Lidé ovlivňují lesní ekosystémy stovky let. K významnému působení průmyslových látek na lesy však dochází až v industriální době po tzv. průmyslové revoluci, což je zhruba od poloviny 19. století.

Během této doby se proměňovala jak intenzita antropogenní zátěže, tak složení emitovaných látek, a tím i projevy na vegetaci, včetně lesních porostů. Za dominantní faktor významně ovlivňující současný stav lesa vědci považují dlouhodobé okyselení lesních půd a narušení výživy stromů. V České republice byly v průběhu 20. století nejvýraznějšími škodlivými látkami sloučeniny síry a fluoru, které byly produkovány v takovém množství, že docházelo k přímému poškozování asimilačního aparátu (listů a jehlic) dřevin a následně k plošnému odumírání a rozpadu lesních porostů zejména v pohraničních pohořích.

V 90. letech 20. století došlo díky odsíření zdrojů znečisťování, hlavně tepelných elektráren, k výraznému poklesu koncentrací oxidu siřičitého v ovzduší na celém území ČR. Přímé působení sloučenin síry a fluoru na lesní porosty ztrácelo na významu a do popředí zájmu se dostaly další působící látky a také nepřímé efekty předchozí zátěže.

Za dominantní faktor významně ovlivňující současný stav lesa vědci považují dlouhodobou acidifikaci (okyselení) lesních půd. Ta se projevuje poklesem pH humusového horizontu a minerální půdy, vyplavením bazických kationtů a mobilizací potenciálně rizikových prvků, zejména hliníku. Česká republika v minulosti patřila a stále patří k oblastem s vysokou úrovní kyselé depozice v Evropě. Acidifikace se výrazně projevuje v horských oblastech s vysokými úhrny srážek a nízkou nasyceností půdy bazickými kationty, což má za důsledek nízkou pufrační kapacitu půdy.

Po snížení depozice sloučenin síry se nejvýznamnějším acidifikačním faktorem stala depozice sloučenin dusíku. Depozice nitrátů a amonných iontů nezpůsobuje pouze acidifikaci. Vyšší dostupnost dusíku v lesních ekosystémech střední Evropy zvyšuje přírůst a produkci biomasy a je příčinou nevyvážené výživy stromů, protože dusík ovlivňuje příjem dalších živin – zejména fosforu a hořčíku.

Nevyvážená výživa lesních porostů, v posledních dekádách doprovázená často suchem a teplotními výkyvy, se stala limitujícím faktorem pro růst jehličnatých porostů a vede ke zhoršení jejich zdravotního stavu. Výrazný nedostatek živin v půdě a snížená dostupnost bazických prvků, zejména hořčíku, měly za následek např. žloutnutí smrkových porostů, jež bylo pozorováno v horských oblastech střední Evropy.

Odborníci z útvaru Ekologie lesa Výzkumného ústavu lesního hospodářství a myslivosti, v. v. i. se touto problematikou dlouhodobě zabývají a sledují ji na různých místech republiky. Své poznatky z oblasti Orlických hor zveřejnili v časopise Zprávy lesnického výzkumu 3/2020 v článku na téma zhodnocení změn a vývoje zdravotního stavu, růstu, stavu lesních půd a výživy mladých smrkových porostů a úrovně depozice prvků na hřebeni Orlických hor, sledovaných v období let 2002–2018.

Orlické hory jsou regionem, kterému se imisní zátěž nevyhnula – zátěž sloučeninami síry, fluoru a dalších prvků měla a stále má původ v průmyslových oblastech Polska, Německa i Česka. V horském prostředí jsou lesní porosty vystaveny vlivu extrémů počasí (vítr, mráz, sníh apod.), což samo o sobě představuje stresovou zátěž. K tomu se přidává imisní zátěž, která ovlivňuje stav ekosystémů dlouhodobě (acidifikace prostředí sloučeninami síry, dusíku). Sekundární imisní látkou, která zvyšuje míru stresu, je přízemní ozon. Zdejší smrkové lesy byly v minulosti také silně poškozeny kalamitním výskytem houby Ascocalyx abietina.

Svá rozsáhlá zjištění vědci shrnuli takto:

Zdravotní stav mladých smrkových porostů, vyjádřený mírou defoliace (odlistění) korun, se po odeznění kalamitního výskytu houby Ascocalyx abietina výrazně zlepšil a hodnoty defoliace korun jsou srovnatelné s ostatním územím ČR. Výzkumem vědci prokázali dlouhodobě klesající trend defoliace korun a zjistili silnou závislost mezi defoliací korun a výškovým přírůstem.

Průměrná defoliace korun mladých smrkových porostů dosahovala na počátku sledování (2002–2005) asi 40 %. V následujícím období docházelo k postupnému pozvolnému snižování míry defoliace a v letech 2007–2016 kolísala průměrná hodnota defoliace kolem 20 %. V posledních dvou hodnocených letech se dostala na úroveň 10 %. Zjištěné hodnoty v posledních deseti letech odpovídají průměrné defoliaci smrku v ČR i v ostatních státech střední a západní Evropy.

Přestože se depozice síry výrazně snížila, a to nejen na konci minulého století, ale i během posledních dvaceti let, v oblasti Orlických hor je stále poměrně vysoká ve srovnání s jinými částmi republiky, kde je v porostech tři- až čtyřikrát nižší.

Depozice dusíku na mnoha místech dosahuje hodnot překračujících úroveň kritické zátěže a projevuje se pokračujícím okyselováním půdního prostředí. To je spojené s trvalým mírným poklesem koncentrace bazických prvků, především vápníku (Ca) a hořčíku (Mg), v půdě.

Zdrojem depozice dusíku jsou především spalovací procesy (doprava, výroba tepla a energie). Dle ČHMÚ se např. v roce 2017 podílela doprava na emisích NOx ze 40 %, veřejná energetika a výroba tepla přispěla k emisím sloučenin dusíku 26 %. Region Orlických hor je navíc vystaven vlivu emisí ze zdrojů v Polsku.

Ze zátěžových prvků se v půdě kumuluje do vysokých koncentrací především olovo.

Analýzou jehličí vědci zjistili pokles zátěže sloučeninami síry, současně ale indikovali počínající problém s nedostatečným příjmem fosforu, riziko nastupujících problémů nelze vyloučit ani u draslíku a vápníku. Stejně tak prokázali, že zvýšený vstup dusíku je dřevinami využíván a dochází k jeho příjmu, což se potvrzuje i na výškovém přírůstu stromů.

Avšak Ing. Radek Novotný z výzkumného týmu varuje: „Zvýšený vstup dusíku představuje pro lesní ekosystém riziko, které se kromě probíhajícího okyselení prostředí projevuje také vznikem nerovnováhy mezi hlavními živinami, narušením procesu vyzrávání dřeva, a tím vyšší pravděpodobností škod mrazem nebo zhoršením mechanických a technických vlastností dřeva.“

Příspěvek vznikl za podpory Ministerstva zemědělství, institucionální podpora MZE-RO0118.

Celý článek s přehlednými výsledky stavu lesních půd, úrovně minerální výživy a vývoji zdravotního stavu smrkových mlazin v Orlických horách v letech 2002–2018 je ke stažení zde: https://www.vulhm.cz/files/uploads/2020/09/601.pdf

Zdroj a ilustrační foto (smrková mlazina se značným výškovým přírůstem, který má často za následek vrcholové zlomy; jimiž byly smrky v Orlických horách velmi poškozeny v zimě 2018/2019): VÚLHM