VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Síla a rozsah záplav nás šokovaly. Klademe si otázku, zda jsme způsobili záplavy my lidé svou neuváženou činností nebo zda jsou silné srážky a povodně nezávislé na činnosti člověka. V tomto článku shrnuji některá fakta dokazující, že naše civilizace globálně mění tok energie a vody v krajině. Pochopení základních ekologických principů přitom není obtížně, známá fakta vyznívají často spíše jako banality, přesto je ve svém počínání ignorujeme.

Záplavy se u nás objevují až v raném středověku

Studia sedimentů ledovcových jezer severní Evropy a studia usazenin niv evropských řek včetně Moravy ukazují jasně, že po době ledové (to jest v posledních patnácti tisíciletích) se rozsáhlé záplavy objevují až v raném středověku. Příčinou záplav je odlesnění, zejména odlesnění horských oblastí. Před tisíci roky bylo území naší republiky pokryto z 90 % přirozenými lesními porosty, dnes zaujímají lesy něco přes 30 % plochy. Dnešní les se však svým složením podstatně liší od toho před tisíci roky, je to většinou stejnověká téměř čistá monokultura jedné dřeviny, která mnohem hůře zadržuje vodu, navíc se půda degraduje kyselým opadem.

Původní říční niva byla členitá a rozmanitá, po době ledové (před asi 14 tisíci roky) porostlá převážně vrbinami, olšinami a později doubravami. Místy, zejména v chladných oblastech a pánvích se vytvořila velká rašeliniště, jejichž hydrologický regulační význam je také nesporný, zvláště na prameništích. Až zhruba od 12. století našeho letopočtu v souvislosti s kolonizací vnitrozemí a pohraničních oblastí se niva zaplavovala a zanášela naplavenou hlínou. Postupně se prohlubovala i říční koryta - odtok vody z povodí se stával nepravidelným, závislým na dešťových srážkách. Před touto kolonizací byla niva řek Moravy i Dyje bezpečná, svědčí o tom archeologické nálezy sídel z doby římské i slovanské.

V zamokřených nivách větších řek zarostlých mokřadní vegetací se vytvářela kvalitní půda bohatá na organické látky. Odumřelé rostliny a další organické látky se totiž v trvale zamokřené půdě jen velmi pomalu rozkládají a díky hromadění kvalitního humusu jsou půdy v záplavových oblastech větších řek tak úrodné. Člověk zkracoval a prohluboval dolní toky řek, aby získal úrodná pole, zabránil záplavám a ochránil plodiny před zatopením. V posledních 150 letech byla zkrácena délka našich nejvýznamnějších toků asi o 4 600 km (což je 26 % toků ve správě Povodí), čímž se získalo asi 30 až 50 tisíc ha kvalitní úrodné půdy v nížinách. Například Labe v úseku Jaroměř-Mělník bylo zkráceno ze 400 km na 180 km. Velké toky byly napřimovány u nás hlavně na přelomu 19. a 20. století. Za důsledek takto zrychleného odtoku vody z našeho území, závislého na dešťových srážkách, byl považován i katastrofický rozsah letního sucha v roce 1947.

Scelování pozemků a velkoplošné odvodnění

Satelitní snímky hraničního území naší republiky a Rakouska ukazují zřetelně hranici mezi oběma státy, je to hranice mezi velkými a malými poli. V padesátých letech, na začátku kolektivizace byla průměrná plocha jednoho honu u nás 2 ha, na konci osmdesátých let byla padesátkrát vyšší, tedy 100 ha.

Po druhé světové válce a zejména potom v 70. a 80. letech prosadila „strana a vláda“ za podpory zemědělských „odborníků“ velkoplošné a v evropském měřítku neobyčejně rozsáhlé odvodnění krajiny. Bylo odvodněno na 600 000 ha zemědělské půdy. Několik set tisíc dalších hektarů nezemědělské půdy především v pramenných oblastech a nivách malých řek bylo proměněno v půdu zemědělskou jako náhrada za zábory pro výstavbu továren, sídlišť, komunikací atd. Vysoušely se i mokřady s nenahraditelnou vodohospodářskou funkcí, byly pokládány za škodlivé, v lepším případě za zbytečné. Běžný je pokles hladiny půdní vody o několik metrů. Odvodnění půdního profilu vyvolalo rozklad organických látek v půdě, jejich oxidaci. Zvýšené koncentrace dusičnanů v povrchových vodách nejsou působeny ani tak přímo hnojivy, jako rychlým rozkladem organických zásob v půdě.

Ve statistice výkazů ploch zemědělské a lesní půdy se tak mnoho nezměnilo. Výměra zemědělské půdy klesala od roku 1927 (5 095 tis. ha) na 4 280 tis. ha v roce 1996. Výměra orné půdy činila 3 812 tis. ha v roce 1927 a 3 143 tis. ha v roce 1996. Nejvýraznější byl pokles ploch trvalých travních porostů: z 1 167 tis. ha v roce 1927, přes 1 073 tis. ha v roce 1948 na 856 tis. ha v roce 1986. Za posledních deset let se plochy trvalých travních porostů zvýšily na 901 tis. ha, což odpovídá stavu roku 1976.

Podstatně se ale změnilo rozmístění zemědělských ploch v povodích i kvalita půdy, ubylo mezí, přirozených předělů, niv malých řek a potoků. Výsledkem je rychlý odtok vody a rychlá mineralizace nivních půd spojená s odnosem živin, uvolňováním oxidu uhličitého a zhoršením kvality vody (eutrofizace). Z rozsáhlých lučních porostů se stala orná půda. I malé vodoteče byly napřímeny a zahloubeny a mnohé z nich ukryty pod zem do potrubí. Rozorával se trvalý drn nejenom v nivách údolí řek, ale i v podhorských oblastech, a tak po přirozených lesích začaly mizet i přirozené louky schopné zadržovat vodu.

Negativní následky těchto zásahů pro disipaci (rozptylování) sluneční energie, cyklus vody, kvalitu vody a udržení úrodnosti půd nebyly ještě zhodnoceny. Odvodněním polí, luk a lesů se zrychlil rozklad organických látek v půdě, a tím se snížila schopnost půdy vázat vodu. Protože jde o velké plochy, už snížení této schopnosti jen o několik procent znamená větší úbytek zásob vody, než je objem zadržený přehradami. Uvolňované organické látky snižují kvalitu odtékající vody, voda půdním profilem rychle protéká. Zahloubení a vybetonování malých struh a potoků zrychlilo odtok vody z velkých ploch v horních částech povodí, zamezilo na horních tocích rozlití vody do niv a do krajiny na místa, kde voda ještě tak neškodí. Při dešti voda rychle stéká z každého čtverečného metru odvodněné a těžkými stroji upěchované půdy do drenáží (polní kultury samy vodu nedrží), napřímenými struhami s hladkým dnem odtéká voda rychle do údolí velkých řek, vytváří se povodňová vlna.

Člověk otevřel cyklus vody - ta odtéká rychle do velkých řek a moří a vrací se zpět až v podobě frontálních srážek. Voda v krajině neobíhá v koloběhu výparu a místních srážek, ubylo i mlh. Období mezi velkými srážkami jsou suchá, extrémně vysoké teploty a malá vlhkost poškozují trvalou vegetaci, snižuje se odolnost stromů vůči chorobám. Takzvaný malý koloběh vody v krajině totiž utváří místní klima, tlumí rozdíly teplot. Velkoplošným odvodněním navozujeme stepní klima. „Na suchou půdu neprší,“ zní známý lidový slogan.

Důvody záplav lze tedy heslovitě shrnout: nízká sorpční schopnost půdy následkem rozkladu organických látek, utužení půdy, likvidace trvalých porostů lesních i drnových s vysokou kapacitou vázat vodu, zahloubení i malých toků a tím snížená retence horních částí povodí, likvidace malých záplavových území v horních částech povodí.

Zamysleme se ještě nad nivami. Jsou úrodné a při inteligentním způsobu využití poskytnou biomasu pro energetické využití, pro kompostování, pro pastvu. Zapomíná se ale na výpar ze zaplavených niv. Průměrné letní hodnoty výparu mokřadních porostů jsou okolo 4 mm denně, tedy 4 litry z metru čtverečného za den. Umělá vodní nádrž o ploše 50 hektarů vypaří v letním dnu asi 2 500 m³ vody (5 litrů z metru čtverečného) a sníží odtok vody o 29 l/s. Jestliže se voda rozlije do niv o pětkrát větší ploše, vzroste jejich evapotranspirace, a za den se odpaří na 12 500 m³ vody, odtok se tedy sníží o 145 l/s. Navíc, voda ztratí svoji energii, živiny a unášené látky se využívají a usazují, neodcházejí z povodí, recyklují se. Půda se dosycuje vodou, a dosycení každého čtverečného metru dvaceti litry vody představuje retenci 50 000 m³ vody na ploše 250 ha. Není tedy rozumné zrychlovat odtok vody z krajiny zahlubováním koryt řek a potoků. Posíláme povodeň dolů, zabraňujeme výparu, snášíme do moří cenné látky, zrychlujeme mineralizaci půdy.

Makroekonomika přírody, toky energie kolem nás

Necelé jedno procento sluneční energie dopadající na porosty je využito fotosyntézou, na jejíchž produktech závisí většina současných živých organismů. Z tohoto procenta dopadající energie vzniká i naše potrava a z dávných dob se nám malinká část zachovala jako uhlí, ropa a zemní plyn. Na každý metr čtverečný povrchu naší republiky dopadne za rok 1 200 kWh sluneční energie, tedy množství, které by se uvolnilo spálením 250 kg uhlí. Za jediný slunný letní den dopadne na metr čtverečný až 8 kWh slunečního záření, to je ekvivalent 2 kg hnědého uhlí. Voda jako nosič a rostliny jako převaděče rozvádějí tuto sluneční energii nejvhodnějším způsobem.

Odvodnění velkých ploch má negativní vliv na místní klima - sluneční energie se neváže při výparu vody do skupenského tepla vodní páry, ale jen krajinu ohřívá. Ohřátí jednoho čtverečního kilometru odvodněné krajiny za jediný slunný den je tak velké, jako by se tam spálilo tisíc tun uhlí. Je-li v půdě a v porostech dostatek vody, potom se převážná část slunečního záření spotřebovává na výpar, váže se do vodní páry (přibližně 0,7 kWh na jeden litr odpařené vody). S vodní párou se sluneční energie vázaná ve skupenském teple roznáší a při kondenzaci na vodu se opět uvolňuje zpět, a tak se ohřívají místa studenější. Místní srážky a ranní mlhy jsou právě projevem krátkého cyklu vody nad krajinou. Pokud dopadá sluneční záření na suchý povrch, krajina se rozpálí a vznikající teplotní rozdíly se vyrovnávají silným větrem a frontálním prouděním. Vysušením krajiny jsme zrušili krátký cyklus vody a znemožnili utváření mírného místního klimatu.

Odstranili jsme trvalou lesní, mokřadní a luční vegetaci s bohatou půdou, s uzavřenými cykly látek. Taková vegetace dostatečně zásobená vodou je účinné a dokonalé, ohromně výkonné klimatizační zařízení. Jediný strom, který odpaří přes průduchy 300 litrů za den, tak vykoná chladicí práci 200 kWh, chladí průměrným výkonem 20 kW. Na každém čtverečním milimetru je padesát až sto průduchů, tedy na jediném stromu několik miliard, a ty řídí výdej vodní páry podle teploty, podle obsahu dostupné vody v listech i v půdě a okolním ovzduší a pochopitelně podle příkonu slunečního záření. Je tedy podstatný rozdíl mezi stínem stromu a stínem slunečníku stejného průměru. Strom aktivně chladí a teplo se roznáší ve vodní páře na místa chladná. Žádné klimatizační zařízení není tak dokonalé jako vegetace. Technické chladicí zařízení na druhém konci topí, aniž to tam bývá potřeba, zatímco vodní pára odcházející z vegetace se sráží až na chladných místech a vyrovnává tak teplotní rozdíly.

Celoroční produkce elektřiny v ČR činila v roce 1995 cca 59 000 GWh, ale stejné množství energie dopadne za jediný slunný letní den na necelých 10 000 km² povrchu naší krajiny (porost, pole, střechy, silnice), pouhou osminu plochy naší republiky. Hospodařením v krajině určujeme osud této energie. Činíme tak náhodně, neinformovaně, hloupě.

Pokud porosty dobře zásobené vodou vypaří za den v létě 5 litrů vody na 1 m², potom chladicí (klimatizační) výkon několika desítek km² takových porostů je srovnatelný s instalovaným výkonem všech elektráren v ČR (v roce 1995 to bylo 14 GW). Odvodněním krajiny a odstraněním trvalé vegetace nasycené vodou tedy znemožňujeme místní, měkké vyrovnávání teplot, působíme nesmírné změny v toku energie a tedy i pohybu vodních par a srážek v krajině.

Obnovme místní koloběh vody. Je potřeba si uvědomit, jak by se krajina vyvíjela bez člověka, a respektovat zásady tohoto vývoje. Uvědomit si, že zvyšování obsahu organických látek v půdě snižuje obsah oxidu uhličitého v ovzduší (čímž se omezuje skleníkový efekt) a zvyšuje schopnost půdy vázat vodu. Trvalá vegetace dostatečně zásobená vodou podmiňuje příznivé klima, zadržuje vodu a může být výhodným zdrojem biomasy pro krmení či spalování. Voda má mít možnost rozlít se v horních částech povodí. Praktičtí zemědělci a lesní hospodáři dobře vědí, jaké porosty zadržují vodu a jak upravit malý tok, aby se při velkém dešti rozlil do nivy a voda rychle nestekla do údolí. Navrátíme-li trvalou vegetaci a vodu do krajiny, bude se i lépe disipovat (rozptylovat) sluneční energie, zvýší se počet menších srážek, přibude rosy a ubude přívalových dešťů. Budeme-li respektovat makroekonomiku prostředí, zajistíme dlouhodobé fungování naší civilizace.

Odvodněná krajina stárne a vyčerpává se

Rychlý rozklad organických látek v odvodněné půdě je spojen s uvolňováním oxidu uhličitého do atmosféry a tedy zesilováním skleníkového efektu. Je to významný zdroj, jen třikrát menší než představuje užívání fosilních paliv. Rozkladem organických látek se do půdního roztoku uvolňují živiny, v přehřáté půdě se uvolňují alkalické kovy (draslík, vápník, hořčík), vyplachují se při deštích a voda je potom s sebou odnáší do moří. Tyto látky spolu s dusíkem a fosforem zhoršují kvalitu povrchových vod - voda je příliš úživná, masově se v ní rozrůstají řasy a sinice, potýkáme se potom se zhoršenou kvalitou vody v nádržích určených pro zásobování obyvatel pitnou vodou. Podstatné je, že z našich polí odchází řekami do moří za rok z jednoho hektaru 1 000 až 1 500 kg rozpuštěných látek, půda se tak vyčerpává, okyseluje se, snižuje se její úrodnost, uvolňují se potom toxické látky, těžké kovy, uvolňuje se hliník, vegetace strádá. Kompenzovat dlouhodobě tyto ztráty hnojením nelze. Krajina stárne, vyčerpává se. Okyselování zmíněnými ztrátami je několikanásobně vyšší nežli to, které je působené kyselým deštěm a sklizní biomasy.

Zabránit těmto ztrátám lze opět jen obnovou krátkého cyklu vody, je potřeba vodě do cesty postavit rostliny. Voda odtékající z pralesa je čistá a odtéká rovnoměrně, její chemické složení se blíží vodě destilované. Z polí odchází však s vodou mnohonásobně více rozpuštěných látek, k odvodnění přispívají i města a ke ztrátám látek přispívá i přímé napojení čistíren odpadních vod na řeky. Každý den opouští Labem naši republiku několik tisíc tun vzácných rozpuštěných látek.

Vize do budoucna

V celoevropském měřítku vytváříme step až poušť. Nástup pouštního klimatu je patrný zejména ve Středomoří. Naše hlavní zemědělské plodiny, obilniny, jsou bohužel stepními travami, nesnášejí dlouhodobější zamokření. Naše krajina ale nemůže fungovat, bude-li tvořena jen městy, komunikacemi, odvodněnými poli a produkčními monokulturními jehličnatými lesy - budeme vystaveni suchu nebo záplavám. Ekonomické škody působené počasím nebude možné vyrovnat. Nezměníme-li svoje chování v krajině, budou nás provázet extrémy počasí stále více.

Shrňme prevenci záplav: na kopce patří účelový přirozený vlhký les, již v horních částech povodí by měla voda mít možnost se rozlít, sorpční kapacita každého čtverečního metru půdy roste s obsahem organické hmoty. Tím i připravíme půdu pro budoucnost. V dolních částech povodí je třeba mít k dispozici záplavové oblasti typu lužního lesa. Ty zadrží vodu, živiny, vytvářejí velké množství biomasy, kterou můžeme později využít, upravují klima, zajišťují místní koloběh vody. Voda se z nich odpaří a srazí se v lesích na kopcích.

Připomeňme energetiku krajiny: Na jeden metr čtverečný dopadne za rok 1 200 kWh slunečního záření, s biomasou sklidíme 5-10 kWh za rok, tedy necelé jedno procento dopadlé energie. Hospodařením ale určujeme i osudy oněch více než 99 % slunečního příkonu. Ten by se měl místně disipovat (rozptylovat). V krajině ponechané bez zásahů člověka se utváří vegetace a celý ekosystém tak, že se oslunění využívá optimálně. Evropská a vlastně obyvatelná krajina vůbec je ale osídlena lidmi, kteří v ní hospodaří. To oni určují toky sluneční energie, toky vody, kvalitu vody, místní a tedy i globální klima.

Měli bychom začít s velkoplošným projektem obnovy krajiny, v němž by hospodáři, lesníci a zemědělci byli odměňováni podle kvality vody, která odchází z jejich území. Není to dost jednoduché kritérium?

RNDr. Jan Pokorný, Botanický ústav AV ČR, Třeboň