Jak se lesní porosty vyrovnají s klimatickými změnami? A jak se naopak pozměněné reakce rostlin projeví na vývoji klimatu? Odpověď mají přinést pokusy, kterým se věnují biologové na celém světě včetně České republiky. Časopis Scientific American přinesl nedávno přehled hlavních témat, kterými se tyto experimenty zabývají. Nejčastěji diskutovanou změnou, s níž se stromy budou muset vyrovnat, je rostoucí koncentrace oxidu uhličitého. Zatímco dnes se ho v atmosféře nachází přibližně 380 částic v milionu (ppm), do konce století se jeho koncentrace může zdvojnásobit. Tento plyn slouží rostlinám jako potrava - při fotosyntéze ho rozkládají na uhlík, který využijí k tvorbě uhlovodíků, a na kyslík, který uvolní do atmosféry. Laika by napadlo, že více potravy musí znamenat lepší růst a prosperitu. Skutečně je tomu tak? Vědci se rozhodli to ověřit v pokusech, během nichž stromy přikrmují právě oxidem uhličitým. Národní laboratoř v Oak Ridge v Tennessee pracuje už přes deset let se zařízením FACE (Free-Air CO2 Enrichment, tedy obohacení vzduchu CO2 pod otevřeným nebem). Tvoří ho zjednodušeně řečeno tyče uspořádané do kruhu kolem stromů v lese, jež vypouštějí zmíněný plyn.
Podobným pokusům se věnují už od roku 1997 také odborníci z Ústavu systémové biologie a ekologie AV ČR. Poblíž osady Bílý Kříž v Beskydech pěstují stromy v pokusných sklenících vysokých sedm metrů. Panují v nich stejné podmínky jako v okolí, s jediným rozdílem: zdvojnásobenou koncentrací oxidu uhličitého.
„Každá metoda má své výhody a nevýhody. Na rozdíl od otevřených pokusů FACE musíme ve sklenících udržovat ostatní parametry uměle. Hlavní důvod, proč jsme se rozhodli pro skleníky, je úspora oxidu uhličitého, který by se jinak velice prodražil. U FACE se tento plyn vypouští do otevřeného prostředí, my můžeme jeho spotřebu přivíráním oken částečně omezit,“ vysvětluje ředitel ústavu profesor Michal Marek.
Jinak se ale podle jeho slov metodika nijak neliší. „Americké pokusy jsou s těmi evropskými naprosto srovnatelné, takže je skvělé, že lze výsledky porovnávat,“ konstatuje profesor Marek.
Přejedené buky Jak z amerických, tak z evropských pokusů zatím vyplývá, že zvýšená koncentrace CO2 rostlinám skutečně umožní rychleji růst. Zároveň se ale jejich reakce liší druh od druhu, takže závěry vypozorované u jednoho stromu nelze zobecňovat. Na Bílém Kříži pěstovali do roku 2005 smrky. Pak je pokáceli a důkladně prozkoumali. Ve sklenících začali ve druhém kole pěstovat smíšený les včetně travin. Ten tu bude vegetovat ještě tři roky.
Některé rozdíly jsou ale patrné už teď - souvisejí s odlišným vegetačním cyklem rostlin. „Buk si musí na začátku vegetační sezony vytvořit zcela novou zeleň, takže se u něj stimulace oxidem uhličitým projeví víc. Listy narostou rychleji, ale zároveň se strom plynu dřív přejí a pak už ho tolik nepohlcuje. U smrků je užitek z CO2 pomalejší, ale dlouhodobější,“ říká Michal Marek.
Zároveň upozorňuje na další souvislost - při vyšší koncentraci oxidu uhličitého vzniká v listech více cukrů, takže listy i jehlice lépe chutnají škůdcům. Ani pro lesníky není rychlejší růst stromů jednoznačně dobrou zprávou. Dřevo přikrmovaných smrků je méně kvalitní, takže stromy ztrácí odolnost vůči vichřicím. Navíc se členitěji větví, takže jejich dřevo bude sukovitější.
Ošidná je také představa, že čím víc stromů a lesů vysázíme, tím víc oxidu uhličitého z atmosféry pochytají. Záleží totiž na tom, do jaké části rostlin se uhlík uloží. Pokud do kmene a větví, zůstane v nich fixovaný dlouhá léta.
Americké pokusy ukázaly, že to platí třeba u borovic. Ambroňové háje v Tennessee ale takovou schopnost nemají - u nich uhlík putuje především do tenkých kořínků, které brzy odumírají, mikroorganismy je rozloží a uhlík se dostane zpátky do atmosféry. Podobné je to pochopitelně s listnatými stromy, které na podzim opadají a vrátí uhlík uložený v listech zpátky do oběhu.
Komu vadí sucho Zvýšení koncentrace skleníkového plynu ovšem nebude jedinou změnou, s níž se stromy budou muset vyrovnat. Klimatické modely předpokládají také nárůst teploty a změny v rozložení srážek.
Pokusy se zavlažováním, které proběhly v Americe, potvrzují předpoklad, že různé ekosystémy mohou reagovat velice rozdílně. Zatímco v mírném pásmu se dospělé stromy s hlubokými kořeny lépe vyrovnávají se suchem, mladé semenáče ho často nepřežijí. V tropickém pásmu je tomu ale přesně naopak.
Omezení srážek o 60 procent tu sice vysušilo půdu v hloubce, ale při povrchu zůstávalo vlhko, z něhož lépe profitovaly právě mladé semenáče.
Pokračování na straně 35
Dokončení ze strany 33
„Je to zajímavý výsledek, i když ne nijak zvlášť překvapivý. Jen potvrzuje to, že stromy v různých vegetačních pásmech hospodaří s vodou rozdílně,“ komentuje výsledek profesor Marek.
Zajímavý je ovšem poznatek, že při vyšší koncentraci CO2 se u rostlin přivírají průduchy, jimiž se vypařuje voda, takže s ní dokážou lépe hospodařit.
Vědci zkoušejí experimentovat také s teplotou. Dosavadní poznatky potvrzují to, co biologové vypozorovali v přírodě: vyšší teplota vede k časnějšímu zahájení vegetační sezony. To má ale svá rizika, protože napučené stromy mohou zničit pozdní mrazíky. „Dřív nebo později se selekčním tlakem změní výskyt druhů dřevin - ty, které se s posunem vegetačních fází nevyrovnají, z dané oblasti vymizí,“ říká Michal Marek (více viz text Lišejníky ustoupí konkurenci na str. 33).
Čtyři v jednom Dosavadní pokusy u nás i v zahraničí většinou zkoumají jednotlivé faktory zvlášť. Nyní je ale vědci chtějí zkombinovat, aby získali ještě věrnější obraz budoucího vývoje. „Jdeme na to postupně. Nejprve jsme se zaměřili na oxid uhličitý a jeden druh stromu. Nyní zkoumáme stejný faktor u smíšeného lesa a postupně chceme začít manipulovat i srážky, UV záření a teplotu,“ podotýká profesor Michal Marek.
Nyní s kolegy připravuje nový projekt CzechGlobe, který umožní doplnit zmíněné další faktory a také experimenty provést ve více opakováních, aby byly prokazatelnější. U Nového Města na Moravě také vznikne nové stanoviště se zaměřením na zemědělské plodiny.
Za jeden z největších přínosů těchto experimentů považuje profesor Marek to, že poskytují konkrétní data pro globální modely vývoje klimatu. „To je velice důležité, protože díky tomu modely nemusí pracovat jen s obecnými trendy, můžeme je kvantifikovat,“ zdůrazňuje český odborník.
Jedním dechem ale připomíná, že výsledky jednoho pokusu nejde zobecňovat. Proto je zapotřebí podobné experimenty provádět v nejrůznějších typech ekosystémů a napříč všemi vegetačními pásmy.
Hodující les
Vědci přikrmují stromy oxidem uhličitým a zkoumají, jak na něj budou reagovat. Napodobují tak podmínky, jaké budou na naší planetě panovat koncem tohoto století, pokud koncentrace CO2 bude růst stejně jako dosud. Takto přikrmené stromy rostou rychleji, zároveň je ale jejich dřevo méně kvalitní a vyšší obsah cukru v listech či jehlicích láká více škůdců.
