Z letokruhů poznáme stáří stromů i jejich prostředí, nejstarší český vzorek má přes 10 000 let, říká dendrochronolog
Je dobře známo, že z letokruhů lze vyčíst stáří stromu. Díky dendrochronologii však lze určit tuto informaci na rok přesně a taktéž můžeme zjistit, ve kterém ročním období byl strom pokácen. Podrobně letokruhy zkoumá i Michal Rybníček z Mendelovy univerzity v Brně, který říká, že mnohdy zkoumají i stáří dřevěných předmětů jako jsou hudební nástroje.
Co všechno lze z letokruhů vyčíst?
V šírším slova smyslu je dendrochronologie čtení z letokruhů. Má dva základní směry. První je dendroarcheologie, což je metoda datování dřeva založená na měření šířek letokruhů. Díky tomu můžeme datovat stáří archeologických dřevěných vykopávek, , konstrukční prvky na historických stavbách například krovy nebo umělecké předměty jako jsou obrazy, sochy nebo třeba hudební nástroje. Druhý směr je dendroekologie, která studuje informaci, která je uložená v letokruzích, kterou využívá ke studiu ekologických problémů a prostředí. Můžeme tak například rekonstruovat klimatické podmínky na základě šířek letokruhů díky dlouhým standardním chronologiím.
Co všechno má vliv na jejich šířku?
Šířka letokruhu odráží prostředí, ve kterém strom rostl. Především tedy klimatické podmínky daného roku. Můžeme obecně říct, že pokud jsou na daném území dobré klimatické podmínky, vytvoří všechny stromy na daném území letokruh široký. Dobrými klimatickými podmínkami myslíme dostatečné množství tepla, světla, živin a vody v půdě. Pokud na tomto území budou špatné klimatické podmínky jako například extrémní sucho, které bylo například v loňském roce, všechny ty stromy vytvoří letokruh úzký. A pokud my dokážeme změřit několik desítek letokruhů směrem do minulosti, tak získáme jedinečnou letokruhovou křivku pro konkrétní strom a konkrétní lokalitu. Potom si to můžeme představit jako otisk prstu. Je to jedinečná letokruhová křivka, kterou můžeme s ostatními navzájem porovnávat a zkoumat, čím byly stromy v dané lokalitě ovlivněny. Samozřejmě už se bavíme o různé velikosti toho území, někdy to může být poměrně malá oblast, ale například dubovou chronologii, kterou my u nás vytváříme, ta je platná pro celou střední Evropu.
Takže letokruhy se liší podle stromu i podle území?
Standardní chronologie vznikají postupným překrýváním šířek letokruhů od současnosti směrem do minulosti a vytváříme je pro každou dřevinu zvlášť a pro každé území zvlášť. Abychom mohli vůbec něco dendrochronologicky datovat tak v případě té dendroarcheologie je podmínkou, abychom pro dané území a pro danou dřevinu měli sestavenou standardní chronologii. Někdy můžeme pro datování použít i standardní chronologii z jiného druhu. Například jilmové dřevo. K němu chronologii nemáme, ale je možné jej dobře datovat podle dubové chronologie. Je tam určitá podobnost. Je to dřevina s kruhovitě pórovitou stavbou dřeva stejně jako dub. Roste i přibližně ve stejných podmínkách a reaguje na klimatické podmínky podobně. V současné době máme vytvořenou standardní chronologii u listnatých stromů především pro dub a u jehličnanů pro smrk, borovici a jedli. To jsou nejdůležitější dřeviny, se kterými se setkáváme i v naší historii.
U nás jsou tedy tyto dřeviny obecně nejběžnější.
Ano, většina krovových konstrukcí je právě z jedle a ze smrku. Omezené množství i z borovice. Nejčastější dřevinou v archeologických nálezech je dřevo dubu, protože jádrová část dubu je extrémně trvanlivá. Je to díky jádrovým látkám, které to dřevo obsahuje a díky nim může odolávat například vysokým vlhkostem. Mnohdy bylo proto používáno na vodní stavby jako jsou mosty nebo přístavní zařízení.
Rozlišujete nalezené vzorky i podle konkrétních zemí?
Původ dřeva lze zjistit také. Je k tomu potřeba mít vybudouvanou hustší síť standardních chronologií. Například nyní zpracováváme vzorky naplaveného dřeva na severovýchodním pobřeží Islandu, kde je předpoklad, že stromy se sem dostaly ze Sibiře. Spolupracujeme proto s kolegy z Cambridge, kteří mají k dispozici hustou síť chronologií pro celou severní polokouli a také pro Sibiř. Takže když změříme šířky letokruhů na těchto vzorcích, které mají několik stovek let, tak pojedeme tyto letokruhové křivky porovnat na Cambridge. Na základě podobnosti se standardními chronologiemi určíme, kde přesně tyto stromy rostly.
Podílel jste se na článku „Využití dřeva v historii” společně s Tomášem Kolářem a Petrem Čermákem. Jakým způsobem se u nás změnilo využití dřeva oproti minulosti?
Z toho článku v zásadě vychází, že ta dřevina, která se používala byla stejná a lišila se především podle lokality v tomto případě se jednalo o jihovýchodní část Moravy. Záleželo to na dostupnosti dřevin v dané oblasti. Nejčastěji byly používány dřeviny jako buk, dub nebo jasan ale hodně se tam využívaly i méně časté dřeviny, které jsou dnes hodně opomíjené jako například dřeviny ze zahrad a podobně. Byly to například jabloně nebo různé keře, které byly na zahradě, a bylo snadné je použít, jelikož je měli takzvaně po ruce. Tedy ta škála využívaných druhů dřev byla velice široká oproti současnosti. Celkově jsme identifikovali okolo dvaceti druhů dřev pro nejrůznější výrobky denní potřeby. Více by vám o tomto tématu ale řekl kolega Tomáš Kolář, který se tímto konkrétním tématem zabývá více.
Zmiňoval jste, že se v letokruzích promítají veškeré vnější vlivy, ale jak je to s nemocemi, škůdci nebo přírodními katastrofami?
Na úrovni stromů se nám tyto události mohou projevit tak, že některé stromy rostly dlouho potlačené například ve stínu jiných stromů. Při nějaké kalamitě, kterou popisujete, došlo k tomu, že dominantní stromy vymizí. Tím se těmto do té doby potlačeným stromům uvolní místo a začnou následně vytvářet široké letokruhy, rostou rychleji, protože mají potom lepší přísun světla z toho uvolněného prostoru. Tyto takzvané disturbanční události nám mohou ukazovat například na nějaké silné vichřice nebo jiné kalamity. Tímto způsobem můžeme zkoumat události, které se staly v minulosti ať už se jedná o studie na větších nebo menších územích.
A promítá se v letokruzích i životnost stromů? Například když tyto vnější vlivy zapříčiní dřívější uhynutí stromu.
Každý strom má takzvanou růstovou křivku. To znamená, že na začátku svého života vytváří takzvané juvenilní dřevo. To jsou abnormálně široké letokruhy, které strom vytváří přibližně do třicátého roku svého života. Při postupném stárnutí kambia (pozn. rostlinné pletivo obsažené v dřevinách)se snižuje i šířka letokruhu. Tomu říkáme takzvaně růstový trend, který z těch křivek většinou při dendrochronologických analýzách odstraňujeme, jelikož zkresluje hledaný společný signál. Čím je strom starší, tím více dochází ke snižování šířky letokruhů. Jsou čím dál užší. Pokud myslíte Vaší otázku tak, že Vás zajímá, jaký máme nejstarší strom v České republice, tak na to neexistuje žádná jednoznačná odpověď. Spousta lidí si myslí, že jsou to nějaké lípy nebo duby, ale problém těch starých stromů je v tom, že jsou uprostřed vyhnilé. My u nich můžeme pouze změřit šířku letokruhů na zdravé části kmene stromu a změřit poloměr stromu, tento poloměr pak vydělíme průměrnou šířkou letokruhu a vyjde nám přibližný odhad, jak by ten strom mohl být starý. To samozřejmě není přesné. Doposud nejstarší strom, který jsme objevili a dendrochronologicky analyzovali byl spadlý kmen smrku nedaleko Plešného jezera a ten měl kolem 623 let…
A pokud by nebyla řeč pouze o živých, máte ještě starší vzorky?
Úplně nejstarší datovaná dřeva, která tu máme jsou subfosilní kmeny dubů, které rostly na břehu řeky. Při povodni došlo k podemletí břehu, čímž ty stromy spadly do řeky a vyplavily se na protější mělčinu. Zde je přikryla vrstva štěrku a písku a byly zde uchovány po stovky až tisíce let až do dnešního dne. Nejstarší vzorek takového kmene, který tu máme je datován do období 8 tisíc let před naším letopočtem. Když zarazíte do dubového dřeva hřebík, tak si můžete všimnout, že dřevo okolo něj zčerná. To způsobuje reakce tříslovin, které jsou obsaženy v jádrovém dřevě dubu, s železem. Jelikož tyto subfosilní kmeny byly uloženy pod vodou a voda je v České republice železitá, tak dřevo těchto dubových kmenů má také černou barvu.
Jak můžete rozpoznat takto staré stromy, když v minulosti nebylo možné zaznamenávat informace o letokruzích?
To je právě princip tvorby standardní chronologie. Ta je tvořena postupným překrýváním šířek letokruhů od současnosti směrem do minulosti. Na začátku jsem přišel do lesa, tam jsem navrtal pomocí Presslerova přírůstového nebozezu 100 živých dubů. Věděl jsem, že jsem v roce 2003, ty stromy byly staré 250 let, takže jsem se dostal 250 let do minulosti. Potom jsem například na jižní Moravě navrtal vinné lisy. Ty byly dubové a letokruhové křivky, které jsem z nich získal byly 200 let dlouhé a překrývaly se mi s mojí chronologií živých stromů 50 letokruhy. A takto se letokruhové křivky na sebe postupně napojují. Postupně jsme se tímto postupným napojováním dostali až do období čtyři tisíce let před naším letopočtem. Později následovaly vzorky z neolitických studní, tedy z období více jak pět tisíc let před naším letopočtem. Práci nám v tomto směru velmi usnadňovala existence německé dubové standardní chronologie, která má délku 10 tisíc let. Mohli jsme tedy vzorky z našeho území porovnávat podle této chronologie. Velkou pomocí pro dendrochronologa je také radiouhlíkové datování, které využíváme v případě, že nalezneme například subfosilní dubový kmen, který je mimo rozsah naší standardní chronologie a pomůže nám tedy vzorek alespoň přibližně zařadit na časové ose.
Jak přesně dokážete stáří stromu určit?
Dendrochronologie datuje s roční přesností, takže jsme schopni v případě, že je na vzorku zachován takzvaný podkorní letokruh, na rok přesně říct, ve kterém roce byl strom pokácen. Změříme několik desítek po sobě jdoucích letokruhů. Tím získáme letokruhovou křivku, kterou přikládáme na každé možné místo standardní chronologie. Na základě optické shody a statistických výpočtů hledáme nejpravděpodobnější místo, kde se nám tato křivka nejlépe shoduje s letokruhy standardní chronologie. Čím víc letokruhů datovaný vzorek obsahuje, tím vyšší je pravděpodobnost, že ten vzorek půjde datovat. Radiouhlíková metoda nám to období řekne pouze přibližně v rozsahu plus mínus sto let.
Takže nestačí mít jen dostatečné množství letokruhů na vzorku, abyste mohli přesně určit rok pokácení stromu?
Abychom toho byli schopni, musí být na vzorku přítomen ještě právě ten podkorní letokruh. To je poslední letokruh, který strom za svého života vytvořil. Nachází se hned pod kůrou. Pokud takovýto vzorek získáme, tak můžeme říct i na roční období přesně, kdy byl strom pokácen. Pokud je ten podkorní letokruh odstraněn, tak v případě dubu, který obsahuje jádrové letokruhy a letokruhy bělového dřeva, se můžeme řídit tímto. My víme, že na území České republiky vytváří duby minimálně 5 a maximálně 25 letokruhů bělového dřeva. Takže pokud my na tom vzorku, který datujeme, máme alespoň jeden letokruh bělového dřeva, tak můžeme určit rozpětí let, kdy byl strom pokácen. Pokud ale na vzorku není letokruh bělového dřeva a ani podkorní letokruh, tak můžeme jen říct, že strom byl pokácen někdy po daném roce nejmladšího letokruhu, který jsme na vzorku našli.
Jak velký kus vzorku potřebujete, abyste mohli potřebné informace určit?
Obecně se říká, že by měl mít čtyřicet až padesát letokruhů. To je takové minimum. Někdy je možné datovat i takové, které mají méně letokruhů, ale zase musí být ten soubor větší. Takzvaným křížovým datováním najdeme letokruhy, které rostly ve stejném roce a potom vytvoříme průměrnou letokruhovou křivku, která by měla mít dejme tomu těch minimálně 50 nebo 60 letokruhů.
Říkal jste, že jste schopní určit i stáří obrazů a podobných předmětů. Jak je to možné, když takové předměty nemůžete rozřezat?
Častým požadavkem je datování strunných hudebních nástrojů. Přijde houslista a chce určit stáří houslí. Hudební nástroj samozřejmě nerozřežeme motorovu pilou, ale vezmeme datovaný předmět, který celý vložíme na měřící stůl a změříme šířky letokruhů přímo na něm. V případě těch houslí je to radiální řez, takže nedostanu příčný řez, kde jsou letokruhy nejlépe viditelné, ale i na tomto radiálním řezu je možné šířku letokruhů poměrně dobře měřit. Někdy můžeme letokruhy datovat i na základě fotografie, když je dostatečně vidět hranice letokruhů nebo můžeme datovat ze snímků z tomografie.
Jaký způsobem se ve vašem oboru projevují klimatické změny?
To je otázka, která je v našich výzkumech v tuto chvíli nejčastěji zmiňovaná. Úplně přesně to ale nejsme schopni říct. U stromů je problém takzvané divergence, tedy stavu, kdy je klimatická změna natolik rychlá, že reakce stromů tomu neodpovídá, stromy na klimatickou změnu reagují pomaleji. Teď je poměrně rychlá mortalita smrků v České republice, kdy vidíme, že smrky byly pěstovány mimo své přirozené podmínky. Jelikož mají smrky mělký kořenový systém, tak v období sucha byly stromy oslabené a napadl je kůrovec. S tím si ten strom neporadí, protože nemá dostatečné množství vody. V opačném případě by se ubránil, protože by kůrovce zalil pryskyřicí. Bez vody si ale nemá s kůrovcem jak poradit. Na úrovni letokruhu se nám toto oslabení projevilo již v předešlých letech sníženým přírůstem, tedy šířkou letokruhu. Takže těch projevů klimatické změny si můžete velmi dobře všímat i vy, když dnes jedete například po dálnici z Brna do Prahy a vidíte stav okolních lesů.
doc. Ing. Michal Rybníček, Ph.D. je vědecko výzkumným pracovníkem Ústavu nauky o dřevě a dřevařských technologií na Mendelově univerzitě v Brně a Ústavu výzkumu globální změny AV ČR, v. v. i.
