Fot 1. Wcinająca się w stoki droga zrywkowa. Widoczny flisz karpacki (Kotarz, Szczyrk)
Każdy, kto po deszczu spacerował w górskim lesie, mógł zaobserwować jak leśne drogi zamieniają się w mniejsze bądź większe potoki.
Jednak wpływ wycinek lasów na systemy hydrologiczne, zwłaszcza na terenach góskich, to nie tylko kwestia intuicyjnych obserwacji, ale również od lat przedmiot badań naukowych na całym świecie.
Interesujący artykuł w temacie wpływu gospodarki leśnej – wycinek lasów i budowy dróg leśnych na kwestie hydrologiczne został opublikowany w 2019 r. przez Instytutu Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Polskiej Akademii Nauk („Wpływ gospodarki leśnej na terenach górskich na wybrane elementy środowiska – aktualny stan wiedzy" autorstawa Andrzeja Norberta Affeka). Artykuł przedstawia przegląd literatury naukowej i podsumowuje szereg badań przeprowadzonych w różnych krajach w ostatnich dziesięcioleciach na temat wpływu gospodarki leśnej na uszkodzenia gleby, erozję oraz osuwiska, a także jej związek z występowaniem powodzi.
Zmechanizowany pozysk drewna i stosowanie ciężkiego sprzętu powoduje ściśnięcie gleby (kompakcja) i spadek jej zdolności do tzw. infiltracji (t.j. wsiąkania wody w głebsze warstwy ziemi) oraz przewodnictwa hydraulicznego. To z kolei nasila spływ powierzchniowy i erozję wodną czyli zjawisko spłukiwania na stokach. Efekt ten może wystąpić już po jednokrotnym przejechaniu ciężkim sprzętem i może utrzymywać się w koleinach dróg zrywkowych przez wiele lat.
Ponadto kompakcja zmniejsza dostepność tlenu i wody dla korzeni i mikroorganizmów i tym samym prowadzi do obniżenia produktywności lasu.
W dojrzałym lesie zbliżonym do naturalnego (jednak również w lasach gospodarczych) zdolność infiltracyjna gleby i jej przewodnictwo hydrauliczne jest stosunkowo wysokie. Woda opadowa przenika do gleby i przemieszcza się stopniowo do potoków w formie przepływu podpowierzchniowego (przykładowo w Gorcach na zalesionych stokach o nachyleniu 28 stopni tempo spłukiwania wynosi 1,9 – 16,3 kg/ha). Jednak zaburzenia, naturalne typu pożary bądź wynikające z działalności człowieka czyli gospodarki leśnej, mogą dramatycznie zwiększyć tempo erozji do nawet ponad 100 t/ha.
Na terenach górskich zwłaszcza zrywki najbardziej przyczyniają się do erozji. Po intensywnych opadach deszczu sztucznie „ściśnięta“ gleba zostaje maksymalnie wysycona wodą, po czym woda zaczyna spływać powierzchniowo. Ten spływ powierzchniowy zostaje nasilony w skutek przechwytywania przepływu podpowierzchniowego przez drogi zrywkowe wcinające się w stoki. Skala przechwytywania spływu podpowierzchniowego przez drogi zależy od występowania i położenia warstw trudno przepuszczalnych. Jeśli warstwa ograniczająca wsiąkanie zostanie odsłonięta w podcięciu drogowym, wówczas większa część przepływu podpowierzchniowego zostanie przechwycona przez drogę.
Drogi zwiekszaja tempo erozji wodnej i przyspieszaja spływ wody opadowej do potoków. Jak pokazują badania, erozja wodna na szlakach zrywkowych może być ponad trzykrotnie większa niż na obszarze sąsiadujących drzewostanów.
Erozja jest większa na silnie nachylonych stokach i na słabo związanym podłożu np. na fliszu. Należy pamiętać, iż Beskidy są zbudowane z fliszu karpackiego, który chakteryzuje się wysoką przepuszczalnością i tym samym niską retencją wody.
Również prowadzenie dróg zgodnie ze spadkiem stoku i bezpośrednie przecinanie sie dróg i potoków dodatkowo wzmaga erozję i przenoszenie osadów do potoków. Z taką sytuacją mieliśmy do czynienia w potoku Olszówka na stokach Szyndzielni, który wczesną wiosną został zasypany żwirami i kamieniami z przecinającej go drogi leśnej o czym alarmowały media (WitajBielsko.pl: Katastrofa ekologiczna w Beskidach. Dewastacja potoku podczas prac leśnych, Wyborcza.pl: Potok w Beskidach został zawalony kamieniami. Aktywiści alarmują, że to efekt budowy leśnej "autostrady").
W przeciwienstwie do dynamiki erozji wodnej, tempo erozji osuwiskowej zaczyna istotnie rosnąć dopiero kilka lat po pozyskaniu drewna. Głęboko zakorzenione drzewa i krzewy podwyższaja spoistość płytkiej pokrywy glebowej. Pozyskanie drewna zmniejsza siłę stabilizujacą korzeni do dwóch dekad po ścince. W licznych badaniach w stromym, zalesionym terenie odnotowano znaczący (aż do dziesieciokrotnego) wzrost aktywności osuwisk w okresie 3–15 lat po pozyskaniu drewna. Jest to związane ze stopniowym pogarszaniem się wytrzymałości korzeni sciętych drzew przy jednocześnie słabo rozwiniętym systemie korzeniowym młodych drzew.
Ryzyko osuwisk jest szczególnie nasilone na drogach leśnych (średnio 25–350 razy większe niż w lasach nie eksploatowanych gospodarczo). Obszary szczególnie podatne na osuwiska to naturalne wgłębienia na stokach, które gromadzą wodę podpowierzchniową i gdzie już wcześniej odnotowano ślady erozji osuwiskowej. W stromym terenie drogi leśne prowadzące w poprzek stoku (drogi stokowe, tzw. trawersy) mają na ogół najwiekszy destabilizujacy wpływ z powodu przechwytywania wód podpowierzchniowych oraz przeciążania i podcinania stoków.
Przytoczone w artykule badania pokazują również związek pozyskiwania drewna ze zwiększaniem odpływu wód ze zlewni (t.j. obszaru, z którego wody spływają do np. danej rzeki) i tym samym ryzyka powodzi. Zależność taką zaobserwowano szczególnie w klimacie umiarkowanym, gdzie roczny opad przekracza 500 mm (roczne opady w Bielsku-Białej dochodzą do 1200 mm) oraz kiedy pozysk drewna przekracza 20% drzewostanu. Zwiększenie przepływu następuje głównie w latach bezpośrednio po wycince, jednak efekt ten może utrzymywać się nawet do ponad 50 lat.
Efekt ten jest spowodowany po pierwsze przez usuwanie roślinności wskutek wycinek i tym samym ograniczenie zatrzymywania wody opadowej przez szatę roślinną, a po drugie przez wspomniane wcześniej oddziaływanie dróg zrywkowych na zmiany w systemie odprowadzania wody na terenach górskich. Dodatkowo może działać efekt synergii między tymi zjawiskami: na terenach pozbawionych roślinności podnosi się poziom wód podziemnych, które następnie mogą być przechwytywane przez wcinające się w zbocza drogi zrywkowe. Powolny odpływ podpowierzchniowy jest zastępowany szybkim przepływem powierzchniowym. Powrót systemu hydrologicznego do stanu sprzed wycinki jest niezwykle powolny i może zająć nawet 80 lat.
Jak widać, badania jednoznacznie pokazują związek między wycinkami lasów a zmianami w systemach hydrologicznych i ryzykiem erozji gleby, osuwisk i powodzi. W Polsce, przy znacznej bliskości gęstej zabudowy i stoków góskich, ryzyka z tym związane są znaczne. Ostatnia powódź błyskawiczna w Bielsku-Białej pokazała realność zagrożenia i ogrom kosztów z nim związanych.
Dodatkowo, uwględniając koszt budowy dróg zrywkowych w górach i związany z tym fakt, że większość nadleśnictw w Polce położonych w terenach górskich jest deficytowa, należy zastanowić się nad sensem pozyskiwania drewna na terenach górskich.
Zapraszamy do zapoznania się z oryginalnym tekstem artykułu :)
„Wpływ gospodarki leśnej na terenach górskich na wybrane elementy środowiska – aktualny stan wiedzy"
Fot 2. Osuwisko na drodze leśnej (Szyndzielnia, Bielsko-Biała)
Fot 3 i 4. Potok Olszówka zdewastowany materiałem skalnym pochodzącym z przecinającej go drogi zrywkowej (Szyndzielnia, Bielsko-Biała).
I jeszcze obserwacje i refleksje po spacerze po lesie krótko po ulewie :)
(Beskid Mały, Lipnik, Wróblowice, Bielsko-Biała): Lasy leją wodę? Fundacja Mysikrólik