Změna klimatu a sucho v zemědělské krajině od roku 2015

07. 07. 2023 Prof. Ing. Zdeněk Žalud, Ph.D. a kol. Management Zobrazeno 1137x

Nejviditelnějším dopadem změny klimatu je zvyšování teploty vzduchu. Na našem území v dekádě 2013–2022 s porovnáním 1800–1960 teplota stoupla o 2,1 °C. Přitom roční srážkové úhrny se nemění. Co se ale mění je jejich rozložení a skupenství v zimním období. Absence sněhové pokrývky eliminuje dvě její základní funkce jak ochranou před nízkými teplotami, tak i jako zdroj vody pro jarní období.

Nejvýznamnější příčinou sucha je však intenzivnější výpar jako důsledek vyšší teploty a nejvýznamnější dopad opakující se nedostatek vody v půdě, vodních tocích, pozemních i podzemních rezervoárech. Z pohledu pěstitele a správce krajiny stále častěji hrozí zemědělské (lesnické) sucho, což je zjednodušeně stav, kdy se množství vody v půdě stává limitem pro optimální růst a vývoj rostlin, který u zemědělských plodin a lesnických dřevin vede často i k velmi poklesu produkce.

V ČR od roku 2012 půdní sucho v prostorovém gridu 500 m monitoruje a předpovídá komplexní integrovaný systém běžící v reálném čase, jehož výstupy lze najít na www.intersucho.cz. Zemědělská rizika spojená s porušením vodní bilance na úrovni katastrů nabízí portál www.agrorisk.cz.

Historická epizoda sucha od roku 2015 a její dopady

Krajina má historickou paměť a aktuální situaci je vždy nutné zasadit alespoň do krátkodobé minulosti. Významná epizoda sucha s dopady do zemědělství a lesnictví, a přesahem do současnosti, začala v roce 2015. Ještě v roce 2020 přetrvávala v zemědělsky intenzivně využívaných oblastech Libereckého, Ústeckého a Karlovarského kraje a její důsledky především v oblasti lesnictví (nahodilá těžba, negativní uhlíková bilance, ekonomické dopady) pociťujeme do současnosti.

Časově epizoda sucha v roce 2015 začala začátkem července a dopady v tomto roce byly především na komodity s delší vegetační dobou (kukuřice, brambory, jablka, cukrová řepa, trvalé travní porosty apod.).

Rok 2016 byl velmi suchý především v níže položených oblastech.

V roce 2017 se epizoda sucha prohloubila již počátkem června a výrazně byla postižena jižní část republiky (náhodnou, ale přesnou hranici vymezila D1), extrémně jižní Morava, zatímco severní část země včetně Slezska dopady sucha nepocítila. Na rozdíl od roku 2015 byly v daném území poškozeny nejen komodity s delší, ale i kratší vegetační dobou, resp. ty, které jsou dříve sklízeny (např. pšenice, ječmen, řepka).

V roce 2018 zasáhlo zemědělské sucho plošně prakticky celé území a jeho začátek lze identifikovat již koncem dubna. Postiženy byly fakticky všechny plošně pěstované plodiny a stejně jako v roce 2015 a 2017 byly poskytnuty na vybrané komodity finanční kompenzace za ztráty způsobené suchem.

Do vegetačního období roku 2019 vstupovaly níže položené oblasti s výrazným deficitem a až do konce dubna se extrémní sucho rozšířilo na celé území. Deštivý a chladný květen 2019 nepříznivou situaci na většině území u plodin s dobou sklizně červen/červenec zvrátil. Celoročně se sucho v 2019 vyskytlo především v severozápadních Čechách, kde došlo k výrazným propadům výnosů všech polních plodin i trvalých travních porostů.

V roce 2020 došlo k poškození hlavně ozimé pšenice na lehkých půdách) na počátku jara, ale zbytek roku byl z ohledu sucha bezproblémový stejně jako prakticky celý rok 2021. Tento rok se přes jeho celkově vyšší teplotu blížil vláhově k optimu a prakticky se v průběhu celého roku významnější zemědělské sucho nevyskytlo, zatímco rok 2022 se vyznačoval obecně suchým začátkem, ale poměrně značnými rozdíly (prostorovou variabilitou). Na základě intenzivních, ale pouze bodových srážek pokrývající jen malá území, se střídaly lokality suchem postižené s regiony s územím bez dopadů zemědělského sucha. Výsledkem byl velmi značný výnosový gradient na krátkých vzdálenostech.

Výskyt zemědělského sucha pro jednotlivé roky (2015–2022) dobře dokumentují mapy znázorňující počet dnů s nasycením půdy pod 50 % polní kapacity půdy (vlhkost půdy, kterou půda udrží po zalití a infiltraci). Tato hodnota indikuje již bod snížené dostupnosti vody pro rostliny a upozorňuje na stav sucha. Celkový počet dnů za hodnocené období je jedním z vhodných parametrů, jednoduše popisující výskyt sucha v daném místě a čase. Mapa 1 shrnuje počet dnů s nasycením půdy pod 50 % za celý rok, mapa 2 popisuje stejný parametr pro jarní období a mapa 3 pro období letní. Pozornost zaslouží především srovnání jarního období 1. 2.–30. 6. (mapa 2) kdy se pod hranici nasycení do 50 % dostalo téměř dvě třetiny dnů. Naopak v období 1. 6.–30. 9. (mapa 3) se nedostatek vláhy na našem území vyskytoval jen minimálně.

Mapa 1: Počet dnů s relativním nasycením půdního profilu do 100 cm menším než 50 % za období 1. 1.–31. 12. pro roky 2015–2022 (zdroj: intersucho.cz)

Mapa 2: Počet dnů s relativním nasycením půdního profilu do 100 cm menším než 50 % za období 1. 2.–30. 6. (jarní sucho) pro roky 2015–2022 (zdroj: intersucho.cz)

Mapa 3: Počet dnů s relativním nasycením půdního profilu do 100 cm menším než 50 % za období 1. 6.–30. 9. (letní sucho) pro roky 2015–2022 (zdroj: intersucho.cz)

Sucho a rok 2022

Teploty v roce 2022 byly na celém území ČR v porovnání s průměrem 1961–2000 nadnormální (mapa 4 nahoře) o 1,4 až 2,0 °C. Neobvyklé bylo, že větší kladná odchylka byla dosažena v Čechách než na Moravě. Výrazně nadnormální srážky (mapa 4 dole) se v roce 2022 vyskytly především v Jihočeském (okresy Písek, Český Krumlov, Příbram) a Středočeském kraji (okres Příbram). Je nutné si však uvědomit, že konečné roční údaje (mapa 4) nemají zdaleka o průběhu roku či výskytu sucha takovou vypovídající hodnotu jako údaje časoprostorové (mapa 5).

Mapa 4: Vlevo - odchylka průměrné teploty vzduchu (°C) za rok 2022 od dlouhodobého průměru 1961–2000; vpravo - podíl srážek za rok 2022 vzhledem k dlouhodobému průměru 1961–2000

Mapa 5: Výskyt zemědělského sucha ve vrstvě do 100 cm v průběhu roku 2022 (zdroj: intersucho.cz)

Hodnocení sucha v roce 2022

Z pohledu zemědělského sucha v roce 2022 lze konstatovat, že došlo na některých lokalitách k poškození (částečnému zaschnutí) především obilnin. Vliv sucha byl podpořen kombinací lehkých půd a raných odrůd, které jsou paradoxně pěstovány za účelem využití zimní vláhy, která však hlavně kvůli velmi teplé zimě, minimu sněhu a časně jarních srážek v nižších polohách absentovala. Srážky, které přišly později (druhá polovina dubna) napomohly spíše odrůdám pozdním.

Po dubnové frontě stojí za zaznamenání i srážky na přelomu května a června, které zachránily velkou část rostlinné produkce. Srážky však měly značnou prostorovou variabilitou, tedy značné rozdíly často i na krátkou vzdálenost. Souvisí to s dlouhodobě pozorovaným trendem přesunu srážek bouřkového charakteru, a tedy srážek bodového typu z tradičních prázdninových měsíců na květen a červen. Častokrát rozhodoval jeden srážkový případ v konkrétní fenologické fázi. Důsledkem bylo, že i na stejných půdách se stejnými plodinami se tak v řádech kilometrů střídaly výnosy velmi dobré s podprůměrnými.

Mezi nejvíce suchem (ale i vysokými teplotami) postižené lokality patřilo Žatecko a Ústecko, což způsobilo nejnižší výnos chmele za posledních deset let.

Teplota vzduchu na jaře (březen-duben-květen) 2022 ve srovnání s obdobím 1961–2000 byla normální, jen mírně vyšší v rozsahu o +0,1, až °C až -0,8 °C, ale současně bylo jaro chudé na srážky především v jižních ve středních, západních a severních Čechách a na celé Moravě a Slezsku. Kvůli nižším srážkám nastal v těchto oblastech půdní deficit, což se negativně projevilo na prohloubení výskytu půdního sucha. Způsobeného absencí sněhu.

Léto (červen-červenec-srpen) bylo na celém území ČR teplotně výrazně nadnormální (odchylky +2,1 až 3,0 °C) a srážkově velmi variabilní. Pokračoval srážkový deficit v severních a západních Čechách, což byl spolu s vlnou veder, větrem a dostatkem vyschlé biomasy příčinou výskytu požáru v Českém Švýcarsku 23. 7. 2022 – 12. 8. 2022 (mapa 6). Srážky absentovaly i na střední Moravě, kde letní úhrny nedosáhly ani 80 % normálu.

Na těchto lokalitách pokračovalo poměrně intenzivní sucho až do konce léta a začátku podzimu, který byl v Čechách srážkově výrazně nadnormální, zatímco na Moravě podnormální. Např. na Domažlicku napadlo 140 % srážkového úhrnu 1961–2000, zatímco v okrese Brno-venkov jen 58 %. I podzim byl teplotně nadnormální, a to v rozsahu +0,8 °C (severní a východní Čechy) až +2,0 °C (Kraj Vysočina a jižní Čechy).

Velmi teplý byl v roce 2022 přelom října a listopadu, což způsobilo výrazný až negativní (přerostlé porosty) nárůst nadzemní biomasy ozimů, což zvýšilo jejich náchylnost na zimní nízké teploty.

Z pohledu nasycení půdy vláhou se kvůli nižší evapotranspiraci až na zmíněné lokality jižní a východní Moravy sucho nevyskytovalo. Sníh v polovině prosince a následná vánoční obleva způsobila nasycení půdního profilu do 40 cm, které přetrvalo do konce ledna 2023.

Celkově lze konstatovat v roce 2022 velmi suché jaro a léto, ale dostatečnou zásobu vody v půdě od měsíce září. Ne tak optimistická situace byla z pohledu hydrologického sucha, kde na mnoha řekách se vyskytovaly podprůměrné průtoky až do poloviny prosince 2022.

Rok 2022 byl velmi výjimečný i z toho pohledu, že se ve střední a jižní Evropě (Slovensko, Maďarsko, Německo, Francie, Itálie a další) vyskytlo extrémní sucho označované některými místními médii jako sucho 500leté (mapa 7). Dramaticky v těchto zemích poklesly výnosy zemědělských plodin i produkce krmiv, byly poškozeny lesní porosty a vyskytly se devastující požáry.

Mapa 6: Vymezení plochy zasažené požárem 23. 7.–12. 8. 2022 v NP České Švýcarsko

Mapa 7: Výskyt sucha (stav k 1. 9. 2022) v Evropě; vyschlé řeky a významné dopady několikaměsíční epizody sucha na zemědělství ve Francii, Německu, Belgii, Holandsku a Itálii (zdroj: windy.com a intersucho.cz)

Závěr

Na zemědělské sucho, které se stává součástí našeho klimatu, a které již bohužel nemůžeme počítat mezi náhodné hydrometeorologické extrémy se lze adaptovat např. upravenými technologickými postupy pěstování plodin s využitím organické hmoty v půdě, snahou o snížení neproduktivního výparu (evaporace) např. pomocí mulče, aplikací druhově pestrých meziplodin, využitím bezorebných technologiemi, změnou osevní struktury nebo sadby, zvýšením podílu vodních ploch v krajině, závlahami a úpravou melioračních systémů.

Jedním z opatření je využití systémů včasné výstrahy před negativními dopady počasí www.intersucho.cz a www.agrorisk.cz.

To, že se nelze adaptovat z roku na rok je zřejmé, stejně jako fakt, že adaptace vyžaduje mnohdy náročnou změnu technologií, myšlení a přináší nové okruhy problémů. Klimatický vývoj je však velmi nepříznivý a scénáře jeho budoucího vývoje optimismus nenabízí. Nedostatek vody stále častěji ohrožuje, a bude ohrožovat, nejen zemědělství, ale jakoukoliv naši hospodářskou činnost.

Příspěvek byl zpracován s podporou projektu MZe NAZV č. QK1910338 s názvem Agrometeorologický systém včasné výstrahy biotických a abiotických rizik“ a projektu
SustES - Adaptační strategie pro udržitelnost ekosystémových služeb a potravinové bezpečnosti v nepříznivých přírodních podmínkách“ (CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000797).
Poděkování patří i Akademii věd ČR, programu Strategie AV21 s názvem „Potraviny pro budoucnost“.

Prof. Ing. Zdeněk Žalud, Ph.D.^1,2, Mgr. Pavel Zahradníček, Ph.D.^2,3, Mgr. Petr Štěpánek, Ph.D.^2,3, Doc. Ing. Petr Hlavinka, Ph.D.^1,2, Ing. Daniela Semerádová, Ph.D.^1,2, Ing. Eva Svobodová, Ph.D.², Dr. Ing. Martin Možný³, Mgr. Monika Bláhová^1,2, Mgr. Lucie Kudláčková^1,2, Bc. Jan Balek^1,2, Prof. Ing. Mgr. Miroslav Trnka, Ph.D.^1,2
1Mendelova univerzita v Brně, ²Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v. v. i., Brno, ³Český hydrometeorologický ústav, Praha-Komořany