Nowe spojrzenie na martwe drewno. Bioróżnorodność w skali mikro

„To takie proste, naturalne, właściwe i potrzebne być starym, umierającym drzewem – być tym, co nigdy nie umiera, lecz przyobleka się jedynie w inne, niezliczone i zachwycające formy życia”

Wojciech Eichelberger

Śmierć drzewa jest jak najbardziej naturalnym i powszechnym epizodem w życiu lasu. Mimo to obecność martwego drewna w lasach była przez wiele lat postrzegana bardzo negatywnie. Dopatrywano się w nim wylęgarni „szkodników”, przyczyny pożarów, oznak zaniedbania lasu czy też braku gospodarności oraz marnotrawienia drewna. Dopiero stosunkowo niedawno zaczęto doceniać istotną rolę martwego drewna w ekosystemie leśnym i zrozumiano, że w przyrodzie ważne są zarówno procesy tworzenia biomasy, jak i jej rozkładu, a martwe drewno i towarzyszące mu organizmy powoli uznawane są za wyznacznik naturalności lasu.

Jednak w europejskich lasach wciąż  za mało jest martwego drewna. W przeciętnym lesie gospodarczym znajduje się zaledwie 5% ilości martwego drewna, które występowałoby w lesie naturalnym. Stwarza to realne zagrożenie dla przeszło 1/3 gatunków leśnych zwierząt.

Nadzieją są programy renaturalizacji lasów, takie jak działający w Skandynawii „A Richer Forest”, czy certyfikaty, jak na przykład FSC, które wymagają pozostawienia pewnych ilości martwego drewna. We Francji i Niemczech dąży się do osiągnięcia ilości 10-15 m³ martwego drewna na hektar, co i tak stanowi zaledwie 10% ilości, która występowałaby w naturalnym lesie. WWF apeluje, żeby do roku 2030 zwiększyć ilość martwego drewna w lasach europejskich do 20-30 m³/ha. W USA pozostawia się w lesie ścięte drzewa, a nawet uśmierca stojące i wycina w nich dziuple. Wszystko po to, by zwiększyć bioróżnorodność.

Niestety w polskich lasach bardzo często martwe drewno w dalszym ciągu jest postrzegane jako zagrożenie. Spalane są gałęzie i usuwane większe fragmenty drewna pochodzące z wywrotów, złomów i powstałe podczas cięć jesienno-zimowych. Według Instrukcji Ochrony Lasu, na jednym hektarze może się znajdować maksymalnie od 0,5 m³ posuszu czynnego, czyli martwych drzew opanowanych jeszcze przez „szkodnika”, w drzewostanach świerkowych, do 2 m³ w drzewostanach liściastych. Większe ilości są postrzegane jako zagrożenie dla higieny lasu.

Nie tylko w polskich lasach gospodarczych sytuacja wygląda tak niekorzystnie. Podobnie jest na obszarach objętych ochroną. W wielu rezerwatach usuwanie martwego drewna jest uznawane za niezbędny zabieg pielęgnacyjny. Jedynie niewielkie fragmenty parków narodowych objęte ochroną ścisłą zostały oszczędzone.

„Rola większości gatunków roztoczy w funkcjonowaniu ekosystemu pozostaje niejasna, podobnie jak w przypadku innych grup żyjących w glebie”
Behan-Pelletier i Newton, 1999

Kłoda świerka rozkłada się przeciętnie przez 80 lat. W tym czasie daje ona schronienie licznym organizmom. Zwykle naszą uwagę przyciągają gniazdujące w wykrotach puszczyki, płazy poszukujące wilgoci w butwiejącym drewnie czy zimujące w spróchniałych kłodach gryzonie i inne drobne ssaki. Kręgowce związane z martwym drewnem, a także chrząszcze i inne owady saproksyliczne są stosunkowo dobrze poznane przez biologów. Natomiast niewiele wiadomo o mniejszych mieszkańcach martwego drewna – mikrostawonogach. Nawet w obszernym popularnonaukowym opracowaniu pt. „Drugie życie drzewa”, wydanym przez WWF, są one zaledwie wspomniane.

Mikrostawonogi to przede wszystkim roztocze i skoczogonki. Te drobne zwierzęta występują w bardzo różnorodnych siedliskach. Na pojedynczym piórze ptaka, żuku czy owocniku grzyba można spotkać kilka, a nawet kilkanaście różnych gatunków. Najliczniej występują one w glebie i ściółce. Są głównym komponentem fauny glebowej – na jednym metrze kwadratowym w powierzchniowej warstwie 10 cm gleby leśnej można spotkać nawet milion tych organizmów. Biomasa samych mechowców, jednego z czterech rzędów roztoczy glebowych, przewyższa łączną biomasę ptaków i ssaków w lesie, a ich produkcja netto jest czterokrotnie wyższa niż gryzoni oraz sześciokrotnie wyższa niż ptaków żyjących na danym terenie.

Mimo swoich niewielkich rozmiarów, są to zwierzęta wywierające znaczny wpływ na ekosystem leśny, dlatego warto poświęcić im więcej uwagi. Obecnie wiadomo, że roztocze i skoczogonki to kluczowe ogniwo w obiegu materii i procesach dekompozycji. Można powiedzieć, że są katalizatorami procesów biochemicznych zachodzących w glebie – nie biorą w nich bezpośredniego udziału, ale regulują ich tempo. Ich obecność sprzyja rozwojowi mikroorganizmów. Mechaniczne rozdrobnienie i nawilgocenie resztek organicznych przez mikrostawonogi wpływa bardzo korzystnie na bakterie i grzyby. Ponadto mikrostawonogi pobierają mikroorganizmy wraz z substratem pokarmowym. Znaczna ich część ulega strawieniu, ale pewien ułamek przeżywa i bardzo intensywnie rozwija się w „roztoczowych” odchodach. Ma to szczególnie duże znacznie dla zamierających już kolonii bakterii, kiedy takie „nadgryzienie” może przyczynić się do ich odrodzenia. Podobnie reagują grzyby mikoryzowe zjadane przez skoczogonki. Zjawisko to nazwano Paradoksem Śpiącej Królewny – mikroorganizmy to Śpiąca Królewna, a mikrostawonogi to Książę, budzący ją „pocałunkiem”. Stwierdzono, że w obecności mikrostawonogów rozkład materii organicznej przez mikroorganizmy przebiega nawet pięć razy szybciej.

„Zguba dla świata, jeśli roztocze i ich mali sprzymierzeńcy przestaną funkcjonować”
Walter i Proctor, 1999

Ile mikrostawonogów tracimy wraz z usuwanym z lasu martwym drewnem? Aby to ocenić przeanalizowaliśmy dwa lasy – górnoreglowy bór świerkowy na terenie Babiogórskiego Parku Narodowego oraz kwaśną buczynę niżową, położoną w centrum Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego, na obszarze zespołu przyrodniczo-krajobrazowego „Uroczysko Buczyna” w Chorzowie.

Wyniki są jednoznaczne: roztocze i skoczogonki bardzo chętnie zasiedlają martwe kłody. W garści próchna można znaleźć nawet 7000 mikrostawonogów. Liczebność mikrostawonogów w martwym drewnie może być nawet dziesięciokrotnie wyższa niż w ściółce i glebie o tej samej masie. W jednej kłodzie świerkowej o długości 10 m, w zależności od jej stopnia rozkładu, może występować od 46 milionów do prawie 400 milionów mikrostawonogów. Tymczasem w glebie tego samego lasu, na tej samej powierzchni, znajdziemy zaledwie 1,26 milionów tych organizmów. W jednej kłodzie buka o tych samych wymiarach można spotkać mniej mikrostawonogów, bo od 3 do 33 milionów, w zależności od stopnia rozkładu. Jednak gleba lasów liściastych zawiera znacznie mniej mezofauny. W glebie o tej samej powierzchni spotykamy zaledwie niecałe 38 tysięcy mikrostawonogów.

Dlaczego jest ich w martwym drewnie aż tak wiele? Analizując kłodę z punktu widzenia roztocza można dostrzec jej wszechstronne zalety. Od momentu swojej śmierci drzewo zapewnia niezliczoną ilość mikrosiedlisk i nisz ekologicznych dogodnych dla mikrostawonogów. W miejscu styku kłody z glebą, pod korą, w porastającej kłodę roślinności, w labiryncie szczelin, sęków, dziupli, listew i zagłębień, schronienie znajdują tysiące różnych organizmów.

Siedlisko to zmienia się także w czasie, zarówno struktura martwego drewna, jego skład chemiczny, jak i warunki mikroklimatyczne w nim panujące. Wraz z nim zmienia się także zagęszczenie i skład zbiorowisk mikrostawonogów. W zależności od stopnia dekompozycji można wyróżnić kilka klas rozkładu. Pierwsza klasa to kłody dopiero co powalone na ziemię. Są pokryte korą, a drewno ma niezmienioną strukturę. Taką kłodę zasiedlają jeszcze nieliczne, w porównaniu z otaczającą ją glebą, mikrostawonogi, ponieważ drewno jest w dalszym ciągu twarde. Jako pierwsze wnikają tu owady ksylofagiczne, które otwierają drogę grzybom i innym organizmom. W kłodach zaliczanych do drugiej klasy nie występują już drobne gałązki, ale drewno w dalszym ciągu zachowuje swoją naturalną barwę i pozostaje twarde. To właśnie wtedy martwe drewno jest najliczniej zamieszkiwane przez bezkręgowce. Pod ciągle obecną korą tworzy się wilgotne, bogate w składniki odżywcze i zróżnicowane siedlisko, które jest chętnie zasiedlane przez organizmy. Kłoda w dalszym ciągu bogata jest w łatwo dostępne cukry i białka zawarte w łyku i bielu. Zawiera też znaczne ilości grzybów, które są zasadniczym źródłem pokarmu dla roztoczy i skoczogonków. Dla mechowców szczególnie atrakcyjna jest kora, zasobna w niezbędny do budowy ich pancerzyków wapń. W trzeciej klasie kłoda pozbawiona jest już kory i widoczny jest postępujący rozkład drewna. W klasie czwartej pień traci swój okrągły kształt, a drewno łatwo rozpada się na większe kawałki i jest poprzerastane korzeniami roślin. O obecność kłody w piątej klasie rozkładu świadczy tylko niewielkie wzniesienie na powierzchni gleby, ponieważ pień został „zanurzony” w glebie i przysłonięty przez ściółkę.

Gdy odpada kora i resztki bielu, zasadniczą część kłody stanowi twardziel. Zamieszkujące tę część kłody mikrostawonogi są nieliczne w porównaniu z ilościami zaobserwowanymi w łyku i bielu, ze względu na znaczną zawartość trudno rozkładalnych lignin. Dlatego począwszy od trzeciej klasy rozkładu, z kłody sukcesywnie ubywa mikrostawonogów. W klasie piątej ich liczebność w glebie i martwym drewnie wyrównuje się. Jednakże nawet wtedy kłoda odgrywa istotną rolę – jest doskonałym magazynem wody. W końcowych stadiach rozkładu jej gąbczasta struktura sprawia, że kłoda może pomieścić znaczne ilości wody, a jej wilgotność może osiągnąć nawet 250%. W naszych przesuszonych lasach, które należą do najbardziej „łatwopalnych” w Europie, jest to bardzo istotne dla funkcjonowania mezofauny glebowej, która jest wrażliwa na niedostatek wody. Latem, w okresach bezdeszczowych, martwe drewno o dużej średnicy stanowi doskonałe refugium dla mikrostawonogów, a także dla większości grzybów.

Po obliczeniu miąższości kłód w każdej klasie rozkładu na obszarze Babiogórskiego Parku Narodowego i zespołu przyrodniczo-krajobrazowego „Uroczysko Buczyna” mogliśmy określić, jaki procent ogółu mikrostawonogów występujących w lesie jest zawarty w martwym drewnie. W przypadku parku narodowego, w którym na jednym hektarze znajdowało się ponad 84 m³, było to aż 18%. W Buczynie, w której widoczne są ślady usuwania kłód z lasu, martwego drewna jest już znacznie mniej (około 15 m³/ha), a zawarte w nim mikrostawonogi stanowią jedynie 9% ogółu mezofauny glebowej.

Jak wygląda sytuacja w lasach gospodarczych? Na jednym hektarze można spotkać co najwyżej 1-5 m³ martwego drewna. Tymczasem w lasach naturalnych może zalegać od 50 do 200 m3/ha martwego drewna, w zależności od rodzaju lasu. Tracimy więc nawet od 25% do 60% ogółu mezofauny glebowej z lasu wraz z usuwanym martwym drewnem.

„Bez wątpienia ściółka i górna warstwa gleby to najbardziej zróżnicowana i jedna z najmniej poznanych składowych ekosystemów lądowych”.
Moldenke, 1993

Nasza wiedza o zespołach glebowych jest niewielka. Wynika to ze złożoności i tajemniczej natury tego biotopu. Co roku w rejonie Palearktyki opisuje się kilkadziesiąt nowych gatunków samych tylko mechowców. Szacuje się, że w chwili obecnej znamy zaledwie 4-8,4% ogółu roztoczy. Jeżeli tak niewiele wiadomo o taksonomii, to co można powiedzieć o ich roli w ekosystemie? Interakcje pomiędzy poszczególnymi gatunkami, a nawet osobnikami mogą się zmieniać w zależności od pory roku, a nawet pory dnia, stadium rozwojowego, wilgotności, potrzeb fizjologicznych i wielu innych czynników. Stworzenie obrazu wzajemnych powiązań pomiędzy samymi organizmami glebowymi, oraz pomiędzy glebą i nadziemną częścią ekosystemu, jest więc nie lada wyzwaniem. Trudno jednoznacznie określić, jaki wpływ ma zubożenie fauny glebowej na ekosystem leśny, ale zapewne jest to jedna z przyczyn postępującej degeneracji drzewostanów i zmniejszania się ich produktywności. Usuwając martwe drewno pozbawiamy las milionów tych organizmów.

Niemożliwe jest trwałe istnienie lasu bez martwego drewna. Jeżeli w dalszym ciągu nie zmieni się podejście do zarządzania lasem, a martwe drewno nie będzie postrzegane jako element równie istotny jak żywy drzewostan, może mieć to fatalne skutki. Wystarczy porównać lasy gospodarcze – jednorodne, jednowiekowe, w większości zagospodarowane zrębami zupełnymi i wymagające sporych nakładów pracy związanych z utrzymaniem „czystości” – z lasem pozostawionym samemu sobie, który funkcjonuje i trwa, mimo obecnych w nim „szkodników”.

Magdalena Sokołowska

Bibliografia (najważniejsze pozycje):
1. Gutowski J. M., Bobiec A., Pawlaczyk P., Zub K. 2004. Drugie życie drzewa. WWF Polska
2. Holeksa J. 1998. Rozpad drzewostanu i odnowienie świerka a struktura i dynamika boru górnoreglowego. Monographiae Botanicae 82, Łódź
3. Skubała P., Sokołowska M. 2005. Niewidoczny świat mikrostawonogów w martwym drewnie. Głos w obronie martwych drzew. Materiały do sympozjum pt. „Długoterminowe zmiany w przyrodzie terenów chronionych w Polsce. Zakres zmian, ich tempo oraz mechanizmy”. Kraków-Krościenko, 13-15 maja 2005 r.
4. WWF Report – October 2004. Dead wood – Living Forest. The importance of veteran trees and dead wood to biodiversity.