Závěry této vědní disciplíny nám mohou pomoci vyřešit například otázky o původnosti některých druhů dřevin nebo nám umožní realisticky uvažovat o budoucnosti našich lesů za předpokladu, že bude pokračovat současná klimatická změna. S paleoekologem a environmentálním archeologem Petrem Pokorným jsme proto v korespondenčním rozhovoru kromě těchto témat probrali také způsob, jakým se rekonstruuje krajina za přispění analýzy tisíce let starých pylových zrn, a podívali se i na zcela nové poznatky ve vývoji našich lesů.
Rekonstrukce podoby lesů pomocí pylové analýzy
- Paleoekologické metody využívají analýzu nejrůznějších zbytků v sedimentech mimo jiné k rekonstrukci podoby lesů v dávné minulosti. Jak náročnou cestu podstoupí například pylová zrna od rostlinných prašníků pod váš mikroskop? Co všechno jejich analýza obnáší, než dokážeme rekonstruovat podobu a vývoj dřívější krajiny?
Různé rostliny mají různou pylovou produkci. Pylová zrna mohou mít různý dolet a mohou se dostat nejrůznějšími cestami do prostředí, ve kterých se uchovávají. K jejich konzervaci jsou nejlepší organické sedimenty mokřadů – jezer, slatinišť a rašelinišť. Ty mají navíc klíčovou výhodu v tom, že vznikají postupně a někdy i po velice dlouhou dobu. Vrstvu po vrstvě, podobně jako když laterálně přirůstá dřevo stromů. Ostatně roční přírůstové vrstvy jsou vzácně k nalezení v některých jezerních sedimentech – takovému jevu se říká „laminace". Pylová zrna vydrží hodně, ale neměla by se ocitnout v oxidativních podmínkách, kde je mohou sežrat nejrůznější organismy, hlavně bakterie. Vhodné sedimenty je nejprve potřeba prozkoumat v terénu, nejčastěji výkopem nebo vrtáním, a vhodnou metodou, třeba radiouhlíkovou, je následně datovat. Potom z nich odebereme vzorky a ty podrobíme „trápení" v agresívních chemikáliích, z nichž jedna, totiž kyselina fluorovodíková, dokonce rozpouští i laboratorní sklo. Pylová zrna téměř všech rostlin to díky své obrovské trvanlivosti všechno vydrží, takže nakonec získáme jejich téměř čistý koncentrát, který můžeme zkoumat pod mikroskopem. Jsou tvarově nesmírně rozmanitá, což umožňuje určování. Dobrý středoevropský pylový analytik dokáže v takovém materiálu spolehlivě rozlišit zhruba 700 typů pylových zrn. Někdy se daří zařazení do druhu, jindy třeba jen do rodu. Takto určíme velmi mnoho pylových zrn v mnoha vrstvách uložených nad sebou. Získáme tedy souvislou řadu různě starých „pylových spekter“, jak souborům pylových zrn získaných z jediného vzorku říkáme. Jako bychom četli v přírodním archivu. Je to něco jako cestování na stroji času do dávné minulosti.
Z běžné terénní praxe paleoekologa. Odběr sedimentů bývalého jezera v Českém ráji pomocí vrtného zařízení. Na této lokalitě se podařilo doložit například vrcholně glaciální refugium smrku a prokázat výskyt modřínu a borovice limby. Obě „tajgové" dřeviny tu rostly od vrcholného glaciálu minimálně po začátek holocénu. Foto: P. Pokorný
Nový pohled na vývoj středoevropských lesů
- Během palynologického výzkumu bylo prokázáno, že v průběhu většiny holocénu zaujímal smrk v ČR i na Slovensku dominantní postavení a byl zde v pestře smíšených lesích i běžným nížinným druhem. Můžete tehdejší prostředí blíže popsat?
Smrk má ve střední Evropě dlouhou a pestrou historii. Jeho uhlíky se běžně nacházejí už v ohništích „lovců mamutů" na Pálavě a v Moravských úvalech. Poměrně čerstvě jsme se s překvapením dozvěděli, že smrk u nás přežil nejchladnější periodu v závěru poslední doby ledové, která vyhnala kamsi do lepších krajů dokonce i „lovce mamutů". S prvním postglaciálním oteplením se smrk rychle šířil, aby zaujal jedno z předních postavení mezi veškerými tehdy přítomnými dřevinami. Bylo to ještě předtím, než k nám dorazily ze vzdálenějších glaciálních refugií buk, jedle a habr. Smrk měl před nimi náskok, protože jeho refugia ležela přímo na našem území. Zjistili jsme také, že smrk býval docela běžný i v nížinách, a to až někam po práh vrcholného středověku. Zní to paradoxně, protože smrk rozhodně nevnímáme jako dřevinu suchých nížin. Začne to dávat smysl až v okamžiku, kdy si uvědomíme, jak moc jsou naše nížinné krajiny přeměněné středověkým a novověkým zemědělstvím a jak jsou odvodněné. Dříve byly plné mokřadů a byly mnohem členitější. V této radikálně odlišné krajinné konstelaci nížin si smrk svoje místo ve směsích nejrůznějších dřevin prokazatelně našel. Ale samozřejmě nadále platí, že směrem do vyšších poloh jeho podíl významně rostl.
Pylová zrna jasanu ztepilého a olše lepkavé. Foto: M. Kaplan
- Za opory pylových analýz také odhadujete, že na sklonku posledního glaciálu byl na našem území rozšířen modřín. Popírá toto zjištění jeho uměle utvářenou nálepku o nepůvodním druhu?
Modřín se pomocí pylových analýz strašně špatně detekuje. Má malou pylovou produkci, jeho pylová zrna mají malý dolet, těžko se dochovávají a navíc jsou obtížně určitelná. Až donedávna je kolegové vůbec neurčovali. Dřevo a uhlíky modřínu jsou zase špatně rozlišitelné od dřeva a uhlíků smrku, o kterém už víme, že u nás býval běžnou dřevinou. Proto nesmírně oceňujeme podstatně vzácnější, ale zato nesporné fosilní nálezy modřínových jehlic a šišek. Jednou se mi je například podařilo najít přímo v pražských Dejvicích, ve 30 metrů hlubokém vrtu kousek od známého socialisticko-realistického hotelu International. Byly radiouhlíkově datovány do doby před vrcholem poslední ledové doby – do stejného časového úseku, kdy u nás žili „lovci mamutů". Suma sumárum, s modřínem je strašná piplačka. Je s ním vysloveně detektivní práce. Modřín byl cosi jako rafinovaný pachatel, který téměř nezanechával stopy. Přesto dnes díky dlouhodobému výzkumu víme, že v poslední době ledové u nás běžný byl. Není ani divu, protože klimatické podmínky tehdy odpovídaly poměrům v kontinentálních oblastech dnešní Sibiře a Kanady. Jaké však byly osudy místních modřínových populací v holocénu poté, co nastoupilo oceánické klima a panovala tu tvrdá konkurence ostatních dřevin? Je třeba přiznat, že stále nevíme dost. Ale na základě sporadických nálezů máme důvodné podezření, že na území České republiky modřín opadavý v malých populacích stále přežíval. Nemám na mysli pouze onen vcelku nesporný souvislý výskyt v nejzápadnějších Karpatech, ve Slezsku a v Jeseníkách. Dost dobře mohl přežívat na extrémních stanovištích i leckde jinde. K řešení historie modřínu na našem území se s kolegy momentálně snažíme propojit běžné paleoekologické metody s nejmodernější genetickou analýzou současných modřínových populací. Věříme, že toto propojení bude fungovat a modřínová detektivní záhada bude nakonec vyřešena.
Dlouhodobé změny klimatu a naše lesy
- S klimatickými změnami a s nimi spojeným postupným vysušováním krajiny bychom podle vás měli v dohledné budoucnosti počítat. Lze na základě historických vědomostí odhadnout, které dřeviny jsou k tomuto údělu nejvhodnější?
Pro pořádek bych rád připomenul, že za nedávnou vlnu sucha zdaleka nemohou jenom klimatické změny. Minimálně stejně důležité jsou změny způsobené využíváním krajiny, zejména velkoplošným moderním zemědělstvím. Teprve souběhem těchto faktorů se problém vymyká kontrole a mění se v katastrofu. Tak dramatický pokles hladiny podzemní vody a úbytek půdní vlhkosti, jakých jsme byli svědky v uplynulých letech, mohou být ohrožením pro jakoukoliv dřevinu. Záleží samozřejmě na stanovišti. Uvedu konkrétní příklad. Na písčitých terasách ve středním Polabí dnes vidíme odumřelé borové lesy. Borovice tam přitom byla dominantní po celý holocén. O kus dál severovýchodním směrem, v bývalém vojenském újezdu Ralsko, se nic takového nestalo, byť substráty jsou tam také písčité. A je to rovněž borové území jako řemen, snad dokonce jakýsi oddělený ostrov severské tajgy vysunutý daleko na jihozápad. Rozdíl bude nejspíš v tom, že v Polabí tvoří lesy ostrovy uprostřed zemědělských krajin, zatímco v okolí Bezdězu a Doks rostou v souvislých celcích.
Průběh teplot (na vertikální ose rozdíly ve °C oproti současnosti) rekonstruovaný za posledního půl milionu let (horizontální osa zobrazuje čas v tisíciletích před současností) podle izotopických dat získaných z antarktického ledovcového vrtu. Červeně – teploty vyšší než současné. Modře – teploty nižší než současné. Jasně vidíme obrovské fluktuace teplot po celé sledované období. Současný interglaciál – holocén – je na grafu zcela vpravo. Předchozí interglaciály byly vesměs kratší, ale teplejší. Zdroj: NOAA Paleoclimatology Program
A jaké dřeviny budou nejvhodnější v situaci, až se naše klima změní do té míry, že místy už bude odpovídat balkánským poměrům? Smrk to jistě nebude, alespoň ne v nižších polohách a nikoliv do té míry, jako v 19. a po velkou část 20. století. Možná je na čase začít uvažovat o balkánských dřevinách, jejichž souvislé areály leží nedaleko na jihovýchod od našich hranic. Dub cer, například? Na takovou otázku si ale netroufám dát jednoznačnou odpověď, protože problém přesahuje moji odbornost. A především dalece přesahuje jakoukoliv z dílčích otázek, jako je například otázka výběru dřevin. Od 19. století se změnilo nejen klima, ale i celá spousta dalších okolností. Struktura celé ekonomiky, například. Myslím, že si celá naše společnost především musí ujasnit, co vlastně od lesů požaduje. Má to být primárně produkce dříví, jestliže podle dat Ministerstva zemědělství ČR byl tento sektor v letech 2010 až 2018, ještě před dnešní velkou kalamitou, zodpovědný za něco mezi 0,5 a 0,7 % HDP? Do jaké míry mají být lesy výběhem pro lesní zvěř, jejíž stavy jsou dnes enormní? Jak moc důležité jsou „mimoekonomické“ přínosy lesa, kterým souhrnně říkáme „ekosystémové služby" a jiným jejich aspektům zase „rekreační" nebo „krajinotvorné“ funkce? Problém je skutečně ohromný a mnohovrstevný. Jakožto biolog a paleoekolog mám tendenci zdůrazňovat, že holosečný způsob hospodaření v lesích je velice extrémní a neodstranitelně problematický přístup. Že lesy v principu nemohou být cosi jako pole na dříví s naplánovaným výnosem. Jsou to komplexní ekosystémy s vlastní dynamikou. Nejrůznějším disturbancím a kalamitám se úplně vyhnout nedá, i kdybychom přestali pěstovat smrk a začali místo něj pěstovat nějakou jinou dřevinu.
doc. Mgr. Petr Pokorný, Ph.D.
* 1972
Vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy (UK), obor vývojová biologie. Doktorát z botaniky získal na Jihočeské univerzitě v Českých Budějovicích. Habilitoval se v oboru ekologie na Přírodovědecké fakultě UK, kde dodnes přednáší. Dlouhodobě působí v Centru pro teoretická studia, společném pracovišti UK a Akademie věd ČR, aktuálně na pozici ředitele. Byl oceněn Prémií Otto Wichterleho, Hlávkovou nadací a ministrem pro životní prostředí. Je autorem více než stovky původních vědeckých publikací a mnoha vědecko-popularizačních článků a knih.Mezi jeho dlouhodobé odborné zájmy patří:
- - environmentálně-archeologický výzkum lovců–sběračů a pastevců ve střední Evropě a severní Africe,
- - teoretická práce na rozvoji konceptu antropocénu,
- - studium zaniklých civilizací ve vztahu k přírodním podmínkám,
- - mezioborový výzkum postglaciální historie pískovcových oblastí ČR,
- - výzkum vývoje lesů střední Evropy od poslední ledové doby po současnost.
Děkuji za odpovědi (17. 4. 2021), Markéta Penzešová
Celý rozhovor si můžete přečíst v květnovém čísle Lesnické práce
