Powtarzające się cyklicznie fronty burzowe i huraganowe wiatry powodują nie tylko uszkodzenia pojedynczych drzew, ale także całych połaci lasu. Ekstremalne temperatury i suche lata sprzyjają pożarom, a nawalne deszcze prowadzą do nadmiernej erozji gleb i podtopień. W przeszłości lasy wielokrotnie doświadczały wielu zagrożeń ze strony szkodliwych czynników przyrody nieożywionej, które stanowiły naturalny element ich rozwoju. Jednak w ostatnich latach ich częstotliwość znacząco wzrosła.

Zmiana klimatu w naszej szerokości geograficznej wyostrza kontrasty pogodowe, np. po okresach suszy przychodzą nawałnice, a następnie znowu pojawiają się okresy suche, ciepłe zimy przeplatają się z chłodnymi wiosnami. Przekłada się to na zwiększenie częstotliwości i skali występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. W ciągu ostatnich trzydziestu lat ich częstotliwość wzrosła o połowę. Zjawiska te osłabiają drzewa, które stają się bardziej podatne na czynniki abiotyczne. Do nich należy należy m. in. silny wiatr, który towarzyszy frontom burzowych przechodzącym przez Polskę, a jego prędkość często przekracza 100 km/h. 

Niemal co roku wiatr wyrządza znaczące szkody w lasach, a skutki jego działalności bywają bardzo dotkliwe dla ludności. 7 lipca 2017 roku przez teren Nadleśnictwa Rudy Raciborskie przeszła trąba powietrzna, która w zaledwie 15 minut zniszczyła niemal 1 800 ha lasu. Drzewa były połamane jak zapałki, poukręcane albo w całości wyrwane z korzeniami. Z kolei na początku marca 2019 roku niż Eberhard wyrządził poważne szkody niemal we wszystkich nadleśnictwach RDLP w Katowicach, wywracając drzewa o łącznej masie 350 tys. m3 drewna. 

Każdorazowo po przejściu takich nawałnic lasy porządkowane są co najmniej przez kilka miesięcy. W pracach pomaga ciężki sprzęt, ale ich większość - ze względu na trudne warunki - wykonywana jest ręcznie przez pracowników zakładów usług leśnych. Ze względów bezpieczeństwa przez dłuższy okres czasu stają się one niedostępne dla mieszkańców i turystów. Dopiero po usunięciu złomów i wywrotów, w kolejnych latach las sadzony jest na nowo. Jednak jego odbudowa do stanu sprzed kataklizmu zajmuje co najmniej kilkadziesiąt lat, a straty poniesione przez przyrodę trudno wycenić.

To ciepłolubny półpasożyt zasiedlający niektóre gatunki drzew. Najczęściej i najszybciej pojawia się na drzewach dorodnych, starych, o bardziej nasłonecznionych wierzchołkach. Owoce jemioły są przysmakiem dla wielu ptaków, takich jak kwiczoły, jemiołuszki czy paszkoty. To one chętnie je zjadają i pozostawiają niestrawione nasiona na innych gałęziach, na których zaczynają kiełkować.

Do tej pory jemioła nie budziła specjalnych emocji, ponieważ było jej stosunkowo niewiele. Jednak w ostatnich latach coraz częściej ją obserwujemy, zwłaszcza na zachodzie i południu Polski. Od 2019 roku jest szczególnie aktywna w lasach, a obszar jej występowania przekracza powierzchnię 120 tys. ha. Zmiana klimatu, a w szczególności jego ocieplenie, znacząco przyspiesza jej rozwój, dzięki czemu z powodzeniem zasiedla kolejne tereny.

Pojedyncze osobniki jemioły nie są szkodliwe i nie mają większego znaczenia dla drzew. Problem zaczyna się w momencie, gdy masowo pojawia się w lasach, w których dostęp do wody jest ograniczony. Niekiedy potrafi rozrosnąć się do tego stopnia, że swoją powierzchnią przewyższa aparat asymilacyjny żywiciela. Wówczas, przy przedłużających się okresach suszy, może przyspieszać obumieranie drzew.

Co prawda jemioła samodzielnie produkuje energię podczas fotosyntezy, ale do swojego wzrostu i rozwoju potrzebuje wody oraz składników odżywczych. Jako półpasożyt pobiera je z drzewa, w które najpierw wrasta ssawkami, a potem korzeniami, tworząc system rozłogów pod korą. Jemioła żyje stosunkowo długo (do 30 lat) i przez cały ten okres "okrada" swojego gospodarza z ogromnych ilości wody. Wynika to przede wszystkim z jej specyficznego zachowania podczas suszy. Gdy w środowisku leśnym brakuje wody, drzewa w naturalny sposób bronią się przed jej utratą poprzez zamykanie aparatów szparkowych, zmniejszając intensywność parowania. Z kolei szparki jemioły pozostają szeroko otwarte, nawet podczas silnej suszy. Transpiruje wodę w sposób ciągły i bardzo rozrzutny, zwiększając deficyt wody u żywiciela i przyczyniając się do jego osłabienia. Stąd też często nazywana jest „złodziejką wody”.

Co ciekawe, jemioła pobiera od swojego gospodarza nie tylko wodę, ale również inne składniki odżywcze. Nie tylko wrasta w drzewo, ale powoduje zmiany techniczne w drewnie i różne zakłócenia metabolizmu. Dowiedziono, że szyszki drzew porażonych przez jemiołę są mniejsze, a nasiona słabsze, co przekłada się na zamieranie siewek. Ponadto drzewa zainfekowane jemiołą, szczególnie w wyższych klasach wieku, tracą do 70-80% przyrostu miąższości w stosunku do drzew zdrowych. Zatem jej wpływ na drzewa jest znaczne większy niż do tej pory sądzono, a negatywne skutki zakażenia rozłożone są na lata i trwają niemal aż do śmierci gospodarza.

W naszym kraju spotykamy trzy podgatunki jemioły: pospolitą, rozpierzchłą i jodłową. Do niedawna najbardziej znana i najczęściej występująca - również w parkach i starych sadach - była jemioła pospolita typowa. Jednak w ostatnich latach obserwowana jest ekspansja jemioły pospolitej rozpierzchłej, która rośnie przede wszystkim na sosnach, rzadziej modrzewiach i świerkach oraz jemioły pospolitej jodłowej, która rośnie tylko na jodłach.

Każdy z nas słyszał o korniku drukarzu, którego gradacje doprowadziły do masowego zamierania świerczyn w Beskidach na początku lat 2000. Okazuje się, że jego kuzyn - kornik ostrozębny - może siać podobne spustoszenie w lasach sosnowych. Od kilku lat jego aktywność jest coraz bardziej zauważalna, zwłaszcza po okresach długotrwałej suszy. W obliczu zmian klimatu i osłabienia zdrowotności sosny staje się coraz większym zagrożeniem dla lasów.

Kornik ostrozębny atakuje przede wszystkim średnie i starsze lasy sosnowe osłabione w wyniku suszy, pożaru, wiatru, okiści czy też zanieczyszczeń przemysłowych. Zasiedla górne partie drzew z cienką korą oraz grubsze gałęzie. Jego żer w znacznym stopniu narusza biel, co skutkuje zaburzeniami fizjologicznymi, prowadzącymi do szybkiego zamierania drzew.

Ze względu na to, że potrafi zasiedlać zdrowe drzewa, nie wysypując charakterystycznych trocinek ze swoich żerowisk na zewnątrz, bardzo trudno rozpoznać go w terenie. Pierwszym, choć nie zawsze typowym objawem aktywności kornika w lasach, jest niewielka zmiana w barwie igieł zaatakowanego drzewa. Igły stają się jaśniejsze, przyjmując kolejno kolor stalowy, szary i rudy. W krótkim okresie czasu rudzieje cała korona od wierzchołka w dół, a drewno zaczyna zmieniać kolor z białego na szaro-niebieski (sinizna). W konsekwencji sosna zamiera w ciągu 3-4 miesięcy od zasiedlenia.

Co istotne, zmiana klimatu, a w szczególności wyższe temperatury, wpływają na szybszy rozwój kornika ostrozębnego. Zwykle w ciągu roku wyprowadza on dwa pokolenia owadów, ale w sprzyjających warunkach atmosferycznych - może być ich więcej.

Innym owadem atakującym osłabione lasy sosnowe jest przypłaszczek granatek. To ciepłolubny gatunek chrząszcza, który atakuje w szczególności dojrzałe sosny rosnące na gruntach porolnych, w miejscach nasłonecznionych i odkrytych ścianach lasu. Dorosłe osobniki pojawiają się od maja do sierpnia i żerują na młodych igłach sosny. Z kolei latem, samice składają jaja w spękaniach kory, z których wylęgają się larwy. To one wgryzają się pod korę, drążą chodniki w głąb drzewa oraz żerują w obrębie miazgi i łyka, zaburzając naturalne procesy fizjologiczne sosny. Dopiero w ostatniej fazie żerowania - gdy korona ulega przebarwieniu, a kora odpada - możemy dostrzec, że przypłaszczek zaatakował drzewo, które z czasem zaczyna usychać. Zmiany klimatu sprzyjają rozwojowi i gradacji tego owada, ponieważ pojawia się w szczególności w ciepłych i suchych latach, które osłabiają naturalną odporność sosen.

Długotrwała susza, wysokie temperatury oraz obniżanie się poziomu wód gruntowych sprawiają, że woda przestaje być dostępna dla systemów korzeniowych drzew. Jej niedobór wywołuje ogromny stres w środowisku leśnym i osłabia naturalne mechanizmy obronne sosny. W dłuższej perspektywie czasu, drzewa stają się coraz bardziej podatne na inne czynniki chorobotwórcze, takie jak owady, grzyby czy jemiołę. W konsekwencji las zaczyna powoli zamierać.

Sosna, królowa polskich lasów, rośnie zarówno na siedliskach suchych, jak i bagiennych. Jest niezwykle plastycznym gatunkiem. Znosi duże wahania temperatury (mrozy i upały), rośnie przy niewielkiej ilości opadów atmosferycznych oraz posiada zmienny system korzeniowy. Na świeżych piaskach jest on zazwyczaj palowy, na bagnach - powierzchniowy, z kolei na glebach bardzo suchych i ubogich przyjmuje postać rozgałęzionych korzeni bocznych tuż pod powierzchnią gleby. Co istotne, do około 30-40 roku potrafi zaadaptować swój system korzeniowy do warunków otoczenia. Jeśli poziom wód gruntowych jest wysoki, rezygnuje z głębokiego korzenia palowego na rzecz rozłożystego, płaskiego systemu powierzchniowego. To sprawia, że młode sosny z powodzeniem mogą zastąpić osłabione, zamierające drzewa.

Starzejące się lasy sosnowe mają ograniczone zdolności dostosowania się do zmian klimatu. Wraz z wiekiem stają się coraz bardziej podatne na suszę. Pomimo utrzymywania się rocznych opadów na zbliżonym poziomie, to w ostatnich dziesięciu latach zjawisko suszy nasila się i powtarza coraz częściej, co znacząco wpływa na kondycję drzew. Ma to związek z parowaniem, które zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury powietrza. 

Posadzone około 70-90 lat temu sosny przez lata wzrastały w sprzyjających stosunkach wodnych, wykształcając swój system korzeniowy w odmiennych niż dziś warunkach glebowo-siedliskowych. W momencie, gdy coraz częściej doświadczamy okresów długotrwałej suszy, a poziom wód gruntowych obniża się, drzewa nie są w stanie sięgnąć korzeniami do jej głębszych pokładów. Przez brak dostępu do wody ograniczają produkcję żywicy, a przesuszona gleba uszkadza tkanki korzeni. Stopniowo tracą siły do obrony i słabną, stając się łatwym celem dla owadów, grzybów oraz innych patogenów.

W szczególności zamierają dojrzałe sosny, które rosną na wilgotnych i żyznych siedliskach. Na wilgotnym siedlisku nie rozbudowują swojego systemu korzeniowego w głąb gleby, z kolei na żyznych siedliskach szybko przyrastają. Potrzebują więc zdecydowanie więcej wody niż drzewa rosnące na suchych siedliskach, które przyzwyczajone są stresu związanego z suszą.

Choć przyczyny zamierania lasów są złożone, to niewątpliwie zmiany klimatu znacząco przyczyniają się osłabienia odporności i zdrowotności sosny. Coraz więcej drzew zamiera wskutek współoddziaływania długotrwałej suszy, aktywności owadów, jemioły i innych patogenów, a także zjawisk o charakterze ekstremalnym. 

Lasy - obok oceanów i gleb - to jeden z kluczowych, naturalnych rezerwuarów węgla na Ziemi. Wspólnie tworzą nierozerwalny system obiegu materii i energii, który reguluje klimat naszej planety. Każdy z nich pochłania dwutlenek węgla z atmosfery, który w zależności od środowiska jest odpowiednio przetwarzany i przechowywany. Część gazu naturalnie zwracana jest do środowiska, a reszta zostaje m. in. „wbudowana” w tkanki organizmów. Proces długotrwałego magazynowania węgla nazywamy sekwestracją.

Każdy z tych rezerwuarów ma szacowaną maksymalną pojemność, która oznacza ilość nadmiarowego dwutlenku węgla, którą może pochłonąć. Pełnią więc niezwykle ważną rolę w łagodzeniu zmian klimatycznych, natomiast nie gwarantują wyeliminowania zaburzeń obiegu węgla w przyrodzie, spowodowanych działalnością człowieka.

Drzewa pochłaniają dwutlenek węgla z atmosfery oraz wiążą pochodzący z niego węgiel w swojej biomasie, ograniczając ilość gazów cieplarnianych i stabilizując klimat. Intensywność z jaką zachodzą te procesy zależy m. in. od etapu rozwojowego drzew. Każdy las przechodzi kolejno przez fazę wzrostu, dojrzewania, optymalną, starzenia się i rozpadu, która stopniowo przechodzi w fazę odnowienia. W pierwszych dwóch procesy akumulacji węgla przeważają, natomiast w kolejnych - obniżają się. 

Najwięcej CO2 z reguły pochłaniają młode lasy w wieku od 35 do 40 lat, które szybko przyrastają i intensywnie rozwijają się. W miarę starzenia się drzew procesy metaboliczne ulegają spowolnieniu, co oznacza, że ich zdolność do wiązania węgla z atmosfery spada. W momencie, gdy stare lasy obumierają i zaczynają się rozkładać, zmagazynowany w nich przez całe życie węgiel stopniowo uwalniany jest do obiegu w przyrodzie.

W lesie zagospodarowanym te naturalne procesy są stymulowane i wspomagane przez człowieka, aby wydobyć z nich to co najcenniejsze - drewno. Surowiec pozyskuje się w optymalnym wieku - nie za wcześnie i nie za późno, wpisując się w naturalny cykl życia lasu. Dzięki temu węgiel zmagazynowany w starzejących się drzewach nie uwalnia się, lecz w większości pozostaje w wytworzonych z drewna produktach na lata. Im są one trwalsze (np. konstrukcje budowlane, meble), tym dłużej przechowują w sobie węgiel w formie związanej. Drewno jako w pełni odnawialny i ekologiczny surowiec o wszechstronnym zastosowaniu pełni nieocenioną rolę w transformacji gospodarki oraz ograniczaniu produkcji energochłonnych materiałów, takich jak: stal, beton czy plastik.

Ryc.1. Infografika przedstawiająca ślad węglowy produktu (żródło: Lasy Państwowe)

Lasy pełnią także ważną funkcję wodochronną - kształtują obieg wody w przyrodzie oraz przyczyniają się do zwiększenia i oczyszczania zasobów wodnych. Dzięki swoim naturalnym zdolnościom retencyjnym oddziałują na środowisko niczym naturalne zbiorniki kompensacyjne, które gromadzą wodę w okresach jej nadmiaru i stopniowo oddają ją w okresach suszy. Z kolei przesączająca się przez glebę leśną woda ulega naturalnej filtracji i zasila podziemne źródła wód gruntowych i rzeki.

Lasy, w porównaniu z otwartą powierzchnią, skuteczniej pochłaniają wodę z opadów atmosferycznych i dłużej ją przechowują. Woda retencjonowana jest głównie przez gleby leśne, które są chronione przez korony drzew, podszyt, runo leśne i ściółkę. Pobierają ją także organizmy żywe, zwłaszcza drzewa. Następnie w wyniku parowania, zarówno gleba, jak i rośliny, z powrotem uwalniają wodę do atmosfery, nawilżając powietrze i obniżając temperaturę w upalne dni. 

Woda jest jednym z fundamentów istnienia lasu - umożliwia roślinom fotosyntezę i pobieranie składników odżywczych z gleby, a dla wielu gatunków roślin, zwierząt, owadów i mikroorganizmów stanowi naturalne środowisko do życia. Leśne ekosystemy są jednym z najważniejszych miejsc, gdzie zachodzi proces produkcji tlenu, a sama fotosynteza przyczynia się do redukcji dwutlenku węgla, co ma szczególne znaczenie w kontekście zachodzących zmian klimatycznych. 

Jak zmiana klimatu wpływa na lasy

Klimat i gleba są podstawowymi czynnikami kształtującymi środowisko leśne, które decydują o tym, jaki las rośnie w danym miejscu. Zmiany klimatyczne niewątpliwie wpływają na całe środowisko leśne i powoli zmieniają krajobraz, do którego jesteśmy przyzwyczajeni. 

Wzrost średnich temperatur rocznych przyczynia się do zwiększenia tempa wzrostu drzew oraz zmiany struktury i składu gatunkowego drzewostanów. Zmieniają się zasięgi występowania drzew, poszczególne piętra roślinne w górach zajmują wyżej położone tereny, rośliny wcześniej rozwijają się na wiosnę, a drzewa szybciej dojrzewają.

Większość naszych rodzimych gatunków drzew rośnie blisko północnej granicy swojego zasięgu występowania, co jest uwarunkowane głównie niskimi temperaturami. Niewielki wzrost przeciętnych temperatur na niektóre gatunki (dąb, grab) będzie miał korzystny wpływ, a dla innych (świerk, brzoza) - wręcz odwrotnie.

Wzrost średnich temperatur rocznych wiąże się ze zmianą rozkładu opadów w czasie. Choć ogólna roczna suma opadów w naszym kraju nie zmieniła się znacząco w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat, to jednak zupełnie inaczej wygląda ich struktura w ciągu roku. Dawniej zima wiązała się z opadami śniegu i magazynowaniem wody w postaci pokrywy śnieżnej, która zalegała w górach i topniała na wiosnę. Obecnie zamiast śniegu pada deszcz, który od razu spływa rzekami do Bałtyku. To powoduje, że na wiosnę, przy jednoczesnym braku opadów, drzewa mają ograniczony dostęp do wody w kluczowym momencie swojego rozwoju - gdy rozpoczyna się okres wegetacyjny. Z kolei w ciągu roku, a w szczególności latem, opady deszczu występują coraz rzadziej i skokowo. Dominują krótkie, gwałtowne nawałnice i burze, które zamiast powoli wsiąkać w ziemię i zasilać głębokie warstwy gleby i wody gruntowe, spływają do rzek wywołując powodzie błyskawiczne. Dawniej, susza w Polsce pojawiała się średnio raz na 5 lat. Obecnie, według raportów Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej oraz Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, występuje już każdego roku, a jej poszczególne okresy znacznie się wydłużają.

Największą ofiarą zmiany rozkładu opadów w czasie jest świerk pospolity, który potrzebuje stałej wilgotności gleby. Przez swój płaski system korzeniowy nie jest w stanie sięgnąć do obniżających się wód gruntowych, a osłabiony suszą atakowany jest przez kornika drukarza. Podobne problemy zaczyna mieć także sosna zwyczajna. Choć ma głębokie korzenie, permanentny brak wody znacząco ją osłabia, przez co pada ofiarą kornika ostrozębnego czy jemioły.

Jednym z ważniejszych skutków zmian klimatycznych jest wpływ, jaki wywierają na odporność i zdrowotność lasów. Stres wywoływany przez długotrwałą suszę nie tylko ogranicza wzrost i rozwój drzew, ale też zwiększa ich podatność na owady oraz inne patogeny. Zgodnie ze spiralną teorią Paula D. Maniona wyjaśniającą złożone przyczyny zamierania drzewostanów, to właśnie susza jest czynnikiem inicjującym zamieranie osłabionych drzew w wyniku stresu (stare drzewa, słabe siedliska, zanieczyszczenie powietrza). Osłabione przez suszę drzewa są atakowane są przez szkodliwe organizmy, które wraz ze zmianami klimatu stają się coraz bardziej aktywne. Przykładem jest kornik ostrozębny, który przed laty nie stanowił większego problemu dla leśników. Po okresie dotkliwej suszy w latach 2015-2016 zaczął opanowywać polskie lasy na masową skalę, powodując ich stopniowe zamieranie. Innym przykładem jest jemioła, która w przeszłości traktowana była jako element zwiększający bioróżnorodność ekosystemów leśnych, a obecnie postrzegana jest jako realne zagrożenie dla stabilności drzewostanów sosnowych i jodłowych.

Ryc. 2. Infografika przedstawiająca zmiany klimatu i ich wpływ na lasy (źródło: Lasy Państwowe)

Coraz więcej drzew zamiera w wyniku suszy, aktywności szkodliwych organizmów, a także zjawisk o charakterze ekstremalnym w postaci huraganowych wiatrów, pożarów czy powodzi. Wraz z ocieplaniem się klimatu wzrasta ich częstotliwość występowania i nasilenie, co stanowi jedno z największych wyzwań dla leśnictwa.

Klimat Ziemi zmienia się od zawsze. W historii naszej planety epoki lodowcowe wielokrotnie przeplatały się z cieplejszymi okresami.
W przeszłości zmiany klimatu opierały się na czynnikach naturalnych i powodowane były przez: zmiany aktywności Słońca, zmiany orbity Ziemi, ruchy płyt tektonicznych, potężne erupcje wulkanów czy też upadki asteroid. Co istotne - zachodziły zazwyczaj powoli. W ciągu ostatnich 150 lat nastąpiło ich gwałtowne przyspieszenie.

Obecnie klimat Ziemi ulega szybkiemu ociepleniu, które jest inne niż wszystkie cieplejsze okresy w historii naszej planety.
Jedną z przyczyn jest działalność przemysłowa człowieka, zwłaszcza spalanie paliw kopalnych, które emituje ogromne ilości dwutlenku węgla do atmosfery. Uwalniane przez człowieka gazy cieplarniane - dwutlenek węgla, metan i podtlenek azotu - znacząco wpływają na skład atmosfery i potęgują efekt cieplarniany. W konsekwencji Ziemia zatrzymuje więcej energii słonecznej, a średnie temperatury na całym świecie rosną.

Również w Polsce klimat stale się ociepla. Potwierdzają to wieloletnie obserwacje Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowego Instytutu Badawczego. Od 1951 roku średnia roczna temperatura w naszym kraju wzrosła o ponad 2^◦ Celsjusza.
Przekłada się to m.in. na wzrost usłonecznienia, zmniejszenie grubości pokrywy śnieżnej i czasu jej zalegania, zmianę rozkładu opadów w czasie, wydłużenie okresu wegetacyjnego czy też częstsze występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych.

Zmiany klimatu zachodzą na naszych oczach i coraz częściej odczuwamy je w naszym codziennym życiu. To ogromne wyzwanie nie tylko dla człowieka, ale i przyrody. O ile lasy odgrywają ważną rolę w walce z zmianami klimatu, to jednak same pozostają bardzo wrażliwe na ich negatywne skutki.