Voda v krajině

Malý vodní cyklus pozitivně působí v krajině s dostatkem vody a vegetace a působí přímo na lokální klima. Přes den se zvolna zvedá vodní pára, která vystupuje vzhůru (evapotranspirace), díky slunečnímu záření, z vodních ploch, vegetace či půdy, na což se spotřebuje část sluneční energie. Dojde k poklesu tlaku a v noci, s poklesem teplot, vodní pára kondenzuje v podobě mlhy, rosy či mrholení. Díky změně tlaku je udržován stálejší pohyb vzduchu.[1]

Oproti tomu v území se zvýšeným odtokem (a nízkým místním odparem) se velká část energie přemění na teplo a území se otepluje. [2]

Vodní cyklus jako klimatizační jednotka planety

V případě vodního cyklu nejde jen o přesun vody, zcela zásadní jsou energetické dopady tohoto procesu. Voda je velmi specifická kapalina a má několik výjimečných vlastností. Mezi ně patří velmi vysoká měrná tepelná kapacita a velké skupenské teplo tání a vypařování. Zjednodušeně se dá říci, že je potřeba hodně tepla, aby se jednotka vody ohřála o stupeň celsia a ještě výrazně více tepla, aby se změnilo její skupenství, tedy aby se vypařila se nebo roztála.

Při ohřevu a vypařování vody dochází tedy ke spotřebě tepla, přicházejícího zejména jako krátkovlnné záření ze Slunce na Zemi. Vzniklá vodní pára stoupá do vyšších vrstev atmosféry, kde dochází k jejímu ochlazení a opětovné kondenzaci do kapalného skupenství. Při tom se uvolňuje skupenské teplo, které je z velké části vyzářeno zpět do vesmíru ve formě infračerveného záření. Na výpar vody se spotřebovává asi 85% tepla radiační bilance Země.

Intenzita slunečního záření dopadajícího na povrch Země se mění jak v prostoru (se zeměpisnou šířkou se zmenšuje), tak v čase (v denních či ročních cyklech). Rozdíly v množství přicházející energie mohou být značné a je to právě voda a její cykly, které pomáhají stabilizovat místní klima a zabraňují teplotním extrémům. V místech planety, kde je velmi málo vody například v pásu subtropických pouští může docházet k výkyvům teploty mezi dnem a nocí až o 50 °C, což ukazuje, jak významnou stabilizační úlohu voda hraje.

Zdroje vody u nás 

Česká republika je vnitrozemským státem s velmi specifickým postavením v rámci hydrologického cyklu. Naše území se nachází v horních částech tří hlavních povodí (Labe, Dunaje a Odry), což znamená, že prakticky všechna voda od nás odtéká a celé naše vodní bohatství je tvořeno pouze atmosférickými srážkami.

Roční úhrn srážek je vzhledem k výškové rozmanitosti našeho území velmi proměnlivý a pohybuje se od 410mm ve srážkovém stínu Krušných hor, až po 1700mm v Jizerských horách. Na více než 60% našeho území je však průměrný úhrn srážek 600-800mm. Další významnou charakteristikou je časové rozložení a intenzita jednotlivých srážek. Chod srážek u nás lze popsat jako kontinentální s maximem v létě (40% srážek) a minimem v zimě (15% srážek). Na jaro připadá 25% a na podzim 20% srážek. Nesmírně důležité je, zda zimní srážky vypadnou v podobě sněhu a vydrží jako sněhová pokrývka až do jara, kdy roztají, nebo odtečou již v průběhu zimy. V létě pak velmi záleží na tom, zda jsou srážky rovnoměrné, nebo ve formě intenzivních přívalových dešťů.

Neméně důležitým faktorem ovlivňujícím koloběh vody je charakteristika území, na které srážky dopadají. Z hlediska rychlosti odtoku vody je zcela zásadní rozdíl mezi urbanizovaným územím s dešťovou kanalizací, zemědělskou krajinou s průmyslově obhospodařovanými poli a přírodním lesem, či mokřady.

Zdroje podzemních vod a jejich doplňování

Nadměrné využívání podzemních vod

Použitá literatura

Role půdy

Půda je často opomíjená, jako bychom po ní jen šlapali. Ale i na našem území dává růst lidské obživě tisíce let - třeba i sedm tisíc let. A při dobrém hospodaření je stále úrodná. Lidé měli k půdě úctu a pevný vztah. Přibližně od vzniku roku 1890 ale pomalu ztrácíme ornou půdu. Zástavbou, ale také neuctivým hospodařením - nadměrným používáním hnojiv a pesticidů [10], ztrátou organické hmoty, pojezdy těžké techniky a dalšími.[11]

Centimetrová vrstva půdy vzniká desítky až tisíce let, ohleduplným hospodařením dosáhneme toho, že tato malá vrstva nepřijde nazmar během pár let. [12][13]

Proč je tedy půda důležitá, bavíme-li se o vodě? Mezi půdou a vodou dochází k velkému množství různých interakcí. Má úžasné vlastnosti, které se dají využít při navrhování přírodě blízkých opatření potřebných pro návrat k harmonickému ekosystému.[14]

Půda se nachází prakticky v každém ekosystému - jako modelový příklad si vezměme ale orné půdy (více než polovina rozlohy ČR je zemědělská půda, z toho téměř tři čtvrtiny půda orná).

Zdravá živá půda má schopnost být tím největším zásobníkem vody. Struktura půdy a její další vlastnosti ovlivňují pohyb vody a její zadržování. Důležitý a zásadní je obsah organické hmoty, včetně půdních organismů, a s tím související obsah a kvalita humusových látek.

Každá složka neuctivého hospodaření přispívá k horším půdním vlastnostem a její neschopnosti vázat vodu. Mezi další negativní vlivy patří eroze půdy, která způsobuje vznik krusty na povrchu. To zapříčiňuje zrychlení odtoku srážkových vod. I půda sama je jako propojený organismus. [15][16][17][18][19][20][21][22][23]:KUTÍLEK, Miroslav. Půda planety Země. Praha: Dokořán, 2012. Bod (Dokořán). ISBN 978-80-7363-212-0.] 

Rostliny a voda

Co rostlina potřebuje ke svému růstu? Vodu, vzduch, světlo, teplo a živiny. Světlo a teplo dává Slunce. Vzduch – hlavně oxid uhličitý a kyslík – atmosféra. Vodu s živinami rostlina čerpá z půdy. Dostupná voda v půdě je tedy zásadní.

Kulturní krajina

Žijeme na území, které je zcela produktem naší činnosti, a neporušená původní přírodní krajina se u nás prakticky nevyskytuje. Bohužel posledních sto padesát let našich zásahů se neslo v duchu systematického odvodňování a vysušování krajiny ať již záměrného, či jako vedlejší produkt jiných činností.

Nejdříve jsme potřebovali splavnit velké řeky, tak jsme od poloviny 19. století začali narovnávat a opevňovat jejich koryta. Postupem času jsme takto upravili i menší vodní toky v zemědělské krajině, a dokonce i v lesích. Důsledkem je zkrácení našich řek řádově o tisíce a tisíce kilometrů, což samozřejmě zvětšilo jejich spád a tím se urychlil odtok vody. Podstatně horším důsledkem této činnosti je, že opevněním koryt došlo k odpojení říčních niv. Říční niva je území podél vodního toku, kam se řeka může přirozeně rozlévat v době zvýšených průtoků a kde se tak může přirozeně akumulovat a značné množství vody, které se pak uvolňuje v suchém období.

Po druhé světové válce po únorovém puči jsme po vzoru Sovětského svazu kolektivizovali zemědělství a při tom rozorali meze a scelili pole do velkých lánů. Skutečným důvodem této činnosti bylo zničit zemědělský stav, který jako jediný mohl ohrozit komunistickou nadvládu, a vymazat vlastnické vztahy z krajiny. Bohužel jsme při tom zničili krajinnou strukturu, která nebyla nahodilá, a kterou jsme budovali po staletí. Drobná mozaika polí a mezí byla uspořádána tak, aby zabránila zrychlenému odtoku vody, který způsobuje erozi a odnáší drahocennou půdu.

Socialistický stát pak v sedmdesátých a osmdesátých letech 20. století vybudoval rozsáhlý meliorační systém, který systematicky odvodnil přes 1,2 milionu hektarů zemědělské půdy, z čehož 1/3 z této plochy byla nevhodným centrálním plánováním odvodněna zcela zbytečně.

Současné průmyslové zemědělství ještě dále zhoršuje schopnost krajiny zadržet vodu. Zejména používáním těžké techniky, která hutní spodní vrstvy půdy, se zmenšuje schopnost půdy zasakovat vodu do hlubších vrstev. Masivní používání průmyslových hnojiv a chemických postřiků pro dosažení velkých hektarových výnosů snižuje obsah organických látek v půdě. Podíl organické hmoty v půdě zásadním způsobem ovlivňuje její schopnost pojmout vodu. Pěstování nevhodných širokořádkových plodin, jako je například kukuřice, bez podsevu, a tudíž na obnažené půdě, pak na velkých lánech vytváří podmínky pro rychlý povrchový odtok způsobující vodní erozi. Ztracená půda navíc zanáší koryta řek.

Samostatnou kapitolou jsou monokulturní stejnověké lesní porosty. Ty jsou protkané sítí těžebních cest, které mnohdy fungují jako velmi efektivní drenáž umožňující rychlý odtok srážkové vody z lesa. 

 Klimatická změna

Větší množství zachycené energie ze Slunce, které je větší díky většímu obsahu oxidu uhličitého (CO₂) v atmosféře , pochopitelně ovlivňuje i hydrologický cyklus. Klimatický systém planety je velmi složitý nelineární systém a je obtížné jednoduše popsat změny, ke kterým dochází.  Velmi zjednodušeně řečeno, v teplejším světě dochází k častějším výskytům extrémních projevů počasí. Je více bouří a hurikánů a jsou silnější. Častěji se vyskytují velké srážkové události způsobující rozsáhlé povodně a na druhé straně suchá období jsou delší a postihují celé regiony. V létě pak přicházejí delší a intenzivnější vlny veder.

Konkrétně na našem území je potřeba se připravit na oba extrémy, a to jak na častější výskyt povodní, přívalových i regionálních, tak na delší období sucha doprovázené vlnami veder. Z výše zmíněných extrémů je sucho a jeho dopady pro společnost závažnější a nebezpečnější.

Jinde na světě, může být situace ale úplně jiná, například v Indii je použito asi 86 % vody v zemědělství*, 5 % v průmyslu a energetice** a 8 % v domácím/veřejném užití. [2] Indie je nejen druhá nejlidnatější země (přibližně v roce 2025 bude první), ale také přední vývozce plodin (rýže, bavlny, cukrové třtiny, …). [3] Přesto se Indie, potýká s velkým problémem zajištění pitné vody pro obyvatele a podle dostupných informací v roce 2018 asi 600 milionů lidí čelilo velkému nedostatku pitné vody. [4]

V ČR je spotřeba jídla složena převážně z obilovin, brambor, masa, mléka a vajec. [10] Jaká je potřeba vody jednotlivých plodin? Pro představu uvádíme plodiny v jednotce energie doporučované za den (kolik litrů vody je potřeba na denní přísun energie v podobě jednotlivé plodiny), což je 2000kcal.