VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Uhlíkové lesnictví je novým pojmem, který se v lesnictví objevil ve vazbě na ekologické služby, respektive funkce lesa a na globální změnu klimatu (GZK). GZK je vyvolána s vysokou pravděpodobností narůstající koncentrací skleníkových plynů v ovzduší - především pak oxidu uhličitého (CO₂). Koncentrace CO₂ v atmosféře stoupá v posledních desetiletích strmě vzhůru, s pravidelným ročním nárůstem, přičemž již počátkem roku 2015 došlo k překročení koncentrace, která je považována za hranici „nenávratnosti“. To znamená, že planeta Země se bude velmi pravděpodobně oteplovat i nadále.

CO₂ je do ovzduší uvolňován především lidskou činností - spalováním fosilních paliv (uhlí, ropy), těžbou cementu, či v důsledku změn využívání krajiny (odlesňováním) i návazným oteplováním prostředí způsobujícím zvyšování respirace (dýchání) a urychlování rozkladných procesů organických zbytků, čímž dochází ke zpětnému uvolňování uhlíku do atmosféry (především z půdy). Uhlík je z atmosféry přijímán zelenými rostlinami v procesu fotosyntézy a ukládán do jejich biomasy (nadzemní i podzemní), opadu a půdy. Celkově je v suchozemských ekosystémech uloženo přibližně 1 580 Gt uhlíku v půdě a 610 Gt ve vegetaci. Podstatná část z toho je uložena právě v lesích, které jsou přirozeným klimaxovým společenstvem vývoje terestrických ekosystémů, mají stále značnou rozlohu a vysokou schopnost poutat a ukládat uhlík. Například u boreálních lesů (tajgy) činí zásoba uhlíku ca 88 Gt ve vegetaci a až 471 Gt v půdě, u lesů mírného pásma je uhlíku ve vegetaci ca 59 Gt a v půdě 100 Gt, v tropických lesích pak ca 212 Gt ve vegetaci a 216 Gt v půdě.

Je logické, že ke snižování projevů GZK lze přispět buď snížením emisí CO₂ (respektive všech skleníkových plynů), nebo zvýšením rychlosti a prodloužením doby jeho fixace z atmosféry do rostlin, opadu či půdy. Toho lze docílit zvyšováním zastoupení určitých rostlinných společenstev a změnou jejich obhospodařování tak, aby byla zvýšena rychlost poutání CO₂ z atmosféry nebo zvýšena kapacita ekosystému tento uhlík uchovávat.

Uhlíkové lesnictví lze tedy chápat jako tvorbu a úpravu struktury lesů takovým obhospodařováním (zakládáním, pěstěním, obnovou, těžbou atd.), které zvýší schopnost lesa odnímat, poutat a ukládat CO₂ z atmosféry do biomasy stromů a půdy.

Zjišťování zásob uhlíku

Zjistit a porovnat zásoby uhlíku mezi různými typy porostů v lesích ČR nebo mezi různými typy ekosystémů lze několikerým způsobem. Lze vyjít z dat již zavedených monitoračních programů (CzechTerra) anebo opakovaných inventarizačních šetření (Národní inventarizace lesů ČR) vedoucích k výkaznictví emisních inventur, přípravě lesních hospodářských plánů (LHP) aj. LHP obsahují důležité informace na úrovni jednotlivých porostů (především o rozloze, dřevinném složení, věku, zásobě aj.). Informace o zásobě dřeva jednotlivých druhů dřevin v porostu lze použít k přepočtu pomocí tzv. expanzních nebo konverzních faktorů, či alometrických rovnic (vyjadřují vztah mezi jednoduše měřitelnými parametry kmene či koruny a biomasou) na celkové množství biomasy nebo biomasu jednotlivých orgánů (listoví, větve, kmeny, kořeny). Obsah uhlíku pak činí přibližně polovinu suché hmotnosti biomasy. Možné je při podrobné inventarizaci porostu zjistit také množství uhlíku v odumřelém dřevě při znalosti jeho množství a stupni rozkladu. Zjišťování obsahu uhlíku v půdě se jeví jako nejproblematičtější, neboť vyžaduje přímé vzorkování.

Zásoby uhlíku v zemědělské i lesní půdě (do hloubky 30 cm) jsou v ČR již zmapovány (Marek a kol.: Cyklus uhlíku v terestrických ekosystémech ČR. Academia, Praha 2011). Pro zmapování uhlíkových zásob do větších hloubek by bylo třeba další rozsáhlé šetření. Jak bylo uvedeno výše, největší zásoby uhlíku v lesní půdě jsou v chladnějších oblastech v biomu boreálního lesa. Rychlost rozkladu organických zbytků rostlin (a uvolnění uhlíku) je totiž závislý na vlhkosti a teplotě půdy. (Proto mj. hrozí při globálním oteplení v oblastech tajgy k uvolnění značných množství uhlíku zpět do atmosféry.) V našich lesích urychluje rozklad samozřejmě také větší dostupnost vlhkosti a tepla do půdy, ke které dochází především na holinách nebo po razantnějším rozvolnění korunového zápoje porostu. K ještě větším ztrátám uhlíku z půdy může docházet navíc při přípravě půdy.

Nejnovější techniky tzv. vířivé difuze (Eddy-covariance, EC) dovolují monitorovat aktuální uhlíkovou výměnu mezi ekosystémem a atmosférou dokonce až několikrát za sekundu a vyhodnotit tak jeho celkovou uhlíkovou bilanci v čase (Marek a kol. 2011). EC technika je systém využívající nejmodernějších analyzátorů plynů, ultrazvukového anemometru a procesoru s příslušným softwarem. Analyzátory měří okamžité koncentrace vybraných plynů v ovzduší (nejčastěji CO₂ při měření toků uhlíku, H₂O při měření evapotranspirace a toku energie) v těsné blízkosti ultrazvukového anemometru měřícího v 3-D prostoru směr a rychlost vzduchu. Pro vyhodnocení schopnosti ekosystémů v České republice vázat atmosférický uhlík jsou v současnosti monitorovány EC technikou tyto vybrané ekosystémy: I. mladá horská smrčina (40 let, Beskydy), II. dospělá smrčina vrchovinné oblasti (115 let, Drahanská vrchovina), III. dospělá bučina (115 let, Bílé Karpaty), IV. lužní les (115 let, Lanžhot), V. topolová plantáž (8 let, Domanínek), VI. horská louka (Beskydy), VII. agro-ekosystém (Křešín), VIII. mokřad (Třeboň). Všechny tyto ekosystémy tvoří síť tzv. ekosystémových stanic v rámci celoevropského integrovaného pozorovacího systému toků uhlíku (ICOS - Integrated Carbon Observation System).

Návrh lesnických opatření

Na základě dosažených výsledků v šetření uhlíkových zásob, ekofyziologických a dendrometrických měření s doplněním prognóz z výsledků tzv. účinkových studií v ekosystémech s různým typem obhospodařování a zpracování rozsáhlé literární rešerše bylo možné sestavit katalog opatření, které vedou ke zvýšení funkce ekosystémů poutat a dlouhodobě ukládat vzdušný uhlík (Marek a kol. 2011). Nejvíce byla tato opatření rozvedena pro lesní ekosystémy, a to až do podoby návrhu rámcových směrnic hospodaření pro nejvíce zastoupené cílové hospodářské soubory v ČR. Bylo zjištěno, že změnou současné druhové skladby lesů v ČR nelze očekávat přílišné navýšení celkové zásoby uhlíku v biomase či lesních půdách, avšak hospodářská opatření mohou směřovat ke stabilizaci uhlíku v půdě a zvýšené rezistenci proti nenadálým změnám a katastrofickým scénářům vývoje klimatu. Mezi taková hospodářská opatření patří především pěstování smíšených lesů obhospodařovaných nepasečnými způsoby.

Doc. Ing. Radek Pokorný, Ph.D., Ústav zakládání a pěstění lesů, LDF MENDELU v Brně, Ústav výzkumu globální změny AV ČR