CTFS-ForestGEO – globalizace monitoringu

Na globální škále poskytují lesy habitat pro více než polovinu dosud popsaných druhů organismů a zároveň odpovídají za řadu ekosystémových služeb. Na lesní půdu je vázána zhruba polovina světových zásob uhlíku. Skrze evapotranspiraci a nízké hodnoty albeda mohou lesy modulovat klima až na globální úrovni. Nicméně, globální tlaky v podobě klímatických posunů, znečištění, rozšiřování intenzívně obdělávané zemědělské půdy, těžba dřeva či neřízená exploatace jiných lesních zdrojů vedou k narušení přirozených funkcí lesa a s nimi svázané biodiverzity. Porozumění těmto změnám a schopnost predikce ekosystémové odpovědi nám pomůže v řízení ochranářských snah, managementu ekosystémových služeb a ochraně klimatu.

CTFS (The Center For tropical Forest Science) - ForestGEO (Forest Global Earth Observatory) provozuje strategicky rozmístěnou síť výzkumných 59 lesních porostů napříč 24 státy, kde probíhá monitoring lesní dynamiky od roku 1981. Velikost ploch jednotlivých zkoumaných porostů se pohybuje od 2 do 120 ha (hodnota mediánu je 25 ha). Každých 5 let je na plochách prováděna inventarizace všech dřevitých stonků (stromů i keřú), jejichž průměr ve výšce 130 cm přesáhl 1 cm. U každého stonku je zjištěna i mikrotopografie stanoviště (viz Obr. 1).

V současnosti monitorovaných 59 lokalit pokrývá celkem 1653 ha, což je v součtu více než 5,68 miliónů zaznamenaných stromů (a keřů) a více než 17 tis. hektar/let monitoringu. Síť pokrývá škálu prostředí rozprostírající se mezi 25. rovnoběžkou jižní šířky a 61. rovnoběžkou severní šířky. výzkumné plochy se tak nalézají ve všech světových biogeografických oblastech (viz Obr. 2).

• tomu odpovídá i variabilita ekologických aspektů: průměrné roční teploty se pohybují od -3,2°C (Scotty Creek, Kanada) do 28,3°C (Yasuni, Ekvádor), průměrné roční srážky kolísají mezi 369 mm (Scotty Creek, Kanada) a 5272 mm (Korup, Kamerun). Nadm. výška se pohybuje od 3 m n.m. (Ilha do Cardoso, brazílie) do 1911 m n.m. (Yosemity, USA). Výška reliéfu kolísá mezi 4 m (SERC, USA) a 298 m (Tiantongshan, Čína). Na lokalitách je zastoupeno 11 z 12 uznaných půdních typů.

• tímto celá síť CTFS-ForestGEO reprezentuje většinu lesních fenoménů biosféry, pedosféry, topografie a klimatu po celém světě. Byť převahu zde mají porosty tropické - temperátní lesy, a porosty boreální mají zde zastoupení nižší. Nadto lesy s nejextrémnějšími podmínkami jako mangrove či bažinné lesy tu nejsou zastoupeny vůbec.

Zkoumané lesy zahrnují především původní či vzrostlé druhotné porosty, vystavené a ponechané přirozeným disturbancím a to včetně těch na úrovni pohrom (i.e. oheň v Yosemitech, větrná smršť ve filipínském Palananu).

Inventarizace porostů je provázena druhotnými měřeními za účelem sledování fauny, flóry a doplňujících environmentálních proměnných (viz Obr. 3, 4). Všechny měřící protokoly a metodika jsou kvůli porovnatelnosti standardizovány.

Všechny světové ekosystémy jsou do určité míry pod antropogenním tlakem - porosty ze sítě CTFS-ForestGEO nejsou výjimkou (viz Obr. 5). Od založení projektu se koncentrace atmosférického CO₂ zvedla o více než 16% [sic!], což lze dát do souvislosti s mnoha klimatickými fenomény po světě. Podobně došlo k nárůstu teplot, znepokojivý je tento trend na chladnějších lokalitách. Na pravidelně zamrzajících lokalitách dochází k poklesu mrazivých dní. Změny v ročních srážkových úhrnech jsou vesměs variabilní ale s trendem nárůstu.

• globální změny klimatu jsou neodvratitelnou součástí cyklu, o tom, jakým směrem tento cyklus poplyne ovšem rozhodne člověk a způsob jeho hospodaření v krajině včetně produkce tzv. skleníkových plynů.

Les, obzvláště ten tropický, představuje neobvykle proměnlivý ekosystém, identifikace takových změn jako odpovědi na vnější tlak je proto náročná. Lesní struktura se i za krátkou dobu existence projektu změnila z hlediska funkce i z hlediska druhového složení.

• oteplování je považováno za řídícího činitele změn v lesní dynamice - ovšem naše schopnost predikovat vliv teplot na vývoj ekosystému je přinejlepším nedokonalá. Nejsilnější korelace teplot s dalšími jevy jsou patrné v Kanadě. Na lokalitě Scotty Creek, dochází k nejvyšším nárůstům teplot, odtávání permafrostu a zároveň k nejvýraznějším fyziologickým změnám ve vegetaci (klesá mízotok, přírůstky let a plocha listů) a celkovému úbytku zalesněných ploch. V Haliburton Forest došlo v důsledku epizody náhlého horka v roce 2010 k více jak 50% úbytku pokryvnosti listí a obřímu úniku v půdě uloženého uhlíku. V oblastech tropů a temperátu žádné podobné fenomény obdobné intenzity pozorovány nebyly. Objevují se tu naopak spekulace o možném vlivu oteplování na zvýšení produktivity lesa.

Dalším hlavním faktorem ovlivňující podobu lesů je fragmentace krajiny a ústup lokální biodiverzity. Napříč sledovanými plochami s vyšší měrou fragmentace se obecně nachází vyšší stavy herbivorů negativně ovlivňující procesy přirozené obnovy lesa, tím jak spásají mladé semenáčky. Podobným způsobem došlo k omezení obnovy porostů v případě druhů, jejichž propagule jsou šířeny frugivorními či granivorními živočichy.

• je zásadní mít stále napaměti, že vysoká diverzita druhů vede k vyšší odolnosti ekosystému.

Současné datové výstupy z projektu CTFS-ForestGEO nám neocenitelným způsobem pomáhají porozumět komplexitě procesů odpovědných za změny uvnitř lesních ekosytémů.