Geolog Václav Cílek rozebral současnou situaci s rostoucím nedostatkem vody nejen v České republice. Jak souvisí s počasím, klimatickou změnou a s hospodařením v krajině a jaké jsou naše vyhlídky?
Co se děje s počasím?
V minulém roce začal kolektiv autorů pracovat na knize pracovně nazvané „Voda a krajina“, kde se soustřeďujeme na stav krajiny a zejména na možnosti, jak zachytit vodu. Nemá význam na tomto místě publikaci převyprávět, ostatně měla by vyjít již v listopadu v nakladatelství Dokořán, ale mohu alespoň vybrat pár základních motivů.
V posledních několika letech je téměř každý následující rok o něco teplejší než rok minulý a to i přes poněkud klesající sluneční aktivitu současného 25. slunečního cyklu. Zároveň světový oceán do hloubky 2 km pojal neobvykle vysoký obsah tepla, které bude v tom lepším případě ztrácet další dvě desetiletí. Prohloubila se celková teplotní nerovnováha celého zemského systému, ve kterém posledních několik tisíc let panoval víceméně nulový režim – tedy že množství přicházející sluneční energie se rovnalo množství odcházející energie. Dnes Země navíc zachytává sluneční energii v množství nejméně 1 watt na metr čtvereční. Získané teplo je ukládáno především v oceánu. Tím se zvětšuje celkový teplotní základ planety. Rozdíly povrchových teplot mezi oceánem a souší proměňují směry větrného proudění, a protože vítr “je bagr, který hrne vodní páru”, tak na mnoha místech Země prší jindy a jinak, než jsme byli zvyklí. Pro srovnání – cyklus příchodů a odchodů ledových dob je způsoben odchylkami kolem 5-7 wattů na metr čtvereční.
Tato situace znamená, že Země vstupuje do nějaké nové klimatické fáze, kterou můžeme zkratkovitě popsat jako „situaci sucha a povodně“. Toto nové počasí je bohatší na extrémní události, jako jsou silné větry či přívalové deště. Nemusí však nutně všude znamenat další oteplování, protože tavné vody arktických ledovců mohou omezit oceánské proudění a naopak vést k ochlazování severní a střední Evropy, ke kterému může podle klimatických modelů dojít po roce 2030. Je poctivé říct, že nevíme, jaké bude v příštím desetiletí počasí v ČR. Je skoro jisté, že se bude podobat uplynulému desetiletí, ale asi bude ještě proměnlivější.
Stejně jako teď i v minulosti, bude každý rok trochu jiný a to bude platit hlavně pro zimy. Celkově se nadále bude projevovat tendence k letním vlnám veder a v zimě k průnikům studeného vzduchu ze Sibiře či Arktidy. Rovněž alespoň statisticky by měl platit posun ročních období směrem k teplým krásným, podzimům, občas studeným a hodně proměnlivým jarům, sušší první polovině a vlhčí druhé polovině léta. To jsou sice prokázané trendy, ale počasí nás stejně jako vždycky nepřestane překvapovat a nejspíš udělá něco, s čím právě nepočítáme. Součástí “přípravy na nečekané” je právě návrat k přirozené krajině. Nespasí nás, ale pomůže.
Ale jsou zde i další dlouhodobé trendy. Počátky sucha roku 2015 byly v měřeních půdní vlhkosti viditelné již od roku 2005 a i nyní po dalších dvou letech stále existují studny, které se nenaplnily. Průměrná teplota se nezvýšila jenom na povrchu půdy, ale o necelý stupeň i v celém půdním profilu, kde znamená o něco větší odpar. V některých oblastech se sucho stane chronickou záležitostí.
Houbovitost krajiny
Očekáváme, že klimatická změna se nám nevyhne a donutí nás podobně jako série povodní na konci 19. století víc se zabývat úpravami krajiny. V případě vody se jedná zejména o obnovení „houbovitosti“ krajiny, tedy její schopnosti vodu zachytávat a využívat pro lidi, růst lesa, divokých i zemědělských plodin. Tato „houbovitost“ či retence má dvě složky – je jím jednak zachytávání vody v kopcovité krajině, jednak přirozená úprava říčních krajin, tak aby byly schopné pojmout větší množství vody a zpomalovat povodňové vlny.
V zásadě se jedná o celou plochu krajiny, kde je jako v minulosti nutné provádět hlavně tisíce drobných úprav typu vsakovacích rýh či péči o zemědělskou a lesní půdu. Jenže zároveň čekáme, že se během několika mála let změní systém zemědělských dotací, takže vlastníci půdy či místní komunity budou do úprav krajiny „dotlačeni“ počasím, ale při snižujících se dotacích, které bude nutné využít např. na bezpečnost. Proto jsou důležitá jednoduchá a laciná řešení.
Na počátku roku 2017 odhadovaly německé a francouzské bezpečnostní analýzy, že jenom z Afriky se do Evropy bude snažit dostat kolem šesti milionů lidí. Kromě přelidnění některých regionů a nedostatku zemědělské půdy se rovněž jedná o vzrůstající nedostupnost vody a tím i potravin. Tyto sekundární dopady klimatických změn, nás mohou ovlivnit víc než primární dopady – tedy teplota, srážky a posuny ročních období na území ČR.
Neproměňuje se jenom klima, ale celé prostředí a to včetně nových či vracejících se dříve vyhubených druhů rostlin a zvířat. Na prvním místě nás asi napadne bobr evropský, ale začínáme být rovněž postiženi migrací drobného mlže slávičky mnohotvárné, která osídluje vnitřky potrubí vodních elektráren a jen v USA způsobuje roční škody ve výši několika miliard dolarů!
Součástí mnoha současných problémů s vodou nejsou jenom technické úpravy, klimatická změna a stav krajiny, ale také vztah k vodě, jejíž kvalitu a dostupnost považujeme za samozřejmou. To se ostatně týká i vzduchu, bezpečnosti, potravin a energií. Záležitosti, které bývaly předmětem úcty a opatrného zvažování, se zúžily na technologické a ekonomické otázky, což si živly – jak je ostatně v jejich povaze – nenechávají beze zbytku líbit.
Jak počítat sucho
Většina klimatických modelů funguje tak, že rozdělí povrch Země na čtverce obvykle o hraně 200-500 km (či 30 x 30 úhlových minut). Od počátku prvních meteorologických družic máme poměrně dobrou představu, kolik vody kde na Zemi spadne. Dřív jsme neznali data pro větší část světového oceánu a odlehlá místa např. v Antarktidě. Srážky dílem odtečou, dílem se odpaří a zbytek využívají lidé i příroda. Přírodu přitom nemůžeme jen tak ošidit, protože např. stromy váží oxid uhličitý a vytvářejí kyslík. Společně s lesy či mořským planktonem jsme součástí jednoho světa, se kterým stojíme i padáme.
Takže získanou modrou vodu musíme v našem výpočtu rozdělit na vodu pro rostliny a pro lidi. Po letech vědeckého sledování životního cyklu stromů, rostlin i půdních mikroorganismů máme poměrně dobrou představu, kolik toho denně “vypije” třeba lípa a kolik borovice či kolik spotřebuje hektar brambor anebo pšenice. Tím je dána základní kalkulace vodních příjmů a vodních výdajů pro každý předem určený čtverec zemského povrchu. Při klimatických změnách se mění příjmová část, při vyšší lidské spotřebě výdajová část vodního cyklu. Je to skoro jako v ekonomice, jenomže se v tomto případě občas hraje o život. Přehradu pak můžeme vnímat jako banku na modrou vodu, ale problém je ten, že ta není úplně směnitelná na zelenou vodu.
Pokud jsou výdaje a příjmy v rovnováze, tak se ve skutečnosti pohybujeme na hranici potíží, protože nemáme žádné rezervy na nepředvídané výdaje, třeba na horký srpen. Pokud jsou vodní výdaje 1,5 – 2 x vyšší než příjmy, tak dochází k nouzovým stavům. Máme sice ještě zásobníky podzemní modré vody a sucho zmírňuje i zelená půdní vláha, ale situace je dlouhodobě neudržitelná.
Potíže pro čtyři miliardy lidí
Vyšší spotřebu vody v jedné oblasti, třeba Velkého Londýna, můžeme vyrovnávat dovozem vody. Jedná se o známý spor, zda města “kradou” vodu venkovu. Do výpočtu je pak nutné zahrnout i dovoz vody kanály, řekami a vodovody. Pro současný zalidněný svět je typické, že zatímco dřív na hornatém horním toku žilo málo zemědělců, kteří nespotřebovávali skoro žádnou vodu, tak dnes jsou i tato místa obsazena a lidé níž po proudu dostávají méně vody, i když by jí potřebovali mnohem víc. Navíc je běžné, že horní tok významné řeky, jako je tomu třeba u Eufratu, Nilu či Dunaje, leží v jiném státě než dolní tok.
Celkově se dá poměrně průkazně doložit, že kratším, jednoměsíčním suchem jsou v současné době ohroženy dvě třetiny světové populace, tedy nějaké čtyři miliardy lidí. Jedná se však o tu nejmírnější a překlenutelnou formu sucha. Polovina takto ohrožených obyvatel žije v Číně a Indii.
Kritická ohniska
Můžeme je definovat jako regiony, kde po řadu měsíců spotřeba modré vody dvakrát převyšuje srážky. Chybějící vláha je pak obvykle získávána z podzemních zásobníků, kde dochází k zaklesávání hladiny vody a celkovému přečerpání. To je situace např. povodí Žluté řeky v Číně nebo řeky Colorado v USA. Stále víc světových řek vůbec nedoteče do moře, protože cestou je spotřebována veškerá voda. Z pouštních oblastí je nejhorší situace v Arabské poušti, kde však fungují odsolovací zařízení.
Čtyř- až šestiměsíčním suchem je ohroženo asi půl miliardy lidí, z toho 180 milionů žije v Indii, 73 milionů v Pákistánu, 27 milionů v Egyptě, 20 milionů v Mexiku a mnoho dalších v arabských zemích včetně Jemenu. Pokud bychom se však podívali na ještě větší nebezpečí ročního sucha, pak nejvíc ohrožené země jsou Libye, Somálsko (ohroženo 90 % populace!), Pákistán, Maroko, Nigérie a zatím i stabilní Jordánsko. Určitě není náhoda, že o všech těchto zemích slýcháme jako o nebezpečných či válečných zónách.
Význam místní krajiny spíš poroste a s ním i lokální vodní hospodářství. Existuje řada výpočtů, jaký je podíl modré a zelené vody. Rámcově se můžeme přidržet spíš nižšího odhadu, že ročně na celé Zemi na souši se 60 tisíc krychlových kilometrů vody váže do půd a 40 tisíc krychlových kilometrů do řek a jezer. To je základní příjem, který se však místo od místa a měsíc od měsíce liší. Různé druhy zemědělství i samotné plodiny využívají vodu jednou hůř, jindy lépe, a proto jako další základní pojem hovoříme o náročnosti či účinnosti. Můžeme si ji představit například, když srovnáme, kolik vody jsme spotřebovali na kilogram pšenice či žita, anebo kolik vody nás stála tuna lnu či bavlny.
Problém možná není voda ale půda
Co se děje s vodou v půdě? Představme si běžný evropský déšť, který dopadá na povrch země. Velké kapky dopadají rychle a s velkou silou – tak že časem proděraví i kámen – narazí do země jako kulka a pokud dopadnou přímo na nechráněnou půdu, tak vymrští půdní částice do výšky až 1 m. Mnohem lepší situace je, když se kapky rozbijí o keře či o trávu. Zemědělci v suchých oblastech si již dávno všimli, že tam, kde je půda chráněná travou, je půda vlhčí než na nekrytých površích. Říkají, že tráva přitahuje vodu. Drobné kapičky víří vzduchem, pozvolna si sedají a lépe přilnou k půdě.
Co se týče deště, tak jako první přiblížení postačí třetinové pravidlo, které říká, že třetina vody se vsákne, třetina odpaří a třetina odteče. Pochopitelně to většinou není pravda, ale je to užitečný model, podle kterého jasně vnímáme, že čím méně vody odteče, nebo se odpaří, tím víc jí zůstane v půdě.
Půdu si představme jako víceméně uspořádanou směs půdních agregátů, vody a vzduchu. Zejména toho vzduchu je v půdě doopravdy hodně, někde mezi třetinou až polovinou celkového objemu, zatímco vody najdeme v krychlovém metru půdy jen průměrně 150-300 litrů. Roční srážky se na většině našeho území pohybují kolem 650 litrů na metr čtvereční, takže kdyby se nám podařilo zvýšit schopnost půdy ukládat v sobě vodu, tak může celý den pršet a hladina řek se ani nezachvěje. Doopravdy tomu tak bývalo. Staří vodohospodáři si pamatují dobu, kdy se teprve po třídenním dešti začaly hladiny řek zvedat. Povodně tehdy nastupovaly mnohem pomaleji.
Aby se voda mohla gravitačně pohybovat směrem dolů, kde doplní zásobníky podzemních vod a udrží vysokou hladinu ve studních, tak potřebuji vlhkou, pokud možno drobtovitou půdu, která dobře saje vodu do velkých pórů. Během sucha roku 2015 se víckrát stalo, že zapršelo, ale za pár dní zase bylo sucho a voda ve studnách se nedoplnila ani po několika srážkově průměrných měsících. Dešťová voda totiž pronikla jen nehluboko pod povrch, pak následovala nenasycená oblast a teprve mnohem hlouběji leží polohy s podzemní vodu. Cesta vody do podzemí byla někde v půli přerušená.
Ve zdravé půdě by pak k vodnímu propojení mezi povrchem a podzemní hladinou stačilo několikadenní jemné mrholení, anebo ještě lépe pomalu tající sníh, který by den po dni půdu zásoboval vodou. V některých oblastech se udává, že podzemní zásobníky se doplňují ze zimního sněhu ze 30-40 %. Ale co dělat, když jsou zimy beze sněhu? Jak se chovat k zelené vodě, když nejenom ubývá a do budoucnosti nejspíš bude ubývat sněhu a v létě bude přibývat tropických dní? Tohle je doopravdy vážné dilema, které už dnes proměňuje nejenom země Blízkého východu a Severní Afriky, ale také Řecko, Španělsko, jižní Itálii, východní Ukrajinu a hrozí zasáhnout Rumunsko, Bulharsko i některé části České republiky. Upřímně řečeno, je to proces, který se dá zmírnit a zpomalit, ale nezvítězíme nad ním. Budeme rádi, když uhrajeme remízu.
Jak hospodařit se zelenou vodou?
Pod pojmem „zelená voda“ si představme vodu, která je obsažená v půdě a slouží hlavně k růstu rostlin. Kdybychom neuvažovali o odparu, tak nejméně 60 % suchozemských srážek (ale možná až 70 %) se váže do půd a „jen“ ze 30-40 % se stane tzv. „modrá voda“, kterou známe z jezer, řek a pramenů. Vyplývá z toho jednoduchý závěr, že zhruba dvě třetiny našich snah o získání a udržení vody bychom měli věnovat půdě a krajině a zbytek modré vodě, tedy otázkám řek a přehrad. Vidím zde hned dva psychologické problémy – když postavíme přehradu, tak to je hned vidět a okamžitě můžeme spočítat skoro na kubík přesně, kolik vody je schopná zadržet. Naproti tomu úpravy krajiny či zlepšování půdních vlastností jsou činností plošnou a číselně špatně určitelnou. Navíc krajina je něco jako zahrada, která si žádá naši péči od středověku až do konce světa.
Druhý zádrhel spočívá v tom, že přívalové deště, erozní rokle a povodně známe i z přírodních oblastí pokrytých přirozeným smíšeným lesem, jako je Křivoklátsko. Před většími povodněmi či dlouhotrvajícím suchem nás nezachrání ani beton ani Matka Příroda. Ale přesto jasně vidíme, že existují místa, kde špatný hospodář poničil krajinu takovým způsobem, že jemu samému i jeho následovníkům bude přinášet mnohem méně užitku než dřívějším generacím.
Když ztráty vzniklé erozí půdy převedeme na finanční náklady, dostáváme se k „půdnímu dluhu“ srovnatelného či většího rozsahu, než je státní dluh. Říkám to, proto, abychom si byli vědomi dluhové mentality této doby, která se projevuje nejenom tím, že vlády utrácejí víc, než by měly, ale že dluhy vznikají v lese, kde se kácí víc, než dorůstá, na polích postižených erozí a třeba i odsouváním rodičovství. Nezahubí nás jeden dluh, ale ta neblahá chvíle, kdy se všechny spiknou a vrhnou se na nás pohromadě jako smečka malých psů.
Tři způsoby, jak zachytit vodu v ploše celé krajiny
V podstatě existují tři hlavní způsoby, jak v krajině zadržet co nejvíc zelené vody. Tím prvním je péče o krajinu, druhým o kvalitu půdy a třetím o množství půdy – čím víc půdy máme, tím víc vody v ní pochopitelně můžeme skladovat. Pojďme si tyto tři způsoby ukládání vody probrat bod po bodu, protože tak nejlépe pochopíme, co můžeme se současným a pravděpodobně i budoucím rozkolísaným klimatickým chodem dělat. K celé problematice se navíc vrátíme v závěru knihy.
Prvním lékem na udržení zelené vody je zmenšení zrna krajiny a zvýšení hrubosti povrchu. Jinými slovy – krajina by měla být alespoň ve svažitých terénech víc dělena mezemi a remízky, mělo by v ní být víc mokřadů a míst umožňujících vsak. Pod plodinami jako je kukuřice, je vhodné povrch půdy zakrýt nějakou další plodinou, která brání erozi. Téměř úplně se vytratilo umění orby. Dlouhé tradiční plužiny byly na rozdíl od tradovaného názoru orány po svahu dolů. Pole však byla úzká, takže se na jejich povrchu nehromadilo dost vody schopné silnější eroze. Dolní brázdy byly příčné a úplně poslední brázda byla o poznání hlubší, aby zachytila i přívalové nebo tavné vody. Běžnou praxí v našich podhorských krajinách 19. století (a ve Francii například ještě po roce 1930) bylo ruční vynášení erodované půdy zpět na pole. Tohle si již nedovedeme představit.
Druhým lékem je péče o kvalitu půdy. Ve vztahu k půdní vodě se jedná o tři základní opatření – o zhutnění půd, obsah organické hmoty a oživení půdy. Zhutnění půd vzniká tím, že se po poli stále víc jezdí těžkou mechanizací, protože se nikomu nechce udržovat místní cesty. Při silných zimách, jaké jsou dnes stále vzácnější, půda promrzne a jehličky ledu ji opět načechrají. Organická hmota se do půdy dostávala jednak jako chlévská mrva či ještě lépe vyzrálý hnůj, jednak jako „zelené hnojení“, tedy zaoráváním trávy a plevelů. Hospodářství byla dimenzováno na určitý optimální poměr mezi počtem dobytka a rozlohou půdy, tak aby se do půdy dostalo dost uleženého hnoje. Organická hmota za vlhka bobtná, mírně zvětšuje objem, odtlačuje od sebe půdní agregáty a tím půdu rozvolňuje. Kromě toho na sebe váže živiny a vodu. Vzpomeňte si třeba na rašeliniště, což je vlastně směs organických zbytků a vody – a kolik jí tam je! Kilogram suché rašeliny je schopen zadržet šest i více kilogramů vody.
Obecně platí, že evropský trh s potravinami je deformován systémem běžných i skrytých dotací a množstvím výjimek, takže mnoho tradičních postupů se dnes nevyplácí. Pro okamžitý zisk tak zatěžujeme další generace, které budou muset – pokud to ještě půjde – draze zlepšovat kvalitu a nejspíš i množství půdy. Jako obzvlášť perspektivní se při nedostatku dobytka jeví průmyslové kompostování. Může však dojít i k tomu, že se jednou začneme na říční nivy dívat jako na ložiska půdy.
Organické látky v půdě působí nejenom mechanicky na drobtovitost půd, chemicky na vazbu vody a hnojiv, ale také organicky na rozvoj půdního života. Houby, řasy i baktérie vytvářejí složitý svět tvořený vlákny, průlezy a kanálky. Slouží jako potravinová základna pro půdní „býložravce“ a tím i dravce, žížaly a krtky. Na dobře oživených polích se víc jak polovina srážek vsakuje do různých děr a nor. Okyselení půdy, anebo použití razantních pesticidů proto vede k ochuzení půdního života a dlouhodobě snižuje retenční vlastnosti a úrodnost půd. Vůbec nevadí, že část méně úrodných půd leží ladem. Postupně se v nich obnovuje přirozený život. Půdy odpočívají a regenerují. Myslím, že tyto půdy by se ve většině případů neměly zalesňovat, aby je jednou bylo možné vrátit zemědělské produkci. Není nutné celou krajinu ekonomicky využívat. Křovinaté porosty plné ptáků, jaké byly typické třeba pro barokní krajinu po třicetileté válce, mají rovněž své kouzlo.
Nové technologie jako jsou traktory se širokými pneumatikami, které nezhutňují půdu či metody průmyslového kompostování umožňují slušnou péči o půdu. Novým trendem jsou provzdušňovače půdy (aerator), jakési válce s širokými podélnými hroty, které perforují půdu, do které se lépe vsakuje voda. Údajně se při použití aerátorů rovněž zvyšuje aktivita žížal a hnojiva lépe pronikají ke kořenům, takže na 1 ha je možné ušetřit až kolem 50 kg syntetických hnojiv. Přesto se stav půdního fondu ČR za posledních deset let zhoršil, protože se na půdu – a možná i na celý svět – díváme hlavně jako na způsob vydělávání peněz. Buď si to neuvědomujeme, nebo nám to je jedno, ale naše zisky znamenají pro další generace ztráty a dřinu navíc.
BOX: Omaha, aneb nejjednodušší protierozní opatření
Americký Středozápad (Midwest) je největší zemědělskou oblastí světa. Po letech pokusů a omylů přistupují místní farmáři, kteří jsou v mnoha případech potomky německých a skandinávských vystěhovalců, k erozi jednoduchým, levným a pragmatickým způsobem:
1 – nezatěžují se terasováním polí, ale na svah prostě navezou val o výšce kolem 1 m. Tento val, který slouží k zachytávání srážek je někdy uspořádán po mírného “půlměsíce”, někde se místně této úpravě říká podle půdorysu “bumerang”. V severní Africe je znám jako “obočí”. Klasické terasování v Čechách 19. století probíhalo pracným, ale dlouhodobým způsobem. Nejprve byla skryta a stranou odložena ornice, pak byla, někdy až téměř na skalní podloží zahloubena terasa a na rovnou plochu se ornice opět navezla, okraj terasy byl mírně vyvýšen a na samém okraji pole byla vyorána hlubší vsakovací brázda někdy se vsakovací jímkou.
2 – v údolnicích a v místech, kde by po dešti mohla téct voda a to i ve velmi plochém terénu nechávají kosený travnatý pruh o šířce dva, ale častěji čtyři metry. Podobné úpravy můžete vidět např. v italském Toskánsku. Údolnice je linie, která prochází nejnižší částí údolí či rokle.
3 – kolem potoků a říček nechávají kosený travnatý pruh o šířce kolem 10 m.
Tyto úpravy se odehrávají v ploché krajině podobné jižní Moravě či Polabí. Místní zemědělci přitom nejsou žádnými velkými ekology, ale uvědomili si, že z dlouhodobého hlediska se jim to vyplatí, protože mají zkušenost, že hamižnost v zacházení s půdou vede v konečném důsledku ke ztrátám.