W. Mioduszewski - Mała retencja w lasach elementem kształtowania i ochrony zasobów wodnych, Inżynieria ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
MAŁA RETENCJA W LASACH ELEMENTEM KSZTAŁTOWANIA I OCHRONY ZASOBÓW WODNYCH Waldemar Mioduszewski Abstrakt Zmienność sezonowa i przestrzenna zasobów wodnych, zagrożenia dla działal- ności człowieka wynikające z cyklicznie występujących ekstremalnych zjawisk przyrodniczych, jakimi są powodzie i susze, jest przyczyną podejmowania szeregu działań dla ograniczenia negatywnych skutków tych zjawisk. Coraz szersze za- stosowanie w ochronie i kształtowaniu zasobów wodnych znajduje „mała retencja”, jako działanie nienaruszające walorów przyrodniczych rzek i dolin rzecznych. W zakres małej retencji wchodzą działania techniczne i nietechniczne, przyczynia- jące się do zwiększenia potencjalnej zdolności retencyjnej niewielkich zlewni. Pod- stawowym technicznym elementem małej retencji są wszelkiego typu naturalne i sztuczne zbiorniki wodne, piętrzenia na ciekach itp., powodujące zahamowanie szybkiego odpływu wód opadowych i roztopowych. Znaczne spowolnienie odpły- wu wody uzyskać można poprzez odbudowę obszarów wodno-błotnych oraz rena- turyzację cieków. Szczególnie predysponowane do realizacji programów małej re- tencji są obszary leśne. Prawidłowo realizowana mała retencja może przyczynić się do wzbogacenia walorów przyrodniczych ekosystemów leśnych. SMALL RETENTION IN FORESTS AS AN ELEMENT OF IMPROVING AND PROTECTION OF WATER RESOURCES Abstract Poland has poor water resources. What is more, they are unevenly distributed in space and time. Some human activity has decreased water resources in many cases and increased in the frequency of extreme phenomena such as floods and draughts. Developing of rural areas depends on quality and quantity of water resources. And on the other hand the proper water management in rural areas can help to minimalize increase the water resources and the negative effect of agriculture on natural flora and fauna and it allows increasing the biological diversity. The water management should be adjusted to the type of agricultural landscape. One of the methods to improve water conditions is increasing of the retention abilities of small basins. The studies and approximate calculations carried out show that treatment consisting in the increase of swampy areas, number of water pools Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej R. 10. Zeszyt 2 (18) / 2008 33 and small water reservoirs, damming up of eroded rivers and canals, improvement of the soil structure, regulation of outflows from drainage systems, etc. can signi- ficantly increase water resources in river basins. The proper water management can allow supplying water with good quality, both for the natural environment and for the agricultural and communal needs. Wstęp Kilkukrotnie podejmowano w Polsce akcje dla poprawy struktury bilansu wodne- go pod hasłem „rozwój małej retencji”. Podkreślano głównie konieczność zwiększe- nia zasobów wodnych dla potrzeb rolnictwa, ale również zwracano uwagę na stan środowiska przyrodniczego i możliwości ochrony przeciwpowodziowej. Pierwszą większą akcję propagowania małej retencji (głównie budowę małych zbiorników) prowadzono na przełomie lat 60. i 70. ubiegłego stulecia (Dziewoński 1971, Rad- czuk 2002). Pod koniec lat 70. Rząd PRL podjął uchwałę, w której zalecano odbu- dowę małych zbiorników i piętrzeń na rzekach. Z tego samego okresu pochodzi Uchwała w sprawie popierania rozwoju małej energetyki wodnej. Brak jest danych do oceny skuteczności tych działań. Faktem jest, że w latach 70. i 80. odbudowano kilkadziesiąt piętrzeń i zbiorników wodnych, a część ich wykorzystana jest do pro- dukcji energii elektrycznej. Nie zawsze te inwestycje były przyjazne dla środowis- ka przyrodniczego. W roku 1995 podjęto kolejny krok dla poprawy struktury bilansu wodnego ma- łych zlewni. Podpisane zostało porozumienie pomiędzy Ministrem Rolnictwa i Gos- podarki Żywnościowej a Ministrem Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa RP dotyczące współpracy w zakresie programu rozwoju małej retencji. W roku 2002 powtórnie zaakcentowano potrzebę rozwoju małej retencji podpi- sując porozumienie „ w sprawie współpracy na rzecz zwiększenia rozwoju małej re- tencji wodnej oraz upowszechniania i wdrażania proekologicznych metod retencjo- nowania wody ”. Porozumienie to podpisali: Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Minister Środowiska, Prezes Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa oraz Prezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Opraco- wane zostały wojewódzkie programy rozwoju małej retencji obejmujące głównie obszary wiejskie. Ocenia się, że inwestycje realizowane w ramach tych programów powodowały zwiększenie retencji wodnej w kraju średnio o około 15 mln m 3 rocz- nie, przy planowanej w wojewódzkich programach na około 60 mln m 3 rocznie (Kowalewski 2007). Dość aktywne działania w zakresie małej retencji zostały pod- jęte przez Lasy Państwowe i organizacje ekologiczne. Wybudowano dużą liczbę nie- wielkich piętrzeń na rowach i ciekach oraz zbiorników wodnych służących głównie poprawie stanu ekologicznego siedlisk leśnych i mokradłowych. Brak jest jednak pełnych danych dla oceny wzrostu objętości retencyjnej. Warto tu wspomnieć, że również w innych krajach podejmowane są próby dla poprawy bilansu wodnego metodami małej retencji. W 1985 r. Prezydent Stanów Zjednoczonych zainicjował program pod hasłem „stop dla zmniejszenia powierzchni obszarów mokradłowych” (no net loss of wetlands). W ramach tego programu 34 W. Mioduszewski MAŁA RETENCJA W LASACH ELEMENTEM KSZTAŁTOWANIA... wybudowano głównie na terenach rolniczych m.in. kilkadziesiąt tysięcy małych zbior- ników wodnych o łącznej powierzchni ponad 4 mln hektarów (Mioduszewski 1993). W ostatnim okresie podkreśla się konieczność szerszego uwzględnienia proble- matyki ekologicznej w gospodarce wodnej. Uważa się (UNECE 1993), że nie jest możliwe zarządzanie zasobami wodnymi bez uwzględnienia całego spektrum za- gadnień związanych z użytkowaniem zlewni, jakością gleby i powietrza, stanu świata roślinnego i zwierzęcego oraz obecnością człowieka. Również Ramowa Dyrekty- wa Wodna wyraźnie ukierunkowana jest na zintegrowaną gospodarkę wodną i na- stawiona na ochronę walorów przyrodniczych ekosystemów wodnych i od wód za- leżnych. Szeroko pojmowana mała retencja spełnia większość warunków stawianych ekologicznym metodom gospodarowania zasobami wodnymi zarówno w krajobra- zie rolniczym, jak i na obszarach leśnych i zurbanizowanych. Obszary leśne zarówno ze względu na swój charakter, jak i fakt, że zajmują pra- wie 30% powierzchni kraju, stanowią istotny element regulujący obieg wody w zlew- ni rzecznej. Zwiększenie zdolności retencyjnej obszarów leśnych może w istotny sposób przyczynić się do poprawy struktury bilansu wodnego. Stąd też uwzględ- nienie w programie „Infrastruktura i środowisko” problematyki zwiększenia moż- liwości retencyjnych w ekosystemach leśnych wydaje się być bardzo korzystnym działaniem, w aspekcie ograniczania negatywnych skutków powodzi i suszy. Przedstawienie problemu Woda w środowisku przyrodniczym spełnia wiele funkcji. Jako środek produk- cji decyduje o ilości i niezawodności plonów, jest podstawowym czynnikiem roz- woju gospodarczego i cywilizacyjnego. Jednocześnie kształtuje zróżnicowanie ele- mentów biologicznych i jest niezbędna do zachowania walorów przyrodniczych. Za- soby wodne charakteryzują się dużą zmiennością sezonową i przestrzenną (Kowal- czak et al. 1997). Występujące ekstremalne zjawiska, jakimi są powodzie i susze, powodują niekiedy duże straty w gospodarce i środowisku przyrodniczym. W naszej strefie klimatycznej mamy korzystny rozkład opadów atmosferycz- nych. Największe opady występują latem, w okresie wegetacyjnym, tj. największe- go zapotrzebowania na wodę. Pomimo tego na znacznej części terytorium kraju (za wyjątkiem pasa przymorskiego i wysokich gór) obserwuje się wyraźny deficyt opadów (ryc. 1). Suma opadów miesięcznych jest wyraźnie mniejsza od wielkości ewapotranspiracji. Rośliny wykorzystują zapasy wody zgromadzone w okresie zi- mowym, a gdy tej wody zabraknie występuje zjawisko suszy. Z drugiej natomiast strony mamy do czynienia z szybkim odpływem wód wiosennych, powodujących wystąpienie szkód powodziowych. Intensyfikacja rolnictwa i ujednolicenie siedlisk leśnych, budowa odwadnia- jących systemów melioracyjnych, jak i działalność urbanizacyjna i związane z nią przekształcenia powierzchni, wg wielu autorów (Gutry-Korycka 1993, Mioduszew- ski 1997b, Hoffman et al. 2000) spowodowały przyśpieszenie obiegu wody i mate- rii w zlewniach rzecznych, przyczyniając się do zwiększenia częstotliwości wy- Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej R. 10. Zeszyt 2 (18) / 2008 35 stępowania susz i powodzi. Inaczej mówiąc, na skutek różnych działań uległa zmniejszeniu naturalna zdolność retencyjna zlewni, a jednocześnie usprawnione zostały drogi odpływu, co powoduje, że wody opadowe i roztopowe odprowadzane są szybko do rzeki. Dlatego też celowe jest retencjonowanie i spowalnianie odpły- wu wód, zarówno z punktu widzenia ochrony przed powodzią, jak i przed suszą. 110 opady ewapotranspiracja 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ryc. 1. Rozkład opadów i ewapotranspiracji w roku Fig. 1. Precipitation and evapotranspiration during a year Przyśpieszenie obiegu wody wg niektórych autorów (Hoffman et al. 2000) po- woduje zwiększenie ładunku związków biogennych dopływających do rzek i je- zior. Przy powolnym odpływie wody ze zlewni azot i fosfor mogą być wykorzys- tywane przez roślinność, podczas gdy przy szybkim przepływie wody transporto- wane są do wód powierzchniowych, powodując ich zanieczyszczenie. Gospodarka wodna w dotychczasowym ujęciu obejmuje głównie użytkowanie wód powierzchniowych (płynących i stojących) oraz wykorzystanie wód podziem- nych. Bardziej kompleksowe ujęcie problemu wymaga zwrócenia uwagi na całość zasobów wodnych, które wynikają z wielkości opadów atmosferycznych jako je- dynego źródła wody na kuli ziemskiej. Przy globalnych analizach bilansu wodnego rozróżnia się pojęcia wody niebieskiej i zielonej (ryc. 2). Dla warunków Polski uproszczony bilans wodny jako średni z wielolecia moż- na zapisać: P = O + H gdzie: P = 192,4 mld m 3 (opad przyjmowany jako 100% zasobów wodnych), O = 58,4 mld m 3 (odpływ rzeczny = woda niebieska, 30% zasobów wodnych), H = 133,8 mld m 3 (ewapotranspiracja, parowanie = woda zielona, 70% zaso- bów wodnych). 36 W. Mioduszewski MAŁA RETENCJA W LASACH ELEMENTEM KSZTAŁTOWANIA... Ryc. 2. Rozdział wód opadowych na wody niebieskie i wody zielone Fig. 2. Distribution of precipitation on green and blue water Odpływ rzeczny jest w Polsce stosunkowo mały i w przeliczeniu na jednego mieszkańca oceniany na około 1600 m 3 ·rok –1 ·M –1 . Tą częścią zasobów, nazywanych „wodą niebieską”, jest zainteresowana głównie gospodarka wodna. Jednak większość zasobów jest wykorzystywana przez roślinność jako „woda zielona” (rys. 2). Orientacyjne obliczenia pozwalają na rozdzielenie wód zielonych na następu- jących użytkowników (Mioduszewski 2008): – uprawy rolne: 65 mld m 3 (49% wody zielonej), – lasy: 50 mld m 3 (37%), – pozostałe: 18,8 mld m 3 (14%). Niektórzy specjaliści (Falkenmark, Lannerstad 2005) wyrażają obawy co do mo- żliwości zaspokojenia przyszłych potrzeb wodnych rolnictwa (woda zielona i nie- bieska do nawodnień) w wyniku wzrostu produkcji żywności niezbędnego dla wy- żywienia zwiększającej się liczby ludności i poprawy kaloryczności pożywienia. Podobne obawy mogą być kierowane również pod adresem gospodarki leśnej, gdy jej zasadniczym zadaniem byłoby zwiększenie produkcji drewna. Wyprodukowanie „masy organicznej” wymaga dużej ilości wody zielonej, i tak np.: – wyprodukowanie 1 m 3 drewna – 1600 m 3 wody – wyprodukowanie 1 tony zboża – 900 m 3 wody – wyprodukowanie 100 litrów biopaliwa – 20 000 m 3 wody – wyżywienie jednego człowieka w roku, przy diecie 3000 kcal – 1300 m 3 wody – zużycie na potrzeby komunalne w roku dla jednego człowieka (pobór zazwy- czaj wód niebieskich) – 70 m 3 wody. Ilość wody niezbędnej dla wyprodukowania drewna obliczono wychodząc ze śred- niego przyrostu drewna (3,74 m 3 /rok) pomnożonego przez ewapotranspirację lasu. Perspektywiczne zaspokojenie potrzeb wodnych, rozumianych jako sumarycz- ne zużycie wody zielonej i niebieskiej pobieranej do ewentualnych nawodnień, przy Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej R. 10. Zeszyt 2 (18) / 2008 37 [ Pobierz całość w formacie PDF ] |