MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVNICKÁ FAKULTA V BRNĚ PROBLEMATIKA OZELEŇOVÁNÍ VÝSYPEK Seminární práce z předmětu: Aplikovaná dendrologie Datum: 3. 7. 2013
1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY OZELENĚNÍ VÝSYPEK Jedním z negativních a velmi vážných důsledků důlní činnosti je i zánik původních ekosystémů v důsledku jejich odtěžení či překrytí výsypkovými substráty. Klasické rekultivace jsou zaměřené zejména na zlepšení produkčních funkcí rekultivováných ploch, vedou i k určitému vylepšení mimoprodukčních vlastností, např. v oblastech toku hmoty a energie ekosystémem, nebo snížení povrchového odtoku, omezení eroze apod. Je však nutné podotknout, že v naprosté řadě případů není ani při kvalitním provedení rekultivačních prací zlepšení mimovýrobních funkcí krajiny zcela uspokojivé. Cílem činností realizovaných Sokolovskou uhelnou a. s. (dále jen SU a. s.) od r. 1992 za účasti dalších organizací je podpora vzniku biologicky hodnotných ekosystémů na veškerých výsypkách. Tento přístup lze do značné míry chápat jako nadstandardní, a to s ohledem na naši legislativu. Ta totiž v současné době počítá výhradně s vytvářením produkčních ploch. V sousedním Německu je naopak určité procento ploch již předem vymezeno pro tvorbu biologicky cenných ekosystémů, a to s důrazem na jejich biologickou hodnotu. Vzhledem ke změněným vlastnostem půd, zejména struktury, ph, chemickým vlastnostem apod. je ozelenění a zejména udržení zeleně na výsypkách místy značně problematické. 2. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3. 2. a) SUBSTRÁT Porcelanit Jedná se o často velmi pestře zbarvenou horninu, která se nejčastěji objevuje v červených, oranžových, hnědých nebo rezavých odstínech. Textura této horniny je celistvá, typický je lasturnatý lom. Většinou se jedná o vápnité či pelitické břidlice, jenž byly vystaveny intenzivní přeměně při teplotách až 1000 C, a to po relativně krátkou dobu. Podmínky takovéhoto typu vznikají např. při požáru uhelných slojí, či působením lávy na útržky sedimentů. Minerální složení porcelanitů je zpravidla křemen, živec, mullit, wollastonit, merwinit nebo larnit. Vzájemné rozlišení těchto složek např. pod mikroskopem je velmi problematické až nemožné.
Cyprisové jíly Jedná se o terciární (neogenní) jíly, které tvoří nadloží uhlonosných souvrství zejména v sokolovské pánvi. Jsou pojmenovány podle vůdčí fosilie - skořepatce korýše rodu Cypris angusta. Tyto jílovce tvoří hlavní součást skrývky a i substrátu výsypkových těles, na kterých lze díky jejich mineralogickému složení a obsahu organických složek realizovat některé druhy biologické rekultivace přímo, bez použití navezené a rozprostřené ornice. Tyto cypřišové jíly se nachází právě ve slo ji Antonín. Patří do terciární sedimentace mocné nejčastěji 120 m, a v předpolí lomu Družba až 200 m. Šedé jíly Jíly jsou sedimentární nezpevněné horniny složené zvíce než 50% jílu ve smyslu zrnitostní frakce (velikost zrn pod 0,002 mm) a které obsahují jako podstatnou složku jílové minerály, zejména skupiny kaolinitu, dále hydroslíd (illit) a montmorillonitu. Podle složení jílových minerálů jsou jíly děleny na monominerální (např. kaolinitové, illitové aj.) a polyminerální (složené z více jílovitých minerálů). Tyto jíly dále obsahují různé příměsi, např. křemen, slídy, karbonáty, organickou hmotu, oxidy a hydroxidy Fe a další. Barvy mají různé podle příměsí - bílé, šedé, žluté, hnědé, fialové a další. Z hlediska chemismu se šedé jíly vyznačují dostatečnou zásobou hlavních živin a nízkým obsahem fosforu a dusíku. Půdní reakce je vesměs neutrální až mírně alkalická, s průměrnými hodnotami ph 6,5-7,3. 2. b) POPISY, ROZŠÍŘENÍ, EKOLOGIE A VYUŽITÍ MĚŘENÝCH DŘEVIN Čeleď: Pinaceae Lindl. - borovicovité Druh: PSEUDOTSUGA MENZIESII (Mirb.) Franco var. MENZIESII douglaska tisolistá pravá Rozšíření: Druh se přirozeně vyskytuje v pobřežní oblasti západní části Severní Ameriky konkrétně v západním okraji USA a jihozápadní část Kanady. V Evropě byla douglaska poprvé vysazena v roce 1827, na území naší republiky v roce 1842 v Chudenicích. Jedná se o velmi často vysazovaný strom v parcích, městských výsadbách apod. Ekologie: Druh se vyskytuje v oblastech s přímořským klimatem, s mírně vlhkou zimou a chladným relativně suchým létem, s malým kolísáním teplot a krátkým mrazivým obdobím.
V mládí snese zastínění, v dospělosti je naopak středně náročná na světlo. Druh má v oblibě hluboké, hlinité, živinami dobře zásobené půdy, které mají být propustné a dobře provzdušněné. Popis: Douglaska dorůstá 55-100 m výšky a 1-3 m v průměru. Koruna bývá zprvu kuželovitá, ve stáří pak zaokrouhlená, nahoře bývá nepravidelně zploštělá. Kmen je dlouhý, válcovitý, u starších stromů přirozeně vyvětvený. Bořka je u mladých jedinců hladká a u starých stromů korkovitá, silně rozbrázděná v silné podélné červenohnědé hřebeny, které jsou oddělené hlubokými prasklinami. Letorosty jsou žlutohnědé až hnědé, s roztroušenými krátkými chlupy nebo až lysé. Pupeny bývají lesklé, kaštanově hnědé, jemně pryskyřičnaté, s typickým vřetenovitě zašpičatělým tvarem. Leskle zelené jehlice jsou na větvičkách spirálovitě uspořádané, dlouhé cca 15-35 mm, na horní straně mají podélnou rýhou, vespod se 2 pruhy bělavých průduchových řad. Jsou tmavozelené, jen někdy modrozelené. Právě barva jehlic je rozlišovacím znakem dvou variet. Báze jehlice je stažena do krátkého řapíku. Rozemnuté jehlice mají velmi příjemnou citrusově balzámovou vůni, vytrvávají na větvích až 5-8 let. Samčí šištice podlouhlé, válcovité, 12-23 mm dlouhé, oranžově žluté, samicí konické, zelené nebo purpurové. Šišky má nerozpadavé, krátce stopkaté, dole visící, 5-10 cm dlouhé, asi 3 cm široké. Semenné šupiny okrouhlé, asi 2 cm široké. Výrazné zpět neohnuté podpůrné trojcípé šupiny vyčnívají ze šišky. Kvete v květnu až červnu, šišky dozrávají koncem první vegetační sezóny. Dožívá se stáří 500-1 000 let. Využití: Patří k nejvýznamnějším severoamerickým druhům, produkující jedno z nejlepších užitkových dříví. Druh: LARIX DECIDUA Mill. - modřín opadavý Rozšíření: Modřín je rozšířen v Alpách a Karpatech, kde často tvoří hranici lesa. Na reliktní stanoviště je vázán ostrůvkovitě v Polsku a jesenickém podhůří. V naší republice je modřín hojným druhem, původní je však jen tzv. jesenický modřín (slezský, sudetský), a to v západní části Nízkého Jeseníku. Ekologie: Druh je výrazně světlomilný, značně trpí zastíněním. Jeho porosty jsou proto řídké. Modřín je středně náročný na vláhu, a to jak v půdě tak v ovzduší. Špatně snáší vysychavé půdy a vyhýbá se oblastem s nižšími srážkami. Roste nejčastěji na čerstvých, hlubokých,
zvětralých půdách, ale také na mělčích půdách suťových svahů s dostatkem vláhy. Dává přednost živnějším půdám, jaké jsou na vápencích, dolomitech nebo čedičích. Je středně citlivý na znečištěné ovzduší. Popis: Jedná se o strom velkých rozměrů s přímým kmenem a s vysoko nasazenou, kuželovitou korunou. Dorůstá až 50 m výšky a průměru kmene přes 1 m. Větvení bývá v mládí nepravidelně přeslenité, koruna štíhlá, kuželovitá, ve stáří široká. Kořenový systém modřínu je všestranně rozvinutý, srdčitý, dobře zakotvený v půdě. Strom nepodléhá vývratům, díky čemu se často vysazuje jako meliorační dřevina. Letorosty jsou žlutavé, lysé. Jehlice bývají na letorostech rozmístěny jednotlivě ve šroubovici, na krátkých výhoncích jsou směstnány do svazečků ve větším počtu. Jsou 1-4 cm dlouhé, tupé, měkké, opadávají každoročně a zbarvují se na podzim žlutě. Modřín plodí již v nízkém věku. Šišky po dozrání několik let vytrvávají na větvích. Modřín se dožívá i 500 let. Využití: Dřevo je pevné, pružné, trvanlivé a poměrně l#hké, s pěkným tmavým jádrem a leskem. Proto je cenným dřevem stavebním a nábytkářským. Pod vodou je velmi trvanlivé. Kultivary i samotný druh se používají v zahradnické praxi. Druh: PINUS CONTORTA Dougl. ex Loud. - borovice pokroucená Rozšíření: Borovice pokroucená je severoamerický druh, který se přirozeně vyskytuje v úzkém pásu při pacifickém pobřeží od Kalifornie po Aljašku. Do Evropy byla introdukována v roce 1931. Ekologie: Druh lze zařadit mezi pionýrské dřeviny. Vyhovují ji stanoviště chudé na živiny. Roste na písčinách, skalách, aleje schopná růstu i na rašeliništích. Je odolní zasolení. Popis: Nepříliš vysoký strom, s často pokrouceným kmenem, který dorůstá do výšky nejvýše 10 až 15 m, koruna bývá nepravidelná a má často deštníkovitý tvar. Na chudých či nepříznivých stanovištích je menšího vzrůstu. Bořka bývá červenohnědá, nepravidelně rozbrázděná. Jehlice jsou ve svazečcích po dvou, jsou max. 6 cm dlouhé, tmavozelené a zakřivené či zkroucené. Šišky jsou asymetrické, na stromě zůstávají několik let.
Využití: V sadovnictví hojně využívaný druh, který se uplatňuje také pro ozeleňování devastovaných ploch, a to s ohledem na svůj rychlý růst v mladém věku. 2 c) ARBORETUM ANTONÍN Rozsáhlý lesopark byl založen pro účely rekultivací v Sokolovské pánvi na výsypce starého hnědouhelného lomu Antonín. Lom Antonín (Luitpold), který se nachází v těsné blízkosti města Sokolova byl v provozu v letech 1881-1965. Uvnitř lomu byla založena tzv. vnitřní výsypka, na kterou se postupně ukládaly skrývkové zeminy z většiny okolních uhelných dolů. Provoz výsypky byl ukončen v roce 1968. V tomto období deponie převýšila okolní terén téměř o 50 m. V 70. letech 20. století došlo k zalesnění výsypky. V její střední části vznikla speciální výzkumná plocha, která sloužila k experimentálnímu ověření optimální skladby lesních porostů pro rekultivace. Během několika desítek let bylo místo ponecháno svému osudu. Díky tomu zde vznikl unikátní lesopark s více než 200 druhy a poddruhy dřevin, často velmi vzácnými a ojedinělými. Lesopark Antonín je hojně navštěvovaným místem procházek sokolovských občanů a předmětem výzkumné činnosti studentů přilehlého gymnázia. 3. METODIKA Nejprve proběhla lokalizace a vyhledání území dle porostní mapy. Po úspěšném vyhledání porostu následovala pochůzka porostem pro zjištění jeho charakteru a vytvoření představy pro následující měření. Celá pracovní skupina byla rozdělena do 4 pracovních skupinek po třech. Pracovní skupinka se skládala ze zapisovatele a ze dvou studentů měřících průměry stromů. Porost byl rozdělen na 4 části, každá pracovní skupina měřila 100 stromů. Všechny stromy v porostu byly očíslované, bylo tedy zřejmé že v porostu v minulosti nějaké měření proběhlo. U každého stromu byl měřen průměr v 1,3 m. Průměr byl měřen pomocí obvodového průměrového pásma. Výška stromů byla měřena pomocí laserového dálkoměru Nikion forestry 550. Výška byla měřena vždy u třech stromů na každém měřeném úseku skupinky. Měření jedinci byly vybírání dle výčetního průměru vždy jeden nejnižší, nejvyšší a průměrný. Z těchto hodnot se následně vypočítala průměrná střední výška porostu. Následné zpracování měřených hodnot probíhalo v programu Microsoft Word a Microsoft Excel a statistickém programu JOK.
4. VÝSLEDKY Následující kapitola shrnuje výsledky měření. Grafy zobrazují tloušťkovou četnost jednotlivých druhů a výšky.
Z posledních čtyřech grafů je patrné, že ze tří měřených dřevin dosahuje v měřeném porostu největších výšek Larix decidua.
5. NÁVRH REKULTIVACE Úspěšné zalesnění vyžaduje celou řadu nezbytných opatření, která je nutno realizovat již v průběhu vzniku antropogenních půd - zpřístupnit plochy - vyřešit hydrické poměry lokality od odvodnění až po přivedení vody - urovnat terén a minimalizovat erozi, mechanicky stabilizovat svah. Doba zalesňování: Zalesnění bude probíhat ihned po ukončení nezbytných terénních úprav tj. v období, kdy jsou recentní útvary prosté jakýchkoliv plevelů, nejvhodnějším obdobím je jaro po roce, kdy byly provedeny terénní úpravy. Toto období se doporučuje proto, že vlivem zimních mrazů je zemina částečně nebo dostatečně nakypřená. Způsob zalesňování: Zalesňování bude probíhat přes přípravný porost celoplošně, cílem tohoto způsobu je celoplošná biologická příprava antropogenních půdních substrátů vykazujících především nevhodné fyzikální a hydropedologické vlastnosti. Dřevina: bříza bělokorá (Betula pendula), olše šedá (Alnus incana), jasan ztepilý (Fraxinus excelsior), javor mléč (Acer platanoides) Smíšení: řadové Spon sazenic: 1 x 1 m, tj. 10 000 ks sazenic na 1 ha Sadební materiál: 2-3 letý, školkovaný, prostokořenný Způsob sadby: jamková sadba Pro zvýšení ujímavosti sazenic bude provedena mykorhizace sadebního materiálu. Po 30 letech od výsadby dojde k výraznému prosvětlení přípravného porostu. Bude probírkou odstraněno min. 50 % vysazených dřevin, dojde k podsadbě cílových dřevin např. dub letní (Quercus robur). Z původního porostu budou podpořeny jako cílové dřeviny také perspektivní jedinci jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior) a javoru mléče (Acer platanoides).
6. ZÁVĚR Zalesňování výsypek není jednoduchá záležitost. Problémy při zalesňování způsobují nevhodné a pozměněné půdní prostředí, narušený vodní režim, toxicita půdy apod. Ne všechny výsypky se proto podaří zalesnit (nebo event. zatravnit). Řada míst zůstane již navždy bez vegetace. Jako ideální využití výsypkových ploch se nabízí zatopení vodou Využití těchto nových vodních nádrží, jako např. rekreační plochy, však také není jisté. V rámci měřeného porostu v arboretu Antonín se nacházejí tři zástupci jehličnatých dřevin - modřín opadavý, douglaska a borovice pokroucená, ta však v menším měřítku. Všechny tři druhy dřevin relativně prosperují. V návrhu rekultivací doporučujeme vyzkoušet listnaté a naše původní druhy dřevin, viz kapitola 5. A to s ohledem na výsledky z jiné lokality, kde je po cca 50ti letech funkční porost, který na první pohled nepůsobí dojmem uměle založeného porostu (viz fotografická příloha).
7. POUŽITÁ LITERATURA A ELEKTRONICKÉ ZDROJE http://www.suas.ez/uploads/l 10170487247b2c8037de4b_07162_brozura_eko_su_mail.pdf http://atlas.horniny.sci.inuni.cz/metamorfovane/porcelan.html http://www.suas.ez/uploads/l 10170487247b2c8037de4b_07162_brozura_eko_su_mail.pdf http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/kamenivo.html http://www.geofond.cz/dokumenty/nersur_rocenky/rocenkanerudy99/html/jily.html http://botany.cz/cs/pseudotsuga-menziesii/ http://www.geopark.cz/arboretum-antonin http://botany.cz/cs/pinus-contorta/ ÚRADNÍČEK L., MADĚRA P., TICHÁ S KOBLÍŽEK J. (2009): Dřeviny České republiky. - Lesnická práce, p. 366
8. Přílohy