Rolnictwo w obliczu ekstremalnych zjawisk pogodowych

Transkrypt

1 Rolnictwo w obliczu ekstremalnych zjawisk pogodowych prof. dr hab. Edmund Kaca, prof. dr hab. Leszek Łabędzki, doc. dr hab. Zygmunt Miatkowski, dr Izabela Lubbe Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach Wielkopolsko-Pomorski Ośrodek Badawczy w Bydgoszczy

2 TEZY 1. Globalne zmiany klimatu wywołują zwiększanie się częstości i intensywności ekstremalnych zjawisk pogodowych. 2. Zjawiska te wywołują susze rolnicze, stany nadmiernego uwilgotnienia, podtopienia, lokalne zalania i powodzie, w skali lokalnej i regionalnej. 3. W ostatnich latach zjawiska te w Polce pojawiają się coraz częściej, są coraz intensywniejsze i obejmują znaczne obszary kraju; wywołują ujemne skutki w rolnictwie, zwłaszcza w produkcji roślinnej. 4. Wiele wskazuje na to, że będą się one nadal nasilać i będzie to trend wieloletni. Tych tendencji nie można co prawda ekstrapolować, ale też nie można ignorować oznak nasilania się oraz zwiększania się ich częstości i intensywności. Mają one zauważalne skutki ekologiczne i gospodarcze.

3 Polska leży w przejściowym klimacie strefy umiarkowanej. W klimacie takim występuje znaczna zmienność elementów meteorologicznych w poszczególnych latach i miesiącach. Średnie wieloletnie wartości elementów meteorologicznych nie są w takich warunkach reprezentatywnymi wskaźnikami klimatologicznymi. Niedocenianie aspektów przejściowości, zmienności i kontrastowości klimatu Polski.

4 Koszalin Elbląg Biebrza Chojnice Szczecin Bydgoszcz Poznań Warszawa Zielona G. Łódź Sosnowica Wrocław Opole Częstochowa Zamość Kraków Rzeszów mm Średni wieloletni opad P i klimatyczny bilans wodny P-ET o w okresie wegetacyjnym (IV-IX) P P-ETo

5 Miesiąc Nierównomierny rozkład opadów w czasie ważna cecha klimatu Polski Opady w regionie bydgoskim w okresie IV-X 2005 r. w % wartości średniej wieloletniej Opady (%) na stacji Bydgoszcz Kujawy dolina górnej Noteci Kwiecień Maj Czerwiec Lipiec Sierpień Wrzesień Październik

6 Nierównomierny rozkład opadów w czasie na Kujawach Parametr 1986 r r. Suma opadów IV-IX Kategoria opadowa okresu wegetacji średni średni Prawdopodobieństwo nieosiągnięcia 0,44 0,48 Suma opadów w okresie krytycznym ( ) Kategoria opadowa okresu krytycznego średnio suchy średnio mokry Prawdopodobieństwo nieosiągnięcia 0,26 0,76

7 Udział, % Susze meteorologiczne w Polsce pojawiają się co 3-4 lata; w XX wieku (do 2006) około 40 razy Lata Udział stacji ze stwierdzoną suszą meteorologiczną w okresie wegetacyjnym w wieloleciu

8 Najdłużej trwające susze: miesięcy miesięcy miesięcy miesięcy miesięcy miesięcy 1989 r., Kujawy P w okresie wegetacyjnym = 105 mm p < 0,01

9 Liczba susz meteorologicznych o różnym czasie trwania, na 100 lat, na Kujawach Czs trwania suszy (miesiące) Klasa suszy D1 D2 D3 Razem susze D1 susza umiarkowana, D2 susza silna, D3 susza ekstremalna

10 SKUTKI SUSZ W ROLNICTWIE znaczne zmniejszenie lub całkowita utrata plonów: w latach % w % w 2000 i % w 2005 i % (łąki i pastwiska do 100%)

11 Częstotliwość (%) susz rolniczych Ziemniaki późne Buraki cukrowe Wykonała K. Smarzyńska, IMUZ Bydgoszcz ZWU=120 mm ZWU=120 mm ZWU=200 mm ZWU=200 mm

12 Łąki w dolinie Noteci sierpień 2000 roku Fot. L.Łabędzki, IMUZ

13 Fot. Z. Miatkowski, IMUZ Fot. L.Łabędzki, IMUZ Łąki w dolinie Wisły lipiec 1980 roku Podtopione grunty orne na Kujawach wiosna 2005 roku

14 Fot. Z. Miatkowski Skutek długotrwałego nadmiernego uwilgotnienia gleby. Przyczyna: spływ wód roztopowych, opóźnione rozmarzanie gleby i niezadowalająca sprawność sieci drenarskiej Fot. Z. Miatkowski

15 ZALECENIA W ZAKRESIE ROLNICZYCH ZASOBÓW WODNYCH I GOSPODAROWANIA NIMI W CELU ŁAGODZENIA UJEMNYCH SKUTKÓW SUSZ W ROLNICTWIE CELE KIERUNKOWE Zwiększenie lokalnych zasobów wodnych i ich dostępności dla rolnictwa Zwiększenie efektywności wykorzystania wody w produkcji rolniczej Zmniejszenie zapotrzebowania na wodę i zużycia wody przez uprawy rolnicze Intensyfikacja nawodnień

16 DZIAŁANIA I ZABIEGI Zwiększenie zasobów wód otwartych dostępnych dla rolnictwa Zwiększenie zasobów wody w glebie i jej dostępności dla roślin Poprawa zarządzania zasobami wodnymi i ich dystrybucji w rolnictwie Modyfikacja technologii użytkowania wody w gospodarstwie i na polu Upowszechnianie wiedzy i rozwój świadomości społecznej w zakresie susz, skutków i przeciwdziałań

17 Zwiększenie zasobów wód otwartych dostępnych dla rolnictwa Gromadzenie wody w okresach jej nadmiaru (okres wiosenny, nadmierne opady latem) w lokalnych małych zbiornikach retencyjnych Zatrzymywanie wody i spowalnianie odpływu wody w małych ciekach (rowach, strumieniach) przez hamowanie odpływu za pomocą małych budowli piętrzących Utrzymanie w dobrym stanie małych cieków mających znaczenie dla rolnictwa

18 Zwiększenie zasobów wody w glebie i jej dostępności dla roślin Technologie uprawy gleby zwiększające retencję wody w glebie i stopień jej wykorzystania przez rośliny: Poprawa stanu fizycznego gleby spulchnianie gleby poprawa struktury gleby zwiększanie zawartości próchnicy zatrzymywanie wody opadowej na polu ograniczenie spływów powierzchniowych zwiększenie infiltracji ograniczenie parowania z powierzchni gleby zwiększenie aktywnej strefy korzeniowej poboru wody Dobór odpowiednich gatunków i odmian roślin odpornych na suszę: o krótszym okresie wegetacji o mniejszych potrzebach wodnych o głębszym systemie korzeniowym ograniczających transpirację bez ograniczania fotosyntezy Odpowiednie nawożenie i zabiegi melioracyjne wspomagające rozwój silnego systemu korzeniowego Stosowanie nawodnień

19 Modyfikacja technologii użytkowania wody w gospodarstwie i na polu Zwiększenie efektywności użytkowania wody przez wielokrotne jej użytkowanie Minimalizacja bezużytecznych odpływów wody z systemów melioracyjnych Zatrzymywanie i gromadzenie wody z odpływów drenarskich Zmniejszenie zużycia wody przez rośliny przez ograniczanie ewapotranspiracji Oszczędzanie wody

20 Poprawa zarządzania zasobami wodnymi i ich dystrybucji w rolnictwie Ulepszenie i rozwój istniejących metod rozrządu wody w systemach melioracyjnych w kierunku dynamicznego, elastycznego zarządzania gospodarką wodną Dostosowanie algorytmów sterowania nawodnieniami do zmiennych warunków meteorologicznych i występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych Rozwój regionalnych systemów monitorowania suszy dla potrzeb sterowania nawodnieniami i systemami wodnymi na obszarach rolniczych Rozwój systemów łączności w oparciu o GSM Zastosowanie metod teledetekcyjnych i systemu informacji przestrzennej w sterowaniu systemem wodnym

21 Upowszechnianie wiedzy i rozwój świadomości społecznej w zakresie susz, skutków i przeciwdziałań Szkolenia dla rolników Publikacja, broszury, ulotki, biuletyny Internet Radio, telewizja, prasa

22 Rola i zadania melioracji w przeciwdziałaniu i ograniczaniu niekorzystnych skutków susz i powodzi (nadmiernego uwilgotnienia)?

23 CELE I ZADANIA DLA MELIORACJI I GOSPODARKI WODNEJ W ROLNICTWIE 1. Zatrzymanie dekapitalizacji systemów melioracyjnych, w tym systemów nawodnieniowych. 2. Odbudowa i modernizacja istniejących systemów melioracyjnych. 3. Stworzenie korzystnych warunków ekonomicznych w rolnictwie dla inwestowania, utrzymania i eksploatacji systemów nawodnień. 4. Wdrożenie nowoczesnych energo- i wodo-oszczędnych metod i technik nawadniania. 5. Zwiększenie efektywności nawodnień. 6. Optymalizacja rozrządu wody i gospodarowania wodą w systemach melioracyjnych (nawodnieniowych) i w zlewni. 7. Podjęcie działań i wdrożenie metod mających na celu zwiększenie lokalnych zasobów wody o dobrej jakości i ich dostępności.

24 MONITORING AGROMETEOROLOGICZNY Ocena potrzeb wodnych upraw rolniczych, optymalizacja zużycia wody przez rośliny, ocena potrzeb nawadniania, kontrola efektywności użytkowania wody w produkcji rolniczej Fot. L.Łabędzki, IMUZ

25 Fot. L.Łabędzki, IMUZ Fot. B.Bąk, IMUZ Bydgoszcz Nawodnienia skuteczna metoda przeciwdziałania suszom

26 Fot. L.Łabędzki, IMUZ Zatrzymywanie wody i spowalnianie odpływu wody w małych ciekach (rowach, strumieniach) przez hamowanie odpływu za pomocą małych budowli piętrzących Fot. L.Łabędzki, IMUZ

27 Fot. L.Łabędzki, IMUZ Utrzymanie w dobrym stanie małych cieków mających znaczenie dla rolnictwa

28 Gromadzenie wody w okresach jej nadmiaru (okres wiosenny, nadmierne opady latem) i odpływów drenarskich w lokalnych małych zbiornikach retencyjnych Fot. Z. Kowalewski - IMUZ

29 Kształtowanie stanu fizycznego gleby W Strategii Ochrony Gleb UE gleby uznaje się za jeden z nieodnawialnych zasobów naturalnych, którego wielofunkcyjną rolę w przyrodzie stawia się na równi z tradycyjnymi funkcjami gospodarczymi w rolnictwie, leśnictwie oraz budownictwie i infrastrukturze przestrzennej.

30 Kształtowanie stanu fizycznego gleby Wśród 8 najważniejszych antropogenicznych zagrożeń wymienionych w Strategii Ochrony Gleb znajduje się degradacja fizyczna spowodowana nadmiernym zagęszczeniem. Uważa się, że w przybliżeniu 1/3 gleb w Europie podlega procesowi degradacji fizycznej. Nadmierne zagęszczenie zniekształca złożone funkcje przyrodnicze i gospodarcze gleb oraz zwiększa nasilenie procesów ich erozji, zwłaszcza w warunkach nasilania się ekstremalnych zjawisk pogodowych

31 Kształtowanie stanu fizycznego gleby Sposobów przeciwdziałania tym niekorzystnym zjawiskom poszukuje się między innymi w modyfikacji tradycyjnej technologii uprawy roli, która negatywnie oddziałuje na stan fizyczny gleby w warstwie ornej i podornej. (Fot. Z. Miatkowski) (Rep. EC Working Group on soil compaction)

32 Poprawa stanu fizycznego gleby w warstwie podornej (Fot. Z. Miatkowski) (Fot. Z. Miatkowski) Zabieg głęboszowania w przeszłości był stosowany głównie w celu intensyfikacji produkcji rolniczej i utożsamiany jest z intensywną uprawą gleby. Dzisiaj zaleca się go wyłącznie jako zabieg interwencyjny w przypadkach nadmiernego zagęszczenia warstwy podornej. Może on też być elementem technologii bezorkowej, a w połączeniu z mulczowaniem powierzchni gleby resztkami organicznymi technologii konserwującej uprawy roli.

33 Spulchnianie gleby zwiększa jej przepuszczalność i zdolności retencyjne Fot. Z. Miatkowski - IMUZ

34 Poprawa stanu fizycznego gleby uprawa konserwująca (Fot. Z. Miatkowski) Mulcz organiczny na powierzchni gleby w uprawie bezorkowej (przed siewem) (Więcławice, 2002r.)

35 Dostępność zapasów wody glebowej Głębokość ukorzenienia roślin (m) Zapas wody dostępnej dla roślin (mm) ,0 0,1 Ap 0,2 0,3 0,4 E 0,5 0,6 Bt 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 C 1,3 (Fot. Z. Miatkowski) 1,4 1,5 1,6 (Z. Miatkowski) Zapas wody dostępnej dla roślin w glebie płowej właściwej w zależności od głębokości ukorzenienia. Ap poziom uprawny, E poziom wymywania, Bt poziom wmywania, C skała macierzysta.

36 UWARUNKOWANIA PRAWNE Konwencja ONZ dotyczącej zwalczania pustynnienia i zjawisk posusznych (United Nations Convention to Combat Desertification UNCCD). Przystąpienie Polski w 2000 r. do Konwencji wymusza liczne działania, które powinny być podejmowane m. in. przez resort rolnictwa i resort środowiska (Strategia przeciwdziałania skutkom susz). Prawo Wodne [Ustawa, 2001]: zapewnienie wody dla rolnictwa i przemysłu, ochrona przed skutkami powodzi i suszy oraz kontrolowane gospodarowanie wodą. Zgodnie z tą ustawą ochrona przed suszą jest zadaniem organów administracji rządowej i samorządowej (Art. 81), a przeciwdziałanie jej skutkom prowadzi się zgodnie z planami przeciwdziałania skutkom susz na obszarze kraju. Przeciwdziałanie skutkom suszy powinno stanowić ważny element realizacji celów Ramowej Dyrektywy Wodnej Unii Europejskiej [FWD, 2000] dotyczących planów gospodarowania wodą w zlewni oraz ochrony zasobów wodnych. Rezolucja Parlamentu Europejskiego z dnia 16 listopada 2005 r. w sprawie powstrzymywania globalnych zmian klimatycznych (P6_TA(2005)0433) Rezolucja Parlamentu Europejskiego z dnia 9 października 2008 r. w sprawie sposobu rozwiązania problemu dotyczącego niedoboru wody i susz w Unii Europejskiej (P6_TA-PROV(2008)0473) Biała Księga UE propozycje działań umożliwiających elastyczne dostosowywanie się do zachodzących zmian klimatycznych.

37 Fot. B.Bąk, IMUZ Bydgoszcz Dziękuję!!! Leszek Łabędzki Instytut Melioracji i Użytków Zielonych Wielkopolsko-Pomorski Ośrodek Badawczy w Bydgoszczy