Obnova a management mokřadů

1.Úvod

Obnova mokřadů není lehký úkol. Vyžaduje dobré znalosti z hydrologie, biologie volně žijících druhů organizmů, základů ekologie a biologie introdukovaných druhů. Každý jednotlivý projekt má svůj specifický cíl , ať již hydrologický, ekologický , či jiný. Všechny tyto cíle mohou varírovat podle toho která organizace se na jejich sestavování podílí , např. nevládní organizace, myslivecká sdružení, obce, ČOS apod. Proto je nutné znát hlavní cíl akce a to ještě před její realizací. Hlavní účast mají zejména složky ochrany přírody (AOPK, CHKO, NP , MŽP ČR ,či další).

Základní ekotechnologické postupy (upraveno dle Mitch and Gosselink, 2000)

1. Ekosystém mokřadů by měl být navržen tak, aby byla minimální potřeba lidského řízení a zasahování, tzn. systém by měl být samoudržitelný
2. Navrhovat systém, který využívá přírodní zdroje energie a stabilizace (i pro stabilizaci navazující krajiny – např. řeky transportují poměrně značná kvanta vody a živin v poměrně krátkém čase, mokřady jsou schopny tento tok zklidnit) a harmonizuje s hydrologickými a ekologickými podmínkami klimatu a krajiny
3. Navrhnout systém, který plní rozmanité funkce, přičemž jedna nebo dvě funkce jsou nejdůležitější nebo hlavní
4. Systém má být navržen jako ekoton
5. Dát systému čas se „usadit“, mokřady nevytvoříme přes noc
6. Navrhovat systém pro funkci nikoli formu (pokud např. začnou druhy invazní, nepůvodní apod. vytlačovat do mokřadu introdukované žádoucí druhy,. nebo propuknou rostlinné choroby, přičemž hlavní funkce navrženého mokřadu je zachována, jde nejspíš o stres, který se nedal při zakládání mokřadu předpokládat. Takovéto problémy indikují spíše falešná očekávání než poruchu ekosystému.).
7. „Nepřeplánovat“ mokřad (např. nevhodné jsou pravoúhlé nádrže a s tvrdými strukturami a kanály, všobecně nenavrhovat pravidelné tvary, přirozený ekosystém by měl být přizpůsoben biologickým systémům a krajinným strukturám)

2. Hydrologie a vegetace

Před započetím projektové přípravy je nutné vzít na zřetel, že se nelze soustředit pouze na místo konkrétní akce. Je nutné zhodnotit také situaci v celém rozsahu daného povodí a to zejména z hlediska množství vody, které může postihnout plochu restaurovaného mokřadu jako přítok či odtok. Hydrologie je nejdůležitější proměnnou v návrhu mokřadu. Pokud jsou hydrologické podmínky vhodné, vyvíjí se vhodně také chemické a biologické podmínky. Voda přitékající do mokřadu nese chemické látky, které mohou vylepšit nebo poškodit funkce mokřadu. Pokud je území převážně využíváno např. urbanisticky , může docházet k znečištění vody z domácností a kontaminací např. ropnými produkty a solemi. Při zemědělských činnostech mohou problémy způsobovat pesticidy nebo hnojiva (dotace fosforu, dusíku) a dotace sedimentu ze splachu z polí. V přírodních oblastech bude naopak vysoká pravděpodobnost stabilní úrovně čistého zdroje vody pro vznikající mokřad. Obecně platí, čím menší je projekt, tím větší vliv z okolních aktivit.
Jak lze tedy zjistit zátěž znečištěninami v mokřadech? Mitch a Gosselink (2000) uvádí tři způsoby:
1. Graf zátěže
Jde o jednoduchý model k odhadu retence živin nebo dalších chemických látek. V mokřadech.se měří závislost zadržení živin na množství dodaných živin (tedy zátěži) a to buď na jednotce plochy nebo objemu. Pokud je jedna z funkcí mokřadu např. zachycování živin, je dobré znát, jak bude tato retence probíhat při různém v toku živin.
2. Míra zadržování živin
Odhaduje se zadržování živin v mokřadech zpravidla srovnáním několika studií. Příklad uvádí Mitch a Gosselink, 2000 :Kapacita zadržování dusičnanového dusíku sladkovodních mokřadů, které přijímají nebodovými zdroji znečištění je v rozsahu od 3 – 69 g N m-2 rok-1 a fosforu od 0,4 do 5,6 gm-2rok-1. „Od oka“ jsou mokřady , které nejsou přetížené, schopny zadržovat fosfor v množství 1 – 2 g P m-1rok-1 a dusík 10 - 20 g N m-1rok-1
3. Empirické modely
Jsou založeny na teoretické bázi nebo empiricky určeny z velkých databází existujících umělých mokřadů a kořenových čistíren.
V tab. Č. 1 jsou uvedeny odhadované zásoby živin v přirozených a vytvořených mokřadech přijímajících živiny ze základních zdrojů.

Tab.č.1 odhadované zásoby živin v přirozených a konstruovaných mokřadech přijímajících nízké koncentrace živin z řek, zátop nebo nebodových zdrojů znečištění

Primární vliv na restauraci mokřadu má skladba vegetace. Tradiční názor, že k restauraci mokřadu je vhodná skladba druhů rostlin z okolního prostředí se v poslední době ukazuje jako možný, ale nepříliš účinný. Mokřadní druhy rostlin nejsou schopny se rozšířit přirozenou cestou a jejich nízká diverzita může poskytnout dobrý kryt pro hnízdění ptáků, ale nemusí být vhodným habitat v celé šířce jeho významu. Ovšem také projekty s výsadbou druhů s vysokou diverzitou místních rostlin se míjí se svým cílem , protože nejsou aktivně sledovány a ošetřeny během prvních pěti let od založení mokřadu. Zde se jeví dva hlavní problémy. Předně, že okolo mokřadu vznikne rákosina (bez ohledu nato, kde je takový mokřad instalován) a jaké má plnit funkce . Rákos je extrémně agresivní v kompetici s jinými druhy, které je schopen potlačit během několika let. Je tak penetrantní v okolní krajině, že jej lze nalézt téměř v každém břehovém porostu vodotečí, odvodňovacích kanálů, pobřežních pásů apod.

3. Výběr území

Potenciální mokřadní úpravy jsou nejčastěji založeny na podmínkách v blízkém sousedství navrhovaného mokřadu, především na hydrologických faktorech. Rostlinný management se stává významným činitelem pro úspěch realizace projektu . Obecně více vhodná je obnova mokřadu než tvorba mokřadu nového, protože jsou snadněji zjistitelné půdní a hydrologické podmínky a také je k dispozici zdroj semen v tzv. půdní semenné bance, přičemž je důležité zjistit a zhodnotit jejich životaschopnost. Vynikající potenciál pro obnovu mokřadu mají např. historické meandry toků, které zpustly nebo byly kanalizovány, popř. staré zpustlé, zazemnělé rybníky. Velmi důležité je také zjistit i dlouhodobější plány týkající se budoucnosti, rozvoje a změn v daném území a samozřejmě vlastnictví a cenu pozemku. Nelze zanedbat ani zhodnocení místa pro obnovu i tvorbu mokřadu. Místa odlehlá jsou více chráněna např. před vandalismem a poškozením lidskou činností, jejich cena bude nižší, také např. stížností na komáry bude méně v neobydlených oblastech. Místa v urbanizované krajině jsou zase vhodnější z hlediska různých výchovných a vzdělávacích programů pro školy nebo veřejnost.
Je potřeba zpracovat i studie týkající se chemismu půd, podzemní vody a povrchových toků, které mají vliv na kvalitu místní vody. Chemické látky ve vodě a v půdě mohou být důležitým ukazatelem produktivity mokřadu nebo bioakumulace toxických látek.
Jednotlivé rostliny na místech, vybraných pro projekt by měly být zahrnuty do seznamu pro rostlinný pokryv. Zvláštní pozornost by měla být věnována místem s potenciální možnosti výskytu rákosu a přítomnosti plevelů v pufrační zóně. Pozornost je třeba věnovat také způsobu využívaní přilehlého území a potenciálním nežádoucím druhům rostlin, které se mohou „přistěhovat“ z horních částí toku, nebo ze sousedních zemědělských oblastí ( orná půda nebo pastviny), které mohou být zdrojem nežádoucích plevelů. Důležitá je znalost předchozího využití půdy na plánovaném místě. Množství dříve aplikovaných herbicidů po více něž jednu vegetační sezonu mohou ovlivnit výsadbu rostlin plánovaných k restauraci. Při instalaci nových společenstev nesmí být použito herbicidů vůbec, což jinak vede k znesnadnění založení požadované diverzity společenstev. Doporučuje se vyloučit tato místa z akce, nebo vybrat místa, kde je jisté, že se na nich nenacházely plochy s plevelem. Pro rákos, který nemůžeme odstranit bez herbicidů, je výhodné použít pouze mechanické odstranění s následnou rekultivací po dobu několika let. Rekultivace je vhodná výsadbou zemědělských plodin jako kukuřice, nebo sója, která navíc koncentruje v půdě vzdušný dusík a je odolná proti plevelům. Lze použít také zatravnění jetelovitými druhy a následným spásáním skotem. Všechna opatření je nutné zahájit několik let před vlastní realizací projektu.

4. Introdukce rostlinných společenstev

Základem je výběr lokálních druhů rostlin. Obecně se dají použít např. rákosy (Phragmites australis), orobince (Typha latifolia, Typha angustifolia), skřípiny (Scirpus spp.), různé druhy trav a ostřic, z vodních rostlin např. lekníny (Nymphaea spp.) nebo stulíky (Nuphar spp.). Submerzní rostliny nejsou obvykle v mokřadech navrhovány, jejich rozmnožování je v iniciálním stádiu často problematické kvůli zákalu a řasám.
Česká krajina je velmi rozmanitá a proto bude záležet na místních podmínkách a proto bude směs semen rozdílná. Problémem zůstávají zdroje. V poslední době přibývá producentů různých semen druhů rostlin v ČR. Plán restaurace mokřadů musí být zohledněn na různost území a krajiny zejména pokud jde o typ mokřadu (tj.jeho klasifikace), který má být založen. Půjde také o geograficko geologický rozbor stanoviště. Použitá zemina má být z okolí do 50 km. Je vhodné použít kultivary rostlin, které zajišťují rychlou sukcesi společenstev. Za úvahu stojí, zda mají semena pocházet z přirozených místních zdrojů nebo využít semen z produkce zahradnických firem, kde lze snáze získat žádoucí druhy.
Při obnově a tvorbě mokřadů je třeba si také uvědomit, jesti požadujeme mokřad vyvíjející se přirozeně, tzv. „samonavrhující se“ (self-design wetlands), který je po založení víceméně ponechán přirozené sukcesi. V takovémto případě se v iniciální fázi sukcese často objeví nežádoucí nebo invazní druhy rostlin, pokud jsou ovšem v pořádku hydrologické podmínky, vyskytují se na mokřadu pouze dočasně. Mokřadu se ponechá čas, aby přírodními procesy vytřídil druhy a společenstva do konečné a žádoucí podoby. Pokud se do vegetace intenzivně managementově zasahuje např. selektivním plením je to přípustné pouze v začátcích, takovýto systém potřebuje přežít s využitím „vlastních“ přírodních procesů. Jiný přístup vyžadují tzv. navrhované mokřady (design wetlands), kdy jsou rostliny introdukovány a úspěch nebo neúspěch v přežití zvolených druhů je indikátorem úspěchu či neúspěchu založeného mokřadu.

Obr.č.1 Vývoj pokryvu makrofyt ve vysázených (vlevo) a a samorostlých (vpravo) mokřadů o ploše 1 ha na experimentálních plochách v Olentangy River Wetland Research Park, Columbus, Ohio během 3 let.

5. Semena

Sestavit směs semen není jednoduché. Může ji tvořit více než 30 druhů travin (ostřice, třtiny, rákosu, širokolistých bylin), dále křovin, stromů atd. Je vhodné smíchat semena podle velikosti a typů. Např. pro ostřicovou a vlhkou louku : 1) ostřice, rákos, semena malých travin, 2) širokolisté byliny, 3) velká semena travin. Malosemenné ostřice, rákos další traviny a byliny se umístí na povrch půdy, protože ke svému vyklíčení potřebují dostatek světla. Velkosemenné traviny je možno zapravit hlouběji-asi 1 cm hluboko. Při dostatečné vitalitě a klíčivosti lze očekávat až čtyřnásobně vyšší úspěch.

6. Implantace osiv

Jedná se o velmi komplikovaný proces, který vyžaduje informace o hospodaření s vodní hladinou, snížení aplikace herbicidů, výběr strojů podle jejich váhy, přípravu břehové partie. Obvykle je proláklina příliš vlhká a tím je omezeno použití těžké mechanizace, některé případy vyžadují ruční manipulaci. Hydroosev je někdy vhodný způsob dopravy semen pomocí mechanické rozsevu semen. Řada semen druhů vlhkých půd na vodě plave a proto jsou velmi vhodným doplňkem do směsi s jinými druhy. Plovoucí semena je možno rozhodit na vodní hladinu, nebo na suchou půdu připravenou k zaplavení, v obou případech se dostanou tato semena ke břehu, kde zahájí svůj růst.Semena, která neplavou na vodě je nutno nasadit poněkud dále od okraje mokřadu. Semena lze roztrousit na povrch půdy a lehce zatlačit, aby mohla při dostatku světla zahájit svůj růst. V řadě projektech se lze setkat s metodou předchozího zatravnění plochy. Živé rostliny se používají k zajištění růstu z vody vyrůstající vegetace v mělkých otevřených nádržích, hlubokých mokřadech a mělkých mokřadních zónách. Také se používají na ostřicových vlhkých loukách k založení porostů druhů, které vyrůstají obtížně a pomalu, anebo nejsou k opatření jako semena. Živé rostliny s výjimkou druhů jako leknín, šípatka, a pickerel weed musí být vypěstovány mimo vodu, jinak uhynou. Obvykle se tyto rostliny shlukují do skupin o 5-6ti jedincích na prostoru asi 30 cm v okruhu o průměru 1,5 m. Shluky jsou roztroušeny na celé připravené ploše. Vytvářejí postupně ideální plochu pro získání potravy divokých husí, které mohou vytahat všechny rostliny vznikajícího společenstva. Výsadba zmenšuje účinky erozní a stabilizuje břehovou partii mokřadu. Trvá asi pět týdnů než se výsadba řádně zakoření, proto musí být provedena v předjarním období. Teprve pak je možno dokončit výsadbu dalšími druhy, jejich pořadí se řídí délkou klíčení. Není nutné naklíčit separátně agresivně rostoucí druhy, protože jejich výsadba by narušila sukcesí vývoj společenstva. Plocha nad mokřadem se má upravit podle místních a aktuálních podmínek. Dočasně lze použít jetelotravní směsi, mulčování, za předpokladu předchozího ošetření plochy rozoráním a diskovou úpravou.

7. Ošetření půdy

Zásadně se nedoporučuje používání umělých hnojiv.V každém případě je nutno provést analýzu obsahu živin (NPK) a podle výsledku testu doplnit o organická hnojiva. Vhodné je použít ty druhy rostlin, které mají rhizobiální bakterie, které ukládají v půdě vzdušný dusík. Některé druhy travin mají houbovou mykorrhizu ,kterou získávají fosfor. Tento způsob energetického dopingu půdy je nutno konzultovat se specialisty a v budoucnu se tím nahradí ostatní hnojiva.

8. Rostlinná společenstva dle místních podmínek

Indikatorní definice společenstev
OBL= obligatorní mokřady – skoro vždy přicházejí v mokřadech (Více než 99%pravděpodobnosti)
FM= příležitostné (fakultativní) mokřady – obvykle se vyskytují v mokřadech (67%-99% pravděpodobnosti)
P=příležitostné – obvykle rovnoměrně se vyskytující jak v mokřadech tak na souši (34%do 66% pravděpodobnosti)
FS= fakultativní suchozemské- obvykle se v mokřadech nevyskytují (67%-99% pravděpodobnosti)
S= suchozemské – skoro vždy se vyskytují na souši ( více než 99% pravděpodobnosti)

Sukcesí definice
R=ranně sukcesní. Druhy jednoleté nebo dvouleté
S= středně dlouze sukcesní. Druhy středně dlouhé sukcese-uprostřed sukcesí řady-nebo subdominantní ve fytocenóze. Objevují se obecně ve druhém roce. Tato kategorie zahrnuje hlavně křoviny v lesních porostech.
P= pozdně sukcesní – na lokalitě jsou dominantní obecně pomalu rostoucí ze semen (3-5 let)

Definice zón
A= vodní – akvatické-rostliny jsou ponořené, pouze některé vyjma období květu. Mohou volně plavat nebo být zakořeněné a obecně nepřežijí období sucha. Vodní rostliny tubulosní nebo hruškovité kořenící rostliny, rostlinné fragmenty nebo předpěstované koberce.
V= vynořují zčásti nebo úplně vynořené rostliny- Rostliny,které mají zčásti ponořené listy nebo stvoly a kvetoucí partie zčásti ponořené nebo zcela vynořené. Rostou často v podmínkách zavodnění a mohou přežít krátká období sucha. Jsou obecně aplikovány ve formě rostlin nebo předpěstovaných koberců, protože jsou vysazovány do vody. V takovém případě musí být část rostlin mimo vodní hladinu, jinak zajdou. Osev semeny lze provést na bahnitou plochu nebo na okraji vodní plochy.
S= saturované. Půda je saturovaná-nasycená- vodou po většinou dobu roku, rostliny budou tolerovat periodické záplavy a období sucha. Mohou být vysázeny na vodním okraji. Řadu rostlin lze vysévat. Řada z nich je však dostupná pouze jako rostlina nebo předpěstovaný koberec.
VL= vlhké- půda je saturovaná vodou pouze sezónně v období záplav nebo po krátkou dobu, ale obecně je suchá. Většina druhů je aplikovaná jako semena.
P= přechodné, souše může být saturována vodou po krátká období , ale obecně je suchá bez vláhy. Mnoho mezických druhů bude tolerovat saturovanou a vlhkou půdu různě Dlouhé období. Mnoho druhů je vysazováno semeny-osevem.
SU= suché- suchozemské plochy obecně bez vody, pouze v období jarního tání, nebo vydatných dešťů.
Podrobněji se mokřadům věnujem v kapitole Mokřady.

9. Literatura

Mitch,J, Gosselink,J.G.(2000) : Wetlands, Third Edition, John Wiley and sons, Inc., Canada
Jacobson,R. Wetland Restotation and Management Planning