Lesné požiare a ich dopady

Od tropických až po boreálne oblasti sú lesné požiare bežným javom. Okrem ovplyvňovania ekologických procesov (biotických alebo abiotických) vytvárajú tiež diverzitu krajiny a ovplyvňujú geobiochemické cykly.

V oblastiach, kde sa požiare vyskytujú pravidelne, sa ekosystém prispôsobil častým disturbanicám a vyvinul si mechanizmy ako sa tomuto živlu brániť (napr. hrubou kôrou), ale aj ako požiar využívať vo svoj prospech (pod vplyvom vysokých teplôt počas požiaru sa otvárajú šišky niektorých ihličnanov). Na druhej strane však požiare vplývajú na ekosystémy deštrukčne. Pokiaľ nie je ekosystém tomuto živlu prispôsobený, dochádza k výraznému zníženiu biodiverzity, dôsledkom čoho dochádza k poškodeniu pôdy a následnej erózii. Postihnuté oblasti vykazujú zmeny vodného režimu,  obsahu a zloženia živín a ich cyklu, fyzikálnych a chemických vlastností pôdy.

Lesné požiare a požiare prírodného prostredia každoročne ohrozujú lesné ekosystémy, ale aj samotného človeka a jeho majetok čím spôsobujú priame a nepriame škody. Priamou škodou môžeme označiť zničenie alebo poškodenie živých stromov, znehodnotenie drevnej hmoty, ktorá sa vyskytuje na mieste požiaru, znehodnotenie resp. narušenie iných produkčných či mimoprodukčných funkcii lesa. Nástup rôznych škodcov prípadne fyziologické oslabenie lesných porastov môžeme hodnotiť ako škody nepriame.

Pre posúdenie rizika vzniku požiaru boli vyvinuté rôzne „meteorologické požiarne indexy“, ktoré zohľadňujú pôsobenie viacerých meteorologických prvkov (teplota, vlhkosť, zrážky a vietor). Zápalný potenciál organického materiálu sa v európskych podmienkach hodnotí najčastejšie pomocou tzv. kumulatívnych indexov (napr. Nesterovov index, Baumgartnerov index, Angströmov index, Kanadský požiarny idnex a i.).

V období možného výskytu lesných požiarov (apríl – október) SHMÚ denne aktualizuje stupeň požiarneho nebezpečenstva v lesoch: na Klimatickej dennej mape.

Vplyv požiaru na pôdu

Požiar patrí k najdôležitejším faktorom, ktoré ovplyvňujú ekosystém. Požiare môžu produkovať niekoľko zmien v krátkodobom/dlhodobom horizonte v krajine a v systéme pôdy. Rozsah týchto zmien vyvolaných požiarmi v zložkách ekosystémov závisí od požiarnych vlastností a faktorov životného prostredia. Medzi najvýznamnejšie dopady patrí zníženie vegetačného krytu, ukladanie popola po spaľovaní biomasy, zvýšenie hydrofóbnosti pôdy a zmeny v štruktúre pôdnych zložiek.

Oheň môže vyvolať fyzikálne, chemické a biologické zmeny pôdnych vlastností a vplýva na pôdu v podstate dvojakým spôsobom: priamo, v dôsledku spaľovania organickej hmoty, a nepriamo, v dôsledku zmien v ostatných zložiek ekosystému, ako je napríklad zníženie vegetačného krytu alebo zmena flóry. Závažnosť týchto vplyvov je silne závislá na intenzite, trvaní a frekvencii požiaru. Občasné požiare neovplyvnia zelený porast, nespôsobujú vážne dôsledky, a vo väčšine prípadov majú vplyv len na veľmi malú hĺbku pôdy. Dlhšie, opakujúce sa požiare, v ktorých vysoké teploty spotrebúvajú väčšinu vegetačného krytu, môžu viesť k rozdielom vo fungovaní pôdy. V týchto prípadoch je doba potrebná na opätovné vrátenie sa krajiny do pôvodného stavu veľmi dlhá, alebo zmeny sa stávajú trvalými.

Intenzita požiaru – určuje množstvo uvoľneného tepla z požiaru, vyjadrené ako množstvo energie na jednotku plochy požiaru (W.m-2).

Závažnosť požiaru – súvisí s poškodením vegetácie na povrchu a pod povrchom (dopad). Tento termín vznikol pre potrebu opísať intenzitu požiaru, akou bolo postihnuté dané prostredie.

intenzita požiaru.png
vysoká (vľavo) a nízka (vpravo) závažnosť lesného požiaru

Pôda je najvrchnejšia časť zemskej kôry, ktorá je zložená z minerálnych a organických častíc.

Organická zložka pôdy je tvorená živou (korene rastlín, mikroorganizmy, bezstavovce malé a veľké stavovce) a odumretou, neživou hmotou (väčšinou opadnutá kôra stromov, odumreté stromy, vetvy, lesná hrabanka a humus). Je dôležitým faktorom pre udržateľnosť ekosystému, pretože poskytuje živiny, vodu a oporu pre rastliny. Taktiež ďalšou významnou funkciou pôdy je jej schopnosť absorbovať vodu.

Veľkosť dopadu požiaru na pôdu závisí od týchto troch faktorov:

  • množstva paliva na danom území
  • intenzity požiaru
  • času, ktorý uplynie medzi požiarom a dažďom .

Dôležitou vlastnosťou pôdy je hydrofóbnosť. Jednoducho povedané hydrofóbnosť popisuje ako rýchlo resp. pomaly sa vsiakne voda do pôdy.

zhorená zem.png

Štruktúra pôdy sa mení hneď so vznietením organickej zložky. Tento jav môže byť pozorovaný na zmene farby z hnedej/čiernej na žltú/oranžovú alebo červenú. V niektorých výnimočných prípadoch sa ílovité zeminy spečú do červených úlomkov pripomínajúcich tehlu. Toto spôsobí, že sa zničí väzba medzi organickými časticami pôdy. Najvrchnejšia časť pôdy sa stáva pórovitá a pod ňou vzniká nepriepustná vrstva, čím dochádza k zmene hydrofóbnosti pôdy.

Ak je medzi požiarom a dažďom malý časový odstup môže to mať devastačný účinok na prostredie. Dážď za takýchto podmienok nebude absorbovaný vegetáciou ale dopadne na holú zem, kde sa bude šíriť po povrchu. Hydrofóbna vrstva na niektorých miestach nemusí byt spojitá, takže voda vsiakne. Za takýchto okolností začnú vznikať maličké potôčiky, ktoré sa neskôr rozšíria do veľkých bahno tokov a zosuvov pôdy (Scott et al., 2014).

Vplyv požiaru na vodu

Miera vplyvu požiarov na kvalitu vody závisí do značnej miery od povahy vegetačného krytu a fyzikálnych a chemických vlastností spálenej plochy. Veľké a rýchlo tečúce potoky môžu vyzdvihnúť a odplaviť veľké množstvo trosiek, sedimentov a chemikálií, ktoré významne ovplyvňujú kvalitu vody. Na druhej strane, v jazerách a rybníkoch, kde je malý alebo žiadny vstupy vody, a to najmä v období sucha, sa môžu prejaviť nepriaznivé účinky lesných požiarov na kvalite vody omnoho intenzívnejšie.

Primárne vplyvy na zmenu kvality vody po požiaroch, sú okrem iných napríklad aj to, že:

  • horiaca vegetácia uvoľňuje živiny obsiahnuté v rastlinách, vrátane dusičnanov, čpavku a fosfátu. Zvýšené koncentrácie živín, najmä dusičnanov, môžu byť problémom, ak sa uvoľnené živiny dostanú do zdrojov pitnej vody. V prípade vysokých koncentrácií amoniaku môže byť uvoľnené množstvo toxické pre ryby a ďalšie vodné živočíchy.,
  • zavedenie sutiny a sedimentu, vrátane čierneho popola, zo spálenej vegetácie do vodných tokov. V období bezprostredne po požiari uvedené môže viesť k úhynu rýb tým ochudobňovanie vôd o kyslík,
  • zavedenie chemických látok použitých počas hasenia požiaru do vodných tokov.

 Vplyv požiaru na ovzdušie

Požiare krajiny sa dávajú do súvisu s problematikou globálneho otepľovania už pár desaťročí. Argument poukazujúci na túto súvislosť je celkom jednoduchý – svet sa otepľuje a nedostatok zrážok, ktoré by kompenzovali tento nárast vedie v mnohých oblastiach k vysušovaniu. Dôsledkom vysušovania je krajina náchylnejšia na vznik požiarov, ku ktorým dochádza čoraz častejšie. Požiare majú obrovský dopad na životné prostredie, s ohľadom na množstvo spálených hektárov lesa a s účinkami na flóru a faunu v postihnutých oblastiach.

Aby bolo možné plne posúdiť vplyv požiarov na znečistenie ovzdušia, je potrebné vziať do úvahy dym vznikajúci pri požiaroch vzhľadom k tomu, že obsahuje chemické látky, ktoré môžu byť toxické. Dym z požiarov vždy obsahuje častice, ktoré pochádzajú z nedokonalého spaľovania.  Výraz “častice” sa týka malých častíc, a to ako pevných a kvapalných, ktoré môžu byť prítomné v atmosfére. Nebezpečenstvo týchto častíc závisí od ich veľkosti; menšie ľahšie prenikajú do ľudského respiračného systému, a tým spôsobujú problémy (podráždenie, dýchacie ťažkosti, atď).

Oxid uhoľnatý a ozón

Dym sprevádzajúci požiar môže tiež obsahovať niektoré nebezpečné plynné zlúčeniny, ako sú oxid uhoľnatý (CO) a ozónu (O3).

  • CO je vdýchnutím veľkého množstva jedovatý
  • O3 je dráždivý pre dýchací systém. Okrem toho je veľmi reaktívny, môže reagovať s inými druhmi prítomnými v atmosfére a tvoriť toxické zlúčeniny.

Toxické látky prítomné v dyme počas požiaru môžu významne ovplyvniť kvalitu ovzdušia. Tento účinok môže byť značný nielen v oblasti samotného požiaru, ale aj na vzdialenosť niekoľkých kilometrov od miesta vzniku požiaru.

Vplyv skleníkových plynov na klímu

V posledných rokoch začali vedci skúmať, či emisie z požiarov môžu mať vplyv na klímu. Jedným z dôvodov je to, že oxid uhličitý (CO2) vznikajúci počas požiaru je skleníkový plyn. Jeho rastúca koncentrácia v atmosfére (podľa niektorých vedcov) spôsobuje globálne otepľovanie a okysľovanie oceánov.

šipka.png

  • vzhľadom k intenzívnejšiemu výskytu požiarov sa tvorí vyššie množstvo CO2,
  • vymiznutie veľkých plôch lesa, ako úložiska uhlíka, v dôsledku požiarov môže mať významný vplyv na klímu.
sklenik
Skleníkový efekt atmosféry

Oheň zohráva dôležitú úlohu v „lesnom” cykle uhlíka. Počas požiarov sa spolu s ostatnými plynmi produkuje CO2  a dochádza tiež k stratám lesnej vegetácie (stromy, kríky, rastliny, ostatná biomasa). Časť hmoty sa pri horení premieňa na drevné uhlie, v ktorom sa uhlík viaže natrvalo. Zvyšok zostáva v zmenenej forme. Zostávajúce živé stromy pokračujú vo svojej úlohe v prebiehajúcom cykle uhlíka. Mŕtve stromy sa postupne rozložia, ich uhlík sa buď uvoľní do atmosféry alebo vytvorí nový pôdny uhlík. Životný cyklus lesa sa zopakuje. Nový les pri raste pohltí obrovské množstvá CO2  a (zjednodušene povedané) tak vykompenzuje množstvá uvoľnené do atmosféry počas požiaru.

uhlik les požár.png

Na záver:

Množstvo oxidu uhličitého v atmosfére za posledných minimálne 800–tisíc rokov nepresiahlo hranicu 300 čiastočiek z milióna (ppm). Prvýkrát sa tak stalo v roku 1950 a koncentrácia odvtedy rastie rekordným tempom.

  • Maximálna bezpečná hranica pre atmosferický oxid uhličitý je 350 ppm.
  • Priemerná hodnota za august 2015 je 398,82 ppm.