Niebezpieczna susza

Kiedy słyszymy komunikaty o suszy w lesie, to nierozerwalnie związane są one z informacjami o stopniu zagrożenia pożarowego lasu. Jednak oddziaływanie suszy na środowisko leśne może być zauważalne długo po tym, jak pozornie wszystko wróci do normy i dojdzie do recesji suszy.

Susza jest stanem środowiska, którego przyczyną są niedobory wilgoci, a te z kolei mogą wynikać z niedostatecznej ilości opadów lub nadmiernej ewapotranspiracji (określanej czasem jako parowanie terenowe) lub zbiegu oddziaływania obu tych czynników jednocześnie. Jeśli dla ocenianego obszaru pewne warunki wilgotnościowe stanowią normę, to odstępstwo od tej normy in minus (niedobory wilgotności) stanowi suszę. Rozkład tych niedoborów w okresie roku, ich natężenie (różnica między warunkami przyjętymi jako normalne) i czas trwania to istotne parametry suszy, które przekładają się na zagrożenie pożarowe.

Znaczenie suszy i niedoborów wody dla lasu

W ostatnich latach coraz częściej są obserwowane anomalie pogodowe związane ze zmianami klimatu. Zagadnienie to powraca często jako temat dyskusji w środowisku naukowym i mediach społecznościowych. Głównym czynnikiem sprawczym zmian klimatu jest wzrost temperatury. Jednak zmiany kierunkowe temperatury pociągają za sobą wiele innych procesów niekorzystnych ze względu na dostępność wody w lesie i zagrożenie pożarowe.  Najistotniejsze z nich w warunkach klimatu umiarkowanego występującego na obszarze Polski to: wzrost ewapotranspiracji, zmiana rozkładu opadów atmosferycznych, redukcja udziału retencji pokrywy śnieżnej, a także skrócenie okresu zimnej pory roku i tym samym wydłużenie aktywności wegetacyjnej roślinności.

Wzrost temperatury pociąga za sobą wzrost rozchodu wody w procesie ewapotranspiracji, to jest łącznie parowania z powierzchni terenu oraz procesu transpiracji roślinności leśnej. Proces wzrostu ewapotranspiracji widoczny jest od lat 80. XX w. i zaznacza się silniej od przełomu XX i XXI w.

W lesie duże znaczenie dla warunków wilgotnościowych i dostępności wody ma bardzo często również proces intercepcji opadów, czyli zatrzymywania ich na powierzchni roślin (wszystkich warstw lasu) oraz ściółki, a następnie odparowania części wody opadowej do atmosfery. Niewielkie opady (a tych w ciągu roku jest najwięcej), na przykład 1-5 mm, w ciepłej porze roku mogą być zatrzymywane w całości przez intercepcję, natomiast zwarte drzewostany świerkowe są w stanie zatrzymać nawet 40-50% sumy opadów rocznych. Zmiany rozkładu opadów wiążą się ze wzrostem natężenia opadów największych, redukcji częstości mniejszych epizodów opadowych oraz wzrostu długości okresów bezdeszczowych. Suma opadów rocznych pozostaje raczej stabilna i nie podlega zmianom kierunkowym w wieloleciu. Jednak sezonowy i miesięczny rozkład opadów jest obecnie bardziej zmienny i niekorzystny dla lasu, szczególnie w okresie wegetacyjnym.

Silne epizody opadowe mogą wystąpić w okresie długotrwałej suszy, nie poprawiając znacząco warunków wodnych w lesie, a powodując głównie powodzie błyskawiczne. Przykładem takiego zdarzenia jest powódź z września 2024 r. w Kotlinie Kłodzkiej. Na wielu obszarach niżowych w Polsce w przypadku sumy opadów okresu wczesnej wiosny (marzec-kwiecień), począwszy od drugiej połowy XX w., wystąpił trend malejący. W kontekście warunków wilgotnościowych wczesnej wiosny warto również zauważyć problem znacznej redukcji lub braku pokrywy śnieżnej. Retencja wodna z pokrywy śnieżnej w warunkach klimatu Polski stanowiła bardzo ważne źródło wilgoci w lesie na początku okresu wegetacyjnego, kluczowego dla wzrostu drzew, rozwoju drzewostanów i ich stabilności ekologicznej. Redukcja wysokości opadów w okresie wczesnowiosennym w zbiegu z ograniczeniem znaczenia pokrywy śnieżnej sprzyja rozwojowi suszy również w późniejszych okresach roku.

W rocznym cyklu fenologicznym, określającym cykl życia roślin, wzrost temperatury dobowej (do 5°C) stanowi koniec fazy spoczynkowej i początek okresu aktywności życiowej roślinności. Drzewa liściaste rozpoczynają intensywny pobór wody z gleby, ponieważ faza ta w cyklu fenologicznym to główny okres przyrastania drzew, a woda stanowi czynnik środowiskowy znacząco współdecydujący o wytwarzaniu biomasy roślinności leśnej. Proces transpiracji, wiążący się z pobieraniem wody przez korzenie, jej transportem do aparatów szparkowych w liściach lub igłach w koronie drzew, a następnie przekazywaniem do atmosfery, jest ściśle związany z procesem fotosyntezy, a więc produkcją biomasy roślinności leśnej. Warto pamiętać, że drzewa zwykle zatrzymują w tkankach znacznie mniej niż 5% pobranej przez korzenie wody. W sprzyjających warunkach dojrzałe drzewa są w stanie w ciągu doby pobrać 50-300 l, a nawet do około 500 l wody w warunkach klimatu umiarkowanego. Ogólnie drzewa liściaste pobierają i transpirują więcej wody niż iglaste, choć drzewa iglaste prowadzą te procesy nawet w zimnej porze roku, ale w stopniu znacznie ograniczonym.

Trudne życie roślin

Niedobór wody w lesie powoduje wiele zagrożeń, z których nie zawsze zdajemy sobie sprawę. Roślinność leśna, w tym drzewa, pobiera wodę głównie z tzw. strefy aeracji gleby (strefy napowietrzonej), powyżej strefy saturacji (strefy wody gruntowej w formie płynnej). W strefie napowietrzonej woda związana jest z glebą, jednak w warunkach normalnych jest dostępna i może być pobierana przez drzewa. Woda ta na ogół pochodzi z opadów, które infiltrują do gleby. Woda glebowa może jednak pochodzić z innych źródeł, to jest podsiąku kapilarnego, z wody gruntowej. Proces ten występuje silniej w sprzyjających warunkach (na przykład w przypadku gleb ilastych lub gliniastych). Woda dostępna dla drzew może także pochodzić z zalewów powierzchniowych występujących w sąsiedztwie rzek, a także przedostawać się jako efekt łączności hydraulicznej wód rzecznych z wodą w glebie. W sprzyjających warunkach, na przykład na obszarach górskich, woda może być również „wyczesywana” z mgły i zasilać glebę po skropleniu się na powierzchniach roślinności.

W okresie wegetacyjnym brak opadów skutecznie zasilających glebę przez dwa – trzy tygodnie to poważne zagrożenie suszą dla środowiska leśnego, ponieważ roślinność leśna często jest w stanie czerpać wtedy dostępną wodę glebową. Gleby piaszczyste i żwirowe są bardziej podatne na występowanie suszy, inne mniej (gleby ilaste, pylaste, gliniaste). Znaczenie mają również stany retencji glebowej przed wystąpieniem niedoborów wody, które w fazie początkowej mogą ograniczać oddziaływanie braku opadów lub silnego parowania terenowego.

Susza to stan, ale także proces, który może przechodzić w kolejne fazy rozwojowe, jeśli niedobory wody są długotrwałe. Może również wystąpić proces odwrotny – recesja suszy, gdy warunki wilgotnościowe się poprawią. Pierwszy etap rozwojowy suszy to susza meteorologiczna, związana z niedoborem opadów. Kolejny etap – susza glebowa (rolnicza) – wiąże się z redukcją stanów retencji glebowej i tym samym ograniczeniem dostępności wody, która może być pobrana przez roślinność leśną. Dalszy rozwój suszy przekłada się na niedobory wód powierzchniowych zasilanych wodami gruntowymi, a więc niedobory stanów i przepływów w ciekach i stanów wód w zbiornikach. Susza hydrologiczna bywa również bardzo istotna dla lasu w przypadku siedlisk leśnych i drzewostanów znajdujących się w sąsiedztwie cieków, w tym na obszarach zalewowych rzek oraz zasilanych wodą strefy aeracji (wodami gruntowymi).

Termin susza rolnicza może wzbudzać wątpliwość, jednak dotyczy on wszystkich rodzajów roślinności – nie tylko agrocenoz (roślin rolniczych), ale także roślinności leśnej.  Różne formy roślinności leśnej, w tym drzewa, mają różne strategie gospodarowania wodą i różną odporność na susze. Gatunki o płytkich systemach korzeniowych, na przykład świerk i buk, są bardziej podatne na susze niż m.in. krajowe gatunki dębów i graby – o głębokim i silnym systemie korzeniowym. Reakcje fizjologiczne na suszę glebową to ograniczenie transpiracji oraz fotosyntezy i produkcji asymilatów, ograniczenie wzrostu, a także przejście w fazę oszczędzania zasobów organizmu, w celu przetrwania okresu stresu wywołanego suszą. Reakcje morfologiczne, które mogą wystąpić przy silnych i długotrwałych suszach glebowych, to zamieranie liści, redukcja przyrostów lub zamieranie młodych pędów, przebudowa struktury systemu korzeniowego do większego pobierania wody oraz  przystosowanie struktur drewna do przewodzenia mniejszej ilości wody. Niestety przystosowanie drzew do stresu wodnego wywołanego wieloletnim powtarzaniem się silnych i długotrwałych susz glebowych może okazać się niewystarczające i długoterminowe oddziaływanie takiego silnego stresu jest w stanie spowodować reakcje degeneracyjne, zwiększoną podatność drzew na patogeny, szkodniki, osłabienie i śmierć drzew oraz zamieranie całych drzewostanów, nawet w perspektywie okresów kilkuletnich. Zamieranie drzew wiąże się z wydzielaniem posuszu, a więc zwiększeniem palności lasu i zagrożenia pożarowego.

Częstość i natężenie susz znacznie wzrosły w Polsce od lat 80. XX w., zaś szczególnie silne (anomalne i ekstremalne) i długotrwałe susze wystąpiły w XXI w. Wzrost i rozwój większości drzew w dojrzałych lub dojrzewających drzewostanach w Polsce, a więc obecnie w wieku 100 lat i więcej, początkowo odbywał się w warunkach normalnej dostępności wody, z dużym udziałem lat mokrych, zaś w okresie ostatnich niemal 50 lat drzewa leśne rosną w warunkach dużo mniejszej częstości lat mokrych i normalnych, nasilającego się stresu wywołanego suszą. Stan ten ma konsekwencje dla funkcjonowania ekosystemów i prowadzenia gospodarki leśnej, w tym rosnącego zagrożenia pożarowego. Okresy szczególnie niekorzystne pod względem natężenia, długotrwałości susz i ich wpływu na las, zwłaszcza na obszarze Niżu Polskiego, to lata 1982-1984, 1989-1990, 1992, 2003, 2005-2006, 2015-2016, 2018-2020, 2022-2023. Warto zaznaczyć, że susze o zbliżonym charakterze w okresie poprzedzającym XX w. wystąpiły jedynie w 1951, 1954 oraz 1960 r.

Raport Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu przy Organizacji Narodów Zjednoczonych (IPCC) wskazuje, że wzrasta temperatura Ziemi, co będzie się wiązało m.in. ze zmianą rozkładu opadów atmosferycznych w skali globalnej, ale i lokalnej. Przedłużająca się susza w lesie to nie tylko problem stanu zdrowotnego drzewostanów, ale również zmiany w liczbie i różnorodności gatunkowej roślin. Kolejne zmiany mogą dotyczyć świata zwierzęcego, tzn. niektóre gatunki mogą z danych terenów całkowicie wyginąć, a inne pojawić się.

Smutne połączenie z suszą

Oprócz problemów fizjologicznych roślin związanych z suszą jako pierwsze zagadnienie przychodzi na myśl prosta zależność: susza = pożar. Ostatnio w różnego rodzaju przekazach pojawiają się informacje, że zmiany klimatu powodują zwiększoną liczbę pożarów lasów lub będą nią skutkowały. Jednak w przekazach tych zapomina się o jednym z ważniejszych aspektów tego zagadnienia, tzn. co jest przyczyną pożarów. Jeśli bowiem w lesie wilgotność ściółki leśnej lub innego materiału palnego jest bardzo niska, nie spowoduje to samozapalenia. Zawsze potrzebujemy czynnika inicjującego, a w Polsce wyładowania atmosferyczne nie występują podczas bezchmurnych dni. Niestety główną przyczyną pożarów jest działalność człowieka, która może być niezamierzona i wynika np. z zaniedbań związanych z nieodpowiednią konserwacją przestrzeni wokół linii energetycznych lub nieodpowiedzialnym stosowaniem ognia w  lesie lub w jego pobliżu. Co więcej, część pożarów wiąże się z celowym podpalaniem i na to zagadnienie należy szczególnie zwracać uwagę.

Liczba pożarów zależy od odpowiedzialności społeczeństwa. Niezbędne jest zwracanie uwagi na nieodpowiedzialne działania osób posługujących się ogniem w lasach lub w ich sąsiedztwie. Od wielu lat Państwowa Straż Pożarna prowadzi akcję edukacyjną: „Stop pożarom traw”. Lasy Państwowe również inicjują działania związane z edukacją społeczeństwa nakierowaną na ochronę przeciwpożarową. Typowe działania edukacyjne skierowane są do najmłodszych. Wydaje się, że edukacja wśród dorosłych została w ostatnim czasie nieco pominięta, a dodatkowo dotarcie z pewnymi informacjami do najstarszych odbiorców jest czasami trudne do zrealizowania, ale według autorów nie można tej grupy pomijać, ponieważ to osoby pełnoletnie często odpowiadają za pożary lasów. Jednym z najtrudniejszych zagadnień jest wykrycie sprawców pożarów. Coraz więcej możliwości ich wykrycia dają dziś jednak nowoczesne metody informatyczne, którymi dysponują odpowiednie organy Policji. Ważna jest również zmiana przepisów prawnych związanych z karami dla podpalaczy działających na terenach leśnych i rolniczych.

Wyzwania dla strażaków

Podczas akcji gaśniczych na terenach leśnych kluczowy problem to dostęp do punktów czerpania wody – obecnie w okresach letnich w niektórych zbiornikach pobór wody przez pompy strażackie nie jest możliwy, ze względu na jej niski poziom lub czasami wręcz jej brak. Wydaje się, że dobrym kierunkiem jest powrót do starych metod gaszenia – sprzętem podręcznym w miejscach, gdzie jest to zasadne i możliwe. Schemat pracy jest znany od dziesięcioleci, ale dostępny dziś sprzęt ma znacznie bardziej przyjazną, ergonomiczną budowę i był szeroko stosowany m.in. podczas pożarów na terenie Biebrzańskiego Parku Narodowego w latach 2020 i 2025, a na terenach górskich to czasami jedyny sprzęt, który można wykorzystać, co pokazują doświadczenia m.in. z krajów Europy Południowej.

Brak wody w środowisku leśnym powoduje, że dojazd do punktów czerpania wody się wydłuża. Co sprzyja rozwojowi pożaru i wydłuża czas prowadzenia akcji gaśniczej. Pobieranie przez pojazdy gaśnicze dużych ilości wody z hydrantów może doprowadzić do spadku ciśnienia w sieci wodociągowej. W efekcie może dojść do zmniejszenia ciśnienia w sieci i do ograniczenia jej prawidłowego działania (zgodnie z przeznaczeniem). Widoczne jest to latem, kiedy na polach coraz więcej rolników korzysta z wody wodociągowej, podlewając pola, w celu utrzymania plonów. Zdarza się, że w niektórych gminach w miesiącach letnich nie zaleca się podlewania trawników, gdyż wpływa to na obniżenie ciśnienia w sieci wodociągowej.

Odpowiedzialne społeczeństwo

W związku z obserwowanymi zmianami w środowisku naturalnym już dziś powinniśmy przygotowywać się do spodziewanych wyzwań. Działania związane z przeciwdziałaniem suszy powinny być realizowane nie tylko przez administrację Lasów Państwowych, ale również przez wiele innych instytucji publicznych. Zagadnienie bezpieczeństwa pożarowego na terenach leśnych powinno być przedmiotem zainteresowania całego społeczeństwa – musimy zwracać uwagę na zachowanie wszystkich osób korzystających z lasu. Nie można zaakceptować sytuacji, w której brak odpowiedzialności ludzi przysłania takie zjawiska, jak susza, która wraz z pożarem może nieodwracalnie kształtować środowisko polskich lasów.

dr inż. Łukasz Tyburski pracuje w Laboratorium Ochrony Przeciwpożarowej Lasu Instytutu Badawczego Leśnictwa,
a dr hab. inż. Bernard Okoński na Wydziale Leśnym i Technologii Drewna (Katedra Inżynierii Leśnej) Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu