Do českých vod se dostává čím dál víc živin jako fosfor a dusík, které tak způsobují celou řadu problémů: od úhynů ryb, bujení vodního květu až po obrovské emise metanu – tedy druhého nejsilnějšího skleníkového plynu. Problém má přitom podle expertů řešení.
Metan je skleníkový plyn, který se na globálním oteplování podílí zhruba dvaceti procenty. Jeho emise rostou, přibližně polovina z nich se dostává do atmosféry v podstatě přirozeně hlavně ze sladkovodních ekosystémů. V mokřadech, jezerech a řekách mikroorganismy rozkládají zbytky rostlin a živočichů bez přístupu kyslíku a za vzniku metanu. Jenže i tyto přírodní procesy výrazně ovlivňuje lidská činnost. Opatření v krajině na snížení emisí metanu jsou přitom známá a účinná.
„Díky tomu, že metan z atmosféry mizí díky samovolným chemickým reakcím zhruba za deset let po uvolnění, mohou opatření na snížení jeho emisí rychle účinkovat: koncentrace metanu bude nižší a tím se zpomalí i růst globální teploty. Oxid uhličitý se oproti tomu hromadí a přetrvává v atmosféře stovky let. Tudíž opatření na snížení jeho emisí mají nižší účinek v krátkém časovém horizontu,“ vysvětluje Adam Bednařík z Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd.
Zdroje metanu spojené s lidskou činností, jako je využívání fosilních paliv, odpadové hospodářství nebo zemědělství, a ty spjaté s přírodními procesy se podle Bednaříka podílí na globálních emisích zhruba půl na půl. Velká část emisí metanu jde tedy teoreticky na vrub přírodním procesům. „Ukazuje se ale, že tomu tak není a i produkce metanu v přírodě je silně ovlivněna lidskou činností. Z mnoha studií vyplývá, že vodní ekosystémy v urbanizované nebo silně obhospodařované krajině uvolňují podstatně vyšší emise metanu než ty obklopené relativně přírodním prostředím,“ argumentuje vědec, který se právě na toky metanu specializuje.
O třetinu vyšší emise metanu z vody do konce století
Emise metanu z vody se zvedají kvůli vyššímu přísunu základních živin jako fosforu či dusíku do vody. „Vzniká tak víc rostlinné biomasy, hlavně řas a sinic, které následně odumírají a při jejich rozkladu se rychle vyčerpá kyslík. Velká část jejich hmoty je pak rozložena bez přístupu kyslíku, což vede ke zvýšené produkci metanu,“ popisuje Bednařík.
A doplňuje: „Za normálních podmínek, tedy bez zvýšeného přísunu těchto živin, by nárůst organické hmoty nebyl tak velký a kyslík spotřebovaný během jejího rozkladu by se stačil částečně doplňovat. Odhady říkají, že zvyšujícím se přísunem živin do vodních ekosystémů by mohly emise metanu vzrůst minimálně o třetinu do konce tohoto století.“
Klíčový je přitom podle něj fosfor, který se do vod dostává především s nedostatečně vyčištěnými odpadními vodami, případně z polí nebo intenzivně obhospodařovaných rybníků. „Z hodnocení ekologického stavu našich vod přes všechny snahy o odstraňování fosforu stále vyplývá, že v nevyhovujícím stavu je zhruba devadesát procent útvarů povrchových vod. Může za to hlavně moc vysoký obsah fosforu a v případě řek také nevyhovující kyslíkové poměry,“ zdůrazňuje hydrobiolog. Obojí podle něj přímo souvisí se zvýšenou produkcí metanu.
Problém jménem sedimenty
Na emise má taky výrazný vliv složení usazenin na dně vodních toků a ploch. Přísunem jemnozrnného materiálu z povodí zejména vlivem vodní eroze dochází k „ucpávání“ dna, čímž se omezuje výměna látek mezi dnem a povrchovou vodou, což vede mimo jiné opět ke snížení obsahu kyslíku v usazeninách neboli sedimentech. „Jemnozrnné sedimenty obsahují také větší podíl organické složky dostupné k rychlému rozkladu a nabízí relativně větší povrch pro kolonizaci mikroorganismů než hrubozrnné sedimenty. To vše vede k vytvoření optimálních podmínek pro vznik metanu,“ podotýká Bednařík.
Podle statistik ministerstva zemědělství je polovina tuzemské zemědělské půdy ohrožena vodní erozí a jejím vlivem ročně dochází ke ztrátě milionů tun ornice, která zčásti končí v řekách, rybnících a přehradách. Jednotlivé i drobné vodní toky tak přenášejí stovky tun splavenin za rok, které se na mnoha místech uloží a výrazně tak mění zrnitost sedimentu. Sedimenty se lépe ukládají na místech s pomalým prouděním vody.
Takovými místy jsou například úseky nad jezy. Na řece Moravě vědci z Czechglobe a Univerzity Palackého v Olomouci před lety změřili, že v důsledku toho může v nadjezích unikat do ovzduší zhruba čtyřicetkrát více metanu než z běžných říčních úseků. Studie z Velké Británie pak ukázala, že kvůli intenzifikaci tamního zemědělství po roce 1940 a zvýšenému vnosu jemných částic do vodních toků došlo ke ztrojnásobení emisí metanu. Podle studie by se bez dalšího zanášení vod emise metanu z vodních toků snížily o sedmdesát procent, vypočítává hydrolog.
Účinky jemných sedimentů a zanášení živinami ještě podporuje rostoucí teplota. Ta vede jednak k urychlení rozkladu organické hmoty, ale také ke snížení obsahu rozpuštěného kyslíku ve vodě.
Emise metanu z vodního prostředí nejsou dány jen jeho produkcí, ale jsou výsledkem bilance mezi jeho tvorbou a spotřebou v ekosystému. Mikroorganismy, využívající metan jako zdroj uhlíku a energie, dokáží při dostatečném množství kyslíku většinu metanu spotřebovat (zoxidovat) ještě dříve, než se stihne uvolnit do ovzduší. Tyto bakterie tak působí jako účinný filtr a podíl takto odstraněného metanu se běžně pohybuje mezi padesáti a devadesáti procenty. Jenže kyslíku, který je k této „filtraci“ nutný, z vod ubývá a mikroorganismy tudíž nedokáží odčerpávat metan tak efektivně.
Méně jezů, více přirozených úseků řek a regenerativní zemědělství
Téměř polovina veškerých emisí metanu pochází z přírodních zdrojů, takže i jejich malý nárůst může vynulovat přínosy opatření cílených na snižování emisí metanu z jiných sektorů lidské činnosti – kde stojí snižování emisí často obrovské množství zdrojů. Opatření na zlepšení kvality vod, zvýšení biodiverzity a zmírnění eroze na zemědělských půdách mají značný dopad na snížení emisí metanu a nejsou ani zdaleka tak drahá a náročná.
A pokud se provedou správně, pak mají podle Bednaříka ještě celou řadu dalších pozitivních dopadů na krajinu. „To, že emise metanu z vodních ekosystémů souvisejí s hospodařením lidí v krajině, zároveň umožňuje emise snižovat pomocí konkrétních opatření v krajině: například obnovení dynamiky říční krajiny díky napojení starých odstavených říčních ramen, které proběhlo na řece Dyji na česko-rakouské hranici, ve výsledku může vést i ke snížení emisí metanu ze zanášejících se starých ramen,“ vysvětluje vědec.
Podobně účinné může být podle jeho zkušeností i odstraňování starých příčných bariér, jako jsou jezy a hráze, na vodních tocích za účelem zlepšení prostupnosti toku pro pohyb vodních organismů. Významnou roli hrají také inovativní postupy v rámci regenerativního zemědělství, které vedou ke snížení eroze v povodí i většímu zadržení živin v půdě, dodává expert.
