Zespół dr. hab. Michała Słowińskiego pokazał, jak zmiana zagospodarowania Borów Tucholskich - z lasów mieszanych na monokulturę sosny - wpłynęła na wzrost występowania zaburzeń w tych ekosystemach.

Z badań naukowców wynika, że w ostatnich 200 latach w Borach Tucholskich zaobserwowano więcej pożarów, katastrofalnych połamań dużych połaci lasu przy silnych wiatrach czy większą podatność monokultur na gradację owadów, niż w czasach, kiedy las nie był jeszcze uprawiany przez człowieka. Wyniki badania ukazały się na łamach Journal of Environmental Management.

Dr Michał Słowiński z Instytutu Geografii i Zagospodarowania Przestrzennego PAN przypomina w rozmowie z PAP, że w 2012 r. przez Bory Tucholskie przeszła wichura. Trąba powietrzna zniszczyła 500 hektarów lasu, w pasie o długości ponad 9 km i szerokości 300-400 m. Z lasu usunięto 142 tys. m sześciennych drewna. Na miejsce usuniętych drzew zostały posadzone nowe. W 2017 przez las przeszła kolejna nawałnica, a straty w drewnie szacowano na ok. 7 milionów metrów sześciennych. Usuwanie drewna na tych terenach trwa do dziś. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy i wcześniej w Borach Tucholskich występowały podobne katastrofy.

Można to wyczytać nie tylko ze źródeł historycznych, ale też z badań paleoekologicznych. I tak badacze "wbili" się w dno jeziora Czechowskiego (północna część Borów Tucholskich) i pobrali stamtąd rdzeń osadów biogenicznych. "To unikatowe jezioro" – opowiada rozmówca PAP - "na jego dnie powstają tzw. osady rocznie laminowane". Jak tłumaczy, osady te można porównać do słojów drzew, w których zapisana jest przeszłość w rocznej rozdzielczości. Co roku na dnie jeziora osadzają się więc kolejne, cieniutkie warstwy - jasne wiosenno-letnie i ciemne jesienno-zimowe. Wykorzystując analizy paleoekologiczne w osadach jeziornych i torfowiskowych (tj.: analizy m.in. pyłków, węgli drzewnych, okrzemek, ameb skorupkowych czy wioślarek) można znaleźć informacje o stanie środowiska w poszczególnych okresach historycznych. I tak np. ziarna pyłku roślin, które w danym sezonie opadają na dno jeziora, wskazują na to, jak wyglądała szata roślinna w okolicy. "Dzięki temu jeziora są ważnymi archiwami" - zaznacza dr Słowiński.

W swoich badaniach naukowcy przeanalizowali setki lat historii przemian środowiska obszaru Borów Tucholskich. Interesujące zmiany dotyczące struktury roślinności dają się zauważyć pod koniec XVIII wieku. Z danych historycznych wiadomo, że po pierwszym rozbiorze Polski w 1772 roku, Prusy na dużą skalę zaczęły przekształcać lasy w Borach Tucholskich. Efektem tego były zręby zupełne (a więc wycinka wszystkich drzew) i wprowadzenie monokultur sosnowych.

Taki obraz znajduje potwierdzenie w danych pochodzących z dna jeziora. O ile wcześniej na badanym terenie występował las mieszany z udziałem sosny na poziomie 30-40 proc., o tyle nagle, w ciągu dekady, w efekcie działalności człowieka, udział ten podskoczył aż do 60-70 proc. Odbywało się to kosztem drzew liściastych, takich jak grab, lipa czy buk.

Naukowiec opowiada, że od czasu, kiedy w Borach Tucholskich pojawiła się monokultura sosny, wzrostowi temu towarzyszy zwiększony udział węgli drzewnych w analizowanych próbach. "Kiedy las się pali, fragmenty spalonego drewna unoszone są przez wiatr i trafiają do pobliskich jezior i torfowisk. Ilość tzw. węgielków drzewnych w próbkach z rdzeni mówi nam o intensywności pożarów" - tłumaczy.

Dr Słowiński wyjaśnia, że dane paleoekologiczne ukazały, iż las mieszany, jaki występował przed wprowadzeniem monokultury, był bardziej odporny i mniej narażony na pożary, niż las posadzony. Jak dodaje, częstsze występowanie pożarów ma też związek z przekształceniami terenu - m.in. z melioracjami, które miały miejsce przez ostatnie 200 lat. Z ryzykiem pożarów związane są także obserwowane zmiany klimatyczne, łączone chociażby ze zmianą struktury opadów i większym ryzykiem suszy.

"Taki las tylko czeka na iskrę" - komentuje naukowiec.

Podając przykład mówi o roku 1992, kiedy to w sumie w trzech tylko pożarach w okolicy Rud Raciborskich, w Puszczy Noteckiej oraz na terenie Borów Dolnośląskich spłonęło prawie 20 tys. ha lasu.

Dr Słowiński dodaje, że las charakteryzujący się niską bioróżnorodnością jest też mniej odporny na inne zaburzenia, takie jak gradacja szkodników czy patogenów. Dobrym tego przykładem są Bory Tucholskie, które były świadkiem kolejnych gradacji owadów - strzygonia choinówka (Panolis flammea) oraz brudnicy mniszki (Lymantria monacha) kilkukrotnie w XX w. Najbardziej dotkliwa była gradacja z lat 20. XX wieku. Straty spowodowane wówczas przez owady były tak ogromne, że zdecydowano się wyciąć ogromne połacie lasu. Na ich miejsce posadzono ponownie las sosnowy - monokulturę, a więc wszystkie rośliny w podobnym wieku. A przez to jeszcze bardziej narażone na kolejne zaburzenia.

Wichury to kolejny czynnik ryzyka dla monokultur. Dr Słowiński tłumaczy, że sosny to gatunek bardzo odporny na wiatr. Ma to związek ze strukturą drewna oraz systemem korzeniowym tych drzew, a dowody znajdziemy np. w lasach nad morzem, gdzie powyginane i niewysokie sosny są w stanie przeciwstawić się sztormom. Jeśli jednak wszystkie drzewa posadzone są w jednym czasie, to zamiast w odporność na wiatr - inwestują we wzrost, by nie pozostać w cieniu sąsiadów. Dlatego jedna wichura, jak w 2017 r., jest w stanie połamać kilkaset hektarów takiego sosnowego lasu.

Dr Słowiński podsumowuje, że historia Borów Tucholskich daje różne lekcje, jeśli chodzi o gospodarkę leśną.

"Możemy się uczyć na błędach" - komentuje.

Tymczasem - jak dodaje badacz - na miejsce tych powalonych drzew ponownie sadzone są przede wszystkim sosny.

Naukowiec zwraca uwagę, że nawet w lasach gospodarczych warto myśleć długofalowo, jeśli chcemy kształtować ekosystem lasu i jego funkcje. Z badań paleoekologicznych zaś wynika, że większa bioróżnorodność w lasach (nawet pół-naturalnych) może mieć również związek z czerpaniem większych zysków ekonomicznych z lasu. "Różnorodność wiąże się z odpornością ekosystemu, a las różnorodny biotycznie to las zdrowy, bardziej odporny na zaburzenia" – podsumowuje naukowiec.

Badania finansowane były w ramach projektów Narodowego Centrum Nauki.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala