Les a kvantita vody


Foto:  Ing. Matej SCHWARZ

Schopnosť lesa „hospodáriť“ s vodou, t.j. ovplyvňovať vodnú bilanciu v krajine, na Slovensku tradične nazývame vodohospodárskou funkciou. Je  možné ju členiť na funkciu retenčnú, akumulačnú, retardačnú a regulačnú. Ide teda o schopnosť lesa  ovplyvniť kvantitu vody, výdatnosť povrchových a podzemných vodných zdrojov.

 

U nás je ešte stále pomerne rozšírený mýtus, že vplyv lesa na vodu je vždy a za každých okolností priaznivý, že les znižuje riziko povodní a súčasne zvyšuje výdatnosť vodných zdrojov. V skutočnosti analýza vodnej bilancie lesných ekosystémov ukazuje, že požiadavky na protipovodňovú ochranu a výdatnosť vodných zdrojov sú si v zásade protichodné (vyššia ochrana = menej vody), takže vplyv lesa môže byť v jednotlivých rokoch hodnotený raz pozitívne, inokedy negatívne. Na Slovensku sme doteraz vyzdvihovali schopnosť lesa „zadržať vodu v krajine“, nie všetci si však uvedomujú, že veľká časť „zadržanej“ vody sa odparí späť do atmosféry. Hoci takto odparená voda sa môže opäť zúčastniť na tvorbe zrážok a (teoreticky) dokonca zvýšiť tvorbu zrážok z oblačnosti, tento efekt zatiaľ nie je uspokojivo preukázaný a, každopádne, môže viesť k zvýšeniu zrážok skôr v iných častiach kontinentu, než regióne, v ktorom sa voda vyparí.

 


Foto:  Ing. Matej SCHWARZ

V zásade existujú dva hlavné mechanizmy, ktorými les znižuje množstvo vody odtekajúce z ekosystému - intercepcia, čiže zachytávanie časti zrážok korunami stromov a ich následné vyparenie, a transpirácia, t.j. odčerpanie časti vody z pôdy koreňmi, jej využitie na fyziologické procesy stromov (a podrastu) a jej odparenie do atmosféry cez prieduchy listov. Intercepcia predstavuje v ročnom úhrne 15-30 % ročného zrážkového úhrnu, u hustých ihličnatých lesov v oblastiach, kde prevládajú slabšie a častejšie dažde, až 45 %. U trávnych porastov je to len do cca 20 %, v prípade, že sú kosené alebo spásané ešte menej. Transpirácia drevín len málo závisí od celkového množstva zrážok, pohybuje sa od 300 do 500 mm ročne, čo predstavuje rádovo desiatky percent zrážkového úhrnu, čo je tiež viac ako transpirácia väčšiny iných spoločenstiev (napr. o 50-100 mm viac od lúk, asi o 200 mm viac od okopanín) a viac než je výpar z holej pôdy.

 

Neexistuje teda nejaký všeobecne priaznivý vplyv lesa na vodnú bilanciu - existuje len vplyv lesa na rozdiel medzi množstvom spadnutých zrážok a množstvom vody odtekajúcej z lesného ekosystému. Preto, pokiaľ hovoríme o vodoregulačnej funkcii lesa, musíme vždy jasne povedať, čo má les s odtokom vody v danom povodí urobiť, či má zvýšiť výdatnosť vodných zdrojov, zlepšiť ochranu pred povodňami alebo zachovať súčasný stav.

Alternatíva 1: Podpora zvyšovania výdatnosti vodných zdrojov

Cieľom je v tomto prípade dostatočné zásobovanie obyvateľstva vodou, zabezpečenie dostatočných prietokov pre prevádzku elektrární, zabezpečenie dostatočného množstva vody pre zavlažovanie poľnohospodárskych pozemkov a/alebo priemysel. Toto sa dá ovplyvniť aj znížením transpirácie a intercepcie vody lesnými porastmi. Nižšiu „spotrebu“ vody majú buď najmladšie porasty (holiny až menej vyspelé húštiny), alebo porasty staršie (hrubšie žrďoviny až kmeňoviny), ihličnaté porasty majú vyššiu intercepciu než listnaté.

 


Foto:  Ing. Matej SCHWARZ

„Spotrebu vody“ je možné znížiť aj znížením hustoty porastov. Nevyžaduje sa vysoká prirodzenosť porastov, ani sa však nevylučuje. Rozpad porastov vplyvom škodlivých faktorov krátkodobo nie je na závadu, rozsiahlejšie kalamity však neskôr prinesú neželané zvýšenie podielu mladých porastov. Lesnícke opatrenia zamerané na zvýšenie prietokov môžu mať určitý účinok aj u veľkých povodí, musia však byť aplikované na ich dostatočne veľké časti.

 

Pre zvýšenie povrchového odtoku z povodia, prípadne výdatnosti prameňov v povodí,  sú vhodné nasledovné opatrenia:

  • predĺženie rubných dôb - zvýši sa ním podiel starších porastov, ktoré majú menšiu spotrebu vody než mladé husté porasty. Vhodné sú najmä staršie preriedle porasty, pokiaľ inak dostatočne plnia vodoochrannú, protieróznu, prípadne ďalšie funkcie. Predlžovanie rubných dôb nad dĺžku optimálnu z hľadiska produkcie prekračuje rámec bežného hospodárenia.
  • premeny porastov na porasty s prevahou listnáčov - listnáče majú nižšiu intercepciu aj transpiráciu ako ihličnany. Výhodou je aj absencia olistenia počas vegetačného kľudu, čo umožní intenzívnejšie dopĺňanie vodných nádrží a zvodnených vrstiev, zatiaľčo v období letných búrok je intercepcia porovnateľná s ihličnanmi (ročná intercepcia našich listnáčov je 17-27 % oproti 35-40 % u ihličnanov, do kolobehu sa teda môže dostať o 7-23% vody viac, než v prípade ihličnatých porastov). Opatrenie prekračuje rámec bežného hospodárenia.
  • udržiavanie nižšieho zakmenenia (silné prebierky,voľnejšie spony pri obnove) -  redšie porasty majú nižšiu intercepciu aj transpiráciu, opatrenie je prospešné aj z hľadiska stability porastov. Opatrenie môže prospešné aj pre ďalšie funkcie, celkovo je však znižuje produkciu dreva a preto nespadá do rámca bežného hospodárenia.
  • Ďalšie uvádzané opatrenia sú v rozpore so štandardnou lesníckou politikou a verejnosťou ťažko prijateľné. Pokiaľ by sa však napĺňanie vodných nádrží stalo prioritou (napr. v prípade akútneho nedostatku pitnej vody), šlo by opatrenia veľmi účinné a v menších povodiach vybraných nádrží odôvodniteľné:
    1. predĺženie doby zabezpečenia porastu - skôr teoretické opatrenie, možnosť ponechania holín po ťažbe na prirodzenú obnovu výstavkami, nevykonávania vylepšovania nárastov a p. Opatrenie môže byť potrebné v prípade nadnormálnej výmery holín, prekračuje rámec bežného hospodárenia.

    2. zmena využitia pozemkov (trvalé odlesňovanie lesných pôd) - skôr teoretické opatrenie, význam môže mať len v prípade, ak sa zabezpečí vhodný spôsob obhospodarovania odlesnených pozemkov (pastva, kosenie, t.j. opatrenia znižujúce intercepciu a transpiráciu). Opatrenie prekračuje rámec bežného hospodárenia.

Za nevhodné či nežiaduce možno považovať nasledovné opatrenia:

  • zakladanie plantáží rýchlorastúcich drevín - plantáže rýchlorastúcich drevín sa zvyčajne vyznačujú vysokou spotrebou vody. Tento problém je dokumentovaný v mnohých krajinách. Preto tam, kde sa za prioritu považujú vodné zdroje sa treba zakladaniu plantáží vyvarovať.
  • zalesňovanie nelesných pôd - lesy majú spravidla vyššiu transpiráciu a intercepciu ako nelesné ekosystémy, preto zvyšovanie ich výmery zvyčajne znamená zníženie odtoku z povodia aj vsakovania vody do spodín. U starších porastov nemusí byť tento vplyv významný, vzhľadom na problémy počas prvých decénií je však rozumnejšie sa rozsiahlemu zalesňovaniu povodí tokov s nedostatočnými prietokmi vyhnúť.

Foto:  Ing. Matej SCHWARZ

Alternatíva 2: Podpora ochrany pred povodňami

Cieľom tejto alternatívy je prostredníctvom lesa znížiť prietokové maximá počas prívalových alebo dlhotrvajúcich dažďov a takto znížiť riziko povodní a ušetriť na technických protipovodňových opatreniach. Táto schopnosť lesa bola v minulosti dosť preceňovaná. Les je naozaj schopný čiastočne znížiť povodňové prietoky, táto schopnosť sa však prejaví len v malých povodiach do cca 100 km2. U väčších povodí sú stav lesa a jeho výmera prevážené inými faktormi. Povodniam na väčších riekach sa nedá lesohospodárskymi opatreniami zabrániť. Aj u malých tokov je však vplyv lesa obmedzený samotnými mechanizmami, ktorými les absorbuje zrážky. Intercepcia je obmedzená na absolútnu hodnotu niekoľkých mm počas jednej zrážkovej epizódy, čo je v prípade prívalových dažďov zanedbateľné. Transpirácia je z pohľadu vzniku povodňových situácií často príliš pomalá, infiltrácia do pôdy v svahovitých územiach znamená len premenu povrchového odtoku na bočný podzemný odtok, ktorý sa pomerne rýchlo (rádovo v hodinách) dostáva taktiež do vodných tokov. Infiltrácia do pôdy teda znamená len určitý odklad a sploštenie povodňovej vlny, čo u malých povodí môže, ale nemusí, mať význam. Zlepšiť infiltračnú schopnosť pôdy je však veľmi obtiažne. Navyše, významná časť povodní vzniká topením snehu, na čo les vplýva ešte menej než v prípade dažďov.

 


Foto:  Ing. Matej SCHWARZ

Ďalším problémom je, že dopad lesohospodárskych opatrení proti povodniam sa prejaví aj na prietokoch v suchých obdobiach. Typy lesa  s najvyššou „účinnosťou“ proti povodniam, sú súčasne aj najväčšími „spotrebičmi“ vody. Preto rozsiahle zalesňovanie a podpora vhodných vlastností lesa môžu znižovať riziko niektorých typov povodní (u iných bude les aj tak neúčinný), súčasne však spôsobí trvalé zníženie priemerných a najmä minimálnych prietokov.

 

Napriek týmto výhradám však v niektorých malých povodiach môže vzniknúť objednávka na zlepšenie „protipovodňovej funkcie lesa“. Výhodou je, že „protipovodňové“ opatrenia sa čiastočne kryjú s opatreniami na ochranu pôdy, kvality vody, prípadne na ochranu prírody, takže zvýšená protipovodňová ochrana môže vzniknúť ako vedľajší efekt podpory iných funkcií, takých, do ktorých sa skôr oplatí investovať.

 

Zvýšenie protipovodňovej ochrany si teda vyžaduje zvýšenie intercepcie zrážok porastmi, zlepšenie infiltračnej schopnosti pôdy, niekedy môže pomôcť aj zvýšenie transpirácie porastov (vysušenejšia pôda bude počas dažďov absorbovať viac vody), na čo sú vhodné nasledovné opatrenia:

  • skrátenie rubných dôb - týmto sa zvýši podiel mladších porastov (húštin až žrďovín), ktoré majú vyššiu spotrebu vody ako preriedle porasty, najmä tie vo fáze rozpadu. Skrátená rubná doba môže (ale nemusí) umožňovať aj vznik porastov starších ako žrďoviny, princípom je zníženie ich podielu. Mladé porasty dostatočne plnia vodoochrannú, protieróznu a ďalšie funkcie, nižšia rubná doba však znamená častejšie narúšanie povrchu pôdy lesníckymi zásahmi, má dopady na biodiverzitu a p. Celkovo teda toto opatrenie môže mať určité negatívne dopady na iné funkcie a nie celkom spadá do rámca bežného hospodárenia (možné narušenie vekovej štruktúry, zvýšenie výmery vychovávaných porastov, zvýšenie zalesňovacej povinnosti a p.).
  • premeny porastov na porasty s prevahou ihličnanov - ihličnany majú vyššiu intercepciu a transpiráciu ako listnáče. Výhodou je trvalé olistenie ihličnanov, pri ktorom sa schopnosť intercepcie udržiava aj počas vegetačného kľudu (ročná intercepcia našich ihličnanov je 35-41 % oproti 17-27 % u ihličnanov, do kolobehu vody sa teda môže dostať o 7-24% vody menej, než v prípade listnatých porastov). Opatrenie môže sťažiť zalesňovanie, niekde si dokonca vyžaduje potláčanie prirodzeného zmladenia - celkovo teda nejde o bežné hospodárenie.

  • Foto:  Ing. Matej SCHWARZ
  • dôsledné vylepšovanie nárastov a kultúr - cieľom opatrenia je výšiť pokrytie porastovej plochy korunami stromov, ideálne je dosiahnuť dobre uzatvorený zápoj bez medzier. Najvýhodnejšiu hustotu zakmenenia by bolo potrebné zistiť experimentálne, plne zapojené porasty je v zásade možné dosiahnuť aj pri zakmeneniach okolo 0,8. Opatrenie je bežným hospodárením.
  • dôsledná ochrana lesa pred škodlivými činiteľmi - odumieranie jednotlivých stromov a celých porastov výrazne znižuje intercepciu aj transpiráciu, preto zvýšenie výmery takýchto porastov spôsobuje zhoršenie protipovodňovej ochrany. Opatrenie je bežným hospodárením.
  • zalesňovanie nelesných pôd - lesy majú spravidla vyššiu transpiráciu a intercepciu ako nelesné ekosystémy, preto zvyšovanie ich výmery zvyčajne pomáha zabrániť určitým typom povodní. Opatrenie presahuje rámec lesného hospodárstva a zvýšená potreba ekonomicky náročných opatrení (ochrana kultúr, výchova) v prvých desaťročiach po zalesnení presahuje rámec bežného hospodárenia.
  • zahrádzanie vodných tokov (vrátane občasných) - povodne sú v konečnom dôsledku vždy výsledkom kumulácie kanalizovaného povrchového odtoku, preto vybudovaním malých retenčných nádrží na malých vodných tokoch je možné ich riziko podstatne obmedziť, najmä pokiaľ ide o povodne z prívalových dažďov. Hoci ide o technické opatrenie, tradične sa dáva do súvisu z lesným hospodárstvom. Presahuje rámec bežného hospodárenia.

  • sanácia výmoľov -  výmole a erózne ryhy môžu pôsobiť ako drény a takto zvyšovať povrchových odtok, preto je potrebné ich zalesnením, prehrádzkami a ďalšími opatreniami sanovať aspoň natoľko, aby nedochádzalo k ich prehlbovaniu, resp. aby sa postupne zazemnili. Opatrenie presahuje rámec bežného hospodárenia.
  • zákaz pastvy a preháňania dobytka - slovenská legislatíva síce pastvu v lese zakazuje (zákaz pastvy teda neznamená obmedzenie bežného hospodárenia), existujú však projekty využívajúce pastvu ako nástroj na udržiavanie biodiverzity a p., čo môže byť z hľadiska protipovodňovej ochrany nevhodné.

Za nevhodné či nežiaduce možno považovať nasledovné opatrenia:

  • používanie technológií spôsobujúcich utláčanie pôdy - utláčaním pôd (napr. mechanizmami) sa zhoršuje ich infiltračná schopnosť. Z tohto hľadiska je preto škodlivé používanie dopravných a približovacích prostriedkov s príliš veľkým merným tlakom na pôdu, technológií s nadmerným pohybom mechanizmov po porastoch a p. Ťažšie pôdy sú náchylnejšie na utláčanie než pôdy ľahké, najťažšie pôdy (íly) však už prirodzene sú pre vodu takmer nepriepustné, bez ohľadu na činnosť hospodára.
  • úmyselné aj neúmyselné vytváranie drenáží - drenážne systémy, ale aj odvodňovacie priekopy ciest, hlboko zarezané cesty a p. urýchľujú odtok vody.

Foto:  Ing. Matej SCHWARZ

Alternatíva 3: Udržiavanie súčasných prietokových pomerov

Osídlenie povodia aj hospodárstvo sú zvyčajne prispôsobené na existujúce odtokové pomery. Preto môže byť cieľom tieto pomery nemeniť. Keď vezmeme do úvahy, ako významne dokáže les vodnú bilanciu ovplyvňovať (hoci nie vždy želaným spôsobom) a koľko rôznych vlastností lesa na povrchový odtok vplýva, je zrejmé, že ani udržanie prietokových pomerov nemusí byť v dlhodobom horizonte jednoduché. V prípade, že sa ostatné vstupy nezmenia, hlavným cieľom je udržanie rovnakej súhrnnej intercepčnej kapacity lesa v povodí a rovnakej súhrnnej transpirácie. Hlavná zásada by teda mala byť „nič v povodí nemeniť“.

 

Ako prevencia zmeny prietokových pomerov sú vhodné najmä nasledovné opatrenia:

  • trvalé monitorovanie zastúpenia vekových stupňov - nerovnomerné zastúpenie vekových stupňov v povodí môže spôsobiť prechodné zmeny v zastúpení  porastov znižujúcich alebo zvyšujúcich prietoky. Zmeny môžu vyplynúť len z presunu porastov do vyšších vekových stupňov, resp. do štádia holín, môžu však  byť aj dôsledkom kalamít a zmien rubnej doby. Opatrenie sa týka vyhotovenia LHP a inventarizácie lesov.
  • trvalé monitorovanie drevinového zloženia lesov povodia - zmeny v drevinovom zložení, úmyselné aj samovoľné,  môžu spôsobiť zmenu prietokových pomerov, preto je potrebné tieto zmeny sledovať a včas na ne reagovať (viď alternatívy 1 a 2). Opatrenie sa týka vyhotovenia LHP a inventarizácie lesov.
  • úprava zastúpenia vekových stupňov - predčasnými obnovami porastov alebo naopak odsúvaním obnov u časti porastov je možné (a vhodné) rozdiely v zastúpení vekových stupňov v predmetnom povodí vyrovnať. Opatrenie presahuje rámec bežného hospodárenia.

Za nevhodné či nežiaduce možno považovať najmä:

  • rozsiahle zmeny rubných dôb - veľkoplošné zmeny rubných dôb z titulu zmien cieľov hospodárenia alebo technológií (napr. zavádzanie plantáží), pokiaľ tieto zmeny nie sú kompenzáciou iných zmien v povodí.

Situáciu môže komplikovať skutočnosť, že vstupy vodnej bilancie sa budú meniť, najmä z dôvodu klimatickej zmeny, takže zachovanie prietokových pomerov si môže vyžiadať aktívne opatrenia zo strany lesného hospodárstva. Zmenu prietokových pomerov môžu spôsobiť aj rôzne opatrenia vykonané na nelesnej pôde, technické opatrenia na vodných tokoch a p. V takýchto prípadoch je potrebné aplikovať opatrenia alternatívy 1 alebo 2.