Vodní režim se mění a krajina tomu není přizpůsobená

S vědcem z Hydrologického ústavu Akademie věd ČR Lukášem Vlčkem jsme hovořili o pohybu vody v krajině a o tom, jaký vliv na život lidské společnosti mohou mít současné klimatické změny.

Proč se v posledních letech lidé tolik zajímají o hospodaření s vodou? Co se vlastně ohledně vody na Zemi změnilo?

Samotné vody máme pořád stejně. Z planety nikam neubývá. Ale změnil se, a stále se mění její pohyb. Dochází k narušení sezonnosti období, kdy na některých místech pršelo nebo bylo sucho, mění se délka a intenzita srážek, doba, po kterou voda v krajině zůstávala, proudění v oceánech i ve vzduchu, poměry vody v ledu, ve sněhu, v kapalném skupenství a v páře. To vše se pak odráží v zásobách vody na kontinentech a v její dostupnosti jak pro lidi, tak pro přírodní procesy.

Proč k těmto změnám dochází?

To nemůžeme stoprocentně určit, ale nezpochybnitelné indicie ukazují, že se projevuje vliv činnosti člověka. Jednak množství skleníkových plynů a s tím související zvyšující se globální teploty, jednak také rostoucí populace a zásahy lidí do krajiny – odlesňování, zastavěnost, intenzivní zemědělství a podobně.

RNDr. Lukáš Vlček, Ph.D.

Je absolventem Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, kde se stále věnuje pedagogické a vědecké činnosti. Jeho hlavním působištěm je Hydrologický ústav AV ČR. Zde se zaměřuje zejména na výzkum pohybu vody v půdě a vliv mokřadů na hydrologickou bilanci povodí.

Ke změnám klimatu docházelo v historii planety vždycky. Čím je ta současná tak výjimečná?

Nejsem klimatolog, nicméně mohu říct, že se jedná hlavně o rychlost změn. Studie například ukazují enormní nárůsty množství skleníkových plynů od doby průmyslové revoluce. Měření globální teploty zaznamenávají v posledních desetiletích rekordní hodnoty, a například odtávání ledovců také postupuje nebývalým tempem.

Jak se uvedené změny projevují v Česku?

I u nás se mění chod srážek. Doby, kdy prší, se zkracují a období bez deště prodlužují. Srážky jsou intenzivnější, během jednoho deště napadne tolik vody, kolik dříve bylo rozloženo do několika dnů nebo týdnů. Ubývá také sněhu a zkracuje se doba, kdy je krajina pod sněhovou pokrývkou. Spolu se zhoršováním kvality půdy to má za následek, že se velká část vody v krajině neudrží a rychle odteče. Mnohdy s sebou ještě vezme nejúrodnější povrchovou vrstvu ornice a odplaví ji pryč.

Dalším následkem oteplování je prodloužení vegetační sezony. Rostliny tak mají čas po delší dobu odsávat vodu ze země a odpařovat ji do vzduchu. I tímto procesem se výrazně snižují zásoby půdní vody.

Tak, jako jinde ve světě, i v Česku lidé v průběhu stovek let přizpůsobili zemědělství místnímu charakteru klimatu a dostupnosti vody. Když se teď klima a dostupnost vody mění, tradiční agrotechnické postupy přestávají fungovat, což může vést k problémům se zajištěním dostatku potravin.

Jakými metodami se vodní režim v přírodě zkoumá?

Metody můžeme rozdělit na přímé a nepřímé. Mezi přímé patří třeba změření průtoku či množství srážek. Také vlhkost půdy mohu určit tak, že odeberu vzorek, vysuším ho a zvážím, o kolik se snížila jeho hmotnost.

Nepřímé metody jsou založené na měření nějaké jiné veličiny, kterou pak převedeme na konkrétní hodnotu sledovaného ukazatele. Například pomocí sondy změříme elektrický odpor v určité hloubce půdy, a z něho pak dokážeme vypočítat vlhkost půdy. Další přístroj nám umožňuje zjistit sací půdní tlak, tedy energii, kterou je voda v půdě vázána. Z toho dokážeme vypočítat, kolik vody se v půdě drží a jakou rychlostí voda teče z jednoho místa do druhého. Díky elektromagnetické tomografii můžeme půdní profil i geologické podloží „prosvítit“ a zjistit, kde jsou nějaké dutiny vyplněné vodou, kde se nachází nepropustné podloží a podobně. V poslední době se do popředí dostává izotopová hydrologie. Ta umí rozklíčovat, odkud voda v daném místě pochází, odkud tam přitekla a z jakého je časového období. Moderní postupy nám také umožňují odebírat vodu pomocí tenkých sond přímo ze stromu a zjišťovat, kolik mízy proudí kmenem. Ze složení mízy se pak dá izotopově stanovit, odkud kořeny čerpaly vodu, z jaké hloubky nebo z jakého zdroje.

V našich výzkumech na malých experimentálních povodích zjišťujeme, co se děje s vodou od okamžiku, kdy kapka dopadne na zem, až po to, kdy vyteče někde jinde v pramenu. Celý tento proces už dnes umíme monitorovat.

Jak dlouho se v průměru udrží voda v půdě, než odteče?

Voda je v neustálém pohybu. Průběžně odtéká a doplňuje se nová. Tento proces ale neprobíhá všude stejně rychle. Některé prameny mají vodu starou půl roku či rok, jinde se na povrch dostává voda stará desítky let. Tedy voda, která tam dnes vytéká, napršela nebo nasněžila před deseti lety. To mimo jiné znamená, že současná změna množství srážek se na prameni projeví až za deset let. A naopak, když dnes začne vysychat prameniště, musíme pátrat po příčině deset let zpátky.

V průměru je v našich řekách voda stará jeden až dva roky.

I po dešti?

Po intenzivní srážce se velká část vody z deště dostane do vodoteče během krátké doby – v řádu minut či hodin. Z celkového ročního úhrnu srážek se však v nížinách většina vody vypaří. Nejvíc vody se do toků a podzemí dostává v příhraničních horách, kde je chladno a vlhko, takže je nižší výpar, a množství srážek naopak vysoké.

Z historie víme, že mnohá dobře míněná opatření, kterými se lidé snažili ovlivňovat přírodu, měla v důsledku negativní dopad. Nehrozí také, že v současnosti přijímaná a realizovaná opatření na zadržování vody v krajině způsobí v budoucnosti něco nežádoucího?

Je třeba si uvědomit, proč vodohospodářská opatření děláme. Třeba přehrady mají celou řadu funkcí, a mnohé z nich působí proti sobě. Když mají chránit před povodněmi, měly by mít svůj retenční prostor po většinu roku skoro prázdný. Jako zásobárnu vody pro období sucha je však potřebujeme co nejvíc naplnit. Kromě toho musíme zohledňovat funkci energetickou, rekreační, chov ryb a další. Důležité je proto stanovit si priority, která funkce je v daném místě ta nejdůležitější, a podle toho pak přizpůsobit vše ostatní.

Podobné je to u mokřadů. Dnes se hodně budují mokřady s cílem zadržet vodu v krajině, ale málo se dbá na širší kontext. Do jaké krajiny ten mokřad zapadá, jaké tam budou rostliny, jací živočichové, jak se zapojí do celkového charakteru dané oblasti. Každý mokřad je jiný a každý tak má pro své okolí jiné důsledky. Například některé mokřady v období sucha a horka nahoře vyschnou, uzavřou se a výrazně sníží odpar. Tím vlastně krajinu spíš oteplují, než by ji ochlazovaly.

Rovněž vysazování lesa nevede vždycky k zadržení více vody v krajině. Zdravý les totiž vypařuje množství vody, a může tak třeba odčerpávat vodu z blízkého prameniště. Pokud chceme tu vodu zadržet, bylo by někdy výhodnější nechat zde pole, na kterém budeme ekologicky hospodařit.

Jaké nejvážnější problémy české krajině v souvislosti s vodou v blízké budoucnosti hrozí?

Jednoznačně vysychání. Problémem není to, že by srážky ubývaly, ale to, že se mění jejich režim. Krajina tomu není přizpůsobená. Jestliže s tím chceme něco dělat, musíme krajinu na ty změněné podmínky připravit. Přizpůsobit se. Budeme si muset uvědomit, že podpovrchové zdroje vody nejsou nekonečné. Nemůžeme vrtat studny pořád do větších hloubek. Budeme muset rovněž detailněji řešit výpar vody v krajině. Zvažovat, kde a jaký les vysázet či jak hustý ho udržovat. Hustý les může vypařit více vody než dobře udržované pole nebo louka. Na zemědělské půdě je třeba zabránit jejímu utužování a zvýšit variabilitu porostu i rozlohy pozemků. A mnohde budou potřeba i větší vodohospodářské úpravy.

Myslíte třeba stavba přehrad?

U nás, kde nemáme moře, jsou jediným zdrojem vody srážky. Ty se koncentrují do kratších period a ubývá množství sněhu, který byl dříve pro prameny jedním z nejcennějších zdrojů. Jediná možnost, jak si zachovat vodu pro suchá období je zadržet ji v půdě a v nádržích. Sama půda však potřebné množství zadržet nestačí. Ani mokřady nám moc nepomohou, protože jak říká jeden můj kolega: „do mokřadu se kohoutek zapojit nedá.“ Mokřady nemohou sloužit jako zdroj vody pro obyvatele a pro průmysl. Na to budou potřeba vodní díla. Už ne ta obří jako Orlík či Lipno, ale malé přehrady svůj smysl mají.

Jaký vliv na vodní režim mají meliorace?

Meliorace nemusejí být tak problematický faktor, jak se uvádí. Melioracemi jsou jakékoliv úpravy půdy směřující ke zvýšení výnosů. Už okopání či pohnojení a zrytí záhonku jsou meliorace. Zásahy, které si většina lidí pod tímto pojmem představuje, označujeme jako hydromeliorace. Ale opět mezi ně nepatří jen odvodnění, ale také závlahy.

Když zůstanu jenom u toho odvodnění, které je zajišťováno trubkami pod povrchem, tak i to někde bylo účelné. Třeba v lokalitách na nepropustném podloží, kde se držela voda. Nejvíc jich máme ve východních Čechách a v některých horských oblastech, kde se vysušovaly mokřady. Řada těchto staveb je už dnes nefunkčních. Zanesla se, byla poškozena, nikdo je neudržoval...

Současný trend je jiný, prioritou je ochrana přírody, což ovšem neznamená, že bychom vodní režim v zemědělské krajině nepotřebovali regulovat. Jen s ním musíme pracovat dynamicky a průběžně reagovat na aktuální stav. Když je vody mnoho, tak ji poslat tam, kde nezpůsobí škody, a když je jí málo, tak ji co nejvíce zadržet. Potřebujeme pole, abychom se uživili. A vodní režim na poli lze řídit i tak, aby to nebylo v rozporu s ochranou přírody.

Můžete uvést příklad nějaké vodohospodářské stavby, která tato kritéria splňuje?

Kvalitně a dobře je udělána celá řada revitalizačních opatření. Komplexní vyhodnocení jejich vlivu na okolí je však možné dělat až po několika, třeba i po deseti nebo více letech. Je potřeba počkat, až se všechny provedené změny usadí, až se například po zemních pracích přirozeně srovná půdní profil, až místo osídlí nějaké organismy a nastaví si zde životní cyklus, až bude možné pozorovat, jak rostliny a živočichové i mikroklima reagují na různý vývoj počasí – tuhou zimu, dlouhé sucho, vlhké léto a podobě. V ideálním případě bychom také měli danou lokalitu pozorovat několik let před vlastní revitalizací, abychom výsledky měli s čím porovnávat. To se ovšem zpravidla neděje, protože dotace, s jejichž využitím se tyto zásahy provádějí, se musejí čerpat rychle, a následná doba udržitelnosti zase bývá poměrně krátká.

Takže většinou posuzujeme jenom nějaký dílčí účinek, nikoliv komplexní výsledek.

Jaké největší problémy na globální úrovni vlivem klimatických změn a změn vodního režimu lidstvu hrozí?

Velkým problémem je odtávání ledu z ledovců a zmenšování rozlohy zaledněného povrchu Země. To má vliv na proudění vody v oceánech, které zase způsobuje změny v proudění vzduchu. Ve výsledku dochází k narušení režimu cirkulace vody na planetě, který nejsme schopni předpovídat. Pak ale také nejsme schopni těmto změnám dostatečně rychle přizpůsobit zemědělství, takže se může stát, že nebudeme umět vypěstovat dostatek obživy.

Přinášejí klimatické změny také nějaká pozitiva?

Na tuto otázku nemůže odpovědět hydrolog nebo klimatolog. Ti zkoumají procesy a snaží se zjistit, co a proč se v krajině děje. Zda je to pozitivní, by měla rozhodnout společnost, která by si měla ujasnit, čeho chce dosáhnout a za jakou cenu.

Asi by se dalo říct, že globální změna klimatu má i své pozitivní stránky. Možná budeme mít ornou půdu na Antarktidě, možná půjde pěstovat obilí a žít tam, kde dřív byly ledovce. Na druhé straně na řadě míst se rozšiřují pouště a tradiční zemědělské postupy nezajišťují dostatečné výnosy.

Rozhovor vyjde v únorovém vydání časopisu Statistika&My.