Koloběh vody v ekosystému: Komplexní vysvětlení

Voda je na planetě Zemi nesmírně důležitá. Koloběh vody je základním ekologickým procesem, který je poháněn sluneční energií a gravitací. Bez sluneční energie a působení gravitace by to ale nefungovalo!

Koloběh vody je doprovázen přenosem energie: při vypařování se prostředí ochlazuje a při kondenzaci se zahřívá. Voda na planetě je rezervoár energie. Vodní pára přenáší hodně energie (energie z moře se odfoukne doprostřed kontinentu, kondenzuje voda a uvolňuje teplo, naopak odparem teplo do vody vstoupí).

Základní principy koloběhu vody

Koloběh vody začíná v oceánech, kde je soustředěno až 97 % veškeré vody na povrchu planety. Vlivem slunečního záření se slabá vrstva odpařuje a v moři zůstává sůl. Voda nastupuje dlouhou cestu vzduchem v podobě vodní páry a potom se sráží v oblacích. Když miniaturní kapičky, z nichž se skládají mraky dosáhnou dostatečné velikosti mění se v déšť nebo sníh.

Globální oteplování ovlivňuje koloběh vody s katastrofálními důsledky. Klimatické modely předpovídají, že by se vodní cyklus mohl zintenzivnit až o sedm procent na každý stupeň Celsia globálního oteplování, což znamená, že vlhké oblasti budou o sedm procent vlhčí a suché oblasti o sedm procent sušší.

V globálním měřítku je množství vypařené vody shodné s objemem vody vracejícím se na Zemi ve formě srážek. Asi 96 % vody je shromážděno ve světových mořích, ale zhruba 90% vypařené vody, účastnící se oběhu vody připadá na vodu z moří a oceánů.

Čtěte také: Vlastnosti ekosystému louka

Typy koloběhu vody

• Malý koloběh vody: probíhá pouze nad oceány, nebo pouze nad bezodtokovými oblastmi pevniny (je přirozený stav krajiny, která je v homeostázi). Malý vodní cyklus například spouští vznik nízké oblačnosti (mlhy), nyní je mlh výrazně méně než v 19. a 20. století. Větrolamy podporují malý vodní cyklus, zabraňují vysušování půdy a vegetace, pomáhají při tvorbě rosy, zachycují sníh.
• Velký koloběh vody: dochází k přesunům vody mezi oceánem a pevninou. Tento koloběh je spojen s koloběhem sladké a slané vody. Asi 10 % vypařené vody z oceánu je přeneseno nad pevninu a padá zde ve formě srážek.
• Hlubinný koloběh vody: tektonické desky přenáší vodu do zemského pláště (do přechodové zóny zemského pláště v hloubce několik set kilometrů pod povrchem, kde je voda absorbována minerálem zvaným ringwoodit. Následně voda z ringwooditu uniká a cestuje zpět na povrch uvnitř magmatu. Hlubinný vodní cyklus cirkuluje oceánskou vodu hluboko pod povrchem planety a zpět.

Narušení koloběhu vody

Tento úplný koloběh vody je stále více narušený např. odlesňováním, lesními monokultůrami a půdní erozí. Pokud ve vašem těle onemocní krev, dostanete terminální onemocnění, jako je leukémie. Bez nárazníků nemůže přirozený kapitál krajiny vykonávat své ekosystémové služby (tj. míra infiltrace srážek klesá ze 100% absorpce na 20% od dospělé prérie po pole kukuřice nebo sóji).

Poloviční hydrologický cyklus zahrnuje především srážky a výpar, ale kvůli nedostatku stromového pokryvu anebo víceleté vegetace k evapotranspiraci prostě nedochází. Půdy jsou holé, zatímco beton je odkrytý a hojný ve městech, což způsobuje rychlé opětovné odpařování. To má tendenci destabilizovat atmosféru. Obvykle následují buď přívalové lijáky, nebo okamžité přerušení období dešťů. Stromy a další trvalá vegetace tyto účinky tlumí. Bez nich trpí životní prostředí a jeho obyvatelé také, protože dochází k vymazání vzácného přírodního a finančního kapitálu. Bez přítomného nárazníku se řeky zaplavují, půda eroduje, korály trpí a krajina se vysušuje.

Problém se bohužel vyostřuje tím, že hladiny podzemní vody zpočátku rychle stoupají a pak klesají v důsledku teplotní mechaniky, která za sebou zanechává půdy plné soli. Zejména v suchých oblastech se takto tvoří pouště. Desertifikace roste exponenciálně, protože země již není vhodná pro příjem vody, čímž se snižuje schopnost krajiny zůstat pružná.

Vliv lesů a vegetace

Na souvislými lesními plochami (smíšený les s podrostem druhově rozmanitým) je půda chladnější než voda a snáze tak pronik do půdy, doplní spodní vodu (hladiny spodní vody roste). Ve smíšeném lese je půda s vrstvou humusu, která je dobrou zásobárnou vody- zadrží až 90% dopadených srážek, snižuje tak výrazně riziko eroze a záplav. Bez stínu stromů je půda teplejší jako dopadající srážková voda, která tak vůbec nevnikne do půdy a klouže rychle po povrchu do potoků a řek a může tak způsobit povodně!!

Stromy a další trvalá vegetace tlumí účinky narušení koloběhu vody. Dokončení cyklu znamená regeneraci. Přerušit koloběh násilí na vodě je prvořadé.

Čtěte také: Lesní ekosystém pro studenty

Obnova koloběhu vody

Aby se Země vrátila k původní funkčnosti (plnému hydrologickému cyklu a potřeba obnovit i cyklus živin a uhlíku), je třeba mít na paměti, že je potřeba vysadit ty správné rostliny (tzv. meziplodiny), které tvoří živiny (které obnoví koloběh živin, uhlíku a vody) a podpoří půdní život. Jakmile jsou nové rostliny na svém místě, budou znovu absorbovat živiny svými dlouhými kořeny (přísunu živin do vegetace a tím postupné zvýšení hladiny podzemní vody), které voda odebrala z půdy, tím se zastaví eroze a zvýší se kvalita půdy. Tímto zázračným způsobem se voda v přírodě skutečně léčí sama!

Používáme tedy určitá regenerační opatření, jako jsou zemní práce, nebo rotační pastva a tím se bude infiltrovat více vody, která doplňuje vodonosné vrstvy a stabilizuje půdu. To katapultuje systém směrem k regeneraci, protože únik energie známý jako eroze je anulován. Tento energetický cyklus infiltrace vody udržuje delší období fotosyntézy a biologického rozkladu uhlíkového materiálu jako hnací síly přírody, vody, potenciálu. Tím se opraví půdní potravní síť (půdní mikrobiom), čímž se uvolní živiny a vytvoří půdní podmínky (struktura půdy), které zvyšují účinnost infiltrace vody prostřednictvím nově vznikajícího humusu.

Takto je klima pozitivně ovlivňováno, voda jde dovnitř, místo aby odtékala. Půda se opravuje a její mikroflóra prosperuje, místo aby byla vyhubována obděláváním a chemikáliemi, a uhlík se ukládá, když se půda prohlubuje, spíše než aby byla vyvrhována do atmosféry nebo znečišťovat vodní systémy. Kromě toho biologická rozmanitost vzkvétá, protože stále více zvířat, ptáků a podobně staví na těchto dalších vláknech v potravní síti daného ekosystému.

Plný hydrologický cyklus vykazuje mnohem větší rovnováhu. Teplotní režimy jsou příznivé pro infiltraci (srážková voda je teplejší než půda pod stromy), protože půda je chladná a mnohem otevřenější, když existuje stromová pokrývka. Listí a vrstvy lesa mnohem více pomáhají zpomalit a zadržet vodu. Větší diverzita půdních mikroorganismů je podporována ve vytrvalé vegetaci a lesích. Zdravý půdní pedafon vytváří organickou hmotu, která vytváří více vrstev vegetace, která pomáhá infiltrovat více vody, což pomáhá budovat zdravou půdu.

Poloviční hydrologický cyklus - popis

• Odpařování z oceánů
• Stoupající vodní pára
• Chlazení a kondenzace
• Vznik mraků
• Srážky jako déšť
• Žádná infiltrace kvůli negativnímu teplotnímu gradientu
• Rychlý odtok nad povrchem země
• Žádné doplňování podzemní vody
• Pokles hladiny podzemní vody - v dlouhodobém horizontu
• Zastavení přirozeného přísunu živin do vegetace
• Za určitých podmínek může dojít k velkým záplavám
• Příliš rychlé opětovné odpařování
• Přesycení atmosféry vodní párou
• Rychlé opětovné srážky jako bouřkový déšť

Tabulka: Srovnání polovičního a úplného hydrologického cyklu

Čtěte také: Zahrady v Láhvi

tags: #ekosystém #koloběh #vody #vysvětlení

Oblíbené příspěvky:

• Výlet do Jeseníků s návštěvou Polska
• Odvod kondenzátu z kondenzačního kotle
• Inspirace v Přírodě
• Listopadové demonstrace 1989 v Teplicích
• Stanice měření emisí Fryšták