Coraz częstsze susze w Polsce – konsekwencja zmiany klimatu i działań anty-adaptacyjnych

Polacy przyzwyczaili się do myślenia, że problemy z brakiem wody to coś, co dotyczy Sahelu, Bliskiego Wschodu, Indii czy Australii, ale nie naszego kraju. Teraz budzimy się w niemiłej rzeczywistości, w której susze stają się nową normalnością, ze wszystkimi tego konsekwencjami dla rolnictwa, lasów, chłodzenia elektrowni a nawet dostępności wody w kranach. W wielu regionach kraju deficyt opadów w sezonie wegetacyjnym stał się nową normą. Zaczyna ubywać wody w rzekach (susza hydrologiczna), w glebie (susza rolnicza) oraz w formacjach wodonośnych (susza hydrogeologiczna). To rezultat zarówno globalnej zmiany klimatu jak i naszych własnych działań anty-adaptacyjnych. Analizujemy temat.

Obraz sytuacji z lotu ptaka i w zbliżeniu

Zacznijmy od zagadki: poniżej pokazane jest zdjęcie satelitarne Polski zrobione w kwietniu 2019 roku. Białe „kłaczki” to chmury kłębiaste. A czym są bure smugi, ciągnące się od Mazowsza i Kujaw do Bałtyku?

Rysunek 1. Zdjęcie satelitarne Polski 23 kwietnia 2019 roku. Źródło MODIS/Aqua.

Piasek z Sahary? Smog? Nie. W odpowiedzi pomoże Ci film nakręcony tego dnia przez kierowcę na drodze okolicach Włocławka.

Te brunatne pasy to gleba wywiewana przez silny wiatr z naszych pól do Bałtyku. Gleba regeneruje się bardzo powoli – powstanie 2-3 cm gleby zajmuje do 1000 lat – jak zostaje wywiana, bezpowrotnie ją tracimy (FAO, 2015).

Susze w Polsce to nic nowego, jednak pojawiają się coraz częściej. W okresie 1951-1981 było w Polsce 6 susz – średnio jedna co 5 lat; w okresie 1982–2011 susz było aż 18 – średnio co 2 lata (Klimada, 2013, Somorowska, 2016). Obecnie, od 2013 r. mamy suszę co roku. Dlaczego tak jest?

Opady – prawie bez zmian, a nawet trochę więcej

Susza kojarzy się z brakiem opadów. Tymczasem… na terenie naszego kraju obserwujemy wręcz lekki wzrost rocznej sumy opadów.

Rysunek 2. Suma opadów w Polsce wraz z trendami liniowymi. Linia zielona - roczna suma opadów, linia żółta – opady w ciepłym półroczu (kwiecień-wrzesień), linia niebieska – opady w półroczu chłodnym (styczeń-marzec oraz październik-grudzień). Pokazane są średnie ruchome 60-miesięczne (punkt w 1955 roku to średnia z lat 1951-1955) oraz trendy liniowe. Źródło Meteomodel.pl

Widać, że roczna suma opadów wzrosła, ale w bardzo niewielkim stopniu. Trendy dla poszczególnych stacji są zróżnicowane i w większości na tyle niewielkie, że zamiast przyglądać się liczbom, przyjrzyjmy się kierunkom zmian. Na dużej części kraju nie odnotowujemy statystycznie znaczącego trendu zmian opadów (na rysunku 3 zielone kółka), ale w północnej części kraju trend wzrostu opadów jest statystycznie znaczący.

Rysunek 3. Trendy zmiany opadów w Polsce: po lewej - sumy średniorocznej, po środku – udziału procentowego opadów zimowych (grudzień-luty), po prawej – udziału procentowego opadów letnich (czerwiec-sierpień). Zielony kolor kółek – brak statystycznie znaczących zmian, kolor czerwony – spadek, kolor niebieski – wzrost. Rozmiar kółek pokazuje stopień niepewności trendu (duże kółka – mała niepewność). Źródło Szwed, 2019.

To nie spadek ilości deszczu spadającego na terytorium Polski jest więc przyczyną wysuszania się naszego kraju. Główna przyczyna jest inna.

Jednak zanim do niej przejdziemy, zauważmy jeszcze, że rośnie udział opadów w miesiącach zimowych, zaś udział opadów latem nie zmienia się, lub wręcz maleje (Szwed, 2019). Zmienia się też charakter opadów: coraz częściej występują opady intensywne, czyli dni podczas których dobowa suma opadów przekracza 10 mm (Klimada, 2013; Pińskwar, 2019), mniej jest zaś umiarkowanie intensywnego deszczu, a okresy bez opadów wydłużają się. To rezultat zmian w kierunkach i trasach przemieszczania się mas powietrza nad Europą. Wzrost temperatury w Arktyce skutkuje hamowaniem tak zwanej „cyrkulacji strefowej”, czyli typowego dla naszych szerokości marszu kolejnych układów niżowych znad Atlantyku na wschód, w głąb kontynentu. Coraz częściej rozbudowują się stacjonarne wyże, niedopuszczające do nas wilgotnego, przynoszącego opady powietrza z zachodu, a powodujące zamiast tego długotrwałe okresy bezopadowe. Same niże zaś coraz częściej zamiast przez Polskę wędrują przez Skandynawię. Więcej na ten temat dowiedz się z wykładu profesora Szymona Malinowskiego.

Ciepło… cieplej… gorąco!

W ostatnim stuleciu średnioroczna temperatura w Polsce wzrosła z 7,5°C do ok. 10°C. Żeby mieć odniesienie – w rezultacie tego ocieplenia średnie roczne temperatury na Mazowszu są już takie, jakie były w XIX wieku na Nizinie Węgierskiej.

Rysunek 4. Średnia temperatura roczna (wygładzona 5-letnią średnią ruchomą) w Budapeszcie, Warszawie, Wrocławiu i Petersburgu. Dane NASA GISS, w okresach, gdy niedostępne, zszyte z BEST na podst. temperatury w przylegających okresach 30-letnich. Kliknij, aby powiększyć.

Ostatni rok (2019) był najcieplejszym w całej polskiej historii pomiarów, bijąc rekord sprzed zaledwie roku (2018). Widać to zresztą gołym okiem – zimy są coraz cieplejsze, a lata bardziej upalne. Liczba dni upalnych w Polsce w ostatnich dekadach potroiła się.

Rysunek 5. Liczba dni upalnych z temperaturą maksymalną co najmniej 30°C. Po lewej w okresie historycznym 1951-1990, po prawej w dekadzie 2010-2019. Źródło Meteomodel.pl

W wyniku wyraźnego wzrostu temperatury, przy braku znaczącej zmiany opadów spada średnia wilgotność względna powietrza, co widzimy na rysunku 6 z podziałem na Polskę północną i południową.

Rysunek 6. 24-miesięczna średnia ruchoma (np. punkt w grudniu 2019 roku to średnia z okresu styczeń 2018 – grudzień 2019) wilgotności względne powietrza dla Polski północnej i południowej (linia podziału na szerokości geograficznej Warszawy). Źródło Meteomodel.pl.

W ostatnich latach wilgotność względna powietrza spadła do rekordowo niskiego poziomu, wyraźnie wykraczając poza zakres zmienności z minionych dekad.

Im niższa wilgotność względna, tym szybciej wyschnie pranie, szybciej wyparuje kałuża, bagno czy staw. W wyniku spadającej wilgotności powietrza coraz rzadziej pojawiają się też mgły. Częstotliwość ich występowania silnie zależy od miejsca, jednak uśredniony trend dla Polski rysuje wyraźny obraz.

Rysunek 7. 24-miesięczna średnia ruchoma (np. punkt w grudniu 2019 roku to średnia z okresu styczeń 2018 – grudzień 2019) czasu trwania mgły w oparciu o pomiary na stacjach synoptycznych wraz z trendem liniowym. Źródło Meteomodel.pl

Dane pokazują, że okres występowania mgieł w Polsce spadł do rekordowo niskiego poziomu, wyraźnie wykraczając poza zakres zmienności z minionych dekad. Trend jest tak wyraźny, że większość osób pytanych o to, jak często widują ostatnio mgły, zauważają, że wyraźnie rzadziej niż kiedyś.

Rosnące temperatury zimowe powodują, że jest coraz mniej śniegu, którego topnienie było w dotychczasowym klimacie Polski najważniejszym wiosennym źródłem zasilania gleb w wilgoć.

Wiosna na większości polskich rzek była okresem najwyższych stanów wody, którym towarzyszyły powodzie roztopowe. Teraz, w związku z brakiem pokrywy śnieżnej, coraz częściej wiosenne stany rzek są bardzo niskie.

Rysunek 8. Wisła w okolicach Warszawy w dn. 23 kwietnia 2020 r. Stan suszy hydrologicznej w kwietniu tego roku był najgorszy w historii pomiarów. Mogłoby być jeszcze gorzej: niemal naturalne (w niewielkim stopniu uregulowane) koryto Wisły, dzięki silnie zróżnicowanej rzeźbie dna nawet podczas suszy zachowuje miejsca z głęboką wodą, co zapewnia wielu gatunkom zwierząt wodnych możliwość przeżycia; rzeki skanalizowane o uproszczonych korytach są znacznie mniej odporne na środowiskowe skutki suszy. Zdjęcie IMGW

Nowa normalność klimatyczna

Podsumujmy sytuację.

Po pierwsze, wzrosła temperatura (Mazowsze ma już taką temperaturę średnioroczną, jaka była na Nizinie Węgierskiej kilkadziesiąt lat temu), a kiedy jest cieplej, przy niższej wilgotności względnej, woda szybciej wyparowuje. Co to oznacza dla bilansu wodnego w sytuacji braku zmiany ilości opadów? Skoro pada tyle samo, a wyparowuje więcej, to bilans wodny robi się ujemny – wysusza się gleba, spada poziom wód gruntowych, wysychają rzeczki, mokradła, rozlewiska i jeziora.

Spada ilość opadów latem. Jednocześnie przy znacząco wyższej temperaturze mamy wyższe parowanie, co oznacza bardzo poważny wzrost zagrożenia suszą. Do tego deszcz, który przychodzi latem, coraz częściej ma postać gwałtownych opadów nawalnych, wydłużają się zaś okresy bez opadów i mniej jest umiarkowanie silnego deszczu. Kiedy mży lub siąpi, gleba ma czas wchłonąć wodę, zmagazynować ją i odprowadzić do warstw wodonośnych. Kiedy ta sama ilość wody spada w krótkotrwałych, gwałtownych zjawiskach atmosferycznych, spływa ona szybko po powierzchni do rzek i Bałtyku, wywołując do tego po drodze podtopienia i powodzie, których liczba w ostatnich latach wyraźnie wzrasta (Pociask-Karteczka i Żychowski, 2014). Co gorsze, przesuszona gleba nie wchłania wody, przez co początek opadu spływa praktycznie cały powierzchniowo, dodatkowo ograniczając retencję i przyczyniając się do powodzi. W wielu przypadkach przy krótkotrwałych opadach aż 100% wody opadowej wyparowuje i spływa powierzchniowo nie zasilając pokładów wodonośnych.

Ale skoro w zimnym półroczu pada więcej, to czy wiosną nie powinniśmy mieć mniejszego zagrożenia suszą? Skąd więc taka sytuacja, jak na pokazanych wcześniej zdjęciu satelitarnym i filmie z kwietnia?

Jeszcze do niedawna opady zimowe spadały jako śnieg, który magazynował wodę aż do wiosny, kiedy to powoli topniał, zapewniając tym samym wodę na sezon wegetacyjny. Był to również okres, w którym rozlane wody rzek zasilały wody podziemne. Teraz opady zimą coraz częściej spadają jako deszcz, który szybko spływa do rzek. Nawet jak spadnie śnieg, to poleży kilka, może kilkanaście dni i stopi się. W rezultacie woda z opadów zimowych w kwietniu jest już w Bałtyku. Susza przestaje być domeną jedynie najcieplejszych miesięcy, zaś wysuszone rzeki, zamiast uzupełniać pokłady wodonośne, drenują je.

Problem narastającego zagrożenia suszą dotyczy nie tylko Polski. W ostatnich dekadach wilgotność gleb w Europie wyraźnie spada. W ostatnich dwóch latach wilgotność europejskich gleb była na najniższym poziomie w historii pomiarów, prowadzonych od końca lat 70.

Rysunek 9. Anomalie średniorocznej wilgotności gleb, liczonej jako zawartość wilgoci w górnych 7 cm gruntu, w latach 1979-2019, względem okresu bazowego 1981-2010. Źródło European State of the Climate 2019, The Copernicus Programme, 2020.

To część trendu związanego z ocieplaniem się klimatu. Symulacje biorące pod uwagę temperaturę powierzchni, ilość i rozkład czasowy opadów, prędkości wiatru, wilgotność powietrza i natężenie promieniowania słonecznego prognozują wzrost zagrożenia suszą. W scenariuszu dalszych wysokich emisji gazów cieplarnianych do końca stulecia zagrożenie suszą w Polsce wzrośnie do poziomu typowego obecnie dla najbardziej suchych rejonów Hiszpanii. Możemy się oczywiście pocieszać, że u nas i tak nie będzie najgorzej, bo Hiszpania w większości będzie wtedy pustynią, podobnie zresztą jak większość rejonów nad Morzem Śródziemnym.

Jednym ze standardowo stosowanych mierników długoterminowych warunków suszy jest wprowadzony w USA tzw. wskaźnik Palmera (ang. Palmer Drought Severity Index, PDSI), klasyfikujący susze na podstawie opadów i parowania. Indeks jest renormalizowany do lokalnych warunków (tzw. sc-PDSI, ang. self-calibrating PDSI), chodzi bowiem o pokazanie anomalnych warunków, a nie faktu, że na Saharze jest sucho. Można też powiedzieć, że jest to po prostu miara efektów suszy – nieraz jeszcze usłyszymy w mediach o suszy na Bliskim Wschodzie czy na południu Europy, ale raczej nie o suszy na Saharze.

Rysunek 10. Mapy przedstawiają potencjalne zagrożenie w scenariuszu wysokich emisji gazów cieplarnianych. Górna mapa przedstawia sytuację obecną, dolna mapa sytuację prognozowaną pod koniec stulecia w scenariuszu wysokich emisji, przy ociepleniu o ok. 4°C. Stopień zagrożenia poważną suszą regionów oznaczonych na niebiesko lub zielono jest niewielki. Wartości PDSI poniżej –4 oznaczają zagrożenie skrajną suszą. Pod koniec stulecia w narażonym obszarze znajdzie się duża część terenów położonych na średnich szerokościach geograficznych, będących spichlerzem świata. W szczególnie niekorzystnym położeniu będzie rejon Morza Śródziemnego, gdzie wzrostowi temperatur towarzyszyć będzie spadek opadów. W scenariuszu wysokich emisji pod koniec stulecia południowa Europa będzie się znajdować w permanentnym stanie ekstremalnej suszy, poważne susze będą występować też na Bliskim Wschodzie, najgęściej zamieszkałych rejonach Australii, Afryki i Ameryki Południowej, a także na terenach rolniczych Europy, Stanów Zjednoczonych i Chin. Źródło Dai 2012.

Problemy będą się pogłębiały, bo na terytorium naszego kraju zaczną pojawiać się warunki i zjawiska, z jakimi nie mieliśmy dotychczas do czynienia, w tym m.in. przyspieszająca erozja gleb, bezprecedensowy spadek poziomu wód gruntowych, wysychanie ujęć wody czy znikanie istniejących „od zawsze” strumieni, rzek, mokradeł, stawów i jezior.

Anty-adaptacja do zmiany klimatu

Naturalną reakcją na wzrost zagrożenia suszą powinny być adekwatne działania adaptacyjne. Powinniśmy zatrzymywać wodę w krajobrazie. Niestety, patrząc na obecne polityki i działania można odnieść wrażenie, że chcemy jak najszybciej pozbyć się wody z terytorium Polski, spuszczając ją jak najszybciej do Bałtyku.

Dla zrozumienia problemu warto pomyśleć o kanalizacji burzowej w miastach, służącej do jak najszybszego pozbycia się wód opadowych. Gdy pada, jest w niej dużo wody; gdy padać przestaje, sieć kanałów i rurociągów szybko staje się sucha.

Rysunek 11. Kanalizacja burzowa służąca do szybkiego odprowadzania wody. Źródło: Wikipedia

Podobnie działa sieć rowów melioracyjnych i wyprostowane, zamienione w kanały rzeki.

Jak zauważa dr hab. Wiktor Kotowski z Wydziału Biologii UW:

Powinniśmy gromadzić wodę, sadząc lasy i dbając o mokradła, gdyż są to najlepsze gąbki - kiedy pada deszcz zbierają wodę i magazynują ją przez tygodnie i miesiące, zapobiegając zarówno powodziom jak i suszom. Zgromadzona w nich woda zasila zarówno wody gruntowe i powierzchniowe – powoli przemieszczając się w dół zlewni, jak i atmosferę. Parowanie i transpiracja z mokradeł jest ważnym procesem zwiększającym wilgotność powietrza w czasie letnich upałów. Jeśli w okolicy występują mokradła, to powietrze jest wilgotniejsze, co zmniejsza parowanie z innych obszarów – pól, łąk, ogrodów. Przy okazji, parowanie, jako proces endoenergetyczny, schładza lokalny klimat, co również ogranicza dalszą ucieczkę wody z krajobrazu. Niestety, zamiast tego osuszamy tereny podmokłe, torfowiska i inne mokradła. Wraz z mokradłami tracimy zarówno zdolności retencyjne jak i bogate ekosystemy, zdolności do oczyszczania wody oraz wiele innych usług środowiskowych.

Osuszone torfowiska przyczyniają się też silnie do zmiany klimatu. Po opadnięciu poziomu wód gruntowych akumulowana przez tysiące lat materia organiczna zaczyna się rozkładać, a powstający przy tym dwutlenek węgla trafia do atmosfery. Dla łąk na odwodnionym torfie średnie emisje wynoszą do 30 ton CO2 na hektar rocznie. Gdy na osuszonym torfowisku uprawiamy np. kukurydzę lub ziemniaki, emisje z hektara rosną do 80 ton rocznie. Dla porównania, typowy samochód przejeżdża ok. 15 000 km rocznie, emitując przy tym ok. 130 g/km – odpowiada to rocznym emisjom CO2 ze spalania paliwa rzędu 2 ton. Inaczej mówiąc, emisje CO2 z hektara torfowiska wykorzystywanego dla celów rolnych są zbliżone do emisji 40 samochodów. W Polsce emisje CO2 z odwodnionych torfowisk stanowią aż ok. 8% emisji antropogenicznych – i nie są one uwzględniane w żadnych oficjalnych raportach (Kotowski, 2020). Więcej na temat roli torfowisk w obiegu węgla przeczytasz w artykule Torfowiska: ważny gracz światowego cyklu węglowego.

Rysunek 12. Torfowisko Borówki w województwie dolnośląskim. Źródło Wikipedia

Miasta zajmują stosunkowo niewielką powierzchnię kraju, jednak mieszka w nich większość ludzi. Tendencja do pokrywania betonem coraz większej powierzchni w miejsce terenów zielonych i podmokłych wzmacnia fale upałów, nie zapewnia retencji wody i sprzyja powodziom błyskawicznym.

Rysunek 13. Typowa antyteza retencji – plac (a raczej Parking) Konstytucji w Warszawie. Jadąc dalej wzdłuż Marszałkowskiej trafiamy na Parking Defilad, następnie Parking Bankowy, a z boku Parking Teatralny. Źródło Wikipedia

Nawet niektóre „rewitalizacje” ulic i placów polegają na eliminacji drzew i innej zieleni, a zastępowaniem ich powierzchniami nieprzepuszczalnymi. Tereny zielone, nawet jak są, to często mają postać wykoszonych na krótko trawników, bardzo szybko tracących wodę, podczas gdy lepsze efekty dałoby ograniczenie ich koszenia lub zamienienie w łąki kwietne.

Rysunek 14. Rewitalizacja Starego Rynku we Włocławku. To jeden z wielu licznych przykładów polskiej szkoły rewitalizacji przez betonizację, patrz źródło.

Zapytany o działania adaptacyjne w miastach Ryszard Gajewski, prezes zarządu spółki miejskiej Gdańskie Wody, komentuje:

Miejskie Plany Adaptacji stworzone dla największych polskich miast zawierają elementy zielono-niebieskiej infrastruktury, ale konkretne realizacje sprowadzają się na razie do pojedynczych projektów. W Gdańsku postawiliśmy na systemowe wdrażanie małej retencji miejskiej i widzimy skąd wynikają te utrudnienia. Jest wiele przeszkód prawnych i instytucjonalnych. Co prawda ustawa Prawo Wodne z 2018 r. próbuje wprowadzać zachęty do retencjonowania wód w miastach, ale nie idą za tym inne przepisy, np. dotyczące projektowania dróg (ułatwiające zatrzymywanie wody w zieleni w obrębie pasa drogowego). Brakuje projektantów rozumiejących potrzebę retencji wód, uczelnie nie kształcą specjalistów w tym zakresie, konieczność przejścia przez długotrwałe procedury uzyskiwania zgód wodnoprawnych powodują, że inwestorzy wybierają rozwiązania tradycyjne. Prowadzi to do tego, że nadal w miastach w zarządzaniu wodą opadową dominuje podejście polegające na jak najszybszym przechwyceniu wody opadowej przez wpusty i odprowadzeniu jej za pomocą zamkniętego systemu kanalizacyjnego. Wciąż widoczne są także działania anty-adaptacyjne np. budowa publicznych przestrzeni wypoczynku z dużym udziałem powierzchni utwardzonych a niskim biologicznie czynnych, drzewa w doniczkach, odwadnianie terenów zieleni czy zasypywanie miejsc podmokłych. Jest problem z praktycznym wdrażaniem nawet prostych rozwiązań polegających na obniżeniu trawnika w stosunku do sąsiadującego chodnika, jezdni czy parkingu bez oddzielania ich wysokim krawężnikiem. Warto inwentaryzować miejskie tereny podmokłe lub zalewowe, które można byłoby przeznaczyć na naturalne stabilizatory wilgotności przeciwdziałające powodzi i suszy. Zmiana podejścia do projektowania elementów infrastruktury miejskiej przy użyciu zieleni może pomóc w rozwiązaniu szeregu pojawiających się problemów – od miejskiej wyspy ciepła, problemu, szczególnie niebezpiecznego dla jakości życia i zdrowia podczas letnich fal upałów, przez nasilenie zagrożenia suszą, po wzrost zagrożenia powodziami błyskawicznymi.

Na terenach wiejskich i w rolnictwie – które są zagrożone suszą i zmianą klimatu – sytuacja nie wygląda lepiej. Stosowane praktyki w gospodarce wodnej i rolnej mają charakter rabunkowy i szkodliwy dla długoterminowej dostępności wody i dobrostanu gleb.

Rysunek 15. Rzeczka Moszczanka przed regulacją i po niej. Kosztem 2 mln zł uregulowano 3,3 km rzeki. W zasięgu inwestycji znalazło się ok. 9 ha niezalesionych gruntów użytkowanych rolniczo o wartości <10% kosztu inwestycji. Po zamianie rzeczki w kanał zachowuje się ona jak kanalizacja deszczowa w miastach – gdy pada deszcz, spływa nią dużo wody, gdy nie pada, są suche. Zdjęcia Przemysław Nawrocki.

Jak stwierdza dr Przemysław Nawrocki z Fundacji WWF Polska:

Rzeki i strumienie, w imię inwestycji w gospodarkę wodną, zamykamy w wyprostowanych kanałach, woda nie trafia więc do meandrów i starorzeczy, co spowalniałoby jej spływ do morza. Co roku, w ramach tzw. prac utrzymaniowych, odmulamy (czyli przekopujemy) tysiące kilometrów (w latach 2016-2017 ok. 18 tysięcy km) małych rzek i potoków, przyspieszając w ten sposób odpływ wody z terenów rolniczych, głównie w szczególnie narażonym na suszę pasie nizin. Analizując inwestycje ewidentnie widać, że ich celem nie było efektywne kosztowo i przyjazne środowisku rozwiązanie jakiegoś istotnego problemu społecznego, lecz wydatkowanie możliwie jak największej ilości środków publicznych. Głównym beneficjentem środków wydatkowanych na inwestycje najprawdopodobniej nie są rolnicy, lecz przedsiębiorstwa projektujące i wykonujące inwestycje na rzekach. W ten sposób kosztem wielkich wydatków przyczyniamy się do pogłębiania suszy i podnosimy zagrożenie powodziowe, degradując przy tym walory krajobrazowe i przyrodnicze rzek i potoków. Ministerstwo Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej w ramach przeciwdziałania suszy mówi o planach udrażniania cieków wodnych. Nie tędy droga – powinniśmy nie udrażniać, lecz retencjonować wodę i spowalniać jej spływ renaturalizując doliny rzek.

Program przemiany rzek w szlaki żeglowne V klasy, w warunkach spadku poziomu wody w rzekach (patrz zdjęcie Wisły na rysunku 8) – o ile w ogóle możliwy do realizacji – byłby niewyobrażalnie kosztowny, przy mniejszych korzyściach dla transportu od inwestycji w kolej. Spowodowałby też wzrost zagrożenia powodziowego, bo zbiorniki retencyjne – jeśli miałyby służyć żegludze, musiałyby być napełnione „pod korek”, nie będąc w stanie przyjąć i spłaszczyć fali powodziowej. Na dłuższą metę zapory prowadzą zaś do wysuszania terenów w dolnym biegu rzeki: dzieje się tak, ponieważ w wyniku wybudowania zapory zaburzony zostaje transport piasku i żwiru niesionego przez rzekę, który odkłada się w zbiorniku zaporowym, wypłycając go i powodując, że brakuje go poniżej zapory. W rezultacie poniżej tamy następuje erozja wgłębna koryta, a wraz z jego obniżaniem się spada poziom wód w całej dolinie. Nawet jeśli nie dochodzi do intensywnej erozji wgłębnej, to zbiornik zaporowy także osusza dolinę rzeki poniżej, zwiększając częstość występowania niskich stanów wody na odcinku rzeki poniżej zapory.

Kolejnym poważnym problemem związanym z magazynowaniem wody w zbiornikach retencyjnych, a nie w gruncie, jest utrata wody w wyniku parowania, które w ocieplającym klimacie staje się bardziej intensywne. Szacuje się, że w skali globalnej straty związane z parowaniem ze zbiorników są większe niż łączne zużycie wody wykorzystywanej do celów przemysłowych i domowych. Precyzyjne oszacowania dla USA pokazują, że ilość wody wyparowującej ze zbiorników zaporowych jest porównywalna z całkowitym zużyciem wody w sieciach wodociągowych (Shao i Gao, 2019 [pełna wersja]).

Dla Polski nie przeprowadzono badań całościowych, lecz jedynie lokalne. Przykładowo, analiza dla leżącego na Narwii zbiornika Siemianówka, położonego na północ od Puszczy Białowieskiej i mającego zaopatrywać w wodę mieszkańców Białegostoku, pokazała, że w czasie niżówki na każde 2 m3 wody wpływającej do zbiornika wypływa 1 m3, resztę pochłania parowanie. Zbiornik jest duży i płytki, nie tylko skutecznie odparowuje więc wodę, ale też łatwo dochodzi w nim do zakwitu sinic. Jego budowa oraz melioracja okolicznych lasów doprowadziły do obniżenia poziomu wód gruntowych w okolicy Białowieży o 90 cm. Wysychają cenne przyrodniczo bagna w Narwiańskim Parku Narodowym, które są w ograniczonym stopniu zalewane wodą.

Sytuację pogarszają kopalnie odkrywkowe, będące wielkimi dziurami w ziemi, do których spływa woda z całej okolicy, następnie odpompowywana i spuszczana do rzek. Powstające w ten sposób leje depresyjne liczą sobie nawet setki kilometrów kwadratowych, powodując znikanie całych jezior (np. na pojezierzu Gnieźnieńskim) i rzek (np. Noteć w okolicach odkrywek Lubstów i Tomisławice).

Gleba to żywy ekosystem, pełen bakterii, pierwotniaków, grzybów, dżdżownic, owadów, małych ssaków i innego życia. Gleba w dobrym stanie ma dużą zawartość substancji organicznych – tzw. próchnicy, która chłonie i retencjonuje wodę. Niestety, rolnictwo przemysłowe i pogoń za krótkoterminowym zyskiem zachęcają do praktyk rolniczych destrukcyjnych dla długoterminowego dobrostanu ziemi. Pozbawiona życia w wyniku stosowania różnych pestycydów: herbicydów, insektycydów czy fungicydów gleba przestaje być ekosystemem, materia organiczna zanika wskutek corocznego orania, a przesuszona gleba jest dużo łatwiej wywiewana przez wiatr i spłukiwana przez opady nawalne. Gleba jest zasobem odnawialnym, jednak tempo erozji gleb na intensywnie wykorzystywanych ziemiach ornych jest 100-1000 razy wyższe od naturalnego. Jak pokazują szacunki FAO (Food and Agriculture Organization, UN), zdegradowane zostało 33% gleb na świecie, a do 2050 r. zagrożonych degradacją może być nawet 90% (FAO, 2015).

Utracie wody z pól sprzyja też usuwanie poplonów. Gdy materia organiczna zostaje na polach, tworzy ona warstwę próchniczą, zatrzymującą bardzo dodrze wodę. Erozji gleb sprzyja też brak międzyplonów (ich stosowanie nie jest wpierane przez politykę rolną, rolnik często uznaje, że nie ma w tym interesu, bo nie ma co z miedzyplonami zrobić, a zakup nasion i obsiew kosztują) i zaorana, nie obsiana gleba. Kolejnym poważnym problemem jest postępująca wycinka drzew przydrożnych i zadrzewień śródpolnych, które magazynują wodę, zapobiegają przegrzewaniu oraz erozji wietrznej.

Wysuszona, wyjałowiona i zanieczyszczona gleba jest mniej żyzna, co ogranicza możliwości wykorzystania jej pod uprawy oraz zmniejsza jej potencjał do pochłaniania i składowania węgla. Zwiększa to dodatkowo ilość CO2 w powietrzu, a tym samym nasila zmianę klimatu, która z kolei na różne sposoby intensyfikuje degradację gleb. Szczególnie podatne na szybką degradację są gleby pobagienne, np. na użytkowanych rolniczo osuszonych torfowiskach.

Wraz ze wzrostem temperatury połączonym z niedoborami opadów oraz nadmierną melioracją rośnie stopień przesuszenia ściółki leśnej i torfowisk oraz zagrożenie pożarowe. Pocięta rowami osuszającymi została nawet Puszcza Białowieska, kanały zaś doprowadziły do opadnięcia poziomu wody w torfowiskach w środkowej części Biebrzańskiego Parku Narodowego prawie o metr.

Mapy zagrożenia pożarowego coraz częściej przyjmują czerwony kolor. Dla świerków już teraz jest w naszym kraju za ciepło i za sucho. Gdy przychodzi fala upałów, nakładająca się na stan suszy, pożary lasów osiągają niespotykaną skalę – w ostatnich latach w Grecji, Portugalii, Szwecji, Kalifornii, czy Australii. W zamożnych, dobrze zorganizowanych krajach giną dziesiątki ludzi. To, że nas w Polsce w ostatnich latach taka tragedia ominęła, było kwestią szczęścia. Jak przyjdzie wyjątkowo silna fala upałów połączona z suszą, u nas też będą masowo płonąć lasy i ginąć ludzie. W tym roku. Może w kolejnym. Może za kilka lat. Oby jak najpóźniej – ale to wyłącznie kwestia czasu. Susza osłabia też drzewa, które stają się bardziej podatne na szkodniki. Z analiz naukowców z PAN wynika, że w perspektywie kilkunastu czy kilkudziesięciu lat mogą z polskich lasów zniknąć gatunki drzew, które dzisiaj stanowią główny składnik drzewostanów na blisko 75 proc. ich powierzchni. Wysychają i płoną również mokradła, czego przykładem jest np. największy w historii Biebrzańskiego Parku Narodowego pożar, który w końcu kwietnia tego roku objął obszar aż 60 km2 (10% powierzchni Parku). Pożary przesuszonych torfów są bardzo trudne do ugaszenia i mogą poważnie zdegradować te bardzo cenne przyrodniczo obszary.

Działania adaptacyjne pilnie potrzebne

Reasumując, co powinniśmy robić, aby adaptować się do zmiany klimatu? Przede wszystkim musimy zupełnie zmienić nasze myślenie o wodzie i zamiast odprowadzać ją rowami melioracyjnymi do wyprostowanych rzek i dalej do morza, zrobić wszystko, żeby zatrzymać ją w krajobrazie i podnosić poziom wód gruntowych.

  • Na terenach podmokłych i bagiennych powinniśmy likwidować rowy melioracyjne lub co najmniej budować na nich zastawki, chronić mokradła, zakazać odwadniania torfowisk, przywracać tereny zalewowe i podmokłe, w jak najszerszym zakresie korzystając z usług bobrów. Tam, gdzie ze względów gospodarczych byłoby to utrudnione, rowom melioracyjnym powinna zostać przywrócona podwójna funkcja nawadniająco-odwadniająca. Odwadniane torfowiska, stanowiące kilka procent ziem rolnych, powinny zostać przywrócone do stanu bagiennego – koszty ich osuszania, ze względu na utratę zdolności retencji, oczyszczania wody, siedlisk oraz emisje CO2 są bowiem zbyt wysokie. Nie musi to oznaczać całkowitej rezygnacji z upraw – ponownie nawodnione torfowisko można nadal wykorzystywać do rolnictwa bagiennego, tzw. paludikultury (Kotowski, 2019)
  • Dla przywrócenia retencji w dolinach rzecznych fundamentalne znaczenie ma odtwarzanie naturalnego biegu rzek i odsuwanie wałów od koryta. Powinniśmy myśleć nie w kategoriach wielkich tam i zbiorników retencyjnych np. na Wiśle, lecz małej retencji krajobrazowej, takiej jak oczka wodne – woda potrzebna jest na polu, a nie w zbiorniku retencyjnym 100 kilometrów dalej. Warto docenić, że potrzeba renaturyzacji rzek i dobre praktyki w tym zakresie pojawiają się w nowych oficjalnych publikacjach Wód Polskich (Wody Polskie, 2020)
  • W rolnictwie powinniśmy stosować międzyplony i płodozmian, wprowadzać uprawę bezorkową, chronić zadrzewienia i nasadzać nowe. Dla właścicieli gruntów powinny zostać wprowadzone instrumenty dopłat do tzw. usług ekosystemowych.
  • O ile na terenach gęsto zamieszkanych przywracanie terenów podmokłych i podnoszenie poziomu wód gruntowych może być w wielu miejscach trudne do wykonania ze względów społeczno-gospodarczych, to lasy, zajmujące ok. 30% powierzchni Polski powinny stać się miejscami skutecznej retencji wody. Szczególną ochroną powinny zostać objęte lasy na terenach górskich, gdzie zatrzymanie wód opadowych jest najważniejsze.
  • Na terenach miejskich należy odchodzić od starej polityki, lecz priorytetowo chronić i rozszerzać tereny zielone oraz tereny naturalnej retencji wody. Obrazowo mówiąc: parki zamiast parkingów.

Jednym słowem: powinniśmy przywracać do dobrego stanu ekosystemy i ich usługi. No, chyba że wolimy, żeby nasz kraj stopniowo stepowiał, czy nawet pustynniał…

I mitygacyjne też…

Niezależnie od podjęcia właściwych działań adaptacyjnych niezbędne jest ograniczenie skali zmiany klimatu. Bez tego nawet bardzo szeroko zakrojone i kosztowne działania adaptacyjne okazałyby się daleko niewystarczające.

Gorąco polecamy krótkie filmy, pomagające zrozumieć dobre i złe praktyki w zakresie adaptacji:

„Po co nam bagna?, na którym prof. Wiktor Kotowski wyjaśnia, dlaczego obszary mokradeł są takie ważne

Susza. Dlaczego nie pomogą nam zapory, na którym Piotr Bednarek opowiada o tym jak powinniśmy przeciwdziałać suszy i dlaczego plany budowy zapór i regulacji rzek nie mają nic wspólnego z walką z suszą.

Temat rzeka, na którym dr Andrzej Mikulski wyjaśnia jak „pracuje” rzeka taka jak Wisła oraz dlaczego rzeki i zatrzymywanie wody są tak ważne

oraz film z wykładu Marcina Popkiewicza w Centrum Nauki Kopernik, obejmującego zakres artykułu

Marcin Popkiewicz

Podziękowania za konsultacje merytoryczne dla: prof. Zbigniew Kundzewicz, prof. Zbigniew Karaczun, prof. Wiktor Kotowski, dr Przemysław Nawrocki, dr Andrzej Mikulski, dr Sebastian Szklarek (Świat wody), Ryszard Gajewski (Wody Gdańskie); za przygotowanie danych dla: Piotr Djaków (Meteomodel.pl)

Opublikowano: 2020-05-25 19:03
Tagi

skutki zmiany klimatu

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.