Trávy, květiny a stromy: Jak se lesy a louky změnily za šedesát let

Kyselé deště, nadměrné hnojení, horká léta - životní podmínky rostlin v Evropě v posledních desetiletích výrazně změnily. Dosud však chyběl celkový přehled o tom, jaký vliv to má na biologickou rozmanitost.

"Pokud si vyberete pouze některá data z posledních dvaceti let, může to rychle vést k chybným závěrům," říká ekolog Jürgen Dengler, finančně podpořený z SNF v rámci Národního výzkumného programu "Biodiverzita a ekosystémové služby" (NFP 82). Se svým týmem na Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) spolupracoval na mezinárodní studii, která tuto mezeru nyní uzavírá.

Analýza byla založena na obrovské databázi, European Vegetation Archive (EVA). Zahrnuje výsledky více než dvou milionů inventur, které byly prováděny pro výzkumné účely nebo projekty ochrany přírody. Takové studie zaznamenávají na definovaných zkušebních plochách - typicky mezi jedním a 400 čtverečními metry - druhy rostlin a jejich četnost. Počítá se vše, od nejmenších pomněnek a sedmikrásek až po třicetimetrové buky.

Evropský tým použil 650'000 těchto inventur, provedených mezi lety 1960 a 2020, poprvé pro časovou analýzu. Pro většinu těchto ploch dosud neexistovaly informace o faktorech jako živiny nebo světelné podmínky, tj. zda půda obsahuje hodně dusíku nebo hustá klenba lesa zastíní půdní podmínky.

Projektový tým proto rekonstruoval tyto podmínky na základě výskytu takzvaných indikačních rostlin, které preferují určité podmínky prostředí. Příkladem je pampeliška, která se dobře rozrůstá na dusíkatých loukách. "Pro projekt jsme poprvé z více než třiceti různých systémů pro klasifikaci indikačních rostlin vytvořili společný evropský konsenzus," říká Dengler.

Průmyslová hnojiva, doprava a průmysl jsou problémové.

Pomocí AI pak výzkumníci analyzovali dlouhodobě zaznamenávané inventury, aby zhodnotili, jak byly rostlinné komunity v průběhu 60 let složeny ve čtyřech různých ekosystémech - les, louka, křoviska a mokřady - a co se v této době změnilo. Systém indikačních rostlin pomáhal propojit tyto nové vývoje s měnícími se podmínkami prostředí.

Trendu vywijslo: Ve všech ekosystémech se stále více prosazují rostliny milující dusík, jako je například velká kopřiva v lesích a listovec zakrslý na loukách. Příčina je zřejmá. Chemická hnojiva a chov hospodářských zvířat, stejně jako oxidy dusíku produkované dopravou a průmyslem, akumulují stále více dusíku v půdě. Nárůst takových rostlin je problém, jelikož vytlačují druhy, jako jsou orchideje, které preferují chudé půdy.

Dobrou zprávou pro místní biologickou rozmanitost je, že aktuální studie ukazují, že tento vývoj ve Švýcarsku nyní nepatrně klesá. "Vypadá to, že místní opatření, jako je snížení chemických hnojiv, mají účinek. Ale celoevropsky se to ještě neprojevilo," říká Dengler.

Další efekty se objevily pouze v určitých ekosystémech. Například indikační hodnoty se na loukách přesouvají směrem k stínomilným druhům - možná proto, že vegetace na evropské úrovni se kvůli přísunu živin nebo nedostatečnému hospodaření stává stále hustší. Podle Denglera existují ve východní Evropě ze socioekonomických důvodů obrovské opuštěné oblasti. Tento zarůstající proces znamená, že méně světla pronikne k půdě. Rostliny vyžadující slunce, jako jsou mateřídoušky a prvosenky, mají méně příležitostí k růstu.

Efekty teploty nečekaně nízké.

Jedno zjištění bylo spíše překvapivé: "Vegetace reaguje výrazně pomaleji na růst teplot, než bychom očekávali," konstatuje Dengler. Domácí druhy tedy zatím nejsou významně vytlačovány teplomilnými rostlinami z jižnějších zemí nebo jiných kontinentů.

Jedním z vysvětlení je, že tyto druhy obvykle nežijí v přímém sousedství a pro nové osídlení musí překonat velké vzdálenosti - ať už šířením semen nebo jako náhodní pasažéři při přepravě zboží. Očekávaný efekt proto možná zaostává za stoupajícími teplotami.

Výjimkou jsou švýcarské hory. Zde bylo v posledních letech zjištěno, že teplomilné druhy stále více pronikají do vyšších poloh. Patří sem například typické nížinné trávy, jako je anglická kostřava nebo psárka luční. Tyto druhy nemusejí překonávat dlouhé vzdálenosti, jen mírně rozšířují svůj životní prostor o několik metrů výše - proto je tento vývoj patrně již nyní zaznamenatelný.

V následujících letech Dengler provede analýzy v rámci projektu SNF VegCHange zaměřeného speciálně na Švýcarsko. Plánuje dokumentovat změny v jemné mřížce zhruba 100 čtverečních kilometrů - zatímco u mezinárodní výzkumné práce to bylo přibližně 25'000 čtverečních kilometrů: "Ve Švýcarsku máme vlastně takovou škálu dat, jakou nelze najít nikde jinde. Zatím ale nejsou dostupná v centrální databázi."

Výsledky mají být připraveny pro praktické využití. Pro tento účel mohou zúčastněné strany, například z politiky nebo ochrany přírody, předkládat další výzkumné otázky nebo přání ohledně zpracování dat. To se nejprve uskuteční v Graubündenu, kde jsou dostupná data pro různé krajiny od orné půdy přes mokřady až po modřínové lesy. Postupně budou zahrnuty i další kantony.

"Tak můžeme zjistit, kde ve Švýcarsku došlo k největším ztrátám druhů a poté zareagovat správnou strategií," předpovídá Dengler. A zřejmě se také ukáže, kde je biodiverzita na dobré úrovni a stačí zachovat současný stav.

Poznámka redakce: Autorská práva k obrázku náleží príslušnému vydavateli. Autorská práva k obrázku: Schweizerischer Nationalfonds