Dopady klimatické změny na lesní hospodářství

Prezentace na téma: "Dopady klimatické změny na lesní hospodářství"— Transkript prezentace:

1 Dopady klimatické změny na lesní hospodářství
ve světě v Evropě v ČR Petr Münster, Tereza Golešová Sandra Keyzlarová, Ilona Pavlicová Geografický ústav PřF MU, Brno, 2006

2 Zalesněná krajina Les poskytuje suroviny, má mnoho funkcí a hodnot.
Suroviny: stavební dřevo, palivo, dřevité vlákno a léčiva. Funkce: biodiverzita, regulace biochemických cyklů, rekreace. Klimatická změna (KZ) a jiné atmosférické složení zřejmě ovlivní tyto funkce a suroviny s následnými dopady na socioekonomický systém. Předpoklad udržení či zvýšení zásoby uhlíku v lesích při řízeném využívání zemského povrchu. Nutné komplexní hodnocení.

3 Současný stav a trendy Rozloha světových lesů (1997) je 3500 Mha (23,5% povrchu souše). 57% této plochy se nachází v rozvojových zemích. 60% světového lesa je koncentrováno v 7 zemích: Rusko, Brazílie, Kanada, USA, Čína, Indonésie, Kongo. Lidskou aktivitou se rozloha světového lesa mezi lety 1980 a 1995 snížila o 5%. Trvale neudržitelné těžení a degradace krajiny v tropických oblastech Rozšiřování zemědělských ploch v boreálním pásu. Výstavba infrastruktury.

4 Tlaky na lesní ekosystémy
VARIABILITA KLIMATU a KLIMATICKÁ ZMĚNA Různě ovlivňuje produktivitu lesů (kladně i záporně), mění se s geografickou polohou a lesním typem. Teplejší sezóny = rychlý růst x velká sucha = menší fotosyntéza či požáry. Přímý vliv na sezónnost, nástup mrazů či tání, délku vegetačního období, denní teploty… podle typu lesa. Meziroční změny mimo historické meze mohou mít katastrofální následky v některých regionech. Srážky ovlivňují regenerační schopnosti a citlivost na některé disturbance.

5 Změny v disturbancích POŽÁRY
Významná interakce mezi požáry, klimatem a antropogenní činností. Vliv rozvinutosti země na redukce škod po požárech. Lidská činnost nebezpečí požáru vyšší prevence … HMYZ a NEMOCE Přemnožení hmyzu zásadně souvisí se změnou klimatu. Škody srovnatelné s požáry (Rusko ztratí 4Mha ročně) Sucho a teplo způsobují hlavně vředová onemocnění a kořenovou hnilobu (S.Amerika ztratí až 3 mil. m3 dřeva za rok).

6 POČASÍ Zvýšená úmrtnost a změny celých ekosystémů po extrémních meteorologických událostech. ZMĚNY v LAND-USE Odlesňování ve všech částech – hlavně zemědělství. V mírných oblastech pomalá přeměna zpět na les díky malým zeměd. výnosům a dotačním programům. OSTATNÍ Znečištění ovzduší Depozice dusíku, který v půdě vyluhuje ostatní živiny – odumírání vegetace. Troposférický ozón, těžké kovy a síra.

7 Odezvy lesů a dopady na jejich zboží a služby
Rovnovážný stav dlouho žijících organismů lesa – delší doba šíření dopadů KZ. Přechodný stav – změna rychlejší než životní cyklus stromů. Dnešní struktura lesa je výsledkem událostí před více než 100 lety – pozorované odezvy nejsou v rovnováze se současnými podmínkami. Odezva lesa na KZ a následné dopady mohou trvat déle než samotná změna klimatu.

8 Zásoby uhlíku Nejvíce rostlinného a půdního uhlíku je v tropech (60 a 40%). Proměnlivost podle klimatických, půdních a ekonomických faktorů a stupněm lidmi způsobené degradace. Reakce lesa na KZ ovlivňuje jeho schopnost ukládat uhlík. Odezva zahrnuje změnu v druhovém rozložení, v čisté primární produkci (NPP), čisté produkci ekosystému (NEP) a čisté produkci biomu (NBP), v množství škůdců a vzniku chorob, a zvýšení CO2 . Některé modely předpokládají při změně klimatu úbytek, jiné navyšování uhlíkových zásob.

9 Lesy a druhové rozložení
Závislost zásob C na druhové migraci podle podmínek rozšiřování semen, na produktivitě lesa (vliv člověka) – negativní efekt rychle rostoucích zavlečených druhů plevelu. Složitá předpověď změn v druhovém rozložení, umocnění přírodními a antropogenními stresy. Narušení konkurenčních vztahů, špatná adaptace populací na extrémní události a disturbance – regionální vzrůst úmrtnosti náchylných druhů. Následné změny v rozložení věkové skladby a produktivity mají dopady na zásoby C.

10 NEP a NPP Složité vztahy mezi vegetačním příjmem a ekosystémovými ztrátami ve stavu výzkumu. NPP a heterotrofní dýchání obvykle s oteplováním roste. Hlavní změny se čekají v boreálních lesích s citlivou produktivitou na změny v počasí a dusíkovém cyklu. Současná reakce boreálů na oteplování byla změna charakteru sezónního tání, delší sezóna růstu a redukce NPP při suchých letních obdobích. Vliv změny teploty na určité druhy tropického lesa (Kostarika).

11 Hmyz, býložravci, škůdci, choroby
Předpovědi odezvy hmyzu, chorob atd. na KZ jsou založeny na historickém vztahu mezi klimatem a typem přemnožení. Rozsáhlé migrace v šířkové pásmovitosti a výškové stupňovitosti. Některé doklady naznačují, že hmyzí populace již na KZ reagovaly. Následné redukce lesní produktivity a zásob C.

12 Jižní boreální lesy Severní Ameriky, škodlivý hmyz, ptáci
Komplexní působení Jižní boreální lesy Severní Ameriky, škodlivý hmyz, ptáci a klimatická změna - larvy hmyzu Choristoneura fumiferana napadají smrky – 2,3 Mha opadaných (USA), 51 mil. m3 dřeva postiženo (CAN) ročně - rozšíření larvy závisí na podmínkách počasí – sucho, horko, delší trvání znemožňuje působení jejich predátorů - rozšíření hmyzu může být pozastaveno jarním vymrzáním mladých smrčků, kterými se larvy živí - přirozeným predátorem je z ptáků budníček lesní – spořádají až 84% populace larev a kukel pouze do koncentrace 100 000 ha-1 - s růstem teploty a frekvencí suchých období mohou škůdci migrovat k severu – nebezpečí ekologické změny - změna klimatu může narušit potravní vztahy mezi populacemi škůdců a jejich predátorů - nahrazení přirozené predace chemickými postřiky obrovských rozměrů by mělo zřejmě ekonomické i sociální následky

13 Zvýšení CO2 Chybí nedotčený ekosystém pro pokusy jeho reakce na zvýšení CO2. FACE (Free-Air CO2 Enrichment) pokusy. Zvýšená NPP při větší koncentraci CO2 až o 25% - buď snaha lesa dosáhnout maximální nosné kapacity nebo aklimatizace rostlin na vzrůstající hladinu CO2. Podpora fotosyntézy, růstu dřevní hmoty na jednotku plochy, ztráta citlivosti na CO2. Menší koncentrace dusíku v listech – méně kvalitní opad kompenzuje očekávaný růst teploty při rozkladu. Problém krátkodobého výzkumu „ CO2 hnojení“

14 Dopady na lesní produkty a využití
EXTRÉMY POČASÍ Obrovská poškození větrem (v Evropě růst zvlášť po 50‘ letech), např. v r.1999 až 193 milionů m3. Polomy po silných bouřích – obtíže s finanční náhradou vlastníkům lesů při rostoucí frekvenci katastrof, vliv na světovou dodávku dřeva (kompenzace záchrannou těžbou dřeva). Akumulace uhlíku obnovována vysazováním lesů je větší než přímý efekt CO2 a klimatu. Větší dopady na ostatní produkty a služby.

15 DŘEVAŘSKÝ PRŮMYSL Studie reakcí trhu se dřevem na KZ – adaptace, regionální rozdíly. Ekonomická prosperita trhu se dřevem v USA je odhadována na –1 až +11% změny. Vzrůstající nabídka by měla snížit ceny. Regionálně nevyvážená prosperita je očekávána jen dočasně. REKREACE Přímé důsledky KZ na lesní rekreaci (prodloužení letní sezóny, kolísání teplot a srážek). Nepřímé důsledky (změny ve struktuře a funkci lesa, změny ve správě lesa reagující na KZ).

16 Možnosti adaptace Závisí na řídících nákladech, hodnotě náhrady a technologii; adaptace se projeví ve správě lesa. Nemožnost nahradit novými lesy produkční zemědělské oblasti x agrolesnictví (regionální vliv). Záchranná těžba, regenerace druhů, časově rozdílná těžba mezi regiony, nové technologie… Náhrada rekreačních lokalit s dopady na cestovní ruch.

17 Zranitelnost lesa Lesní systémy jsou málo citlivé na klima dokud sucha a jiné disturbance nejsou řídícími faktory, ale možná je i citlivost jiným neznámým způsobem. Projev v poklesu kvality dřeva, změně lesní struktury – nahrazování plevely, druhového složení, narušení živinového cyklu a sukcesní dynamiky např. po požáru, nemoci či přemnožení hmyzu... Pak je zranitelnost lesů vysoká. Stresy narušují vztahy mezi NEP a NPP. Světový trh se dřevem má velkou schopnost přizpůsobit se změně, mírné a boreální oblasti strádají, subtropické lesy ve správě mají nízkou zranitelnost danou velkým růstovým potenciálem.

18 EVROPA Lesy jsou ovlivňovány teplotními výkyvy a změnami koncentrací CO2. Teplota a vlhkost půdy omezují přírodní rozsah evropských druhů stromů. Některé severní lesy jsou omezeny i živinami. Další vlivy: požáry, hmyz, vichřice, využití. Člověkem podmíněná přeměna struktury lesů a změna skladby dřeva.

19 SEVERNÍ EVROPA Postup boreálu na sever, ústup listnáčům z jihu. Možný posun klimatické zóny až o 550 km za 100 let. Nárůst srážek naruší odolnost vůči požárům. Poměrně dobře chráněné před novými druhy (klima). Změny ve srážkách méně důležité než teplotní změny. ZÁPADNÍ a STŘEDNÍ EVROPA Hlavní faktor druhové skladby – využívání v minulosti. Předpoklad nahrazování smrku listnatými druhy. Teplotní nárůst o 1-3°C by urychlil příchod vegetačního období mnoha druhů o několik týdnů.

20 JIŽNÍ EVROPA Většinou sklerofytní druhy přizpůsobené letnímu deficitu půdní vláhy. Při dostatku vody možné expanze termofilních druhů stromů. RUSKÉ LESY Významný nárůst produktivity lesů vyšších z.š., hlavně lesy tundry a severní tajgy. Lesy JV Evropy slábnou rostoucími suchy ve stepích. Riziko požárů a nízkých srážek ve Středomoří, nebezpečné požáry v boreálech se opakují každých let a riziko poroste, riziko přemnožení škůdců v monokulturách.

21 Dopady KZ vyvolané zesílením skleníkového efektu na lesy ČR
Zesilující skleníkový efekt atmosféry – propad vzdušného uhlíku, hospodářské dřeviny často pěstovány na hranici své tolerance, proto i relativně malá změna stanovištních podmínek může mít významné dopady. Důsledek KZ: změněný potenciál stanoviště pro pěstování porostů lesních dřevin změna nároků a tolerance lesních dřevin ke stanovištním podmínkám Třetí odhadová zpráva IPCC pro oblast evropských lesů na základě modelu HadCH2 a scénáře nárůstu CO2 SRES A2.

22 Lesní vegetační stupně a vegetační potenciál stanoviště
Soubor lesních typů – typologická jednotka Lesní vegetační stupně – podle TR, úhrnu srážek, délky vegetačního období a nadmořské výšky. Vegetační potenciál stanoviště – podle klimatických faktorů, vyjádření citlivosti na KZ. Scénář 04 pro hodnocení v časovém horizontu 2050 scénář s vysokou citlivostí na CO2 předpokládá konstantní teplotní diferenci +2,45C diference ročních úhrnů srážek – 6,8 až -5,2 mm (průměr je -6 mm)

23 Vliv koncentrace CO2 Pozitivní stimulace fotosyntézy – vliv na produkci biomasy. Změna poměru v nadzemní a podzemní biomasy ve prospěch podzemní. Bohatší půdy – větší vliv na nadzemní biomasu Snížení vodivosti průduchů – snazší dostupnost CO2. Zvýšení tolerance ke stresu deficitem vody. Stimulace růstových procesů asimilačních orgánů. Zrychlení individuálního vývoje. Výskyt biotických činitelů.

24 Dopady KZ na lesní půdu Půda podmiňuje stabilitu lesních ekosystémů.
Odezva na aktuální změny klimatu v půdním profilu – časový odstup minimálně 10 let. Nejrychlejší odezva v chemizmu půdního roztoku. Pokles produkce biomasy při suchých periodách. Lesy ČR nejsou klimaticky ohrožené z hlediska změn v lesních půdách. Lze očekávat snížení zásob půdní vody Akcelerace škod škůdci s noční aktivitou, adaptace nových druhů, patogenicita. zintenzivnění atmosférického proudění, přítomnost azonálních a intrazonálních podmáčených půd, primární deficience dusíku a dalších minerálních půdních živin může výrazně snižovat lokální stabilitu lesních ekosystémů.

25 Zdravotní stav lesních porostů
Vlhkostní a teplotní extrémy ovlivňují fyziologické funkce dřevin – náchylnost k houbovým chorobám a hmyzím škůdcům. SMRK – nejméně stabilní, v ČR až na okraji svého ekologického optima, hrozí kořenová hniloba. Horské smrkové systémy zmírňují nízké teploty. Starší dřeviny reagují i na menší KZ. Zhoršený zdravotní stav je příznivý pro hmyz. BOROVICE – široké ekologické optimum, houby a patogeny jako reakce na nedostatek vody, na řadě stanovišť je nestabilní dřevinou. JEDLE – perspektivní pro ekologicky stabilní lesy, nyní 1% zastoupení, v 18. Století 40%.

26 Ekonomické ukazatele Ekonomické důsledky jsou vyjádřeny ukazatelem průměrného ročního čistého důchodu jako rozdíl mezi výnosy a náklady (jako ukazatel ročního hrubého zisku z lesní výroby). Pro odhad dopadů KZ na ekonomiku lesního hospodářství slouží ukazatele: vlastní náklady, tržby, průměrný hodnotový mýtní přírůst, celkový hodnotový průměrný přírůst a průměrný roční hrubý zisk lesní výroby.

27 Dopady KZ na lesy Zvýšení koncentrací CO2 Změna klimatických faktorů
Změna půdního potenciálu Změna stanovištních nároků dřevin Změna vegetačního potenciálu stanoviště Změna v ohrožení biotickými činiteli Změna adaptačního potenciálu porostů lesních dřevin Změna produkčních schopností porostů lesních dřevin Změna produkčního potenciálu lesního hospodářství jako výsledek dopadu klimatické změny vyjádřený současnými ekonomickými ukazateli Ukazatel propadu vzdušného uhlíku dosud do prognóz nezahrnut

28 Podklady pro přijetí opatření
Nutná nová lesnická strategie Mapy současných a očekávaných: Stanovištních podmínek Vegetačního potenciálu stanoviště Ohrožení biotickými činiteli Potenciálního zdravotního stavu porostů Stavu půdního humusu

29 Obecné závěry Lesní hospodářství ČR jako celek není dopady KZ ohroženo. V jednotlivých lesních oblastech jsou dopady značně rozdílné. Management hospodaření s lesy podle závazků mezinárodních úmluv – principy TUR. Vertikální posun klimatických podmínek o 1-2 lesní vegetační stupně směrem k nižším veget. stupňům. Zhoršení podmínky pro pěstování smrku ve středních a nízkých polohách. Dopady lze zjistit maximálně v měřítku přírodní lesní oblasti. Nutná volba mezi produkcí dřeva a ukládáním uhlíku.