Úloha lesů v mírnění dopadů klimatické změny: uhlík se v dřevní hmotě neudrží navždy, kupujeme si pouze čas?

‍Stromy jsou naším nejlepším nástrojem pro zachytávání CO₂ z atmosféry. Nárůst CO₂ v atmosféře vede ke zvýšení produktivity rostlin a částečné protiváze emisí CO₂. Rostoucí globální teplota ale může tento trend výrazně zbrzdit. Rozpad lesních porostů působením sucha a škůdců totiž vede k uvolnění velkého množství uloženého CO₂. Ukazují to měřicí stanice Českého uhlíkového observačního systému CzeCOS, které v lese dokáží stanovit příjem a výdej uhlíku a vody každou půlhodinu. Uhlík se v dřevní hmotě stromů jednoduše neudrží navždy. Je proto potřeba apelovat hlavně na snižování emisí CO₂ jako primárního řešení klimatické změny.

O podílu zvyšující se atmosférické koncentrace CO₂ (aktuálně ~420 ppm) na globálním oteplování už toho bylo napsáno hodně. Mnohem méně se však diskutuje fakt, že nárůst koncentrace CO₂ (~2.5 ppm za rok) je jen menší polovina celkového množství CO₂ vypouštěného v důsledku lidské činnosti. Asi jedna třetina vypouštěného CO₂, kterou v atmosféře nevidíme, je totiž pohlcena rostlinami díky zvýšení rychlosti fotosyntézy. Zbylý díl CO₂ se rozpouští v oceánech. Za zvýšenou produktivitou rostlin stojí právě zvýšená dostupnost CO₂ pro fotosyntézu. Tento kompenzační efekt se ale zeslabuje, jak CO₂ v atmosféře přibývá – dochází k tzv. nasycení fotosyntézy, čili rostliny už nedokáží záchyt oxidu uhličitého dál zrychlovat. 

Právě to, jak rostliny pracují nejen s uhlíkem, ale i s vodou vědcům pomáhají rozkrývat měření na ekosystémových stanicích v síti CzeCOS (Český uhlíkový observační systém). Zaměřují se na typické ekosystémy ČR, zejména na lesní porosty. Použitá metoda dokáže stanovit příjem a výdej uhlíku a vody daného ekosystému každou půlhodinu bez přestávky.

Přitom měření zaznamenává i podmínky, za kterých porost roste, takže můžeme popsat, jak les reaguje na extrémy počasí, zejména na sucho. Zapisuje tak vlastně příběh lesa, s nejdelším pozorováním již přes 20 let. Získaná data vědci veřejně sdílí v globální síti stanic, kde slouží k lepšímu pochopení procesů probíhajících v suchozemské vegetaci a za pomoci satelitního snímkování a modelů umožňují vyhodnocení globální produktivity rostlin.

Bez uskladnění dřeva se CO₂ vráti do atmosféry

Schopnost porostu poutat CO₂ z atmosféry je ovlivněna jeho druhovým složením, věkem a zdravotním stavem. Primárně je ale ovlivňují aktuální podmínky, zejména množství dopadajícího světla, teplota vzduchu a dostupnost vody. Klimatická změna způsobená zesilováním skleníkového efektu lidskou činností se často popisuje nárůstem průměrné roční teploty. Rostliny ani lidé ale v průměrné teplotě nežijí. Lesní porosty jsou stále častěji vystaveny větším výkyvům teplot a čím dál častějším a intenzivnějším obdobím sucha. Oteplení může pozitivně ovlivnit produktivitu lesa ve vyšších nadmořských výškách, nebo rychlejším nástupem růstové sezóny. Zároveň ale zvyšuje pravděpodobnost škod způsobených jarními mrazíky a snižuje produktivitu vlivem sucha.

Lesní porosty obvykle přímo neuschnou. Sucho je ale oslabí a stromy se pak neubrání škůdcům, například kůrovci v případě smrku. Pokud o les vlivem sucha přijdeme, většina CO₂ zachyceného porostem se rozkladnými procesy vrátí zpět do atmosféry, pokud dřevo v nějaké formě neuskladníme.

Pro zpracování dřeva do stabilnějších produktů se většinou využijí pouze kmeny stromů. Ostatní části stromů jako větve, listoví a kořeny, které tvoří okolo 30 % uloženého uhlíku, zůstanou po vymýcení na ploše, popřípadě se použijí jako palivo. V obou případech se tak uložený uhlík vrátí zpět do atmosféry.

Kácení na větší ploše zároveň odhalí půdu, ve které les hromadil organické látky. Výrazné zvýšení teploty půdy bez zákryvu korunami pak vede k dodatečnému uvolnění CO₂ z půdy.

Zalesňování není všelék na záchyt CO₂

V poslední době se zalesňování stalo jedním z často diskutovaných nástrojů pro zmírnění klimatické změny. Jde vlastně o navýšení kapacity záchytu CO₂ do dřevní hmoty. Zakládání nových porostů by mělo vycházet z vypracovaných adaptačních opatření, která reflektují nárůst teploty a sníženou dostupnost vody. Mezi ta nejzákladnější opatření patří zvýšení druhové rozmanitosti porostů a zvýšení podílu suchu odolných dřevin především ve středních a nízkých nadmořských výškách. 

Při zalesňování v globálním měřítku je také potřeba brát zřetel na změnu odrazivosti povrchu. Lesní porosty zachytávají více dopadajícího světla (jsou tmavší) než jiné přírodní povrchy a mění ho na teplo. Překvapivě tak přispívají k lokálnímu oteplení které záchytem CO₂ kompenzují často až po několika desítkách let. To že existuje obecný kompromis mezi produktivitou různých typů vegetace a jejich odrazivostí se podařilo prokázat v nedávné publikaci i s pomocí našich měření. 

Nedávný rozpad převážně smrkových lesů, který nastal během kůrovcové kalamity 2018-2020, kterému čelili lesní hospodáři na úrovni celé Evropy dobře demonstruje, jak výraznými změnami krajina prochází a že primárním nástrojem zmírnění dopadu klimatické změny by mělo být především snížení samotných emisí CO₂.

Grafy ukazují, jak se vyvíjí příjem CO₂ z atmosféry smrkového lesa v Rájci v průběhu roku. Zobrazeny jsou roky 2018 (vlevo) a rok 2022 (vpravo). V roce 2018 je patrný výrazný příjem CO₂ během růstové sezóny (kladné hodnoty) a propad způsobený suchem v srpnu. Na začátku roku 2022 bylo dokončeno kácení celé plochy a je dobře vidět výdej CO₂ (záporné hodnoty), který nízká vegetace rostoucí na ploše nedokáže vyvážit.