Zelená infraštruktúra a ekologická stabilita poľnohospodárskej krajiny

Súčasťou ekologickej stability krajiny je schopnosť krajiny a jej ekosystémov vyrovnávať sa s narušením zvonku. Ekologická stabilita pozostáva z mechanizmov odolnosti a pružnosti. Ekologická odolnosť vyjadruje schopnosť ekosystémov resp. krajiny prostredníctvom autoregulačných mechanizmov zachovávať a reprodukovať svoje základné charakteristiky i v podmienkach narušenia zvonku.

 

Medzi prínosy pôdy k tvorbe životného prostredia patrí:

Recyklácia uhlíka – rastliny fungujú ako filtre vzduchu, ktoré transformujú oxid uhličitý z atmosféry na cukry a spätne produkujú kyslík. Pri produkcii každého kilogramu sušiny fytomasy na poli sa z atmosféry odčerpá 3 kg oxidu uhličitého a späť sa uvoľnia 2 kg kyslíka. Značná časť viazaného uhlíka sa ukladá do pôdy na dobu pohybujúcu sa v rozmedzí desiatok až stoviek rokov v stabilnej, pevnej forme ako humusové látky a organo-minerálne komplexy.

Recyklácia vody – fotosyntéza nemôže prebiehať bez vody. Existuje priamy vzťah medzi množstvom vyprodukovanej sušiny a množstvom vody uvoľnenej do atmosféry evapotranspiráciou. Transport vody z pôdy do atmosféry evapotranspiráciou je významný ako pre produkciu fytomasy, tak aj pre recykláciu vody. Z celkového množstva zrážok dopadajúcich na súš, pochádzajú asi dve tretiny zo suchozemskej evapotranspirácie a väčšina tohoto množstva vzniká vyššie uvedeným spôsobom. Pri súčasnej úrovni poľnohospodárskej produkcie sa na každý kg sušiny fytomasy spotrebováva približne 500 litrov vody. Z uvedeného vyplýva, že poľnohospodárstvo nespotrebúva vodu, ale ju transformuje, a tým zabezpečuje ekologické prínosy spočívajúce vo filtrácii vody a v beznákladovej transformácii do nových oblakov prinášajúcich nové zrážky.

Za najvýznamnejší faktor determinujúci trvalú udržateľnosť poľnohospodárskeho systému sa považuje pôda a klimatické podmienky. Klíma býva hlavným kritériom determinujúcim trvalú udržateľnosť rastlinnej produkcie. Zvyšovanie teplôt a pokles zrážok v regiónoch je prekážkou pozitívneho vývoja smerom k trvalej udržateľnosti. So zvyšovaním teplôt vzduchu sa zvyšuje mineralizácia pôdnej organickej hmoty a klesá obsah organického uhlíka v pôde. Tento proces sa urýchľuje najmä intenzívnym obrábaním pôdy. Pôdne degradačné procesy sú tiež akcelerované v regiónoch s vysokým zrážkovým režimom, čo spôsobuje hlavne eróziu pôdy, únik živín vyplavovaním a acidifikáciu pôdy.

Kľúčové degradačné procesy pôdy predstavuje erózia, zhutnenie a úbytok organickej hmoty.

Zvýšená vodná a veterná erózia pôdy vzniká v dôsledku nesprávneho hospodárenia na pôde, nesprávneho striedania plodín, veľkej výmery honov, nevhodnej agrotechniky, chýbajúcej „ekologickej infraštruktúre“ (napr. vetrolamy, živé ploty), úbytku nelesnej drevinovej vegetácie a vysúšania mokradí. Mimoerózna degradácia je najmä utláčanie pôdy, narušenie pôdnej štruktúry a pôdnych režimov spôsobené nesprávnou agrotechnikou (osevné postupy, obrábanie pôdy) a používaním nevhodnej a najmä ťažkej techniky, zvýšeným počtom prejazdov. Zhutnenie pôdy znižuje jej produkčné aj mimoprodukčné funkcie. Utláčanie pôdy v SR ohrozuje 457 000 ha pôdy a 191 000 ha je reálne zhutnených. Iným prejavom degradácie je zamokrovanie pôd vplyvom podzemnej vody.

Degradácia je spôsobená aj  zmenami živinového režimu, najmä dusíka a fosforu, zmenami pufrovacej kapacity, akumuláciou toxických prvkov, ako sú napr. pesticídy a ich metabolity, ťažké kovy, acidifikáciou v dôsledku kyslých atmosférických depozícií (najviac zasahuje pôdy na kyslých substrátoch – kambizeme, podzoly), alkalizáciou pri nesprávnej aplikácii závlah. Monitoringom pôd sa zistilo, že 70 % všetkých pôd SR patrí medzi nekontaminované, 29 % medzi rizikové a 1,4 % medzi kontaminované (najviac Cd a Pb, menej Ni a As, extrémne hodnoty má kontaminácia Hg, Cu, Cd, Pb).

Degradácia sa následne prejavuje v ohrození edafónu, znížení obsahu humusu v pôde, najmä následkom zhoršenia fyzikálno-chemických vlastností dôsledkom vysokých vstupov agrochemikálií a kontaminácie pôdy.

Pôda je svojim rozsahom a funkciami kľúčovou zložkou prírody, preto je nevyhnutné zabezpečovať jej udržateľný vývoj.

 

 

Za poľnohospodársku pôdu sa považujú všetky poľnohospodársky využívané plochy (orná pôda, lúky, pasienky, sady, vinohrady, chmeľnice). Významným kritériom kvalitatívnej štruktúry poľnohospodárskych pôd je podiel ornej pôdy, ktorá predstavuje  z poľnohospodárskeho hľadiska pôdno–ekologicky najkvalitnejšie stanovištia. Stupeň zornenia je na Slovensku asi 61 %. Má to svoj historicky vývoj v závislosti od celkového poľnohospodárskeho ale aj socio-ekonomického vývoja nášho územia. Zjednodušene možno povedať, že jedna tretina našich pôd je úrodná, jedna tretina menej úrodná a jedna tretina málo úrodná.

K základným predpokladom udržateľného využívania prírodných zdrojov patrí zachovanie biologickej rozmanitosti – na úrovni genetickej, druhovej aj ekosystémovej. Táto biodiverzita je v poľnohospodárskej krajine chápaná v dvoch oblastiach:

• ako diverzita ekosystémov a voľne rastúcich a voľne žijúcich druhov,
• ako diverzita druhov a odrôd pestovaných rastlín a diverzita druhov a plemien chovaných zvierat.

Biodiverzita má svoju vlastnú hodnotu, nezávislú od možností jej využitia človekom. Súčasne stále viac rozpoznávame aj funkcie a služby, ktoré nám druhy a ekosystémy poskytujú. Ekosystémy sú zásobárňou druhov, ktoré človek využíva na produkciu potravín, nápojov, textílií, dreva, farmaceutických a priemyselných výrobkov, ako sú výťažky z liečivých rastlín, vosky, gumy. Ekosystémy sú zásobárňou génov rastlinných a živočíšnych druhov pre zvyšovanie produkcie v poľnohospodárstve, v lesnom hospodárstve aj v rybárstve. Výrazná časť svetovej rastlinnej poľnohospodárskej produkcie závisí od služieb opeľovačov, ale tiež od predátorov, ktorí tlmia populačné explózie poľnohospodárskych škodcov. Biodiverzita je dôležitá aj pre efektívny obeh živín a udržanie úrodnosti pôdy. Súvisí s ňou ekologická stabilita krajiny, ktorá sa spravidla zvyšuje s rozmanitosťou väzieb a s vyšším zastúpením druhov. Prítomnosť troch klimatických oblastí a kontakt štyroch geomorfologických provincií, vytvárajúci rozhranie západokarpatskej, východokarpatskej, západopanónskej a východopanónskej flóry a fauny, podmienili vysokú biodiverzitu Slovenska na relatívne malej rozlohe.

Tradične obhospodarovaná poľnohospodárska krajina, ktorá u nás prevládala až do polovice 20. storočia, sa spravidla vyznačovala vyššou rozmanitosťou ekosystémov a druhov. V niektorých podhorských a horských územiach sa dodnes zachovali fragmenty jedinečných historických krajinných štruktúr, viazané na tradičné spôsoby obhospodarovania pôdy.

Situáciu zásadne zmenila kolektivizácia, zmena krajinnej štruktúry na veľkoblokové hony a intenzifikácia hospodárenia, čím najviac utrpela krajina nížin a pahorkatín.

Biodiverzita homogenizovanej a intenzívne využívanej poľnohospodárskej krajiny je podstatne nižšia ako pri tradičnom obhospodarovaní. Dôraz sa kladie na špecifické produkčné organizmy a všetky ostatné sa odstraňujú ako buriny a hospodárski škodcovia. V dôsledku veľkoplošnej chemizácie a vysokej mechanizácie sú aj rozptýlené poloprírodné biotopy druhovo chudobné. Veľkoplošné obhospodarovanie pôdy zvyšuje frekvenciu, rozsah a následky neželaných disturbancií napr. šírenie inváznych druhov. Iným problémom je zanechávanie obhospodarovania pôdy, najmä trvalých trávnych porastov, čo vedie k nástupu degradačných procesov.

K hodnoteniu poľnohospodárskej krajiny v súčasnosti patrí aj zisťovanie stavu a zmien biodiverzity, výskytu ohrozených a chránených druhov rastlín a živočíchov, zmien ekologickej stability krajiny. Biodiverzita sa znižuje so zvyšovaním zastúpenia ornej pôdy, s veľkoplošným pestovaním monokultúr na úkor lúk, medzí a mokradí. Naopak, ekologická stabilita krajiny spravidla vzrastá so zvyšovaním ekosystémovej a druhovej rozmanitosti.

Preto je nutné zachovať a obnoviť nielen stanovištia vzácnych druhov, ale aj tých, ktoré sú kľúčové pre udržiavanie ekologickej rovnováhy v krajine (napr. vrcholové predátory, opeľovače atď.). Ich zdrojovými plôškami sú biocentrá, biokoridory a interakčné prvky miestnych územných systémov ekologickej stability. Vyššia biodiverzita vedie k efektívnejším medzidruhovým interakciám, ktoré umožňujú efektívnejšiu autoreguláciu populačnej dynamiky rôznych obyvateľov ekosystému. Možno očakávať, že gradácie populácií burín, inváznych a expanzívnych druhov rastlín, škodcov a patogénov sa budú vyskytovať menej často a menej intenzívne na tých farmách, ktoré budú mať vyššiu biodiverzitu, nakoľko tu budú populačné výbuchy škodcov tlmené dostatkom rozmanitých predátorov. Podpora biodiverzity umožňuje účinnejšie potláčať škodcov, buriny a patogény prirodzenou cestou.

 

 

Základným cieľom ochrany biodiverzity je dlhodobé zachovanie a obnova optimálneho fungovania ekologických procesov.

K ochrane biodiverzity v poľnohospodárskej krajine máme tri mechanizmy. Prvým je ekologická optimalizácia priestorovej organizácie územia, jej výsledkom je zonácia krajiny z pohľadu ochrany prírody a intenzity obhospodarovania pôdy. Patrí k nej identifikácia aj obnova ekologickej infraštruktúry, zabezpečenie primeraného percentuálneho zastúpenia ekostabilizačných prvkov – v nížinnej krajine približne 5 % až 10 % územia, v pahorkatinnej a podhorskej krajine viac.

Druhým mechanizmom je ekologizácia poľnohospodárskych technológií. Patrí sem napr. znižovanie podielu minerálneho hnojenia v prospech organických hnojív za účelom ochrany pôdy a vody, zníženia znečisťovania  mokradí, vodných tokov, remízok, redukcia využívania herbicídov a pesticídov a ich postupné nahrádzanie biologickými postupmi potláčania burín a škodcov, podpora extenzívneho využívania trvalých trávnych porastov aj  tradičných spôsobov hospodárenia uchovávajúcich mozaikovitú krajinu. Tretím je osobitná ochrana cenných prírodných a poloprírodných ekosystémov. Patrí sem napr. ochrana a obnova biotopov malých vodných tokov, rybníkov, druhovo pestrých TTP, posunutie termínov kosieb na lúkach s hniezdiacimi ohrozenými druhmi vtákov, prispôsobovanie agrotechnických postupov požiadavkám ochrany ohrozených druhov rastlín a živočíchov, vytváranie ochranných zón okolo cenných biotopov, najmä vodných zdrojov a pozdĺž vodných tokov. Okrem druhovej a ekosystémovej diverzity je významným článkom adaptačného potenciálu aj početnosť jedincov na stanovišti, tá rozhoduje o pestrosti génových kombinácií, ktorá je daná šírkou genofondu.

Zmeny ekosystémov spôsobené človekom a zánik druhov však v ostatných 50 rokoch prebiehajú rýchlejšie ako kedykoľvek v doterajšej histórii ľudstva. Strata biodiverzity je jednou zo základných hraníc planéty, ktorú ľudstvo už prekročilo. Spojením straty diverzity a zmeny klímy sa zvyšuje riziko nezvratných zmien a oslabuje hospodársky rozvoj a odolnosť spoločnosti voči novým výzvam. V roku 2015 zaradilo Svetové ekonomické fórum „stratu biodiverzity a kolaps ekosystémov“ medzi 10 najväčších globálnych rizík.

Až 25 % európskych živočíšnych druhov čelí zániku a 65 % biotopov s významom pre EÚ má nepriaznivý stav ochrany, predovšetkým z dôvodu ľudskej činnosti. Pokračuje zhoršovanie základných ekosystémových služieb.

Intenzívne poľnohospodárstvo zaťažuje prírodné prostredie a krajinu, spôsobuje pokles biodiverzity, znižuje ekologickú stabilitu krajiny a jej ekosystémov a rovnakým dielom znižuje kapacitu krajiny poskytovať človeku environmentálne úžitky. Základné mechanizmy straty biodiverzity v poľnohospodárskej krajine môžeme zhrnúť nasledovne:

• Likvidácia, zmena a strata stanovíšť, napr. zábery pôdy poľnohospodárskymi stavbami, intenzifikácia, rekultivácie, meliorácie, rozorávanie trávnych porastov, likvidácia drevín. Strata stanovíšť sa podpísala na úbytku populácií mnohých druhov žijúcich v poľnej krajine, napríklad jarabice poľnej (Perdix perdix). Jej stav sa na území bývalej Československej republiky v r. 1935 odhadoval na 6 miliónov jedincov – dnes sú to iba stovky. Výrazne klesli aj stavy voľne žijúcich výkonných opeľovačov. Tento proces negatívne najviac poznamenal Podunajskú, Východoslovenskú a Záhorskú nížinu.
• Fragmentácia biotopov spôsobená odstraňovaním líniových prvkov napr. nelesnej krovinovej a stromovej vegetácie, reguláciou vodných tokov, tiež sceľovaním poľnohospodárskych pozemkov. Fragmentácia vedie k rozpadu pôvodného stanovišťa na menšie časti, často izolované bariérami (obrovské lány monokultúr), pri súčasnom zmenšení celkovej rozlohy stanovišťa. Fragmentácia biotopov zvyšuje priestorovú izolovanosť fragmentov pôvodných plôšok, obmedzuje možnosti šírenia a migrácie druhov, znižuje životaschopnosť miestnych populácií, aj možnosti rekolonizácie plôšok po miestnych vyhynutiach.
• Degradácia stanovíšť a znečisťovanie zložiek životného prostredia, napr. používanie minerálnych hnojív, pesticídov. Intenzívna chemizácia vedie k plošnému rozšíreniu polutantov v krajine, ktoré ohrozujú najmä vysokozraniteľné druhy ako napr. rýchly ústup orchideí z lúk a pasienkov po začatí minerálneho hnojenia. Rast koncentrácie toxických látok (biomagnifikácia) v potravných reťazcoch ohrozuje najmä vrcholových predátorov, pri ktorých vedie k poruchám rastu a reprodukcie. Hydromelioračné opatrenia spôsobili zánik mnohých cenných biotopov najmä druhovo bohatých mokradných ekosystémov a brehových porastov.
• Nadmerné využívanie ekosystémov, prekračovanie ich ekologickej únosnosti, napr. nadmerné intenzívne spásanie druhovo pestrých pasienkov, intenzívne hospodárenie na pôde spojené s vysokými dávkami minerálnych hnojív a pesticídov a s vysokou intenzitou obrábania pôdy. Vysoké dávky minerálnych hnojív spôsobili zníženie druhovej pestrosti lúk, používanie pesticídov viedlo k likvidácii prirodzených predátorov škodcov.
• Orientácia na úzke spektrum odrôd a plemien a nástup inváznych druhov. Nebezpečné invázne druhy sa šíria pozdĺž vodných tokov a ciest, napr. boľševník obrovský (Heracleum mantegazzianum), pohánkovec japonský (Fallopia japonica) a mnohé ďalšie. Vypadávanie starých krajových odrôd a zanechanie chovu trhovo menej úspešných pôvodných plemien vedie k zužovaniu génovej základne poľnohospodárskych plodín a hospodárskych zvierat.
• Úbytok biodiverzity pustnutím lúk a pasienkov. Trávne ekosystémy horských oblastí sú dnes ohrozené opúšťaním vzdialených a ekonomicky menej efektívnych trávnych porastov. Ak na nich prestane pôsobiť tlak odoberania nadzemnej biomasy, pod ktorým sa vyvinuli, nastáva invázia expanzívnych druhov tráv a bylín (napr. pichliače) a sukcesia. Stráca sa tým biodiverzita v druhovo pestrých lúčnych a pasienkových spoločenstvách.
• Ústup druhov v dôsledku globálnych klimatických zmien. Zosilnenie skleníkového efektu zvyšovaním koncentrácie skleníkových plynov povedie k nárastu priemernej teploty zemského povrchu o 1,4 ˚C až 5,8 ˚C medzi rokmi 1990 a 2100. V súvislosti s tým v SR očakávame posun vegetačných pásiem o 200 až 300 km na sever a o 150 m až 300 m do výšky už do roku 2075. S úbytkom biodiverzity na Slovensku súvisí aj zníženie ekologickej stability krajiny sprevádzané periodickým premnožením niektorých druhov škodcov, patogénov a burín, vznikom rezistentných foriem, rýchlym odtokom vody, znížením konkurenčnej schopnosti a vitality rastlín a slabšou efektívnosťou využitia živín z pôdy a dodaných hnojív.

 

Autori: Ing. J. Smatana, PhD., doc. Dr. Ing. M. Macák, Katedra udržateľného poľnohospodárstva a herbológie, FAPZ, SPU v Nitre