Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Příběhy z přírodního archivu

Paleoekologická rekonstrukce tří rašelinných profilů z pískovcového skalního města
Publikováno: Vesmír 81, 692, 2002/12
Obor: Geologie

Národní přírodní rezervace Adršpašsko-teplické skály je největším a nejlépe vyvinutým pískovcovým skalním městem Broumovského výběžku. Kromě něj tu lze najít několik dalších pískovcových měst, např. Broumovské stěny, Hejdu, Ostaš. Bizarní krása skalních věží a stěn je zajímavá pro horolezce, kteří v nadmořské výšce kolem 600 m objímají Paní starostovou, láká turisty i přírodovědce. Území je výškově i horizontálně mimořádně členité, což vyvolává několik ekologických efektů – např. velkou mozaikovitost rozdílných stanovišť nebo „uvěznění“ studeného, vlhkostí nasyceného vzduchu, který klesá z vyšších míst a drží se v roklích. Vedle geomorfologa si proto přijde na své také botanik, který zde najde mnoho horských rostlinných druhů a společenstev. Zoologové tu vypátrali spoustu unikátních bezobratlých živočichů, zejména pavouků. Místo je zajímavé i paleobotanicky. Historii jednotlivých rostlin společně s rostlinnými společenstvy lze sledovat v sedimentech, které vznikají v průrvách mezi pískovcovými skalami. Na základě analýzy makrozbytků jsem studovala tři takové rašelinné profily v místech vzdálených od sebe vzdušnou čarou jen asi kilometr. První dva – Kancelářský příkopKraví hora – jsou celkem mladé a mělké, kdežto Vlčí rokle je stará a mocná.

Terénní prohlubně plné tajemství
V prohlubních mezi pískovcovými stěnami jsou místa, kde se hromadí organický materiál, zejména listy či jehličí, lodyžky mechů a stébla travin. Běžný je i podíl anorganický, od jednotlivých zrnek písku po celé minerální vrstvičky. Jde hlavně o písčitý materiál opadaný ze skal, který se na jejich úpatí ukládá a hned se třídí podle hmotnosti částic. Jak se odtud dostane do rašelinného profilu? Nejčastěji bývá splaven vodou. Při prudkém dešti může být spláchnut od báze skal o několik metrů dále, na místo, kde se vytvoří vhodný substrát pro opětovný růst rostlin. Tak je materiál konzervován a vložen do profilu mezi vrstvy organického materiálu. Rychlost sedimentace se ovšem liší: organická usazenina v téže hloubce může být stará několik let, ale i několik staletí či tisíciletí. Nahromaděný materiál si lze představit jako jistý druh archivu, v němž si čteme o minulosti krajiny jako v knize (viz Vesmír 78, 367, 1999/7).

V běžné krajině však skoro žádný příhodný sediment najít nelze (kromě rašelinišť, slatin, jeskynních či jezerních sedimentů apod.), protože se hmota na vzduchu rozkládá a skoro nic se nezachovává. Naproti tomu v pískovcích panují příznivé podmínky jak k hromadění materiálu, tak k jeho uchování. Procházíme-li pískovcovými skalami, často nás ani nenapadne, že je pod námi i několik metrů rašeliny. Rozklad organického materiálu je zpomalen kyselým pískovcovým prostředím a také vysokou hladinou podzemní vody. Ta vytlačuje ze sedimentu kyslík, bez nějž bakterie nepřežijí. Tomuto procesu se říká rašelinění (Vesmír 78, 438, 1999/8).

Profily nejen vznikají, ale také zanikají. Mnoho návštěvníků si všimne hnědých, zpěněných potoků protékajících skalním městem. Nezpůsobují to saponáty nebo jiné nečistoty, ale právě vrstvy rašeliny. Mohutný vodní tok při silném dešti rozruší sediment, voda získá spádem energii a odnese část rašelinného profilu. Vodní eroze je důležitým prvkem, který ovlivňuje mocnost rašelinných vrstev. Je nutné s ní počítat.

Kancelářský příkop: profil, kde často hořelo
Tento rašelinný profil je sycen dešťovými srážkami a povrchovou vodou. Na pískovcové podloží nasedá prachovito-písčitý sediment, mocný 70 cm, který pochází pravděpodobně z okolních pískovcových skal. Nad anorganickou vrstvou se nachází organický horizont mocný 130 cm.

V profilu se několikrát vyskytují zuhelnatělé části smrku, 1) břízy 2) a borůvky. 3) Býval tu pravděpodobně řídký porost smrku s břízou a s kyselomilnými keříčky v podrostu, který podlehl ohni. Změnu zdejších podmínek po požáru využily mechy, zejména rašeliník a ploník. Rašeliníků ale existuje mnoho druhů a jejich životní nároky jsou dosti rozmanité. V sedimentu byli objeveni zástupci jak vlhkomilných druhů, 4) tak těch, které dávají přednost spíše sušším místům. 5) Druhy suchomilné rostly na vyvýšených částech povrchu rašeliniště, kdežto vlhkomilné v prohlubních, kde měly blízko k vodě. Z cévnatých rostlin bychom zde našli např. suchopýr pochvatý, 6) jemuž svědčily výhodnější vodní poměry v terénních prohlubních. Na sušších partiích bylo místo také pro dřeviny, např. pro semenáčky smrku, borovice, 7) břízy (v blízkosti možná i jedle 8) a buku, 9) ale ty nebyly prokázány) a keříčky, jako je vřes, 10) borůvka či brusinka. 11) Jejich nástup lokalitu vysušil a zastínil, vegetace se vrací do stavu před požárem.

Cyklická událost se suchopýrem pochvatým byla v profilu Kancelářský příkop zachycena dvěma zřetelnými horizonty. Suchopýr se začíná hojně objevovat vždy po požáru, kdy jeho pochvy a tkáně následují po zuhelnatělých částech rostlin. Otázkou jsou úvodní tkáně suchopýru vyskytující se blízko báze profilu, kterým opět předcházely zuhelnatělé části. Dá se předpokládat, že se suchopýr na ploše objevil poměrně brzy, možná nedlouho poté, co na usazeném anorganickém materiálu začaly růst první rostliny, tedy v subboreálním období, přibližně před 5000 lety. Jeho výskyt mohl být tehdy sice podpořen, ale jeho výraznější nástup na samotné bázi profilu se nepodařilo zachytit (což může souviset se způsobem odběru). Lze se ptát na stáří těchto událostí s tmavšími horizonty, ale pokud nebudeme samotné uhlíky datovat (za předpokladu, že se neměnila jejich poloha v profilu), budeme jejich věk znát pouze přibližně, podle ostatních nálezů, jejichž stáří známe. Snad pouze v případě nejmladšího – v pořadí čtvrtého – výskytu uhlíků smrku v povrchové vrstvě (zhruba v hloubce 5–25 cm) je možné se domnívat, že soubor poukazuje na požár, který podle kronik proběhl ve skalách roku 1824. Podobné nálezy uhlíků lze najít v povrchových horizontech na více místech skal a hovoří to pravděpodobně o rozsahu požáru.

Kraví hora: profil, kde se vůbec nic nestalo
V profilu Kraví hora, mocném 1,4 m, začala sedimentace materiálu rovněž zhruba před 4500 lety. Profil se nachází blízko pískovcové plošiny, ve vrcholové rovné části skal, kde nejsou výrazné skalní stěny ani terénní prohlubně. Na tomto místě bychom vrstvy organického materiálu nehledali, a přece nedaleké pískovcové skály poskytly vhodné sedimentační prostředí.

Oproti dvěma zbylým profilům je zdejší terénní prohlubeň velmi úzká, přibližně 3 m. Přítomná rašelinná čočka je sycena dešťovou vodou, která protéká pískovcovou stěnou jako filtrem (proto je voda ve skalách pitná) a vyvěrá na bázi skalní stěny. Stejně jako v předchozím případě se v profilu vyskytovaly zuhelnatělé části rostlin. Opět je možné spekulovat o požárech, které proběhly přímo na tomto místě, nelze však vyloučit, že vítr přinesl uhlíky z okolních skal.

Profil má monotónní historii. V celé jeho mocnosti lze najít vzorky smrku, borovice, břízy, ojediněle též vřes či borůvku. Velmi časté byly lodyžky bezcévných druhů. Stejně jako v předchozím profilu jde o rašeliník 12) a ploník. 13) Podle velmi podobného složení vrstev se dá předpokládat, že zde panují poměrně neměnné přírodní podmínky, které způsobují uniformitu vegetačního složení bez ohledu na změnu makroklimatu. V sedimentu je zajímavý nález více než 30 semen maliníku, 14) jehož vysvětlení není zcela jednoznačné. Mateřská rostlina mohla růst na světlém okraji skal či na lokalitě samotné. Nemusela mít ani tak silnou úrodu. Toho neznámého roku na ní mohly vyrůst pouze dvě maliny a ty mohly spadnou právě sem. Na místo je mohl zanést i nějaký živočich, třeba mlsná kvíčala nebo kuna.

Vlčí rokle: profil, který pamatuje celý holocén
Profil Vlčí rokle je nejstarší a nejmocnější (asi 4 m). Podle radiouhlíkového datování vzorků pocházejí nejstarší vrstvy přibližně z konce pozdního glaciálu. Vše začíná asi před 10 000 lety. Podle výsledků pylové analýzy zde rostly druhy otevřené bezlesé krajiny s převahou rostlin mokřadních společenstev z čeledí šáchorovitých 15) a lipnicovitých. 16) Makroskopická analýza tento údaj upřesňuje. Hojný výskyt semen ukazuje, že ze skupiny šáchorovitých tu rostly ostřice prosová 17) a ostřice zobánkatá. 18) Nálezy řas přítomnost bažin a tůněk potvrzují.

Stromové patro nebylo ještě příliš zapojené, a tak zde byl dostatek světla. V preboreálu, přibližně před 10 300–9 500 lety, na počátku holocénu, zde rostly vrbové 20) křoviny zaplavované stojatou vodou. V sušších partiích luhu a na skalních římsách rostly keřové borovice a břízy.

Zajímavostí je přítomnost rákosu obecného. 21) U tohoto druhu nám vysvětlení znesnadňuje skutečnost, že jeho oddenky a kořeny často prorůstají profilem a mohou se vyskytovat v horizontech, kde rákos vůbec nerostl. Je proto otázkou, jestli byl součástí uvedeného společenstva na počátku holocénu, anebo zde rostl, až když se klimatické poměry zlepšily. Přibližně v průběhu boreálního období, asi tak před 9500–8000 lety, lze sledovat nástup smrku v doprovodu suchopýru pochvatého. Tato vegetační fáze společně s borovicí a břízou ve stromovém patru a kyselomilnými keříčky a mechorosty v podrostu trvala zhruba do počátku staršího subatlantiku (asi tak před 2800 lety). Nástup suchopýru byl zřejmě (podobně jako v případě Kancelářského příkopu) umocněn požárem, jehož přítomnost dokládají uhlíky a zuhelnatělé vzorky borovice, smrku, břízy a borůvky. Rašelinný sediment postupně narůstá, vzdaluje se podloží a jeho vegetační složení potom již odpovídá lesním rašeliništím.

Přibližně před 2800 lety nastala radikální změna (snad polom, zřícení skály, nebo požár?), která způsobila změnu hydrologických poměrů a objevil se mokřadní druh blatnice bahenní. 21) Tato rostlina kyselých, živinami chudých míst zde tvořila přibližně 50centimetrovou vrstvu, její rozsah v prostoru a v čase tedy není zanedbatelný. Na ploše zřejmě nebyla sama. Lze předpokládat také suchopýr pochvatý, na sušších místech keříčky a semenáčky dřevin, v blízkosti mohly ojediněle růst dospělé smrky, borovice, břízy, javor, 22) osika 23) i jeřáb. 24) Není vyloučeno, že v okolí rostla jedle s bukem, ale bohužel to zatím není makroskopicky prokázáno. Dnes tyto dřeviny nemohou svým zastoupením konkurovat smrku ztepilému. Ten pravděpodobně na konci boreálu a na počátku atlantiku začal tvořit stromové patro údolních poloh skalních měst a v nejmladším období holocénu, přibližně v 19. století, zde vlivem aktivního lesního hospodaření získával jasnou převahu. Na pískovcových stěnách rostly acidofilní keříčky s borovicí a břízou.

V profilu Vlčí rokle je zajímavý výskyt makrozbytků lípy, 25) která se svým nárokem na živiny do uvedené oblasti příliš nehodí. Jakého původu tedy jsou lipové uhlíky z hloubky 2,95–3 m? Lípa mohla růst poblíž lokality na obvodu skal a po požáru sem byly lehké uhlíky přemístěny větrem. Mohlo tu být také ohniště mezolitického člověka, což archeologové nevylučují. Koneckonců je také možné, že lípa ve skalním městě nějaké to vhodné místo k životu přeci jenom našla, a proto se nedá úplně vyloučit ani možnost, že podlehla přírodnímu či úmyslně založenému požáru přímo ve skalách.

Za všechno může pískovec!
Vývoj v uvedených rašelinných profilech je určen specifickými přírodními podmínkami a každý je vskutku unikátní. Na druhé straně je ale pozoruhodná nápadná podobnost, nepříliš rozsáhlá paleta vegetačních projevů a tendence k opakování událostí v prostoru i v čase. Dá se předpokládat, že obojí je způsobeno sedimentačním prostředím, acidofilním pískovcem turonského stáří (sedimentoval přibližně před 100 miliony let), který je chudý na živiny a v tomto případě určoval relativní konzervativnost vegetace v průběhu holocénu. Pokud bychom ale měli štěstí a našli vhodný sediment nedaleko, někde mimo oblast skal, byli bychom překvapeni jeho odlišností. A rovněž u většího množství profilů z vnější oblasti – ani ony by si s velkou pravděpodobností nebyly navzájem tak podobné jako profily ve skalách.

Zafouká vítr a vše je jinak
Výhodou makroskopické analýzy je to, že vývoj profilu si lze zhruba představit již při odběru vzorků. Většina rostlinných makrozbytků uvedených v článku se dá přibližně určit již v terénu, takže si paleobotanik může vytvořit rámcovou představu o minulosti hned na místě. Do detailů ji pak vypiluje analýzou v laboratoři. Znevýhodněn je palynolog, který studuje pylová zrna a výtrusy rostlin. Obrázek o vývoji si udělá až při pohledu do mikroskopu. Odměnou (nebo trestem?) mu budou druhy, jejichž pyl se sice dostal do sedimentu, ale samy na zkoumaném místě nevyrostly (byly tam zaneseny vodou, větrem nebo jiným způsobem).

Ani makroanalýza to nemá se vzorky vždycky jednoduché. Dají se najít části rostlin vybavené k letu (např. okřídlená semena břízy, javoru, smrku apod.), mimořádně lehké kusy (borka, list), které sem mohl klidně přinést vítr, nebo naopak těžké kusy, které padají ze skály přímo na rašeliniště (větve, kmen). Navíc to komplikují např. obratlovci (straka, tchoř, člověk aj.), kteří taky v přírodě leccos šíří nebo se míchají do profilu (kaliště sviní, jeleniště apod.), a paleobotanik si pak láme hlavu, kde se tady ty věci vzaly… 26)

Poznámky

1) Picea,
2) Betula,
3) Vaccinium myrtillus,
4) Sphagnum ze sekce Cuspidata,
5) Sphagnum magellanicum,
6) Eriophorum vaginatum,
7) Pinus,
8) Abies,
9) Fagus,
10) Calluna vulgaris,
11) Vaccinium vitis-idaea,
12) Sphagnum girgensonii,
13) Polytrichum commune, P. formosum,
14) Rubus idaeus,
15) Cyperaceae,
16) Poaceae,
17) Carex rostrata,
18) Carex panicea,
19) Populus,
20) Salix,
21) Phragmites australis,
22) Acer,
23) Populus tremula,
24) Sorbus,
25) Tilia.
26) Výzkum byl podporován grantem Grantové agentury AV ČR číslo A6-005-904

PYLOVÁ A MAKROZBYTKOVÁ ANALÝZA

Jak vypadala krajina v minulosti? Na tuhle otázku se obvykle ptáme paleobotanika, paleontologa nebo archeologa. Vedle znalostí pamětníků, fotek a záznamů v kronikách, z nichž se dozvíme o poměrně nedávné minulosti, existují další možnosti jak na danou otázku odpovědět. Jestliže se nám podaří najít vhodný sediment, pak máme šanci, že se podíváme i do minulosti staré několik tisíc let. Tento jedinečný přírodní archiv podrobíme archeologické, chemické, fyzikální a biologické analýze (sem patří právě pylová a makrozbytková analýza, viz též Vesmír 78, 136, 1999/3). Analýza pylová pracuje s pylovými zrny a s výtrusy kapraďorostů i mechorostů, tedy s mikroskopickými objekty. Makroskopická analýza studuje „velké“ zbytky v sedimentech, tzn. šišky, větve, dřevo, semena, lodyhy rostlin, měkkýší ulity, obratlovčí kosti. Pyl létá do větších vzdáleností než např. těžká větev nebo smrková šiška, a právě z tohoto příkladu vychází i výpovědní schopnost těchto metod. Zjednodušeně nás pylová analýza informuje jak o dějích na místě samotném, tak o historii většího území. Makroanalýza naproti tomu mluví o několika metrech čtverečních, vypovídá o velmi malém výseku prostředí, zná však pro změnu hodně detailů. Vypadá to, že zabývat se makrozbytky je ztráta času, my přece chceme znát celkový pohled, tak co s informacemi o kousku lesa? To je ale omyl, protože právě pochopení a znalost lokálních dějů hraje často při vysvětlení velkoplošných událostí klíčovou roli. Zrovna v případě přežíváni reliktních druhů nemusely být rozhodující velké dějinné procesy, ale právě ty detaily.

PYLOVÁ ANALÝZA VE SKALNÍM MĚSTĚ

Historii vegetace Broumovska se v dizertační práci věnovala Marie Peichlová, bohužel však nebyly do jejího studia zahrnuty profily z Adršpašsko-teplických skal. S jejich analýzou začala v diplomové práci Kamila Chaloupková, která se věnovala mělkým rašelinným sondám. Další analýze se věnuje Vlasta Jankovská, která pracuje na výjimečném profilu Vlčí rokle. Výsledky pylové analýzy velmi rozšířila tím, že zapojila svoje bohaté zkušenosti ze studia řas a na základě určení a znalosti nároků prostředí jednotlivých druhů dokáže vypravovat fantastické příběhy např. o tehdejší teplotě vody, o množství živin ve vodě apod. Samozřejmě je potěšující, když si výsledky pylové a algologické (založené na řasách) analýzy vzájemně odpovídají, což se taky ve Vlčí rokli stalo. Dále toto území studoval pod mikroskopem Petr Kuneš, který se zabýval nejen minulostí, ale i přítomností. Kladl speciální pasti, do nichž chytal pylová zrna a počítal je. Chtěl najít alespoň částečnou odpověď na otázky: „Odkud ten pyl vlastně lítá?“, „Na jakou asi vzdálenost?“ apod.

Když se dnes procházíme skalním městem, ptáme se, jak to tenkrát bylo s bukem a s jedlí, kdy se sem dostaly a kolik stromů tady bylo. Podle dnešní situace se dá předpokládat, že rostly na skalních plošinách a pravděpodobně i v údolních polohách. Jedle s bukem dnes na území celkem hojně zmlazují, a právě v otevřených, klimaticky ne tak drsných depresích lze najít např. mohutné kmeny buku, které unikly lesní těžbě. Také záznamy v lesnických knihách a v kronikách potvrzují, že buk a jedle byly významnou součástí tehdejších lesů. Makroskopická analýza nám toho bohužel moc neřekne, protože „nemá dostatek důkazů“, resp. nemá žádné. A zde se ke slovu dostává pylová analýza, která hovoří nejdříve o nástupu buku, a to přibližně v mladší části atlantiku (asi tak před 6000–4500 let).

Jedle se objevuje ve skalách pravděpodobně později, v průběhu subboreálu (4500–2800 let). Pylová analýza má doklady o výskytu dalších dřevin, které nejsou makroskopicky zachyceny: např. nivy nedaleko skal určí díky pylových zrnům olše, vrby a topolu 19) nebo smíšené doubravy díky přítomnosti lípy, dubu a jilmu. V boreálním období se často hovoří o silném zastoupení lísky a výjimkou nebyla asi ani tato oblast. Potěšující byl fakt, že tento keř byl prokázán i makroskopicky, a to lískovými oříšky v sedimentu Vlčí rokle právě v boreálním období. Velmi důležité (hlavně pro archeology) jsou rostliny, které signalizují přítomnost člověka v mladším holocénu, tzn. pylová zrna obilnin, plevelů a druhů sešlapávaných ploch. Světlomilné rostliny zas indikují vstup člověka do lesního porostu se sekyrou v ruce, postupné kácení stromů a vznik otevřených lesních pasek.

Pro danou oblast je neustálou neznámou habr obecný, který se v ostatních regionech Čech objevil později, tzn. ne dříve než na počátku subatlantiku, zato ve skalách už v mladším atlantiku. Je tu tedy mnoho otázek: Jak si vysvětlit jeho brzký výskyt? Mohl růst přímo ve skalách, nebo ne? A neptáme se pouze na habr, je tu ještě mnoho neobjasněného. Toto území bylo sice v minulosti (podobně jako celé Broumovsko) člověkem dlouho nedotčené. Bylo totiž považováno za strašidelné, nehostinné a místní obyvatelé se sem odvažovali jenom tehdy, když se ve svých domovech cítili ohroženi (např. v dobách válek). Zato dnes přitahuje mnoho obdivovatelů přírody společně s badateli, protože zde lze čekat asi ještě mnoho překvapení (např. kořenové stalagmity v jeskyních).

Soubory

Diskuse

Žádné příspěvky