Zkušenosti s lesnickou rekultivací pozemků devastovaných těžbou písků

Václav Nárovec, Stanislav Štěnička, Robert Polonček



Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti - Výzkumná stanice Opočno

Úvod

Při průmyslovém dobývání písků a štěrkopísků tzv. suchou technologií (těžba suroviny nad hladinou spodní vody), zpravidla dochází k odkrytí rozsáhlých písčitých ploch. Po ukončení těžby je nutné navrátit těmto písčitým pláním jejich původní produkční schopnost a vhodným způsobem je rekultivovat. Jestliže zvolené rekultivační postupy neobnoví dostatečně půdní úrodnost, nedojde k ekologické stabilizaci vysazených lesních kultur. Růstové poruchy jedinců i celých skupin pak mají za následek špatný růst a vývoj následných porostů. Ten může při souběhu dalších nepříznivých podmínek vést i k postupnému rozpadu odrůstajících kultur.

Tomuto stavu lze v prvé řadě předejít úpravou technických i biologických rekultivačních postupů. Na neuspokojivě rekultivovaných plochách je pak nutné přistoupit k nápravným opatřením. Právě tato nápravná opatření byla předmětem našich dílčích poloprovozních šetření, provedených na lesnicky rekultivovaných pozemcích v pískovně u obce Rašovice na území lesní správy Týniště nad Orlicí. S jejich výsledky bychom rádi seznámili lesnickou veřejnost, neboť mohou mít pro podobné lokality analogický charakter.

Charakteristika stanovištních poměrů a rekultivačních postupů

Po geologické stránce je území LS Týniště utvářeno pleistocenními sedimenty různého mechanického složení, od hrubých štěrků až po jemné písky. Převládajícím lesním typem jsou borové doubravy (SLT 1M3), rozkládající se v nadmořské výšce 250 - 300 metrů. Celá oblast má mírně humidní podnebí (klimatický okrsek B3) s průměrnou roční teplotou vzduchu 8 - 9 oC, průměrnými ročními srážkami mezi 600 - 700 mm a délkou vegetační doby kolem 155-180 dní v kalendářním roce.

Vytěžené prostory v pískovně u Rašovic přesahují výměru 130 hektarů a i nadále se počítá s rozšiřováním těžební činnosti. K tomuto účelu se každoročně odlesňuje kolem 5 - 6 hektarů lesa.

Původně (v roce 1968) se pro tento dobývací prostor předpokládalo komplexní vytěžení štěrkopísků technologií "z vody", avšak k uskutečnění tohoto záměru nedošlo. V roce 1975 bylo definitivně rozhodnuto, že těžební činnost bude prováděna pouze nad hladinou spodní vody a že vytěžené pozemky budou rekultivovány výsadbou lesních dřevin. Se zalesňováním pískovny se započalo v následujícím roce. Nejstarší kultury tedy již dosahují věku patnácti let.

Doposud uplatňovaný způsob přípravy stanoviště a rekultivací je následující:

Na pozemky určené k zalesnění jsou nejprve navezeny nevyužité zbytky dřevní hmoty po těžbě porostů (vyklučené pařezy, kořeny, klest apod.) spolu se svrchními vrstvami štěrkopísků, nacházejícími se pod původními převážně borovými porosty v hloubce do 80 cm. Tyto horizonty většinou obsahují větší podíl jílovitých částic či zbytků organické hmoty a jsou tedy méně vhodné pro stavební účely. Po urovnání a případném svahování pozemků se v poslední fázi přípravy stanoviště naváží na rekultivované plochy skrývka (10-15 cm).

Jako skrývka se používá relativně humusem bohatá písčitá zemina, která se snímá při přípravě nových prostorů pro těžbu štěrkopísků a zvlášť deponuje. Její kvalita (zejména pokud se týká obsahu organické hmoty) je přímo závislá na pečlivosti, která byla věnována její přípravě. Pedochemické vlastnosti této rekultivační skrývky se tak přibližují charakteru směsi svrchních eluviálních horizontů půdního typu, převládajícího pod okolními lesními porosty (mírný až střední písčitý podzol). Jedná se o jílnatě zakalený písek se střední zásobou humusu (2 - 4 %) a celkového dusíku (0,05 - 0,09 %), se silně až středně kyselou půdní reakcí (3,8 - 4,2 pH v KCl) a nízkým obsahem rostlinám přístupných živin (zejména Mg a K).

Přípravu pozemků k rekultivaci provádí vlastními prostředky těžební organizace, zalesňování zajišťuje lesní závod. Na plochy se vysazuje převážně (97 %) borovice lesní místní provenience, v menší míře i modřín evropský (prostokořenné semenáčky bo 2/0 a md 1/0, popř. i obalené v paperpotech). Převládá mechanizovaná výsadba sázecími stroji, jen výjimečně se zalesňuje ručně pomocí sazeče. Od roku 1981 se téměř výhradně používá upravený zemědělský sázecí stroj Accord.

Kultury se zakládají o hustotě kolem 10 - 12 tisíc kusů semenáčků na 1 ha při průměrném rozestupu řad 1,6 m a při vzdálenosti semenáčků v řadách 50 - 65 cm. Provozním záměrem je vypěstovat na rekultivovaných plochách kvalitní semenné porosty borovice i modřínu.

Poruchy růstu borových kultur

Vzrůst a zdravotní stav založených borových kultur byl zpočátku hodnocen jako dobrý. Přibližně od roku 1983 jsou v různých částech nově založených kultur pozorovány výrazné karence ve zbarvení asimilačních orgánů. Karenční jevy jsou nejnápadnější vždy na podzim. Nejdříve v druhé polovině srpna, ponejvíce během září a října se objevují na nejmladším ročníku jehličí (až dosud zeleném) barevné odchylky, nápadné již z dálky. Špičky jehlic postupně žloutnou, žloutnutí se rozšiřuje od špičky k bázi jehlic a postupně přechází v normální listovou zeleň. V některých případech jsou špičky jehličí zbarveny až světle oranžově, ve střední části se barva jehličí ostře mění v hnědo-červenou a opět ostře přechází při bázi jehlic do zelené. Barevné stínování se od sazenice k sazenici poněkud mění, karenční zbarvení tu vystupuje pomístně, ve skupinkách i jednotlivě mezi sazenicemi zelené barvy, takže poskytuje neobvykle pestrý obraz.

Pomístně i jednotlivě jsou tyto karenční jevy doprovázeny krněním sazenic a stagnací vzrůstu stromků. Avšak spojitost intenzity karenčních jevů s krněním borovic nebyla pozorována. Barevné odchylky se vyskytovaly také na sazenicích s příznivým vzrůstem a naopak řada sazenic stagnujících ve vzrůstu měla normálně zbarvené jehličí.

Navíc po větrných vichřicích v březnu 1990 vystoupily do popředí zájmu i další problémy, související se statickou stabilitou kultur. I v kulturách ve stáří 3 roky po výsadbě totiž docházelo k vyvracení sazenic, resp. k značnému vychýlení kmínků sazenic od normální svislé polohy. Přesto, že rozsah těchto škod nebyl zatím příliš velký, je nutné z hlediska budoucího vývoje porostů uvedenou skutečnost označit za alarmující.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



Obrázky: Postup lesnických rekultivací v pískovně "Lípa II" u obce Rašovice (fotoarchiv VÚLHM - VS Opočno)

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Analýza příčin neuspokojivého stavu kultur

Ochranářský průzkum provedený na této lokalitě neprokázal souvislosti mezi pozorovanými odchylkami ve zbarvení jehličí sazenic a jejich biotickým poškozením.

Závažnější závěry vyplynuly z výsledků průzkumu stavu výživy borových kultur a podmínek výživy na rekultivovaných pozemcích. Na základě porovnání výsledků anorganických rozborů jehličí nejmladšího ročníku, odebraného v období vegetačního klidu z terminálních výhonů sazenic, s hodnotami minimální koncentrace živin v sušině jehličí se ukázalo, že vzrůst a zdravotní stav borových kultur je na sledované lokalitě limitován nedostatečnou výživou hořčíkem a dále dusíkem. Nedostatek dusíku se projevuje stagnací tvorby biomasy a přírůstu sazenic. Deficitní výživa hořčíkem se pak manifestuje popsanými karenčními jevy, které jsou základními vizuálními symptony jeho nedostatku. Tyto dílčí závěry potvrdily i poloprovozní hnojivářské zkoušky, založené na jaře 1987 v krnících částech kultur.

Na pokusných dílcích, kde bylo uplatněno přihnojování sazenic draselno-hořečnatým hnojivem kieserit společně s dusíkatým hnojivem ledek amonný s dolomitem (LAD), došlo již během vegetační sezóny roku 1987 ke zlepšení úrovně výživy sazenic oběma deficitními živinami. Zatímco na nehnojených plochách vykazovaly sazenice i nadále žluto-oranžové zbarvení špiček posledního ročníku jehličí, na dílcích hnojených kieseritem byl vzhled sazenic normální (zelené jehličí). U sazenic přihnojovaných nejen hořčíkem, ale i dusíkem, bylo v důsledku příjmu dusíku jehličí zbarveno až sytě modro-zeleně. U stromků přihnojovaných pouze dusíkem bylo možno i nadále pozorovat žloutnutí špiček jehlic jako sympton nedostatečné výživy hořčíkem. Dalším sledováním pokusů se však ukázalo, že účinnost (trvalost) přihnojování kultur na zlepšení úrovně výživy sazenic nebyla vyšší než 2 - 3 roky.

Průběžné sledování změn půdního chemismu dále ukázalo, že na rekultivovaných pozemcích dochází během několika let po založení kultur k výraznému snížení produkční schopnosti stanoviště. Je to dáno především rychlou mineralizací organické hmoty ve svrchní vrstvě rekultivační skrývky. Šetření prokázala, že již během prvních šesti měsíců po rozprostření skrývky se obsah humusu v hloubce do 20 cm z původních 3 - 4 % snížil až o 0,5 - 0,7 % Hox. Na plochách 3 - 7 let po rekultivaci se pak obsah humusu v svrchní vrstvě půdy pohybuje zpravidla pod hranicí 1 %, někde i v rozpětí pouhých 0,3 - 0,6 % Hox. S rozkladem organické hmoty dochází rovněž ke snížení zásab celkového dusíku v půdě (na velmi nízké hodnoty 0,01 - 0,04 % Nt), ke snížení celkové sorpční kapacity půdy (24 - 40 mval . kg-1) i stupně jejího nasycení kationty (hodnota V do 20 %). Borové kultury mohou využít jen malou část mineralizovaných živin, protože ty jsou v silně propustném prostředí rychle vyplavovány do spodních, sazenicím nedostupných vrstev.

Příjem živin z půdy je zde dále významně ovlivňován nedostatečným rozvojem kořenového systému sazenic. Vyplynulo to z analýzy stavu kořenového systému vybraných vzorníků. Uplatňovaná mechanizovaná výsadba za nepřetržitého posunu sázecí sekce stroje podmiňuje atypické ukládání kořenů sazenic v půdě. Jejich následné rozrůstání po výsadbě je do značné míry ovlivňováno štěrbinou vytvořenou sázecím mechanismem, podél níž potom roste většina horizontálních kořenů. Do nepřirozené horizontální polohy je rovněž deformován kůlový kořen, jehož základní upevňující funkci zpravidla přejímají některé náhradní slabší kořeny. To má negativní vliv i na hloubkový dosah kořenů. Za extrémní formu kořenových deformací pak lze označit situaci, kdy je kořenový systém sazenic po výsadbě ohnut do tvaru písmene "L". K těmto případům dochází velmi často u výsadeb prováděných sázecím strojem Accord. Pokud sázecí sekce tohoto stroje kopírují přesně pojezdovou stopu traktoru, podílí se na popsaných kořenových deformacích i zhutnění půdy tažným prostředkem. Ohnutí kůlového kořenu do horizontální polohy a rozvoj nepravidelně se rozrůstajícího, podpovrchového kořenového systému sazenic (často k hloubce pouze 10 - 20 cm) tak sehrává negativní úlohu nejen z hlediska schopnosti borových kultur osvojovat si dostatečné množství živin a vody z půdy, ale stává se i rozhodujícím faktorem ovlivňujícím jejich statickou stabilitu.

Na nevyhovujícím stavu výživy borových kultur se podílí i sumární vliv pověrnostních faktorů, které rovněž limitují příjem živin a vody z půdního profilu. Povrch nekrytých písčitých půd se v důsledku špatné teplotní vodivosti a malé tepelné kapacity snadno přehřívá či naopak promrzá. Změny teplot a vodního režimu půdy se tak v průběhu celého vegetačního období bezprostředně promítají do příjmu živin sazenicemi. Při teplotních a vláhových extrémech přistupuje též reálné nebezpečí (vzhledem k mělkému zakořenění výsadeb) přímého poškození kořenového systému sazenic, resp. narušení fyziologických funkcí kořenů. Deficitními vlastnostmi písčitých půd je dále nízká vzlínavost vody a malá vododržnost, které se zvláště nepříznivě projevují v místech, kde byla nevhodným odvodňovacím postupem extrémně snížena hladina podzemní vody (více než 1 m pod půdním povrchem). V kritickém období sucha je pak na mnoha rekultivovaných pozemcích jedním z hlavních zdrojů vláhy pro rostliny pouze kondenzační voda (půdní rosa).

Nápravná opatření

Výsledky založených hnojivářských pokusů poukázaly na možnost revitalizace borových kultur operativním přihnojováním. Z řady zkoušených kombinací se jako nejvhodnější pro konkrétní podmínky jeví aplikace kieseritu v období počátku rašení pupenů (2. polovina dubna) s následným přihnojením kultur dusíkem v období intenzivního délkového růstu výhonů (květen). Osvědčily se následující dávky hnojiva k jedné sazenici (lokální aplikace u kultur 3 roky po založení): u kieseritu 30 gramů, v případě ledku 20 gramů. Hnojiva se rozsypávala na povrch půdy v půlkruhu kolem sazenic ve vzdálenosti 10 - 25 cm od kmínků borovic. Zlepšení stavu výživy krnících a karenčních sazenic přetrvává po tomto jednorázovém zásahu asi dva, maximálně tři roky, kdy vyvstává potřeba zásah opakovat. Příznivé zkušenosti byly získány i s profylaktickým přihnojováním sazenic krátce po jejich vysazení. Zkoušela se řada různých hnojiv, avšak pro konkrétní poměry se nejlépe osvědčila hnojiva s komplexním zastoupením živin a pozvolnějším uvolňováním živin do půdního roztoku (granulované hnojivo Arbovit D, Cererit Z, hnojivé tablety Preform). U přihnojovaných sazenic nebyly v období tří let po výsadbě zaznamenány disproporce ve výživě, projevující se karencemi jehličí nebo krněním. V porovnání s nehnojenou kontrolou se účinek profylaktického přihnojení výsadeb projevil vyšší tvorbou biomasy jehličí i stonků a částečně i na výškovém přírůstu. Přihnojené sazenice převýšily během prvních tří let standard (kontrolní variantu hnojivářského pokusu) v průměru o 10 - 20 cm.

Uvedeným operativním, popř. profylaktickým přihnojováním kultur bylo možné částečně eliminovat pouze jeden z limitujících faktorů, kterým je nízká produkční schopnost půdy (rekultivační skrývky). V případě ostatních dvou stresujících faktorů (tj. nedostatečný rozvoj kořenového systému sazenic a vliv teplotních a vláhových stresů) jsou možnosti jejich dodatečné eliminace po založení kultur v podstatě minimální. Se zřetelem na vznikající problémy se statickou stabilitou kultur se uvažuje o zpevňování okrajů porostů vhodnými listnatými dřevinami, které by alespoň částečně bránily pronikání větru do kultur. Zvažuje se i úprava funkční účinnosti stávajícího odvodňovacího systému v pískovně pro zlepšení hospodaření s vodou a doplnění druhové skladby melioračními listnáči.

Závěr

Předcházení popsaným poruchách ve výživě kultur a posílení ekologické a statické stability zakládaných porostů spatřujeme v prvé řadě odstranění bariér, pramenících z nízké potenciální vyživovací funkce používané rekultivační skrývky a dále z nedostatečného rozrůstání kořenového systému sazenic v půdním profilu, kde významnou úlohu sehrávají nežádoucí kořenové deformace po strojové výsadbě sazenic. K tomuto účelu je třeba zvýšit kapacitu skrývky (půdy) pro koloběh živin a energií a upravit meliorací podmínky pro hluboké zakořenění kultur. Bude to vyžadovat úpravu stávající technologie lesnických rekultivací této lokality jak z hlediska přípravy stanoviště, tak i vlastní výsadby dřevin. Odzkoušení a výběr nejvhodnějšího rekultivačního postupu pro konkrétní poměry bude náplní našich příštích šetření.


* * *

Primární pramen (citace):

NÁROVEC, V., ŠTĚNIČKA, S., POLONČEK, R.:
Zkušenosti s lesnickou rekultivací pozemků devastovaných těžbou písků.
Lesnická práce, 70, 1991, č. 7, s. 200 - 205.