Vietor nie je len ničivý živel, ale aj pomocník: Účinkom vetra na rast stromov nebola doteraz venovaná dostatočná pozornosť

No ďalším, čo veľmi znepokojuje vedcov zaoberajúcich sa lesmi, je vplyv preriedenia porastov. Poukazujú v tomto prípade na zvyšujúce sa riziko vyvrátenia stromov počas silného vetra. Hlavnou činnosťou v lesnom hospodárstve je skutočne prebierka, ktorá sa v súčasnosti často odporúča na zmiernenie stresu stromov v dôsledku sucha. Dochádza pritom k zníženiu indexu listovej plochy a nasleduje odparovanie.

No ekológovia sa okrem tohto rizikového prístupu pre pestovanie stromov a ukladanie uhlíka v produkčných lesoch sústreďujú aj na odolnosť voči vetru v zložitejších lesoch a hľadajú dôležité funkčné črty. Často sa hustota dreva považovala za ukazovateľ mechanickej pevnosti dreva a samozrejme aj odolnosti stromov voči silnému vetru.

Vo všeobecnosti prevláda názor, že vietor má škodlivý vplyv na stromy v lese. Pritom sa však zabúda na skutočnosť, že vietor tiež pôsobí ako dôležitý environmentálny signál, kontrolujúci rast stromov prostredníctvom thigmomorfogenézy. Thigmomorfogenéza je fenomén, ktorý popisuje reakciu rastlín na mechanickú stimuláciu, ako je vietor a konštantné sily (ako je gravitácia), atď.

V prípade tohto procesu sa sníma mechanické napätie v živých tkanivách vyvolané vetrom a toto snímanie riadi aktivitu rastlinných pletív, ktoré sa špecializujú na tvorbu nových buniek podľa určitého vzoru. Vedie to k zvýhodneniu umiestnenia uhlíka do kmeňa a koreňového radiálneho rastu namiesto primárneho rastu, čo ovplyvňuje zúženie kmeňa, štíhlosť a tvar (silnejšie stromy).

Aj keď má thigmomorfogenéza významnú úlohu pri raste stromov a prideľovaní uhlíka, tento proces je do značnej miery prehliadaný v modeloch ekológie a hospodárenia lesa. Vietor ako rastový faktor chýba vo vývojových modeloch rastu lesa, nástrojoch na modelovanie rizika vetra alebo širších ekologických analýzach.

Z pohľadu dnešných globálnych zmien, prebiehajúcich v lesoch, nastal čas zahrnúť thigmomorfogenézu a snímanie napätia vyvolaného vetrom do ďalších štúdií spolu s ďalšími environmentálnymi faktormi. No bude si to vyžadovať interdisciplinárne úsilie, spájajúce biomechanikov, modelárov rastu lesa a tiež experimentátorov v lesnom hospodárstve a ekológii. Práve nedostatok zázemia v biomechanike je čiastočne vysvetlením, prečo sa účinkom vetra na rast stromov doteraz nevenovala dostatočná pozornosť.

Na stromoch sa thigmomorfogenéza študuje už desaťročia, ale väčšinou v mladých výhonkoch rastúcich v skleníku a podrobených umelej mechanickej stimulácii. Zistilo sa, že silne ovplyvňuje apikálne aj kambiálne aktivity a tým aj rast kmeňov a koreňov. Po mechanickej stimulácii sa apikálny rast kmeňa znížil, zatiaľ čo radiálny rast kmeňa a koreňov sa zvýšil, čo malo za následok zakrpatenejšie a lepšie ukotvené jedince

V prípade niekoľkých terénnych prác došlo k oddeleniu snímania mechanických signálov a súvisiace thigmomorfogenetické reakcie od iných funkčných procesov. Pritom ich výsledky odhalili obrovskú úlohu thigmomorfogenézy pri riadení rastu stromov v lesoch. Zistili zvýšenie o 40 % výškového rastu a zníženie o 25 % bazálnej plochy vo výške 1,3 m po znížení prirodzeného ohybu 50 – 55 ročného stromu (Meng et al., 2006).

Thigmomorfogenéza vyvolaná vetrom je kľúčovou hnacou silou tvorby dreva a prideľovania uhlíka sekundárnemu rastu. Okrem toho dochádza k významnému ovplyvneniu distribúcie biomasy pozdĺž výšky stromu, čím dochádza k zúženiu stromu. Pri stromoch, ktoré sa voľne kývajú, dochádza k väčšiemu umiestňovaniu biomasy do spodnej často stonky, pri kotvených stromoch sa znížila v bazálnej časti stonky a zvýšila sa vyššie v stonke.

Podľa vedcov tieto výsledky spochybňujú bežne uznávané teórie o hydraulickom kondicionovaní zákonov o nerovnomernom raste niektorých častí v prípade sekundárneho rastu, akou je teória modelu potrubia (Lehnebach et al., 2018).

Okrem stimulácie zmeny spôsobujúcej výrazné rozdiely v šmykovej pevnosti pri rôznych smeroch zaťaženia ohýbanej stonky dochádza k zmene diferenciálu dreva, čo vedie k špeciálnemu drevu, nazývanému ohybové drevo, ktoré sa vyznačuje zvýšenou hustotou a vyššou mechanickou odolnosťou.

Úvahy o vetre, ako o nebezpečenstve pre stromy, do značnej miery ovplyvnilo doterajšie uvažovanie o pôsobení vetra v lese. Mechanické signály (preťaženie) vyvolané vetrom sú však vnímané aj stromami a ovplyvňujú ich rast. Snímanie deformácii spôsobených vetrom skutočne vysvetlilo 33 – 131% radiálneho rastu vo výške pŕs pre dva ihličnany a jedno tvrdé drevo v podmienkach nedávneho narušenia a 20 – 74 % radiálneho rastu vo výške pŕs po prerieďovaní.

Zistilo sa tiež, že mechanosenzovanie silne ovplyvňuje distribúciu biomasy pozdĺž výšky stromu, čím dochádza k nerovnomernému rastu niektorých častí stromu, ako aj pridelenie biomasy medzi časťami stromu, ktoré pôsobia na pomer koreňov k nadzemnej časti.

Na efektívne riešenie výziev, ktoré predstavujú globálne zmeny v lesov, vrátane rastu stromov, zraniteľnosti a ekológie, je nevyhnutný interdisciplinárny výskum, pričom kľúčovú úlohu v tomto úsilí musí a bude zohrávať thigmomorfogenéza.

Spracoval: Ing. Ján Krnáč