Vietor a lykožrút v chránených územiach: Porovnání verzí

Aktuální verze z 13. 9. 2015, 05:37

Nasledujúci text je zjednodušená verzia odborného članku. Nie je to typický blog. Može byť ťažší na strávenie. Pišem tom ako obnoviť prírodzenú rovnováhu v chránených územiach. Dávam do protikaldu bežné opatrenia ochrany lesa a opatrenia na obnovu prirodzenej rovnováhy.

Úvod

Cieľom starostlivosti o les v chránených územiach je spravidla ochrana prírody alebo obnova ekologickej rovnováhy. Ekologická rovnováha je dynamický stav v rámci spoločenstva organizmov, v ktorom zostáva genetická, druhová a ekosystémová diverzita relatívne stabilná a prechádza opakovanými zmenami počas prírodnej sukcesie.

Opatrenia na obnovu ekologickej rovnováhy možno rozdeliť na akútne a dlhodobé. Za akútne možno označiť tie opatrenia, ktoré súvisia s disturbanciami, zvlášť s gradáciami podkôrneho hmyzu. Paradoxne, práve niektoré bežné vykonávané opatrenia ochrany lesa (používanie insekticídov, ťažba dreva a odvoz biomasy) vážne narušujú ekologickú stabilitu lesných ekosystémov. Predmetom tohto príspevku je problematika akútnych opatrení na obnovu ekologickej stability v protiklade k niektorým bežne vykonávaným opatreniam ochrany lesa. Dlhodobé opatrenia sa týkajú pestovnej činnosti, zmeny druhového zloženia (nepôvodné porasty) a využitia pionierskych drevín na regeneráciu pôdy.

Disturbancie

Prirodzené disturbancie (narušenia), ako vietor a premnoženia podkôrneho hmyzu, sú kľúčový faktor, ktorý určuje vývoj lesa. Disturbancie menšieho rozsahu inicializujú hlavne regeneráciu stromovej vrstvy lesného ekosystému (malý vývojový cyklus). Disturbancie väčšieho rozsahu často inicializujú sukcesiu lesa, počas ktorej prípravné dreviny pripravujú prostredie pre dreviny klimaxového lesa (veľký vývojový cyklus). Pri tomto procese je dôležitá obnova pôdnych vlastností. Lesné ekosytémy sú adaptované na určité režimy disturbancií. Narušenia disturbančného režimu možu mať negatívny vplyv na zdravotný stav lesa. Prirodzené disturbancie obnovujú ekologickú rovnováhu v lesných ekosystémoch. Naproti tomu, disturbancie, na ktoré nie sú ekosystémy dlhodobo adaptované, majú obyčajne opačný účinok.

Typickými neprirodzenými disturbanciami sú ťažba dreva, odvoz biomasy, imisie a pesticídy. Lesné ekosystémy nie sú na takéto vplyvy dlhodobo prispôsobené. Neprirodzené disturbancie spôsobujú ďalší stres pre lesné ekosystémy. Kumulatívnym účinkom takýchto neprirodzených disturbancií dochádza k reťazovým poruchám v lesných ekosystémoch a k zhoršovaniu zdravotného stavu lesa. V prípade, že lesný ekosystém ponecháme bez zásahu, jeho vývoj prirodzene smeruje k dosiahnutiu ekologickej stability, optimálnemu zdravotnému stavu a k dosiahnutiu ekologickej rovnováhy. S mierou ovplyvnenia lesného ekosystému neprirodzenými disturbanciami stúpa aj pravdepodobnosť vzniku veľkoplošných disturbancií. V niektorých prípadoch sú však aj veľkoplošné disturbancie prirodzený spôsob regenerácie lesného ekosystému.Vývoj lesa v územiach ponechaných na samovývoj je prirodzený. Ak je našim cieľom dosiahnuť ekologickú rovnováhu na danom území, musíme to akceptovať.

Gradácie podkôrneho hmyzu

Úloha lykožrúta smrekového, ako prirodzeného disturbančného faktora, je jasne viditeľná a intenzívna. Vo vzťahu k populačnej hustote, selektívne obsadzuje smreky od určitého veku a určitého fyziologického stavu. Jeho úloha v lesných ekosystémoch nie je náhodná. Je to adaptácia na relatívne vysokú prirodzenú nestabilitu smrekových lesov. Smreky to kompenzujú vysokou schopnosťou prirodzenej obnovy. Na základe týchto faktov môžeme očakávať výraznú dynamiku vývoja s významnou úlohou tohto druhu.

Napriek vyslovene kladnej úlohy lykožrúta smrekového v prírodných ekosystémoch, na hranici prísne chránených území a hospodársky využívaných lesov dochádza často k vzniku problémov. Pri gradácií lykožrúta sú bezzásahové územia zdrojom migrujúceho podkôrneho hmyzu pre okolie. V zóne, kde sa proti premnoženému lykožrútovi začína zasahovať štandardnými postupmi ochrany lesa v hospodárskych lesoch je vysoká mortalita smreka a následne vznikajú veľké holiny po kalamitnej ťažbe. Špecifické problémy vznikajú v prípade čiastočne chránených alebo neprístupných horských území, kde nie prípustné použiť sanitárnu ťažbu, určité opatrenia by však boli potrebné.

Systém vietor – podkôrny hmyz

Pre horské smrečiny je charakteristické spolupôsobenie vetra a podkôrneho hmyzu. Každý komlex smrekového lesa, aj prales, sa raz dostane do štádia keď je náchylný na poškodenie vetrom, alebo podkôrnym hmyzom. Proces regenerácie porastu systémom vietor – podkôrny hmyz spravidla spúšťa poškodenie porastov vetrom. Potom spravidla nasleduje gradácia podkôrneho hmyzu. Po jej ukončení dochádza k poškodzovaniu porastov vetrom a následne ku gradáciam až pokým neodumrú všetky dospelé smreky. Na ich mieste sa potom prirodzene obnoví nasledujúca generácie lesa. V určitých prípadoch môže sanitárna ťažba stromov obsadených lykožrútom narušiť statickú stabilitu porastov a spôsobiť veľkoplošné poškodenie vetrom a tým urýchliť rozpad. Situáciu nie je možné riešiť likvidáciou lykožrúta, porasty by sa potom ďalej rozpadávali účinkom vetra a parazitických húb napádajúcich smreky.

Bioregulačný komplex lykožrúta smrekového

Biologický rozmnožovací potenciál lykožrúta smrekového je veľmi veľký. V jednom požerku, ktorý obyčajne tvorí samček a 3–4 samičky môžeme nájsť 40 až 300 lariev . To znamená, že pôvodná populácia 5 jedincov môže narásť až 60 krát. V realite, aj pri najväčšom premnožení, jeho populácia v určitom ohraničenom období dokáže narásť maximálne 5 krát na stojacich stromoch. Tento rozdiel je spôsobený bioregulačným komplexom lykožrúta, vrátane jeho vnútrodruhovej konkurencie. Jeho bioregulačný komplex obsahuje: obranné mechanizmy smreka, parazitoidy, predátory, patogény, intra a interšpecifickú konkurenciu a straty počas migrácie.

Bioregulačný komplex dokáže za určitých podmienok zastaviť premnoženie. V určitých prípadoch môže byť bioregulačný komplex účinnejší ako klasické opatrenia ochrany lesa. Parazitoidy a predátory možu zlikvidovať až 93 % populácie lykožrúta.

Vplyv v súčasnosti používaných opatrení ochrany lesa na bioregulačný komplex lykožŕuta smrekového

Niektoré v súčasnosti používané metódy ochrany lesa narušujú účinky bioregulačného komplexu lykožrúta smrekového.

1) Obranné mechanizmy smreka

Sanitárna ťažba môže výrazne negatívne ovplyvniť obranné mechanizmy smreka, ktoré sú citlivé na vodný stres. Relatívne zdravé, lykožrútom neobsadené stromy sú po ťažbe susediacich napadnutých stromov vystavené priamej slnečnej radiácii na novovzniknutom okraji porastu. To im spôsobuje stres z náhleho oslnenia, zvyšuje nároky na zásobovanie vodou na ochladzovanie svojich orgánov a tým vodný stres. Znižuje sa schopnosť zalievať živicou lykožrútov zavrtavajucich sa do kôry. Prehrievaním kôry sa zo stromov uvoľňuje viac primárnych aktraktantov. To spolu s uvoľňovaním primárnych atraktantov zo zvyškov po ťažbe zvyšuje lákavosť týchto stromov pre lykožrúta. Tento mechanizmus umožňuje ďalšie šírenie zóny obsadenej lykožrútom. V prípade, že sa stromy ťažia po tom ako časť, alebo celá nová generácia lykožrúta opustila naletený strom, premnoženie sa môže šíriť rýchlejšie ako pri ponechaní porastov bez zásahu. Z tohto dôvodu je dôležité vykonať ťažbu napadnutých stromov včas a zaistiť kompenzačné opatrenia (napríklad bariéry feromónových lapačov).

2) Parazitoidy a predátory

Insekticídy, ktoré sa použivajú v rámci ochrany lesa nie sú selektívne voči predátorom a parazitoidom podkôrneho hmyzu. Používajú sa na preventívne alebo kuratívne ošetrenie smrekového dreva, a na otrávené lapáky. Účinnosť použitia insekticídov na podkôrny hmyz závisí od množstva faktorov a pohybuje sa v rozmedzí 0 až 100 %. Na rozdiel od lykožrútov, sa ich parazitoidy a predátory musia často pohybovať po kôre a sú výrazne citlivejší na tieto jedovaté látky. To znamená, že postreky zabíjajú hlavne ich. Preventívne postreky dreva insekticídmi usmrcujú oveľa viac predátorov, parazitoidov a indiferentného hmyzu ako lykožrútov. Pri použití otrávených navnadených lapákov je pomer medzi usmrtenými lykožrútmi a necieľovými organizmami lepší. Pomer usmrtených lykožrútov smrekových k usmrteným predátorom na otrávených navnadených lapákoch može byť 24:1, je to 15 krát viac (horšie) ako v prípade feromónových lapačov. Stojace otrávené sekcie likvidujú niekoľko násobne viac predátorov ako ležiace.

V prípade otrávených navnadených stojacich stromov sa insekticídom ošetrujú aj stromy v okolí stromu s odparníkom. Dopad tejto metódy na parazitoidov a predátorov môže byt drastický. Rezíduá pesticídov môžu negatívne ovplyvniť predátorov a parazitov aj dlho po tom, ako prestanú účinkovať na podkôrny hmyz.

Larva pestrokrovečníka (Thanasimus sp.) skonzumuje za život 50 lariev a imágo zlikviduje za život 100 dospelcov lykožrúta. Navnadené otrávené lapáky priamo usmrcujú výrazne menej lykožrútov, ako by usmrtili nimi usmetený predátory a parazitoidi. To znamená, že použitie tejto metódy je kontraproduktívne.

Selektívnosť je dôležitá aj v prípade feromónových lapačov. Použitie málo selektívneho lapača, alebo odparníka môže spôsobiť odchyt menšieho počtu lykožrútov ako by usmrtili nimi odchytený predátory. Parazitoidy a predátory sú tiež negatívne ovplyvňovaný sanitárnou ťažbou a odkôrňovaním.

3) Migrácia

Feromónové lapače môžu ovplyvniť migráciu lykožrúta smrekového. V ich okolí môže dôjsť k náletu na stojace nenaletené stromy. S tohoto dôvodu je potrebné dodržiavať bezpečnostné vzdialenosti lapačov od stojacich zelených nenaletených stromov a umiestňovať lapače v líniách. Podobný, ale oveľa silnejší účinok ako pri lapačoch môže vzniknúť pri používaní stojacich otrávených lapákov. Pri tejto metóde môže dôjsť k náletu na stojace stromy v okruhu až 100 m. Na druhej strane sústredenie náletu lykožruta na porastové okraje pomocou feromónových odparníkov a včasná asanácia napadnutých stromov môže byť efektívna metóda na zníženie populácie lykožrúta smrekového.

Limitácie bioregulačného komplexu a dôsledky gradácií lykožrúta smrekového

V určitých prípadoch dokáže bioregulačný komplex ukončiť gradáciu počas niekoľkých rokov. Gradácia nemusí zasiahnuť podstatnú časť bezzásahového územia. Časté sú aj prípady keď gradácia skončí po tom ako lykožrút obsadí väčšinu starších smrekov na danom území (NP Bayerische Wald). Výsledkom väčších gradácií sú rozsiahle holiny po sanitárnej ťažbe v nárazníkových územiach. Verejnosť negatívne vníma väčšie plochy suchého lesa ale aj veľké holiny. To môže spôsobovať veľké politické tlaky na zmenu menežmentu územia.

Iracionálne používanie insekticídov

V prípade gradácie podkôrneho hmyzu v chránených územiach v rámci bývalého Československa dochádza často k iracionálnemu používaniu insekticídov. Tieto jedovaté látky sa často používajú v rozpore so stanoviskami špecialistov na danú problematiku. Je paradoxné, že v mnohých národných parkoch sa takto používajú insekticídy v oveľa väčšej miere ako v hospodárskych lesoch. Používanie týchto metód, ktoré sú v rozpore s poslaniami národných parkov a chránených území nemožno označiť ako opatrenie ochrany lesa. Ich používanie pravdepodobne súvisí negatívnou reakciou časti verejnosti a časti ľudí z lesníckej prevádzky na veľkoplošnú gradáciu podkôrneho hmyzu. Na pochopenie tohto javu je potrebný výskum z oblasti spoločenských vied. Ako iracionálne použitie insekticídov možno označiť:

a) preventívne pozemné postreky vývratov a zlomov po vetrovej kalamite insekticídmi

b) používanie rôznych otrávených lapákov a trojnožiek

c) zamlžovanie porastových stien insekticídmi

d) letecké postreky zlomov a vývratov

e) letecké postreky stojacich stromov

V bodoch a) a b) ide o metódy, ktorých neefektivita je vedecky úplne alebo aspoň čiastočne dokázaná a akceptovaná. Metódy v bodoch c), d) a e) ide o vedecky a odborne neoverené a neakceptované metódy s mimálnym účinkom na podkôrny hmyz a s drastickým účinkom na biodiverzitu.

Pesticídy nepoškodzujú len tie živé organizmy, na ničenie ktorých boli vytvorené, ale aj iné a zároveň narúšajú komplexnú sieť biologických interakcií spájajúcich navzájom rastliny a živočíchy. Okrem vplyvu na bezstavovce, použitie pesticídov spôsobuje vysokú mortalitu vtákov a rýb.

Pesticídy narušujú mikrobiálne procesy v pôde a negatívne ovplyvňujú aj zdravotný stav rastlín a ekologickú stabilitu celého ekosystému. Účinnou látkou bežne používaných insekticídov v lesnom hospodárstve je cypermethrín. Táto látka je toxická pre všetkých živočíchov (vrátane človeka) a boli zistené aj negatívne účinky na rastliny. Jeho rezíduá môžu v ekosystéme pretrvávať až 3 roky. Ma schopnosť kontaminovať podzemnú vodu.

Problematika zonácie a disturbancie

Štandardný prístup v národných parkoch je vytvorenie bezzásahovej a nárazníkovej zóny. Nárazníková zóna so šírkou od 500 do 1500 m, v ktorej sa vykonávajú intenzívne opatrenia, dokáže izolovať gradáciu od okolia. V mnohých stredoeurópskych národných parkoch sa nachádzajú lesy s neprirodzeným drevinovým zložením. V týchto prípadoch vznikajú rôzne prechodné zóny, v ktorých sa les lesníckymi opatreniami postupne transformuje na prírode blízky. Takto transformované porasty by sa mali postupne pričleniť do jadrových (bezzásahových) zón. Gradácia podkôrneho hmyzu predstavuje riziko pre takúto transformáciu. V tomto prípade môže byť gradácia chápaná ako spúšťač prírodných procesov. V prípade, že nedôjde k ťažbe dreva, môže sa takéto územie bez problémov pričleniť do jadrových zón. V prípade porastov s drevinovým zložením, ktoré je blízke prirodzenému, môže byť gradácia podkôrneho hmyzu a ponechanie odumretého dreva v porastoch chápaná ako renaturalizácia územia. Takéto územie má vysokú hodnotu z hľadiska ochrany prírody. V prípade použitia štandartných postupov ochrany lesa v hospodárskych lesoch dôjde k vážnemu poškodeniu územia z hľadiska ochrany prírody. Budúce začlenenie územia zasiahnutého ťažbou dreva do jadrovej zóny je sporné.

Umiestnenie nárazníkovej zóny v teréne, vzhľadom na stav a prirodzenosť porastov je veľmi dôležité. Po gradácii lykožrúta smrekového vznikajú v nárazníkových zónach rozsiahle holiny po sanitárnej ťažbe. To znamená, že v nárazníkovej zóne by nemali byť smrekové porasty ktoré sú hodnotné z hľadiska ochrany prírody.

Biologicky efektívna sanitárna ťažba alebo sanácia

Aj napriek mnohým limitáciám je biologicky efektívna sanitárna ťažba alebo sanácia jediná biologicky efektívna metóda na zastavenie gradácie lykožrúta, a to aj v prípadoch, keď ju bioregulačný komplex nedokáže zastaviť. Zahŕňa preventívne odstránenie alebo sanáciu všetkého materiálu vhodného na rozmnožovanie podkôrneho hmyzu, včasnú ťažbu a odstránenie alebo sanáciu lykožrútom obsadených stromov. Vývraty a zlomy môžu byť použité ako lapáky. Les je ekosystém založený na detrite. Odstránenie dreva má negatívny vplyv na prirodzenú obnovu smreka, kolobehy živín, biodiverzitu a zdravotný stav lesa. Možnosti na odstránenie čerstvých vývratov alebo zlomov, a lykožrútom napadnutého dreva môžu byť v chránených územiach alebo neprístupných oblastiach silno limitované. Tento problém možno čiastočne riešiť ponechaním olúpaného alebo plne ofrézovaného dreva v lesných porastoch. Na takomto dreve sú však vážne narušené procesy prirodzeného rozkladu. Riešením tohto problému je použitie drážkovej frézy. Tento spôsob asanácie ma pomerne malý negatívny vplyv na biodiverzitu a procesy rozkladu dreva. Biologické a bioracionálne metódy regulácie podkôrneho hmyzu

Použitie bariér feromónových lapačov, anti-attraktantov a entomopatogénov možno považovať za pomocné metódy. Použitím týchto metód nie je možné zastaviť narastajúcu gradáciu lykožrúta. Tieto metódy však môžu zmierniť rozsah gradácie. Ich účinkom sa posiľňuje účinok biologicky efektívnej sanitárnej ťažby a sanácie, a zároveň sa znižuje veľkosť holín v nárazníkovej zóne.

1) Bariéry feromónových lapačov

Bariéry feromónových lapačov môžu relatívne selektívne znížiť veľkosť populácie podkôrneho hmyzu s minimálnym negatívnym vplyvom na lesný ekosystém. Selektivita tohto systému obyčajne nikdy nedosahuje 100 %. Je to však najefektívnejšia relatívne selektívna metóda na ochranu lesa pred podkôrnym hmyzom, ktorá sa bežne používa v lesníckej praxi. Účinnosť tejto metódy je predmetom diskusií. Viacero autorov sa zaoberá otázkou priamej redukcie populácie podkôrneho hmyzu. Odhady sa pohybujú v rozmedzí 3 % až 30 %. Bariéry feromónových lapačov sú často používané skôr na ochranu stojacich živých stromov, než na redukciu populácie lykožrúta. Takýto prístup je chápaný ako zmysluplný, hoci vyžaduje pomerne veľké úsilie a bolo pri ňom viac ako 50 % zníženie mortality stromom po zahrnutí bariér feromónových lapačov do systému ochrany lesa.

2) Systémy založené na použití anti-atraktantov a bariér feromónových lapačov

Odparníky anti-atraktanov maskujú vôňu smreka atraktívneho pre lykožrúta vônou stromu nevhodného pre nálet. Zatiaľ neboli zistené nijaké negatívne vplyvy tejto metódy na lesný ekosystém. Anti-atraktanty sú používané v kombinácii s bariérami feromónových lapačov. V lesoch kde sa vykonáva biologicky efektívna sanitárna ťažba alebo sanácia bolo dosiahnuté 40 % zníženie mortality ošetrených atraktívnych porastových stien v porovnaní s porastovými stenami, kde boli použité len bariéry feromónových lapačov. Podobné výsledky boli dosiahnuté v porastoch, kde nebolo umožnené včas spilovať stromy obsadené lykožrútom. Táto metóda je limitovaná na atraktívne porastové okraje, v ktorých sa nenachádzajú čerstvé vývraty alebo zlomy

3) Entomopatogénne huby

Entomopatogenéne huby sú schopné infikovať všetky vývojové štádiá podkôrneho hmyzu a vo vhodných podmienkach ich usmrtiť. Možu byť aplikované ako spóry vo vodnej suspenzii alebo spóry v práškovej formulácii, pozemne alebo letecky. Možu byť aplikované podobne ako pesticídy, alebo môžu byť použité špeciálne feromónové lapače na infikáciu populácií lykožrútov.

Vývoj praktických aplikácií najviac pokročil v prípade mitosporickej entomopathogenetickej huby B. bassiana. Tento druh je pomerne bežný v rôznych lesných nikách, vrátane kôry smrekov a pôdy. Biopreparáty založené na tejto hube sú zaregistrované pre aplikáciu proti rôznym druhom hmyzu. Pri aplikácií tejto huby je možné dosiahnuť 100 % úmrtnosť podkôrnikovitých. Úspešné použitie však silno závisí od vhodných podmienok prostredia. Vlhosť je často kritická. B. bassiana nie je úplne selektívna pre herbivorný hmyz. Vplyv na predátorov je však minimálny, v porovnaní s mortalitou lykožrútov, ktorú aplikácia tejto huby spôsobuje.

Komerčné mycoinsecticidy alebo izolované miestne kmene entomopathogenických húb môžu byť používané ako časť systému opatrení proti podkôrnemu hmyzu.

4) Lapáky

Používanie čerstvých vývratov a zlomov ako lapákov na lykožrúta smrekového je účinné opatrenie. Lapáky je možné po obsadení odviesť z porastov, alebo ich asanovať a nechať na mieste.

Závery a doporučenia pre praktický menežment

1) Regulácia populácii podkôrneho hmyzu v chránených územiach by mala byť založená na podpore prírodných procesov. To znamená integráciu biologických a bioracionálnych metód regulácie podkôrneho hmyzu a biologicky efektívnej sanitárnej ťažby alebo sanácie v nárazníkových územiach. Takéto opatrenia dokážu zabezpečiť zvládnutie gradácii podkôrneho hmyzu v chránených územiach a zabránenie ich šírenia do okolia.

2) Dôležitou podmienkou pre zabezpečenie biologickej účinnosti týchto opatrení je vylúčenie iracionálneho používania insekticídov a vylúčenie používania insekticídov z bežne plánovaných opatrení ochrany lesa aj v prípade gradácie podkôrneho hmyzu.

3) Vo výnimočných prípadoch možno insekticídy použiť mimo lesnej pôdy, na skladoch dreva alebo pri havarijných situáciách. Napríklad, keď zlyhal dodávateľ asanačných prác, a hrozí, že by sa z neasanovaných kmeňov (v nárazníkovej zóne) vyrojil lykožrút, a došlo by k náletu na rozsiahle plochy smrekových porastov mimo chráneného územia. V tomto prípade možno považovať za racionálne jednorazové opatrenie pozemné cielené postriekanie jednotlivých kmeňov insekticídom. Vzhľadom na niektoré ťažko predvídateľné situácie je potrebné aby mala lesnícka prevádza účinné nástroje na ich riešenie.

Rastislav Jakuš, piatok 9. januára 2010