V sedmdesátých a osmdesátých letech se zdravotní stav lesních porostů na území České republiky viditelně zhoršoval. Hlavní vinu nesly silě okyselující sirné emise z komínů tepelných elektráren a ty byly příležitostně doprovázeny emisemi sloučenin chloru, fluoru a dusíku z dalších spalovacích procesů, hutní výroby apod. V posledních třech čtyřech letech se kvalita ovzduší výrazně zlepšila díky odsíření mnoha tepelných elektráren a útlumu hutní výroby. Zdravotní stav lesních porostů se také zlepšuje, ale ne tak výrazně jak by se čekalo.
Silná defoliace stromů, tj. ztráta asimilačního aparátu v porovnání s pomyslnou představou relativně zdravého jedince, rostoucího ve stejných stanovištních podmínkách, se sice snížila, ale stouplo procento stromů mírně defoliovaných na úkor stromů zcela zdravých. Je to způsobeno vlivem nepříznivého prostředí lesních ekosystémů, především jako důsledek dlouhodobého a nadměrného znečištění ovzduší let minulých. S nárůstem automobilové dopravy v posledním desetiletí se do ovzduší emituje více oxidů dusíku. Za “vhodných” atmosférických podmínek při zvýšeném UV záření jsou oxidy dusíku spolu s těkavými organickými látkami výchozími faktory při vzniku fotochemického smogu. Produkty fotochemického smogu jsou velmi reaktivní fytotoxické látky, jako např. volné radikály, přízemní ozón, chlor- a fluoroctové kyseliny. Příčinám a následkům poškození lesů je proto třeba věnovat i nadále velkou pozornost.
Příčiny poškození
K nejrozsáhlejšímu poškozování lesních porostů dochází v blízkosti zdrojů průmyslových emisí (spalovny, elektrárny, teplárny, chemické a hutní provozy, sklárny, keramičky, zemědělské velkochovy, frekventované komunikace apod.). Díky vysokým komínům průmyslových závodů i elektráren a tepláren spalujících fosilní paliva jsou těmito škodlivinami - imisemi - poškozovány lesní porosty i značně vzdálené od zdrojů emisí.
Dlouhodobý spad kyselých iontů do lesních porostů způsobil okyselení půdy. V důsledku okyselení dochází k vytěsňování důležitých živin zásaditého charakteru. Jedná se hlavně o vápník a hořčík a také o draslík a zinek. Jejich místo v půdním sorpčním komplexu pak zaujímají ionty vodíku a ve velké míře i hliníku (Al3+), které jsou v této podobě pro kořeny dřevin toxické. Vytěsněné ionty důležitých živin jsou vyplavovány do hlubších půdních horizontů, kde jsou pro dřeviny nedostupné. Spolu s kyselými ionty se do půdy lesních porostů dostávají i některé těžké kovy. Tímto procesem jsou u nás nejvíce ohroženy a postiženy smrkové porosty. Při posuzování příčin poškození je třeba vycházet z objektivních chemických analýz listů i půdy, z hodnocení imisní situace a vývoje počasí. Listová analýza pomáhá odhalit příčiny chřadnutí z důvodů nedostatku živin (dusík, fosfor, draslík, hořčík, vápník, železo, mangan, síra, zinek aj.) a z důvodů imisní zátěže (síra ve vysoké koncentraci, fluor, chlor a těžké kovy). Při nedostatečné výživě obsahují asimilační orgány dřevin nízké koncentrace těchto prvků, a naopak imisní zátěž se projeví zvýšenou akumulací zátěžových prvků nad přirozenou hladinu.
Dalším faktorem, který negativně ovlivňuje lesní porosty, jsou posypové soli aplikované v zimě na vozovky. Působí bezprostředně odstřikováním nebo případně rozptýlením větrem solného roztoku s vysokou koncentrací chloridů, případně odtokem solného roztoku do porostu. Chloridy se akumulují v jehličí a půdě do toxických koncentrací. Jehličnany jsou ohroženy více než porosty listnatých dřevin.
Některé odpady ze zemědělské výroby (např. intenzivní velkochovy prasat nebo drůbeže) působí rovněž poškození lesních porostů.
Všechny vyjmenované faktory vyvolávají u dřevin reakce na různých úrovních. V počáteční fázi lze zaznamenat řadu vnitřních změn na fyziologické a biochemické úrovni bez viditelných příznaků. Později, při silném nebo déle trvajícím vlivu, se objevují viditelné příznaky na asimilačních orgánech dřevin, které reagují nejcitlivěji. Kumulace negativních vlivů v nezřetelné fázi ovlivnění vede k urychlení stárnutí jehličí a listů a k jejich předčasnému opadu. Touto ztrátou asimilační plochy se v konečném důsledku snižuje produkce dřevní hmoty. Oslabené porosty podléhají snadno dalším škodlivým vlivům jako jsou vítr, sníh, námraza, napadení podkorním a listožravým hmyzem, houbové choroby.
Příznaky poškození
Příznaky poškození lesních dřevin abiotickými vlivy je možné nalézt jednak po dlouhodobém (chronickém) a jednak po krátkodobém (akutním) působení těchto faktorů. Biochemické a fyziologické změny v listech a jehličí vyúsťují ve změny zabarvení jehličí, které se projevují zpočátku jako chlorózy, tj. světlá místa bez chlorofylu, a později jako nekrózy, odumřelá pletiva projevující se jako zahnědlé až červenohnědé skvrny. Dále následuje postupné usychání a opad. Některá poškození na úrovni chloróz jsou vratná a včasné rozeznání příčin chřadnutí lesních dřevin ještě umožňuje učinit nápravná opatření.
Pro odhalení příčiny nedostatku živin je třeba listovou analýzu doplnit analýzou půdy. Optimální koncentrace živin v asimilačních orgánech i půdě a přirozená hladina zátěžových prvků jsou uvedeny v odborné literatuře pro různé dřeviny. Rozsah zátěže hodnotíme na základě praktických zkušeností z hodnocení porostů a z experimentů. Koncentrace zátěžových prvků v jehličí a listech vyjadřuje celkovou imisní zátěž za určité období. Při posuzování příčin poškození je nutné zvažovat všechny okolnosti, mající vliv na poškození v celém komplexu. Mnohé symptomy nejsou specifické a teprve detailní analýza může odhalit skutečnou příčinu poškození, a tak případně pomoci k jejímu odstranění nebo alespoň ke zmírnění účinku. Ve většině případů však dochází ke vzájemnému spolupůsobení více škodlivých faktorů najednou. Určení rozhodujícího vlivu některého z nich je pak velice obtížné.
Poškození způsobené nevyváženou výživou
Prvním příznakem strádání dřevin je změna barvy olistění. Častou příčinou žloutnutí jehličí a listů bývá nedostatek přístupných živin v půdě. Buď se jedná o přirozeně chudé půdy, nebo o půdy ovlivněné imisemi. V imisních oblastech s vysokým kyselým spadem se ochuzují vrchní horizonty o živiny vymýváním do spodních, pro kořeny nepřístupných horizontů. Listovou analýzou se v asimilačních orgánech prokáže nedostatek některého makroprvku (N, P, K, Ca, Mg) nebo mikroprvku (B, Cu, Fe, Mn, Zn aj.). Při včasném odhalení těchto příčin lze výživu napravit správně zvoleným a aplikovaným hnojením a tak obnovit vitalitu porostů. Zanedbání prvních příznaků vede ke zpomalení růstu, postupnému zakrňování koruny a ztrátám na produkci. Příznaky nedostatečné výživy mohou být rovněž pozorovány na lokalitách, kde dochází k přímému vymývání některých prvků z jehličí kyselými srážkami nebo po narušení jehličí ozonem. I v této souvislosti jsou chlorózy provázené nízkým obsahem důležitých živin v jehličí, zatímco zásoba v půdě bývá dostačující. Symptomy nedostatku živin u jehličnanů, zejména žloutnutí jehličí, se projevují různě podle stáří jehličí a také podle toho, který prvek je v nedostatku. Při nedostatku hořčíku žloutne jehličí postupně od starších ročníků k mladším. Žloutnutí je zpočátku patrné hlavně na svrchní straně jehlic, spodní strana může být přitom zelená, případně světle zelená, později žloutne jehličí i na spodní straně. Nejmladší jehličí zůstává nejdéle zelené, neboť hořčík je díky své vysoké pohyblivosti transportován ze staršího jehličí a nově využit v jehličí mladším. Při drastickém nedostatku hořčíku nakonec žloutne i jehličí nejmladší. Listy u listnatých dřevin, které předčasně žloutnou, se ani plně nevyvíjejí.
Postupné žloutnutí jednoletého, dvouletého a staršího jehličí je typickým příznakem začínajícího nedostatku dusíku, případně draslíku. Pokračující nedostatečná výživa dusíkem a ostatními bioprvky vede postupně ke žloutnutí i starších ročníků jehličí. Příčinou tohoto stavu může být jak nedostatek živin v půdě, tak i jejich nedostatečný příjem při dlouhodobém suchu. Tyto symptomy se projevují na půdách přirozeně chudých, snadno vysychavých a na půdách pod vlivem kyselých imisí. Dlouhodobou imisní zátěží jsou půdy ochuzovány nejčastěji o kationty (hlavně vápník, hořčík, někdy i draslík nebo zinek). Zmíněné příznaky lze pozorovat i u kultur jako důsledek šoku z přesazení, kdy je buď narušený kořenový systém, nebo je sazenice přesazena na nevhodné stanoviště s nedostatečnou zásobou živin. Projevy nedostatečné výživy a jejich vývoj se lépe sledují u jehličnatých dřevin, kde je možné vidět změnu barvy jednotlivých ročníků jehličí současně. U listnáčů se nedostatek živin projevuje bezprostředněji, tj. náhlou změnou zabarvení listů ve vegetační době.
Žloutnutí jehličí je uváděno jako typický symptom chřadnoucích smrků, které rostou v nadmořské výšce 700-800 m. V těchto nadmořských výškách se různé vlivy (kyselé imise, inverzní jevy, ozón) často kombinují. Protože chronické působení imisí vyvolává i symptomy nedostaku živin, bývá analýza příčin poškození dřevin v horských a podhorských lesích komplikovaná.
Příčinou chloróz bývá nejen nedostatek jednoho i více prvků ve výživě, ale i jejich narušená vyváženost. Ta může být ovlivněna i vysokým spadem např. sloučenin dusíku z ovzduší do lesního ekosystému. Vyvážené zásobování živinami je důležité pro překonání všech stresů, kterým je dřevina vystavena. Pro optimální výživu mají význam stabilizované mykorhizní poměry, které však bývají značně narušeny antropogenními i klimatickými vlivy.
Poškození vyvolané imisemi
Při spalování uhlí nebo vypalování přírodních sklářských a keramických surovin s vyšším obsahem sirníků, síranů a fluoridů se uvolňují oxid siřičitý a fluorovodík, dále oxidy dusíku, oxid uhličitý a v menší míře i chlorovodík. Významnou složkou imisí je oxid siřičitý se silně okyselujícím účinkem. Působení fluorovodíku s rozsáhlejšími a intenzivnějšími fytotoxickými účinky, než vykazuje oxid siřičitý, má většinou lokální charakter. Tyto plyny ve vyšších koncentracích vyvolávají akutní poškození asimilačních orgánů dřevin, které se nápadně podobá ožehnutí. Rozšířenější jsou však chronická poškození při trvalejším působení nižších koncentrací těchto plynů přítomných v aerosolových částicích, v mlze a ve srážkách. Zatímco dlouhodobé chronické působení imisí oslabuje porosty, aniž by se ve větší míře projevilo typickými barevnými změnami na asimilačních orgánech, akutní poškození imisemi je zřetelné. Příznaky akutního poškození se liší podle druhu dřeviny a typu imise a jsou nevratné. Chronické působení urychluje stárnutí asimilačních orgánů, u neopadavých jehličnanů dochází ke snižovaní počtu ročníků jehličí, aniž by tuto změnu – částečnou defoliaci – výrazné barevné změny doprovázely. Při snížení chronické imisní zátěže k předčasnému opadu jehličí nedochází a defoliace se postupně snižuje.
Vysoké koncentrace oxidu siřičitého způsobují hnědočervené zbarvení jehličí a listů, jejich odumírání a předčasný opad. Bezprostředně po zasažení jsou postižená místa světlá až bělavá, do hnědočervena se v souvislosti s nekrotizací přeměnují v průběhu jednoho či dvou dnů. Také fluorovodík a vzácně se vyskytující chlor většinou způsobují v první fázi světlé chlorózy, které rychle přecházejí v červenofialové až červenohnědé nekrózy jehličí a listů. Oxidy dusíku nevyvolávají přímo výrazné změny na asimilačních orgánech. Pro chemické reakce, které se odehrávají v atmosféře, jsou však oxidy dusíku velice významnými zdroji pro vznik přízemního ozonu. Ozón a ostatní fotooxidanty přítomné v ovzduší významně narušují membránový buněčný systém listů a jehličí, kde vyvolávají oxidační stres. Listy předčasně vysychají a stárnou. Chlorózy jako počáteční stadia ovlivnění ozónem se v různé míře objevují na jehličí a listech již po krátkodobém působení zvýšených koncentrací ozónu. Tyto epizody zvýšených koncentrací se vyskytují v místech silného automobilového provozu a zvláště ve vyšších nadmořských výškách za slunečného počasí. Pro vývoj symptomů od bezbarvých chloróz až po černé nebo hnědavě červené skvrnky jsou příznivé jižně exponované svahy. Jednotlivé dřeviny v různých fázích vývoje asimilačních orgánů jsou k působení ozónu různě citlivé. Symptomy experimentálně vyvolané odpovídají poškození na lesních dřevinách ve vyšších nadmořských výškách.
Emise amoniaku z intenzivních zemědělských chovů způsobují pouze lokální poškození lesních porostů. Uplatňují se v různém rozsahu na okrajích porostů v blízkosti velkochovů drůbeže, vepřů i skotu tím, že zprvu chlorotické jehličí postupně zasychá a opadává. Přímý důkaz působení amoniaku na asimilační orgány zvýšeným obsahem dusíku není většinou možný, protože amoniak může v nižších koncentracích zlepšovat výživu a podpořit růst. Vysoké depozice dusíku do půdy způsobují její okyselení se známými následky na zdravotní stav porostů.
Poškození způsobené nadměrným solením vozovek
Při poškození porostů v důsledku nadměrného solení vozovek v zimním období působí negativně zejména vysoké koncentrace chloridů, které se akumulují v půdě a v jehličí do toxických koncentrací. Fyziologický účinek zasolení je ve svých konečných důsledcích totožný s vlivem sucha. Podle konfigurace terénu postihuje zasolení různým rozsahem okraje porostů a je různě prostorově omezeno. Tento typ poškození se objevuje nejčastěji na jaře a v létě na jehličnanech jako celkové hnědočervené zabarvení jehličí, nezávislé na ročníku jehličí. Zasolením mohou být poškozeny i porosty listnáčů, většinou jen nadměrnou akumulací chloridů v půdách, méně často přímým kontaktem větví s rozstřikovaným aerosolem. Chloridy jsou z půdy rychle vymývány a nebezpečí poškození lesních porostů listnatých dřevin se během vegetační doby snižuje. Ve městech je situace jiná. Půda kolem vozovek je zde kontaminována intenzivněji a soustavněji než půda lesních porostů, což se projevuje i symptomy poškození na listnáčích. Toto poškození spočívá v zasychání listů, které postupuje od okrajů směrem ke středu listů.
Poradní služba VÚLHM
Pracovníci VÚLHM se už několik let věnují poradní činnosti v oblasti poškození lesních dřevin. Od roku 2000 poskytuje Ministerstvo zemědělství ČR dotace na rozborovou činnost pro vlastníky lesů poškozených nespecifickými abiotickými faktory. Poradenská a expertní činnost v letech 2000/2001 byla zaměřena na listovou analýzu (135/197 vzorků) a půdní analýzu (89/206 vzorků) na základě žádostí a upozornění vlastníků lesa. Bylo zpracováno celkem 81 odborných posudků a 3 znalecké posudky.
Nejčastějšími řešenými problémy bylo posouzení vhodnosti substrátu a půdy pro pěstování dřevin v lesních školkách a dalších výsadbách, zjišťování příčin chřadnutí lesních porostů, poškození úniky toxických látek z průmyslových podniků (únik chloru, fluorovodíku), hodnocení vlivu zemědělských výrob (např. velkovýkrmna vepřů) na okolní porosty a poškození porostů chloridy jako důsledek nadměrného solení v zimním období (viz graf). Častou příčinou zhoršeného stavu lesních porostů a jejich chřadnutí byla nadměrná kyselost půdy. Obvykle je takováto kyselost provázena nedostatkem základních bazických živin (Ca, Mg, K), přístupného fosforu a také mikroelementu zinku a naopak zvýšené až vysoké koncentrace přístupného hliníku, který působí na dřeviny toxicky. Problémy při úniku fluoro- a chlorovodíku z chemických nebo sklářských provozů měly většinou podobu akutního poškození, chronické poškozování bylo spíše výjimkou. Několikrát se objevilo poškození přízemním ozónem, setkali jsme se také s alkalickou půdní reakcí. Mezi dalšími příčinami poškození bylo např. poškození suchem, poškození nešetrnou aplikací herbicidů, nevyvážená výživa dřevin, akutní poškození únikem SO2 a další.
Ing. Hana Uhlířová, CSc.,
Ing. Radek Novotný
VÚLHM Jíloviště-Strnady
