Oficiální časopis Akademie věd ČR

 


Z monitoringu tisku

 

Akademický bulletin 2010–2015

Plakat_obalky_web.jpg



Stopy AB v jiných titulech

Stopa AB v dalších médiích a knižních titulech

Abicko  > archiv  > 2003  > říjen  > obsah

Globální změny aneb Svědectví půdy /2

V minulém čísle Akademického bulletinu jsme hovořili s prof. dr. Josefem Ruskem z Ústavu půdní biologie AV ČR v Českých Budějovicích o stavu půdy v naší zemi, o šokujícím zhoršení, k němuž došlo v druhé polovině 20. století v důsledku socialistického hospodaření v zemědělství, vlivem chemického hnojení, rušení mezí, remízků, přirozených cest i regulací potoků a řek, ale i vlivem světového zhoršení stavu ekosystémů, které způsobují mimo jiné kyselé deště. Znepokojení související se stavem životního prostředí, jehož životodárným zdrojem je půda a jemuž život přináší shůry déšť, se v posledních letech stalo znepokojením celosvětovým. Na této úrovni se také hledají odpovědi a záchranná řešení neuspokojivého stavu naší planety.

Pane profesore, jste předsedou Českého národního komitétu SCOPE (Scientific Committee on Problems of Environment = Komitét pro životní prostředí) a místopředsedou Českého národního komitétu pro globální změny IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme: A Study of Global Change = Program pro studium globálních změn). čím se tyto komitéty zabývají a kdo v nich pracuje?

Obě organizace jsou nevládní a jsou členy ICSU – International Council for Science – Mezinárodního výboru pro vědu. Úkolem obou českých národních komitétů je předávat informace a doporučení těchto mezinárodních organizací se sídlem v Paříži a ve Stockholmu k vědecké problematice životního prostředí a globálních změn na česká vědecká pracoviště pro všestranné využití. Na druhé straně navrhují priority z českých pracovišť na nové mezinárodní projekty SCOPE. Národní komitéty doporučují k účasti na mezinárodních projektech obou organizací přední české odborníky. Jednou z priorit obou národních komitétů je upozorňovat naše vědecká pracoviště i jednotlivé pracovníky na vznikající priority SCOPE a IGBP tak, aby mohly být u nás v předstihu rozpracovány a aby se do vznikajících projektů mohli aktivně zapojovat naši odborníci. Český národní komitét a mnoho našich vědeckých pracovníků se v minulosti i v přítomnosti řady mezinárodních projektů zúčastnilo a zúčastní. V těchto komitétech byly globální změny definovány jako změny vyvolané lidskou činností, přesahující místní rozměry a zasahující celé kontinenty a nakonec celou planetu.

Vaše zkušenost půdního biologa ukazuje, že ty úplně nejmenší organizmy na světě, fauna a mikroflóra v půdě, jsou postihovány a reagují na změny životního prostředí stejně jako my a jejich schopnost přežít nebo nepřežít spolurozhoduje o budoucnosti světa. Jak se na to tváří svět kolem nás?

O globálních změnách existují rozpory, především mezi vědci a politiky. Naši politici říkají, že vědci si globální změny vymysleli, aby dostávali více peněz na vědu. Já ty větší peníze nevidím, ve světě byly vždy a jsou i dnes větší než u nás. Žijeme zjevně v překotných globálních změnách – četl jsem v novinách, že se snad podařilo zastavit zvětšování ozonové díry – ale o spoustě věcí ani nevíme, že nastávají. Každý z živočišných, rostlinných i mikrobiálních druhů nese určitou funkci, každý organizmus je určitým způsobem začleněn do složité sítě vztahů a funkcí v ekosystému. O těchto vztazích víme zatím strašně málo, dá se to přirovnat k rozlousknutému oříšku: vidíme v něm jádro, ale spousta oříšků leží mimo nás, některé nebudou vůbec rozlousknuty...
Profesor Tiedje z USA řekl na setkání předních půdních ekologů, kteří diskutovali v rámci SCOPE projektu "Biodiverzita v půdě a sedimentech a fungování ekosystémů", že v jednom krychlovém centimetru půdy žije 20 000–30 000 genetických druhů bakterií. Ptal jsem se, zdali jsem se nepřeslechl. Nepřeslechl! O tom se mikrobiologům před deseti lety nezdálo! Pokrok v poznání tedy je, ale také pokrok v ničení.
Na stejném setkání jsem mluvil s profesorem Hattori z Japonska, kterého upoutal můj referát o mrtvých orných půdách u nás. K rozborům mikrobních společenstev jsem mu zasílal vzorky mrtvé černozemní půdy z jižní Moravy. Potvrdil mi, že vymírání edafonu (půdních organizmů) se v těchto půdách netýká pouze živočichů, ale i mikroorganizmů (bakterií, prvoků). O tom dosud víme velmi málo, a sotva se nám podaří popsat všechny neznámé druhy, které v půdě jsou a které pod neustálým tlakem znečištění již vymřely a v budoucnu ještě vymřou.

Na vymírání živočišných a rostlinných druhů v přírodě mají vliv kyselé deště. Co k tomu můžete říci?

Je-li znečištění vody veliké, má samozřejmě dopad na živočichy, kteří v půdě žijí. Kapalné nebo pevné srážky vymývají ze vzduchu to, co je do atmosféry vypouštěno emisemi. V atmosféře jsou jak pevné prachové částice, tak i plynné znečišťující látky. Srážky je snášejí na povrch rostlin, do vod, do půdy. Tím, že procházejí přes koruny stromů, se na povrchu listů dále mění. Srážková voda předává část unášených látek rostlině, ale i rostlina předává některé ionty a pevné látky srážkovým vodám, například těžké kovy či kationty transportované rostlinou do listů až z mateční horniny. Je známo, že 30 % srážek odtéká po větvích a kmenech listnatých stromů na povrch půdy a vsakuje se do ní v nejbližším okolí kmene. Tak se dostávají do půdy ve větších koncentracích těžké kovy i jiné látky. Znečišťující látky – polutanty – působí na půdní organizmy vesměs negativně. I když tyto organizmy hned neuhynou, oslabí se jejich imunitní systém a jsou pak hromadně napadány chorobami a parazity. Jindy zkracují své životní cykly, mají sníženou plodnost nebo se vyvíjejí s různými poruchami. To jsme dokázali poprvé u nás v ústavu. U žížal, například, je po zasažení normální dávkou herbicidů větší parazitace, ztrácejí imunitu. V tělní tekutině se sníží počet tzv. hnědých tělísek, která mají tutéž funkci jako u vyšších živočichů leukocyty – bílé krvinky. V silně znečištěných průmyslových oblastech, v okolí velkoměst, v půdách silně postižených pesticidy jsou půdní živočichové až z 80 % napadeni parazitickými prvoky, bakteriemi nebo houbami. V silně okyselených půdách na vápencích vymřela řada druhů vápnomilných a začala do nich invaze druhů acidofilních.

Od roku 1959 sledujete půdní faunu a další parametry ekosystémů na pětadvaceti stálých plochách v západní části Tatranského národního parku (TANAP). Začal jste tady pracovat už během studia na přírodovědecké fakultě a tak postupně vznikla nejdéle sledovaná řada suchozemských ekosystémů na světě. Změny, k nimž tu došlo, jsou výmluvné a objevné. O jaký výzkum se jedná?

Zmíněnou oblast jsem navštěvoval zpočátku až pětkrát, později jen dvakrát ročně, některý rok jsem i vynechal. Manželé Unarovi, moji kolegové z přírodovědecké fakulty, zde zmapovali rostlinná společenstva, já jsem se zajímal o vztah společenstev půdních živočichů k rostlinným společenstvům. O to, zda pod určitými rostlinnými společenstvy žijí různá společenstva půdních živočichů. Postupně jsem ale v dalších létech problematiku rozšiřoval na chemické parametry v půdě, půdní mikrostrukturu, mikroklimatické poměry a ve spolupráci s mikrobiology i na jejich problematiku. V roce 1990 jsem získal na tento výzkum grant, takže se mnou začal jezdit i pětičlenný tým pracovníků z ústavu. Postupně jsem během 44 let nashromáždil množství půdně zoologických, mikrobiologických, botanických, chemických, mikroklimatických, pedologických, půdně-mikromorfologických (studium půdních výbrusů pod mikroskopem) dat, která umožnila charakterizovat horské, subalpinské a alpinské ekosystémy a sledovat jejich dynamiku a změny v čase. Je to opravdu jedinečná řada a získaná data odkryla řadu nových půdně-biologických a ekologických zákonitostí. Území je ekologicky velmi významné a zajímavé: Tomanova dolina, v níž výzkum provádím, je geologicky i ekologicky značně kontrastní. Jižní část s masivem Polské Tomanové a Liptovské Tomanové je žulová, na sever od Tomanova potoka je území tvořeno vápenci a dolomity, méně břidlicemi. Na vápencích a dolomitech je pH půdy zásadité, na žule je kyselé. Mohli jsme sledovat, jaká je kyselost půdy pod určitým rostlinným společenstvem a jak umí dominantní rostliny ve společenstvech regulovat pH půdy. Rostliny tu opravdu žily v úzce vymezeném pH půdy a mohly si do určité míry i její pH upravovat.
Do roku 1977 roku nebyly v tomto území zjištěny žádné podstatné změny. Všechny sledované parametry oscilovaly mírně nad a pod průměry. Srdce bylo vždy potěšeno, že vnímá hořce Kluziovy, ty velké, nebo hořce jarní. I všivce, masožravé tučnice, miniaturní lomikámeny, zvonek karpatský, celá řada dalších reliktních arktických společenstev s dryádkou osmiplátečnou jsou tu nádherné.
V odběrech z roku 1990 i dalších let doznaly všechny sledované parametry větší či menší změny. Týkaly se pH a jiných chemických parametrů půdy, vymření některých organizmů, společenstev i celých ekosystémů. Byly zaznamenány i silné invaze jiných organizmů do původních endemických ekosystémů, invaze teplomilných druhů do ekosystémů alpinských a další změny. Došlo k nim v rozmezí třinácti let, kdy se lokality nezkoumaly. To je šokující! Na první pohled nebylo nic vidět, ale analýzy v laboratoři ukázaly veliké změny v půdě, v rostlinných i živočišných společenstvech, které se v dalších letech většinou ještě prohloubily.
Svědčily o nich i změny ve zbarvení půdy. Do roku 1977 byla v této oblasti půda na žulovém podkladu v horních humusových vrstvách černá a v hlubších vrstvách přecházela do barvy hnědé, podzolové půdy měly vyvinutý vybělený horizont. Půdy na vápenci – rendziny – měly smolně černý humusový horizont, nebo byly okrově hnědé a přecházely rovnou do kamenitého C horizontu. V roce 1990 vymizelo okrové zbarvení, smolně černá či černá barva zešedla, i spodní část půdy, původně hnědá, se změnila v šedou. Rovněž vybělený horizont podzolů byl přebarven do šeda. Čím to? Následné rozbory ukázaly, že zatímco původně v půdách na tomto území převládaly huminové kyseliny (základní chemickou složkou humusu jsou huminové kyseliny a fulvokyseliny), v roce 1990 už převládly fulvokyseliny s kratšími řetězci molekul. Došlo zde k rozkladu huminových kyselin na fulvokyseliny, ty přebarvily okrový horizont na šedý, černý horizont se odbarvil na šedý, na šedou se zabarvil i původní vybělený A2 horizont podzolů. Rozbory ukázaly, že v místech, kde se hromadí srážky, v odtokových rýhách či v závějích, je větší pohyb fulvokyselin i větší znečištění těžkými kovy a dalšími polutanty.

Zmiňoval jste se o tom, že zatímco někde rostlinná či živočišná společenstva vymírají, jinde se naopak přemnožují. Vlivem kyselých srážek, ale i toho, že některé druhy vymřely a otevřely tak nová mikroprostředí, mohla být tato místa osídlena větrem přinesenými invazními druhy, které se tu mohly usadit, naklást nová vajíčka a zvýšit populaci.

Pěkným příkladem jsou chvostoskoci. Ve sledované oblasti se tímto způsobem rozmnožili tak jako nikde jinde. Ve všech alpinských ekosystémech se po roce 1990 zvýšil počet chvostoskoků z původních 3 600 až 81 700 jedinců na 1 m2 na 22 000 až 302 000 individuí na 1 m2. Zvýšila se u nich také druhová různorodost z 5–7 druhů na 9–24 druhů. To se týká nejen chvostoskoků, ale i zástupců jiných skupin půdních živočichů, např. roztočů.
Nárůst počtu druhů v ekosystémech nebyl důsledkem prostého narušení rovnováhy imigrací cizích druhů z jiných ekosystémů. Byl spojen s vymizením některých druhů nebo s výrazným snížením početnosti druhů jiných. Významnou kategorií byly druhy nížinné a lesní, které se v minulosti nikdy nevyskytly v subalpinské (klečové) zóně nebo alpinské zóně nad klečí. Ty se začaly recentně objevovat v alpinské zóně, našli jsme takových druhů osmnáct, a to už něco znamená. Jde o důkaz globálního oteplování. I počty chvostoskoků (abundance) doznaly značný nárůst, nebyl však způsoben oteplením, ale vlivem dusíkatých sloučenin ve srážkách (eutrofizací prostředí), které některé druhy rostlin uměly využít pro svůj růst a navýšení primární produkce. Zvýšená produkce rostlinného opadu podnítila rozvoj půdní mikroflóry, která je důležitým potravním zdrojem pro řadu půdních živočichů.

Závěr? Můžete shrnout výsledek své čtyřicetileté badatelské práce v Tomanově dolině v Tatranském národním parku?

Dlouhodobé sledování půdních organizmů, chemizmu, makro- i mikromorfologie půdy a jiných parametrů v rámci celých ekosystémů v horských, subalpinských a alpinských vegetačních zónách a na kontrastujícím geologickém podloží přineslo celou řadu zcela nových poznatků o vztazích půdních organizmů k rostlinným společenstvům, abiotickým i biotickým faktorům v ekosystémech. V průběhu intenzivních globálních změn několika posledních desetiletí pomohlo naše studium objasnit celou řadu mechanizmů zjištěných změn v ekosystémech a krajinných celcích.

SYLVA DANÍČKOVÁ

Předchozí část: Globální změny aneb Svědectví půdy /1 (AB 9/2003)
Následující část: Globální změny aneb Svědectví půdy /3 (AB 11/2003)