Ekosystémové služby v zemědělství (1)

29. 10. 2021 Ing. Hana Foffová a kol. Ochrana obecně Zobrazeno 2370x

Ve zdravé zemědělské krajině nenacházíme jen pěstovanou plodinu a její škůdce, ale mnohem více organismů. Zdravou krajinou myslíme prostředí, které obsahuje minimum reziduí pesticidů, neobsahuje nadbytek průmyslových hnojiv, její půda je zdravá, plná humusu a bohatá na půdní život.

Zdravá krajina má bohatou diverzitu i nad povrchem země. Nachází se v ní mnoho opylovačů, ptáků, savců a spoustu dalších přínosných organismů. V takovéto krajině dochází k aplikaci pesticidů až po překročení prahu škodlivosti. Mezi složkami biodiverzity existuje velké množství vztahů, jež přispívají k celkovému zdraví ekosystému a jeho rovnováze. Řada z těchto vztahů má pro člověka ekonomický nebo jiný význam - těmto vztahům se říká ekosystémové služby.

Kategorie ekosystémových služeb

Ekosystémové služby můžeme rozřadit do několika kategorií: patří mezi ně regulující, zásobující, podpůrná, a v neposlední řadě kulturní.

Regulující ekosystémové služby zajišťují přirozenou regulaci a přinášejí stabilitu ekosystému. Reguluje se počet a hustota škodlivých organismů (plevelů, škůdců i chorob rostlin). Dále ekosystémové služby pomáhají regulovat klima s jeho dnes tak znatelnými výkyvy. Ekosystémové služby pomáhají vázat CO₂ a další plynné látky v prostředí. Regulující ekosystémové služby se podílejí na koloběhu uhlíku, zadržují vodu v krajině, ale pomáhají i zmírnit dopady povodní. Dále mohou předcházet erozi a snižovat její dopady.

Zásobující ekosystémové služby přispívají k získávání čisté a pitné vody, potravy (lidí i zvířat), stavebního materiálu, vláken, léčiv a pomáhají udržet genetické zdroje, o jejichž využití zatím ještě nemusíme mít ani tušení.

Podpůrné ekosystémové služby zajišťují zdroj kyslíku pro život, pomáhají formovat půdu a přispívají k půdotvorným procesům. Do podpůrných ekosystémových služeb řadíme i opylování, které je nezbytné pro celou řadu kulturních rostlin.

Kulturní funkce ekosystémových služeb přináší místo pro relaxaci, výlety, odpočinek, vzdělávání a mnoho jiných aktivit. Zdravá krajina, i ta kulturní, poskytuje všechny tyto funkce (schéma).

Schéma: Ekosystémové služby - jejich klady a zápory pro zemědělství - vliv lidské činnosti na ekosystémové služby (volně převzato z Power A. G. 2010. Ecosystem services and agriculture: tradeoffs and synergies. Phil. Trans. R. Soc.; zpracovala: Nela Gloríková)

Ekosystémové služby poskytované členovci

V této sérii článků se budeme věnovat ekosystémovým službám v agrocenózách zajišťovanými členovci. V USA bylo vypočteno, že přirození nepřátele škůdců ročně ušetří zemědělcům cca 13 600 miliard USD. Mezi členovce řadíme zejména hmyz, stonožky, mnohonožky, pavoukovce a suchozemské korýše (stínky a svinky).

Mezi hlavní ekosystémové služby, které tato skupina přináší, je regulace škůdců, regulace plevelů a opylování. O regulaci škůdců se starají jejich predátoři, parazité nebo parazitoidi.

Regulace plevelných rostlin je zajišťována herbivory (organismy, které konzumují rostliny, nejčastěji jejich listy, ale i ostatní pletiva) a predátory semen (organismy, které žerou semena rostlin a tím snižují jejich počet). Mezi opylovače neřadíme jen včelu medonosnou a čmeláky, ale i široké spektrum dalších druhů, např. blanokřídlý hmyz (tzv. samotářské včely, mravence, vosy), dvoukřídlé (např. pestřenky), motýly i brouky.

Ekosystémové škody

Bohužel se v kulturní krajině nesetkáváme jen s ekosystémovými službami, tedy interakcemi, které jsou nám ku prospěchu. Mnohdy z důvodu narušení stability systému se může stát i jinak prospěšný druh druhem škodlivým. Škody způsobené vlastnostmi ekosystému i biodiverzitou se v angličtině nazývají „ecosystem disservices“. V českém jazyce pro ně zatím nemáme ustálený termín, zde budeme používat termín „ekosystémové škody“.

Ukázkovým příkladem může být krátkodobé nepatrné navýšení biodiverzity kvůli přítomnosti nových invazních druhů. U rostlin může dojít k invazím například u ambrozie peřenolisté (Ambrosia artemisiifolia), tato rostlina produkuje velké množství pylových částí a tím může způsobit zvýšené riziko alergií u lidí. Tato rostlina však působí kladně proti erozi, může být potravou pro živočichy a má léčivé účinky. Živočišné invaze způsobuje například slunéčko východní (Harmonia axyridis), které se nachází i na zemědělských plochách. Na jednu stranu toto slunéčko pomáhá regulovat množství mšic v porostech plodin (zejména je užitečné v sadech), ale zároveň tento druh vytlačuje původní druhy slunéček, jelikož je méně potravně specializovaný a jeho larvy úspěšně napadají i vývojová stadia dalších druhů hmyzu, včetně slunéček.

Konkrétním ekosystémovým službám se budou věnovat následující díly, zde se budeme dále věnovat metodickým aspektům studia ekosystémových služeb a způsobům, jak ekosystémové služby podpořit.

Sledování ekosystémových služeb

Pro sledování ekosystémových služeb bezobratlými používáme standardní metody, které se používají pro zjišťování biodiverzity. Ačkoliv je v některých případech zapotřebí speciální vybavení, ve většině situací si vystačíme s běžně dostupným materiálem.

Přítomnost přirozených nepřátel můžeme sledovat pouhým okem. Je však potřeba vyrazit na sledovaná místa ve správný čas. Ideálním časem bývá slunečné ráno, kdy teplota vzduchu je nižší než teplota rostlin či země. Organismy s noční a soumračnou aktivitou však musíme vyhledávat později, tedy za soumraku, kdy vylézají. Predátory a parazitoidy škůdců najdeme spíš na místech, kde je přítomna jejich potrava ve větším množství, než na místech, kde je porost zdravý. Mnohdy je těžké parazitoidy nalézt (obr. 1). Přítomnost parazitoidů mšic však můžeme snadno detekovat pomocí tzv. mumií, tedy zbytky mšic „nafouknutých“ následkem parazitace. Při hledání predátorů, jako jsou střevlíci, drabčíci nebo pavouci, je potřeba se zaměřit na kameny, kusy cihel, polehlou vegetaci, přízemní růžice, hnijící zbytky nebo jiný materiál, který leží na zemi. Pod ním se mnozí predátoři přes den skrývají a v noci se vydávají za svou kořistí.

Další metodou pro zjišťování přítomnosti hmyzu poskytujícího ekosystémové služby je smýkání. K tomu se používá smýkací síť, tzv. smýkačka (obr. 2). Jedná se nejčastěji o dvojitou síťku s kruhovým rámem připevněným na tyč, která může být teleskopická. Smýká se po vegetaci souvislým pohybem ve tvaru ležaté osmičky. Takto jsme schopni nalézt škůdce, ale i jejich přirozené nepřátele (např. mšice a slunéčka) nebo opylovače (např. pestřenky).

Ze stromů nebo keřů (v sadech) je možné sklepávat do nějaké velké misky nebo na plátno. Nejvhodnější je sklepávat ráno nebo za soumraku, neboť přes den jsou členovci aktivnější a je náročnější s nimi pracovat.

Pro odchyt členovců pohybujících se po povrchu půdy je možné použít tzv. zemní pasti (obr. 3). Jedná se o nádobu (např. kelímek od jogurtu nebo zavařovací sklenici), která je zakopaná do země, aby byl okraj zároveň s povrchem země. Pokud chceme přilákat více druhů, můžeme do pasti dát kus masa nebo sýra zabaleného v papíru. Nicméně při použití takové návnady roste i riziko přilákání obratlovců (hlodavci, ježci atd.). Častěji se používají pasti s fixační kapalinou (roztok propylenglykolu, formaldehydu či slaný vodný roztok). Do zemních pastí se chytají především střevlíkovití a drabčíkovití brouci, suchozemští stejnonožci, mnohonožky, stonožky a druhy pavouků pohybující se převážně po zemi.

Druhová pestrost opylovačů se monitoruje zejména pomocí misek, které mohou mít různé barvy dle typu zkoumaného opylovače (žluté, bílá, modré, červené). Misky se vystaví na úrovni vegetačního pokryvu a naplní se fixážní tekutinou (např. solným roztokem s kapkou mycího prostředku nebo formaldehydem). Nejčastěji se v porostech plodin setkáváme se žlutými miskami.

Noční druhy hmyzu se přilákávají pomocí světelného lapáku. Ke zdroji světla za bílým plátnem (ideálně k výbojkové zářivce, ale jdou použít i světla od auta) přilétají noční motýli, brouci, ale i další hmyz.

Obr. 1: Parazitoidi jsou významní v biologickém boji proti mšicím; A - dospělec druhu parazitoida Aphidius colemani; B - parazitované (mumifikované) mšice: takto „nafouknuté mšice“ ukazují přítomnost jejich parazitoidů, kteří se v nich vyvíjejí; podle tvaru či barvy mumie lze dokonce určit parazitoidy do druhu, neparazitovanou mšici je možné vidět uprostřed; C - mumifikované mšice (vpravo je mumie krátce před líhnutím parazitoida); D - komerční formulace Aphidius colemani: mumie mšic s parazitoidem uvnitř

Obr. 2: Metoda smýkání

Obr. 3: Zemní pasti jsou vhodnou metodou pro detekci členovců, kteří se pohybují po povrchu půdy - zemní pasti se překrývají stříškou, aby nedošlo k vyplavení pastí deštěm

Možnosti navýšení ekosystémových služeb poskytovaných bezobratlými

Existuje celá řada možností, jak pomoci prospěšným ekosystémovým službám. Nejdůležitější je, aby se populacím druhů poskytujícím ekosystémové služby dostalo místa k životu. Ztrátou mozaikovitosti kulturní krajiny, ve které v současnosti stále převládají monokulturní pole o velkých výměrách nad pastvinami, loukami a mimoprodukčními plochami (jako jsou úhory, remízky, zelené a květnaté pásy, ovocná stromořadí), jsou ekosystémové služby oslabeny. Zjednodušené ekosystémy, jimiž produkční pole zpravidla jsou, neposkytují takový prostor pro dostatečnou diverzitu a pro existenci plné sítě komplexních vztahů mezi druhy, které mohou udržet rovnováhu v ekosystému a zamezit tak přemnožení škodlivých organismů.

Vhodnými úpravami či managementem krajiny je instalace a údržba tzv. biokoridorů, které umožňují šíření druhů a komunikaci dílčích populací v rámci tzv. metapopulací (dochází k výměně genů mezi jednotlivými dílčími populacemi). To přispívá k vyšší genetické diverzitě populací a tím i k jejich odolnosti k nečekaným výkyvům. Takovým biokoridorem může být cesta s širokými příkopy, různé biopásy, stromořadí apod. K těmto biokoridorům se dnes vztahuje celá řada dotačních programů, do budoucna by se mělo jednat o programy ze Strategického plánu Společné zemědělské politiky - AEKO s tituly: Ošetřování cenných travních porostů, Nektarodárné biopásy, Kombinované biopásy, Krmné biopásy, Zatravňování ploch a další tituly.

Mimoprodukční plochy také pomáhají prospěšným organismům překlenout období nedostatku potravy. Ať už se jedná o opylovače, kteří se mohou živit na planých rostlinách nebo pro predátory mšic. Například samice pestřenek se před kladením vajíček živí pylem, larvy jsou však dravé a podílejí se významnou měrou na regulaci mšic. Nesmíme zapomínat na to, že řada druhů hmyzu se vyvíjí skrz přeměnu dokonalou, tj. z vajíčka se vylíhne larva, které se před dosažením dospělosti ještě kuklí. Jelikož se mohou tyto druhy v jednotlivých stadiích vývoje života specializovat na odlišný typ potravy, dostupnost různé potravy je pro ně klíčová.

Mnoho prospěšných organismů na zimu opouští pole a stahují se na meze, kde přezimují. Takováto stanoviště se nazývají refugia. Refugia pak slouží pro přirozené nepřátele i během sezony v případě, kdy dojde na poli k náhlým změnám (orba, sklizeň, a podobně). Z refugií pak dochází k rekolonizaci polních porostů. Bylo zjištěno, že většina prospěšných organismů je schopná pronikat do polí do vzdálenosti 30–70 metrů od takovýchto refugií. Příkladem mohou být střevlíkovití brouci, kteří přezimují v remízcích a na travnatých okrajích polí z nich pak kolonizují pole, kde regulují škůdce a semena plevelných rostlin.

Dalším příkladem ekosystémové služby, která potřebuje pro svoji funkčnost více prostoru, je regulace hrabošů a dalších hlodavců dravými ptáky. Ti v dnešní době nemají příliš mnoho možností odpočinku vedle polí. Zároveň potřebují místo pro hnízdění. Takovými místy mohou být stromy nebo celá stromořadí okolo polí či silnic mezi poli. Tyto stromy však nepřinášejí jen úkryt pro dravé ptáky, ale také prostor pro velké množství hmyzu, např. opylovače nebo predátory škůdců (nejen během sezony, ale i pro přezimování). Zároveň jsou větrolamy a pomáhají proti erozi, přinášejí do krajiny zastínění. Stromy také vytahují vodu z větších hloubek nežli kulturní plodiny a ta pomocí výparu ochlazuje okolí. Také mohou snižovat hlučnost a prašnost. Stejné stromy pak mohou přinášet radost dětem, které po nich lezou nebo kolemjdoucím, kteří si mohou odpočinout v jejich stínu.

Závěr

Ekosystémové služby nás obklopují každý den a skoro na každém místě. Je potřeba si na ně vzpomenout a zintenzivnit péči o ně, neboť druhy poskytující tyto služby v zemědělské krajině ubývají. Kdyby těchto služeb nebylo, utkávali bychom se s mnohem větším množstvím škodlivých organismů (a nutnosti provádět ještě intenzivnější opatření) nejen při pěstování plodin.

Ing. Hana Foffová, Doc. RNDr. Pavel Saska, Ph.D., RNDr. Jiří Skuhrovec, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. Praha-Ruzyně
foto: 1 J. Lukáš, 2,3 P. Saska