Środki oparte na zasobach przyrody przeciwko opadom skalnym nad lasami w regionie Engadin w Szwajcarii

Lasy są szczególnie narażone na ekstremalne zdarzenia. W porównaniu z powolnymi procesami zachodzącymi w lesie (wzrost, rozmieszczenie nasion, zdolność adaptacji genetycznej itp.) zmiana klimatu grozi wystąpieniem w tempie, które przytłacza naturalne procesy adaptacyjne. Istotne produkty i usługi leśne, takie jak ochrona przed zagrożeniami naturalnymi, mogą zostać ograniczone lub zniknąć z powodu zmiany klimatu. Ekosystemy lasów alpejskich są już dotknięte wieloma skutkami wywołanymi przez klimat, np. wyższą śmiertelnością drzew, większą liczbą katastrof związanych z gatunkami agrofagów, większym deficytem wody i większą częstotliwością pożarów lasów, co zmniejsza rolę lasów w ochronie przed wodospadami, osuwiskami i lawinami. Na przykład w lasach ochronnych w Szwajcarii zaobserwowano poważne ogniska korników, wynikające z zimowej burzy w Lothar w 1999 r. i suchego lata w 2003 r. Takie epidemie nigdy wcześniej nie miały miejsca na tej wysokości.

Jak przedstawiono w sprawozdaniu EEA pt. „Zmianaklimatu, skutki i podatność na zagrożenia w Europie”,główne czynniki klimatyczne wpływające na lasy alpejskie to: wzrost temperatury wyższy niż średnia światowa; od końca XIX^{wieku do} końca^XX wieku w regionie alpejskim odnotowano całkowity średni roczny wzrost temperatury o około 2 °C, prawie dwukrotnie wyższy niż średnia na półkuli północnej, (ii) zaobserwowany wzrost rocznych opadów na północnym zachodzie i spadek na południowym wschodzie Alp, (iii) wyraźną zmienność wzorców opadów (tj. spadek opadów sezonowych w lecie i wzrost opadów w zimie na północnym zachodzie), a także zmianę intensywności ekstremalnych zdarzeń pogodowych.

Przewiduje się ogólne przesunięcie szczytów opadów z lata na zimę w większości Alp, podczas gdy południe i południowy wschód staną się znacznie suchsze we wszystkich porach roku. Ponadto w całym regionie alpejskim spodziewany jest wzrost intensywności i częstotliwości ekstremalnych zdarzeń pogodowych (ciężkie opady deszczu, okresy suszy, fale upałów, a być może również burze), co doprowadzi do tego, że system hydrologiczny lasów będzie bardziej wrażliwy na ekstremalne zdarzenia pogodowe.

Ponadto lasy alpejskie, inne niż zagrożenia związane z klimatem, takie jak grawitacyjne ruchy masowe (np. przepływy śmieci i osuwiska), procesy ulewne i powodzie, są bardzo podatne na powiązane skutki klimatyczne, takie jak zwiększona erozja gleby, degradacja wiecznej zmarzliny i destabilizacja zboczy górskich. Ekstremalne zdarzenia, takie jak intensywne opady i burze, mogą następnie określić zwiększone ryzyko upadków skalnych i osuwisk w tak zdegradowanej glebie i lesie w warunkach stresowych. Ogranicza to obszary odpowiednie do zasiedlenia, wzmacniając konkurencję między różnymi formami użytkowania gruntów i bezpośrednio wpływając na infrastrukturę transportu i dystrybucji energii. Ryzyko opadu skały – od kawałków żwiru po skały wielkości pięści, które mogą przeniknąć przez dach samochodu – wymaga również regularnego oczyszczania jezdni. Znaki na asfalcie i naprawionych obszarach również świadczą o takich wydarzeniach. Na drodze Fuorn Pass w regionie Engadin w Szwajcarii potencjalny obszar inicjacji w masywnych pękniętych ścianach skalnych nad przełęczą rozciąga się od około 600 m do 2100 m n.p.m. Nachylenie w tym obszarze częściowo przekracza 45 stopni.

Środki przystosowawcze powinny ograniczyć istniejące zagrożenia, zwiększyć zdolności przystosowawcze poprzez starannie zaplanowaną regenerację gatunków leśnych i ograniczyć przyszłe zagrożenia. Określone obszary działania obejmują krytyczną ochronę lasów pełniących funkcję ochronną, w których występuje połączenie niewystarczającej regeneracji (tj. zmiana klimatu zachodzi w tempie przekraczającym naturalne procesy przystosowawcze w porównaniu z powolnymi procesami zachodzącymi w lesie, takimi jak wzrost roślin, rozmieszczenie nasion, genetyczne zdolności przystosowawcze itp.) oraz zmniejszoną stabilność.

Lasy zapewniają skuteczniejszą ochronę przed zagrożeniami naturalnymi niż dotychczas uważano nawet ekspertów w tej dziedzinie. Utrzymanie lasów jest znacznie tańsze niż budowa kosztownych konstrukcji technicznych. Ale czy lasy mogą zagwarantować podobny poziom bezpieczeństwa jak środki strukturalne? Metoda Protect Bio umożliwia ocenę tej usługi ochrony opartej na przyrodzie. W ramach tego projektu opracowano metodę umożliwiającą określenie wpływu lasu i innych środków ochrony biologicznej oraz ich dokładne uwzględnienie w projektach ochrony przed zagrożeniami. Metoda ta ma na celu ocenę funkcji ochrony lasów przed zagrożeniami naturalnymi lub potrzebą wdrożenia technicznych środków ochronnych (tj. barier lub sieci) w celu zapobiegania uszkodzeniom spowodowanym opadami skalnymi. Metoda ta została zastosowana w praktyce po raz pierwszy na drodze Fuorn Pass, która łączy Zernez w dolinie Engadin z Val Müstair.

Droga Fuorn Pass, w pobliżu Zernez w regionie Engadin (Szwajcaria), to około 800-metrowy odcinek drogi. Ryzyko opadu skalnego w tym obszarze zostało przeanalizowane za pomocą metody Protect Bio. Zdarzenia skalne zarejestrowane w przeszłości, mapy przeszłych zdarzeń i scenariusze oparte na strukturalnych obserwacjach geologicznych pozwalają opisać ryzyko opadu skalnego: analiza pokazuje obszary, w których można spodziewać się opadu skalnego i jak często takie zdarzenia mogą wystąpić. Model matematyczny został również użyty do symulacji konsekwencji zdarzeń skalnych. Na podstawie trójwymiarowego modelu terenu komputer oblicza tor opadu skalnego i siły uwalniane przez różne rozmiary skał i głazów.

Metoda Protect Bio umożliwia również uwzględnienie w ocenie ryzyka roli biologicznych środków ochronnych zapewnianych przez lasy przed zagrożeniami naturalnymi (skałami, osuwiskami, lawinami itp.). Gradient terenu, gęstość łodygi i inne czynniki są uwzględniane w symulacji w celu określenia zdolności ochrony lasu.

W przypadku drogi Fuorn Pass w pobliżu Zernez wyniki pokazały, że na około połowie dotkniętego odcinka drogi nie są potrzebne sieci opadowe. W tej części funkcja ochronna zapewniana przez istniejące lasy jest wystarczająca, aby zapewnić ochronę przed zdarzeniami o okresie powrotu krótszym niż 1–30 lat. Jako tani środek uzupełniający ścięte drzewa można ułożyć poprzeczkę do stoku. Techniczne i droższe środki (takie jak sieci) są potrzebne tylko na odcinkach drogi, na których las jest cienki.

Na podstawie wcześniejszych ocen – w których często ignorowano niewystarczająco wymierny wpływ lasu ochronnego jako naturalnej przeszkody – na większości przedmiotowego odcinka drogi należałoby zbudować sieci opadowe lub inne bariery ochronne. Dzięki metodzie Protect Bio funkcja ochrony lasów została oceniona i promowana jako środek adaptacyjny w oparciu o dokładną ocenę ryzyka i analizę kosztów i korzyści. Zastosowanie tej metody pozwoliło zatem zaoszczędzić miliony euro na technicznych konstrukcjach ochronnych, które zostały ocenione jako niepotrzebne.

W projekcie „Skuteczność środków ochrony biologicznej” (znanym również jako Protect Bio) uczestniczyli następujący partnerzy:

• FOEN - Federalny Urząd Ochrony Środowiska: osuwiska, lawiny i leśny odcinek ochronny;
• Kanton Gryzoni: Urząd ds. Lasów stanowiący zagrożenie naturalne; Biuro Inżynierii Lądowej;
• Gmina Zernez: Służba leśna.

Opracowana metoda obejmuje różne narzędzia i podejście analityczne, które umożliwiają określenie wpływu lasu i innych środków ochrony biologicznej oraz ich dokładne uwzględnienie w projektach ochrony przed zagrożeniami, oszczędzając koszty związane z wdrożeniem niepotrzebnych technicznych struktur ochronnych.

Rola służb leśnych zajmujących się ochroną przed zagrożeniami naturalnymi, takimi jak lawiny, osuwiska i przepływy śmieci, jest jednak raczej trudna do oceny i określenia ilościowego; Dane nie są dostępne we wszystkich lokalizacjach.

Około połowa obszaru leśnego Szwajcarii jest sklasyfikowana jako las ochronny. Lasy ochronne były zaniedbywane przez dziesięciolecia, dopóki podejście oparte na zmienionym prawodawstwie leśnym wprowadzonym w 1991 r. nie zobowiązało kantonów do zapewnienia utrzymania lasów ochronnych. Las ochronny zdefiniowano jako „las, który może zapobiec rozpoznanym potencjalnym szkodom wynikającym z istniejącego zagrożenia naturalnego lub zmniejszyć związane z nim ryzyko”. Od tego czasu władze federalne, kantony i gminy przeznaczają rocznie około 145 mln EUR na utrzymanie lasów chronionych. Stanowi to dobrą inwestycję, ponieważ wartość ekonomiczną lasu ochronnego, związaną ze zmniejszeniem ryzyka dla osiedli i szlaków komunikacyjnych, szacuje się na 3,8 mld EUR rocznie.  

Konsekwentne stosowanie Protect Bio w całej Szwajcarii mogłoby umożliwić zaoszczędzenie milionów euro na technicznych konstrukcjach ochronnych; jeszcze bardziej zwiększa to wartość lasu ochronnego.

Kamień milowy w wykorzystaniu zasobów naturalnych został osiągnięty w XIX^wieku wraz z decyzją o wprowadzeniu zrównoważonych praktyk zarządzania w celu ochrony lasów. Obecnie szwajcarskie prawodawstwo leśne jest uznawane na arenie międzynarodowej i reguluje w sposób kompleksowy różne funkcje lasu zarówno dla ludzi, jak i jako siedliska zwierząt i roślin. Zachęcając do naturalnej i zrównoważonej gospodarki leśnej, zapewnia ona również możliwość stałego wykorzystywania drewna, lokalnego zasobu naturalnego. Ponadto w ustawie o lasach odniesiono się do kluczowej roli lasów w ochronie przed zagrożeniami naturalnymi. ForA przyznaje lasom wyjątkową pozycję w użytkowaniu gruntów: chroni ją zarówno pod względem rozprzestrzeniania się, jak i rozmieszczenia przestrzennego. Głównym instrumentem jest ogólny zakaz wylesiania. Oprócz ochrony lasów i różnych funkcji, jakie pełnią, ForA ma również na celu zarządzanie lasem z poszanowaniem przyrody i zachęcanie do zrównoważonego wykorzystywania drewna jako zasobu naturalnego.

Powodzie, lawiny, osuwiska i osuwiska skalne często występują w Szwajcarii i często mają znaczną skalę. Ustawa o inżynierii hydraulicznej (HEA) i ForA regulują sposób organizowania ochrony przed tymi naturalnymi zagrożeniami, czego wymagają kantony. Konstruując konstrukcje ochronne i sporządzając mapy zagrożeń naturalnych, mogą zwrócić się do Konfederacji o wsparcie eksperckie i finansowe. Różne środki mają na celu ochronę ludzi i cennego mienia. Najlepszym sposobem na to jest odpowiednie wykorzystanie przestrzeni. Planowanie przestrzenne musi zapewniać, aby na obszarach narażonych na zagrożenia naturalne nie powstawały żadne budynki ani infrastruktura. Lasy ochronne są również uważane za środek poprawy ochrony przed lawinami, opadami skalnymi i osuwiskami.

Protect Bio to pionierskie podejście opracowane w Szwajcarii. Oprócz drogi Fuorn Pass metoda została wdrożona na przykład w Gruobenwald, Klosters i Orvin, Täsch, Schmitten. Planuje się stosowanie Protect Bio w innych lokalizacjach, a w szczególności w kontekście lawin, opadów skalnych i przepływów błota w nadchodzących latach oraz poprawę jego walidacji.

Lasy ochronne nie mają ustalonego okresu życia. Struktury ochronne i lasy ochronne muszą być przez cały czas dobrze utrzymywane, aby mogły spełniać swoją funkcję ochronną, a także utrzymywać usługi leśne.

Arthur Sandri
Head of the Landslides, Avalanches and Protection Forest Section
Federal Office for the Environment (FOEN)
Tel.: +41 (0)58 465 51 70
E-mail: arthur.sandri@bafu.admin.ch 

Projekt ProtectBio