Jiří Kopáček: Zbytečná dramatizace klimatické situace Šumavy

Ve své odpovědi na můj odlehčený rozbor argumentů, které opakovaně používá na zbytečnou dramatizaci klimatické a hydrologické situace Šumavy, se pan doc. Jan Pokorný opět opírá o nepodložené a účelově vybrané údaje.

Těmi se dnes ale většinou zabývat nebudeme a raději si ukážeme pár obrázků dokumentujících skutečné změny mikroklimatu v bezzásahových oblastech. Než však začneme, rád bych upozornil na zavádějící výroky, které podsouvá nejen mně, ale i té části vědecké veřejnosti, která je kritická k jeho konstrukcím a přehánění.

Cituji:

„(1) Pan profesor Kopáček popírá, že vzduch ohřátý nad suchým polem stoupá vzhůru a odnáší vlhkost vysoko do atmosféry.

(2) Zatím rozhodují o osudu lesa na Šumavě lidé, kteří klimatickou funkci vzrostlého živého lesa popírají…“[2].

Odpovím hned a vzápětí svá slova doložím slíbenými údaji.

Ad 1: Nepopírám, že ohřátý vzduch nad suchým polem stoupá vzhůru a odnáší vlhkost vysoko. Popírám však, že tato vlhkost pochází pouze z pole, jak nám doc. J. Pokorný podsouvá [3], neboť to prostě není pravda.

Ad 2: Nikdo z mých kolegů ani já nepopíráme klimatickou funkci vzrostlého lesa. To je naprosto účelová lež, která má popudit veřejnost a zpochybnit skutečně naměřené výsledky, aby se rozšířil prostor pro ty vybájené. To je podobné, jako kdybych zpochybnil „zjevný fakt“, že se koleje v dálce sbíhají, což se může zdát každému, kdo se na ně postaví, a byl osočen z popírání existence kolejí samotných.

To, co popíráme a uvádíme na pravou míru, jsou očividné nesmysly, často vystavěné na konstrukcích doc. J. Pokorného, že vinou nezasahování proti kůrovci v prvních zónách Národního parku Šumava vysychá a mění se v poušť (viz např. současná kampaň Jihočeského kraje proti Národnímu parku Šumava).

Popíráme je proto, že k tomu máme skutečné podklady. Jinak by i o nás platilo ono známé: „Pro stromy nevidět les“. Lesní ekosystém totiž nejsou jen stromy, ale i podrost a půdy, a ty se na modifikaci hydrologických a mikroklimatických parametrů také podílí. Přejděme k faktům.

Srážky: Častým argumentem je, že za sucho posledních let v Jihočeském kraji mohou uschlé šumavské smrky. Současné roční srážky na jihu Čech jsou však podobné jako dřív a jejich průběh se v minulosti nijak významně nelišil od zbytku ČR a není tomu tak ani dnes (obrázek 1). Změnila se však jejich distribuce, prší méně často, ale intenzivněji, a mění se i jejich rozložení během roku. To však s Šumavou souvisí pramálo.

Na skutečnost, že se budoucí počasí bude vyvíjet právě takto, upozorňovaly klimatické modely dávno před nástupem šumavského kůrovce. Jeho gradace je především důsledkem, nikoli příčinou těchto změn. Z obrázku 1 je patrné, že i chod srážek na šumavských stanicích Špičák a Churáňov je stále podobný zbytku ČR.

Spodní část obrázku 1 porovnává velikost ročních srážkových úhrnů v povodí Plešného a Čertova jezera. V povodí Plešného jezera mezi roky 2004 a 2008 uschlo více než 90 % smrků. V povodí Čertova jezera byly stromy poškozeny výrazně méně. V letech 2007–2016 zde bylo více než 50 % stromů vyvráceno nebo uschlo na cca 18 % plochy, a proto lze toto povodí (a zejména jeho nepoškozené části) použít jako kontrolní oblast. Přes velký rozdíl v počtu dospělých smrků v povodích zůstalo i po roce 2008 množství srážek v obou lokalitách prakticky stejné [4, 5]. Rozdíly se neobjevily ani v celkovém množství vody vstupujícím do půd obou povodí.

To, co se ale změnilo, bylo množství podkorunových srážek v různých částech povodí Plešného jezera. Jejich množství v nadmořské výšce kolem 1100 m n.m. bylo až do uschnutí stromů nižší o cca 20 % než v sousedním bezlesí [4]. Po ztrátě korun začalo na půdu pod uschlými stromy dopadat více vody, než předtím propadlo korunami stromů živých [4, 6].

Příčinou těchto změn jsou rozdílné velikosti odparu vody z povrchu korun a množství vody, které do nich kromě deště a sněhu navíc vstupuje ve formě horizontálních srážek, tedy kondenzací vlhkosti a tvorbou námraz na povrchu vegetace. Velikost odparu i horizontálních srážek závisí (kromě plochy povrchu a vlhkosti vzduchu) zejména na teplotě vzduchu, která s nadmořskou výškou klesá.

Ve spodní části povodí je vlivem vyšších teplot vzduchu odpar významnější, zatímco příspěvek horizontálních srážek nižší. Z korun se tak odparem ztratí více vody, než do nich vstoupí horizontálními srážkami (odpaří se i část vertikálních srážek), a množství vody propadající korunami až na půdu je dokonce menší, než když tam dospělé stromy nejsou.

V hřebenové části povodí, tj. v cca 1300 m n.m., však byla situace opačná, a po uschnutí stromů zde množství srážek dopadajících až na půdu o cca 17 % pokleslo [4, 6]. Ztráta stromového patra tak až do jeho obnovy přechodně zvyšuje množství vody vstupující do lesních půd v nižších nadmořských výškách, zatímco v těch vyšších ho naopak snižuje.

Odtok vody, evapotranspirace a vlhkost půd: Častou obavou také bývá, že se po uschnutí stromového patra zvýší četnost povodní a naopak klesne celkové množství odtékající vody, což podpoří sucho v nižších polohách.

Ano, to by skutečně mohlo nastat, kdybychom tyto oblasti trvale odlesnili nebo porušili půdní profil. Ale nepleťme si přechodnou obnovu stromového patra s odlesněním, tedy trvalou přeměnou lesa na bezlesí, pole či komunální plochy.

Analýzy dostupných srážko-odtokových dat z dlouhodobě sledovaných šumavských povodí žádné z výše jmenovaných obav nepotvrdily. Týká se to nejen strmých a relativně malých jezerních povodí [4, 5], ale i níže položených rozsáhlých povodí (např. Modravský potok, Große Ohe aj. [7, 8]).

Obrázek 2 ukazuje vývoj roční bilance toků vody povodím Plešného jezera. Po uschnutí stromů poklesla evapotranspirace (tj. suma transpirace stromů a odparu z povrchu vegetace a půd) v průměru o 106 mm/rok (z 302 na 196 mm/rok) [4]. Toto číslo ale zahrnuje i vliv změny klimatických faktorů, díky nimž v živém lese povodí Čertova jezera za stejné období evapotranspirace poklesla o 27 mm/rok [5]. Rozdíl mezi povodími, který je možno přičíst uschnutí stromového patra, je tak cca 80 mm/rok. O stejné množství nyní z Plešného jezera do údolí odtéká více vody než z jezera Čertova [4, 5]. Je zřejmé, že se jedná o rozdíl poměrně malý, pouze v řádu několika procent ročních průtoků.

Pro odpaření těchto 80 mm (l/m2) vody transpirací je třeba při teplotě 20 °C dodat energii 196 MJ/m2. Při chladicím výkonu 300 W/m2, který uvádí doc. J. Pokorný [2], by bylo toto množství vody transpirováno pouhých cca 182 hodin, ale délka vegetačního období, po které transpirace probíhá, je mnohem delší.

Základní problém výpočtů doc. J. Pokorného je totiž v tom, že nepracuje s bilancí energie (tedy v hodnotách J), ale porovnává výkony. Jednotkou výkonu je W, neboli J/s. Abychom W přepočetli na J (tj. výkon na energii) musíme mít údaj, po jak dlouhé období daný výkon působí. Jeho porovnávání nepřetržitého výkonu jaderné elektrárny s krátkodobým výkonem jiného systému pak snadno vede k hrubým chybám. Nebo se jedná o úmyslnou manipulaci?

Skutečně změřený pokles evapotranspirace v povodí Plešného jezera byl menší než pokles samotné transpirace uschlého stromového patra, neboť byl částečně kompenzován zvýšenou evapotranspirací z rychle se rozrůstajícího podrostu a zmlazení [9] a zvýšeným odparem z povrchu půdy [6].

Odpar z půd se zvyšuje z důvodu její vyšší povrchové teploty, způsobené především přímým osluněním, ale i vyšší vlhkosti půd pod uschlými než živými stromy. I když zvýšenou vlhkost půd pod suchými stromy doc. J. Pokorný zpochybňuje a považuje ji za „zásadní omyl“ [2], skutečně tomu tak je (obrázek 3).

A platí to nejen pro naše a bavorské výzkumné plochy, ale i pro skandinávské holoseče a vývraty, stejně jako pro rozsáhlá území středozápadu a západu Severní Ameriky postižené extrémní kůrovcovou kalamitou [např. 8, 10–12]. A platilo to i pro rozsáhlé imisní holiny v Krušných a Jizerských horách v 80. letech 20. století [13].

Z obrázku 3 je patrné, že množství srážek vstupujících do půd na kůrovcem napadené výzkumné ploše v povodí Plešného jezera, na níž během let 2006–2007 uschly všechny dospělé stromy, bylo po celou dobu od roku 2008 téměř stejné jako pod živými stromy v povodí Čertova jezera. Půdní vlhkost v povodí Plešného jezera však již po necelém roce od uschnutí stromů vzrostla na vyšší a stabilnější hodnoty než v dospělém zdravém lese.

Zvláště patrné to bylo v letních měsících a zejména během suchých letních období let 2013, 2015 a 2018. Díky masivnímu zmlazení pod uschlými stromy (cca 1700 semenáčků a mladých stromků na hektar viz. obrázek 4) a jeho postupně rostoucí transpiraci se zhruba po deseti letech od uschnutí dospělých smrků hodnoty půdní vlhkosti v obou povodích opět vyrovnaly.

Již jsme si na základě vodní bilance kvantifikovali tok vody šumavským lesem v nadmořské výšce 1100–1300 m n.m. Pojďme si ještě ukázat, kolik vody která část lesního ekosystému zadržuje.

Sušina biomasy dospělého porostu byla v povodích obou jezer ještě před kalamitou odhadnuta na necelých 500 t/ha [14, M. Svoboda & R. Bače, nepubl. data]. Obsah vody ve stromech můžeme pro jednoduchost považovat za stejný jako je množství sušiny, tj. 500 tisíc kg/ha, což je 50 litrů na každý m2, neboli 50 mm vodního sloupce.

Množství vody v půdách se podle jejich mocnosti v povodí jezer pohybuje mezi 90 až 600 mm se střední hodnotou (mediánem) 135 mm [15, 16]. A to se nacházíme ve strmé části Šumavy, takže v nižších nadmořských výškách, kde je více půdy, bude i vody v půdě více. Roční srážková výška je 1300 mm/rok, evapotranspirace zdravého lesa kolem 300 mm/rok a pod uschlými smrky cca 200 mm/rok. Pro množství vody v lesním ekosystému tak půdy hrají velmi významnou roli.

Je zřejmé, že schopnost lesa zadržovat vodu nespočívá pouze ve velikosti stromů, ale je úzce spjata s kvalitou a mocností půd. Lesní půdy jsou bohaté na organické látky, a proto snáze vsakují a zadržují vodu než louky nebo ornice. Pokud nepoškodíme půdu, nesnížíme významně retenční schopnost lesa ani během přechodné obnovy stromového patra.

Vyšší pravděpodobnost vzniku problémů s vodou v krajině, než nastává v bezzásahových územích, je naopak spojena s holosečným hospodařením, kdy těžké mechanismy hutní půdu a vytváří preferenční povrchové odtokové rýhy. To totiž opravdu může omezit vsakování a navíc zvýšit erozi půd.

Teploty vzduchu a půd a relativní vlhkost vzduchu: Každý, kdo vyjde za slunného dne z živého dospělého lesa do kalamitních ploch, pocítí náhlý vzrůst teploty.

Pod suchými stromy je vyšší teplota jednak z důvodu menší evapotranspirace, která dopadající sluneční energii „ukládá“ do vodní páry, ale i díky sálavému teplu přímého slunečního záření oproti stínu pod stromy (sluneční energie dopadá přímo na terén i povrch našeho těla místo do korun). Je to podobné, jako když sedíme v zahradní restauraci pod slunečníkem nebo mimo. Prostě to za vás „odnese“ slunečník a v lese koruny stromů.

Rozdíl teplot povrchu ve stínu a mimo něj může být značný. Předměty ležící na zemi na rozpadlých lesních plochách, například holé kmeny stromů s vysokým albedem, velkou část tohoto záření odráží zpět. V jejich stínu je však situace výrazně méně dramatická.

Na snímcích z družic a termokamer tak můžeme skutečně vidět velké rozdíly v teplotách povrchu. Jak je to však s teplotami vzduchu nad terénem a půd těsně pod povrchem? Jak moc jejich hodnoty po rozpadu porostu vzrostou?

Z obrázku 5 je patrné, že se průměrná denní teplota vzduchu v povodí Čertova jezera s dospělým zdravým lesem zvýšila během let 2003–2018 o přibližně 1 °C, a to z důvodu klimatické změny.

Na výzkumných plochách v povodí Plešného jezera, kde všechny stromy uschly, skutečně teplota vzrostla více než v povodí Čertova jezera. Tento přírůstek ke klimatickému vlivu však jen ojediněle přesáhl 3 °C a ve vegetační sezóně byl v průměru o 1,2 °C vyšší (v ročním průměru dokonce jen o 0,8 °C vyšší) než v živém lese.

Podobné změny rozdílů teplot vzduchu mezi oběma povodími jsme zjistili i v jejich plochých hřebenových partiích (kolem 1300 m n.m.). Je jasné, že větší rozdíly než pro průměrné denní teploty lze očekávat pro denní teplotní maxima, a ještě větší pak pro denní teplotní amplitudu (tj. rozdíl mezi denním maximem a minimem) během vegetační sezóny. Po uschnutí stromů se tyto amplitudy pod uschlými stromy skutečně zvýšily, ale v průměru o pouhé 2 °C v 1100 m n.m. (obrázek 6) a pouze o 0,5 °C na hřebeni.

Přestože je povrch terénu s uschlými stromy skutečně teplejší než pod živým porostem, tento rozdíl je malý již v pouhých 5 cm pod povrchem (tj. pod opadovým horizontem). Zde uschnutí stromů vedlo ke zvýšení teplot půd v průměru pouze o méně než 0,8 °C pro denní průměrné teploty a o méně než 2 °C pro denní amplitudy během vegetační sezóny [12].

Žádné dramatické rozdíly se neobjevily ani mezi hodnotami relativní vlhkosti vzduchu. V živém dospělém lese byly jejich průměrné hodnoty během vegetační sezóny 81 % v 1100 m n.m. a 85 % ve 1300 m n.m., zatímco pod uschlými stromy byly o cca 2 % nižší (79 a 83 %).

Podobně jako u teplot se více než denní průměry zvýšily amplitudy denních relativních vlhkostí, a to o cca 7 % pod suchými stromy díky výraznějším minimům [12]. I to je však vzhledem vysokým průměrným hodnotám poměrně malý rozdíl.

Takže v nadmořské výšce 1100 m, ale i na hřebeni, kde doc. J. Pokorný termokamerou naměřil během slunného letního dne povrchovou teplotu osluněných klád až 60 °C [2], byl pod suchými stromy vzrůst teplot vzduchu ve 2 m nad terénem a teplot půdy v 5 cm pod povrchem ve srovnání se zdravým porostem relativně malý. A totéž platilo o relativní vlhkosti vzduchu. Příspěvek uschlých stromů k celkovému růstu teploty vzduchu a půdy na Šumavě byl tak prakticky stejný jako vliv změny klimatu během posledních 15 let.

Horší situace může nicméně nastat na holosečných plochách, kde neleží tolik mrtvé biomasy a přežívá méně podrostu a zmlazení. Všechny tyto prvky zvyšují specifický povrch terénu, ze kterého se může odpařovat více vody, a navíc transpirace zbylé vegetace dále přispívá k většímu ochlazování bezzásahových než holosečných ploch.

Závěr: Často dnes slýcháme, jak na Šumavě vzniká poušť a měsíční krajina všude, kde se nezasahuje proti kůrovci. Není to pravda.

K zastáncům zásahu proti kůrovci v bezzásahových zónách parku patří i doc. J. Pokorný, který svůj postoj opírá o dálková měření povrchových teplot ploch s živými a uschlými stromy a jejich zavádějící interpretaci.

Proti jeho účelové manipulaci s jediným typem dat lze postavit závěry našeho dlouhodobého komplexního výzkumu povodí šumavských jezer. Naše data ukazují, že bezzásahový režim a přirozená regenerace lesního porostu nemá devastující účinky na hydrologii a mikroklima Šumavy, a přesvědčivě vyvrací všechny katastrofické scénáře předpokládaných změn těchto funkcí lesa.

Pokud nepoškodíme půdu, významně nesnížíme schopnost lesního ekosystému zadržovat vodu ani během přechodné obnovy stromového patra. Je to dobrá zpráva pro šumavskou krajinu a management Národního parku Šumava.

Jistě se s panem doc. J. Pokorným shodneme na tom, že prostředí zdravého vzrostlého lesa je pro místní mikroklima příznivější než rozpadlé plochy po kůrovcovém žíru. Je si však třeba uvědomit, že holosečné hospodaření, kdy těžké mechanismy hutní půdu a způsobují preferenční povrchové odtokové rýhy a kdy na vytěžených plochách přežívá méně podrostu a zmlazení, může mít na hydrologii a mikroklima krajiny daleko horší dopad než bezzásahový režim.

Použitá literatura:

[1] Kopáček J. 2019. Pohádky Jana Pokorného o Šumavě. Ekolist, 29. 9. 2019.

[2] Pokorný J. 2019. Odpověď Jiřímu Kopáčkovi na text Pohádky Jana Pokorného o Šumavě. Ekolist, 14. 10. 2019.

[3] Pokorný J. 2019. Už toho šílenství nechte. Echo24, 2. 09. 2019, http://www.silvarium.cz/zpravy-z-oboru-lesnictvi-a-drevarstvi/uz-toho-silenstvi-nechte-tydenik-echo.

[4] Kopáček J., Hejzlar J., Kaňa J., Porcal P., Turek J. 2018b. Fluxes of ecologically important solutes in the Plešné catchment-lake system from 2000–2017. Silva Gabreta, 24: 115–147.

[5] Kopáček J., Hejzlar J., Kaňa J., Porcal P., Turek J. 2018a. Fluxes of ecologically important solutes in the Čertovo catchment-lake system from 1998–2017. Silva Gabreta, 24: 85–114.

[6] Kopáček J., Fluksová H., Hejzlar J., Kaňa J. Porcal P., Turek J. 2017. Changes in surface water chemistry caused by natural forest dieback in an unmanaged mountain catchment. Science of the Total Environment, 584–585: 971–981. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.148.

[7] Lamačová A., Hruška J., Trnka M. et al. 2018. Modelling future hydrological pattern in a Bohemian Forest headwater catchment. Silva Gabreta 24: 47–67.

[8] Beudert B., Bernsteinová J., Premier J., Bässler C. 2018. Natural disturbance by bark beetle offsets climate change effects on streamflow in headwater catchments of the Bohemian Forest. Silva Gabreta 24: 21–45.

[9] Matějka K., 2015. Disturbance-induced changes in the plant biomass in forests near Plešné and Čertovo Lakes. J. Forest Sci. 61(4): 156–168, https://doi.org/10.17221/109/2014-JFS.

[10] Bearup L.A., Maxwell R.M., Clow D.W., McCray J.E. 2014. Hydrological effects of forest transpiration loss in bark beetle-impacted watersheds. Nat. Clim. Change 4(6): 481–486, http://dx.doi.org/10.1038/nclimate2198.

[11] Anderegg W.R.L., Kane J.M., Anderegg L.D.L. 2012: Consequences of widespread tree mortality triggered by drought and temperature stress. Nature Climate Change 3: 30–36.

[12] Kopáček J., Bače R., Hejzlar J., Kaňa J., Kučera T., Matějka K., Porcal P., Turek J. Changes in microclimate and hydrology in an unmanaged mountain forest catchment after insect-induced tree dieback. Science of the Total Environment, submitted in September 2019.

[13] Kašpárek L. 2013. O povodních a lidech, s. 64–71. Krátké úvahy o vodě, ČHMÚ, Praha.

[14] Oulehle F., Wright R.F., Svoboda M., Bače R., Matějka K., Kaňa J., Hruška J., Couture R.-M., Kopáček J. 2019. Effects of bark beetle disturbance on soil nutrient retention and lake chemistry in glacial catchment. Ecosystems 22: 725–741, https://doi.org/10.1007/s10021-018-0298-1.

[15] Kopáček J., Kaňa J., Šantrůčková H., Porcal P., Hejzlar J., Picek T., Veselý, J. 2002. Physical, chemical, and biochemical characteristics of soils in watersheds of the Bohemian Forest lakes: I. Plešné Lake. Silva Gabreta 8: 43–66.

[16] Kopáček J., Kaňa J., Šantrůčková H., Porcal P., Hejzlar J., Picek T., Šimek M., Veselý J. 2002. Physical, chemical, and biochemical characteristics of soils in watersheds of the Bohemian Forest lakes: II. Čertovo and Černé lakes. Silva Gabreta 8: 67–93.

---

reklama

---