Krajobraz retencji wody Tamera w celu przywrócenia obiegu wody i zmniejszenia podatności na susze

Progresywne pustynnienie jest obecnie jednym z największych problemów w południowych krajach UE. Na Półwyspie Iberyjskim, zwłaszcza na południu, dziesięciolecia niewłaściwego gospodarowania wodą i gruntami wywołały dramatyczny proces pustynnienia.

Alentejo jest uważane za suchy region charakteryzujący się bardzo gorącymi i suchymi latami (maksymalne temperatury > 30 ° C) z długimi okresami bez opadów, zmniejszonymi rocznymi opadami (średnio około 600 mm / m²⁇ rok) i okresowymi suszami. Region ten charakteryzuje się na ogół wysokim ryzykiem pustynnienia ze względu na obecną niską jakość gleb, wzorce użytkowania gruntów oraz gorący i suchy klimat. Proces erozji postępuje w tym obszarze tak szybko i szeroko, że zniknęła wierzchnia warstwa próchnicy. Ta warstwa gleby próchnicy, która była zacieniona i zakorzeniona przez rośliny, ma zasadnicze znaczenie dla wchłaniania wody deszczowej, a tym samym dla zapewnienia czasu wody, aby przeniknąć do głębszych warstw gruntu i wypełnić podziemne warstwy wodonośne. Ponadto pełni funkcję bufora, przyczyniając się do zapobiegania powodziom oraz do poprawy jakości wody w strumieniach i warstwach wodonośnych.

Oczekuje się, że zmiana klimatu jeszcze bardziej zwiększy pustynnienie na tym obszarze. Suche obszary Morza Śródziemnego uznano za jeden z najbardziej znaczących regionów dotkniętych zmianą klimatu w Europie, w szczególności ze względu na wzrost temperatury. Jak wskazano w portugalskim krajowym planie przystosowania się do zmiany klimatu (NAP), przewiduje się, że do 2100 r. temperatury w Portugalii wzrosną z 2–3 °C (w ramach RCP 4.5, scenariusz umiarkowanej emisji) do 5 °C (w ramach RCP 8.5, najbardziej emisyjnego scenariusza klimatycznego), zwłaszcza w sezonie letnim i na obszarach śródlądowych kraju. Struktura opadów wykazuje znaczne zmniejszenie wartości rocznych na całym terytorium, zarówno w ramach RCP 4.5, jak i RCP 8.5; straty sezonowe (wiosną, latem i jesienią) wahają się od -10% do -50% do końca wieku w ramach scenariusza RCP8.5. Wzrost fal upałów, wraz ze spadkiem opadów, przewiduje przyszłość zwiększonego ryzyka pustynnienia i utraty różnorodności biologicznej dla większości południowej Portugalii. Przewidywany wzrost częstotliwości i nasilenia susz może silnie wpłynąć na erozję gleby, utratę wierzchniej warstwy gleby i dostępności składników odżywczych. Zmniejszenie opadów wpłynie również na ładowanie warstw wodonośnych, zwiększając degradację jakości zasobów wód powierzchniowych i podziemnych. Kwestie te są bezpośrednio związane ze zdolnością ekosystemów do świadczenia kluczowych usług, takich jak oczyszczanie wody, oraz z wydajnością rolnictwa i zamieszkiwalnością ludzi w południowej Portugalii.

Stworzenie krajobrazu retencyjnego miało na celu przeciwdziałanie obserwowanym na tym obszarze rosnącym tendencjom erozji, pustynnienia i susz. To z kolei pozwoliło Tamerze stać się samowystarczalną pod względem wody i żywności oraz zmniejszyć jej podatność na zmianę klimatu i ekstremalne zdarzenia związane z wodą, takie jak susze, niedobór wody i powodzie. Tamera miała również na celu zademonstrowanie modelu, który ma zostać wdrożony na innych obszarach śródziemnomorskich podatnych na pustynnienie.

Krajobrazy retencji wody (WRL) to systemy przywracania pełnego obiegu wody poprzez zatrzymywanie wody na obszarach, na których pada deszcz. WRL to krajobraz bez spływu wody deszczowej, w którym tylko woda źródlana opuszcza ziemię. Deszcz padający na taki obszar jest pochłaniany przez roślinność lub zbiorniki wodne i zasila wody gruntowe. Obszary retencji działają zamiast delikatnej warstwy próchnicy, a dzięki wysokiej zdolności pochłaniania wody pomagają również zapobiegać śmiertelnym osuwiskom i powodziom, które obecnie są coraz częściej powodowane przez intensywne opady deszczu. Istnieje wiele środków, które można wykorzystać w różnych kombinacjach do tworzenia WRL (kilka z nich zostało również użytych w Tamera):

• Budowa przestrzeni retencji wody w postaci jezior i stawów;
• Ponowne zalesianie i sadzenie roślinności okrywowej z upraw mieszanych;
• Całościowe zarządzanie wypasem;
• Projekt linii kluczowej: technikę planowania mającą na celu maksymalizację korzystnego wykorzystania zasobów wodnych, uwzględniającą topografię i cechy krajobrazu, takie jak grzbiety, doliny i naturalne cieki wodne, poszukującą optymalnych miejsc magazynowania wody i potencjalnych kanałów łączących;
• tarasowanie;
• Połowy: niskie połacie ziemi, zwykle wilgotne lub bagniste. Sztuczne kanały są często zaprojektowane w celu zarządzania spływem wody, filtrowania zanieczyszczeń i zwiększania infiltracji wody deszczowej;
• Infiltracja wody spływającej z dróg i dachów za pomocą różnych środków.

Cztery elementy są szczególnie ważne dla kształtowania takich przestrzeni retencji wody:

• Pionowa warstwa uszczelniająca zapory (przestrzeni retencji wody) składa się z drobnych materiałów (najlepiej gliny), zwykle przy użyciu materiału wydobytego z głębokich stref. Jest połączony z wodoszczelną warstwą podglebia, która czasami leży kilka metrów pod powierzchnią. Warstwa uszczelniająca jest zagęszczana i zabudowana warstwą po warstwie drobnym, wilgotnym materiałem. Następnie jest ułożony z obu stron z mieszanym materiałem ziemnym, pokrytym próchnicą lub wierzchnią warstwą gleby, a następnie można go zagospodarować i posadzić. Dzięki tej naturalnej metodzie budowy przestrzenie retencji wody pasują do krajobrazu i nie stają się niespójne z otoczeniem.
• Dłuższy bok przestrzeni retencyjnej jest, jeśli to możliwe, ułożony w tym samym kierunku, co dominujący wiatr. Wiatr wieje następnie na długiej powierzchni, tworząc w ten sposób fale, które dotleniają wodę: Tlen jest ważnym elementem oczyszczania wody. Wiatr i fale przenoszą cząsteczki gruzu do brzegów, gdzie są uwięzione przez rośliny wodne i ostatecznie przez nie wchłonięte.
• Banki nigdy nie są sztucznie prostowane ani wzmacniane, ale tworzone w meandrujących formach ze stromymi i delikatnie pochyłymi częściami, aby woda mogła się toczyć i wirować. Co najmniej jedna część brzegu jest obsadzona roślinami wodnymi i wodnymi.
• Powstają głębokie i płytkie strefy. W ten sposób wyłaniają się różne strefy temperaturowe zapewniające zdrową termodynamikę w wodzie. Zacienione obszary brzegowe wspierają ten proces. Różnorodność siedlisk pozwala zatem na stworzenie dużej różnorodności organizmów wodnych.

W Tamerze tworzenie jezior okazało się szybszą i skuteczniejszą metodą ograniczania erozji niż ponowne zalesianie, które jest znacznie wolniejszym procesem. Został on wykorzystany jako pierwszy krok, aby umożliwić ponowne zalesianie na najbardziej zniszczonych obszarach. Szereg połączonych ze sobą obszarów retencyjnych (od połysk wielkości stawu do wielkości jeziora) utworzono przy użyciu lokalnego materiału ziemnego i kamiennego. W 2007 r. zrealizowano pierwszą przestrzeń retencji wody „Jezioro 1” położoną w centrum składowiska Tamera. „Jezioro 1”, o łącznej pojemności 6 400 m2, zostało całkowicie wypełnione podczas drugiej zimy po jego utworzeniu. Już w pierwszym roku pojawiła się nowa wiosna przesączania, która od tego czasu płynęła nieprzerwanie przez cały rok z Tamery do pobliskich gospodarstw. W 2011 r. wybudowano kolejny obszar retencyjny o pojemności około trzykrotnie większej niż „jezioro 1”.

W latach 2006–2015 utworzono 29 jezior i przestrzeni retencyjnych, a powierzchnię jednolitych części wód zwiększono z 0,62 ha w 2006 r. do około 8,32 ha. Po 2015 r. wysiłki przesunęły się z budowy otwartych jednolitych części wód i koncentrowały się głównie na innych interwencjach mających na celu wspieranie infiltracji wody, uprawy roślinności i tworzenia gleby, takich jak jamy, sadzenie rowów, ściółkowanie zrębkami drzewnymi i węglem drzewnym oraz kontrola i utrzymanie zapór.

Tamera jest teraz gotowa w pełni wchłonąć nawet silne ciągłe opady deszczu. Ten duży obszar retencyjny znajduje się w najwyższym punkcie doliny. Ciśnienie wody jest zatem wystarczająco wysokie, aby nawadniać całą ziemię, bez dodatkowego zapotrzebowania na energię do pompowania. Ta najwyżej położona przestrzeń retencyjna może następnie zapewnić wystarczającą ilość wody, aby utrzymać stabilny przez cały rok poziom wody w dalszych przestrzeniach retencyjnych. Krajobraz retencji wody tworzy przestrzeń dla nadrzecznych roślin leśnych i drzew owocowych; w Tamerze posadzono kasztan, olchę, popiół i starsze drzewo. Korytarze leśne oferują chroniony szlak dla dzikich zwierząt, aby dotrzeć do jezior i stawów. Ponadto, z dala od zbiorników wodnych, posadzono drzewa oliwne, dęby korkowe i ogromną różnorodność rodzimych drzew, aby zwiększyć różnorodność i wydajność.

Projekt został otwarty i omówiony z mieszkańcami regionu. Współpraca ze strony sąsiadów była ważna na kilku etapach wdrażania. Trwająca restrukturyzacja inicjatywy Tamera koncentruje się również na poprawie edukacji i tworzeniu sieci kontaktów.

Inwestycje finansowe niezbędne do budowy krajobrazów retencji wody mogą wynosić około pół miliona euro i mogą stanowić jedną z głównych przeszkód we wdrażaniu tego rodzaju środków. Jeśli chodzi o tę przeszkodę, ekowioska Tamera wykorzystała swoją zdolność komunikacyjną i reklamową do pozyskania finansowania prywatnego, a darczyńcy sponsorowali jej wizję.

Kolejną ważną przeszkodą były złożone ramy prawne i regulacyjne.

Dwa czynniki sukcesu uznano za szczególnie istotne dla przyjęcia podejścia opartego na krajobrazach retencji wody i realizacji powiązanych działań w Tamerze:

• wiedzę i informacje osób odpowiedzialnych za projektowanie WRL, w szczególności tworzenie krajobrazów dostosowanych do lokalnego klimatu;
• zdolność do przekonania i zmobilizowania ekowioski Tamera do podjęcia tej wielofunkcyjnej inwestycji.

Kiedy rozpoczął się projekt Tamera, opracowano analizę kosztów i korzyści. W ocenie tej wykorzystano wartość bieżącą netto (NPV), która stanowi sumę wszystkich zdyskontowanych świadczeń za okres analizowany pomniejszoną o sumę wszystkich zdyskontowanych kosztów w jednej wspólnej jednostce monetarnej (euro). W analizie wykorzystano okres 2015-2050 oraz stopę dyskontową w wysokości 3%. Obliczenie łącznych kosztów obejmowało: koszty budowy, licencje, opłaty i podatki. Nie można było uwzględnić innych związanych z tym kosztów, takich jak zmniejszenie dobrostanu i zanieczyszczenie na etapach budowy. Zidentyfikowane korzyści z wdrożenia WRL obejmowały:

• zwiększone składowanie dwutlenku węgla;
• poprawa jakości wody;
• korzyści ze zwiększonej liczby odwiedzających, w szczególności w przypadku wydarzeń związanych z wodą;
• Zmniejszone potrzeby w zakresie nawadniania, ponieważ gleba jest nasycona wodą, a warstwy wodonośne są wypełnione;
• Świadczenia społeczne (np. wartość rekreacyjna jezior; podniesienie jakości życia w ekowiosce);
• korzyści dla rolnictwa, w tym zwiększona wydajność, dywersyfikacja produktów i wzrost dochodów;
• zmniejszenie podatności na skutki zmiany klimatu, takie jak skutki związane ze zwiększoną częstotliwością i intensywnością suszy oraz zmniejszeniem rocznych opadów, ponieważ jeziora zapewniają dobrej jakości wodę uprawom i inwentarzowi żywemu oraz zmniejszają straty spowodowane długotrwałymi suszami;
• Zwiększona różnorodność biologiczna, ponieważ WRL tworzy zróżnicowany zestaw siedlisk, w których mogą żyć gatunki dzikiej fauny i flory. Działa również w zakresie zwalczania agrofagów i zwiększania zapylania;
• Stabilizacja zwierciadła wód podziemnych. Od 2011 roku społeczność Tamera zaopatruje wszystkie swoje potrzeby w wodę pitną ze studni zasilanych przez krajobraz retencji wody. Wkrótce po utworzeniu „Jeziora 1” pojawiła się nowa wiosna, zasilająca niewielki strumień, który płynie z Tamery do sąsiednich terenów przez cały rok. W ten sposób jeziora wspierają również sąsiadów i strażaków w czasach suszy lub pożaru.

Ocenę ekonomiczną przeprowadzono tylko w odniesieniu do niektórych z tych korzyści, ponieważ niektórych innych nie można było określić ilościowo. Skwantyfikowane korzyści były następujące:

• Obszary zalesione w okresie przejściowym zwiększyły się z 9,34 ha do 19,50 ha, głównie na obszarach zajmowanych wcześniej przez naturalne użytki zielone. Doprowadziło to do ogólnego wzrostu składowania dwutlenku węgla o 9,4 % rocznie w latach 2006–2014.
• Szacunkowy dochód netto za lata 2014-2050 w turystyce i wydarzeniach związanych z wodą, takich jak Sympozjum Wodne i Seminaria Permakulturowe, wynosi 810 000 EUR.
• Rola wody w krajobrazie jako kluczowego elementu dobrobytu społecznego i środowiskowego oraz kwitnącego społeczeństwa, zwłaszcza w regionach półpustynnych, została zinternalizowana, biorąc pod uwagę, że wycena rynkowa gruntów i elastyczność cenowa nieruchomości wiejskich jest ściśle związana z dostępnością, magazynowaniem i jakością wody. Korzyści oszacowano na 150 000–400 000 EUR.

Wartość bieżąca netto w odniesieniu do rozważanych zmiennych i wartości zastępczych była ujemna (- 261.551 EUR), co oznacza, że wysokie koszty związane z budową jezior nie są wyprzedzane przez zdyskontowane korzyści, co byłoby silnym argumentem przeciwko rozwojowi tego rodzaju projektów. Należy jednak przyznać, że niewielkie zmiany w dyskontowaniu świadczeń miałyby istotny wpływ na wartość bieżącą netto.

Ponadto, co jeszcze ważniejsze, należy wziąć pod uwagę fakt, że wielu korzyści nie można było określić ilościowo. Ważną zmienną, która została wyłączona z analizy kosztów i korzyści ze względu na brak wiarygodnych danych, był wzrost produkcji rolnej, który ma być bardzo wysoki. Ponadto oczekuje się, że cena wody wzrośnie w nadchodzących latach, a wartość odpornych ekosystemów będzie bardzo ceniona w takich półpustynnych regionach. Ponieważ takie prognozy są niepewne, nie zostały one określone ilościowo.

Z prawnego i regulacyjnego punktu widzenia ważne było sprecyzowanie, że nowe jednolite części wód WRL są przestrzeniami retencyjnymi, a nie jeziorami.

W ostatnich latach przepisy dotyczące zapobiegania pożarom stały się bardziej rygorystyczne ze względu na wiele niszczycielskich pożarów na dużą skalę (zwłaszcza w monokulturze eukaliptusa). W efekcie nowe środki (takie jak utrzymywanie wilgotności w glebie poprzez ściółkowanie i siekanie, dobre praktyki przycinania drzew, zwiększanie różnorodności na obszarach o wysokim ryzyku pożarowym oraz edukacja społeczności i rozproszona odpowiedzialność) zostały uznane za priorytetowe i wdrożone, aby obszar Tamera był mniej podatny na pożary.

Projektowanie i tworzenie krajobrazu retencyjnego Tamera rozpoczęło się w 2006 r., a zakończyło w 2015 r. Po 2015 r. działania koncentrowały się głównie na realizacji mniejszych interwencji wspierających infiltrację wody, uprawę roślinności i budowanie gleby, a także na utrzymaniu.

Żywotność może wynosić 20 lat lub więcej, w zależności od zdolności zarządzania i konserwacji.

Christoph Ulbig
Coordinator of Education and Research
Tamera - Peace Research Center
Monte do Cerro, Portugal, 7630-303 Colos
E-mail: christoph.ulbig@tamera.org 

Generic e-mail: office@tamera.org 

Inicjatywa Tamera, Circle 2 Inspiration Book i BASE Project