Alternativní postupy rekultivací v oblasti Karvinska Komise pro životní prostředí AV ČR – 22.3.2011 Alternativní postupy rekultivací v oblasti Karvinska doc. ing. Barbara Stalmachová, CSc. VŠB-Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologické fakulta Institut environmentálního inženýrství 17. listopadu 15 708 33 Ostrava – Poruba e-mail: barbara.stalmachova@vsb.cz

Základní cíle rekultivací OBNOVA KRAJINNÝCH FUNKCÍ koncepce tvorby pestré krajinné struktury, tj. koncepce zastoupení vhodného poměru lesních, zemědělských, vodohospodářských, urbanistických a rekreačních forem rekultivace = obnova (znovuoživení) přírodních, kulturních a sociálně-ekonomických charakteristik území

Obnova přírodních charakteristik Ochrana a obnova přírodních a přírodě blízkých biotopů v území cílená ochrana mimolesní zeleně, stojatých vod a mokřadů (jejich význam pro ekonomiku obyvatel – zdraví, zdroje, zázemí, rekreace, kultura) Plošná ochrana planě rostoucích rostlin a volně žijících živočichů – osvětou a vzděláváním

Pro obnovu krajinných funkcí: (alternativní typy rekultivací) spontánní sukcese obnova lesa obnova luk a pastvin – TTP voda v krajině ekoton – nedílná součást krajiny lesnická rekultivace zemědělská rekultivace vodohospodářská rekultivace

Mezi základní vlastnosti stanovišť NA ODVALECH patří skutečnost, že jsou tvořeny substráty s primitivní morfologií půdního profilu. Fyzikální vlastnosti pískovců, prachovců, jílovců a jílovitých břidlic jsou pro vývoj vegetačního krytu poměrně příznivé. Vodní bilance stanoviště je pro vegetační kryt také poměrně příznivá. Půdní voda je rostlinám snadno dostupná. Hlušiny násypy představují téměř volně propustné zvodnělé systémy s volnou spodní hladinou s projevy ascendentních toků, které se často projevují vynášením rozpustné mineralizace. V hloubce cca 25-30 cm je často pozorovatelná zóna nasycení vodou, s téměř konstantní a vysokou vlhkostí. Působením klimatických vlivů a zvětrávacích procesů dochází k postupné tvorbě surového substrátu s dostatečnou pórovitostí, obsahem minerálních látek a s dostatečnou vlhkostí. Pro vývoj vegetace na černouhelných haldách je limitním faktorem teplota substrátu. Limitním faktorem pro citlivé druhy může být obsah dusíku (hlušiny s uhelnými proplástky x hlušiny z prádla) a fosfor (pískovce x jílovce a břidlice s proplástky)

Spontánní sukcese Zvodnělé poklesy Odvaly, hlušiny, demolice, lada, sedimentační nádrže Rozvoj ruderálních a raných typů společenstev Vývoj lesů – dlouhodobý proces/nejstarší odvaly na Ostravsku od roku cca 1850 – charakter ochuzených březových doubrav a suťových lipo-javorových hájů) Sever x jih Zvodnělé poklesy rozvoj přirozených, často ohrožených a vzácných rostlinných společenstev a na mokřady a vodní plochy vázané fauny

Obnova lesa lesní porosty vychovávat směrem k přírodě blízkým a přirozeným porostům – metodami řízené sukcese, usměrňováním spontánní sukcese Další výsadby a realizace už schválených lesnických rekultivací musí být řešeny s dostatečným překryvem humusutvornými a organickými překryvy tak, aby v dalším pěstění lesa bylo možné užívat běžné lesnické metody V technologiích zohledňovat i hlediska pro obnovu a posílení ekologické stability krajiny - pro výsadby ve volné krajině nutné preferovat sortiment autochtonních druhů

Obnova lesa vycházet z požadavků na projekty krajinného plánování (revitalizační programy, komplexní pozemkové úpravy, realizace ÚSES, ochrana krajinného rázu): zachování genofondu domácích druhů dřevin a jejich přirozených společenstev v oblasti (v rámci tvorby a údržby prvků ÚSES je podmínka použití domácích druhů závazná); domácí druhy rostlin a jejich společenstva jsou nejlépe přizpůsobeny lokálním podmínkám, tak úspěšně a relativně rychle přispívají ke zvyšování ekologické stability území; výsadba introdukovaných druhů cizího původu do krajiny je problematická. Podílejí se na sekundárním snižování druhové diverzity ostatních složek biocenózy (nejsou rozvinuty potravní adaptace – Quercus rubra, způsobují chemické změny v půdním profilu – Robinia pseudoacacia, Picea pungens, Pseudotsuga menzienzii) apod.;

Obnova lesa nevhodný je i dovoz u nás domácích druhů z jiných fytogeografických oblastí. Odchylky genotypu vzdálených populací se mohou negativně projevit v jejich úspěšnosti u nás (např. menší odolnost vůči chladu – namrzání), popř. křížením mohou narušit genotyp místních populací. Dovozem dřevin z jiných geografických oblastí se výrazně zvyšuje nebezpečí výskytu chorob (spála růžovitých, tracheomykózy, syndrom chřadnutí u Quercus robur atd.). Volba nejvhodnějšího cílového typu společenstva - podle podmínek stanoviště (tj. cílových druhů rostlin) nebo přípravné druhy dřevin a ostatních rostlin tak, aby v první fázi rekultivace rostliny vytvářely podmínky pro spontánní ecesi dalších druhů. Doporučená druhová složení sadebního materiálu pro jednotlivé typy stanovišť ve volné krajině vycházejí ze studia polopřirozených a přirozených společenstev rostlin.

Betulo-Quercetum Srov. s Luzulo-Fagetum Srov. s Luzulo-Fagetum Srov. s Tilio-Acerion Betulo-Quercetum Carici elongatae- Alnetum

Obnova luk a pastvin – TTP V částech sanovaného segmentu krajiny je doporučeno zakládat travnaté plochy (druhové složení: Festuco-Brometea, Arrhenatherion, Alopecurion pratensis, Calthenion, Molinion podle vlhkosti stanoviště), doplněné o skupiny keřů (plodonosné, domácí): změna barvy povrchu zmírní extrémní mikroklima hlušiny, vytváří se základ pro rozvoj organické části půdního substrátu, bohatý organický opad plodonosných keřů pozitivně působí na pedogenetické procesy, vytvořením potravních vazeb ovlivňuje rychlé oživení zoocenóz

Voda v krajině poklesy „neškodné” – do 4 cm, nejsou pokládány za škody na krajině a nerekultivují se periodické tůně – mělké poklesy, nejčastěji v okrajích dobývacích prostor, ekologický význam mělké poklesy – mokřady poklesové tůně poklesová jezera Periodické tůně – s jarním a podzimním zvodněním Poklesové tůně– plocha do 100 m2 a/nebo hloubka do 3 m Poklesová jezera– plocha nad 100 m2 a/nebo hloubka nad 3 m

Problematika salinity vod v poklesech (převažuje sulfátová) LIMITY A POŽADAVKY NA REKULTIVACE/SPONTÁNNÍ/ŘÍZENOU SUKCESI – VODA V KRAJINĚ výška hladiny podzemní vody a její kolísání rozsah a hloubka předpokládaného poklesu nebo předchozího využití (sedimentační nádrže) možnost dotace povrchovými vodami a možnost zprůtočnění neskrytý terén je okamžitým zdrojem živin pro iniciaci a rozvoj vodních ekosystémů, zároveň podporuje podmínky pro eutrofizaci Terén po skrývce půd je nutné upravit, tj. vytvořit strukturovaný sediment (proporcionální zastoupení štěrků, písků), do něj vysadit diaspory makrovegetace, která omezuje rozvoj fytoplanktonu a rozvoj řas hloubka vodní plochy: pro stratifikaci vodního sloupce je rozhodující hloubka 5 až 6 m. Co nejširší litorální pásmo (¼ až ½ celkové vodní plochy) se sklonem 1:10 až 1:15 (plní funkce ochrany vodního ekosystému, má nejvyšší produktivitu a diverzitu druhů). pro sanaci břehů vodní plochy využití hlušin omezeno na pískovce a prachovce, nedoporučuje se použít jílovce (využití je podmíněno analýzou obsahu biologicky dostupného fosforu - P). V případě tvorby strukturovaného dna není využití hlušin omezeno (podmínkou je trvalé zavodnění hlušin). Problematika salinity vod v poklesech (převažuje sulfátová)

Úprava břehů vodních ploch výsadbou keřů a zatravněním. Umožnění rozvoje rákosových porostů, jejich využívání nejen z hlediska prostorového a ochranného, ale také jako"kořenové čističky“, prostor pro hnízdění a úkryt vodních ptáků. Pro vytvoření dostatečného prostoru pro ptáky je vhodné zachovat několik suchých stromů na stanovišti, popř. je po pokácení ponechat ležet. V pohledově málo exponovaných částech je vhodné ponechat několik hromad suchých větví – hnízdní prostory pro drobné ptactvo, zdroj organické hmoty. Výsadbou plodonosných keřů svazu Berberidion zabezpečit dostatek hnízdního prostoru a potravní zdroj pro drobné ptáky,savce a především hmyz. Sledování vývoje společenstev vodních hladin. Sledování, popř. reintrodukce zvláště chráněných druhů rostlin.

Ekoton – nedílná součást krajiny významný prvek, který by měl být díky svému významu a funkcím v krajině začleňován povinně do všech typů sanací (včetně okrajů lesů)

Ekonomické zhodnocení náročnosti rekultivací Na Karvinsku se neukládají odpady, ale zahlazují se škody – hlušinou Náklady na sanaci se odvíjejí od mnoha faktorů, jako např.: rozsah likvidované obytné a průmyslové zástavby, nutnost přeložek komunikací a tratí, náhradní výstavba inženýrských sítí, morfologie terénu kopcovitý terén - rekultivace úpravou pozemků po snesených objektech, přeložky inženýrských sítí, odvodnění zbývajících pozemků drenáží, rovinatý terén v nivě řeky Olše - rekultivace na vodní plochu, formou revitalizace území vyrovnáním poklesové kotliny a navýšením území na poklesy do vyuhlení ložiska. Náklady na rekultivaci se dělí na: náklady na skrývky kulturních zemin a jejich deponii náklady na vyrovnání poklesové kotliny s navýšením území na poklesy do vyuhlení ložiska překryv urovnané pláně kulturními zeminami zalesnění nebo kultivace na zemědělskou půdu.

Porovnání nákladů různých typů rekultivací Makarius uvádí: „Skutečnou újmou nemusí být každá změna, která se na zemském povrchu v důsledku těžby projeví. Za škodu možno pokládat pouze takové změny, které narušují některou z funkcí krajiny.“ (České horní právo. MONTANEX, a.s. Ostrava 1999, ISBN 80-7225-033-7) Porovnání nákladů různých typů rekultivací Ekonomické zhodnocení či porovnání nákladů různých typů rekultivací musí vycházet ze znalosti skutečných nákladů na v minulosti prováděné rekultivace a z kvalifikovaného stanovení nákladů na spontánní sukcesi a na řízenou sukcesi. Porovnání nákladů srovnatelné = náklady na vlastní rekultivaci (s vyloučením nákladů na technickou sanaci) prováděnou klasickými metodami s metodou přirozené sukcese a metodou řízené sukcese. Srovnání nákladů pro modelovou plochu o rozloze 10 ha, tj. 100 000 m2. Výsledným využitím bude lesní plocha.   Varianta řízená sukcese Náklady na údržbu lesního porostu, prořezávky - na 5000 Kč/ha ročně u raných stádií s rekultivačním cílem trvalého zalesnění nebo zatravnění plochy vznikají náklady na osivo a práce související s osevem ploch. V případě travních směsí lze určit náklady na osivo na cca 20 000 Kč/ha. Dřeviny pro výsevy - domácí druhy, lze odhadnout cca 35000 Kč/ha.

Hodnocení rekultivací z hlediska biodiverzity Při výběru dřevin pro zalesňování antropogenních substrátů se věnuje pozornost především dřevinám listnatým, a to ze dvou důvodů: půdotvorný význam listnáčů vysoká odolnost proti znečištěnému ovzduší průmyslovými emisemi, především SO2 a tuhými znečišťujícími látkami. Druhy v minulosti: Tilia cordata, Tilia platyphylos, Acer pseudopatanus, Acer platanoides, Alnus glutinosa, Pinus nigra, Quercus rubra, Picea abies, Fagus sylvatica Dnes: schvaluje se autochtonní skladba – v závislosti na stanovišti, zákaz výsadeb cizích druhů částečně se daří prosazovat i keře

listnaté druhy, blokování vývoje přehřívání povrchu hlušina bez podsevu hlušina s podsevem překryv bez podsevu překryv s podsevem poznámka   lesní a stinné ruderální lesnická rekultivace 7 3 4 5 2 listnaté druhy, blokování vývoje přehřívání povrchu řízená sukcese 6 9 způsob výsadby, spol. sutí, lesní spontánní sukcese S a V 8 Iniciální – edaf.klimax březové doubravy  spontánní sukcese J a Z 1 spol.ochuzených sutí, štěrk. náplav

Zvodnělé poklesové kotliny Čím intenzivnější zásah, tím horší… Ideální stav – břehy i vodní plocha spontánně formuje se přirozená skladba vegetace a fauny = metaspolečenstva (cca 8 – 15 let) Každý technický zásah naruší přirozený vývoj (prodlouží se doba formování přirozených společenstev, tvorba ostrých hranic – hlušina x vodní plocha…)

Děkuji za pozornost