V lese prší dvakrát

Vzťah lesa a vody je ovplyvňovaný veľkým množstvom rôzne pôsobiacich lokálnych, regionálnych, ale aj globálnych faktorov. Je taký zložitý, že presahuje viacero vedných odborov a desaťročia zamestnáva celé tímy vedcov a vedecké inštitúcie po celom svete. Aby sme mohli robiť zodpovedné rozhodnutia na úseku manažmentu vody v prírode, s cieľom minimalizovať negatívne dopady jej aktivity v človekom obývanej krajine, musíme dôkladne poznať súvislosti a zákonitosti, ktoré jej pohyb v prírodnom prostredí ovplyvňujú.

Pozrime sa na niektoré mechanizmy pohybu vody v lese.

Intercepcia(zachytávanie zrážok v korunách stromov), infiltrácia(vsakovanie do pôdy), retenčná kapacita(množstvo vody, ktoré je pôda schopná do seba "nasať") a charakter a kvantita zrážok sú rozhodujúcimi faktormi ovplyvňujúcimi povrchový odtok zrážkovej vody z lesa(ten nastáva vtedy, keď voda nestihne do pôdy vsiaknuť, alebo sa už do nej nezmestí). Parametre a pôsobenie uvedených faktorov sú zase ovplyvňované ďalšími podmienkami prostredia, ako sú klimatické, hydrologické a geologické pomery, fyzikálne vlastnosti pôdy, sklon terénu, jeho drsnosť, rovnako ako povaha, stav a štruktúra korunovej vrstvy lesa či rastlinného krytu pôdy a mnohé, mnohé ďalšie. Zamerajme sa však na prvé tri.

Zrážky dopadajú na koruny stromov, voda sa v nich zachytáva, a keď sa koruny zmáčajú, začnú prvé kvapky padať aj na krovitý, bylinný a machový podrast a nakoniec aj na pôdu. Pôda, zatienená korunami stromov, býva spravidla vďaka vrstve humusu a vyššej vlhkosti pripravená okamžite prijímať zrážkovú vodu až do nasýtenia jej retenčnej kapacity. Potom voda po povrchu odteká. Takto, veľmi zjednodušene opísané, to v lese funguje. Zrážky sa teda na korunách stromov najprv značne spomalia, hromadia sa tam a lesný porast ich postupným uvoľňovaním spôsobí, že sa pôda dlhšie a pomalšie nasycuje vodou, zvyšuje svoju infiltračnú schopnosť a zároveň posúva vsiaknutú vodu do hlbších horizontov, čím si na povrchu opäť uvoľňuje kapacitu pre prijímanie ďalších a ďalších zrážok. Keď je pôda dostatočne vlhká, dokáže rýchlejšie prijímať väčšie množstvo vody. Zrážkovú vodu prijíma do úplného nasýtenia. Potom nastáva povrchový odtok. Výskumy v smrekových porastoch na Poľane(Homola, 2002) ukázali, že pri úhrne zrážok 10-15 milimetrov, sa až 44% zrážok zachytilo v korunách bez toho, aby dopadli na zem(intercepčná strata). 56% prešlo korunami alebo po kmeni do nižších etáží a na pôdu. Pri zrážkach 15-20 milimetrov si les v korunách nechal celých 31% zrážok, ktoré sa neskôr z korún vyparili a na pôdu sa vôbec nedostali. Čaboun, Tutka, Moravčík, 2010 uvádzajú výrazný vplyv lesa na zachytávanie vertikálnych zrážok korunami stromov. Podľa týchto autorov môže byť až 30 percentný(30% zrážok sa za sledované obdobie vôbec nedostane na zem), pričom smrek má podľa ich zistení po jedli druhú najväčšiu intercepčnú schopnosť. Kantor(1984) v Orlických horách dokázal, že podiel povrchového odtoku zrážkovej vody v smrekových porastoch je v pomere k ročným úhrnom zrážok sledovaných lokalít zanedbateľný.

V prípade veľmi dobrej štruktúry a bohatého prekorenenia dokážu lesné pôdy akumulovať mesačne až 200 l vody na 1m2 , ktorá pomaly a rovnomerne odteká. Les preto podstatne znižuje nebezpečenstvo povodní, čo je v hornatých krajinách, ako je Slovensko, obzvlášť významné. Zo zrážok, ktoré sa dostávajú do lesného porastu, 20% sa zachytí v korunách ako tzv. intercepčná strata a 2% steká po kmeňoch stromov k povrchu pôdy. Fyzikálny výpar a transpirácia bylinnej vegetácie tvorí 19% a povrchový odtok po nenarušenej pôde len menej ako 1 %. Veľmi vysoké je množstvo vody transpirované hlavným porastom, čiže spotreba vody lesnými drevinami dosahuje až 43%. Na odtok do spodín alebo podzemných vôd zostáva potom zvyšných 17%. (Bublinec, 2008).

Živé koruny stromov sú teda pre zachytávanie zrážok, ich pomalšie vsakovanie do pôdy a elimináciu povrchového odtoku mimoriadne dôležité.

Po roku 2004 sa vo viacerých porastoch v Tatranskej Javorine odkôrňovaním stromov napadnutých lykožrútom(samozrejme s ponechaním odkôrnených kmeňov v poraste, teda žiadne približovanie, žiadne ťažké mechanizmy, žiadne narúšanie ani zhutňovanie pôdy) podarilo výrazne spomaliť ich rozpad oproti tým bezzásahovým, pričom v roku 1995 takto lesníci v Javorine dokázali šírenie podkôrnikovej kalamity úplne zastaviť. Porasty si dlhšie zachovali schopnosť zachytávať vodu v korunách a odvádzať ju do podzemia. Navyše, v lese ponechané odkôrnené stromy sa stali ďalšou "potravou" biodiverzity viazanej na rozklad odumretého dreva. Čaboun, Minďáš, 2003 potvrdili, že vhodným obhospodarovaním lesov so zameraním na vodohospodársku a vodoochrannú funkciu je možné priaznivo ovplyvniť proces odtoku zo zalesneného povodia. Bulantová, 2012 uvádza, že už v minulosti sa mnohokrát osvedčila obnova lesného porastu, pretože pri správnej skladbe lesa môžeme výrazne ovplyvniť plošný odtok zrážkovej vody a tým značne zredukovať alebo znížiť povodňovú vlnu.

Odumretý les naopak nedisponuje schopnosťou zadržať väčšie množstvo zrážok korunami a v korunách. Často ani optimálnou infiltračnou schopnosťou pôdy, ktorá pri slabšom počiatočnom nasýtení vodou vplyvom tepla a vetra(v porovnaní so živým lesom) na začiatku zrážok, nemusí zabezpečiť využitie celej jej retenčnej kapacity. Odumretým korunám totiž chýba veľká plocha asimilačných orgánov, schopných zachytávať zrážky. V mŕtvom lese (platí to ale aj pre holiny, alebo neudržiavané lesné dopravné trasy bez funkčného odvodnenia) zrážky rýchlo dopadajú na podrast alebo priamo na pôdu a kým prvá dopadnutá voda do pôdy vsiakne a pripraví ju na rýchlejšie prijímanie ďalších zrážok, tá ďalšia a ďalšia padajúca voda "po jej chrbte" steká dolu svahom. A hoci aj spadne veľa zrážok, tieto sa nemusia dostať do hlbších horizontov pôdy, pretože ich menej nasiakavá pôda nestihne všetky "vypiť". V lese bez korún môže nastať ale aj opačný prípad, kedy môže byť nasiakavosť pôdy optimálna. A to kvôli absencii intercepčnej straty, kedy sa voda, ktorá mohla byť odparená späť do ovzdušia z listov a ihlíc, dostáva do pôdy a skôr naplní jej retenčnú kapacitu. Tým pádom pribudne o intercepčnú stratu viac vody, ktorá sa už do pôdy nezmestí. Rýchlejšie teda nastáva povrchový odtok s väčším množstvom vody. V oboch prípadoch sa nevsiaknutá voda potom kumuluje v horských tokoch. Navyše sa v korytách týchto tokov v bezzásahových zónach hromadí mŕtve drevo, ktoré spolu s valiacou sa vodou znásobuje jej ničivé účinky.

Absencia intercepcie v odumretých bezzásahových porastoch asi nebola jedinou príčinou vzniku tatranských povodní. Má totiž väčší vplyv na dlhodobejšiu vodnú bilanciu ako na zmierňovanie dopadov intenzívnych prívalových zrážok. Je však veľmi pravdepodobné, že sa spolu s odumretým drevom v korytách tokov svojou mierou podieľali na priebehu udalostí a celkovej výške napáchaných škôd.

Tatranské povodne ukázali, aké dôležité je pri ochrane majetku a hodnôt udržiavať lesy zelené a schopné plniť svoje hydrické funkcie. Napríklad odkôrňovaním napadnutých stromov s ponechaním dreva v lese na prirodzený rozklad. 

Odkôrnené stromy ponechané na prirodzený rozklad. Tatranská Javorina, 2008

Zhrnutie:

Veľké množstvo vstupných veličín len ťažko dovoľuje nájsť jedinú príčinu povodní. Dôležitú úlohu zohrávajú viaceré skupiny faktorov, ako sú napríklad klimatické pomery, charakter, úhrn a rozloženie zrážok v čase a priestore, charakteristiky povodia, pôdy, činnosť, prípadne nečinnosť človeka. Bez podrobných klimatologických, hydrogeologických, pedologických a ďalších vstupov a meraní je ťažké určiť aj mieru vplyvu jednotlivých vstupných faktorov na kvantitu povrchového odtoku vody z lesa. Čo môžeme ale povedať s istotou je, že:

- vplyv lesa a jeho jednotlivých zložiek na vodný režim lesného prostredia je dôkladne preskúmaný a existuje o ňom množstvo poznatkov a vedeckých prác

- zdravý les má pozitívny vplyv na vsakovanie zrážok do pôdy a na spomaľovanie, prípadne úplnú elimináciu povrchového odtoku

- intercepcia stojacich suchých stromov a jej vplyv na vsakovanie a odtok vody sú kvôli absencii korún s dostatočnou plochou asimilačných orgánov v porovnaní so zdravým lesom minimálne

- ak poznáme vplyv lesa, jeho štruktúry a zdravotného stavu na odtokové pomery, mali by sme sa primeranými opatreniami snažiť zabrániť jeho ohrozeniu škodlivými činiteľmi a predchádzať tak riziku vzniku povodní a potenciálnych škôd.

Ing. Pavel Homola

Fotografie: Ing. Pavel Homola

Použitá literatúra:

BUBLINEC, E., 2008. Les - to nie sú len stromy. Edícia E - ekológia lesa, odborné ekologické publikácie č.1. Ústav ekológie lesa SAV Zvolen. ISBN 978-80-969525-5-7.

BULANTOVÁ, M., 2012. Posúdenie vplyvu využitia územia na odtokové procesy v povodí.

ČABOUN, V., MINĎÁŠ, J., 2003. Vodná bilancia a hydrické funkcie lesných ekosystémov v krajine. Funkcia energetickej a vodnej bilancie v bioklimatických ekosystémoch. Zborník príspevkov, SPU v Nitre (elektronická forma), 7 s.

ČABOUN, V., TUTKA, J., MORAVČÍK, M,. a kol., 2010. Uplatňovanie funkcií lesa v krajine. s 44.- 57.

HOMOLA, P., 2002. Chemizmus a depozícia porastových zrážok v smrečinách 2. a 7. vegetačného stupňa CHKO-BR POĽANA

KANTOR, P., 1984. Vodohospodářská funkce horských smrkových a bukových porostů. Lesnictví30(6): 470-496