Zaměření přednášky: přednášky vymezení pojmu „les“ a výskyt lesa na Zemi hlavní typy lesa systémové pojetí lesních ekosystémů historické aspekty existence lesa globální charakteristika lesů význam dřeva a rizika spojená s globalizací jeho přepravy úbytek lesů, jeho příčiny a důsledky alternativy udržitelného rozvoje lesního hospodářství
2
SOUČASNÉ ROZŠÍŘENÍ LESŮ NA ZEMI
3
VYMEZENÍ LESA fyziognomicky výrazný, strukturně i funkčně nejsložitější terestrický ekosystém, tvořený společenstvem rostlin, hub, živočichů i mikroorganismů lesní organismy jsou vázány na prostředí s určitými edafickými a (mikro)klimatickými podmínkami, jehož edifikátory jsou dřeviny stromovitého vzrůstu mezi jednotlivými lesními dřevinami existují vzájemné vztahy, které ovlivňují procesy růstu a vývoje, vznik specifického lesního mikroklimatu a tvorbu lesní půdy
Definice lesa porost 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 % 4 této plochy (FAO 2001)
Z globálního hlediska jsou velmi nápadné změny charakteru lesa zejména v závislosti na zeměpisné poloze makroklimatu nadmořské výšce
půdně-geologických podmínkách konfiguraci terénu
Les je nutno chápat především jako geografický jev, protože se jeho druhové složení, fyziognomie a další znaky mění podle vlastností prostředí (v závislosti na klimatu).
Faktory limitující výskyt lesa • nízké teploty • nedostatek dostupné vody • nedostatek úrodné půdy
• požáry, laviny a jiné disturbance (= narušení) 5
v NPR Bílá Opava došlo v listopadu 2004 k rozsáhlým větrným polomům NS Bílá Opava znovu otevřena až v létě 2005
mnohem větších rozměrů byla větrná katastrofa ve Vysokých Tatrách na území TANAPu, koncem roku 2004) • padlo 12 000 - 14 000 ha
(ca 1,5 až 3 mil. m3 dřeva) dřeva
6
Hlavní typy lesa A) podle druhové skladby a fyziognomie tropický deštný les tropický (polo)opadavý les tvrdolistý les
opadavý listnatý les boreální jehličnatý les
Agathis Podocarpus sp. robusta Praktické dělení lesů na jehličnaté, listnaté a smíšené vyhovuje hlavně v Evropě a v Severní Americe, méně však v tropech (někteří zástupci nahosemenných (rody Podocarpus - nohoplod či Agathis - damaroň mají široké až vejčité čepele).
7
B) z hlediska původu/vzniku přírodní lesy s.l. – převážně či
umělé lesy – vysázené
zcela vzniklé přírodními procesy
člověkem (smrčiny, bory, akátiny)
původní lesy (= pralesy) – ve volnějším pojetí člověkem ± neovlivněné lesy, jejichž dřevinná skladba i prostorová struktura odpovídají stanovištním podmínkám (patří sem i porosty v minulosti nevýznamně ovlivněné člověkem – např. toulavou těžbou jednotlivých stromů před více než 100 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.)
8
Białowieżsky Park Narodowy
Rýchory
9
přírodní lesy – 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 – druhová skladba dřevin převážně odpovídá stanovištním podmínkám, prostorová a věková struktura je však jednodušší* oproti předchozím typům; tyto porosty vznikaly pod vlivem člověka, který jejich vývoj dlouhodobě usměrňoval (výchovné zásahy, odstraňování klestu, těžba dřeva apod.)
10
SYSTÉMOVÉ POJETÍ LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ LESNÍ EKOSYSTÉM
atmosféra (klimatop)
pedosféra (edafotop)
ekotop
vlivy vnějšího
reakce ekosystému
prostředí
biocenóza rostliny houby
mikroorganismy
živočichové
Lesní ekosystém – prostorový útvar, tvořený biotickými a abiotickými složkami, 11 vzájemně propojenými rozmanitými vztahy (biocenotické, ekologické a fyzikální).
• v lesních biocenózách se uplatňují různé formy mezidruhových i vnitrodruhových interakcí (konkurence, symbióza, mykorhiza aj.), z nichž nejpočetnější a nejvýznamnější jsou vztahy trofické • podle podílu na transportu a přeměnách látek a energií jsou v lesích zastoupeny všechny základní trofické úrovně, úrovně tj. producenti, producenti konzumenti a destruenti, destruenti které na sebe navazují prostřednictvím trofických řetězců. • v lesních ekosystémech převažuje detritový potravní řetězec, řetězec kterým prochází přes 90 % primární produkce • jako každý ekosystém i lesní ekosystém je otevřený systém; systém sousední ekosystémy se vzájemně více či méně ovlivňují prostřednictvím výměny látek a energie • LE se vyznačuje charakteristickou systémovou hierarchií: hierarchií je tvořen systémy nižšího řádu (např. biocenóza), která se dále dělí na složky (subsystémy) nižší hierarchické úrovně (fytocenóza, zoocenóza, mikrobiocenóza, mykocenóza)
12
v každém lese se projevuje složitá hierarchie různých jevů; jevů některé jevy vystupují na vyšších strukturních úrovních, jiné na úrovních nižších (druhové složení, věková struktura × produkce biomasy)
• rostoucí důraz kladený na ekologizaci 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 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 zkamenělé zbytky tropického pralesa z konce prvohor se zachovaly na Radnicku v záp. Čechách
250 million years ago
postupně se ve skladbě lesů začaly prosazovat dřeviny ze skupiny jehličnanů (aridizace klimatu koncem permu) a krytosemenných rostlin (od konce křídy)
V současnosti roste na Zemi 80 000 až 100 000 druhů stromů (World Recources Institute), Institute z nichž je přes 8 700 druhů 15 ohroženo vyhynutím (z toho 976 je kriticky ohroženo) !
Stáří stromů • stromy představují nejstarší živé organismy na Zemi • dřeviny mírných zeměpisných šířek běžně dosahují věku několika set let (500 a více let), tropické v průměru „jen“ 80-120 let Borovice dlouhověká (Pinus longaeva), dožívající se až 4 900 let je uváděna jako nejstarší žijící rostlina; rostlina roste vysoko v horách Kalifornie, Nevady a Utahu (u nejstaršího jedince zvaného „Prometheus“ bylo zjištěno stáří 4950 let).
16
Pinus longaeva
16
GLOBÁLNÍ CHARAKTERISTIKA 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) zhruba 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 – 12 % lesů, tropické lesy jsou zde zastoupeny více než lesy mírného pásu 17
Tab. 1: Rozloha lesa a lesnatost v jednotlivých částech světa (FAO, 2001) Oblast světa
Rozloha lesa (106 ha)
Lesnatost Podíl na celkové (%) rozloze lesů (%)
Afrika
650
22
17
Asie
547
18
14
Austrálie a Oceánie
198
23
5
Evropa a Rusko
1 036
46
27
Severní a Střední Amerika
549
26
14
Jižní Amerika
886
51
23
3 869
29,6
100
Celkem
18
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 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 velké 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 projekt Atmosféra 2045; 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 …?
19
vliv 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.
20
udržování biologické rozmanitosti (biodiverzity) – lesy jsou domovem většiny druhů organismů Země, poskytují cenné genetické zdroje (šlechtění zemědělských plodin*), zdroje nových léčiv; zvlášť významné v ochraně biodiverzity jsou tropické lesy: 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 lesy, 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 dřevo pro dřevozpracující průmysl, palivové dřevo (velkou většinu spotřebovávají rozvojové země), vlákna, pryskyřice, různé lesní produkty (potraviny, léčiva aj.) Dřevo je zdaleka nejdůležitějším zdrojem energie pro rozvojové země a pro mnoho oblastí světa zdrojem jediným ! Je považováno za perspektivní obnovitelný zdroj energie.
21
Rizika spojená s přepravou dřevěného obalového materiálu opakovaně se prokázalo, že dřevěný obalový materiál určený k přepravě zboží všeho druhu, stejně jako i dřevo používané k podepření či zaklínění přepravovaného materiálu jsou zdrojem zavlékání a šíření řady nebezpečných škůdců a původců chorob rostlin mezi nebezpečné lesní škůdce patří např. háďátko borovicové, borovicové rozšiřované dřevokaznými brouky rodu Monochamus spp., které je schopno způsobit masové úhyny porostů borovice; poprvé se háďátko objevilo v Portugalsku v roce 1999 jako důsledek zavlečení dřevěnými obaly z portugalských kolonií v Asii borovicový porost napadený háďátkem
22
Nové fytokaranténní požadavky na dřevěné obaly od 1. března 2005 vstoupily v platnost nové rostlinolékařské požadavky* pro dovoz dřevěných obalů původem ze třetích zemí do Evropské unie včetně České republiky znamená to, že veškerý obalový dřevěný materiál musí být ošetřen dle Mezinárodního standardu FAO pro fytosanitární opatření č. 15 (standard ISPM 15) tepelné ošetření (HT) – zvláštním technologickým postupem musí být dosaženo teploty v jádru (uprostřed) dřeva nejméně 56 °C po dobu alespoň 30 minut fumigace methylbromidem (MB) – v ČR tento způsob ošetření dřeva není povolen !
všechny dřevěné obaly splňující stanovené fytokaranténní požadavky musí být rovněž jednotně označovány: označovány jednotné značení zahrnuje (1) logo IPPC (= Mezinárodní konvence pro ochranu rostlin, International Plant Protection Convention), (2) symbolu pro typ ošetření dřeva, (3) mezinárodního kódu země 23 a (4) číslo podniku, kde došlo k ošetření dřeva
značení našich dřevěných obalů
neoznačené, nebo v horším případě škůdci napadené dřevěné obaly v zásilkách nelze propustit k adresátovi na území Evropské unie v těchto případech zůstává prakticky jediným reálným opatřením jejich spálení (po vybalení zboží v místech vstupu zásilky do ES) 24
lesy na pobřeží představují významnou bariéru proti tsunami, cyklonům či hurikánům vytváření pracovních příležitostí, rekreace, ochrana 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 mohou významně – přímo či nepřímo – ovlivňovat i zdraví člověka; člověka velkoplošná těžba a fragmentace 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) 25
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 $ US 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 26 programům EU přibude v Evropě asi 3 000 km2 lesa
Deforestace
Původní lesy Evropy
27
Tab. 2: Změna rozlohy světových lesů (v milionech ha) za období let 1990 - 2000 (FAO, 2001) Oblast světa
Rozloha lesa Rozloha lesa Změna v celkové rozloze lesů (%) v r. 1990 v r. 2000
Afrika
702
650
- 7,8
Asie
551
547
- 0,7
Austrálie a Oceánie
201
198
- 1,8
Evropa a Rusko
1 030
1 036
+ 0,8
Severní a Střední Amerika
555
549
- 1,0
Jižní Amerika
923
886
- 4,1
3 963
3 869
- 2,2
Celkem
☺
28
hlavní příčiny kácení lesů rostoucí poptávka po zemědělské půdě a dřevě znečišťování 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 travinná společenstva 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 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 druhů (keastone species), které ovlivňují společenstvo mnohem více, než by vyplývalo z počtu jedinců či z podílu biomasy 29
celkový vliv druhu ve společenstvu
KLÍČOVÉ DRUHY vlci, kaloni, fíkovníky, patogenní org.
DOMINANTNÍ DRUHY lesní stromy, vysoká zvěř
VZÁCNÉ DRUHY
BĚŽNÉ DRUHY stromy spodního podpatra, keře
motýli, řada rostlin
Odstranění jediného klíčového druhu může vyvolat tzv. vymírací kaskádu (pokles biodiverzity)
podíl v biomase druhů
deforestace a následující degradace půdy je zvlášť nebezpečná v suchých oblastech → riziko desertifikace (~ postupná přeměna v poušť) masivní deforestace významně přispívá ke globálnímu oteplování (podle odhadů vznikají deforestací a lesními požáry ročně asi 30 2 miliony tun CO2, tj. 25 % z celkových emisí CO2)
je nepravděpodobné, že by se v blízké budoucnosti podařilo zastavit odlesňování, rychlost deforestace však může být výrazně zpomalena a její negativní socioekonomické a environmentální dopady minimalizovány intenzívní kácení lesů v jihovýchodní Asii→ invaze trav rodu Imperata na tisících ha (jsou toxické a znemožňují koexistenci s většinou domácích druhů)
Imperata sp.
deforestace významnou měrou přispívá k současné globální environmentální krizi
31
Imperata cylindrica
32
Alternativy udržitelného rozvoje v lesním hospodářství zlepšení 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 ekoturistiky 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
33
rozšíření lesních plantáží ve většině případů jsou stejnověké a jednodruhové (monokultury); monokultury 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; např. plantáže eukalyptu v Brazílii poskytují ročně z hektaru až 40 m3 dřeva (× využitelné množství dřeva z původních lesů obvykle jen 1 – 3 m3) při průměrné produkci 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 globální spotřeba dřeva) dřeva byla vypracována doporučení, aby lesní plantáže byly tvořeny směsicí různých klonů, genotypů a/nebo druhů (→ potřebné pro udržení dobrého zdravotního stavu daného biotopu a zachování jeho 34 biodiverzity)
současná rozloha (sub)tropických plantáží se odhaduje na 51 milionů ha (FAO 2001), s převahou druhů r. Eucalyptus (26,2 %), Acacia (14,9 %), Pinus (10,5 %), Tectona grandis (10,3 %)
Eucalyptus mannifera Tectona grandis
35
teakové dřevo
36
plantáž kaučukovníku
37
38
plantáže by však měly být zakládány na místech, která nelze jinak vhodněji využít, nikoli jako náhrada po původních lesích !
omezení ilegální těžby dřeva dlouhodobý problém, způsobující enormní poškozování lesů, 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 lesů; lesů příslušné certifikáty by měly dovozcům zaručit, že dřevo pochází z lesů obhospodařovaných trvale udržitelným způsobem
39
Fragmentace lesa představuje relativně plíživý způsob poškozování lesů, 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 40
41
Podocarpus macrophyllus 42
háďátko borovicové
kozlíček smrkový 43
