Klimatickou změnu nezkoumají odborníci jen na pólech, ledovcích nebo v pouštích. Řada výzkumných center je také v České republice. Jednu takovou měřící stanici provozují u Lanžhotu na Moravě vědci z CzechGlobe. Sledují zde chování lesa v kontextu měnícího se prost ředí.
Jen kousek od hranic s Rakouskem, hluboko v útrobách lužního lesa, se tyčí obří věž. Její konstrukce je natřená tak, aby se stromy a listím co nejvíce splývala a nelákala zvídavé turisty. Na jaře tu kvetoucí česnek medvědí vytváří romantickou atmosféru, na konci února ale lesem prostupuje mráz.
I tak je ale u Lanžhotu co vidět. Zmíněná věž patří k Ekosystémové stanici Lanžhot, provozované Ústavem výzkumu globální změny Akademie věd České republiky — CzechGlobe. V oblasti Dolnomoravského úvalu množství přístrojů monitoruje, co dělá les a jeho součásti v závislosti na změnách počasí.
„Zkoumáme les na úrovni ekosystému. To znamená, že zkoumáme chování lesa jako celku. Ne jednu větvičku nebo kus půdy, ale všechno dohromady," vysvětluje Marian Pavelka, vedoucí sekce ekosystémových analýz CzechGlobe.
Pavelkova sekce spadající pod projekt, který vznikl v roce 2010 za pomoci strukturálních fondů Evropské unie v rámci zmíněného Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd, má za úkol dlouhodobě monitorovat toky energie a látek a předpovídat budoucí chování lesa v závislosti na měnícím se klimatu.
Infrastrukturu CzechGlobe tvoří celkem sedm takových ekosystémových stanic, přičemž ta v Lanžhotu patří mezi nejmladší. Další jsou na Bílém Kříži v Beskydech, ve Štítné, Třeboni, Křešíně u Pacova, Rájci a Domanínku.
Jak dýchá les Základem lanžhotské stanice je už zmíněná vytáhlá, 44 metrů vysoká věž. Na ní vědci umístili měřicí přístroje tzv. eddy-kovariančního systému. Zjednodušeně řečeno jde o systém, který nad korunami stromů měří výměnu oxidu uhličitého a vodní páry mezi lesem a atmosférou.
Z věže dokáže vědecký tým monitorovat několik hektarů lesa. Měření probíhá dvacetkrát za sekundu, z čehož se každých 30 minut vypočítá tok oxidu uhličitého a vodní páry mezi zkoumaným lesem a atmosférou. Pro každou půlhodinu tak lze určit, kolik oxidu uhličitého les přijal či vydal, a za jakých podmínek k tomu došlo. „Když vědci provádějí experimenty v laboratoři, jedná se o umělé podmínky, mnohdy vzdálené reálnému prostředí. My máme tu výhodu, že les vlastně nijak neovlivňujeme, neměníme jeho prostředí," pochvaluje si Pavelka. Díky dlouhodobému podrobnému sledování mohou vědci předpovídat budoucí vývoj. Podle Pavelky to nefunguje tak, že by se ekosystém z ničeho nic ocitl v jiném podnebí. Změna je postupná, a je dobré o ní vědět a případně se připravit. Ostatně také krajina se na nové podmínky bude adaptovat průběžně.
Měření na lanžhotské stanici probíhá už čtyři roky. Za tu dobu vědci získali mnoho poznatků o vlivu počasí a dalších faktorů na bilanci oxidu uhličitého u zkoumaného lesa. Pokud si z hodin přírodopisu pamatujete, že rostliny tento plyn spotřebovávají a produkují kyslík, vězte, že jsou dny, kdy vydají více CO2, než kolik ho přijmou fotosyntézou.
Takovým obdobím je logicky zima, kdy fotosyntéza neprobíhá. Data z Lanžhotu ale ukazují, že k tomu občas dochází i v nadprůměrně teplých a suchých dnech. „Je to jako s člověkem. Když je horko, také se mnohem více zadýcháváte," vysvětluje Pavelka.
Právě podobné dlouhodobé analýzy pomáhají vědcům najít závislosti mezi měnícím se klimatem a chováním lesa, popřípadě jiných ekosystémů. Díky tomu mohou určit, jak se bude příroda vyvíjet s ohledem na změny, které předpovídají klimatické modely — například na narůstající průměrnou teplotu nebo změny v distribuci srážek v průběhu roku.
„Zjednodušeně řečeno, najdeme závislosti a z nich vytvoříme model. Do něj pak dosadíme počasí, které pravděpodobně bude dejme tomu za padesát, za sto let. Následně získáme představu, jak ekosystém zareaguje," popisuje vědec.
Do posledního detailu Na Pavelkovi je vidět, že je mezi stromy ve svém živlu. Mráz jako by mu vůbec nevadil. S nadšením vypráví o technologiích, historii projektu, svých spolupracovnících nebo rozdílech mezi jednotlivými měřícími stanicemi.
Například na stanici Bílý Kříž v Beskydech provozuje vědecký ústav tzv. kultivační sféry, ve kterých se zkoumá vliv zvýšené koncentrace oxidu uhličitého a sucha na různé druhy smrku a dubu. I když jsou tato zařízení podobná skleníkům, jako skleník nefungují. Jejich účelem není zvyšovat teplotu, naopak, teplotu se snaží držet na podobné úrovni, jako je v okolí, ale udržují zvýšenou koncentraci oxidu uhličitého.
U rakouských hranic takové zařízení není. Přesto se tu najdou jiné technologické libůstky. Pavelka ukazuje měřící respirační komory napojené na stromy a půdu, čidla sledující sluneční svit nebo opadoměry — objemné hnědé nádoby na zachytávání listí.
Technikou na zemi měří výdej oxidu uhličitého z půdy, její vlhkost, teplotu a tok tepla do– a z ní. Zvlášť se zkoumají stromy a jejich listy. U nich zajímají vědce také tzv. odumřelé listy, které zachytávají právě zmíněné opadoměry.
„Metoda eddy-kovariance dokáže pokrýt velkou plochu lesa. Její nevýhodou však je, že měřený ekosystém vnímá jako celek; nedokáže rozlišit signál z jednotlivých složek ekosystému, zejména tedy z jednotlivých stromů a z půdy," vysvětluje, proč systém na věži doplňují menší přístroje dosažitelné ze země. „Díky tomu jsou naše data podrobnější a přesnější. Nedám ale ruku do ohně za to, že se les v této části nechová jinak a jinde bychom nedostali výsledky trochu odlišné. Proto je dobré obě metody kombinovat," komentuje Pavelka.
Kontrola 300 čidel týdně Jakýmsi mozkovým centrem celé lanžhotské stanice je kontejner umístěný přímo pod vysokou věží. V něm dlí výpočetní technika, do níž se data sbíhají a která je následně odesílá do brněnské centrály. Systém je propojený přes wi-fi. Vědci tak nemusejí být přímo v lese, ale mohou sedět v kanceláři a jen sledovat monitor.
V praxi to vypadá tak, že se do Lanžhotu jezdí jen na exkurze, doplňková měření či kvůli větší údržbě. Na místo se někdo z týmu vypraví většinou až při vážnější poruše nebo pokud je potřeba něco zkontrolovat.
Na zpracování velkého množství dat z meteorologických čidel má CzechGlobe k dispozici speciálního člověka. Právě on se stará o data nejen z Lanžhotu, ale ze všech obdobných stanic, které ústav provozuje. Celkem se k němu sbíhají informace asi ze tří set čidel monitorujících situaci v pětiminutových intervalech. „Provádí denní kontrolu. Ne že by všechna čidla kontroloval každý den, ale jednou týdně mu projdou komplet rukama. Hlídá, zda jsou data v reálných hodnotách. Na konci roku pak údaje ze všech čidel porovná, jestli se někam nevloudila chyba, a až následně nám je předá," popisuje Pavelka.
Tým pracující pro CzechGlobe spolupracuje s vědci z ostatních zemí v rámci evropské výzkumné infrastruktury projektu ICOS. Ten udává pravidla, podle nichž musí být jednotlivé stanice budovány, a poskytuje také instrukce pro samotné měření, aby dosahovalo nejvyšší kvality.
Data následně putují do globální databáze, která je veřejně dostupná. „Pro laika nemá většina údajů v ní prakticky žádnou cenu," upozorňuje zvědavce Pavelka. Pro vědce to ale znamená, že díky sdíleným číslům mohou tvořit větší analýzy ekosystémů a samozřejmě také celkové modely jejich chování.
Když uhodí blesk Kromě toho spolupracuje CzechGlobe i se soukromými firmami. Dělá například velmi přesnou denní předpověď slunečního svitu, kterou prodává energetickým společnostem. Právě z podobných projektů získává část prostředků na svůj výzkum.
Ačkoli může infrastruktura v Lanžhotu na běžného turistu působit komplikovaně, ve skutečnosti je to systém, kde má všechno své logické místo. Podle Pavelky nebylo jeho vybudování složité díky zkušenostem z předchozích projektů.
„Je to naše nejnovější stanice, takže to šlo. Navíc si měřicí systémy většinou už neděláme sami. Najímáme firmy, které vyrobí techniku a naše práce spočívá až v následném sestavení a zprovoznění tady na místě. Před patnácti lety, kdy jsme obdobné systémy vyráběli sami na koleně, to bylo horší," usmívá se vědec.
Vše na místě je pojištěné proti krádeži. Drahé přístroje by ovšem byly zloději k ničemu. Nedokázal by je použít, ani prodat. A tak je důležitější součástí pojištění ochrana před přírodními vrtochy.
„V Beskydech nám do věže jednou uhodil blesk. Všechna čidla se odporoučela. Jedno přitom stojí asi patnáct tisíc korun a tam jich bylo deset. Ale naštěstí to pojistka kryla," dodává Pavelka.
