Z naší přírody

Ochrana přírody 4/2021 — 26. 8. 2021 — Z naší přírody — Tištěná verze článku v pdf

Co láká vzácné bezobratlé na hnědouhelných výsypkách?

Autor: Markéta Hendrychová, Petr Bogusch, Kristýna Weissová, Miroslav Šálek

Rekultivovaná území se zelenají, pastviny jsou plné krav, starší lesnické rekultivace málokdo rozezná od lesa v okolí výsypek, obyvatelé se rekreují v nových parcích, spokojeně se koupají v průzračných jezerech, hojně navštěvují nová sportoviště… Jak víme, někdy ale méně znamená více. Rozhodně to platí pro vzácné druhy živočichů. 

Takovou krajinu nevyrobíš
Výsledkem sypání hnědouhelných výsypek je jednak ve všech směrech pestrý terén, jednak „zvláštní“ klimatické a další stanovištní podmínky, zejména oligotrofie, která především dělá z posttěžebních ploch ležících po nasypání velmi zajímavé místo z pohledu ochrany přírody (ale i estetiky, možných prožitků a plnění dalších ekosystémových služeb), a to bez jakéhokoli dalšího lidského přičinění. Těžko vyrobit něco obdobného a v takovém rozsahu v běžně užívané krajině. Celonárodní ojedinělost posttěžebních ploch je pozorována již řadu let (mezi prvními byli např. Bejček 1981 a Prach 1989). Ač je o pár řádků výše psáno „plochy ležící“ bez technické rekultivace, jistě zdejší příroda jen tak nespí. Naopak. Na čerstvé výsypky se rychle dostává nový život, jednotlivé druhy bojují o svůj prostor, nová a měnící se společenstva interagují se společně se vyvíjející půdou (Frouz et al. 2008), obojživelníci ve velkém osidlují v drobných depresích samovolně vznikající a dynamicky se měnící tůně (Vojar et al. 2016), vzácné druhy ptáků hojně hnízdí od těžebních strojů až po starší, vcelku zapojené, lesní porosty, které se zde samovolně vyvinuly, aniž by se jediný strom musel vysadit (Šálek 2012). Řada zajímavých ekologických procesů ve zbývající krajině těžko postřehnutelných se tu dá pozorovat a studovat. Jedná se ale většinou o nerozsáhlé biotopy. Velmi těžko, pokud vůbec, se takovéto cenné plochy daří v posttěžební krajině udržet trvale, neboť jsou striktně dodržovány dříve schválené souhrnné plány sanací a rekultivací, a především je zde tlak na navrácení zemědělské a lesní půdy do příslušných fondů. A tak technická a následná biotechnická rekultivace v rekultivační praxi silně převládá, stanoviště jsou homogenizována, půda obohacena živinami, a unikátní, v české krajině neopakovatelné biotopy tím pozvolna mizí... Jak jsou nezrekultivované části cenné, bychom rádi doložili i v tomto příspěvku na příkladu bezobratlých, kteří jsou díky druhové bohatosti a pestrosti ekologických nároků považováni za dobré bioindikátory (Majer 1998). V našich studiích jsme se zaměřili hlavně na taxony, které obývají převážně nadzemní části ekosystémů a mohou dobře reflektovat nejen půdní prostředí (kde probíhá často vývoj nedospělých stadií), tak i vegetaci, která slouží jako úkryt i potrava.

Obr. 1 Velké proměny posttěžební krajiny v lomu Vršany – vlevo rok 2011,
vpravo stav shodného území po 10 letech. Foto Markéta Hendrychová

Za bezobratlými do lesa
Jelikož v krajině severních Čech by měla sukcese nejčastěji směřovat k lesním společenstvům, započal náš výzkum porovnáním společenstev vybraných taxonů bezobratlých v lesnických rekultivacích a lesních porostech vzniklých na výsypkách samovolně (bez výsadby a následného managementu, dále „sukcese“). Podmínkou byla pokryvnost dřevin stromového vzrůstu (nad 5 m) na více než 50 % studijní plochy. Dále jsme dbali, aby vzdálenost studijních ploch od okraje porostu činila min. 50 m a také abychom podchytili porosty různého stáří od 18 do 45 let. Celkem bylo vybráno 14 jednohektarových ploch sukcesních a 14 ploch po rekultivaci vzájemně vzdálených nejméně 500 m. V každé studijní ploše byla vybrána tři stanoviště reprezentující gradient zastínění, resp. hustoty stromového a keřového patra. Ve 20m okolí byla posouzena také vlhkost (kategorie suchá, částečně vlhká a mokrá), pokryvnost (%) vegetačních pater, dominance konkrétních druhů stromů, průměrná výška bylinného pokryvu, druhová bohatost rostlin, svažitost terénu (stupeň), mikroklima (dle orientace ke světovým stranám), podíl mrtvého dřeva (nízké, střední, vysoké), výška hrabanky a mikrotopografie (plochá, nerovnosti terénu <20 cm nebo >20 cm).

Modelovými skupinami bylo sedm taxonů (viz obr. 2), jejichž zástupci byli odchytáváni od května do srpna metodou smýkání vegetace, padacích pastí s návnadou, měkkýši byli sbíráni i ručně po dobu 15 min na každé stanoviště. Zároveň byly odebírány půdní vzorky, u kterých byl zjišťován obsah celkového dusíku (NC), Ca, P, K, and Mg, zrnitostní složení, sorpce S (suma bazických kationtů) a sorpční kapacita T. Pro redukci pedologických a habitatových proměnných byla provedena analýza hlavních komponent, ze které vyplynuly korelované proměnné vysvětlující 48 % variability. Následně byl posouzen efekt půdních proměnných a management lokalit na druhovou bohatost lokalit pomocí smíšeného lineárního modelu.

Obr. 2 Index diverzity a počet druhů sledovaných taxonů na zrekultivovaných
a samovolně se vyvíjejích výsypkách Severočeské hnědouhelné pánve.
Vypracovala Markéta Hendrychová

Sukcese, nebo rekultivace? Nakombinovat!
Detailní výstupy průzkumu byly již publikovány (Hendrychová et al. 2008, 2016), takže zde uvádíme jen nejdůležitější výsledky. Celkem bylo na úroveň druhů určeno 16 003 jedinců 140 druhů. Téměř polovina druhů (47 %) obývala jak rekultivované plochy, tak plochy sukcesní, avšak celých 37 % druhů bylo doloženo pouze na sukcesních plochách, což je o dost více než 16 % druhů, které se vyskytovaly výhradně na zrekultivovaných plochách. Diverzita střevlíkovitých brouků, ploštic a stejnonožců byla statisticky průkazně vyšší na sukcesích než rekultivacích, ostatní taxony se významně v počtu druhů nelišily. Index druhové diverzity byl vyšší na sukcesních plochách jak u metody zemních pastí, tak i při smýkání (obr. 2). Druhová bohatost všech sledovaných taxonů, kromě měkkýšů a stonožek, byla ovlivněna mikroklimatickými podmínkami daného stanoviště. Dále bylo druhové složení ovlivněno pedologickými charakteristikami s různým vlivem na sledované taxony – pozitivně většinou působil vyšší obsah humusu, mocnější hrabanka a přítomnost mrtvého dřeva v kombinaci s terénní členitostí, resp. managementem ploch.

Manipulace s půdou je zásadním nástrojem ovlivňujícím společenstva bezobratlých (např. změna proporce jílovitých částic a zrnitější složky, obsahu živin, tvarování reliéfu – více též Moradi et al. 2018 nebo Vicentini et al. 2020). Lze jí podpořit celkovou diverzitu, ale i konkrétní druhy – například lesní kyselé půdy v samovolně se vyvíjejích lesích hojně obývá dnes již vzácný prskavec větší (Brachinus crepitans). Významnou roli hraje jak vertikální, tak i horizontální struktura vegetace. Pozitivní působení drobných otevřených plošek potvrdily výzkumy ornitologické (Šálek et al. 2010), ale také entomologické. Například nezastupitelný význam osluněných stromů v méně zapojených lesních porostech popisuje Šebek et al. (2016) pro pavoukovce, brouky i blanokřídlý hmyz. 

Obr. 3 Zastoupení jednotlivých čelení na rekultivacích, sukcesích a celkově
na studijních post-těžebních plochách.
Vypracovala Markéta Hendrychová

Vzácné včely a vosy mají rády „pískoviště“
A právě na žahadlový hmyz (Hymenoptera: Aculeata) se na výsypkách zaměřil náš další, již nelesní, experiment (Hendrychová a Bogusch 2016), zahrnující 114 sběrných míst na plochách 3–35 let starých (bez signifikantního rozdílu stáří mezi sukcesními a rekultivovanými studijními plochami). Celkem bylo pomocí barevných Moerickeho pastí odchyceno 2706 jedinců, 212 druhů z 13 čeledí (obr. 3). Mezi vzácné bylo zařazeno 54 druhů (dva regionálně vyhynulé, sedm kriticky ohrožených, 14 ohrožených a 23 zranitelných), 5 druhů chráněných dle zákona a byly zaznamenány 3 další vzácné (rychle ubývající) druhy. Byl potvrzen předpoklad vyšší druhové bohatosti na technicky neupravených plochách – sukcesní plochy hostily dvakrát více vzácných druhů ve čtyřnásobné početnosti (celkem 84 druhů bylo odchyceno jen na sukcesích). Nejednalo se o výjimečný výskyt, nýbrž druhy červeného seznamu se usadily na 35 plochách sukcesních, ale pouze na dvou zrekultivovaných. Dva druhy považované v ČR za vyhynulé, konkrétně hrabalka Evagetes littoralis a včela Nomada minuscula, byly potvrzeny pouze na sukcesních plochách, konkrétně na vnitřní výsypce lomu Vršany a na Radovesické výsypce (dnes registrované VKP). Dominovaly druhy písčin a otevřené krajiny (64 %), nejčastěji se jednalo o druhy hnízdící v zemi (59 %). Sběrači pylu a nektaru převyšovali zástupce predátorů a parazitických druhů. Vzácné druhy a vysoká biodiverzita se pojí k více písčitým (zrnitým) substrátům (obr. 4). Zajímavé biotopy se vyvíjejí i v místech s příměsí zbytkového uhlí, silnou erozí, resp. z jiného důvodu řídkou vegetací (obr. 5, 6). Nemusí se přitom nutně jednat o rozsáhlé území, postačí více menších pískovišť (obr. 7). 

Obr. 4. Redundanční analýza (vysvětlující 76,2 % variability) mimo jiné
potvrzuje, že písčité nebo raně sukcesní prostředí hostí více vzácných druhů.
Širší škálu těchto charakteristik nabízí nerekultivované plochy. 
Vypracovala Markéta Hendrychová

Obr. 5. Na výsypkách dominovaly druhy žahadlového hmyzu,
které preferují otevřené a písčité biotopy. Vypracovala Markéta Hendrychová

Obr. 6. S přibývající pokryvností vegetace ubývá počet přítomných
vzácných druhů žahadlového hmyzu.
Vypracovala Markéta Hendrychová

Obr. 7. Hnízdní kolonie kriticky ohrožené dlouhoretky krátkokřídlé
Bembix tarsata na písčitém svahu sukcesi podléhající části
Radovesické výsypky s velmi řídkou vegetací (vlevo)
a psamofilní hrabalka pocestní Anoplius viaticus (vpravo), která
běžně obývá nerekultivované výsypky. Foto Markéta Hendrychová.

Výsypky jsme doplnili výzkumem v PP Střezovská rokle poblíž lomu Doly Nástup Tušimice, kde je žahadlový hmyz v podstatě hlavním předmětem ochrany. Výsypky byly zhodnoceny jako mnohonásobně významnější, a to jak z hlediska přítomnosti, tak i abundance vzácných druhů (tab. 1).

Co si z toho vzít do praxe?
Pokud má být jedním z cílů obnovy posttěžební krajiny ochrana přírody, nejvhodnějším přístupem se ukazuje být uvážená kombinace technické a biologické rekultivace s využitím přírodních obnovných procesů, případně management blokující sukcesi včetně redukce hustého pokryvu vegetace, ke kterému směřují všechny zrekultivované plochy. Výsledky našich entomologických průzkumů ukazují, že pro vysokou druhovou pestrost a výskyt vzácných a ohrožených druhů je důležitá přítomnost jemné mozaiky různých biotopů včetně křovin a květnatých luk (i v rámci rekultivací). Pokud umožníme existenci nejen sukcesních ploch, ale i drobných mimoprodukčních biotopů typu remíz, mez a úhor, hmyz nám to v dobrém vrátí přímo v přilehlých polích, která opyluje, kde reguluje škůdce plodin atd. Jak předesílají naše předběžné výsledky studia rovnokřídlého hmyzu na hnědouhelných výsypkách, zásadní je kromě pestrosti půdních charakteristik a přítomnosti terénních nerovností také druhová pestrost zatravněných ploch. 

Poděkování
Děkujeme níže uvedeným entomologům za skvělou pomoc se sběrem a determinací bezobratlých: J. Růžička, K. Tajovský, P. Kment, O. Nakládal, J. Kupka, K. Hradil, L. Sirovičová, A. Červenková, M. Oktábec, M. Radics, Z. Jarkovská, V. Drozenová. Část výzkumu byla podpořena grantem GA ČR 105/09/1675, Specifickým výzkumem Univerzity Hradec Králové č. 2101/2015 a grantem Fakulty životního prostředí ČZU v Praze č. 42900/1322/3208.

Použitá literatura                              

Bejček, V. (1981). Vliv lesnické rekultivace výsypek po povrchové hnědouhelné těžbě na společenstva drobných savců. Sborník Okresního muzea v Mostě, řada přírodovědná, 3, 117-131.

Frouz, J., Prach, K., Pižl, V., Háněl, L., Starý, J., Tajovský, K., Materna J., Balík V., Kalcík J. & Řehounková, K. (2008). Interactions between soil development, vegetation and soil fauna during spontaneous succession in post mining sites. European journal of soil biology, 44(1), 109-121.

Hendrychová, M., Šálek, M., & Červenková, A. (2008). Invertebrate communities in man-made and spontaneously developed forests on spoil heaps after coal mining. Journal of Landscape Studies, 1, 169-187.

Hendrychová, M., Šálek, M., Tajovský, K., & Řehoř, M. (2012). Soil properties and species richness of invertebrates on afforested sites after brown coal mining. Restoration Ecology, 20(5), 561-567.

Hendrychová, M., & Bogusch, P. (2016). Combination of reclaimed and unreclaimed sites is the best practice for protection of aculeate Hymenoptera species on brown coal spoil heaps. Journal of insect conservation, 20(5), 807-820.

Majer, J. D. (1989). Animals in primary succession-The role of fauna in reclaimed lands. Cambridge University Press.

Moradi, J., Potocký, P., Kočárek, P., Bartuška, M., Tajovský, K., Tichánek, F., ... & Tropek, R. (2018). Influence of surface flattening on biodiversity of terrestrial arthropods during early stages of brown coal spoil heap restoration. Journal of environmental management, 220, 1-7.

Prach, K. (1989). Sukcese vegetace na Mosteckých výsypkách–účast jednotlivých druhů. Severočes. Přír., Litoměřice, 23, 77-83.

Sebek, P., Vodka, S., Bogusch, P., Pech, P., Tropek, R., Weiss, M., ... & Cizek, L. (2016). Open-grown trees as key habitats for arthropods in temperate woodlands: The diversity, composition, and conservation value of associated communities. Forest Ecology and Management, 380, 172-181.

Šálek, M., Hendrychová, M., & Řehoř, M. (2010). Breeding habitat of sparrowhawks, Accipiter nisus on spoil heaps after coal mining. Acta Oecologica, 36(2), 197-201.

Šálek, M. (2012). Spontaneous succession on opencast mining sites: implications for bird biodiversity. Journal of Applied Ecology, 49(6), 1417-1425.

Vicentini, F., Hendrychova, M., Tajovský, K., Pižl, V., & Frouz, J. (2020). The Effect of Topography on Long-Term Spontaneous Development of Soil and Woody Cover on Graded and Untreated Overburden. Forests, 11(5), 602.

Vojar, J., Doležalová, J., Solský, M., Smolová, D., Kopecký, O., Kadlec, T., & Knapp, M. (2016). Spontaneous succession on spoil banks supports amphibian diversity and abundance. Ecological Engineering, 90, 278-284.