Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti: Způsob obnovy lesa ovlivňuje množství sloučenin dusíku vyplavovaných do vodních zdrojů

Lesy mají na rozdíl od zemědělských pozemků výraznou schopnost zadržovat vodu a působit na stabilizaci odtoku z povodí. Lesní porosty tak hrají významnou úlohu v koloběhu vody v krajině a díky minimalizaci povrchového odtoku významnou měrou přispívají k doplňování podzemních rezervoárů vody. Vznik rozsáhlé holiny vždy znamená významné narušení koloběhu vody a živin lesa.
Při holosečné obnově, ale i při kalamitním odumření lesních porostů, dochází k proporčním změnám jednotlivých složek hydrologického cyklu porostu. Současně je vlivem zvýšeného přístupu světla urychlena mineralizace povrchového humusu. S holosečným způsobem hospodaření tak bývá spojováno nebezpečí negativního vlivu dekompozičních procesů v půdě na kvalitu podzemních vod zvýšeným vyplavováním živin, zvláště reaktivních forem dusíku, které jsou významnými kritérii hygienické nezávadnosti vod.
Studií analyzujících změny v chemismu podzemní vody v důsledku lesnického hospodaření je však minimum. Na tuto oblast se proto zaměřili vědci z Výzkumné stanice Opočno, VÚLHM, v. v. i., a v rámci řešení výzkumného projektu „Vývoj metodicko-technických postupů minimalizace dopadů lesnického hospodářství na kvalitu podzemních vod v důsledku nadbytečné migrace reaktivních forem dusíku a fosforu“ zpracovali certifikovanou metodiku „Regulace rizika zvýšeného vyplavování sloučenin dusíku do vodních zdrojů v souvislosti s různými postupy obnovy lesa“.
V ní navrhují optimální postupy obnovy lesních porostů na lokalitách, kde je nutné rychle stabilizovat půdní prostředí a omezit nárůst množství sloučenin dusíku (případně dalších prvků) vyplavovaných do vodních zdrojů. Tyto postupy je možné využít také na stanovištích, na kterých by případné zvýšené výstupy dusíku mohly ohrožovat vzácné biotopy.
Porosty různých dřevin mohou ovlivňovat výši depozice sloučenin dusíku: v porovnání s listnatými porosty byl potvrzen vyšší spad v porostech smrkových, přičemž v porostu borovice bylo množství celkového dusíku jen o málo vyšší než pod listnáči. Porosty jednotlivých druhů dřevin mohou mít také odlišný vliv na vodní režim, významný vliv má i jejich struktura, kterou lze ovlivňovat výchovnými zásahy.
V městských lesích u Hradce Králové, v přírodní lesní oblasti 17 – Polabí, vědci na jaře 2017 založili výzkumný objekt „Suchý chobot“, v lesních porostech o věku 85 až 98 let, o průměrné hustotě horní stromové etáže okolo 670 jedinců na hektar, na chudých stanovištích dubového boru v nadmořské výšce cca 255 m. Na plochách dominuje borovice lesní, smrk je zastoupen v podúrovni, přimíšená je i borovice vejmutovka.
Vědci ve svém výzkumu zaznamenali, že od 2. poloviny roku 2019, tzn. v průběhu druhého roku po vzniku holin, došlo k velmi razantnímu nárůstu koncentrací dusičnanů vyplavovaných z prostoru svrchních půdních horizontů na plochách po těžbě, a to až na trojnásobek limitu dusičnanů pro pitnou vodu. Kromě nízké sumy srážek druhé poloviny roku 2019, která přispěla k vyšším koncentracím půdního roztoku, lze za hlavní důvod považovat akceleraci rozkladu rostlinných zbytků na holinách spojených s přeměnou na huminové látky.
Vzestup obsahu dusičnanů od konce druhého roku po těžbě (2019) byl na holinách zaznamenán i v podzemních vodách a v půdě. Zřejmý byl výrazný nárůst obsahu dusičnanů v celém sledovaném půdním profilu do hloubky 70 cm, ale především v horních vrstvách na obou holinách. Na kontrolní ploše byl vzestup koncentrace dusičnanů patrný také, avšak významně nižší.
V roce 2020 došlo na holinách (na výzkumné ploše) k dalšímu nárůstu obsahu dusičnanů ve vertikální úrovni. Pravděpodobnou příčinou bylo zvýšení uvolňování dusíku vlivem rozkladu ponechaných těžebních zbytků na ploše v tomto srážkově bohatším roce.
Pro omezení rizika nárůstu vyplavování dusíku do vodních zdrojů v souvislosti s obnovou lesa je klíčové zachování kontinuity lesního prostředí, případně jeho rychlý návrat po zajištění nových lesních kultur na vzniklých holinách. V rámci plánování obnovy lesa je tak důležité respektovat lokální stanovištní podmínky a podle nich plánovat a provádět obnovní práce.
Dle místních podmínek lze využít přirozenou, umělou či kombinovanou obnovu. Přednostní uplatnění má hospodaření na základě výběrných principů. Pro obnovu dřevin s rozdílnými nároky na světlo, včetně dřevin světlomilných, mohou být přípustné clonné i maloplošné okrajové holosečné obnovné prvky (nejlépe nepřekračující šířkou porostní výšku mateřského porostu).
Přesto je holosečný způsob obnovy v některých případech nutný, např. při změně druhové skladby nebo při obnově geneticky (fenotypově) nevhodných porostů. Aktuálním případem obnovy jsou velkoplošné holiny, které vznikají důsledkem poškození porostů kůrovcovou kalamitou a extrémním suchem.
Pro obnovu kalamitních holin, zejména na lokalitách s rizikem nežádoucího ovlivnění kvality podzemní vody migrací dusíku, je nutné využít postup, který co možná nejrychleji obnoví porostní prostředí. Nejúčinnější je zejména kombinovaný způsob obnovy lesa, při kterém je využita přirozená obnova všech dřevin, tedy i dřevin přípravných s pionýrskou strategií růstu, která je doplněna výsadbou dalších dřevin vhodných pro konkrétní stanovištní podmínky. Využití zvýšených minimálních počtů jedinců na ha (min. o 20 % výše, než je dáno příslušnou vyhláškou) zaručí dřívější zapojení porostů a intenzívnější fixaci a recyklaci živin, včetně dusíku.
Originálnost metodiky spočívá v komplexním vyhodnocení migrace sloučenin dusíku a nepřímo také vodního režimu v lesních ekosystémech po provedené těžbě hlavního porostu. Následně jsou navrženy optimální postupy obnovy lesa, které omezí případnou migraci dusíkatých sloučenin do zdrojů vody a případně do lokalit vzácných chráněných biotopů, jež mohou být zvýšeným vstupem sloučenin dusíku ohroženy. Pro případy, kdy by běžná obnova lesa nestačila k ochraně vodních zdrojů, byla otestována také možnost využití biopreparátu umožňujícího zvýšenou fixaci sloučenin dusíku v substrátu při umělé obnově.
Hlavní ekonomický přínos publikace spočívá v ochraně vodních zdrojů před zvýšenou migrací sloučenin dusíku. Finanční úspory plynou především ze snížení nákladů na úpravu vody z dotčených zdrojů. Metodický postup lze aplikovat i při ochraně vzácných biotopů, které mohou být rovněž ohroženy zvýšeným přísunem sloučenin dusíku.
Metodika byla vypracována v rámci grantové podpory TAČR projektu: TH02030823 „Vývoj metodicko-technických postupů minimalizace dopadů lesnického hospodářství na kvalitu podzemních vod v důsledku nadbytečné migrace reaktivních forem dusíku a fosforu“.
Metodika je ke stažení zde: https://www.vulhm.cz/files/uploads/2021/11/LP_1_2021.pdf
Autoři metodiky: Ing. Jan Leugner, Ph.D., Ing. Ondřej Špulák, Ph.D., Ing. Dušan Kacálek, Ph.D., Ing. Jiří Palarčík, Ph.D., Ing. Miloslav Slezák, CSc., Ing. Petra Peroutková, Ing. Jiří Mikeš, MBA; VÚLHM, v. v. i., VS Opočno, e-mail: leugner@vulhmop.cz
Připravil: Ing. Jan Řezáč, e-mail: rezac@vulhm.cz