MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav geologie a pedologie Sukcese lesních společenstev v lomech na granit a mramor Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce: doc. Mgr. Jindřich Kynický, Ph.D. Brno 2014 Vypracoval: René Madaj

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Sukcese lesních společenstev v lomech na granit a mramor vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Souhlasím, aby moje závěrečná práce byla zveřejněna v souladu s 47 b) zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s vyhláškou rektora MENDELU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně dne podpis studenta

3 PODĚKOVÁNÍ Mé poděkování patří především doc. Mgr. Jindřichu Kynickému, Ph.D. za cenné rady a vstřícný přístup během zpracování této bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat Ing. Haně Káňové, Ph.D. a Ing. Aleši Kučerovi, Ph.D. za praktické rady a významnou pomoc při laboratorním měření půdní fyziky. Můj dík patří také mé rodině a přátelům za podporu při studiu a řešení práce.

4 ABSTRAKT René Madaj Sukcese lesních společenstev v lomech na granit a mramor Bakalářská práce se zabývá zhodnocením iniciálních půd vybraných lomových lokalit severní Moravy na různých půdotvorných substrátech a jejich vlivu na osídlování pionýrskými dřevinami. Pro konfrontaci byly vybrány tři lomové lokality, kde probíhala těžba granitu (Žulový vrch, Arcibiskupský lom, Vycpálkův lom), a také tři mramorové lomy (Vápenná, Horní Lipová Smrčník, Supíkovice). Pro srovnání rozdílných půdních podmínek na různých matečných horninách byly na sledovaných lokalitách odebrány půdní vzorky pro laboratorní analýzu vybraných fyzikálních vlastností půd a pomocí XRF spektrometru bylo určeno zastoupení významných makroelementů (Si, Ca, Al). Při fytocenologickém průzkumu lokalit byly pozorovány zřetelné rozdíly v přirozeném osídlování lokalit dřevinnou vegetací, v závislosti na rozdílné matečné hornině. Klíčová slova: Granit, iniciální půdy, kamenolom, krystalický vápenec, mramor, pionýrské dřeviny, žula.

5 ABSTRACT René Madaj A succession of forest communities in the granite quarries and marble This bachelor thesis deals with the evaluation of initial soils of representative sites of selected quarries in the northern Moravia. All sites and independent initial soils formed on different soil-forming substrates and presented results deals with impact of chemically different substrate on the settlement of pioneer tree species. Three model granite quarries were selected (Žulový vrch, Arcibiskupský lom, Vycpálkův lom), and also three marble quarries (Vápenná, Horní Lipová Smrčník, Supíkovice) were selected to compare different lithologies and evolution of chemically different initial soils. All representative locations for soil sampling and additionala laboratory analysis of selected physical properties of soils were done to compare different soil conditions on the different parental rocks. XRF spectrometer was used to determine major macroelements (Si, Ca, Al). Distinct differences were observed in the natural vegetation and trees colonization during phytosociological survey, depending on different chemistry of parental rock and initial soils. Keywords: Granite, initial soil, marble, methamorphosed limestone, pioneer tree species, quarry.

6 OBSAH 1 Úvod Cíl Literární přehled Vymezení ekologických pojmů Tolerance Disturbance a stres Vzájemné vztahy mezi organismy Ekosystém Společenstvo Sukcese Pionýrské dřeviny Ekologické vztahy na vybraných lokalitách Vliv matečné horniny Fytocenóza Vývoj půdního prostředí Vznik půdy Obecný popis vyskytujících se typů hornin Hlavní vyvřelé horniny hlubinné s křemenem Hlavní přeměněné horniny Minerální složení půd Křemičitany Uhličitany (karbonáty) Oxidy a hydroxidy (sesquioxidy) Biologické procesy a cykly prvků Cyklus vápníku a hořčíku Obsah, výskyt a funkce prvků v půdách Křemík (Si) Hliník (Al) Vápník (Ca) Historie těžby slezské žuly a mramoru

7 3.8.1 Těžba žuly Těžba mramoru Dekorační kameny Přehled pionýrských dřevin Bez černý Sambucus nigra L Borovice lesní Pinus sylvestris L Bříza bělokorá Betula pendula Roth Buk lesní Fagus sylvatica L Jasan ztepilý Fraxinus excelsior L Javor klen Acer pseudoplatanus L Javor mléč Acer platanoides L Jedle bělokorá Abies alba Mill Jeřáb ptačí Sorbus aucuparia L Jilm horský Ulmus glabra L Lípa srdčitá Tilia cordata Mill Lípa velkolistá Tilia platyphyllos Scop Líska obecná Corylus avellana L Modřín opadavý Larix decidua Mill Olše lepkavá Alnus glutinosa (L.) Gaertn Olše šedá Alnus incana (L.) Moench Růže šípková Rosa canina L Smrk ztepilý Picea abies (L.) Karsten Topol bílý Populus alba L Topol osika Populus tremula L Třešeň ptačí Prunus avium (L.) L Vrba jíva Salix caprea L Metodika Metodika výběru a hodnocení stanoviště Metodika laboratorních šetření Stanovení fyzikálních půdních vlastností Stanovení zastoupení vybraných makroelementů Charakteristika oblasti

8 5.1 Skupina lomů v asociaci krystalických vápenců (mramorů) Celkový popis a přírodní poměry oblasti Lomy na Smrčníku Lom v Supíkovicích Lom ve Vápenné Skupina lomů v asociaci granitů (žul) Celkový popis a přírodní poměry oblasti Arcibiskupský lom Lom Jana Vycpálka Lom na Žulovém vrchu Výsledky a diskuse Zhodnocení fyzikálních vlastností půdy Hodnocení objemové hmotnosti Hodnocení objemové hmotnosti redukované Hodnocení obsahu vody a sušiny Hodnocení maximální vodní kapacity Zhodnocení obsahu vybraných prvků Zastoupení vybraných makroelementů Výskyt škodlivých prvků v půdě Výsledky fytocenologického průzkumu Závěr Summary Seznam použité literatury Literární zdroje Internetové zdroje Seznam tabulek Seznam obrázků Seznam příloh

9 1 ÚVOD Autor této práce se zaměřil na studium půdního a geologického prostředí vybraných lokalit ve vztahu k primární sukcesi a výskytu pionýrských druhů dřevin. Lokality jsou založeny na dvou rozdílných půdotvorných horninách, a to konkrétně na žule (granitu) a krystalickém vápenci (mramoru). V případě vybraných lokalit nebyla provedena rekultivace a v nečinných lomech již tedy probíhá primární sukcese. I na okrajích činných lomů již lze pozorovat prvotní stadia sukcese. Donedávna byly opuštěné kamenolomy považovány za jizvy krajiny. Jejich rekultivace často probíhala tak, že byl lom vyplněn odpadky a zahrnut hlínou, takže vznikla nevyužitelná propadlina. Většinou byly skály zešikmeny a v lomu byly vysázeny rekultivační dřeviny. Spousta lomů však tomuto osudu uniklo a skály, kterých je v české krajině málo, zůstaly zachovány a porostly např. borovicemi a břízami. Někdy je lepší, když lom zaroste sám od sebe, ale často je nutné v lomu vytvořit několik ohnisek, odkud se mohou šířit ušlechtilejší dřeviny. Podle Cílka (2005) je potřeba lomům nějak pomoci, aby nezarostla společenstvím bezu a kopřiv, které je mimořádně stálé, ale třeba jasany či lipami. Při vhodné morfologické péči nemusí být lomy pouze jizvami v krajině, ale mohou se stát jejími nejhodnotnějšími částmi. Je nezbytné dodat, že biologicky vhodnější lomy bývají spíše menší a starší, které jsou relativně členité a těžily se buď ručně, nebo s pomocí menší mechanizace. Ruční těžba se totiž musela přizpůsobovat místním podmínkám, různé tvrdosti kamene nebo tektonickým liniím, což vedlo k vytváření polopřirozeného rázu již při těžbě. U dnešních lomů se příroda přizpůsobuje těžké technice a závěrečný tvar lomu je pak nepřirozeně kubistický. Většina lokalit na horninách Českého masivu, především vápencích, zaroste rychle sama. Spontánní sukcese je sice pomalejší, ale kvalitnější. Může se odehrávat i polopřirozeným způsobem například tak, že budou pod dozorem botanika volně vysévána semena žádoucích, či dokonce chráněných rostlin a dřevin (Cílek, 2005). Podle Cílka (2005) dnes již odbory životního prostředí vyžadují, aby měl těžař jasnou představu o tom, jak bude vypadat prostor lomu po ukončení těžby. Velmi důležitý požadavek je především odstranění všech budov a technických zařízení, aby 9

10 v lomu nevzniklo další průmyslové centrum. Kvůli ptákům, vegetaci i jako geologický profil by měla být zachována svislá skalní stěna. Již před otevřením lomu je nutné počítat s tím, že se vytvoří instruktivní geologický profil, stanoviště blízké skalním stepím a na něm i hnízdiště méně častých druhů ptáků vytlačených z okolní krajiny. Během těžby a především po jejím skončení by vědci vyslaní orgány státní správy měli označit části lomu, jež by bylo vhodné zachovat. Ostatní části se pak mohou zešikmit, přetvořit v suťový les nebo třeba v systém kopečků a roklí (Cílek, 2005). Botanikové označují proces spontánní či řízené tvorby nové přírody jako ekologie obnovy. Pokud není zájem s nečinným lomem něco provést, pak někdy stačí lom pouze vyčistit a ponechat ho sukcesi. Chudé skalnaté svahy dnes neřízeně zarůstají i v místech, kde dříve rostla jen tráva. Přispívají tomu například dusičnany, které padají s deštěm a hnojí půdu. Nenáročná společenství skalní vegetace jsou tak vytlačena z obvyklých míst a nalézají svá nová stanoviště stále častěji v lomech (Cílek, 2005). Opuštěné lomy mohou být novou nadějí pro spoustu pionýrských a často i vzácných společenstev rostlin i živočichů. Stávají se novým domovem pro rostlinné i živočišné druhy, jež byly naší společností zatlačeny na pokraj jejich vyhubení. Proto může jakýkoliv druh ekologické obnovy lokality nebo vhodně navržená rekultivace mít velký kulturní a ekologický význam pro krajinu a ekosystémy. Lomy mají nesmírný potenciál a záleží jen na nás, zdali ho využijeme (Kynický et al., 2011). 10

11 2 CÍL Cílem této práce bylo celkové zhodnocení současné situace na lokalitách vybraných lomů severní Moravy. Pro účely bakalářské práce byly vyhodnoceny půdní a horninové vzorky pro zjištění fyzikálních vlastností iniciálních půd a stanovení zastoupení významných prvků pro všechny vybrané lokality. Dále byl zdokumentován stav přirozené dřevinné vegetace osídlující tato extrémní stanoviště. Dalším cílem práce bylo posouzení vlivu odlišných půdotvorných substrátů na primární sukcesi a dendrodiverzitu lokalit. 11

12 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED V literárním přehledu jsou uvedeny základní ekologické pojmy a vztahy, definice půdy a její funkce, popis matečných hornin vybraných lokalit a konečně historie těžby. Obecně tyto poznatky slouží jako podklad pro zpracování bakalářské práce. 3.1 Vymezení ekologických pojmů V této kapitole bude v širším pojetí objasněn pojem sukcese. Pro objasnění vztahů mezi rostlinami a procesů probíhajících na vybraných lokalitách jsou však zapotřebí i další pojmy z oboru ekologie Tolerance Organismy se musí přizpůsobovat podmínkám, jež nejsou vždy zcela stejné a neměnné. Některé druhy nebo jedinci snášejí relativně široké rozpětí faktorů prostředí, jiné nikoliv. Tato snášenlivost bývá označována jako tolerance. Tolerance k faktorům prostředí i k vyšším koncentracím znečištěním v prostředí se však neliší pouze mezi různými biologickými druhy, ale také mezi starými a mladými jedinci téhož druhu nebo mezi jedinci s různou tělesnou kondicí (Braniš, 2004) Disturbance a stres Pokud se odlišují faktory prostředí (např. teplota nebo dostatek živin) dlouhodobě, ale mírně od ekologického optima, jedná se o stresující faktory. Dojde-li ke změně náhle (např. formou katastrofy), nazýváme takovou změnu disturbance (Braniš, 2004). Míchal (1994) definuje stres jako nadměrné chronické zatěžování populace bez přímé likvidace biomasy Vzájemné vztahy mezi organismy Vztahy mezi organismy dělíme na dva základní typy. Prvním typem jsou vztahy vnitrodruhové (mezi jedinci téhož druhu), tím druhým mezidruhové (mezi jedinci různých druhů). Řada vztahů je vytvořena na stejných základech a mohou se tedy 12

13 realizovat jak mezi jedinci stejného druhu, tak i mezi jedinci odlišných druhů. Některé další vztahy se však mohou odehrávat pouze mezi jedinci různých druhů (Braniš, 2004) Konkurence (kompetice) Je to základní vztah, kdy jedinci stejného druhu nebo různých druhů soupeří o podmínky k životu. Jde především o světlo, potravu, vodu a řadu dalších faktorů prostředí. V konkurenční soutěži většinou platí, že lépe vybavený jedinec, silnější, schopnější a přizpůsobivější uspěje (Braniš, 2004). Mnohdy však platí jiné primitivní pravidlo, že zdroj získává ten, kdo přichází první. Příkladem může být strom v lese. Ten jedinec, který vyroste dříve, takže má lepší přístup ke světlu a získává tedy proti svým menším příbuzným výhodu většího přísunu energie ze slunce, kterou využije pro svůj růst. Jiný strom (jedinec) na jeho místo může proniknout až tehdy, když ten větší a starší odumře, ztrouchniví a spadne. Tím se uvolní místo dalším stromům. Rostliny si však mohou konkurovat i délkou a mohutností kořenů nebo používáním nejrůznějších výměšků z kořenů k odpuzení jiných druhů (Braniš, 2004). Braniš (2004) uvádí, že konkurence může vést k úplnému potlačení jiného druhu, nebo dosažení rovnovážného stavu, při kterém soupeřící druhy mohou přežívat jeden vedle druhého koexistence Mutualismus Je to soužití různých druhů využívajících výhod, které jim spolužití přináší. Tyto oboustranné výhody jsou zejména snadnější získávání potravy, lepší růst, přežívání nebo úspěšnější rozmnožování. Mnohé vztahy mezi jedinci i populacemi jsou výsledkem velmi dlouhého vývoje, takže se vytvořily mezi organismy celé sítě vazeb. Sítě jsou nejčastější u organismů, které žijí na stejných stanovištích nebo využívají společných zdrojů výživy. Právě tyto vazby formují z populací různých druhů společenství, ve kterém jeden druh závisí některým ze svých životních projevů na jiném druhu. Soubor takových populací nazýváme jako společenstvo, někdy označované termínem biocenóza (Braniš, 2004). 13

14 3.1.4 Ekosystém Společenstva, jež jsou přizpůsobena určitým fyzikálním a chemickým podmínkám (neživou přírodu), označujeme spolu s těmito charakteristickými faktory neživé přírody jako ekosystémy (Braniš, 2004) Společenstvo Braniš (2004) definuje společenstvo jako soubor populací různých organismů (rostlin, živočichů, mikrobů atd.), který žije na určitém území nebo v určitém prostru (lesní, luční, jezerní, jeskynní společenstva). Společenstva, jež charakterizují stanovištní podmínky, nemají přesné hranice, protože často přecházejí plynule jedno ve druhé. Ostřejší hranice jsou jen např. na hranici lesa a louky, ještě znatelnější je mezi jezerem a porostem na skále u jezera. Na těchto rozhraních bývá biodiverzita vyšší než v sousedních společenstvech. Bývají tam některé druhy z obou hraničících společenstev a také druhy vázané na tuto kontaktní zónu. Tato kontaktní pásma označujeme jako ekotony a zdejší společenstva jako ekotonová (Braniš, 2004) Dominantní druhy Hlavní neboli dominantní druhy jsou pro funkci (existenci) společenstva významnější než vedlejší druhy. Dominantní druhy se účastní toku energie a biomasy společenstvem daleko větší měrou. Bývají nejpočetnější a tvoří největší podíl biomasy společenstva. Jejich odstranění nebo významné omezení podstatně změní strukturu a vývoj společenstva (Braniš, 2004) Klíčové druhy Rozhodujícím způsobem ovlivňují vývoj a existenci společenstva i tzv. klíčové druhy. Jsou to sice druhy méně početné, ale pro fungování ekosystému velmi důležité (Braniš, 2004). 14

15 Vliv člověka Ekosystémy nejsou pouze přírodní oblasti, jako jsou jezera, lesy, stepi, mokřady nebo pouště, ale také systémy do jisté míry ovlivněné člověkem. Odlišnost těchto nepřirozených celků je dána především tím, že je do nich vkládána energie navíc (mimo hlavní zdroj sluneční záření). Tato energie se nazývá dodatková energie a představuje práci strojů, umělé zavlažování, ošetřování proti škůdcům atd. (Braniš, 2004). Braniš (2004) zmiňuje, že společenstva se v dlouhých časových obdobích v závislosti na postupných změnách klimatu, horninotvorných procesech, ale i na činnosti člověka společenstva mění vyvíjejí. Rovněž se vyvíjejí společenstva, která vznikla po přirozené nebo umělé přírodní katastrofě. Vyvíjet se začne společenstvo původně obhospodařované člověkem, jakmile jej člověk přestane ovlivňovat. Invaze nových druhů na tyto změněné plochy nebo obnova původních společenstev z nenarušeného okolí mohou být i velmi zdlouhavé procesy (Braniš, 2004). Navíc vlivem teplotního gradientu za jinak stejných podmínek klesá druhové bohatství organismů s nadmořskou výškou (Míchal, 1994) Sukcese Pokud jsou abiotické a biotické podmínky stálé, ustalují se i vztahy ve společenstvu a jeho skladba se mění jen málo. Mění-li se významně vnější podmínky, mohou být stávající populace nahrazeny jinými druhy. Podle Braniše (2004) tento proces změn trvá tak dlouho, dokud se vzájemné vztahy mezi populacemi druhů a vztahy mezi populacemi druhů a fyzikálně-chemickými faktory prostředí opět neustálí. Postupné změny směřující k dosažení rovnovážného stavu mezi živou a neživou složkou, se nazývají sukcese (Braniš, 2004). Sukcesi je možné lidskými zásahy bránit, nebo ji lze stimulovat a využívat ve prospěch nově vznikajících společenstev, nelze ji však vyloučit ani při vytvoření stabilních antropocenóz. V průběhu sukcese se zákonitě mění druhové složení biocenózy a její energomateriálové toky, což se projevuje záměnou jednoho ekosystému druhým. Sukcese je důsledkem rozdílné rychlosti růstu, rozdílné životnosti a kolonizační schopnosti zúčastněných druhů (Míchal, 1994). 15

16 Podle Oduma (1971) probíhají během sukcese tyto hlavní funkční změny ekosystémů: 1) Vzrůstá celková biomasa společenstva a v klimaxu kulminuje. 2) Pokryvnost a listová plocha stoupá, prostor se vyplňuje společenstvem, tím se zlepšuje využití sluneční energie primárními producenty. 3) Postupně přechází dominance z rychle rostoucích druhů na druhy konkurenceschopnější. 4) Zvyšuje se celková hrubá produkce biomasy, po kulminaci a menším poklesu se v klimaxu ustálí. 5) Čistá produkce je v klimaxu nulová, protože roční nárůst biomasy se přibližně rovná jejímu odumírání a ztrátám dýcháním během roku. 6) Opad se rozkládá a napomáhá tvorbě půd. Obsah dusíku a humusu v půdě roste, živiny vázané v živé i odumřelé biomase v klimaxovém stádiu vrcholí. 7) Komplikuje se struktura ekosystému a tato složitost vrcholí v klimaxovém stádiu. Biodiverzita je na vrcholu ve středních sukcesních stádiích a v klimaxu klesá. 8) Rychlost výměny živin mezi abiotickým a biotickým subsystémem nejprve roste, ke konci sukcese však velmi klesne. Uzavírají se tak minerální koloběhy během sukcese, v klimaxu jsou výstupy z ekosystému minimální. 9) Stoupá odolnost fytocenózy i celého ekosystému vůči vnějšímu narušení. V posledních sukcesních stádiích se po disturbanci návrat do původního stavu zpomaluje Primární sukcese Je to vývoj společenstva na obnaženém povrchu, který nebyl v minulosti ovlivněn jinými organismy. Primární sukcesi lze pozorovat jak na nově vytvořeném sopečném ostrově, tak i v blízkosti lidských sídel nebo člověkem využívané a poškozené krajině. Ve vybraných lokalitách této bakalářské práce jde především o opuštěné výsypky povrchových dolů, které nejsou rekultivovány. Na holém povrchu se nejdříve uchytí 16

17 odolné řasy, lišejníky a nenáročné byliny. Později se začnou objevovat např. břízy a vrby. Díky opadu listí a tlení rostlin se začne vytvářet humusový povrchový horizont. Sukcese takových ploch ale trvá desítky až stovky let (Braniš, 2004) Sekundární sukcese Pokud byla původní vegetace odstraněna, ale půda s některými sporami a semeny zůstala zachována, jedná se o sekundární sukcesi. Jedním příkladem takové disturbance jsou např. opuštěné pastviny, na nichž původně rostly lesy, které byly člověkem vykáceny. K druhotné sukcesi přirozených společenstev dochází také po požáru v lese neovlivněném člověkem (Braniš, 2004) Pionýrské dřeviny Jsou to obyvatelé rychle vznikajících a opět zanikajících prostředí, jejichž úkolem je rychlé osídlování, rychlé využití volného prostoru a rychlé šíření na nová vhodná prostředí. Pionýrské druhy se vyznačují vysokou rozmnožovací schopností. Mají rychlý vývoj, jsou krátkověké a schopné přežívat ve velmi rozmanitém prostředí. Jsou dominantní v dočasných nevyvážených ekosystémech a iniciálních stádiích sukcese. Tito ekologičtí oportunisté mají schopnost se rychle šířit, ale v silné konkurenci se nemohou prosadit. Vcelku snadno přežívají a jejich genofond je málo zranitelný (Míchal, 1994) Klimax Podle Braniše (2004) se jedná o stabilizované společenstvo, kde jsou vazby organismů mezi sebou navzájem, půdou, klimatem a ostatními faktory prostředí ustálené. Ekosystém v takovém stabilním stavu označujeme jako klimaxový ekosystém (Braniš, 2004). Sukcesi zahajuje iniciální a zakončuje klimaxové stádium. Klimax jako závěrečné stádium sukcese je určen především makroklimatickými podmínkami dané krajiny a vývojově vyspělým stavem půdy (Míchal, 1994). 17

18 Lesy jsou velmi stabilní a odolná společenstva. K menším změnám jsou rezistentní, ale po větším narušení trvá velmi dlouho, než se navrátí do původního stavu (Braniš, 2004). Podle Míchala (1994) je stabilita raných sukcesních stadií obvykle nízká a v průběhu sukcese se zvyšuje. 3.2 Ekologické vztahy na vybraných lokalitách Ve vybraných kamenolomech jednou vznikne lesní klimax ve formě klimaxového lesa s ostrůvky primárního bezlesí. Tyto ostrůvky budou tvořit plochy, jež lesu dobře odolávají. Budou to zejména vodní plochy, mokřady, skály, mělké půdy a sutě, toxické půdy. Je třeba zdůraznit, že jde zároveň o biotopy ekologicky extrémní, a tedy pro lidi neobyvatelné, neumožňující ani soustavné využívání (Sádlo, 2008) Vliv matečné horniny Na jedné straně je geodiverzita člověkem ničena, ale na druhé straně je rovněž vytvářena. Tvorba nové geodiverzity může být žádoucí, pokud zvýrazňuje a obohacuje její přirozené prvky. Mnoho zvláště malých a tvarově členitých lomů obohacuje krajinu, ale etážový lom potlačuje její ráz. Vytváření menších vodních ploch a skalnatých odkryvů může být žádoucí, ale větší změny bývají problematické (Cílek, 2005). Podle Míchala (1994) rozdílný chemismus matečných hornin nejen na vybraných lokalitách předurčuje už v přírodním stavu krajiny výskyt různých typů ekosystémů a zvyšuje její druhové bohatství. Podobný projev má i členitý reliéf s různě orientovanými svahy, rozdílnou nadmořskou výškou a s různým hydrickým režimem půd, daným pozicí v terénu (Míchal, 1994) Fytocenóza Díky různorodosti abiotického subsystému krajiny je běžné soužití více druhů s odlišnými ekologickými nároky. Usnadňuje stěhování druhů z jednoho ekotopu na druhý nebo případně jejich přežívání, pokud dojde k vážnému narušení nebo zničení daných ekosystémů. Vnitřní různorodost krajiny zvyšuje přirozenou schopnost krajiny absorbovat změny prostředí a zotavovat se po narušení (Míchal, 1994). 18

19 Rostliny se nevyskytují vždy ve svém ekologickém optimu, ale i tam, kde jim to umožňují podmínky soužití s jinými organismy. Pokud se určitý druh vyskytuje spontánně na určitém ekotopu, pak to znamená, že mu tento ekotop vyhovuje a navíc obstál v konkurenci s jinými druhy podobných ekologických nároků, nebo že mu zde jiné organismy vytvářejí vhodné podmínky (Míchal, 1994). Téměř každé přirozené společenstvo obývají druhy současného stadia, ale také se v něm nachází relikty přežívající z minulého stádia i průkopníci připravující následné stadium sukcese. Ve vyvíjejících se ekosystémech dochází z počátku k prudkému růstu biodiverzity, v pozdějších stádiích pak druhové bohatství mírně klesá (Míchal, 1994). 3.3 Vývoj půdního prostředí Vznik půdy Definice půdy Šimek (2005) definuje půdu jako přírodní útvar, který vzniká a vyvíjí se z povrchových zvětralin zemské kůry a zbytků organismů působením půdotvorných faktorů. Má schopnost zajišťovat podmínky k životu organismům v půdě žijícím. Tvoří ji minerální a organický materiál a živé organismy (Šimek, 2005). Základem půdy je vrstva zvětralé matečné horniny. Rychlost a charakter zvětrávání závisí na složení horniny, tedy na jejích fyzikálních a chemických vlastnostech, a na vlivech podnebí (Braniš, 2004). Vznik půdy je zdlouhavý proces zvětrávání hornin a minerálů pochody fyzikálními a chemickými s postupně se zvyšujícím podílem biologických procesů. Vznik a vývoj půdy doprovází přemisťování částic, proměny minerálů a změny v obsahu a kvalitě organických látek. Vývoj půdy může podléhat také vlivu člověka, jeho hospodaření působí v čase výrazně rychleji a je relativně nezávislé na ostatních faktorech (Šimek, 2005) Půda a rostliny Půda má texturu, strukturu a další vlastnosti umožňující růst kořenů, a tak pomáhá rostliny mechanicky fixovat. Organismy a biologické, chemické a fyzikální procesy 19

20 umožňují mineralizaci organických látek i zvětrávání anorganických látek, tím dochází k uvolňování živin z nedostupných forem. Rozpuštěné v půdní vodě jsou pak přístupné pro kořeny rostlin. Půdní vzduch zase napomáhá respiraci kořenu, která je důležitá pro příjem živin. V půdě se hromadí část vytvořené biomasy a tím dochází k doplňování zásob půdní organické hmoty. Systém rostlin a půdy je však nesmírně složitý a subtilní, i když je do jisté míry obdařený pružností a odolností (Šimek, 2005). Existence rostlin, mikroorganismů a živočichů v půdě způsobuje biochemické zvětrávání, hromadění organických látek v půdě, mísení látek a umožňuje toky energie a koloběhy prvků. Rostlinná vegetace snižuje erozi povrchových vrstev půdy. Drobní živočichové, vytvářející chodby v půdě, zvyšují prostupnost vzduchu a vody do půdy (Šimek, 2005) Zvětrávání Lavelle a Spain (2001) definují zvětrávání jako soubor procesů přeměn materiálů na povrchu půdy a v jeho blízkosti vlivem interakcí litosféry, atmosféry, hydrosféry a biosféry. Současně působí mnoho procesů včetně fyzikálního rozpadu, anorganických chemických procesů a biologických procesů. Většinou má významnou roli voda, a to z hlediska fyzikálního i chemického. Objemové změny vody během tání a mrznutí horniny rozrušují, nebo z hlediska chemického působí jako rozpouštědlo a způsobuje hydrataci a procesy přeměn mnoha minerálů (Šimek, 2005). Matečná hornina ovlivňuje půdotvorný proces a následné vlastnosti půdy mineralogickým složením a texturou. Velikost zrn jednotlivých minerálů neboli textura horniny ovlivňuje rychlost zvětrávání. Hrubozrnné horniny zvětrávají zpravidla rychleji, než jemnozrnné a vzniklé půdy mají také hrubší texturu (Šimek, 2005) Antropogenní půdy Činností člověka může docházet k degradaci půdy, ať už jako důsledek odlesnění, nadměrného využití pro pastvu, zemědělství nebo průmyslových technologií, těžby apod. Například na skládkách hlušiny po těžbě se často překrývají různé materiály 20

21 vrstvou půdy, nebo může být dodána organická hmota a živiny, aby byl urychlen vývoj půd na nových stanovištích (Šimek, 2005) Vliv topografie Nadmořská výška, expozice ke světovým stranám a svažitost může zpomalit nebo zrychlit působení jiných půdotvorných faktorů, především klimatických. Topografie významně reguluje zejména vodní režim stanoviště a má tak významný vliv na průběh procesů ve vznikající i ve vyvinuté půdě (Šimek, 2005). 3.4 Obecný popis vyskytujících se typů hornin Hlavní vyvřelé horniny hlubinné s křemenem Nejrozšířenějšími granitoidními horninami u nás jsou žula neboli granit a granodiorit, jejichž barva přechází od šedobílé přes rozmanité šedé odstíny až po narůžovělou a masově červenou barvu. Granitoidy bývají kompaktní horniny, často stejnoměrně a všesměrně zrnité. Některé granity mají porfyrickou texturu s výstupky draselných živců. Granit charakterizuje převaha ortoklasu nad plagioklasem. Mezi zástupci tmavých minerálů jsou obvykle slídy (biotit a muskovit), amfiboly a sporadicky turmalín nebo granát. Typický způsob zvětrávání žuly je balvanitý rozpad horniny a vytvoření písečného eluvia. V České republice (ČR) je granit velmi silně rozšířen a je také vhodný pro kamenickou výrobu. Granodiorit odlišuje převaha plagioklasů nad ortoklasy a z tmavých minerálů běžně obsahuje biotit a amfibol. Granodiorit je na zemském povrchu vůbec nejrozšířenější hlubinnou vyvřelinou, tvořící obvykle největší masívy. Díky skvělým technickým vlastnostem je granodiorit mimořádně vhodný pro kamenické zpracování i jako kamenivo pro stavební použití. Křemenný diorit tvoření zejména křemen a plagioklas, z tmavých minerálů bývá obsažen biotit, amfibol a pyroxen. Tato hornina se běžně vyskytuje jako součást větších granitoidních těles (Šimek, 2005) Hlavní přeměněné horniny Krystalické vápence a dolomity, které vznikly metamorfózou sedimentárních vápenců a dolomitů, souhrnně označujeme mramory. Mramory jsou, na rozdíl od 21

22 vápenců, makroskopicky zrnité (granoblastické). Čistý mramor má bílou barvu, avšak jeho příměsi mohou mramor různě zbarvit. Grafit zbarvuje mramory do šedých odstínů až po tmavě šedou, jiné další minerály mohou způsobit zbarvení narůžovělé, žluté, světle modré, nazelenalé nebo hnědočervené (Šimek, 2005). Podle stupně metamorfózy se mramory dělí na epizonální, mezozonální a katazonální. Vápence se uplatňují v nejrůznějších průmyslových oborech. Chemické složení většinou určuje jejich použití, ale někdy rozhodují i jejich fyzikálně mechanické vlastnosti. Nejvíce se využívají ve stavebnictví (pro výrobu cementu a vápna, drceného kameniva, drtí na teraca, omítky apod.), hutnictví (pro vysoké pece a aglomeraci), chemický průmysl (výroba sody, karbidu, celulózy, pro papírny, gumárny, dusíkárny), saturační vápenec pro cukrovary, vápenec pro sklářský a keramický průmysl nebo v zemědělství (Kužvart, 1983). 3.5 Minerální složení půd Křemičitany Křemičitany jsou nejhojnější minerály v půdě. Jejich základní stavební jednotka je křemíkový tetraedr čili čtyřstěn [SiO 4 ] -4. Ten existuje v pěti formacích, podle nichž křemičitany rozdělujeme do skupin: jako izolované jednotky, jako skupiny několika tetraedrů, jako řetězce tetraedrů, jako vrstvy tetraedrů a konečně v plné trojrozměrné sestavě (Šimek, 2005). Nesosilikáty jsou složeny ze samostatných tetraedrů. Spojení tetraedrů obstarávají vnější kationty, např. Li, Be, Zn a Al. Patří k nim např. olivín a granáty (Šimek, 2005). Sorosilikáty tvoří skupiny o dvou až šesti tetraedrech, které mají společný jeden nebo více atomů kyslíku a další vazby zajistí obdobně jako u nesosilikátů některé kationty. Patří mezi ně např. beryl a turmalín (Šimek, 2005). Inosilikáty představují tetraedry v řetězcích. Tento typ silikátu je také velmi rozšířený, patří sem např. pyroxeny a amfiboly (Šimek, 2005). 22

23 Fylosilikáty se skládají z tetraedrů uspořádaných do vrstevnatých struktur. Rozdělují se na jílové minerály (velmi významné z hlediska vlastnosti půd), slídy a druhotné Mg křemičitany (Šimek, 2005). Tektosilikáty vytváří trojrozměrné struktury z tetraedrů vzájemně spojených všemi atomy kyslíku. Řadíme sem živce (draselné či ortoklasy a sodno-vápenaté čili plagioklasy), zástupce živců a zeolity (Šimek, 2005). Jednotlivé skupiny křemičitanů zvětrávají různě obtížně a během jejich zvětrávání se uvolňují různé ionty. Olivíny, mající jednotlivé tetraedry, zvětrávají relativně snadno, dochází při tom ke spotřebě protonů a do půdního roztoku se uvolňuje kyselina křemičitá a Mg 2+. Takto vzniknou sekundární minerály smektit a goethit. Pyroxeny a amfiboly mají řetězce tetraedrů s řadou dvojmocných kationtů Na + a Fe 3+ ve své struktuře. Při jejich zvětrávání vzniká také smektit, oxidy Fe a kyselina křemičitá. Do půdního roztoku se uvolňuje např. Na +, Ca 2+ a Mg 2+. Slídy obsahují vrstvy tetraedrů s ionty K, Al, Mg a Fe ve své struktuře. Muskovit zvětrává na vermikulit, ten následně na smektit. Biotit zvětrává podobně a uvolňuje se K + a Fe ve formě goethitu. Živce tvoří trojrozměrnou strukturou tetraedrů obdobně jako křemen, jenže některé tetraedry živců obsahují místo čtyřmocného Si trojmocný Al. Ionty Na +, K + nebo Ca + obsazují volná vazebná místa. Živce zvětrávají na alofan, montmorillonit a smektit, může vzniknout i kaolinit a dále gibsit (Šimek, 2005) Uhličitany (karbonáty) Uhličitany se vyskytují v půdě ve formě bezvodé i vodnaté. Kalcit (CaCO 3 ) se vytváří především zvětráváním primárních Ca-nerostů, např. plagioklasů. V sedimentech se nachází nejčastěji kalcit biogenního původu, který vzniká i srážením z půdního roztoku, a je často obohacený o Mg. Kalcit je pro půdu velmi důležitý, protože pozitivně působí na chemismus i fyzikální vlastnosti půd. Další modifikací uhličitanu vápenatého je zřídka se vyskytující aragonit. Hojným půdním uhličitanem je také dolomit [CaMg(CO 3 ) 2 ]. Zřídka se vyskytujícími uhličitany jsou magnezit (MgCO 3 ) a siderit (FeCO 3 ). Sekundární Ca nebo Ca + Mg uhličitany se často objevují jako povlaky na jiných minerálech (Šimek, 2005). 23

24 3.5.3 Oxidy a hydroxidy (sesquioxidy) Nachází se v povrchových horninách v relativně vysokém obsahu a vytváří kromě SiO 2 většinu oxidů a hydroxidů v půdě Fe, Al a Mn. Spousta oxidů a hydroxidů vzniká procesy zvětrávání jílových minerálů, např. gibsit [Al(OH) 3 ] z kaolinitu. K takovému zvětrávání dochází v podmínkách promyvného režimu, kdy kyselina křemičitá je stále vyplachována ze struktury kaolinitu a Al oktaedry pomalu polymerizují na gibsit (Šimek, 2005). 3.6 Biologické procesy a cykly prvků Cyklus vápníku a hořčíku Hořčík a vápník patří k nezbytným živinám všech organismů. Hořčík je pevně spjat s fotosyntézou, je podstatný pro funkci mnoha enzymů rostlin i mikroorganismů. Vápník se nachází v buněčných stěnách a membránách a má mimořádně důležitou úlohu při předávání signálů, je také složkou mnoha enzymů. Vápník i hořčík přijímají rostliny a mikroorganismy ve formě dvojmocných kationtů (Ca 2+ a Mg 2+ ) (Šimek, 2003). Vápník je v horninách zemské kůry hojným prvkem (3,39 % Ca). Nachází se asi ve 195 nerostech, nejčastěji v pevné vazbě křemičitanové nebo ve vazbách uhličitanových a síranových, které jsou snadno uvolnitelné. Většina vápníku se vyskytuje v pyroxenech, amfibolech a plagioklasech. V průběhu zvětrávání hornin a minerálů vápník přechází do roztoků, z nichž se v souvislosti s ph a obsahem CO 2 vylučuje ve formě uhličitanů (karbonátů). V sedimentech jsou hlavními vápenatými minerály kalcit a aragonit (oba CaCO 3 ) a dolomit [CaMg(CO 3 ) 2 ], tvořící ložiska vápenců, dolomitů a slínovců. V půdách je obsah vápníku velmi rozmanitý a může kolísat od stop až po asi 30 % (Šimek, 2003). Také hořčík je hojným prvkem v horninách zemské kůry (1,94 % Mg). Nachází se ve více než 105 nerostech, primárně se vyskytuje také v pevné křemičitanové vazbě a druhotně zejména ve vazbách uhličitanových, síranových a chloridových. Hlavní minerály, které obsahují hořčík, jsou dolomit [CaMg(CO 3 ) 2 ], brucit, serpentinit, 24

25 magnezit, olivín, kieserit, karnalit, kainit, a polyhalit. Podobně jako vápník se hořčík uvolněný zvětráváním pohybuje v prostředí ve vazbě snadno rozpustného kyselého uhličitanu [Mg(HCO 3 ) 2 ]. Pohyblivost hořčíku je však celkově asi poloviční ve srovnání s pohyblivostí vápníku (Šimek, 2003). Vápník i hořčík jsou významné živiny a kromě toho jsou důležité i v půdním prostředí. Pozitivně ovlivňují fyzikální i chemické vlastnosti půd a tím zlepšují vodní a vzdušný režim půd (Šimek, 2003). 3.7 Obsah, výskyt a funkce prvků v půdách Křemík (Si) Křemík je hned druhým nejrozšířenějším prvkem, vyskytuje se v křemenu a ve spoustě silikátových minerálech. Centrálním iontem tetraedrů křemičitanů je SiO -4 4, amorfní koloidní kyselina křemičitá a opál obsahuje menší množství SiO Vázaný křemík v silikátech, nerozpustných ve 20% HCl, je v půdách chemicky neaktivní. Působí pouze jako součást zvětralého podílu Al-silikátů, který je rozpustný ve 20% HCl. Tento podíl křemíku, označovaný jako koloidní SiO 2, se spoluúčastní stavby sorpčního komplexu. V sorpčně nasycených půdách jsou koloidy SiO 2 nepohyblivé, v sorpčně nenasycených půdách je koloidní kyselina křemičitá a koloidní silikáty a ve formě hydrosolů ve vertikálním pohybu (Jandák, 2010) Hliník (Al) Hlavní výskyt hliníku je v silikátech, oxidech a hydroxidech. Hliník formuje centrální ionty Al-tetraedrů a Al-oktaedrů. Někdy je považován přechod Al z tetraedrické do oktaedrické koordinace (při zvětrávání) a opačně (při metamorfóze) za základní reakci geochemie. Proběhne hydratace uvolněného Al ionu na Al(H 2 O) 6. Ten obsahuje polymorfní hydroxidy, tudíž po hydrolýze alumosilikátů vznikají snadno hydroxylované Al polymery. V půdách je dán chemismus Al jeho amfotermní povahou, jednoduchou hydrolyzovatelností a polymerací. Podle Jandáka (2010) přítomnost kladných nábojů v hydroxylovaných hydratovaných polymerech oxidu hlinitého umožňuje adsorpci aniontů, vznik povrchových povlaků na jílových minerálech a vazbu 25

26 organických kyselin v půdě. V sorpčně nasycených půdách jsou koloidní formy hliníku nehybné jako hydrogely, kdežto v sorpčně nenasycených půdách jsou koloidní sloučeniny hliníku pohyblivé ve formě hydrosolů (Jandák, 2010) Vápník (Ca) Vápník se nachází v plagioklasech, amfibolech, pyroxenech, v kalcitu, dolomitu, sádrovci a anhydritu, částečně ve fluoridech a fosfátech. Je důležitý pro neutralizační schopnosti půd, při utváření půdní struktury, zlepšuje dostupnost živin pro rostliny a snižuje aktivitu hliníku. Velmi se tomuto prvku svými účinky i výskytem podobá hořčík. Dokáže se snadno vyluhovat z půd, nebo se hromadí ve formě solí v epipedonech, pokud působí výparný režim půd. Vápník i hořčík jsou silné elektrolyty, které způsobují shlukování koloidních struktur. Oba prvky zaujímají v koloidním systému výměnné pozici báze. Nejčastěji bývá v našich půdách poměr Mg ku Ca 1 : 4 až 6 (Jandák, 2010). 3.8 Historie těžby slezské žuly a mramoru Těžba žuly Průmysl kamene má ve Slezsku slavnou a dlouhou tradici. Již od 19. století je jeho centrem městečko Žulová (dříve Frýdberk), kolem kterého vzniklo postupně více než sto kamenolomů. Těžba kvalitního kamene zde probíhala již ve středověku. Nejstarší použití slezské žuly je doloženo na hradech v Žulové a Černé Vodě (Kaltenštejn), které byly postaveny koncem 13. století (Šimek, 2008). V 18. století se z žuly začaly vytesávat sochy světců a také první užitkové předmět. Časem se začaly vyrábět nejrůznější sloupky, klenby a zejména dlažba. Slezská žula se začala používat jako stavební kámen pro významné objekty v okolí a těšila se stále větší oblibě (Šimek, 2008). Nejprve se využívala žula z přirozených výchozů, skalek a větších balvanů. V první polovině 19. století začali místní rolníci vyrábět žulové žlaby pro dobytek a kádě na vodu, kvádry, dlažbu a dveřní rámy. Velká část výrobků se již od počátku 26

27 vozila za hranice do Pruského Slezska, především do nedaleké Nysy a Pačkova (Pauliš, 2001). Od sedmdesátých let 19. století se začalo využívat lomové těžby, první žulový lom byl otevřen v Černé Vodě roku Došlo také k vybudování důležitých železničních spojů a k založení kamenických škol, jež pozvedly místní kamenoprůmysl na nejvyšší úroveň (Gába, 1986). Tehdy vznikla na Žulovsku řada kamenických firem, například společnosti Alberta Förstera, Josefa Palouše, Heinricha Altmanna či bratří Jašků. Největší společnost však roku 1880 založil českoněmecký podnikatel Herman Franke. Kamenoprůmysl se rychle rozvíjel a potřeboval stále více odborných dělníků, kteří v regionu chyběli. Vznikla proto v Žulové roku 1886 odborná kamenická škola, která fungovala dlouhých 112 let. Díky vzrůstající těžbě a zpracování žuly došlo k rozvoji dříve chudého kraje. Došlo k zavedení elektřiny a zmechanizování prací v lomech i brusírnách. Zdejší kamenické závody zaměstnávaly na devět tisíc dělníků a byly tenkrát z celé republiky nejlépe vybaveny. V celém regionu bylo zprovozněno přes sto žulových lomů, z nichž většina měla výbornou kvalitu kamene (Šimek, 2008). Na počátku 20. století zmiňuje Prokop (1952) 37 žulových lomů v katastru obce Žulová. Mramorových lomů bylo roku 1901 jen kolem Supíkovic a Velkých Kunětic 19. Vytěžená žula se spotřebovala až ze 70 % na výrobu dlažebních kostek. Kostky štípané ručně byly kvalitnější, proto se strojní štípačky příliš neosvědčily (Gába, 1986). Vzácnější tmavé granodiority se těžily spíše v okolí Vápenné a Skorošic (Pauliš, 2001). Rozmach žulovského kamenoprůmyslu trval až do propuknutí první světové války, pak nastalo období střídání krizí s krátkými konjunkturami. Po 1. světové válce došlo od roku 1925 znovu k rozvoji, který byl na vrcholu v letech , kdy byla zaznamenána absolutně nejvyšší výroba. Ze 124 lomů bylo vytěženo a zpracováno 136 tisíc tun granitoidních hornin (Pauliš, 2001). Velké žulové lomy měly již v roce 1929 zavedenou elektřinu a kompresory na stlačený vzduch, takže byly pro těžbu využívány pneumatické vrtáky a dlabací kladiva. Problematické bylo pouze zvedání a doprava kamene, protože žádný lom nedisponoval 27

28 lanovým nebo otočným jeřábem. Avšak roku 1931 přerušila nadějný rozvoj slezského kamenoprůmyslu světová hospodářská krize. Situace se zlepšila až v letech (Gába, 1986). Na počátku druhé světové války došlo ve většině provozů k útlumu, některé se dokonce zastavily. V roce 1942 byl počet zaměstnanců všech kamenolomů sotva poloviční a výroba byla směřována pro potřeby armády. Po osvobození republiky byl německý majetek zkonfiskován a po únoru 1948 byly všechny kamenické závody sjednoceny do Moravskoslezského průmyslu kamene, což byl nově zřízený národní podnik. V roce 1951 vznikl Slezský průmysl kamene a po připojení štěrkoven byl změněn na Severomoravský průmysl kamene. Ten se stal roku 1966 součástí národního podniku Českomoravský průmysl kamene, který sídlil v Hradci Králové. Zmodernizovalo se výrobní zařízení a ubylo fyzicky namáhavé práce. Počty pracovníků jesenického závodu se výrazně snížily, roku 1980 zaměstnával pouze 494 lidí. Výroba se soustředila pouze na tuzemskou poptávku. Zásadní změny nastaly po roce Roku 1991 byl opět založen Slezský průmysl kamene, který byl transformován o rok později na akciovou společnost. Ta byla v roce 1996 přejmenována na Slezský kámen a. s. Mimo něj vznikly i další těžařské a kamenické firmy (Šimek, 2008) Těžba mramoru Mramor byl ve zpracování vždy o několik let před zpracováním žuly, protože je měkčí a lépe se opracovává. První užitkové výrobky z mramoru se datují kolem roku 1830, jednalo se převážně o koryta, dveřní rámy nebo schody. Mramorové pomníky se vyráběly již dříve. V oblasti Supíkovic a Lipové se mramor lomově těžil již v 18. století a používal se jako surovina pro pálení vápna. Od poloviny 19. století vozili formani mramorové pomníky a vápno ze Supíkovic až do dnešního Polska, Maďarska a na Ukrajinu (Gába, 1986). Rozvoj těžby kvalitních vápenců v okolí Vápenné začal na počátku 17. století. Ve druhé polovině 19. století byla těžba absolutně největší z celé jesenické oblasti. Hlavním příznivým faktorem byla vysoká kvalita vápence, dalšími dobrá těžitelnost 28

29 a přístupnost ložisek a také velmi dobré dopravní poměry. Roku 1638 bylo ve Vápenné vytěženo přibližně 400 tun vápence, v roce 1885 jen pro výrobu vápna nejméně 80 tisíc tun, v roce 1930 asi 124 tisíc tun a ke konci těžby v roce tisíc tun krystalického vápence (Gába, 1986). Počátek průmyslové výroby vápna byl od roku 1839 spjat s rodem Latzelů. Anton Latzel zde roku 1868 vystavěl kruhovou vápenku, která patřila mezi jednu z prvních na našem území. V roce 1898 stálo ve Vápenné 11 kruhových pecí, patřících čtyřem firmám. Za první republiky zde působily tři velké firmy, které vlastnily deset kruhových pecí a zaměstnávaly přes čtyři stovky dělníků. Produkce dosahovala kolem deseti tisíc vagónů bílého vápna ročně. S vypuknutím druhé světové války však došlo k úplnému rozvratu výroby. Po válce se výroba neobnovila ve všech pecích a v roce 1968 se pálilo vápno jen ve třech pecích poblíž nádraží. Výroba přestala být perspektivní a tak národní podnik Hranická cementárna těžbu a zpracování vápna v roce 1978 ukončil. Dnes je v okolí Vápenné několik rozlehlých opuštěných lomů a haldy odpadního vápence. Dalším významným podnikem byly Rudné doly Jeseník, které těžily mramor v jednom lomu v Lipové pro závod TERAMO Vápenná (Gába, 1986). První zmínka o těžbě a zpracování lipovského mramoru pochází z roku Na počátku 19. století působilo v obci celkem šest firem, zabývající se těžbou a zpracováním mramoru. Zásadní vliv na rozšíření těžby mělo zavedení železniční tratě z Hanušovic do Glucholaz v roce Lipovský mramor se tak mohl vyvážet dále do vzdálenějších oblastí a především do ciziny. V současnosti se v katastru obce nachází dvě těžená ložiska mramoru a to lom na úbočí Mramorového vrchu v Horní Lipové a komplex lomů na Smrčníku, kde se nyní vyrábí drtě a mikromleté vápence. Tyto lomy se nachází ve středně až hrubě zrnitých kalcitických mramorech skupiny Branné. Vedle dnes těžených ložisek mramoru je na území obce několik desítek ložisek a výskytů netěžených nebo již vytěžených v minulosti (Žmolík, 2010). Nejvíce vápenců se vždy zpracovávalo pro průmysl maltovin. Od nejstarších dob se jednalo především o výrobu vápna. Výroba cementu byla zahájena až v druhé polovině 19. století, ale rychle se rozrostla a objemem přerostla výrobu vápna. Vápno se v minulosti pálilo ve velkém množství malých vápenek. Do 18. století se vápno pálilo 29

30 primitivně v zemních pecích, později v šachtových a kruhových pecích. V 19. století se rozvíjel vápenický průmysl ve všech vápencových oblastech Čech a Moravy (Kužvart, 1983) Dekorační kameny V současnosti je nejvíce těženým dekoračním kamenem požárecká, něčínská, liberecká, štěnovická a žulovská žula, slezský mramor z ložiska Dolní Lipová Pomezí a těšínský pískovec. Ze sedimentárních hornin je známý slivenecký, křtinský ale i supíkovický mramor Mezi dekorační kameny řadíme mnoho vyvřelých, sedimentárních a metamorfovaných hornin, které mají vlastnosti umožňující ušlechtilé kamenické nebo kamenosochařské zpracování. Dekorační kámen je mnohem hodnotnější a dražší surovina, než kámen stavební (Kužvart, 1983). Podle Kužvarta (1983) se dekorační kameny rozdělují na vyvřeliny (světlé žulového typu, tmavé bazické včetně hadců, vulkanity), sedimenty (pískovce, opuky, břidlice) a mramory, kam zahrnujeme krystalické i sedimentární vápence a travertiny. Největší význam mají žuly a granodiority. Hlavní lomařské oblasti se nachází ve středočeském plutonu, štěnovickém masívu, tisko-jesenickém masívu, krkonošskojizerském masívu, nasavrckém masívu a moldanubickém plutonu v Čechách, v žulovském plutonu a moldanubickém plutonu na Moravě. Ušlechtilá kamenická výroba tvoří jen malou část z celkové těžby stavebního a lomového kamene (Kužvart, 1983). Mramory pro dekorační použití zahrnují všechny leštitelné vápence a dolomity, krystalické i sedimentární. V ČR se nachází v krystaliniku a starším paleozoiku. Hlavní ložiska jsou v Čechách v Barrandienu, v Krkonoších a na Šumavě, na Moravě v Moravském krasu, ve Slezsku (série Branné) a na západní Moravě. Těžba mramorů je v Barrandienu doložena už od 12. století. Karlštejnský a slivenecký mramor byly ve středověku používány na výzdobu církevních a soukromých staveb. Za první republiky byla těžba oživena, částečně i mechanizována a začal se objevovat šumavský mramor z Jaroškova, Ostružné a Nehodivic, krkonošský mramor ze Strážného u Vrchlabí, sněžnický mramor z Velké Moravy, křtinský mramor od Brna aj. (Kužvart, 1983). 30

31 Broušené a leštěné horniny řady žula gabro se rozšířily s rozvojem průmyslu a potřebou tvrdých hornin, které zajišťují stavbám odolnost a trvanlivost proti povětrnostním vlivům. Nejvíce se těžba rozvinula v 19. a počátkem 20. století. Kdysi nejintenzivněji těžená žulovská oblast zaměstnávala tisíce pracovníků (Kužvart, 1983). Těžba dekoračních kamenů v poválečném období byla na ústupu, i když máme na našem území dostatek a široký sortiment surovin. K oživení došlo až v 60. letech. Přesto je potřeba dekoračního kamene ve stavebnictví z většiny pokryta dovozem ze zahraničí. Mírný vzestup nastal od roku 1945 v tvrdých vyvřelých materiálech, když zůstaly zachovány dosavadní lomy a bylo otevřeno jen málo nových ložisek. Nejintenzivněji se dekorační kámen těží v oblasti Žulové ve Slezsku a na Liberecku (Kužvart, 1983). Pokles těžby mramorů se po válce projevil mnohem výrazněji a vlekleji. Nynější situace je kritická a poptávka je z většiny řešena dovozem ze zahraničí. Nejvíce se těží ložiska slezských mramorů, méně Barrandien, Šumava a ostatní (Kužvart, 1983). 3.9 Přehled pionýrských dřevin V této kapitole budou probrány ekologické nároky jednotlivých druhů dřevin a těžiště jejich rozšíření. Jedná se o konkrétní druhy dřevin, které se vyskytují na vybraných lomových lokalitách. Většinu těchto dřevin můžeme zařadit mezi pionýrské druhy, ale jsou mezi nimi i klimaxové dřeviny, které předpovídají následující fázi sukcese. Konkrétní výskyt těchto dřevin na vybraných lokalitách bude publikován v kapitole výsledky a diskuse jako výsledky fytocenologického průzkumu Bez černý Sambucus nigra L. Bez snese silné zastínění, obzvláště v mládí. Přizpůsobuje se dobře různému vodnímu režimu, snáší nadbytek vláhy, ale nesnese extrémně suchá stanoviště. Nejlépe odrůstá na humózních dusíkatých půdách, zvládá růst i na kyselých nebo vápnitých podkladech. Je odolný proti klimatickým extrémům. U nás se bez běžně vyskytuje od nížin až po vrchoviny. Původní rozšíření je hlavně v lužních lesích, sekundárně může růst i na pasekách, světlinách, spáleništích. Mnohdy osídluje rumištní plochy a objevuje se u opuštěných zbořených stavení (Úradníček, 2009). 31