Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v. v. i.: Voda v půdě je důležitá i pro přežití borových lesů

V současném období měnícího se klimatu, které je provázeno nepravidelnostmi v rozložení srážek a zvyšujícími se průměrnými teplotami vzduchu, hraje stále větší roli v ekosystému krajiny voda. Přestože rostliny mohou vodu přijímat i povrchem asimilačních orgánů, pro suchozemské rostliny představuje základní podmínku pro život zejména voda v půdě. Je zdrojem živného roztoku i vodu umožňující chlazení organismu během dní s vysokými teplotami vzduchu. Zejména u lesa to má dopad na klima širší krajiny.
Borové porosty se donedávna považovaly z hlediska zdravotního stavu za stabilní i ve srážkově chudých oblastech a obdobích. Ani na chudých písčitých půdách se neočekával významnější problém, proto jim byla věnována jen malá pozornost. Suché roky posledního období (zejména roky 2015 a 2018) však poukázaly na limity resilience borovice lesní.
Hlubší znalost vodního režimu borových porostů na těchto lokalitách může přispět k porozumění vývoji jejich zdravotního stavu v kontextu s jejich charakterem, průběhem počasí i vývojem klimatu, s možnými důsledky pro následnou volbu vhodných postupů výchovy a obnovy.
Toto zajímavé téma zahrnuli do výzkumu vědci z Výzkumné stanice Opočno, VÚLHM, v. v. i., a aktuální výsledky publikovali v článku Změny půdní vlhkosti v různých variantách borového porostu na chudých písčitých půdách během vegetační doby, který vyšel v časopise Zprávy lesnického výzkumu 3/2024 a vznikl při řešení projektu QK24010054 – Dopady klimatické změny na malá lesní povodí a možnosti jejich zmírnění prostřednictvím lesnického managementu a vodohospodářských opatření.
Cílem vědců bylo popsat a porovnat vývoj vlhkosti půdy v různých porostech borovice lesní na chudých písčitých půdách Polabí v letech 2018 až 2020 a na tomto základě stanovit základní principy těchto vztahů. Výzkum realizovali na experimentálním objektu Suchý chobot, jenž je součástí Městských lesů Hradec Králové, a. s. Hluboké písčité půdy v této oblasti tvoří duny s hladinou podzemní vody v hloubce 6 až 8 m, tedy mimo reálný dosah kořenů.
V delším období měly negativní vliv na vývoj zdravotního stavu nejen borových porostů sledované oblasti zejména roky 2015, 2016 a 2018, v kterých byl podíl srážek ve vegetační době nižší oproti průměru za roky 2001–2011 až o více než 40 % (2015 a 2018). V roce 2018 v kombinaci s o 1 °C vyšší průměrnou teplotou.
Již od ledna byl rok 2018 srážkově chudý, celkově v dané oblasti spadlo 454 mm srážek na volnou plochu a 367 mm pod porost borovice, přičemž průměr srážek za roky 2001–2011 činil 558 mm.
Rok 2019 byl srážkově vyrovnanější, na lokalitě celkem spadlo 633 mm srážek. Také teplotně byl příhodnější, s výjimkou června s vysokou průměrnou teplotou téměř 22 °C. Následující rok byl celkově chladnější a bohatý na srážky, zejména ve vegetační době (s výjimkou dubna).
Písčité půdy mají celkově malou vodní retenční kapacitu. Ta je však zvyšována přítomností jemných částic a zvláště organické hmoty – humusu. Ten je díky vegetaci koncentrován zejména při povrchu půdy, v nadložních horizontech a svrchním minerálním horizontu. Proto je vlhčí oproti hlubším horizontům.
Vyšší vlhkost na a těsně pod povrchem půdy se jednoznačně projevila zejména na holině, kde byl vzhledem k nízké pokryvnosti vegetace (přízemní vegetaci s celkovou pokryvností do 10 %, v které dominovalo borůvčí) minimální vliv evapotranspirace redukující vstup vody do půdy i snižující její vlhkost.
Naproti tomu pod dospělým porostem borovice byl dlouhodobě patrný, extrémně do začátku srpna 2019, vliv dřevin a přízemní vegetace na omezení vstupu vody do půdy intercepcí i odběr vody z půdy pro evapotranspiraci.
Z průběhu vlhkosti následujícího po tomto období je patrné, že se pozitivně projevily vyšší srážkové úhrny v srpnu a září 2019 a zásoba vody v půdě se již dostala nad úroveň kompletně odčerpávanou vegetací, tzn., že bylo ukončeno období zvýšeného rizika deficitu vody v ekosystému lesa.
Minimální rozdíly vlhkosti v rámci sledovaného profilu pod porostem borovice v období do počátku srpna 2019 mohou mít souvislost s doběhem vlivu extrémně suchého roku 2018.
Dřeviny pravděpodobně v suchém období roku 2018 snížily obsah vody v pletivech a k opětovnému vyrovnání nedošlo v průběhu zimy 2018–19, kdy byla sice zlepšena dostupnost vody v půdě, ale klimatické podmínky pravděpodobně neumožnily dostatečnou fyziologickou aktivitu stromů. V jarním období je výrazná potřeba vody pro rašení a rozvoj listů, obsah vody v pletivech se tak mohl vyrovnávat až do vrcholného léta.
Pokles půdní vlhkosti s hloubkou v půdě také nepřímo potvrzuje, že se dřeviny rostoucí na tomto stanovišti nemohou spoléhat na dostupnost vláhy pocházející z podzemní vody, jejíž vzlínání z hladiny v hloubkách více než 6 m, při písčitém charakteru půd, je mimo reálný dosah kořenů borovice. Nízké zastoupení živin v půdě a snižující se vlhkost představují přirozenou bariéru pro aktivní rozrůstání kořenů.
Pozorované zvýšení vlhkosti půdy na holině je důsledkem absence hydricky funkčního živého lesního porostu, které se následně projevuje i na rozložení odtoku z povodí.
Lesem využitou vodu však nelze jednoduše považovat za ztrátovou položku v lokálním ekosystému. Neboť les pro své fyziologické pochody související s vodou, ústící do (evapo-) transpirace, dokáže využívat většinu sluneční energie.
Uvolňováním latentního tepla pak na prostředí působí přímým chladicím efektem a zároveň krátký oběh vody vytváří oblačnost a vyšší vlhkost vzduchu (až mlhy), a tlumí tak příkon sluneční energie.
Tyto dopady jsou, zvlášť při současných projevech klimatické změny, pro prostředí spíše významným ziskem.
Z hodnocení průběhu vlhkosti půdy v různých polohách borového porostu na chudém stanovišti s písčitou půdou a hloubkou podzemní vody mimo dosah kořenů vědci vyvodili tyto souvislosti:
• Na holině bylo potvrzeno oproti dospělému porostu borovice celoroční zvýšení vlhkosti půdy, a to zejména svrchních horizontů.
• Rozdíly mezi vlhkostí svrchního minerálního horizontu půdy pod valem a v brázdě na holině s přípravou půdy se vyvíjely v souvislosti s časem od poslední srážky a její sumou. Při déletrvajícím období bez srážek klesala vlhkost půdy v brázdě.
• Zapojená mlazina borovice vlhkost svrchní vrstvy půdy ovlivnila podobně jako dospělý porost, navýšení vlhkosti potvrzené na holině se již neprojevilo.
• Zvýšení vlhkosti půdy po odstranění smrkové podúrovně borového porostu bylo pouze dílčí, přesto pro vývoj a přežití borovic podstatné.
• Vlhkost půdy na holině i v suchých periodách klesala s hloubkou v půdě. Pod porostem byl tento vztah pozorovaný pouze při dostatečném množství vody v ekosystému (po doplnění srážkového deficitu).
• Vliv postupu vegetační doby se na dlouhodobém průběhu vlhkosti horizontů půdy jednoznačně neprojevil.
Zjištěné výsledky jsou významné pro porozumění vývoje vlhkosti půdy v borových lesích na obdobných stanovištích.
Článek Změny půdní vlhkosti v různých variantách borového porostu na chudých písčitých půdách během vegetační doby je ke stažení zde: https://doi.org/10.59269/ZLV/2024/3/732
Autor článku: Ondřej Špulák, VÚLHM, v. v. i., Výzkumná stanice Opočno, e-mail: spulak@vulhmop.cz
Podle originálu připravil Jan Řezáč, VÚLHM, v. v. i., e-mail: rezac@vulhm.cz