Méně známí nepřátelé lesů - dusík a ozón

Dusík představuje základní biogenní prvek pro výživu rostlin. Pokud však dojde k jeho nadbytku, může způsobovat zásadní poškození přírodního prostředí včetně lesních ekosystémů. Spolu s přízemním ozonem jsou proto - kromě změny klimatu - považovány za jedny z hlavních hrozeb pro tyto ekosystémy. Odborníci pod vedením Ivy Hůnové z Ústavu pro životní prostředí PřF UK proto blíže analyzovali a stanovili oblasti lesních ekosystémů v Česku s nejvyššími expozicemi přízemního ozonu a depozicemi dusíku.

Antropogenními zdroji jsou kromě nadměrného hnojení dusíkatými hnojivy a chovu hospodářských zvířat zejména vznik oxidů dusíku při veškerých spalovacích procesech, mj. při automobilové dopravě, která má stále rostoucí trend. Odborníci na tuto problematiku se proto zaměřili na oblast pokrytou lesy - plochu přes 28 tis. km2, tj. 34 % Česka, která se nachází především v horských oblastech, kde je zpravidla vyšší mokrá depozice dusíku v důsledku vyšších srážkových úhrnů i vyšší koncentrace přízemního ozonu, které zpravidla rostou s nadmořskou výškou, hlavně v důsledku vyšší globální radiace, občasným transportem stratosférického ozonu či při teplotní inverzi. Hodnocení proběhlo na základě kontinuálních dat koncentrací ozonu a výpočtu depozice celkového dusíku s pomocí dat z Českého hydrometeorologického ústavu pro období mezi lety 2000–2015. Období bylo zvoleno záměrně vzhledem k relativně stabilnímu stavu koncentrací zkoumaných látek oproti předešlé době, navíc nedošlo ke změně metody měření.

Zatímco koncentrace depozice dusíku se rok od roku měnily jen minimálně, expozice přízemního ozonu vykazovaly výrazné změny, neboť jeho vznik a výskyt ovlivňuje mnoho dalších faktorů - nejen přítomnost prekursorů ozonu, tedy oxidů dusíku a těkavých organických látek, ale také meteorologické podmínky, a to především intenzivní sluneční záření, vysoká teplota, nízká vzdušná vlhkost a úhrn atmosférických srážek. Počasí tak mnohdy určuje výskyt přízemního ozonu více než změny v emisních koncentracích. 

Jelikož pro zkoumání potenciálních dopadů vysokých koncentrací dusíku a přízemního ozonu na životní prostředí a pro navrhování vhodných protiopatření je důležitá identifikace potenciálních rizikových oblastí s vysokým zatížením, autoři na základě dat a odborných metod stanovení vymezili oblasti s vysokou zátěží dusíku, ozonu a současně obou faktorů.

Pro zhodnocení expozice ozonu byl využit expoziční index AOT40, který udává dlouhodobou kritickou úroveň pro ozon vyjádřenou jako kumulativní expozice nad prahovou koncentrací 40 ppb (parts per billion neboli dílů na jednu miliardu) a je počítán pro každou hodinu za celé období vegetační sezóny, tedy od dubna do září každého roku. Index se v současné době hojně využívá pro stanovení vlivu přízemního ozonu na lesní ekosystémy a zemědělské plodiny. K výpočtu celkového dusíku byl proveden součet mokré (NH4+, NO3- ve srážkách) a suché (NOx) depozice.

Zajímavým zjištěním bylo prostorové rozložení oblastí s vysokou depozicí dusíku a expozicí ozonu, které byly odlišné v jednotlivých částech Česka. To je podstatná zpráva. Zatímco vysoká atmosférická depozice dusíku byla pozorována zejména v severních částech na hranicích s Německem a Polskem (Krušné hory, Krkonoše, Jizerské hory, Orlické hory, Jeseníky, Beskydy), vysoké expozice ozonu se objevovaly převážně v jižních částech našeho území (zejména Šumava, jižní část Českomoravské vrchoviny, jihovýchodní Morava). Pouze malá část oblastí (4,6 %) představovala zátěž s vysokými hodnotami obou faktorů současně (zejména vrcholové části pohoří Krušných hor a Jeseníků). Výsledky mohou být vysvětleny tím, že hlavní zdroje emisí oxidů dusíku se nacházejí zejména v severozápadních a severovýchodních částech Česka a expozice přízemním ozonem koresponduje s mapou globálního slunečního záření.

Vysoké koncentrace dusíku a přízemního ozonu jsou obávaným faktorem, který ohrožuje přírodní ekosystémy a životní prostředí na celém světě, a to různými možnými způsoby od negativního působení na složení a funkci půdního mikrobiomu spolu s narušením přirozené biologické funkce půdy přes degenerativní změny rostlin projevující se žloutnutím až červenáním až po omezení fotosyntézy a odumírání. Výsledky nedávné studie tak představují zásadní informace pro následnou podrobnější analýzu dopadů vysokých koncentrací dusíku a expozice ozonu na zdravotní stav nejen českých lesů.