Rozhovor – Pôda: živý poklad pod našimi nohami

Čo je pôda?

Pôda je komplexný, dynamický a živý orgán, ktorý možno označiť za živú pokožku Zeme. Tvoria ju minerálne a organické zložky, vzduch a voda. Veľmi všeobecne minerálne zložky pozostávajú z častíc ako piesok, bahno a íl, ktoré sa skladajú z rôznych chemických zložiek, zatiaľ čo jej organické zložky pochádzajú zo živých organizmov vrátane rastlín, baktérií, húb, fauny a ich zvyškov.

Pôdy sú dôležitým rezervoárom biodiverzity. Vyskytuje sa v nich približne štvrtina až tretina všetkých organizmov. Biodiverzita pôdy môže zahŕňať organizmy od mikroskopicky malých baktérií a hlístovcov až po chvostoskoky, roztoče, mnohonôžky, dážďovky, krty a myši. Každá z týchto skupín je bohatá na rôzne druhy. Napríklad len v Nemecku žije 50 rôznych známych druhov dážďoviek. V skutočnosti je rozmanitosť pôdneho života často výrazne vyššia ako diverzita na rovnakom mieste na povrchu. Všeobecne sa uvádza, že v jednom metri kubickom lesnej pôdy môže žiť až 2 000 bezstavovcov.

Čo sa deje v pôdnom ekosystéme?

Pôdne ekosystémy sa výrazne líšia, najmä na úrovni mikrobiotopov. Jedna časť pôdy obsahuje veľmi rozmanité biotopy – povrch pôdy, hromadne inkubovaná pôda a pórovitý priestor – každý z nich je domovom odlišných organizmov. Väčšina pôdnych organizmov žije v pôdnych póroch a je od nich vo veľkej miere závislá. Tieto póry môžu byť naplnené vzduchom alebo vodou, pričom v každom z nich žijú rôzne skupiny organizmov.

Existujú však aj iné uhly pohľadu na pôdne biotopy. Napríklad, medzi časticami pôdy sa nachádzajú mikroskopické hraničné vrstvy a biologické ohniská vrátane rizosféry, v ktorej sa nachádzajú korene rastlín, alebo drilosféry v okolí nôr dážďoviek. Priestorový rozsah je takisto veľmi dôležitým aspektom.

Napriek tomu všetky tieto druhy v uvedených mikrobiotopoch žijú spoločne a vzájomne na seba pôsobia, čo nazývame pôdny bióm. Môžu si byť navzájom potravou alebo fekálne pelety jedného druhu môžu poskytovať živiny pre iné druhy. Takéto interakcie v pôdnom bióme sú dôležité pre funkcie pôdy, ktoré zas poskytujú ekosystémové služby.

Aké služby poskytuje pôda?

Pôdna štruktúra a organická hmota v pôde sú dva z najznámejších príkladov dôležitých pre ekosystémové služby. Pôdna štruktúra je definovaná tým, ako sa rôzne častice zhromažďujú v pôdnej matrici. Pôda zahŕňa kombináciu väčších a menších agregátov pôdnych častíc, pórov naplnených vzduchom a vodou atď. Pôdne druhy môžu priamo pôsobiť na štruktúru pôdy. Napríklad dážďovky prevŕtavaním pôdy premiestňujú jej častice, čím menia štruktúru pôdy. Niektoré z týchto zmien môžu spočívať vo vytváraní nových pórov a zatváraní iných, v niektorých častiach v zhutňovaní pôdy alebo v získavaní nových zdrojov potravy pre pôdne organizmy. Dážďovky možno vzhľadom na ich schopnosť kypriť pôdu považovať za ekosystémových inžinierov.

Štruktúra pôdy je takisto kľúčovým faktorom v kolobehu vody. Zohráva úlohu pri určovaní toho, koľko vody môže pôda zachytiť a uložiť, ako ju čistí, akým spôsobom môže voda živiť rastliny a podobne. Predstavte si, že by pôda nemohla zadržiavať alebo čistiť vodu – čo by to znamenalo pre poľnohospodárstvo, povodne alebo naše zdravie.

Ďalším príkladom je kolobeh živín, ktorý zahŕňa to, koľko pôdnej organickej hmoty – t. j. uhlíka, dusíka a fosforu – pôda zachytáva a ukladá. Všetky vstupy uhlíka do pôdy sú organického pôvodu a tvoria základ potravinového reťazca v pôde. Organické zlúčeniny, ako sú listy a špičky koreňov, musia pôdne organizmy rozložiť na jednoduchšie zlúčeniny skôr, ako ich prijmú rastliny. Pri pomerne zložitom viacstupňovom procese rozličné organizmy postupne rozkladajú odumreté listy alebo konáre a premieňajú ich na anorganické zlúčeniny, ktoré zachytávajú a využívajú rastliny. Približne 90 % opadnutého lístia spracujú mnohonôžky, dážďovky a žižiavky. Bez týchto organizmov by sme sa v takom množstve lístia udusili.

Existujú pôdne baktérie, ktoré prevádzajú atmosférický dusík na minerálny dusík, ktorý je nevyhnutný pre rast rastlín. Huby zas prenášajú živiny v pôde z jedného miesta na druhé. Všetky tieto mikrobiálne procesy sú regulované väčšími pasúcimi sa živočíchmi, ktoré sa týmito mikróbmi kŕmia. Tieto bohaté a zložité interakcie musíme vnímať ako podstatu dobre fungujúceho systému, ktorý nám následne poskytuje vyššie uvedené ekosystémové služby.

Zdravé pôdy nám v skutočnosti zabezpečujú širokú škálu výhod. Napríklad kolobeh živín je kľúčovým aspektom pre produkciu potravín a vlákniny. Zároveň existuje jasné prepojenie s kolobehom vody. Ak dôjde k zmene alebo poškodeniu pôdnej štruktúry, ovplyvní to schopnosť pôdy čistiť, zachytávať a zadržiavať vodu. Zhutňovanie pôdy alebo jej zástavba napríklad môže viesť k väčším povodniam.

V laboratóriách sa pôdne mikrobiálne enzýmy izolujú s cieľom zistiť, ako ich možno využiť v priemysle. Tieto enzýmy môžu nahradiť chemikálie napríklad v papierenskom priemysle. Podobne aj farmaceutický priemysel využíva pôdne baktérie pri vývoji liekov vrátane penicilínu a streptomycínu.

Máme o biodiverzite pôdy dostatok poznatkov?

Biológia pôdy je pomerne mladou oblasťou výskumu. Pôda je navyše kryptickým prostredím, ktoré je náročné na pozorovanie. Napriek tomu však zvyčajne podceňujeme to, čo o nej vieme. V Európe máme dobré všeobecné poznatky o tom, aké skupiny organizmov sa v pôde vyskytujú a ktoré z nich sú jej hlavnými druhmi. Rozumieme tomu, čo biodiverzitu pôdy poháňa, a aj tomu, ako ju ľudské činnosti ovplyvňujú. O pôde existuje množstvo zdrojov informácií vrátane Európskeho atlasu biodiverzity pôdy, ktorý uverejnilo Spoločné výskumné centrum, a Francúzskeho atlasu pôdnych baktérií.

Na priebežné sledovanie zmien v rámci biodiverzity pôdy však potrebujeme časové rady. Časové rady, ktoré máme, sú vo väčšine prípadov z chránených prírodných území, kde sa biodiverzita pôdy zvyčajne zachováva a chráni. Okrem toho sa väčšina pozorovaní pôdy v súčasnosti zameriava iba na jej chemické zlúčeniny. Spolu s kontaminantmi musíme monitorovať aj ďalšie parametre a pochopiť, ako zmena klímy či rôzne poľnohospodárske metódy ovplyvňujú biodiverzitu pôdy a rôzne funkcie pôdy, ktoré podnecujú. V celej Európe sa vykonalo množstvo štúdií, no poznatky neboli spracované spôsobom, ktorý by nám umožnil stanoviť východiskové hodnoty v rámci celej Európy.

Pôda vo všeobecnosti a najmä biodiverzita pôdy sú veľmi špecifické pre konkrétnu lokalitu. Účinné opatrenia si často vyžadujú podrobnejšie informácie špecifické pre dané územie, a to nielen o biodiverzite, výskyte druhov a interakciách na danom mieste, ale napríklad aj o vplyve ľudských činností a zmene klímy.

Aké sú hlavné hrozby, ktorým biodiverzita pôdy čelí v súčasnosti?

Pri našich metódach využívania pôdy existuje veľa hrozieb vrátane kontaminácie. Napríklad pesticídy, herbicídy a iné chemikálie spojené s intenzifikáciou poľnohospodárstva ovplyvňujú výskyt druhov a poškodzujú biodiverzitu pôdy. Medzi ďalšie hrozby patria fyzické zmeny ako zhutňovanie a zástavba pôdy – pokrývanie pôdy umelými povrchmi, ako je betón alebo asfalt. Zhutňovaním sa zmenšuje pórovitý priestor, čo ovplyvňuje druhy žijúce v póroch, zatiaľ čo zástavba pôdy zabraňuje vstupu uhlíka a vody do pôdy a takisto obmedzuje rozptyl druhov.

Pre svoj malý rozsah a skutočnosť, že ide o relatívne pomalý proces, sa rozptyl pôdnych druhov často neberie do úvahy. Počas dlhšieho časového obdobia v skutočnosti dochádza k ich aktívnemu rozmiestňovaniu v krajine, čo umožňuje vysokú úroveň biodiverzity pôdy. Znížením biodiverzity na povrchu zeme prostredníctvom monokultúr a homogenizácie krajiny riskujeme aj stratu biodiverzity pôdy.

Dôsledky zmeny klímy, ako napríklad výrazné zmeny v zrážkových modeloch (suchá alebo povodne), by mohli ovplyvniť aj biodiverzitu pôdy. Rok 2018 bol taký teplý a suchý, že sme na niektorých poliach pozorovali 90 až 95 % zníženie počtu pôdnych bezstavovcov. Ak budeme neustále znižovať rozmanitosť druhov, môže to ovplyvniť všetku aktivitu v pôde.

Čo sa robí pre ochranu pôdy v Európe?

Okrem vynakladania celosvetového a európskeho úsilia vznikli iniciatívy zamerané na ochranu pôdy, ako je Svetové partnerstvo pre pôdu, vrátane politík a smerníc EÚ. Podľa môjho odhadu sa zaviedlo najmenej 18 smerníc vrátane spoločnej poľnohospodárskej politiky. Zameriavajú sa na široké spektrum oblastí od znižovania emisií znečisťujúcich látok a udržateľného využívania pôdy až po zvyšovanie informovanosti. Lepšie vykonávanie týchto politík a smerníc v oblasti biodiverzity pôdy by bolo bezpochyby vhodným riešením. V praxi je takisto možné zaviesť niekoľko opatrení, ako napríklad zníženie používania hnojív a pesticídov a tzv. presné poľnohospodárstvo na poľnohospodárskej pôde.

Takmer polovica cieľov udržateľného rozvoja súvisí s pôdou – od čistej vody a zmierňovania zmeny klímy až po úplné odstránenie hladu – bez zdravej pôdy tieto ciele dosiahnuť nemožno.

David Russell

Odbor pôdnej zoológie, oddelenie mezofauny

Senckenbergove prírodovedné múzeum, Görlitz, Nemecko