Vplyv klimatických zmien na lesy Slovenska

Vladimír Čaboun

NÁRODNÉLESNÍCKECENTRUM

Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu

výzkumu a vývoja na základe zmluvy . LPP-0053-07

VPLYV KLIMATICKÝCH ZMIEN NA LESY SLOVENSKA

Autor: Prof. Ing. Vladimír Čaboun, CSc.Autor fotografi í: Vladimír Čaboun

Grafi cký dizajn: Mária GálováSadzba a tlač: NLC, oddelenie reprografi e, 2008

Vplyv klimatických zmien na lesy Slovenska

3

4

Úvod do problematikyDnešné životné prostre-

die na Zemi sa vyvíjalo viac než štyri miliardy rokov. Celý vývoj biosféry Zeme je veľmi úzko spojený s vývojom at-mosféry a globálnej klímy. Prebiehal v kvadrante geo-sféra, atmosféra, hydrosféra, biosféra. V súčasnej dobe si ľudstvo už začína uvedomo-vať, že rovnováha v prírode, ktorá sa vytvárala dlhodo-bým vývojom, nie je trvalá.

Človek rušivo zasiahol do vývoja celej planéty. Narušil jemné pletivá väzieb, ktoré dosiaľ udržiavali životne dô-ležitú rovnováhu v prírode a tým narušil nielen priro-

dzené cykly, ale aj globálnu ekologickú stabilitu. Preto sú stále naliehavejšie diskutované príčiny a dôsledky zmien v životnom prostredí, ktoré by sa ľudstvu mohli stať osudnými. Ak nás zaujíma naše prežitie, musíme študovať dlhodobý klimatický vývoj a jeho vplyv na vývoj života v jednotlivých častiach Zeme, ako aj jeho

možné kladné i záporné antropogénne ovplyvnenie.Príčinou všetkých problémov je extrémny nárast

obyvateľstva a jeho vplyv na jednotlivé zložky životné-ho prostredia a negatívne ovplyvňovanie prírodných procesov.

Na antropogénne ovplyvňovanie klimatických zmien má najväčší vplyv znečistenie životného prostre-dia, narušenie prírodných ekosystémov, vytváranie náhradných a umelých ekosystémov a narušenie prí-rodných chemických a energetických cyklov.

Na základe súčasných poznatkov o doterajšom a predpokladanom vývoji chemizmu atmosféry a klí-my je potrebné konštatovať, že očakávané zmeny sú také rýchle, že nemajú obdobu v doterajšom vývoji Zeme, a príroda nie je schopná ich sama eliminovať, alebo sa im prispôsobiť pre nás prijateľným spôsobom. Preto lesnícko-ekologický výskum musí zodpovedne a v predstihu upozorniť na očakávané zmeny a ich dôsledky s cieľom pripraviť a navrhnúť východiská a al-ternatívy možných praktických opatrení.

Vzhľadom k tomu, že táto expertíza vypracova-ná v rámci Národneho klimatického programu mala byť zameraná na možné dôsledky očakávaných kli-matických zmien na ekologickú stabilitu a z toho vyplývajúce plnenie funkcií lesov Slovenska, vrátane návrhu opatrení na zmiernenie očakávaných nega-tívnych dopadov na obmedzenom rozsahu 15 strán,

5

nemôžem podrobne rozoberať viaceré veľmi dôležité skutočnosti, ktoré s problematikou úzko súvisia a sú pre prognózovanie vplyvu klimatických zmien na lesy Slovenska nezanedbatelné. Ide o prirodzené a antro-pogénne ovplyvnenie zmien klímy na Zemi, príčiny a mechanizmy skleníkového efektu, analýzu prirodze-ného a človekom ovplyvneného vývoja lesov a ďalšie. Z hľadiska obmedzeného rozsahu a zamerania štúdie nebudem uvádzať ani medzinárodné celosvetové snahy o riešenie najvážnejších pred nami stojacich problémov prejavujúcich sa na globálnom životnom prostredí. Rovnako nebudem rozoberať, rôzne typy klimatických modelov na základe ktorých je predpo-vedaný globálny nárast teploty do roku 2030 o 1–2 °C a pokles zrážok o 10 – 20 % oproti doterajším dlhodo-bým priemerom.

6

Regionálne dôsledky globálnych zmien klímy a chemizmu atmosféry

Znalosti o povahe očakávaných klimatických zmien a chemizme atmosféry nie sú doposiaľ úplné. Je pre-to obtiažne presnejšie stanoviť vplyvy týchto zmien na lesné ekosystémy. Problematika je o to zložitejšia, že doposiaľ nepoznáme ani schopnosti lesných ekosys-témov adaptovať sa na eventuálnu následnú reakciu zmien prostredia. Všetky tieto uvedené neistoty ne-zbavujú lesníkov povinnosti pripraviť stratégiu hos-podárenia v lesoch v nových podmienkach a usilovať o špecifi káciu a realizáciu opatrení k zmierneniu nega-tívnych dopadv, na lesy a plnenie ich funkcií.

Ani s použitím najvýkonnejšej výpočtovej techniky nie je možné predpovedať časový vývoj klímy pre men-šie geografi cké celky. Preto sa vytvárajú regionálne klimatické scenáre. Základom takmer všetkých scená-rov sú informácie pochádzajúce z výstupov klimatic-kých modelov, predovšetkým globálnych cirkulačných modelov (GCM) a z analýz skutočných klimatických zmien, ktoré prebehli v minulosti. Regionálne scená-re boli spracované aj pre územie bývalej ČSFR, Českej i Slovenskej republiky.

Je však potrebné si uvedomiť, že uvádzané priemer-né hodnoty sa neprejavia rovnako na všetkých miestach a vo všetkých ročných obdobiach. Už v roku 1993 boli

7

podľa GCM pre rok 2030 odhadované hodnoty oteple-nia pre oblasť Čiech a Slovenska nasledujúce:

Zima: 2,5 °C (dolný odhad 2,2 °C, horný odhad 2,9 °C)Jar: 2,0 °C (dolný odhad 1,7 °C, horný odhad 2,2 °C)Leto: 2,1 °C (dolný odhad 1,7 °C, horný odhad 2,5 °C)Jeseň: 2,3 °C (dolný odhad 1,8 °C, horný odhad 2,6 °C)

Rozloženie zrážok v ročnom cykle tiež nebude rovnomerné. V zime sa predpokladá zvyšovanie úhrnu zrážok, vo vegetačnom období znižovanie oproti sú-časnemu stavu.

Predpokladá sa zvýšená premenlivosť počasia, s čím súvisí aj zvýšený počet povodňových situácií. Z toho vyplýva nárast významu hydrickej funkcie lesa najmä zmiernením prívalových vôd, spomaľovaním povrcho-vého odtoku a jeho prevod na podpovrchový odtok.

Počíta sa aj so znížením prietokov riek, čo bude mať negatívny dopad na kvalitu vôd a výšku hladiny spodnej vody.

Na základe analýzy historických údajov je možné konštatovať, že oteplenie o 1 až 2 °C spôsobí zní-ženie relatívnej vlhkosti vzduchu v teplom polroku o 2 až 4 %, zníženie počtu dní so snehovou pokrývkou v nížinách Slovenska o 80 %, v stredných horských po-lohách o 30 %, ako aj zníženie sumy denných výšok snehovej pokrývky v nížinách až o 95 % a v stredných horských polohách Slovenska o 80 %.

8

9

Očakávané zmeny klímy a ich vplyv na dreviny a ich spoločenstvá

Pre úspešné riešenie pred nami stojacich problémov globálnych zmien a ich dopadu na lesy je potrebné poznať a od seba odčleniť prirodzené zmeny a na dru-hej strane stupeň a reálnu možnosť antropogénneho ovplyvnenia týchto zmien v čase a priestore.

Zmeny prostredia, vzhľadom na zmeny vyvolané v organizmoch, je možné a potrebné členiť podľa rôz-nych kritérií:• podľa sféry, kde zmena prebehla (vzduch, voda,

pôda, organizmy;• podľa druhu zmeny (chemická, fyzikálna, biologická);• podľa dĺžky trvania (krátkodobé, dlhodobé);• podľa veľkosti zmeny (malé, stredné, veľké);• podľa rýchlosti priebehu (pomalé, rýchle);• podľa rozsahu (lokálne, regionálne, globálne);• podľa opakovania (periodické, neperiodické);• podľa častosti výskytu (jednorázové, nepravidelne sa

opakujúce);• podľa intenzity (mierne, intenzívne).

Je dokázané, že vysoký stupeň znečistenia má priamy vplyv na dreviny. Lokálny vplyv imisií je do-kázaný. Regionálny vplyv je nejasný. Najvýznamnejší sa javí vplyv ozónu, acidifi kácia a narušenie cyklu

dusíka. Z literatúry sú známe údaje o tom, že klíma a spôsob hospodárenia majú omnoho väčší význam ako znešistenie. Je potrebné zhromaž-diť množstvo ďalších dôkazov, aby bolo možné stanoviť vzťah príčiny a dôsledku.

V materiáloch sekretariátu IUFRO „Dlhodobý vplyv klimatických zmien a znečistenie ovzdušia na lesné ekosystémy“ (1993), je uvedené: „Príliš rýchle prijatie názoru, že príčinou zmien zdravotného stavu lesov je znečistenie ovzdušia spôsobuje veľké ťažkosti presved-čiť tých, ktorí sú zodpovední za tvorbu lesníckej politiky a ďalšie s tým súvisiace problémy o menšom význame vplyvu znečistenia ovzdušia“. Rast poškodenia lesov koncom 70. a začiatkom 80. rokov zodpovedá skôr väčším znalostiam o znečistení, než väčšiemu znečis-teniu ako takému. Neprekvapujú ani údaje o transpa-rentnosti medzi poškodením lesa a znečistením. Toto sledovanie práve v tomto období začalo. Ale toto ob-dobie je aj obdobím značných klimatických zmien.

Rozoberanie vplyvov a zmien na jednotlivých úrov-niach, by si vyžadovalo podstatne viac priestoru a času.

10

Pri bunkovej, pletivovej a orgánovej úrovni ide predovšetkým o možnosť poškodenia ich jednotlivých častí, morfologické a funkčné zmeny. Vplyvy prostre-dia na úrovni organizmov a ekosystémov je vhodnejšie znázorniť prehľadne formou schém (príloha 8 a 9). Hoci by bolo správne o genetických zmenách hovoriť na bunkovej úrovni, resp. ešte nižšej, prejavujú sa tieto zmeny výrazne na celých jedincoch a najmä druhu.

Fyziologické zmeny sa odrazia predovšetkým na produkcii. Zvyšovanie koncentrácie CO2 v ovzduší pôsobí priamo na rast rastlín podporou fotosyntézy. Ak by sa pri zdvojnásobení koncentrácie CO2 zvýši-la teplota o 3 °C, môže reálny prírastok dosiahnuť až 56 %. Zvýšenie koncentrácie CO2 umožní vyšším rastlinám aj efektívnejšie využívať vodu pri fotosyn-téze. Krátkodobo je to dokázané. Dlhodobo bude schopnosť asimilačných orgánov udržať si vyšší stupeň fotosyntézy závisieť na celkovej výžive rastliny a jej regulácii. Zvýšená koncentrácia CO2 však spôsobuje aj zvýšené riziko poškodenia drevín mrazom. Je treba brať do úvahy aj to, že bude tiež stimulovaný rast bu-riny, ktorá konkuruje kultúrnym rastlinám v reálnych podmienkach.

Lesné hospodárstvo bude zmenou klímy pravde-podobne ovplyvnené veľmi výrazne. Predpokladané zmeny klímy pravdepodobne spôsobia, že zdravotný stav lesných porastov, ktorý je už dnes neuspokojivý,

11

spolu so synergickým účinkom znečisťovania ovzdušia, sa ďalej zhorší. Opatrenia ochrany lesov musia vziať do úvahy, že hmyz a patogéni nebudú mať významnejšie obmedzenie pre migráciu a ich areály sa budú pomer-ne rýchlo meniť. Výhodné postavenie získajú krátkove-ké organizmy s rýchlym vývojom generácií, u ktorých sa vývoj ešte urýchli a bude ústiť do vzniku gradácií až pandemii. Môžeme očakávať, že najmä podkôrní škodcovia budú štartujúcimi stresormi konečného hy-nutia dreviny.

Provenienčné pokusy, ktoré sme sa pokúsili vyhod-notiť z hľadiska prenosu jednotlivých ekotypov drevín z chladnejších do teplejších oblastí potvrdzujú zlep-šenie rastu drevín prenesených z mierne chladnejších oblastí do teplejších. Je však potrebné zdôrazniť, že pri uvedených prenosoch sa nebral do úvahy vplyv pôdy a s tým spojená výživa, podobne ako vnútroekosysté-mové vzťahy, najmä konkurencia iných drevín a bylin-ného krytu, ako aj prirodzený výber.

12

13

Možné dôsledky klimatických zmien na ekologickú stabilitu lesných ekosystémov

Dosiahnutie ekologickej stability lesných porastov je jedným zo základných predpokladov zabezpečenia princípu trvalosti v lesnom hospodárstve v spojitosti so zabezpečením produkčných aj verejnoprospešných funkcií lesa v dlhodobom časovom horizonte.

Pre pochopenie vplyvu globálnych klimatických zmien na ekologickú stabilitu lesných ekosystémov, je potrebné poznať možný vplyv očakávaných zmien

na jednotlivé zložky lesného ekosystému, predo-všetkým na najdôležitejšiu – určujúcu zložku, lesné dreviny. V závislosti od druhu dreviny, jej veku, zdra-votného stavu a stanovištných podmienok v ktorých rastie, na jednej strane, a od rýchlosti a veľkosti oča-kávaných zmien klímy, od štruktúry ekosystému a to-mu zodpovedajúcim vnútroekosystémovým vzťahom na druhej strane, môže organizmus – strom ako jedi-nec, alebo drevina ako druh, reagovať na konkrétne zmeny pozitívne i negatívne. Rozhodujúce je, či tieto zmeny v konečnom dôsledku zlepšujú, alebo zhoršujú existenčné podmienky a vnútroekosystémové vzťahy sledovaného organizmu a či jedinec, alebo druh vzhľa-

14

dom na veľkosť a rýchlosť zmeny dokáže adekvátne na zmenu reagovať. Všeobecne je platné, že reakcia konkrétnej dreviny závisí od geneticky zdedených schopností dreviny ovplyvnenej vývojom doterajšími stanovištnými podmienkami – vplyvom prostredia, teda od ekotypu, resp ekologickej formy. Miera ovplyv-nenia klimatickými zmenami závisí od odolnosti – rezis-tencie organizmu (dreviny) vzhľadom ku konkrétnym zmenám, jeho pružnosti – reziliencie reagovať na dané zmeny, schopnosti prispôsobenia sa dreviny zmeneným podmienkam, alebo od migračnej schopnosti druhu, teda schopnosti migrovať – premiestniť sa do oblasti, kde sú pre ňu vyhovujúce podmienky.

Ekologická stabilita ekosystému, rovnako ako vi-talita organizmu je schopnosť ekosystému odolávať vonkajším, ale aj vnútorným vplyvom, alebo v krátkom čase ich kompenzovať bez trvalého narušenia funkč-nej štruktúry tohoto systému. Z uvedeného vyplýva, že kým ktorýkoľvek ekosystém je schopný čeliť endo i exogénnym vplyvom pri zachovaní si plnenia svojich funkcií, je tento ekosystém stabilný. Ak tieto sily sú silnejšie ako autoregulačné schopnosti daného ekosys-tému, tento sa rúca – zaniká.

Je potrebné otvorene priznať, že vývoj očakáva-ných globálnych klimatických zmien na regionálnej a lokálnej úrovni nie je napriek mnohým modelom a snahám klimatológov spracovaný s dostatočnou

podrobnosťou a presnosťou, čo ešte viac komplikuje situáciu ekológom pri ich snahe úspešne predpovedať (s vysokou pravdepodobnosťou) možný dôsledok tých-to bezprecedentných zmien na jednotlivé dreviny, ich populácie, či dokonca lesné ekosystémy zahrňujúce všetky organizmy trofi cky a topicky viazané na les a ich vplyv na ekologickú stabilitu. Problém kom-plikuje aj množstvo ďalších najmä antropogénnych priamych a nepriamych vplyvov. Vzhľadom na ne-dostatok vstupných údajov a minimálne skúsenosti z oblasti reakcie a adaptability jednotlivých druhov drevín a lesných ekosystémov s rôznou štruktúrou pri rôznych stanovištných podmienkach sú očakávané možné dôsledky klimatických zmien len v teoretickej, resp. hypotetickej rovine.

Podľa tzv. Liebighovho „zákona minima“ funkciu, rast alebo vývin organizmu obmedzuje predovšetkým ten faktor, ktorý v súbore všetkých faktorov pôsobí relatívne najmenšou intenzitou. Faktor pôsobiaci naj-menšou intenzitou nazývame limitujúci faktor.

Zákon minima, teda najslabšieho článku využívame aj pri hodnotení celkovej ekologickej stability lesných ekosystémov. Čiastkové – parciálne ukazovatele sú zrejme z grafu ekologickej stability.

Lesné spoločenstvá môžu na zmenu klimatických podmienok, podobne ako na iný stresový faktor rea-govať rôzne (obr.1).

15

Obr. 1 Schématické znázornenie možného vplyvu klimatických zmien na lesné ekosystémy a ich ekologickú stabilitu

16

Zo schémy je zrejmé, že ekosystémy nebudú na očakávané zmeny reagovať rovnako, ale špecifi cky podľa ich zloženia, ich ekologickej stability, podľa dru-hu, veľkosti a intenzity očakávanej zmeny prostredia. Kým u niektorých sa môže ekologická stabilita zvýšiť, iné ekosystémy sa úplne rozpadnú – zaniknú, resp. budú nahradené inými, zodpovedajúcimi zmeneným podmienkam. Kľúčovými atribútmi klasifi kácie a po-sudzovania dôsledkov očakávaných zmien na ekolo-gickú stabilitu lesných ekosystémov je priestor a čas. Ekologická stabilita konkrétneho lesného ekosystému (porastu) posudzovaného izolovane a z hľadiska šir-ších súvislostí, ako aj v rôznych časových horizontoch (krátkodobo, strednodobo, dlhodobo) môže byť dia-metrálne odlišná.

Migrácia bola v minulosti najčastejším spôsobom reakcie drevín na prebiehajúce klimatické zmeny. Bolo zistené, že niektoré dreviny (ako druh) sa v minulosti za 100 rokov premiestnili aj o 200 km. Oteplenie o 1 °C môže znamenať posun vegetačných zón o 150 až 200 km na sever, alebo výškovo o 125 až 180 m. Popri rýchlosti očakávaných zmien bude hrať dôležitú úlohu aj napr. fruktifi kácia dreviny – tvorba semien, zachova-nie si klíčivosti semien na dostatočne dlhú dobu, počas ktorej sa vyskytnú vhodné podmienky pre ich klíčenie a následný rast, výskyt prírodných a antropogénne vytvorených bariér znemožňujúcich, alebo sťažujúcich

migráciu drevín, spôsob diasporizácie (spôsobu rozši-rovania sa drevín) a pod. Napriek uvedenému a názo-ru viacerých odborníkov, že sa v tomto storočí posunie hranica boreálnych lesov o 150 – 550 km na sever, nepredpokladá sa výškový posun prirodzenej hornej hranice lesa viac ako o 100 – 200 m.

V západnej a strednej Európe je súčasná štruktúra prevažnej väčšiny lesov značne ovplyvnená hospodár-skou činnosťou.

Adaptácie rastlín sú predovšetkým fyziologické procesy, ktoré veľmi často sprevádzajú zmeny morfo-logické, histologické alebo biochemické.

Väčšina našich terestrických cievnatých rastlín, a te-da aj drevín, znáša pomerne široký rozsah teplôt. Sú to eurytermné rastliny – so širokou amplitúdou vo vzťahu k teplote. Optimálna teplota pre väčšinu eurytermných

17

rastlín je 20–25 °C a ich teplotná amplitúda býva od -5 °C do 55 °C. Keďže na Slovensku sa očakáva do r. 2075 rast ročných priemerov teploty vzduchu o 2 – 4 °C (pričom väčšie oteplenie sa predpokladá v zime), výraznejší vplyv nárastu teplôt očakávame vo vyšších polohách 6 – 8. lvs.

Mierny rast úhrnov atmosférických zrážok v zime a pokles zrážok v lete ovplyvní najmä lesné ekosysté-my v nízkych a stredných polohách, teda lesné spo-ločenstvá s prevahou duba (1.–3. lvs), ako aj bukové ekosystémy najmä 4. a 5. lvs. Mierny vodný defi cit je potrebný pre udržanie transpiračného prúdu. Dlhodo-bý vodný defi cit (po dlhšom období sucha) sa naopak javí ako limitujúci faktor rastu a produkcie. Ovplyvňuje tvorbu biomasy a všetky druhy rastových procesov, brz-dí absorpciu základných živín z pôdy, môže limitovať klíčenie semien, redukovať translokáciu metabolitov, zvyšovať alebo znižovať dýchanie (podľa stupňa defi -citu) a vyvolať veľký rozsah zmien, ktoré znížia vitalitu drevín a ekologickú stabilitu lesných ekosystémov.

Pri dostatočnej vlhkosti by mali vyššie teploty, vyšší obsah CO2 v ovzduší a väčší obsah živín v pôde (ako ná-sledok intenzívnejšej mineralizáce humusu, zvetrávania hornín a depozície dusíka) viesť k vyššiemu prírastku drevín a k väčšej produkcii biomasy najmä pri drevinách so širokou ekologickou amplitúdou. Zvýšený prírastok je pozorovaný napriek množstvu prírodných a antropo-génnych faktorov v celej strednej a severnej Európe.

G. Backmann formuloval biologickú zákonitosť rastového a vývojového rytmu európskych drevín, ktorá spočíva v tom, že čím rýchlejšie prebieha rast v mladosti, tým skôr dochádza ku kulminácii bežného a celkového prírastku, pohlavnej zrelosti a prirodze-nému dožívaniu. Opačne – čím viac je v mladosti rast tlmený, tým neskôr tieto javy nastupujú. Jedinci sa do-žívajú vyššieho veku, hodnoty výšky, hrúbky a objemu sú vyššie ako pri zrýchlenom raste drevín v mladosti. K tomuto efektu pristupuje známy antagonický vzťah, medzi produktivitou a ekologickou stabilitou lesného ekosystému, resp. vitalitou drevín. Inými slovami po-vedané:

Základný rozpor pri riešení ekologickej stability spočíva v nesúlade medzi stavom lesa a prostredím strednej Európy teda v narušenej ekologickej rovno-váhe medzi lesom a jeho prostredím. Ide teda o mieru narušenia prírodného charakteru lesa zmenou druho-vej, vekovej a priestorovej štruktúry lesa, obhospoda-rovaním spôsobmi, ktoré sú v rozpore s prirodzenými vývojovými cyklami lesa, umelým disproporcionálnym ovplyvňovaním stavov zveri narušením vodného reži-mu neuváženými stavbami a pod. Tento rozpor je ďa-lej prehlbovaný skutočnosťou, že systém holorubného hospodárenia neprevzal (z krátkodobých ekonomic-kých dôvodov) z tzv. veľkého cyklu vývoja severských le-sov vývojové štádium prípravného a prechodného lesa

18

19

s účasťou listnatých pionierskych dre-vín, nevyhnutných pre regeneráciu stanovišťa. Ďalšie generácie ihlična-tého lesa tak pri-chádzajú do stále viac „oslabeného“ prostredia. S kaž-dou ďalšou gene-ráciou ihličnatého lesa (monokultúry) narastá rozpor me-dzi týmto umelým porastovým tvarom a jeho prostredím. Tým sa znižuje vita-

lita stromov, ekologická stabilita porastu, skracuje sa ich životnosť, frekvencia kalamít rastie. Po prekročení únosnej miery nahromadených rozporov ekosystém zákonite kolabuje. Táto zákonitosť sa uplatňuje rov-nako v lesoch strednej Európy, ako v lesoch severských. Podstatný rozdiel je však v tom, že v stredoeuróp-skych lesoch, normálny vývoj takto neprebieha, kým v severských lesoch áno. Preto je aj možnosť aplikácie „severských“ metód hospodárenia v strednej Európe

obmedzená. Z hľadiska dôsledku klimatických zmien môžu tieto mechanizmy zohrávať rozhodujúcu úlohu pre konkrétny ekosystém, nakoľko antropogénnym hospodárením pozmenené a oslabené spoločenstvo bude podstatne citlivejšie reagovať na klimatické zme-ny, ako prírode blízke spoločenstvo.

Pri ustupujúcich drevinách, najmä pri smreku rastú-com v nižších vegetačných stupňoch, sa dá predpokla-dať znížená vitalita, nižšia produkcia biomasy, zvýšený výskyt patogénnych škodcov zhoršený zdravotný stav a vysoká mortalita.

Predpokladané zmeny klímy spolu so synergickým účinkom abiotických a biotických vplyvov, znečis-ťovaním ovzdušia a ďalšími antropickými vplyvmi pravdepodobne spôsobia, zdravotný stav lesných porastov. Rovnako treba vziať do úvahy fakt, že hmyz a patogéni nebudú mať významnejšie obmedzenie pre migráciu a ich areály sa budú pomerne rýchlo meniť. Výhodné postavenie získajú krátkoveké organizmy s rýchlym vývojom generácií, pri ktorých sa vývoj ešte urýchli a bude gradovať. Môžeme očakávať, že najmä podkôrni škodcovia budú štartujúcimi stresormi ko-nečného hynutia dreviny.

Keďže ústup drevín z niektorých lokalít prebehne s rýchlosťou väčšou, ako ktorou sú schopné na uvoľ-nené miesto imigrovať dreviny iné, bude potrebná cieľavedomá kultivácia vhodných drevín hospodárením

20

v lesoch. Ekologická amplitúda vysadzovaných drevín musí byť tak široká, aby vyhovovala súčasným, ale aj budúcim stanovištným podmienkam. Táto požiadavka zrejme bude ľahšie splniteľná u drevín s kontinentál-nym rozšírením (duby, hrab, javory, lipy). Obstáť by mo-hol aj smrekovec a z naturalizovaných drevín agát, dub červený a orechy. Použitie ihličnatých exot bude zrejme problematické, ekologickú rezervu má snáď duglaska. Predpokladá sa zvýšená expanzia buka na úkor smre-čín, ktorých zdravotný stav sa rapídne zhoršuje. Pred-pokladajú sa značné zmeny a posun areálov výskytu jednotlivých drevín, z čoho vyplýva aj potreba zmeny štruktúry lesov (druhovej, vekovej i priestorovej).

Napriek teoretickej možnosti aj zvyšovania ekologic-kej stability niektorých lesných ekosystémov, vzhľadom na súčasný stav našich lesov a očakávané zmeny predpo-kladáme celkový pokles ekologickej stability súčasných lesných ekosystémov. Prejaví sa to zvýšeným výskytom kalamít a zvýšenými energetickými vkladmi na zmierne-nie očakávaných negatívnych vplyvov na lesy Slovenska.

V súčasnosti ešte viac ako v uplynulých rokoch púta čoraz väčšiu pozornosť odbornej i laickej verejnosti otázka budúcnosti biosféry nachádzajúcej sa pod ohromným tlakom rastúcej populácie ľudstva. Napriek mediálnej popularite problému „globálne otepľova-nie“, asi málokto očaká val, že Nobelovú cenu za mier dostanú v roku 2007 spolu Al Gore aj Medzivládny pa-

21

nel pre kli matickú zmenu (IPCC). V roku 1988 Svetová meteorologická organizácia (World Meteorological Organization – WMO) a Environmentálny program OSN (United Nations Environment Programme – UNEP) založili Medzivládny panel o klimatickej zmene (Inter-governmental Panel on Climate Change – IPCC). IPCC publi kuje od roku 1990 hodnotiace správy o zmene klímy, posledná, štvrtá bola predložená v roku 2007. Na základe publikovanej vedeckej a technickej litera-túry sa snaží objektívne a transparentne odhadnúť kli-matickú zmenu, jej potenciálne dopady a voľbu na jej adap táciu a zmiernenie jej dôsledkov.

V správe Medzinárodného panelu pre zmenu klímy, z novembra 2007, vedci uviedli, že globálne otepľova-nie je nespochybniteľné. Niektoré dopady zmeny klí-my sú podľa správy nezvrátiteľné. Zmierňovanie jeho dôsledkov je úzko spojené s ekonomickým vý vojom, teda nie každá krajina sa so zmenami vyrovná rovnako dobre. Globálne otepľova nie spôsobuje celosvetový nárast teploty vzduchu a oceánov a neustále topenie snehu a ľadu. Podľa pôvodne tajnej správy amerického Pentagónu o zmene klímy na Zemi z februára 2004, sa Zem v dôsledku predpokladaných klimatických zmien dostane až na pokraj anarchie, pretože jednotlivé štáty si začnú chrániť svoje miznúce zásoby potravín, vody a energie jadrovými zbraňami. Táto hrozba pre globálnu stabilitu je omnoho vážnej šia, než hrozba

terorizmu, konštatuje správa. Katastrofy a konfl ikty budú charakteristic kými rysmi života, píše sa v závere analýzy Pentagonu.

Výskum vplyvov očakávaných zmien klímy na lesné ekosystémy s dopadom na ich obhospodarovanie je v súčasnosti veľmi aktuálny, ako z vedeckého hľadiska, tak aj z hľadiska socio-ekonomického a politického. Doteraz sa predmetnej problematike v lesníctve u nás venovala nedostatočná pozornosť, v extrémnych prí-padoch sa uvedená problematika často bagatelizo-vala pričom sa v mnohých prípadoch laicky za mieňala problematika počasia s problematikou klímy. Pod pojmom počasie rozumieme aktuálny stav a prognózu do 10 dní, pod pojmom klimatické podmienky rozu-mieme dlhodobý režim počasia najmenej za 30 rokov.

Problematika možných dôsledkov klimatickej zme-ny sa dotýka prakticky všetkých prírodných aj socioeko-nomických sfér. Táto skutočnosť našla svoje vyjadrenie aj v aktivitách v oblasti lesníctva, keď na konferencii ministrov o ochrane lesov Európy v r. 1993 v Helsin-kách bola prijatá aj rezolúcia H4 „Stratégia dlhodobej adaptácie lesov Eu rópy na klimatickú zmenu“, ktorá bola podpísaná aj slovenskou stranou. Štvrtá minister-ská konferencia v apríli roku 2003 prijala ďalšiu rezo-lúciu zameranú na problematiku klimatickej zmeny V5 „Klimatická zmena a trvalo udržateľné obhospodaro-vanie lesov v Európe“, ktorá rozšírila rámec rezolúcie

22

H4 o aspekty Kjótskeho protokolu, monitoro vacích aktivít, podpory výskumu a zakomponovanie tejto problematiky do národných lesníckych plánov.

Prvé úvahy o vplyve narastania koncentrácií sklení-kových plynov a možných zmien klímy na lesné eko-systémy sa v slovenskom lesníckom výskume objavili koncom 80. ro kov. Ale až riešenie projektu Národného klimatického programu Slovenskej republiky (NKP SR), ktorý začal v roku 1993 (ako pokračovanie NKP ČSFR) prinieslo v tomto smere výrazný posun dopredu.

Pod pojmom „zmena klímy“ (klimatická zmena) rozumieme iba tie zmeny v klimatických pomeroch, ktoré súvisia s antropogénne podmieneným rastom skleníkového efektu atmosféry od začiatku priemysel-nej revolúcie (asi od 1750 r. n. l.), ak ich vieme odlíšiť od zmien prirodzených. Pri riešení projektu „Vplyv klima-tickej zmeny na lesy Slovenska“ sme riešili problema-tiku vplyvu zmeny klímy spolu s prirodzenými vplyvmi klimatických zmien na lesné dreviny a ich spoločen stvá.

Z doterajšieho stavu tejto problematiky jednoznač-ne vyplýva potreba cieleného ši roko koncipovaného výskumu dôsledkov zmien klímy na lesné ekosystémy a úlohu lesov v uhlíkovom cykle a bilanciách emisií skleníkových plynov. Iba fundované odborné ve decké poznatky umožnia prijímať adekvátne opatrenia na úrovni decisnej sféry s cieľom minimalizovania ne-gatívnych dôsledkov na lesy Slovenska.

23

Výsledky výskumuPodkladom pre návrh systému adaptačných a mi-

tigačných opatrení pre ich trvalo udržateľné obhos-podarovanie boli parciálne výsledky jednotlivých metodických prístupov.

Hodnotenie bioklimatického potenciálu územia SR bolo robené na základe frekvencie výskytu vybraných drevín. Využitím modelu drevinového zloženia Slo-venska odvodeného zo satelitných snímok boli určené reálne teplotné a vlhkostné amplitúdy jednotlivých drevín (obr. 2).

Obr. 2. Klimaticé charakteristiky (teplota –os x, zrážky –os y) súčasného výskytu drevín v SR

24

V rámci sledovania klimatickej zmeny sa spracovali klimatické modely vzťahujúce sa k jednotlivým rokom, od roku 1961 do roku 2005.

Analýza zmeny bioklimatických areálov jednotli-vých drevín v dôsledku zmeny klímy bola realizovaná klasifi káciou klimatických modelov podľa amplitúd pô-vodného, v zmysle potenciálneho a reálneho výskytu

jednotlivých drevín na území SR a bol vyhodnocovaný ich posun smerom na sever. Táto analýza bola vykona-ná pre buk, dub, smrek, smrekovec, jedľu a borovicu. V nasledujúcej tabuľke (tab. 1) sú uvedené teplotné a zrážkové amplitúdy pôvodného (potenciálneho)/súčasného rozšírenia uvedených drevín v SR.

DrevinaPôvodné rozšírenie v SR Súčasné rozšírenia v SR

Zrážková ampl. Teplotná ampl. Zrážková ampl. Teplotná ampl.

Smrek 1 070–1 180 mm 3,6–5 °C 590–1 520 mm 1,2–9,2 °C

Dub 650–835 mm 6,1–10 °C 520–1 060 mm 4,8–10,2 °C

Buk 708-980 mm 4,3–8 °C 580–1 440 mm 2,4–9,5 °C

Jedľa 890–1 010 mm 4,6–6,5 °C 590–1 380 mm 2,8–8,3 °C

Smrekovec 900–930 mm 2,2–6,4 °C 540–1 420 mm 2,9–10,2 °C*

Borovica 730–1 280 mm 4–6,8 °C 545–1 130 mm 3,9–9,9 °C

Tab. 1 Teplotné a zrážkové amplitúdy pôvodného a súčasného rozšírenia buka, duba, smreka, smrekovca, jedle a borovice v SR

*Distribúcia teplôt v rámci súčasného rozšírenia smrekovca má výrazne dvojvrcholové rozdelenie. V tabuľke je uvedená celková amplitúda, teplotné rozpätie dvoch vrcholov je 2,8–7,2 °C a 7,2–10,2 °C.

25

Riešenie úlohy bolo založené na vypracovaní kli-matických modelov SR vo forme rastrových máp a ich ďalšej analýze. Modely boli využité pre určenie klimatic-kých amplitúd pôvodného rozšírenia jednotlivých dre-vín na území SR (zrekonštruované podľa práce Blattný a Šťastný 1959 a Minďáš 1999) a amplitúd ich reálneho rozšírenia, ktoré bolo odvodené z klasifi kovaných sa-

telitných záznamov LANDSAT (Bucha 1999). Uvedené amplitúdy boli projektované do budúcna v zmysle re-gionálnych scenárov zmeny klímy vypracovaných Lapi-nom a kol. (2001). Konfrontáciou uvedených údajov bol hodnotený priestorový posun areálov zodpovedajúcich klimatickým charakteristikám pôvodnému a súčasnému rozšíreniu jednotlivých drevín (obr. 3).

Obr. 3. Grafy posunu reálneho rozšírenia buka a smreka v zmysle regionálnych scenárov zmeny klímy. (Hlásny 2007 in Čaboun, V., Minďáš, J, Priwitzer, T., Zúbrik, M., Moravčík M. 2008)

26

Lokality súčasného rozšírenia dreviny pre smrek sú zobrazené izogra dačnou kartografi ckou metódou, pomocou ktorej je vyjadrená miera vhodnosti klima-tic kých podmienok na danej lokalite pre danú drevi-

nu (obr. 4). Takto boli spracované podklady pre buk, smrek, dub, jedľu, borovicu a smrekovec v časových ho-rizontoch 2000 (1985–2015), 2045 (2030–2060) a 2075 (2060–2090) v porovnaní s obdobím 1951–1980.

Obr. 4 Areál súčasného rozšírenia smreka a zmena vhodnosti klimatických podmienok územia SR v časových horizontoch 2000 (1985–2015), 2045 (2030–2060). (Baláž 2007 in Čaboun, V., Minďáš, J., Priwitzer, T., Zúbrik, M., Moravčík M. 2008)

27

Aplikáciou funkcií rastovej odozvy na mapy klima-tických faktorov bola určená hodnota rastovej odozvy (RO) dreviny voči teplote a vodnej bilancii na celom území Slovenska. Schematické znázornenie postupu pri hodnotení celkovej rastovej odozvy dreviny (vhod-nosti klimatických podmienok pre rast dreviny) je na obrázku 4.

Obr. 4. Postup pri stanovení celkovej rastovej odozvy dreviny voči klimatickým podmienkam. (Baláž 2007 in Čaboun, V., Minďáš, J, Priwitzer, T., Zúbrik, M., Moravčík M. 2008)

28

Z priebehu hodnôt vodnej bilancie je zrejmá ich výš-ková zonálnosť, dochádza však k významnému prekry-tu území s pozitívnou a negatívnou bilanciou (obr. 5). Najvyššie položené oblasti s negatívnou bilanciou presahujú výšku 1 000 m n. m. Pokrývajú všetky nížiny a hlavné údolia a zasahujú do najvyšších častí submon-tánneho stupňa, s výnimkou vlhkých oblastí na severo-západe SR. V tejto oblasti je predpoklad, že bude trpieť nedostatkom vlahy po dobu teplého polroku. Oblasti s pozitívnou vodnou bilanciou sa nachádzajú takmer výlučne v horských oblastiach. Najnižšie polohy s pozi-tívnou bilanciou sa nachádzajú vo výške 250 m.

Obr. 5 Rozloha územia SR s negatívnou a pozitív-nou klimatickou vodnou bilanciou v závislosti od nadmorskej výšky. (Baláž 2007 in Čaboun, V., Min-ďáš, J, Priwitzer, T., Zúbrik, M., Moravčík M. 2008)

Návrh stratégie, adaptačných a mitigačných opatre-ní z hľadiska dopadov klimatických zmien na lesné eko-systémy Slovenska tvorí samostatný realizačný výstup, kde sú tabuľkovou formou uvedené plošné dopady globálnej klima tickej zmeny a z toho vyplývajúci návrh opatrení pre dreviny buk, dub, smrek, jedľa, smre kovec a borovica rastúce v jednotlivých lesných vegetačných stupňoch. Syntéza výsledkov vychádza z analýzy tried vhodnosti podmienok, ktoré boli pre jednotlivé dre viny určené na základe frekvencie súčasného výskytu a rasto-vých odoziev jednotlivých druhov drevín v jednotlivých lesných vegetačných stupňoch, na základe výsledkov ras tovej simulácie pomocou rastového simulátora SIBI-LA, analýzy dopadov klimatických zmien na produkciu, ekologickú stabilitu, vitalitu drevín a štruktúru porastov pri použití modelov zmeny klímy pre vybrané dreviny.

Prognóza vývoja zmeny klímy a jej dopad na hlav-né druhy drevín vychádza zo súčasného stavu výskytu drevín vzhľadom k súčasným klimatickým podmien-kam (2007) pre hlavné dreviny (BK, DB, SM, JD, SC, BO), z krátkodobej prognózy zmeny klimatických pod-mienok k roku 2045 pre uvedené hlavné dreviny a z dl-hodobej prognózy zmien klimatických podmienok k roku 2075 pre tieto dreviny). Ako príklad uvádzame tabuľkovú syntézu výsledkov (tab. 2 – 4) o očakáva-nom vývoji duba, buka a smreka – najviac atakovanej dreviny, rastúcich v jednotlivých vegetačných stupňoch podľa rastovej odozvy, klimatickej vodnej bilancie (CWB), frekvencie výskytu a rastových simulácií.

29

Duby

LVS Rastová odozva CWB Zmena areálu Rastové simulácie

1.Vhodné podmienky pre rast suchomilných dubov.Podmienky pre lesné spoločenstvá „balkánskeho typu“

Mierne obmedzené podmienky pre rast našich dubov.Nástup dubových xerotermných lesov

Nepočíta sa so zmenou areálu vzhľadom ku GKZ

Produkcia duba sa signifi kantne znižuje

2. Vhodné resp. podstatne nezmenené podmienky pre rast dubov

Vhodné podmienky pre rast dubov

Mierne zväčšenie areálu vzhľadom ku GKZ

Produkcia dubín sa mierne, nevýznamne znižuje

3. Vhodné podmienky pre rast dubov

Vhodné a zlepšujúce sa podmienky pre rast dubov

Expanzia duba na 20 % plochy lvs

Nezmenená produkcia

4. Zlepšujúce sa podmienky pre rast dubov

Zlepšujúce sa podmienky pre rast dubov

Vytváranie podmienok pre dubové spoločenstvá

Netestované

5.Vytváranie podmienok pre rast dubov

Vytváranie podmienok pre rast dubov

Minimálne zmeny Netestované

6.V súčasnosti nevhodné podmienky

Zlepšujúce sa podmienky pre rast dubov

Minimálne, takmer žiadne zmeny súčasného stavu

Netestované

7. Nevhodné podmienky Nevhodné podmienky Bez zmeny Netestované

8. Nevhodné podmienky Nevhodné podmienky Bez výskytu Netestované

Tab. 2 Syntéza výsledkov o očakávanom vývoji dubov rastúcich v jednotlivých vegetačných stupňoch podľa rastovej odozvy, klimatickej vodnej bilancie (CWB), frekvencie výskytu a rastových simulácií

30

Tab. 3 Syntéza výsledkov o očakávanom vývoji buka rastúceho v jednotlivých vegetačných stupňoch podľa rastovej odozvy, klimatickej vodnej bilancie (CWB), frekvencie výskytu a rastových simulácií

Buk

LVS Rastová odozva CWB Zmena areálu Rastové simulácie

1. Negatívne sa prejavujúca odozva na raste 56 % bukov

Rýchlo sa zhoršujúce podmienky pre rast buka

Ohrozený výskyt buka na 90 % areálu

Netestované

2. Zhoršujúce sa podmienky pre buk, ale nie dramaticky

Zhoršujúce sa podmienky pre rast buka

Zhoršené podmienky pre buk na takmer 60 % výskytu

Signifi kantné zníženie prírastku

3. Mierne zhoršené podmienky

Mierne zhoršené podmienky vzhľadom na nedostatok vlahy

Mierne zníženie rozlohy Signifi kantné zníženie prírastku buka o 20 %

4.Podmienky vhodné, ale zhoršujúce sa pre rast buka

Zhoršujúce sa podmienky vhodné pre rozvoj zmiešaných spoločenstiev buka s účasťou cenných listnáčov

Zhoršenie podmienok pre buk na 35 % plochy lvs

Signifi kantné zníženie prírastku buka o 17 %

5. Podmienky vhodné a zlepšujúce sa pre rast buka

Podmienky vhodné pre buk

Expanzia buka na úkor smreka

Nezmenená produkcia a zastúpenie buka

6. Výrazne sa zlepšujúce podmienky pre buk

Podmienky vhodné pre buk

Mierna expanzia buka Štatisticky nevýznamné zmeny

7. Vytváranie podmienok pre rast buka

Postupné rýchle vytváranie podmienok pre buk

Šírenie buka do 7 lvs Netestované

8. Podmienky nevhodné pre buk

Podmienky nevhodné pre buk

Nezmenené Netestované

31

Tab. 4 Syntéza výsledkov o očakávanom vývoji smreka rastúceho v jednotlivých vegetačných stupňoch podľa rastovej odozvy, klimatickej vodnej bilancie (CWB), frekvencie výskytu a rastových simulácií

Smrek

LVS Rastová odozva CWB Zmena areálu Rastové simulácie

1. Absencia podmienok pre výskyt SM

Zánik spoločenstiev s účasťou smreka

Zánik podmienok pre výskyt smreka

Netestované

2. Absencia podmienok pre výskyt SM

Nevhodné podmienky pre výskyt SM

Zánik podmienok pre výskyt smreka

Netestované

3. Absencia podmienok pre výskyt SM

Absencia podmienok pre výskyt SM

Nevhodné podmienky pre výskyt SM

Netestované

4.Obmedzené podmienky pre SM, prejavujúce sa na jeho zdravotnom stave a vitalite

Obmedzené podmienky pre nedostatok vlahy

Zhoršenie podmienok pre smrek až na 80 % lvs

Netestované

5. Narastajúce problémy pri pestovaní SM

Zhoršujúce sa podmienky pre SM, Konkurenčný tlak buka a jedle

Zhoršenie podmienok pre SM na 50 % územia lvs

Signifi kantný pokles produkcie

6.Podmienky len mierne meniace sa pre SM

Podmienky zlepšujúce sa pre smrek

Nepredpokladané veľké zmeny

Signifi kantný pokles produkcie v monokultúrach o 22 % v zmesiach bez problémov

7. Podstatné zlepšenie podmienok pre rast smreka

Dostatok zrážok pre existenciu SM

Expanzia smreka, vylepšenie podmienok v celom lvs

Signifi kantný nárast produkcie smreka o 7 %

8. Vytváranie podmienok pre rast smreka

Vytváranie podmienok pre rast smreka

Posun hornej hranice lesa Netestované

32

Pre duby sa predpokladá zlepšovanie rastových podmienok postupne až do 6. vegetačného stupňa. Naše duby budú mať v budúcnosti značné problémy v 1., neskôr aj v 2. vs. Pre buk bude negatívny vplyv klimatických zmien pre jeho rast klesať od 1. po 4. vs. Naopak, v 5. – 7. vs. Očakávame expanziu buka.

Návrh stratégie, adaptačných a mitigačných opatre-ní z hľadiska dopadov klimatických zmien na lesné eko-systémy Slovenska tvorí samostatný realizačný výstup, kde sú tabuľkovou formou uvedené plošné dopady globálnej klima tickej zmeny a z toho vyplývajúci návrh opatrení pre dreviny buk, dub, smrek, jedľa, smre kovec a borovica rastúce v jednotlivých lesných vegetačných

stupňoch. Syntéza výsledkov vychádza z analýzy tried vhodnosti podmienok, ktoré boli pre jednotlivé dre viny určené na základe frekvencie súčasného výskytu a rasto-vých odoziev jednotlivých druhov drevín v jednotlivých lesných vegetačných stupňoch, na základe výsledkov ras tovej simulácie pomocou rastového simulátora SIBI-LA, analýzy dopadov klimatických zmien na produkciu, ekologickú stabilitu, vitalitu drevín a štruktúru porastov pri použití modelov zmeny klímy pre vybrané dreviny.

Ako príklad uvádzam návrh stratégie, adaptačných a mitigačných opatrení z hľadiska dopadov klimatic-kých zmien na lesné ekosystémy 3. dubovo–bukového vegetačného stupňa na území Slovenska.

Vegetačnýstupeň

Nadmorskávýška (m)

Suma ročných

zrážok (mm)

Vegetačnéobdobie

(dni)

Priemerná ročná

teplota (oC)

Výmera

(ha) (%)

3. dubovo-bukový 300 – 700 700 – 800 150 – 165 5,5 – 7,5 457 063 23,66

Drevina Buk Dub Smrek Jedľa Smrekovec Borovica

Plocha ha 207 330,8 91 108,8 13 442,76 5 384,88 1 597,32 25 615,44

Charakteristika 3. dubovo–bukového vegetačného stupňa

Výskyt a zastúpenie hlavných druhov drevín (BK, DB, SM, JD, SC, BO)

33

Prognóza vývoja zmeny klímy a jej dopad na hlavné druhy drevín. • Súčasný stav výskytu drevín vzhľadom k súčasným klimatickým podmienkam( 2007) pre hlavné dreviny (BK, DB, SM, JD, SC, BO)

• Krátkodobá prognóza zmeny klimatických podmienok k roku 2045 pre hlavné dreviny (bk, db, sm, jd, smc, bo)• Dlhodobá prognóza zmeny klimatických podmienok k roku 2075 pre hlavné dreviny (BK, DB, SM, JD, SC, BO)

Drevina Rok Opatrenia nutné Opatrenia vhodné Opatrenia nepotrebné Suma

ha % ha % ha % ha

Buk 2007 19,42 0,01 6 259,68 2,02 201 029,1 96,97 20 7330,8

2045 787,32 0,38 31 719,60 15,3 174 801,2 84,32 20 7330,8

2075 991,44 0,48 33 534,0 12,1 172 782,8 83,35 20 7330,8

Dub 2007 174,96 0,19 19 294,2 21,18 71 639,64 78,63 91 108,8

2045 0,0 0,0 0,0 0,0 91 108,8 100,0 91 108,8

2075 0,0 0,0 0,0 0,0 91 108,8 100,0 91 108,8

Smrek 2007 8 417,52 62,62 4 131,0 30,73 894,24 6,65 13 442,76

2045 11 861,6 88,24 1 312,24 9,76 268,92 2,0 13 442,76

2075 11 874,6 88,33 1 285,52 9,59 278,64 2,08 13 442,76

Jedľa 2007 2 776,68 51,56 1 752,84 32,55 855,36 15,88 5 384,88

2045 1 409,4 26,17 2 209,68 41,03 1765,8 32,79 5 384,88

2075 4 286,52 79,60 835,92 15,52 262,44 4,87 5 384,88

Smrekovec 2007 1 509,84 94,52 29,16 1,83 58.32 3,65 1 597,32

2045 1 561,68 97,77 16,2 1,01 19,44 1,21 1 597,32

2075 1 561,68 97,77 12,96 0,81 22,68 1,42 1 597,32

Borovica 2007 0,0 0,0 0,0 0,0 25 615,44 100,0 25 615,44

2045 0,0 0,0 0,0 0,0 25 615,44 100,0 25 615,44

2075 0,0 0,0 0,0 0,0 25 615,44 100,0 25 615,44

34

Vplyv zmeny klímy na rast a produkciu drevín

Na základe výsledkov využitia rastového simulátora SIBYLA klimatické zmeny indikujú na konci 21. storo-čia signifi kantné zníženie produkcie buka v 2. a 3. lvs o -20 %.

Produkcia duba v 3 lvs v zmesi s bukom sa v podstate nemení (rozdiel je -1 %, čo je štatisticky nevýznamný rozdiel. Zastúpenie duba sa zvyšuje v zmiešaní s bukom.

Návrh opatrení pre zníženie negatívneho do-padu zmeny klímy na jednotlivé druhy drevín 3. dubovo-bukového vegetačného stupňa.

ZMENA DRUHOVEJ ŠTRUKTÚRY

• V 3. dubovo-bukovom vegetačnom stupni ide pre-dovšetkým o nutné opatrenia týkajúce sa smreka a jedle, ktoré v súčasnosti rastú na stanovištiach pat-riacich do tohto lvs. • Pri smreku ide predovšetkým o návrh nutných a vhodných aktuálnych opatrení na ploche takmer 12 550 ha, čo je 93 % plochy na ktorej sa v súčasnosti v 3. lvs nachádzajú smreky, pričom plocha, na ktorej bude potrebné vykonať nutné krátkodobé opatrenia narastá oproti ploche s aktuálnymi súčasnými opatre-niami o 3 444 ha, čo je nárast o 26 % celkovej plochy smreka v tomto lvs.

• Pri jedli sa podľa našich výpočtov až 2 777 ha jedlín v súčasnosti nachádza na okraji svojho výskytu. Vďaka kolísaniu prognostického modelu zrážok sa plocha jed-lín, na ktorej by bolo nutné robiť opatrenia sa zmenší takmer na polovicu a aj rozloha lokalít, na ktorých by bolo vhodné robiť opatrenia sa zvýši len o 9 %. Kým sa teda podmienky pre jedľu rastúcu v 3. lvs do polo-

35

vice tohto storočia budú relatívne zlepšovať na ploche necelých 1 000 ha (10 % plochy), ďalšie prognózované oteplenie do roku 2075 spôsobí, že na 80 % plochy na ktorej v súčasnosti rastie jedľa bude nutné a na ďal-ších 16 % plochy bude vhodná druhová zmena. Kým teda do roku 2045 bude nutné a vhodné robiť opatre-nia na asi 3 620 ha jedľových porastov, do roku 2075 sa táto plocha zväčší o ďalších viac ako 1 500 ha, z čoho vyplýva, že v 3. lvs sa zmenia klimatické podmienky do roku 2075 do takej miery, že budú pre jedľu a smrek nevhodné.• So smrekovcom situácia nie je taká jednoznačná, ako to vyplýva z uvedených výpočtov. Podkladom pre uvedené tabuľky bol súčasný výskyt drevín. Vyslovene svetlomilný smrekovec má výrazne disjunktívny areál. Reálne sa môže uplatniť iba tam, kde buď klimatické, alebo pôdne podmienky obmedzujú jeho tieňomil-ných konkurentov. Smrekovec so svojou mimoriadnou potrebou dostatku svetla však dokáže v každom veku vzdorovať drsným klimatickým podmienkam a veľkým teplotným výkyvom. Je možné povedať, že ide o prie-kopnícku drevinu, ktorá sa uplatňuje predovšetkým v horských polohách, ale sú známe porasty aj v nižších polohách, kde sa úspešne prejavuje. Napriek tomu, že nám vyšlo, že smrekovec by mal byť už v súčasnosti vymenený za iné dreviny na ploche 1 510 ha, čo je 95 % plochy na ktorej sa v 3. lvs vyskytuje, nepovažu-

36

jeme túto výmenu za tak akútnu ako pri smreku.• Kým pre dub sa klimatické podmienky 3. lvs stávajú ideálne a preto sa tu veľmi dobre uplatní, pre buk sa mierne zhoršia – do roku 2075 asi na 4 000 ha, čo je však iba 12,5 % jeho súčasného rozšírenia. Toto zhoršenie je možné eliminovať zvyšovaním druhovej diverzity porastov drevinami ktorým budú vyhovovať meniace sa klimatické podmienky.

OBNOVA PORASTOV

Buk – aktuálne opatrenia:• pri morfologických parametroch sadbového mate-riálu odporúčame dodržiavať normu (vhodnejší sadbo-vý materiál: vek do 3 rokov, výška max. 50 cm);• dodržiavať normou odporučený minimálny pomer

objemu koreňovej sústavy k objemu nadzemnej časti (STN 48 2211);• dávať dôraz na kvalitu koreňového systému voľno-korenného sadbového materiálu; • vylúčiť deformácie koreňového systému voľnokoren-ných aj krytokorenných sadeníc pri pestovaní a výsad-be;• pri manipulácii a transporte využívať látky vhodné na ochranu koreňového systému;• dodržiavať technologickú disciplínu pri manipulácii so sadbovým materiálom a umelej obnove lesa; • v prípade nedostatku vlahy aplikovať v extrémne suchých oblastiach do jamky hydrogely, ktoré zabez-pečujú v koreňovom priestore po výsadbe dostatok vlahy;• dodržiavať agrotechnické termíny umelej obnovy

37

(jarná, jesenná sadba s využitím zrážok);• pri spôsobe sadby (jamková, štrbinová) dávať dôraz na kvalitu výsadby bez deformácií koreňa – dodržiavať postup uvedený vo výkonovej norme pre umelú obno-vu lesa sadbou a sejbou;• využiť možnosť sejby progresívnymi technológiami („vegetačné bunky“); • zvýšená ochrana a starostlivosť o výsadby (zver, buri-na);

Dub – aktuálne opatrenia:• pri morfologických parametroch sadbového mate-riálu odporúčame dodržiavať normu (STN 48 2211): (vhodnejšie sadenice: vek do 3 rokov, výšku do 35 cm a priemer koreňového krčka min. 5 mm, semenáčiky: vek do 2 rokov výška do 50 cm);• dávať dôraz na kvalitu koreňového systému voľno-korenného sadbového materiálu (dopestovať sadbový materiál s kvalitným koreňovým systémom s dosta-

točným množstvom jemných vlásočnicových koreňov – podrezávanie, mykorízácia);• vylúčiť deformácie koreňového systému voľnokoren-ných aj krytokorenných sadeníc pri pestovaní a výsad-be;• pri manipulácii a transporte využívať látky vhodné na ochranu koreňového systému;• dodržiavať technologickú disciplínu pri umelej obno-ve lesa (obdobie dostatku vlahy, v prípade nedostatku aplikovať v extrémne suchých oblastiach hydrogely do jamky);• dodržiavať agrotechnické termíny umelej obnovy (jesenná, jarná sadba);• pri spôsobe sadby (jamková, štrbinová) dávať dô-raz na kvalitu výsadby – dodržiavať postup uvedený vo výkonovej norme pre umelú obnovu lesa sadbou a sejbou;• využiť možnosť sejby progresívnymi technológiami („vegetačné bunky“), najmä pri premenách;

38

• zvýšená ochrana a starostlivosť o výsadby (zver, hmyz a i.).

Borovica – aktuálne opatrenia: • voľnokorenné jednoročné semenáčiky s aplikáciou hydrogelov (špecifi kum viate piesky Záhorie);• celoplošná príprava pôdy – vhodnejšie frézovanie s dodaním a zapracovaním pôdneho kondicionéra do koreňových vrstiev (špecifi kum viate piesky Záhorie);• zvýšiť percento krytokorenného sadbového mate-riálu spojeného s jesennou výsadbou; • pri manipulácii a transporte využívať látky vhodné na ochranu koreňového systému;• dodržiavať technologickú disciplínu pri umelej obno-ve lesa (obdobie dostatku vlahy, v prípade nedostatku aplikovať v extrémne suchých oblastiach hydrogely do jamky);• dodržiavať agrotechnické termíny umelej obnovy (jarná, jesenná sadba),• na živných stanovištiach nezakladať rovnorodé borovicové porasty, pri zakladaní zmiešaných po-rastov uplatňovať len hlúčikovú formu zmiešania (do 0,01 ha), maximálne vysádzať v malých skupinách. Prípustné, niekde je vhodné miešať dreviny v radoch.

Pre ostatné dreviny lvs – 3. odporúčame dodržiavať technologickú disciplínu spojenú s kvalitou sadbového materiálu a prác pri výsadbe.

Odporúčané obnovné drevinové zloženie:• základné dreviny dub, borovica, vo vybraných typo-logických jednotkách buk; • primiešané dreviny – ostatné dreviny pôvodného zastúpenia drevín v závislosti od stanovištných (ty-pologických) podmienok, osvedčené introdukované a domáce dreviny so širokou ekologickou amplitúdou;• pre extrémne presychavé stanovištia, spustnuté pôdy, biele a delimitované plochy: borovica čierna, dub cerový, jaseň kvetnatý, jaseň mannový, lipa malo-listá, agát biely, hrab obyčajný, čerešňa mahalebka.

39

Borovica – aktuálne opatrenia:• odporúčame sadbový materiál s morfologickými pa-rametrami podľa STN 48 2211;

Pre ostatné dreviny odporúčame dodržiavať technologickú disciplínu spojenú s kvalitou sadbového materiálu a prác pri výsadbe.

Odporúčané obnovné drevinové zloženie:• základné dreviny buk, borovica, vo vybraných typo-logických jednotkách dub; • primiešané dreviny – ostatné dreviny pôvodného zastúpenia drevín v závislosti od stanovištných (ty-pologických) podmienok, osvedčené introdukované

a domáce dreviny so širokou ekologickou amplitúdou;• pre extrémne presychavé stanovištia, štrkové a su-ťovité pôdy, spustnuté pôdy, biele plochy: borovica čierna, dub cerový, hrab obyčajný;• prípravné dreviny – pedomelioračný účinok: jaseň kvetnatý, jaseň mannový, lipa malolistá, agát biely, čerešňa mahalebka.

VÝCHOVA PORASTOV

Nutné opatreniaMladiny

• pri porastoch DB, BK a BO neznižovať zápoj pod hodnotu 0,9;• primiešanú BO udržiavať v dokonalom zápoji, resp. hlúčikovom zmiešaní;• dub uvoľňovať (podporovať) v konkurencii s bukom;• primiešaný SC a cenné listnáče treba pozitívnymi zásahmi dôsledne uvoľňovať; • SM, JD na dolnej hranici rozšírenia odstraňovať pre-čistkami; • v zmiešaných porastoch ihličnany udržiavať v hornej vrstve, SC dôsledne uvoľňovať.

Žŕdkoviny a žrďoviny• smrek prebierkami postupne odstraňovať z porastov (max. do konca 3. vekovej triedy);

40

• na S až SV expozíciách preferovať buk, ktorý tu môže tvoriť až nezmiešané bukové porasty, pričom dub je zastúpený jednotlivo, maximálne v hlúčikoch, ale nemá však šancu v konkurenčnom boji s bukom;• pri zmene expozície smerom k JZ, treba podporovať dub, ktorý sa presadzuje (v hlúčikoch až skupinách) s výskytom hrabu najmä v podúrovni; • Na J expozíciách, strmých svahoch a suchých stano-vištiach podporovať zastúpenie duba v úrovni, resp. výskyt aj ďaľších druhov (javor horský, jaseň, čerešňa, brekyňa, hloh a ojedinele aj jedľa) a na vlhkejších sta-novištiach aj jaseňa;• na S expozíciách treba podporiť pozitívnymi zásahmi výskyt jaseňa, buka a javora horského v úrovni poras-tu, pri hlúčikovom až skupinovom zmiešaní, a v podú-rovni zastúpenie javora mliečneho pred hrabom; • primiešaný JS pozitívnym výberom udržiavať v úrov-ni porastu;• BK udržiavať v skupinovom až ostrovčekovom (ploš-nom) zmiešaní;

Vhodné opatreniaMladiny

• SC (SM, JD) pestovať v hlúčikovom zmiešaní (do 0,01 ha) v hornej vrstve;• dbať, aby hrab neutláčal cenné listnáče a kvalitné jedince duba v dolnej a strednej vrstve,

• na extrémych stanovištiach a J expozíciách ponechať cer;• pri SM, SC a DG udržiavať prerušený zápoj v hornej vrstve so snahou o vytvorenie diferencovanej štruktúry.

Žŕdkoviny a žrďoviny• snaha o vertikálnu diferenciáciu porastu úrovňový-mi zásahmi s tým, že v nadúrovni sú ihličnany, v úrovni BK, DB, resp. v podúrovni cenné listnáče (buk);• v zmiešaných porastoch db s hrabom (najmä na V a J expozíciách) treba pozitívnymi zásahmi podporiť vý-skyt ceru a cenných listnáčov (CS);• snahou je úrovňovými zásahmi výškovo diferencovať porast tak, aby dub (BO) boli v nadúrovni, resp. v úrov-ni a LP v podúrovni, prípadne hrab a buk v podúrovni, resp. na podmáčaných stanovištiach aj jaseň; • na hornej hranici tohto lvs s pribúdaním nadmorskej výšky a zmenou expozície smerom k J treba prebierka-mi podporovať výskyt cenných listnáčov (jaseňa, javora horského) v porastovej úrovni;• v hrabových dubinách kombinovanou prebierkou zasahujeme v celom porastovom profi le s tým, že v podúrovni sa zameriame na sústavné prerieďovanie hrabu, čím sa vytvára viacvrstvová podúroveň (doplňo-vaním z výmladkov, náletu a pod.).

41

ZáverNa základe množstva získaných výsledkov možno

urobiť niektoré všeobecné závery:• Vodná bilancia sa vyznačuje výraznou výškovou zo-nálnosťou. Dochádza však k značnému prekrytu území s pozitívnou a negatívnou bilanciou. Najvyššie polože-né oblasti s negatívnou bilanciou dosahujú výšku až 1 100 m n. m.• Lesy v nížinách a pahorkatinách (najmä 1.–3. vs.) bude ohrozovať hlavne sucho. Lesy vo vyšších polohách ovplyvní najmä nedostatok zrážok vzhľadom na ich neprirodzenú distribúciu vo vegetačnom období.• Je možné predpokladať, že druhy špecializované na určité stanovištné podmienky, podobne ako druhy rozšírené mimo svoj areál, alebo na jeho okraji a eko-typy s úzkou ekologickou amplitúdou, budú silno ohrozené a v dlhodobej perspektíve pravdepodobne úplne vylúčené z druhovej skladby súčasných lesov.• Zvýšenie priemernej teploty teda zrejme spôsobí vše-obecný ústup smreka a rozšírenie listnáčov a borovice až do stredných nadmorských výšok. Hlavnou drevinou vyšších horských polôh by mal byť buk.• Predpokladá sa zvýšená expanzia buka na úkor smrečín, ktorých zdravotný stav sa rapídne zhoršuje.• Ohrozenosť zmiešaných porastov dôsledkami zmeny klímy je nižšia ako ohrozenosť monokultúr.• Horské lesy budú mať lepšie podmienky pre produk-

42

ciu v dôsledku zmeny klímy a horná hranica lesa sa posunie do vyšších nadmorských výšok.• V rámci všeobecných prejavov globálnej klimatickej zmeny sa predpokladá zvýšená frekvencia a intenzita pôsobenia extrémov počasia (najmä víchric). S ohľa-dom na túto skutočnosť je nutné podstatne zvýšiť statickú stabilitu osobitne ihličnatých porastov s pre-vahou smreka prostredníctvom pestovných opatrení (včasná a intenzívna výchova porastov, úprava štruktú-ry najmä drevinového zloženia).

Stupeň entropia vývoja klímy v dlhších časových horizontoch ako 100 rokov, ako aj schopnosti adaptá-cie a migrácie jednotlivých drevín a spoločenstiev, nás núti k opatrnejšiemu prístupu pri interpretácii dosiaľ získaných parciálnych poznatkov, ako aj k opatreniam, ktoré z uvedeného výskumu vyplývajú. Základným princípom, ktorý sme zvolili je riešenie najpálčivejších problémov, teda problém drevín, ktoré sa už v sú-časnosti negatívne prejavuje, nakoľko tieto dreviny rastú na pokraji pre ne vhodných podmienok – tu ide o návrh aktuálnych opatrení (2007–2010). V pomerne krátkom čase 10–40 rokov očakávame také zmeny klímy, ktoré sa výrazne prejaví aj na ďalšie dreviny a ich spoločenstvá, ktoré sa dostanú mimo areál pre ne vhodných klimatických podmienok – tu ide o návrh krátkodobých opatrení (2007–2045), Opatrenia týkajú-ce sa obdobia 40–100 rokov označujeme ako dlhodobé a v budúcnosti ich bude potrebné aktualizovať a kori-

govať na základe novo získaných poznatkov o vývoji a dopadoch klímy na dreviny a ich spoločenstvá.

Zatiaľ sa javí najperspektívnejšia cesta nie radikál-nych zmien celých spoločenstiev, ale cesta zvyšovania biodiverzity – najmä základnej, určujúcej zložky lesné-ho ekosystému – lesných drevín. Pritom máme na mysli najmä druhovú, vekovú a priestorovú diverzitu drevín. Rovnako významná je však aj genetická diverzita, celko-vá biodiverzita spoločenstiev, ako aj diverzita na úrovni ekosystémov, ktorú je potrebné riešiť v budúcnosti s cie-ľom zvyšovania ekologickej stability krajiny. Ekologická amplitúda vysadzovaných drevín musí byť tak široká, aby vyhovovala súčasným, ale aj budúcim stanovištným podmienkam. Táto požiadavka zrejme bude najľahšie splniteľná u pionierskych drevín so širokou ekologickou valenciou (brezy, topoľ, osika), ako aj u drevín s kon-tinentálnym rozšírením (duby, hrab, javory, lipy, jaseň štíhly). Obstáť by mohol aj smrekovec a z naturalizova-ných drevín agát, dub červený a orechy. Použitie ihlič-natých exot bude zrejme problematické, ekologickú rezervu má duglaska a jedľa obrovská.

Doterajšie riešenie problematiky globálnych zmien klímy naznačuje potrebu ďalších projektov zamera-ných na parciálne problémy, ktoré môže klimatická zmena vyvolať. Zvýšený medzinárodný záujem o prob-lematiku globálnej klimatickej zmeny, priniesol aj nové prístupy k riešeniu predikcie globálnej klimatic-kej zmeny najmä v oblasti extremít počasia.

43

44

LiteratúraBalajka, J., Lapin, M., Minďáš, J., Šťastný, P., Thalmeinerová D., 2005: Štvrtá národná správa SR o zmene klímy a Správa o dosiahnutom pokroku pri plnení Kjótskeho protokolu 2005. Ministerstvo životného prostredia SR, Slovenský hydrometeorologický ústav, Bratislava, 114 s.

Blattný, T., Šťastný, T., 1959: Prirodzené rozšírenie lesných drevín na Slovensku. Bratislava: SVPL, 402 s.

Bucha, T., 1999: Classifi cation of tree species composition in Slovakia from satellite images as a part of monitoring forest ecosystems biodiversity. LVÚ Zvolen, Acta Instituti Forestalis Zvolen, s. 65–84.

Čaboun, V., 2002: Systém ukazovateľov ekologickej stability lesa a jej klasifi kácia. In Zb. medzinárodného vedeckého sympózia Nové trendy v zisťovaní a monitorovaní stavu lesa, TU Zvolen, s. 116 – 135.

Čaboun, V., Minďáš, J, Priwitzer, T., Zúbrik, M., Moravčík M. 2008: Vplyv globálnej klimatickej zmeny na lesy Slovenska. Správa pre záverečnú oponentúru úlohy výskumu a vývoja, NLC – LVÚ vo Zvolene, 305 s.

Hlásny, T., Baláž, P., 2007: Climatic water balance of Slovakia based on FAO Penman Monteith potential evapotranspiration. Geografi cký časopis, 2007, 4, (v tlači).

Lapin, M., Damborská, I., Melo, M., 2001: Scenáre časových radov mesačných klimatických údajov pre Slovensko v období 2001–2090. In Zborník z medzinárodnej konferencie „Extrémy prostredia (počasia) – limitujúce faktory bioklimatologických procesov”, Račková dolina 10–12. 9. 2001, SPU Nitra, 9 s.

Minďáš, J., 1999: Vertical climate ranges of forest trees in Western Carpatian Region. Acta Instituti Forestalis, 9, p. 29 – 41.

45

VPLYV KLIMATICKÝCH ZMIEN NA LESY SLOVENSKA

Autor: Prof. Ing. Vladimír Čaboun, CSc.Autor fotografi í: Vladimír Čaboun

Grafi cký dizajn: Mária GálováSadzba a tlač: NLC, oddelenie reprografi e, 2008

Vplyv klimatických zmien na lesy Slovenska

Vladimír Čaboun

NÁRODNÉLESNÍCKECENTRUM

Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu

výzkumu a vývoja na základe zmluvy . LPP-0053-07