsahem živin. Opad douglasky vykazuje nižší rozložitelnost a relativně nižší obsah živin. Lze předpokládat intenzivní fixaci některých z nich v biomase porostu (P, Mg). Vysokou intenzitu příjmu živin a související aktivitu kořenové vrstvy dokládá v porostu douglasky relativně nejvyšší obsah sesquioxidů železa. Smrk akumuluje nejvyšší množství nadložního humusu, vytváří nejkyselejší humusovou formu a nejchudší nejsvrchnější vrstvu minerální půdy.
Základní charakteristiky půdního chemizmu
Stanovení obsahu živin bylo doplněno i analýzou základních charakteristik půdního chemizmu (Tabulka 5). Půdní reakce aktivní byla nejvyšší v porostu douglasky, nižší ve smíšeném listnatém a nejnižší v porostu smrku. Rozdíly jsou malé a nedovolují větší spekulace. Potenciální reakce je rovněž nejnižší ve smrku, příznivější situace je dokumentována v porostu douglasky a nejvyšší hodnoty jsou naměřeny v listnáčích. Zde je velmi patrný odlišný trend ve smrku na jedné straně a v ostatních porostech na straně druhé. Tentýž výrazný rozdíl je doložen pro obsah výměnných bází (hodnota S podle Kappena). Opačná tendence je patrná pro hydrolytickou aciditu (hodnota H). Výsledkem je dosti vyrovnaný obraz kationtové sorpční výměnné kapacity (hodnota T), ale nasycení sorpčního komplexu bázemi se pronikavě liší, je výrazně příznivější v gradientu: DB + HB, DG, SM. Charakteristiky výměnné acidity jsou nejvyšší v porostu smrku.
Obsah uhlíku v humusu
Naproti tomu vykazovala humusová forma v porostu smrku nejvyšší obsah uhlíku (celkového humusu), porost douglasky pak hodnoty nejnižší. To dokládá pomalejší rozklad opadu v porostu smrku a minimální mísení organické a minerální složky v porostu douglasky. Zde je rozklad organické hmoty na povrchu půdy relativně rychlý, její složení pak nepřispívá k vyšší bioturbaci ve srovnání s listnatým porostem. Relativně rychlý rozklad opadu v porostu douglasky je provázen i nejnižším obsahem celkového dusíku, zejména v minerálních vrstvách. Intenzivně rostoucí porost (zásoba listnáče : DG : SM je 241,18 : 573,05 : 395,44 m3/ha) tak fixuje velká množství živin, v první řadě dusíku, ve své biomase.
ZÁVĚR
Srovnání stavu a dynamiky humusových forem v porostech s různým druhovým složením prokázalo počínající degradaci v porostech jehličnanů. Nejpříznivější humusové formy byly vytvořeny v porostu s přirozeným druhovým složením. Vyznačovaly se nejnižší akumulací nadložního humusu, nejvyšším obsahem živin a nejpříznivějším půdním chemizmem.
V porostech smrku bylo prokázáno hromadění surového (nadložního) humusu a postupující acidifikace půd. Smrk akumuluje velké množství živin v biomase i opadu a lze předpokládat i vyplavování bází z půdního profilu.
Humusové formy vytvořené v porostech douglasky se vyznačují charakteristikami, které leží mezi výše uvedenými případy. Douglaska vytváří opad relativně bohatý na živiny a jehož rozklad postupuje značně rychle, alespoň v první fázi. Na druhé straně tento druh fixuje značné množství živin v biomase porostu a relativně ochuzuje půdní prostředí. To je patrné zejména v porostech vyššího věku. V mladších porostech převládá dosud intenzivní růst smrku v oblasti korun spojený s vysokým zápojem, zatímco porost douglasky se vyznačuje zápojem mnohem volnějším. Na otázku položenou v nadpisu příspěvku lze tedy odpovědět kladně: ano, douglaska může způsobit na chudších stanovištích ochuzení svrchní vrstvy půdy o živiny takové intenzity, že to může znamenat pokles produktivity stanoviště v budoucnosti. Porosty douglasky vyžadují z tohoto hlediska podrobnější studium vztahů mezi produkcí a stavem lesních půd, zejména na stanovištích s napjatějším živinovým režimem. Další intenzivní výzkum vlivu jednotlivých dřevin je žádoucí pro jejich zásadní význam v dynamice lesního ekosystému.
Poznámka: Tento příspěvek vznikl díky grantové podpoře MŠMT a v rámci řešení projektu MSM 414100006 - Lesní hospodářství v ekonomicky a ekologicky limitních podmínkách. V rámci studie vznikla diplomová práce Ing. M. Maxy a doktorská práce p. Liao PhD.
Kontaktní adresa:
Doc. Ing. Vilém Podrázský, CSc.
- Ing. Jiří Remeš - LF ČZU v Praze
Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 - Suchdol