ERC-LONGWOOD: Projekt výzkumu vývoje lesů na Moravě od prehistorie do současnosti Radim Hédl Botanický ústav AV ČR Oddělení vegetační ekologie Brno

Proč chceme znát historii lesů? lepší poznání současného stavu přírody lesů může pomoci při rozhodování o managementu dává našim současným činnostem širší rozměr Topic=(historical ecology) Title=(historical ecology)

Jak můžeme porozumět minulosti přírody? archeobotanika paleoekologie vědy o Zemi historie botanika (neo)ekologie -10 000 -1000 -100 years fosilie: pyl makrozbytky uhlíky … archivní zdroje: psané mapy umění … rostliny: druhy vegetace prostředí …

Obory: rozsah a rozlišení jemné ekologie paleoekologie archeologie historie hrubé čas 6000 3000 2000 BC AD

“ekologické” vs. “historické” zdroje Hranice kolem roku 1800 ca. 1800 AD starší mladší “historické” zdroje nejsou bezprostředně použitelné často kvalitativní Například: urbáře soupisy majetku účetní knihy normativní příručky “ekologické” zdroje bezprostředně použitelné většinou kvantitativní Například: lesnícké dokumenty katastry mapy majetků

Cykly pařezení – jak často byly lesy mýceny Mikulovské panství (J Morava) Urbář z roku 1384: “Das holcz, das do get niderhalb des wegs durich die Chlausen, das haist der Lelasch, und ist deselb zeit 2 jar alt gevesen; wann er zw 7 jarn chumpt, so schaczt mann für 36 lb. und 2 lb. ze leitchauff.” Soupis lesů z roku 1692:

Lesy v České republice v současnosti pokrývají asi 34 % území

Lesy nížin, vysočin a hor do 400 m n.m. 400-800 m n.m. nad 800 m n.m.

Nížiny převážně odlesněné už od neolitu (7ka BP)

doba bronzová neolit černozemě

Moravské katastry první záznam

Historická databáze Data o lese 2012-2013 – zatím většinou nížiny

Co jsou to nížinné lesy? do 400 (500) m nadmořské výšky teplejší, zpravidla sušší klima osídlení po tisíce let intenzivně obhospodařované konzervativní: starobylý les (ancient forest) cenná (a ohrožená) biodiverzita anglicky: lowland woodland

Tři základní formy hospodaření v nížinných lesích pařezina (nízký les) vysoký les pastevní les nejčastější v minulosti nejčastější v současnosti málo informací, dnes není

Snížená intenzita těžby za posledních 150 let Lesnické mapy, NPR Koda, ca. 460 ha Silný pokles po roce 1900 Orig. J. Müllerová

Pařezení na malém prostorovém měřítku Dendrochronologie výstavků NPR Děvín, ca. 24 ha Czech Republic Pálava PLA J. Altman et al., PLoS ONE, 2013

Pařezení na malém prostorovém měřítku Detekce uvolnění v letokruzích J. Altman et al., PLoS ONE, 2013

Pařezení na malém prostorovém měřítku Roky posledního pařezení Hospodářský plán 1925

Uvolnění v letokruzích výstavků a roky pařezení 1895-1897 1935-1937

Důsledky pro zmlazení dubu Pařezení na malém prostorovém měřítku Důsledky pro zmlazení dubu Po ukončení pařezení skoro žádné odrůstání J. Altman et al., PLoS ONE, 2013

Objekt zájmu: Teplomilné doubravy na vátých píscích 34

Motivace našeho výzkumu Lokalita je považována za významnou z hlediska ochrany přírody – vzácná a specifická vegetace, druhy. Chceme vědět nakolik představují cenné teplomilné doubravy „reliktní společenstvo“ (H0), případně zda se historicky měnily pod vlivem hospodaření (HA) Přístup Integrace několika disciplín a zdrojů dat o minulosti.

Přístup tzv. „forest hollows“ „mělké sníženiny“, MS 37

90 cm 12 000 yr

Střední holocén – Vrcholný středověk (pyl) Expanze mezofilních dřevin; dominance lísky Zvýšená trofie První obiloviny a indikátory pastvy – osídlení 4800 BC – 1500 AD 40

Zákaz těžby dubů ve 14. stol. Analýza psaných dokumentů: Zákaz kácení dubů kolem roku 1350 Změna názvu: Klečka -> Dúbrava Palynologie: Výrazný vzestup Quercus ve všech 4 profilech 41

Vrcholný středověk – recent (pyl) Dominance Quercus, pokles Corylus Nárůst antropogenních indikátorů – intezifikace lidského impaktu v Dúbravě Výsadby Pinus 1500 AD – 2000 AD

Jak vznikla a byla udržována vegetace cenných teplomilných doubrav? Různorodý management pařezení pastva lesní louky kosení sena zákaz těžby dubů kolem roku 1350

1. NPR Děvín, Pálava Příklad změn lesní vegetace během 2. poloviny 20. století

Za posledních 60 let výrazné změny biodiverzity NPR Děvín, Pálava 380 ha, z toho asi 260 ha zalesněno Celá lokalita byla intenzivně hospodářsky využívána po několik tisíciletí – lesy jako pařeziny až do 20. století Poslední pařezení ve 30. letech 20. století Od r. 1946 rezervace, hospodaření silně utlumeno Za posledních 60 let výrazné změny biodiverzity silný úbytek druhové diverzity změny ve druhovém složení vegetace

Metoda: opakování průzkumu druhového složení lesní vegetace z 50. a 60. let 20. století Soubor 122 ploch, pozice podle mapy velikost 100-1000 m2 Vegetační snímky (soupisy) ze dvou období: 1. 1953-1964 2. 2002-2003 Porovnání pomocí statistických metod používaných v ekologii

Děvín: posun ve druhovém složení vegetace posun v podmínkách prostředí Les je druhově chudší, tmavší, vlhčí a úživnější než před 50 lety

Beta-diverzita (heterogenita) vegetace statisticky průkazné snížení heterogenity vegetace F=6.6, p-value <0.001 1953 2003 Metoda: Multivariate dispersion (Anderson et al. 2006, Ecol. Lett.)

2. Milovický les, Pálava Další příklad změn vegetace v hospodářském lese s cennou biodiverzitou

Během 20. století změna hospodaření Milovický les, Pálava příklad změn vegetace hospodářského lesa se zajímavou biodiverzitou rostlin a živočichů Milovický les byl intenzivně obhospodařován jako pařezina s výstavky (=střední les) po mnoho staletí Výsledkem je vegetace teplomilných doubrav hostící řadu vzácných druhů organismů Během 20. století změna hospodaření (převod na les vysoký, oborní chov zvěře) posun ve složení vegetace úbytek cenné biodiverzity

Milovický les: posun ve druhovém složení vegetace DCA, bylinné patro 1953 1992 2006 rok 0 39 let 53 let 2nd 1st Statisticky vysoce průkazná změna v čase

Milovický les: beta-diverzita (heterogenita) 1953-1992-2006: snížila se Bylinné patro Dřeviny Metoda: multivariate dispersion – vzdálenosti od centroidů (Anderson et al. 2006, Ecol. Lett.)

Milovický les: zastoupení skupin diagnostických druhů: mění se (4 spp.) (9 spp.) (7 spp.) (18 spp.) (5 spp.) (3 spp.) statisticky definované diagnostické druhy vyšších syntaxonů české vegetace (Chytrý et Tichý 2003)

3. Český kras: Třetí příklad změn vegetace v hospodářském lese s cennou biodiverzitou

Český kras příklad změn lesní vegetace na úrovni krajiny Částečně zalesněné území ve středních Čechách, dlouhodobý intenzivní vliv člověka – v lese hlavně pařezení Diverzifikovaná lesní vegetace, druhově velmi bohatá (na ploše 200 m2 až 80 druhů cévnatých rostlin) Během 20. století převod z pařezin na vysoký les změna podmínek prostředí změna druhové diverzity

Postupné zvyšování věku lesa za posledních 200 let NPR Koda (část zkoumaného území) 1864 1892 1805 1967 2008 Orig. J. Müllerová

Od pařezin k vysokému lesu opakované fytocenologické snímky V. Samka z konce 50. let dubohabřiny Orig. A. Veverková

světlo - zápoj vlhkost živiny - dusík acidita Odhad změn podmínek prostředí: Ellenbergovy indikační hodnoty vlhkost světlo - zápoj acidita živiny - dusík Orig. A. Veverková

Změna druhového složení Nárůst počtu druhů Fraxinus excelsior keř 52.2 Elymus caninus 49.6 Fagus sylvatica juv. 49.1 Cornus mas juv. 43 Galium odoratum Acer pseudoplatanus juv. 41.8 Carpinus betulus juv. Cornus mas keř Prunus avium juv. 41.1 Alliaria petiolata 41 Acer platanoides juv. 37.7 Tilia cordata+plat. juv. 37 Impatiens parviflora 36.7 Chaerophyllum temulum 36.4 Sanicula europaea 35.7 Galium aparine 34.8 Mercurialis perennis Přibylé druhy: mladé dřeviny nitrofyty Ubylé druhy: moc jich není Viola hirta 40.6 Trifolium alpestre 38.4 Myosotis sylvatica 36.7 Phyteuma spicatum 34.3 Avenella flexuosa 31.5 Silene nutans 31.4 Veronica chamaedrys agg. 30.8 Orig. A. Veverková upravil R. Hédl

Druhová bohatost (na plochách) Změny diverzity: dusík nebo světlo? 23 studií opakovaných snímků z Evropy Druhová bohatost (na plochách) Gradient dusíkaté depozice Verheyen et al., 2012, J Ecol

Ellenberg N Ellenberg L Verheyen et al., 2012, J Ecol

Pokryvnost nadrostu Stínění nadrostu Verheyen et al., 2012, J Ecol

Klimatická změna 1409 opakovaných ploch Termofilizace Temperátní lesy v SZ a střední Evropě S Amerika De Frenne et al., PNAS, 2013

Klimatická změna Makroklima vs. mikroklima Zapojování nadrostu brzdí termofilizaci De Frenne et al., PNAS, 2013

The research leading to these results has received funding from the European Research Council under the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) / ERC Grant agreement no 278065.