Lese, řekni, jaká bude povodeň?

Ondřej Hotový spolu s Michalem Jeníčkem z katedry fyzické geografie a geoekologie Přírodovědecké fakulty UK zjistili, jaký vliv na distribuci a tání sněhové pokrývky má stav lesa v povodí.

Rychlost akumulace a tání sněhové pokrývky závisí na více faktorech. Kromě meteorologických a topografických charakteristik území hraje rozhodující úlohu také typ a stav vegetace. Jelikož na našem území dochází během zimy k akumulaci sněhu zejména v horských oblastech, které jsou víceméně pokryty lesními porosty různé kondice, vědci se zaměřili na zhodnocení energetické bilance třech typů ploch – otevřená plocha, kůrovcem poškozený jehličnatý les a zdravý jehličnatý les. Aby nedošlo k zavádějícím výsledkům, všechny tři plochy se nacházely ve stejném povodí – povodí Ptačího potoka na Šumavě – bez rozdílu v nadmořské výšce či topografických poměrech.

Měření rychlosti tání a změn v množství sněhové pokrývky probíhalo celkem v průběhu třech zimních sezón mezi lety 2016 až 2018. Struktura vegetace lesa byla hodnocena pomocí tzv. indexu listové plochy (leaf area index=LAI), který byl určen na základě analýzy hemisférických snímků. Stručně řečeno tento index udává množství listové plochy na jednotku zemského povrchu. Jako vstupní data pro výpočet energetické bilance sněhu a rychlosti tání sněhové pokrývky vědci využili množství srážek, teplotu sněhu a vzduchu, výšku sněhu, vodní hodnotu sněhu (snow water equivalent=SWE) a globální i odraženou krátkovlnnou a dlouhovlnnou radiaci, která byla měřena pomocí radiometru CNR4. Les přitom obecně snižuje celkový úhrn dopadajícího slunečního záření, avšak zvyšuje roli emitovaného dlouhovlnného záření stromy.

Výsledky studie ukázaly, že u zdravého jehličnatého lesa představovalo globální krátkovlnné záření díky stínění stromů pouze 7 % toho, co bylo pozorováno na otevřené ploše. Naproti tomu pouhé dlouhovlnné záření emitované stromy zde představovalo nejdůležitější zdroj tání sněhu. Celkově však docházelo k výrazně pomalejšímu tání sněhu ve zdravém lese oproti otevřené ploše. Velmi zajímavé byly také výsledky z plochy kůrovcem poškozeného jehličnatého lesa, neboť vědci během let zachytili jeho postupné odumírání, a tedy i změny jak v indexu listové plochy, tak v krátkovlnné a dlouhovlnné radiaci. Během sledovaného období došlo k zásadnímu poklesu dlouhovlnného záření emitovaného stromy z -3,1 W/m2 na -12,9 W/m2 a naopak ke zvýšení přijatého krátkovlnného záření z 31,6 W/m2 na 96,2 W/m2. Takovéto změny v energetické bilanci u kůrovcem poškozeného jehličnatého lesa způsobily během sledovaného období nárůst modelovaných rychlostí tání sněhu o 50 % ve srovnání s lesem zdravým.

Výzkum energetických bilancí a rychlostí tání sněhové pokrývky je nezbytnou součástí pro předpověď jarních povodní i pro zhodnocení vodních zásob. A to zejména dnes, kdy čelíme kromě vlivu klimatických změn také přeměnám ve struktuře krajinného pokryvu v podobě úhynu lesních porostů zasažených kůrovcem. Ze současné studie je patrné, že vlivem rozsáhlého úhynu lesů v horských oblastech můžeme očekávat rychlejší a závažnější jarní povodně. Rychlejší odtok z povodí navíc může poté způsobit prohlubující se sucha v letních měsících.