Dynamika a management přírodních a přírodě blízkých lesů

Prezentace na téma: "Dynamika a management přírodních a přírodě blízkých lesů"— Transkript prezentace:

1 Dynamika a management přírodních a přírodě blízkých lesů
5 Přirozený výskyt lesů a jeho hranice

2 Přirozený výskyt lesů Předpokladem přirozeného výskytu lesů a jejich porostů jsou nezbytné ekologické faktory, působící po dostatečně dlouhou roční dobu – tzv. vegetační dobu. Každá dřevina má určitý rozsah tolerance těchto faktorů či tzv. ekologickou amplitudu, s kritickými body – minimem a maximem.

3 Horní hranice lesa a areál rozšíření
Ekologická amplituda dřevin vymezuje každé dřevině  její areál rozšíření. Areál se může někdy krýt s hranicí lesa, např. u břízy a borovice na polární hranici, u limby a modřínu na vysokohorské (alpínské) hranici. Většinou však areál dřeviny nedosahuje až k hranici lesa.

4 Hranice areálů Hranice areálů rozšíření jednotlivých druhů nejsou neměnné. Mohou se měnit vlivem klimatických či jiných ekologických podmínek. Svůj vliv na hranice a rozšíření areálů vykonává i konkurence dalších druhů. Někdy se vedle reálné (skutečné) hranice areálů rozlišuje ještě hranice teoretická, která vyjadřuje, kam až by se mohl určitý druh rozšířit, kdyby mu v tom nebránila konkurence dalších druhů. Areál rozšíření určitého druhu také neznamená, že v tomto areálu nemohou být rozšířeny další druhy s podobnými ekologickými požadavky na stanoviště. Areály rozšíření dřevin se mnohonásobně překrývají. Les je velmi odolnou rostlinnou formací, která se prosazuje i za velmi nepříznivých podmínek a mnohým extrémům se dokáže přizpůsobit. Pod vlivem extrémního prostředí se vytvářejí i určité modifikace stromů, což jsou nedědičné odchylky od běžného typu, např. zakrslost, jednostrannost růstu, vlajkové formy korun apod.

5 Přirozené hranice lesa
Přirozené hranice lesa, vyvolávané krajně nepříznivými podmínkami, se projevují určitými společnými znaky. - Snižuje se především počet druhů v ekosystému, poněvadž jsou jen určité druhy stromů, které za těchto nepříznivých podmínek přežívají. - Místo stromů nastupují ve zvýšené míře různé keře (Salix, Erica, Rhododendron, Loiseleuria aj.), popř. křovité formy stromů (Betula, Salix). - Dimenze stromů (zejména výška) se zmenšují a porosty řídnou; stále bohatší je přitom travní vegetace. - Ztráta zápoje se dostavuje se zhoršujícími se podmínkami (zejména tepelnými) dříve než ztráta stromové výšky. - Kromě hranice lesa (přesněji řečeno hranice lesních porostů) se ještě rozlišují hranice stromová. Ta je dána poklesem výšky roztroušených stromů pod určitou mez, zpravidla 3 m. - Stromová hranice leží asi o 50 – 150 m výše v horách, resp. o 1 – 1,5 stupně zeměpisné šířky blíže k pólu. Současné hranice lesa nejsou již většinou původními přirozenými hranicemi, poněvadž jsou modifikovány různými antropogenními vlivy.

6 Ekogramy lesnicky významných druhů dřevin v podmínkách střední Evropy (THOMASIUS 1991).

7 Klimatické hranice lesa
Hranice polární a vysokohorská – označované pro řadu společných znaků zpravidla společně jako hranice termická – jsou dány především poklesem teplot a délky vegetačního období pod nezbytné minimum. Hranice kontinentální, kterou vytváří především nedostatek vody v půdě; označuje se proto někdy také jako suchá hranice lesa. Hranice větrná, s kterou se setkáváme v bezprostřední blízkosti moří.

8

9

10 Edafické hranice lesa Hranice mokrá, tvořící přechod k bažinám a rašeliništím a na okrajích limnických (vodních) ekosystémů (zejména moří a oceánů). Hranice pedochemická – na chemicky nepříznivých půdách, např. s vysokým obsahem soli nebo těžkých kovů (olova, mědi, zinku). Hranice půdně fyzikální – na skalách a sutích, k jejímuž vzniku přispívá i nedostatek půdní vody. Hranice půdních pohybů – na vátých píscích (dunách), půdních sesuvech a lavinových trasách. Za stromovou hranicí se vytváří často ještě rozsáhlé pásmo keřů (kosodřevina, olše zelená, pěnišníky, křovité vrby apod.) - poloha tzv. hranice keřové, za kterou následuje již tundra s nízkými porosty lišejníků, mechů a ostřic, s roztroušenými bylinami a zakrslými keříky.

11

12

13

14

15

16 Klimatické hranice lesa
V horách a v polárních oblastech je pro existenci lesa důležitá délka vegetační doby, která musí pro stromy trvat nejméně 3 měsíce, což ve vysokých horách a v polárních oblastech severní polokoule poměrně těsně koreluje s průměrnou červencovou měsíční teplotou 10 ˚C. Pro borovici kleč (Pinus mugo) sice vystačí délka vegetační doby pouhé 2,5 měsíce, je to však umožněno tím, že její větve jsou dlouho pod uzavřenou sněhovou pokrývkou chráněny před výparem.

17 Polární hranice lesa Polární hranice lesa probíhá zásadně v blízkosti polárního kruhu (67˚ s. š.). Pod vlivem hmotnosti kontinentů a působením teplých či studených mořských proudů neprobíhají ani izotermy v konstantní vzdálenosti od pólů. Na severní polokouli dosahuje hranice lesa nejsevernějšího bodu na západní Sibiři (72˚ s. š.) a ve Skandinávii (71˚ s. š.), naopak její nejjižnější bod klesá u Newfoundlandu pod 50˚ s. š. (tj. na zeměpisnou šířku Prahy). Rozdíl nejsevernějšího a nejjižnějšího bodu hranice lesa činí 22˚ zeměpisné šířky, tj. více než km. V Severní Americe je průběh hranice lesa v zásadě stejný jako v Eurasii – vystupuje nejvýše k severu v západní části kontinentu a strmě se snižuje ve východní části.

18 Horní hranice lesa U horní (alpínské) hranice lesa je nadmořská výška dána především zeměpisnou polohou – se zvětšující se zeměpisnou šířkou (tj. směrem k pólům) se pochopitelně snižuje, až se ztotožní – teoreticky v úrovni hladiny moře – s polární hranicí. Nejvyšší polohy však nedosahuje alpínská hranice lesa přímo na rovníku, ale již mezi 30˚ - 40˚ s. š., např. v Himálaji a Skalnatých horách (nad 3600 m n.m.). Zvyšování alpínské hranice lesů směrem od pólu k rovníku sice do značné míry odpovídá (podobně jako u hranice polární) poloze letní izotermy 10 ˚C, není však plynulé a rovnoměrné.

19 Vliv expozice na horní hranici lesa
Na výšku hranice lesa má v horách významný vliv expozice vůči světovým stranám a převládající směr větru. Nejlépe to lze pozorovat v pohořích blízko moří, probíhajících ve směru podél pobřeží. Např. ve Skandinávii stoupá na východní (závětrné) straně hranice lesa o 200 – 300 m výše oproti návětrné straně západní. Na osamělých, volně stojících vrcholech je možno dobře sledovat rozdíly ve výšce lesní hranice na různých světových stranách.

20

21 Ostrost horní hranice lesa
Závisí na druhu dřeviny, která ji vytváří. Poměrně markantní hranici lesa tvoří stinné jehličnaté dřeviny, např. Picea abies (v převážné části Evropy), Picea engelmannii (v západní části Severní Ameriky), Picea rubra (ve východní části Severní Ameriky) a výjimečně i Abies alba (v pohoří Abruzzi ve střední Itálii) a Abies nordmanniana (v západní části Kavkazu). Slunné dřeviny vytvářejí hranici lesa velmi neurčitou (difúzní), např. Pinus sylvestris (v Norsku), Pinus nigra (na Sicílii), Pinus hartwegii (v Mexiku), nebo Larix decidua, zpravidla ve společnosti s Pinus cembra (v západních Alpách a ve Vysokých Tatrách) či Cedrus atlantica (v Maroku). V severní Skandinávii tvoří difúzní hranici bříza; výjimečně může vytvářet lesní i stromovou hranici (v příznivých půdních podmínkách) i buk.

22 Porovnání polární a horní hranice lesa
Existují zde jednak četné společné znaky (paralely), ale i některé významné rozdíly. K paralelám patří zejména: - velmi nízká suma teplot (≈ 800 ˚C), - extrémně krátká vegetační doba (≤ 3 měsíce), - přibližně stejná průměrná červencová teplota (≈ 10 ˚C). Důsledkem tohoto srovnatelného režimu tepla jsou i společné fyziologické problémy růstu lesa při těchto hranicích, zejména mrazové vysýchání a řídká fruktifikace. K nejvýznamnějším rozdílům mezi oběma hranicemi lesa patří: - délka dne ve vegetačním období (při polární hranici je výrazně delší – na pólech půl roku slunce vůbec nezapadá), - úhel dopadu slunečního záření (na polární hranici je menší, z čehož vyplývá rozdíl v množství energie záření dopadajícího na plochu zemského povrchu), - podíl krátkovlnného záření (na polární hranici je větší), - výše výparu (v polárních oblastech je nižší), -vzdušná vlhkost (na polární hranici je výrazně větší, i přes menší úhrn srážek).

23 Důvody rozdílů mezi hranicemi lesa
Rozdíly vyplývají z rozdílného režimu světla. Polární a subpolární oblasti mají spíše perhumidní klima (s vysokým přebytkem srážkové vody nad výparem). To při chybějících nebo nedostatečných možnostech odtoku (většinou rovinatý terén a trvale zmrzlá půda v nevelké hloubce pod povrchem) vede k nedostatku kyslíku v půdě, k omezování rozkladu humusu a tím i ke vzniku bažin (paludifikaci) a k rašelinění půd. Z tohoto pohledu je nutno příznivě hodnotit i požáry, postihující ve vegetačním období rašeliny, poněvadž omezují její tvorbu a jsou proto důležitým předpokladem pro regeneraci lesa. Na velkých rozlohách Země však chybí les z důvodu nedostatku vláhy, a proto zde převládají stepní biomy (stepi, prérie, pampy a savany) s převážně travnatým společenstvem, v němž se pomístně objevují i stromy a trnité keře.

24 Ekotony hranice lesa Hranice lesa jsou místem, kde se les stýká s jiným vegetačním útvarem, popř. oblastí, kde končí jakákoliv vegetace vůbec. Jsou to místa neobyčejně citlivá, s mimořádně labilní rovnováhou obou sousedících útvarů. Každý chybný zásah člověka do ekosystému zde má vždy velmi závažné důsledky, které se projeví zpravidla ústupem lesa od původní (přirozené) hranice. Ze stavby lesa, jeho výšky, rozlohy, hustoty zápoje a vlivu na prostředí vyplývá jeho převaha nad ostatními vegetačními útvary. Všude, kde k tomu má klimatické a půdní předpoklady, tak se les prosazuje proti ostatní vegetaci a tvoří společenstvo závěrečné (klimaxové). Všude tam, kde z jakýchkoliv příčin vznikne uvnitř zóny lesů nová země, dostavuje se po řadě přechodných stadií v konečné fázi les, který vytlačí všechny cizí prvky. Totéž platí i pro kulturní půdu, kterou člověk opustil.

25

26

27 Rozšiřování stepí a pouští
Pouště představují dnes 35 % plochy suchého zemského povrchu, každoročně se mění v poušť dalších 6 milionů hektarů půdy a 21 milionů hektarů vegetace je degradováno na stupeň, kdy je již jakákoliv pomoc bezvýsledná. Postup pouští urychluje nesmyslné kácení a ničení lesů. Obrovské plochy – zejména hor a pahorkatin – jsou zbavovány následnou vodní erozí úrodné půdy, která je řekami odnášena do moří a oceánů. I v rovinách může dojít po odlesnění a zničení vegetačního krytu půdy (např. nadměrnou pastvou dobytka) k půdní erozi, vyvolávané prašnými bouřemi. Při prachových bouřích mohou být uvolněné půdní částice přeneseny na vzdálenost několika set kilometrů. Nejčastější jsou prachové bouře v Severní Americe, Asii a severní Africe, lokálně jsou jimi však postihovány i ostatní kontinenty, nevyjímaje ani Evropu. Boj proti postupu stepí a pouští je obtížný, nákladný a ne vždy úspěšný. K nejúčinnějším opatřením se řadí umělé zavodňování, výsadba ochranných lesních pásů, na svazích terasování a rozsáhlá půdoochranná zalesňování.

28 Edaficky podmíněné hranice lesa
Kromě uvedených tří hlavních kategorií bezlesých oblastí – polární tundry, vysokohorských holí a kontinentálních stepních biomů – existují ještě některé další přirozeně bezlesé oblasti a lokality, podmíněné převážně edaficky (půdně). Jsou to zejména rašeliniště a bažiny, vřesoviště, váté písky (duny), skály, sutě apod., které dávají vzniknout dalším typům hranic lesa.

29 Rašeliniště Rašeliniště vznikají zpravidla na kyselých půdách, v chladných, srážkově bohatých oblastech s plochým terénem, který brání rychlému odtoku srážkové vody. V těchto podmínkách se dobře daří rašeliníkům (rodu Sphagnum), žijícím jen ze srážkové vody, kterou houževnatě drží zvláštními buňkami a regulují tak její pohyb v povodí. Rašeliníky mají intenzivní vrcholový růst, zatímco spodní části rostliny – pod vodou a za nedostatku kyslíku – postupně odumírají, což vede ke vzniku až několik metrů vysoké vrstvy rašeliny. Pro les jsou rašeliníky nebezpečné tím, že uzavírají kyslíku přístup k půdě, takže pomalu udusí kořeny lesních stromů. Největší plochy rašelinišť jsou v Rusku, Bělorusku a ve Finsku. V ČR je ca 29 tis. ha rašelinišť, nejvíce v jihočeských pánvích a v okrajových pohořích. Porosty na rašeliništích jsou podprůměrného až zakrslého vzrůstu, v podrostu s hojnými vysokými mechy, rašeliníky a játrovkami, s charakterem ochranného lesa.

30

31

32 Bažiny Bažiny jsou místa prosycená vodou, popř. místa na nichž voda trvale kryje půdu. Vyskytují se jak na půdách rašelinných tak i minerálních a vyznačují se specifickou vegetací i živočišstvem. Jejich kultivace je možná až po odvodnění. Přechodová lesní společenstva patří do ekologické řady glejové (podmáčené). Vysokým stavem podzemní vody během celého roku je podmíněno vytvoření glejových půdních horizontů. Charakteristickými společenstvy bažin jsou vrbové a březové olšiny. Tyto ekosystémy vznikají zarůstáním slepých říčních ramen, tůní a bažin a floristicky jsou charakterizovány dominancí olše lepkavé ve stromovém patře, pod níž křovité patro tvoří krušina a vrby. Bylinné patro bažin vytvářejí zejména ostřice. Plošně nejvýznamnějšími společenstvy těchto stanovišť s  vysokou hladinou podzemní vody a jejím zpomaleným odtokem jsou podmáčené jedlové smrčiny a podmáčené smrčiny, jejichž glejové půdy mají sklon k zrašelinění. Dřevinnou složku vedle smrku a jedle tvoří ještě bříza pýřitá a jeřáb.

33

34

35

36 Vřesoviště Další nelesní formací jsou vřesoviště, která se vyskytují zpravidla na kyselých, živinami chudých půdách v mírném oceánickém klimatickém pásmu Evropy. Jsou to společenstva keříčků hlavně rodu Calluna, ale i druhy rodů Genista, Erica a Myrica. Vyskytují se hlavně na území Spolkové republiky Německo (Lüneburské vřesoviště), ve Skotsku a Irsku, v menší míře i ve Francii (tzv. landes). Část vřesovišť vznikla druhotně na místě původních lesů, to však nic nemění na skutečnosti, že vřesoviště jsou přirozeným vegetačním útvarem.

37 Váté písky Váté písky jsou jemnozrnné nezpevněné mechanické sedimenty, složené téměř výlučně z čistých zrnek křemene. Jsou převážně mořského původu, a vytvářejí proto velice často na pobřeží přesypy (duny), které se působením větru pohybují a znemožňují tak osídlení jakoukoliv vegetací. V ČR se váté písky vyskytují v Polabí, na střední a jižní Moravě. Tamější oblast vátých písků, která má přesypy vysoké až 13 m, byla do značné míry zalesněna. Růstové podmínky jsou však pro les velmi nepříznivé – nízký obsah živin a velmi nepříznivé vlhkostní poměry, poněvadž ve vegetačním období dochází k rychlému a hlubokému proschnutí celého půdního profilu.

38 Skály a sutě Bezlesé skály a skalní sutě jsou – mimo zónu Alpineta – zpravidla plochy menšího rozsahu i významu. Většího rozsahu skály a sutě nabyly v některých oblastech až druhotně – zničením lesů a následným splavením půdy.

39

40 Přirozený a současný výskyt lesů
Maximální výskyt lesů v poledové době dosahoval v optimálních růstových podmínkách (v období atlantika) asi 6,2 mld. ha lesů. Dnešní růstové podmínky nejsou již pro lesy tak příznivé a odhaduje se proto, že bez vlivu člověka by lesy v dnešní době zaujímaly asi 5,1 mld. ha a vytvářely by asi 80 % fytomasy pevniny Země. Přičiněním člověka byla však plocha lesů snížena na necelé 4 mld. ha

41

42 Vývoj rozlohy lesů V průmyslově vyspělých státech severní polokoule, ale i v Austrálii, Novém Zélandě a Chile bude docházet jen k nepatrným změnám v ploše lesů. - V mnoha oblastech se rozloha bude dokonce rozloha zvyšovat. V rozvojových státech, zejména v tropických a subtropických oblastech bude pravděpodobně docházet k významnému snižování plochy lesů. - To bude vyvolávat stále se zvyšující nepříznivé důsledky, a to jak ekologické – destrukce přírodního prostředí, zhoršování globálních klimatických podmínek, degradace půdy (zejména erozí), nevyrovnaný vodní režim (s četnými záplavami) apod. – tak i ekonomické.