Projekt PUKAT

dy po kalamitní těžbě neboli PUKAT byl projekt s názvem „Změny v lesních půdách po kalamitní težbě – vliv odlesnění na sekvestraci uhlíku, bilanci živin a mobilitu rizikových prvků“. Podpořen byl Národní agenturou pro zemědělský výzkum pod číslem QK22020217 (2022-2024).

Cílem projektu bylo posoudit změny v lesních půdách na velkoplošných kalamitních plochách vzniklých v průběhu kůrovcové kalamity, která zasáhla lesy (nejen) na území České republiky v letech 2019-2022. Konkrétní cíle byly definovány následovně:

  • Vyhodnotit změny v lesních půdách na kalamitních holinách, kvantifikovat změny v sekvestraci uhlíku a predikovat jejich vývoj v souvislosti s postupem kůrovcové kalamity.
  • Modelovat očekávané změny sekvestrace půdního uhlíku v důsledku změny druhové skladby lesů.
  • Posoudit rizika ztráty živin a uvolňování potenciálně rizikových prvků z lesních půd do povrchové vody.
  • Navrhnout hospodářské postupy pro podporu sekvestrace půdního uhlíku a dalších funkcí půd na kalamitních plochách.

Chemismus půd byl porovnáván na plochách odlesněných v letech 2019-2022 s výsledky půdního průzkumu evropského projektu BioSoil (2005-2008), kdy na stejných plochách rostly zapojené dospělé porosty. Na 12 odlesněných plochách proběhly dva různé dekompoziční pokusy (s organickou hmotou z odlesněné plochy a standardizovaný experiment s čajovými sáčky) a část těchto ploch byla osazena čidly pro měření teploty a vlhkosti svrchní půdní vrstvy a vzduchu těsně nad půdním povrchem. Všechny tyto experimenty probíhaly ve schématu plocha s úklidem klestu do hromad nebo valů, plocha s frézováním klestu a kontrolní plocha v nejbližším stojícím živém porostu.

Za necelé tři roky nelze dojít k závěrům, které by bylo možné zcela generalizovat na celé území republiky. Hlavní zjištění lze shrnout následovně:

  • Ztráta organické hmoty způsobená intenzivnějším rozkladem (mineralizací) povrchového humusu na otevřených plochách po kalamitních těžbách není zrychlená natolik, aby do doby opětovného zakrytí povrchu půdy (především bylinnou a keřovou vegetací, případně dřevinami z přirozené obnovy) došlo ke ztrátě ohrožující lesní půdy po stránce fyzikální nebo chemické. Přispívá k tomu i fakt, že určitá část těžebních zbytků na zkoumaných plochách zůstala a její množství bylo dostatečné pro zachování potřebného množství organické hmoty.
  • Výsledky ukazují, že dochází k přesunu části organické hmoty z nadložního horizontu FH do svrchní vrstvy minerální půdy, zejména do vrstvy 0-10 cm, popř. 10-20 cm. Celková ztráta organické hmoty je tak nižší, než bylo očekáváno/předpokládáno.
  • Určité snížení zásoby organické hmoty lze očekávat při přeměně jehličnatých porostů na listnaté, v nichž je obecně menší mocnost humusové vrstvy, tj. horizontů L, F, H, ve srovnání s jehličnany; naopak se obsah organické hmoty může zvyšovat v hlubších částech půdního profilu díky větší hloubce prokořenění u listnatých dřevin. Celkové množství uhlíku poutaného v celém půdním profilu tak může být v závislosti na hloubce půdy ve smíšených porostech srovnatelné nebo vyšší v porovnání s porosty jehličnatými.
  • Na odlesněných plochách nedošlo ke skokovým změnám v chemismu půdy. Mírně se zvýšily hodnoty pH a obsah bazických živin (Ca, Mg, K) v humusové vrstvě a v minerální půdě do hloubky 20 cm. Ve svrchních 10 cm minerální půdy se zvýšil i obsah uhlíku a dusíku, což je však spíše důsledek promíchání minerální vrstvy půdy s humusem a zvýšením podílu organického materiálu (těžebních zbytků a humusu) v této vrstvě.
  • V důsledku menší ztráty půdní organické hmoty nedošlo k výraznější mobilizaci rizikových prvků na většině sledovaných ploch, i když je nutné pokračovat v monitoringu ploch extrémně zatížených dřívější těžební a metalurgickou činností.
  • Nebyly zjištěny změny v zastoupení rizikových prvků v půdě (As, Cd, Cu, Pb a Zn, stanovených ve výluhu lučavkou královskou) mezi porosty a holinami, rovněž nebyl zjištěn vliv různého managementu holiny (úklid klestu do hromad a valů vs. frézování klestu) na distribuci rizikových prvků.
  • Na podrobně vyhodnoceném malém lesním povodí (Pekelský potok u Ledče nad Sázavou) zasaženém kůrovcovou kalamitou nedošlo ke změně kvality a množství odtékající vody – koncentrace dusíku, síry a sledovaných rizikových prvků se v průběhu kalamity měnily nevýznamně.

Přehled výstupů projektu

  • Redakčně upravená závěrečná zpráva
  • Pro využití získaných poznatků v provozní lesnické praxi byla zpracována metodika „Doporučené hospodářské postupy pro podporu sekvestrace uhlíku, zajištění kvality vody povrchových toků a imobilizace rizikových prvků“. Certifikovaná metodika č. 12/2024, osvědčení číslo MZE-89608/2024-16222/M294 ze dne 20. 12. 2024.
  • Pro využití získaných poznatků při tvorbě koncepčních a metodických dokumentů byl zpracován výstup pro státní správu (kategorie H-neleg) „Kvantifikace změn půdního uhlíku na odlesněných plochách po kalamitních těžbách a jejich predikce v souvislosti s postupem kůrovcové kalamity“.
  • Mapový výstup „Předpokládané změny sekvestrace půdního uhlíku v důsledku očekávané změny druhové skladby lesů“ představuje modelové scénáře změny sekvestrace uhlíku v lesní půdě v souvislosti s klimatickou změnou a se změnou druhové skladby lesů.

Výsledky byly průběžně zveřejňovány v podobě vědeckých článků, prezentovány na seminářích a konferencích a také v podobě bakalářských, diplomových nebo disertačních prací. Zpracování dat a jejich publikování pokračuje i po skončení projektu.

Články:

  • Oppong Sarkodie, V.Y., Vašát, R., Pouladi, N., Šrámek, V., Sáňka, M., Fadrhonsová, V., Neudertová-Hellebrandová, K., Borůvka, L. (2023): Predicting soil organic carbon stocks in different layers of forest soils in the Czech Republic. Geoderma Regional 34: e00658.
  • Nozari, S., Borůvka, L. (2023): The effects of slope and altitude on soil organic carbon and clay content in different land-uses: A case study in the Czech Republic. Soil and Water Research 18(3): 204-218.
  • Nozari, S., Pahlavan-Rad, M.R., Brungard, C., Heung, B., Borůvka, L. (2024): Digital soil mapping using machine learning-based methods to predict soil organic carbon in two different districts in the Czech Republic. Soil and Water Research 19: 32-49.
  • Thai, S., Pavlů, L., Tejnecký, V., Chovancová, S., Hin, L., Thet, B., Němeček, K., Drábek, O. (2023): Temporal changes in soil chemical compositions in acidified mountain forest soils of Czech Republic. European Journal of Forest Research 142(4): 883-897.
  • Oppong Sarkodie. V.Y., Vašát, R., Němeček, K., Šrámek, V., Fadrhonsová, V., Neudertová Hellebrandová, K., Borůvka, L., Pavlů, L. 2024. Spatial distribution of forest soil base elements (Ca, Mg and K): A regression kriging prediction for Czechia. Forests, 15: 1123
  • Oppong Sarkodie, V.Y., Vašát, R., Šrámek, V., Fadrhonsová, V., Neudertová Hellebrandová, K., Borůvka, L. 2025. Assessment of multivariate associations and spatial variability of forest soil properties and their stand factors in the Czech Republic. Soil and Water Research (v tisku)
  • Borůvka, L., Vašát, R., Šrámek, V., Neudertová-Hellebrandová, K., Fadrhonsová, V., Oppong Sarkodie, V.Y., Pavlů, L., Tejnecký, V., Novotný, R. 2024. Identifying hotspots of polluted forest soils in the Czech Republic: What the maps can tell us? European Soil Science (předloženo k publikaci)