WSPÓŁCZESNE FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ W LASACH. Edward Pierzgalski, Jan Tyszka

Transkrypt

1 WSPÓŁCZESNE FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ W LASACH Edward Pierzgalski, Jan Tyszka VIII Szkoła Zimowa 1

2 ZAKRES PREZENTACJI 1. Wprowadzenie 2. Dokumenty prawne związane z gospodarką wodną w lasach 3. Interakcje las-woda 4. Dawne, współczesne i przyszłe funkcje infrastruktury wodnej w lasach 5. Wnioski 2

3 WPROWADZENIE 3

4 INFRASTRUKTURA WODNA W LASACH 1. Obiekty powierzchniowe Naturalne (jeziora, oczka wodne, mokradła) Sztuczne (zbiorniki wodne) 2. Obiekty liniowe Naturalne (cieki wodne) Sztuczne (rowy i kanały) 3. Budowle wodne: piętrzące (jazy, zastawki, progi, stopnie, bystrotoki), pomiarowe, ujęcia wód, pompownie, komunikacyjne (przepusty, mosty). 4

5 DOKUMENTY PRAWNE ZWIĄZANE Z GOSPODARKĄ WODNĄ W LASACH 5

6 RODZAJE DOKUMENTÓW Dyrektywy Unii Europejskiej Ustawy krajowe Dokumenty branżowe 6

7 DYREKTYWY UNII EUROPEJSKIEJ Ramowa Dyrektywa Wodna Dyrektywa Powodziowa Dyrektywa Ptasia i Dyrektywa Siedliskowa (Natura 2000) Dyrektywa SEA (Strategic Environmental Assessment) 7

8 Seminarium: Zarządzanie gospodarką wodną wodną w lasach w lasach Jaszowiec Jakuszyce, CELE DYREKTYW UE Osiągnięcie dobrego stanu stan wód pod względem jakościowym i ilościowym w celu: - zapewnienia zaopatrzenia w wodę, - zmniejszenia skutków powodzi i suszy, - poprawy i ochrony środowiska naturalnego.

9 DOKUMENTY KRAJOWE Ustawy Prawo wodne (1922, 1962, 1974, 2001, 2015, 2016?) Prawo budowlane Prawo ochrony środowiska Ustawa o ochronie przyrody Dokumenty branżowe Ustawa o lasach Zasady hodowli lasu Instrukcja urządzania lasu Zarządzenie nr 11 oraz 11A Dyrektora DGLP Wytyczne nawadniania szkółek leśnych 9

10 INTERAKCJE LAS -WODA 10

11 INTERAKCJE LAS-WODA Las Woda Siedliskowy typ lasu Rozwój drzewostanów (zasoby drewna, wiązanie CO 2 ) Bioróżnorodność Fauna leśnaco 2 Odporność ekosystemu leśnego na zakłócenia Adaptacja lasu do zmian klimatycznych Retencja wody (zwiększenie zasobów wodnych) Wezbrania (ochrona przed powodzią) Niżówki (ochrona przed suszą) Spływ powierzchniowy (ochrona przed erozją wodną) Jakość wody 11

12 WARUNKI WODNE A ZAMIERANIE LASU 12

13 Opad P [mm] VIII Szkoła Zimowa ZMIENNOŚĆ OPADÓW (KOMPLEKS LEŚNY NA ROZTOCZU)

14 URZĄDZENIA MELIORACYJNE BEZ KONSERWACJI 14

15 ZAMIERANIE LASU Objawy: wysoki stan wód gruntowych, gradacje owadów, wiatrołomy. Przyczyny: opady większe od normalnych, utrudniony odpływ wskutek złego stanu sieci melioracyjnej. Skutki: drzewostany obumarłe (128 ha), drzewostany osłabione (3000 ha). 15

16 CIĘCIA SANITARNE W DRZEWOSTANACH BESKIDU ŚLĄSKIEGO I ŻYWIECKIEGO Cięcia sanitarne [tys. m 3 ] sucha wiosna 2007 bezśnieżna zima 2006/2007 suchy lipiec 2006 huragan r. suchy rok 2003 Rok (Źródło: Magdalena Janek) 16

17 WYLESIENIA W ZLEWNI POTOKU BYSTRA (BESKID ŚLĄSKI) 17

18 STRATY WSKUTEK POWODZI I SUSZY Straty powodziowe: 1997 r. 200 mln zł, 2006 r. 90 mln zł, 2009 r. 65 mln zł, 2010 r. 130 mln zł. Straty wskutek susz: od kilkunastu mln zł rocznie do np. 50 mln zł w 2006 r. Straty bezpośrednie nie uwzględniają wielu innych następstw powodzi i susz. 18

19 WPŁYW LASU NA PARAMETRY HYDROLOGICZNE 19

20 WPŁYW LESISTOŚCI NA WIELKOŚĆ ODPŁYWÓW MAKSYMALNYCH W ZLEWNIACH NIZINNYCH 20 20

21 UŻYTKOWANIE A NIŻÓWKI (małe zlewnie nizinne dorzecza Wisły w okresie lat suchych ) Odpływ [mm] rolnicze leśne-siedliska świeże leśne-siedliska wilgotne 21

22 WYLESIENIE A ODPŁYW (CZERNIAWKA - 4%, CIEKOŃ - 41 %) Odpływ l/(sek.km 2 ) XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X miesiące Czerniaw ka Ciekoń 22

23 FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ Przeszłość Współczesność Przyszłość 23

24 PRZESZŁOŚĆ 24

25 DAWNE FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ W LASACH 1. Udostępnianie komunikacyjne terenu Odwodnienia dróg 2. Regulacje stosunków wodnych Odwodnienia Odpływ regulowany Nawodnienia i ochrona przed przymrozkami 3. Zwiększanie powierzchni leśnej kosztem mokradeł 25

26 DAWNE FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ W LASACH c.d. 4. Ochrona przed erozją wodną Fitomelioracje Zabezpieczenia techniczne 5. Gospodarka wodno-ściekowa 26

27 MELIORACJE SZCZEGÓŁOWE NA GRUNTACH ROLNYCH I LEŚNYCH [tys. ha] 27

28 WSPÓŁCZESNOŚĆ 28

29 OBECNE FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ W LASACH 1. Udostępnianie komunikacyjne terenu Infrastruktura komunikacyjna Odwodnienia dróg Opóźniacze odpływu 2. Regulacje stosunków wodnych Odwodnienia Odpływ regulowany Nawodnienia i ochrona przed przymrozkami 3. Zwiększanie powierzchni leśnej kosztem mokradeł 29

30 OBECNE FUNKCJE INFRASTRUKTURY WODNEJ W LASACH c.d. 4. Ochrona przed erozją wodną Fitomelioracje Zabezpieczenia techniczne 5. Gospodarka wodno-ściekowa 6. Uwzględnianie uwarunkowań ekologicznych (OOŚ) 7. Zwiększanie zasobów wodnych (przedsięwzięcia retencyjne susze i powodzie) 8. Ochrona klimatu (zwiększanie wiązania węgla, zmniejszanie emisji węgla i innych gazów cieplarnianych) 30

31 ZWIĘKSZANIE ZASOBÓW WODNYCH 31

32 PRZEDSIĘWZIĘCIA WODNE W LASACH W OKRESIE Zwiększanie możliwości retencyjnych ekosystemów leśnych oraz przeciwdziałanie suszy i powodzi w ekosystemach leśnych na terenach nizinnych Przeciwdziałanie erozji wodnej na terenach górskich wskutek spływu wód opadowych. Utrzymanie potoków górskich i związanej z nimi infrastruktury w dobrym stanie Źródło: CKPŚ,

33 Główne metody zwiększenia zdolności retencyjnych w leśnych zlewniach rzecznych LASY NIZINNE I GÓRSKIE Retencja ekosystemu leśnego intercepcja ściółka gleba Zbiorniki wodne rekonstrukcja zbiorników istniejących nowe zbiorniki korytowe nowe zbiorniki poza korytem cieku Renaturyzacja mokradeł zablokowanie odwodnienia urządzenia piętrzące doprowadzenie wody 33

34 Spowalnianie odpływu LASY NIZINNE Zbiorniki wodne 34

35 Renaturyzacja mokradeł 35 35

36 LASY GÓRSKIE Ochrona stoków za pomocą fitomelioracji Ochrona przed erozją wodną Zagospodarowanie szlaków zrywkowych Naprawa szlaków turystycznych Ochrona skarp oraz dna cieków i potoków górskich 36

37 Cieki i potoki górskie Modernizacja budowli wodnych (przepławki) Przywrócenie drożności biologicznych korytarzy w ciekach i potokach górskich Usunięcie budowli wodnych Zamiana progów na bystrza Zamiana przepustów rurowych na łukowe Zamiana przepustów rurowych na mosty lub brody 37

38 LASY GÓRSKIE 38

39 LASY GÓRSKIE 39

40 OCHRONA KLIMATU 40

41 WARUNKI WODNE A OCHRONA KLIMATU 1. Wiązanie węgla w drewnie 2. Wiązanie węgla w glebach (proces torfotwórczy) 3. Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych z gleb 41

42 WARUNKI WODNE A PRZYROSTY RADIALNE DRZEW Na zwiększenie wiązania CO 2 w lasach wpływa zwiększona produkcja drewna wskutek kształtowania odpowiednich warunków wodnych. 42

43 WPŁYW RÓŻNICY MIĘDZY OPADEM I ODPŁYWEM W OKRESIE WGETACYJNYM NA ZASOBY DRZEWOSTANÓW Z (m 3 /ha) P L - H L (mm) opad periods mniejszy with precipitation od średniego higher than zannual wielolecia average periods with precipitation lower than annual average opad większy od średniego z wielolecia 43

44 Przyrosty [mm] VIII Szkoła Zimowa WPŁYW POŁOŻENIA ZW.W.GR. NA PRZYROST RADIALNY SOSNY W SIEDLISKACH HYDROGENICZNYCH 2,5 2 1,5 1 0, h [cm] 44

45 Przyrosty [mm] VIII Szkoła Zimowa WPŁYW AMPLITUDY ZW.W.GR. NA PRZYROST RADIALNY SOSNY 3 2,5 2 1,5 1 0, h śrmax -h śr [cm] So-siedlisko Bb So-siedlisko wilgotne 45

46 WARUNKI WODNE A EMISJA GAZÓW CIEPLARNIANYCH Z GLEB ORGANICZNYCH Emisja gazów cieplarnianych może być ograniczona przez właściwą regulację uwilgotnienia gleb, zwłaszcza organicznych. Skala problemu: torfowiska i gleby organiczne pokrywają 3-4 % powierzchni Ziemi, lecz zawierają 30 % węgla znajdującego się w glebach na świecie. Szacuje się, że w Polsce z powierzchni mokradeł (0,8 mln ha bez mokradeł śródleśnych) roczna emisja CO 2 wynosi 14 mln ton (10 miejsce w Europe). 46

47 EMISJA GAZÓW CIEPLARNIANYCH Z GLEB ORGANICZNYCH Emisja CO 2 zależy od głębokości położenia zw. w. gr., temperatury i użytkowania. Waha się od 9 do 90 t ha -1 rok -1. Także emisja innych gazów cieplarnianych (CH 4,N 2 0,) zależy znacząco od poziomu wody gruntowej, przy czym niektóre zależności są przeciwstawne. Emisje CO2, CH4 Położenie zw.w.gr. CO 2 CH 4 47

48 WPŁYW POŁOŻENIA ZW. W. GR. NA WIELKOŚĆ EMISJI METANU Poziom w gr. [cm p.p.t.] Emisja CH 4 [mg m -2 h -1 ] Całkowita emisja CH 4 w sezonie wegetacyjnym [kg ha -1 ] 0 10, , , ,9 141 Źródło J. Turbiak,

49 PRZYSZŁOŚĆ 49

50 PROGNOZA ZMIAN WARUNKÓW WODNYCH 50

51 WNIOSKI 1. Funkcje infrastruktury wodnej w lasach ulegały w ich historii zmianom. Niezmiennie ciągle jest ważna funkcja produkcyjna. Natomiast zahamowane zostały przedsięwzięcia mające na celu zagospodarowanie mokradeł - przede wszystkim wskutek zrównoważonej polityki środowiskowej i konieczności ochrony obszarów cennych pod względem przyrodniczym. 51

52 WNIOSKI cd. 2. Współczesne wyzwania gospodarki leśnej są związane nie tylko z produkcją drewna, ale także z ochroną środowiska, zmianami klimatu oraz z hydrologicznymi zjawiskami ekstremalnymi. Wskazują one na konieczność kontynuacji przedsięwzięć retencyjnych i modernizacji istniejących systemów i urządzeń melioracyjnych. Przedsięwzięcia te wpisują się w ramy wprowadzanych programów rozwojowych w leśnictwie i można je zakwalifikować jako działania dodatkowe zwiększające pochłanianie CO 2. 52

53 WNIOSKI c.d. 3. Zrealizowanie w ostatnich latach dużych projektów inwestycyjnych dotyczących infrastruktury wodnej w lasach oraz planowanej dalszej ich kontynuacji niezbędne jest m.in.: wykonanie w nadleśnictwach planów gospodarowania wodą (w ujęciu zlewniowym) obejmujących m.in. inwentaryzację infrastruktury wodnej, studium hydrologiczne oraz zakres i harmonogram eksploatacji i konserwacji istniejących urządzeń wodnych, a także planowany zakres dalszych przedsięwzięć w tym zakresie, prowadzenie monitoringu hydrologicznego umożliwiającego identyfikację zmian warunków wodnych. 53

54 W prezentacji wykorzystano wyniki badań prowadzonych w IBL, w których współautorami byli: Andrzej Boczoń, Arkadiusz Bruchwald, Andrzej Ciepielowski, Janusz Czerepko, Elżbieta Dmyterko, Marcin Fortuński, Ewa Fronczak, Magdalena Janek, Krystyna Kucharska, Kamil Mańk, Stanisław Niemtur, Andrzej Stolarek, Michał Stolarczyk, Teresa Wawrzoniak, Bożena Wiślińska, Michał Wróbel i inni. 54

55 Dziękuję za uwagę 55