Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dřeviny, které rostou v ovzduší bohatém na oxid uhličitý, obvykle mají vyšší přírůstky. Tomuto procesu se říká hnojení pomocí oxidu uhličitého (global carbon dioxide fertilization). Jedná se o proces, do něhož jsou vkládány velké naděje, protože by mohl kompenzovat každým rokem rostoucí či neklesající emise oxidu uhličitého. Pokud by tento proces fungoval i za vyšších teplot, stálo by za to uvažovat o velkých, Evropskou unií či státem dotovaných akcích, které zatím vždy měly poměrně velkou mediální podporu a vstřícnou reakci společnosti. Na tomto místě však můžeme jasně říct, že podporujeme sázení stromů, ale musíme znát patřičné druhy, vhodná místa, jejich vodní bilanci a mít vyřešenou alespoň desetiletou péči o stromy.
Jeden z prvních experimentů probíhající v rámci dlouhodobého experimentu růstu lesa v atmosférách různého složení FACE ukázal, že stromy rostoucí na úrodných půdách při zvýšeném obsahu CO2 550 ppm (1 ppm = desetitisícina %, současná atmosféra obsahuje 412 ppm CO2) zvýšily své přírůstky, ale dřeviny rostoucí na chudých půdách rostly jako za běžné koncentrace. Podobných, dlouhodobých pokusů proběhla za posledních třicet let celá řada. Ukazují, že pouhý vyšší obsah oxidu uhličitého sám o sobě nezaručuje vyšší výnosy biomasy. Více než mnoho číselných údajů nám řekne základní model:
Především půdy musí mít dostatek živin, zejména reaktivního dusíku, ale také fosforu. Ten je obzvlášť limitující, protože stromy hnojené oxidem uhličitým sice zvýšily úroveň fotosyntézy až o 20 %, ale bez živin nezvýšily přírůstky. V podmínkách Česka a Středočeského kraje na úrodných půdách rostou jen lužní lesy a spíš výjimečně nížinné doubravy na půdách se sprašovým základem. I v tomto druhém případě stromy obvykle trpí nedostatkem živin, protože v teplejším klimatu se vegetační doba prodlužuje zhruba o nejméně tři týdny. Stromy se tím jednak vyčerpávají, jednak k dalším ztrátám energie dochází „v polospánku“ ve stále častějších, jaro připomínajících zimních týdnech. Z pohledu dostupnosti živin o účinném ukládání uhlíku můžeme uvažovat hlavně v lužních lesích a do určité míry u rozptýlené zeleně v zemědělské krajině. Toto uložení uhlíku se týká délky života stromů, tedy několika desítek let. Ty by nám měly poskytnout čas na přechod na nízkoemisní energetické zdroje.
Fotosyntéza začíná v průduších (stomatech) v listech. Nejběžnější typ průduchu vypadá jako polouzavřený váček. Rostlina je schopna regulovat intenzitu fotosyntézy tím, jak otevírá a zavírá průduchy. Při otevřeném průduchu je schopná pojmout více oxidu uhličitého, ale také výparem ztratí vodní páru. Pro většinu stromů je z existenčního hlediska důležitější neuschnout než využít víc oxidu uhličitého. Je to tedy zejména parciální tlak vodní páry, který určuje míru fotosyntézy. V suchém létu se vliv hnojení pomocí CO2 téměř nedostavuje.
Ale je tu ještě další problém a tím jsou zvýšené obsahy přízemního ozónu. Když strom intenzivně fotosyntetizuje, je také zároveň víc vystaven toxickému ozónu. Každé ráno za úsvitu strom řeší problém, jak zeširoka má otevřít stomata, aby vyrobil organickou hmotu, neztratil vodu a nepřiotrávil se ozónem. Ten na zemském povrchu vzniká hlavně reakcemi mezi metanem či oxidy dusíku z automobilového provozu a UV zářením. Ve městě narůstají nejvyšší obsahy ozónu pozdně odpoledne, protože ozón vzniká a kumuluje se v průběhu celého dne. Oxidy dusíky se uvolnily už při ranní špičce, ale teprve pak se den projasní a sluneční paprsky vyrábějí toxickou směs chemikálií s ozónem v čele.
Přes noc se jeho tvorba zpomalí nebo úplně zastaví, protože slunce nesvítí. Rytmus vzniku přízemního ozónu v podstatě kopíruje denní průběh fotosyntézy. Poločas jeho rozpadu se podle okolností počítá v hodinách, dnech až prvních týdnech. To je však dostatečná doba na dálkový přísun ozónu např. z těžce kontaminované Indie nebo i Číny. Z hlediska zemědělské úrody snižuje nízký ozón produkci např. rýže a sóji o 15–20 % a celoročně mu je přičítáno nejméně kolem jednoho milionu předčasných úmrtí u lidí. Ve středech měst jsou proto vítány elektromobily, ale stejného výsledku dosáhneme při omezení běžné automobilové dopravy.
V měřítku lesa mírného pásma mohou být zisky z hnojení CO2 vyvažovány ztrátami z polomů, požárů, celkového oslabení vegetace a intenzivnějšího dýchání během vysokých teplot. Na druhou stranu efekt globálního ozelenění (global greening), tedy zvýšení plochy porostlé vegetací, má na ukládání uhlíku příznivý vliv. Zdá se však, že jeho hlavním mechanismem je opouštění venkova, ponechání malých a chudých polí samovolnému zarůstání a menší míra pastvy. Ekologové si někdy kladou otázku, zda víc uhlíku ukládají mladé, nebo staré stromy? Mladé rostou rychleji, ale často se nedožijí starého věku. Staré stromy již téměř nerostou a neukládají skoro žádný uhlík. Ale jsou obrovské, obsahují hodně uhlíku, který by se neměl uvolnit do atmosféry. Zasluhují nejvyšší ochranu.
Jeden z největších experimentů projektu FACE probíhal ve Wisconsinu v letech 1997–2009. Byl zkoumán vliv čtyř chemismů atmosfér, které měly odlišný obsah oxidu uhličitého a ozónu na různé stromy, zejména břízu a topol osikovitý. Asi nejzajímavější výsledek se týkal toho, že oxid uhličitý měl celkový pozitivní účinek na tvorbu biomasy asi o 11 %, zatímco ozón produkci biomasy snižoval asi o 9 %. Stromy až na cukrový javor (Acer saccharum) si však po několika letech na ozón zvykly a nárůst biomasy se zvýšil. Na druhou stranu si jiné druhy stromů rovněž zvykly na zvýšený obsah oxidu uhličitého. Prvních několik let se snažily využít jeho dostupnosti a rostly rychleji, ale později se vrátily k běžnému, pomalejšímu růstu.
tento text je úryvkem z knihy:
Václav Cílek, Jindřich Prach, Zdeňka Sůvová a kolektiv:
Lesy středních Čech
Jejich přírodní bohatství, současný stav a budoucí směřování
Dokořán 2024
O knize na stránkách vydavatele
