Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Duben topí Šumavě

Globální změna klimatu udělala z dubna teplotního extremistu Šumavy
 |  6. 4. 2017
 |  Vesmír 96, 216, 2017/4
 |  Téma: Divočina

Ačkoli je výzkum klimatu v Národním parku Bavorský les zatím na začátku, můžeme již rozpoznat významné změny. Část druhů se dala do pohybu a osidluje nové prostory, část zatím stojí na místě. Některým z nich předpovědi nedávají mnoho šancí dožít se konce století. To vše víme díky bezzásahovým zónám v národním parku a výzkumu vlivu změny klimatu na ekosystémy neovlivňované člověkem.

Poslední zprávy Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) jednoznačně dokládají, že klima na Zemi se v posledních desetiletích výrazně mění. Oteplování je nesporné, jak ukazují zvýšené průměrné globální teploty vzduchu a oceánů, rozsáhlé tání sněhu a ledu a zvyšování průměrné mořské hladiny. Mezi roky 1901 až 2010 se průměrná hladina zvedla o 19 centimetrů. Průměrný každoroční přírůstek zrychlil z 1,5 milimetru mezi roky 1901–2010 na 3,2 milimetru mezi roky 1993–2010.1 Většina pozorovaného nárůstu průměrné globální teploty od poloviny 20. století je velmi pravděpodobně způsobena zvýšenou koncentrací skleníkových plynů. V závislosti na množství spálených fosilních paliv lze do konce tohoto století očekávat zvýšení teploty v průměru o 0,3–1,7 °C (při naplnění ambiciózních opatření k ochraně klimatu) až 2,6– 4,8 °C (při velmi vysokých emisích skleníkových plynů).1) V některých regionech bude narůstat četnost a rozsah extrémních jevů. Fyzikální změny jsou spojeny se změnami v biologických systémech. Navýšení teploty o jeden stupeň způsobí podle 4. zprávy IPCC vyhynutí až 30 % druhů. V této souvislosti je však třeba poznamenat, že trendy v teplotě a rozsahu změny klimatu mohou být prostorově velice variabilní. Pro prokazatelné závěry o účincích klimatických změn je z tohoto důvodu zapotřebí místního výzkumu. Pro péči o chráněná území je velmi důležité znát dopady změny klimatu a její vliv na předměty ochrany přírody. Co tedy v tomto ohledu čeká střední Evropu?

Léta jsou vlhčí, zimy sušší

Analýza dat z klimatických stanic na české a německé straně Šumavy potvrzuje hlavně růst průměrných teplot, ale také průměrných minimálních teplot. Od roku 1978 v šumavském masivu vzrostly teploty ve vegetačním období (květen až srpen) o přibližně 2 °C. Nejsilnější oteplení bylo naměřeno v dubnu (zhruba 3,5 °C). Toto oteplení způsobuje, že sněhová pokrývka taje přibližně o čtyři týdny dříve. Množství srážek zůstalo ve zkoumaném území po celou dobu prakticky stejné. Mění se ale jejich rozložení v roce. V letní polovině hydrologického roku srážek přibývá, naproti tomu během zimního pololetí množství srážek na všech sledovaných meteorologických stanicích výrazně kleslo. V souhrnu lze říci, že tyto trendy docela dobře odpovídají hodnotám z Bavorska i z celého Německa. Platí to zejména pro teplotu.

Stromy raší výrazně dříve

Od roku 1974 v Bavorském lese provozujeme čtyři fenologické zahrady, založené jako součást evropské sítě fenologických zahrad ke sledování vlivu klimatu a podnebí na růst stromů a keřů. Kvůli vyloučení genetického vlivu je každý jedinec jednoho druhu ve všech zahradách potomkem jedné matečné rostliny. Každoročně dokumentujeme různé fenologické fáze (např. začátek rašení, kvetení nebo zbarvení listí) různých dřevin. Zjistili jsme, že doba rašení stromů je závislá na růstu jarních teplot. Například buk významně zrychluje rašení o 0,6 dne za rok. V období 1974 až 2009 to dělá posun rašení o 22 dnů. Takové změny fenologických fází máme hlášeny z celého světa. Významné posuny zaznamenáváme také v živočišné říši, například v příletu stěhovavých ptáků, hnízdění a objevení se motýlů. Většinu těchto jarních signálů můžeme velmi dobře vysvětlit klimatickými změnami.2) Značný počet biologických událostí je více či méně sladěn a navazuje na sebe (např. vztah květy–opylovači). Narušení těchto událostí v důsledku změny klimatu může vést k funkčním poruchám v ekosystémech. Zde je však nepochybně zapotřebí dalšího výzkumu, a to i v Národním parku Bavorský les.

Hmyz stoupá vzhůru

V roce 1900 zaznamenal přírodovědec Friedrich Max Thiem obsáhlé údaje o výskytu rostlin a živočichů podél výškového gradientu na Velkém Roklanu. Byla dokumentována nejvyšší nadmořská výška nálezů všech druhů v rámci „Výzkumu Norimberské přírodně-historické společnosti“.3) V době mapování Thiemem byly průměrné teploty nižší než dnes. Pokud určuje klima horní hranice výskytu druhů v národním parku, měly by být podle různých odhadů dnes posunuté alespoň o 40 až 200 metrů. Údaje z Thiemova výzkumu jsme porovnali s daty rozsáhlého výzkumu biodiverzity BIOKLIM.4) Ze srovnávací analýzy 165 druhů rostlin, 322 druhů brouků, 51 druhů pestřenek, 50 druhů blanokřídlých a 57 druhů ptáků jsme zjistili, že všechny tři hmyzí skupiny posunuly horní hranici svého výskytu zřetelně vzhůru. Ptáci se posunuli nahoru pouze mírně a rostliny horní hranici výskytu neposunuly vůbec. Důvodem slabé reakce ptáků může být, že kromě klimatu určuje jejich výskyt hlavně struktura lesa. Současně zatím není prokazatelné, že by buk vystupoval do subalpínské zóny. Existuje více faktorů, proč cévnaté rostliny nereagují. Za prvé se předpokládá, že středohorská (hercynská) flóra má již velmi dlouho své současné výškové rozšíření. Kyselé podloží středohor je relativně druhově chudé a zároveň chudé na specialisty. K tomu se přidává biologická bariéra: Od cca 1150 metrů nadmořské výšky začíná hustý travnatý povrch, tvořený třtinou chloupkatou (Calamagrostis villosa) a metličkou křivolakou (Deschampsia flexuosa), které znatelně ztěžují migraci druhů z nižších poloh.

Buk se zatím nestěhuje

Porovnání počtů buku ve vrstvě zmlazení neukázalo ani v oblasti Roklan-Luzný (inventarizace 1991 proti 2002),ani v oblasti Falkenstein-Roklan (inventarizace 1986 proti 2002) posun buku do vyšších poloh. Nicméně obecně v obou oblastech nápadně narostla početnost bukového zmlazení. Zde určitě hraje hlavní roli prořídnutí porostů po polomech a napadení kůrovcem. Další srovnání podílu bukového zmlazení na hektaru, provedené v nejvyšších polohách národního parku mezi roky 1996 až 2012, potvrzuje zjištění, že se buk směrem nahoru zatím neposunuje.

První přistěhovalci

V posledních letech jsme v národním parku opakovaně dokumentovali nové druhy, pocházející z teplejších oblastí. Např. v roce 2006 se nám podařilo objevit zlatohlávka tmavého (Oxythyrea funesta), který se do vyšších oblastí šíří od poloviny devadesátých let minulého století. Zlatohlávek tmavý je černomořsko-středomořský druh, relikt postglaciální stepní doby. Pochází z teplých území rozšíření hessenského mohanského území a z jihovýchodního Podunají. Dnes se vyskytuje v Bavorském lese i v polohách nad 700 metrů nad mořem.

Dalším příkladem je kukmák bělovlnný (Volvariella bombycina), kterého se nám v národním parku podařilo poprvé prokázat v roce 2010. Přestože má tato houba značně rozsáhlé území rozšíření, lze ji nalézt poměrně zřídka. Její první nález v národním parku může mít souvislost s klimatickými změnami, neboť jde o teplomilnou houbu, tvořící plodnice až po delším období vyšších teplot.

Doklady funkčních změn

V rámci výzkumu biodiverzity BIOKLIM jsme ke zjištění významu makroklimatu jako řídicího faktoru analyzovali druhová společenstva různých taxonomických skupin. Podobné studie ukazují na možné reorganizace druhových společenstev způsobené změnou klimatu. V souhrnu lze říci, že makroklimatické faktory působí na zkoumané skupiny druhů velmi odlišně. Zatímco epifytické lišejníky a dřevožijné houby jsou na klimatu méně závislé, ukazují například mechy, žijící hlavně na mrtvém dřevě, silnější závislost na klimatu. Totéž jako u dřevožijných mechů platí pro ektomykorhizní houby. Mechy žijící na půdě vykazují silnější závislost na chemických faktorech půdy než na klimatu. Ze získaných dat lze zatím dojít k následujícím závěrům: Skupiny druhů jsou na makroklima různě citlivé, což může vést k reorganizaci uvnitř i mezi skupinami druhů. Druhy vázané na strukturu (např. společenstva mrtvého dřeva) mohou klimatickým změnám odolávat, pokud mají k dispozici dostatečné množství odpovídajících preferovaných struktur (např. mrtvého dřeva). K potvrzení však potřebujeme další studie. Reorganizace druhových společenstev může vést ke změnám funkčních procesů lesa (např. rozklad organických látek – koloběh látek, symbiotické vztahy atd.). Tyto aspekty by měly být v budoucnosti ve výzkumu změn klimatu v národním parku více zohledňovány.

Subalpínské druhy pod tlakem

V národním parku se vyskytuje celá řada druhů (např. kos horský, sedmikvítek evropský, slimáčník horský), které mají těžiště výskytu ve studené subalpínské zóně. Právě druhy vyšších poloh platí za obzvlášť citlivé na změny klimatu. Proto se jim předpovídá nadprůměrně vysoké riziko vyhynutí. Z toho důvodu jsme pro subalpínské druhy ze šesti taxonomických skupin, žijících v národním parku Bavorský les, modelovali riziko vyhynutí z důvodu klimatických změn. Spočítali jsme k tomu i pravděpodobnost výskytu podél výškového gradientu pro oteplení o 1,8 °C, resp. 4,0 °C. Výsledky ukazují, že pro většinu druhů klesá při oteplení o 1,8 °C pravděpodobnost výskytu v národním parku pod 20 %. Pokud se zvýší teplota do konce tohoto století o 4 °C, klesne jejich pravděpodobnost výskytu podle těchto modelů na nulu.5) I když v současnosti existuje jen málo indicií pro vyhynutí druhů v důsledku klimatických změn a přizpůsobení díky fenotypové variabilitě uvnitř populací se zdá být možné, ukazují podobné analýzy, že subalpínské druhy jsou změnám klimatu přinejmenším náchylné. Pro vyjasnění musí být v budoucnu provedeny další výzkumy.

Studie o změnách diverzity kvůli změnám klimatu by měly brát zároveň v potaz genetickou diverzitu. Vyhynutí geograficky ohraničených populací může vést ke ztrátě genetické diverzity celkového výskytu jednoho druhu. Z toho důvodu biologové provedli fylogeografické výzkumy na modelovém druhu slimáčníkovi horském (Semilimax kotulae). Odebrali vzorky z dvanácti populací středohorských subalpínských zón od Černého lesa (Schwarzwaldu) přes Bavorský les až po Karpaty. Ukázalo se, že genetické linie mezi zkoumanými populacemi byly relativně nezávislé. Genetický drift (náhodné změny ve frekvenci jednotlivých alel v populaci) byl sice větší než genový tok (přesun alel nebo genů mezi populacemi), přesto byla zjištěná genetická variabilita uvnitř populací relativně nízká. Z toho lze vyvodit, že schopnost přizpůsobení měnícím se životním podmínkám (např. změnám klimatu) je u slimáčníka horského omezená. Existuje tedy nebezpečí, že změnami klimatu vyhynou nejenom populace, ale celé genové linie. Abychom tento závěr ověřili, musíme i v tomto případě provést další výzkumy. Jisté je, že výzkum klimatu bude v národním parku Bavorský les i v budoucnu velmi důležitý pro získání vědomostí o vlivu klimatické změny na biodiverzitu a procesy v lesích.

Článek je autorem revidovanou verzí textu, vydaného poprvé v AFZ-DerWald 14/2012.

Literatura

C. Bässler et al.: Contrasting patterns of lichen functional diversity and species richness across an elevation gradient. Ecography, 2015, DOI: 10.1111/ecog.01789

C. Bässler et al.: Insects overshoot the expected upslope shift caused by climate warming. PLOS ONE, 2013, DOI: 10.1371/journal.pone.0065842

C. Bässler et al.: Functional response of lignicolous fungal guilds to bark beetle deforestation. Ecological Indicators, 2016, on-line: 1url.cz/XtRSV

J. Bernsteinová et al.: Changes in runoff in two neighbouring catchments in the Bohemian Forest related to climate and land cover changes. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 2015, DOI: 10.1515/johh-2015-0037

Poznámky

1) IPCC: Climate Change: Synthesis Report, 2014, on-line: ar5-syr.ipcc.ch

2) G. R. Walther et al., Nature, 2002, on-line: 1url.cz/CtRSR

3) F. M. Thiem, Abhandlungen der Naturhistorischen Gesellschaft Nürnberg, 1906, on-line: 1url.cz/gtRSl

4) C. Bässler et al.: Forest Ecology, Landscape Research and Nature Conservation, 2008, on-line: 1url.cz/gtRSG

5) C. Bässler et al.: Ecological Indicators, 2010, DOI: 10.1016/j.ecolind.2009.06.014

Ke stažení

TÉMA MĚSÍCE: Divočina
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ekologie a životní prostředí

O autorovi

Claus Bässler

Dr. Claus Bässler (*1971) vystudoval lesnictví ve Freisingu a environmentální vědy na univerzitě v Rostocku. Doktorát získal na Technické univerzitě v Berlíně v oboru ekologie se zaměřením na biodiverzitu a změny klimatu. Od roku 2003 působí v NP Bavorský les jako zástupce vedoucího odboru výzkumu a ochrany přírody, kde je odpovědný za výzkum v oblasti biodiverzity. Těžištěm jeho práce jsou mykologie a výzkum změn klimatu.
Bässler Claus

Další články k tématu

Trojí divočina internetu

Mluvit o internetu jako o divočině je trochu riskantní podnik. Pojem divočiny je poněkud nejasný a není nutně podmíněný jen přírodou.

Prales trestá úspěšnostuzamčeno

Pralesní divočinu zpravidla máme za příklad přebujelého společenstva mnoha organismů. Ve skutečnosti jde o systém se silnými samoregulačními...

Potíže s divočinou

O divočině se poslední dobou hodně mluví. Divočiny ubývá, a proto je potřeba ji podporovat a chránit, říkají jedni. Krajina zarůstá a všude možně...

O vlkovi, postdivočině a evoluci

V médiích občas probleskne titulek o vlcích navrátivších se do naší vlasti. V jednotlivých sociálních bublinách pak zpráva rezonuje naprosto...

Divoká příroda Prahyuzamčeno

V devadesátých létech minulého století se v Česku výrazně měnil způsob zacházení s krajinou. Zredukovalo se zemědělství a sadařství, utlumila těžba...

V každém srdci je kus divočiny aneb Divočina jako fenomén

„Divočinu nelze ex definitione vytvořit, lze ji pouze připustit.“ Igor Míchal (2002) Našli bychom asi pramálo těch, kdo by řekl, že je česká...

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné