Název mapy: Dopady sucha na trvalé travní porosty, vojtěšku a jeteloviny v roce 2018 Miroslav Trnka a,b Petr Hlavinka a,b, Daniela Semerádová a,b, Jan Balek a,b, Monika Bláhová a,b, Jan Meitner a, Lenka Bartošová a,b, Zdeněk Žalud a,b a Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i (CZECHGLOBE) b Ústav agrosystémů a bioklimatologie, Mendelova univerzita v Brně (MENDELU) Úvod: Nejvýznamnější agrometeorologický faktor, který je příčinou záporné části zvyšující se meziroční výnosové variability u zemědělských plodin, je výskyt sucha. V roce 2018 se nejvýznamněji projevil v oblasti živočišné produkce a nedostatku krmiv. Hodnocení dopadů každé konkrétní epizody sucha na zemědělskou produkci je vzhledem ke složitosti a počtu faktorů (plodina, čas, půda, agrotechnika apod. ) náročným úkolem, který je možné splnit vždy jen při naplnění určitých předpokladů nebo s různě velkým omezením. I přes zřejmé komplikace tohoto procesu je však možné analyzovat pravděpodobný rozsah změn a dopadů na základě nejnovějších dostupných poznatků. To by mělo rovněž umožnit průběžný vývoj a implementaci odpovídajících adaptačních opatření pro zvýšení efektivity hospodaření a eliminaci dopadů na produkci, případně kvalitu půdy i ostatních dotčených složek životního prostředí. Představení šíře dané problematiky ve specifických podmínkách České republiky přináší např. publikace Žaluda et al. (2009). Nově vytvořená Specializovaná mapa s odborným obsahem (tvořená textovou částí a sadou dílčích map) prezentuje, jaké byly dopady sucha na výnosy trvalých travních porostů (dále jen TTP), jetelovin a vojtěšky v roce 2018 na úrovni katastrálních území a okresů v rámci ČR. Rozsah využití mapy: Prezentované výsledky jsou určeny k využití v oblasti strategického rozhodování na úrovni jednotlivých farem, přes okresy, kraje, až po celostátní úhel pohledu čili od jednotlivých hospodařících subjektů až po Ministerstvo zemědělství. Vzhledem ke svému zaměření přináší mapa nové poznatky využitelné zástupci praxe z oblasti rostlinné i živočišné výroby, zástupci státní správy a resortních nevládních organizací. Cenné podklady přináší mapa i zástupcům vědy a výzkumu (kvantifikace dopadů změny klimatu, šlechtitelství, zemědělská ekonomie, atd.) a v neposlední řadě se jedná o podklad, který může být využit v rámci pedagogické činnosti při vzdělávání. Přínosy mapy: Předkládaná mapa přináší utříděné výsledky, jejichž novost spočívá ve vymezení dopadů sucha na výnosy plodin využitím monitorovacího a předpovědního systému nazvaného Integrovaný systém sledování sucha (ISSS; Intersucho.cz), který je schopen kontinuálně a detailně simulovat procesy směřující k stanovení vlhkosti půdy, pomocí satelitu sledovat kondici vegetace a současně zapojením stovek expertů sledovat reálné dopady sucha na výnosy. Jedním z hlavních přínosů mapy je její zapojení do procesu kompenzací pro zemědělce, v podobě dotace na zmírnění škod způsobených suchem na TTP i další plodiny, které bylo organizováno přes MZe. Mapy z roku 2018 mohou být využity i v letech dalších, neboť kompenzace je podle pravidel EU možné vyplácet jen v případě, je-li pokles výnosu dané plodiny od tříletého resp. pětiletého (nejvyšší a nejnižší se škrtá) období vyšší než 30 %. Metodika:
Cílem bylo stanovení odchylky výnosů roku 2018 od průměrů let 2015-2017 resp. 2013-2017, kdy se v tomto případě nejvyšší a nejnižší výnos škrtá. Nezbytnou datovou základnou byl rozsáhlý průzkum u zemědělských podniků na úrovni katastrů, kdy byly zjišťovány právě reálné výnosy z roku 2018 i let minulých. K posouzení dopadů sucha 2018 byly využity tři pilíře tvořící systém Intersucho. Z nich byly vygenerovány tzv. prediktory, pomocí kterých byly hledány vazby mezi výnosy a výskytem sucha. Příkladem prediktorů je dostupnost vláhy v půdě v klíčových fenofázích pro tvorbu výnosů. Česká republika disponuje detailním integrovaným systémem sledování zemědělského sucha (dále sucho) a jeho dopadů na rostlinnou produkci, který byl spuštěn v roce 2012 na základě dlouholeté detailní analýzy dat klimatických, pedologických, výškopisných a land use. Systém spravuje Státní pozemkový úřad a je provozován experty z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR, Mendelovy univerzity v Brně a Českého hydrometeorologického ústavu. Hlavním výstupem je mapový a slovní popis intenzity zemědělského sucha, které je vyjádřeno jako odchylka aktuální půdní vlhkosti od průměru stavu půdní vláhy 1961-2010 pro daný den a místo. Týdně aktualizovaný stav půdní vlhkosti a sucha je v mapové podobě uživatelům prezentován ve vrstvách od 0.0 1.0 m, dále i v 0.0 0.4 m a hloubce 0.4 1.0 m. Systém je postaven na třech vzájemně nezávislých pilířích: a) měření a výpočtu půdní vlhkosti v gridu 500 x 500 m, b) družicových snímcích satelitu TERRA sledující kondici vegetace (množství chlorofylu) v gridu 5 x 5 km, c) rozsáhlé síti agronomů reportujících v týdenním kroku vlhkost půdy a dopady na rostlinnou produkci na úrovni katastrálních území, které je možné v případě dostatečného zastoupení vyplněných dotazníků integrovat na okresní úroveň (LAU 1). Statistické vazby mezi dopady sucha na výnosy TTP, vojtěšky a jetelovin byly stanoveny na základě pokročilé statistiky neuronových sítí. Metodika pro posouzení dopadů zemědělského sucha roku 2018 na vybrané plodiny vycházela z odpovědí na tři otázky. 1. Kdy a jak intenzivní (časoprostorová studie) bylo na území ČR sucho? 2. Kde se na území ČR TTP, vojtěška a jeteloviny v roce 2018 pěstovaly (katastry) a jaké bylo snížení výnosu v roce 2018 z pohledu kvantity (o kolik %) proti obvyklému stavu? 3. Kde se sucho podílelo na snížení výnosu? Ad 1) Pro území ČR se v týdenním či čtrnáctidenním kroku a v gridu 500x500 m zpracovaly pomocí systému ISSS mapy zemědělského sucha, mapy půdní vlhkosti, mapy s procentem dní kdy byla půdní vlhkost pod bodem snížené dostupnosti (pod 50% nasycením, kdy začíná suboptimální zásobování vodou) v hloubce 0,0 1,00 m. Mapy znázorňují pro každý grid jak odchylky sucha založené na obsahu půdní vláhy roku 2018 od průměru 1961 2010 tak odhadovanou intenzitu vodního stresu. Tím byl časoprostorově vymezen výskyt sucha na území ČR. Ad 2) údaje byly zjištěny rozsáhlým průzkumem, který zorganizoval Zemědělský svaz ČR (ZSČR) a SZIF za podpory MZe. CzechGlobe a Mendelově univerzitě v Brně byly předány jako databáze ve formátu *.xls obsahující: číslo a název katastrálního území, produkci (průměrný výnos sušiny) za 2013 2017 a 2018 včetně procentického rozdílu mezi obdobím 2013 2017 a rokem 2018. Celkově byly předány údaje z 3723 katastrů pro TTP. U jetelovin se jednalo o 699 katastrů, u vojtěšky o 588 katastrů Pozn. ČR je rozdělena na 13 099 katastrů. Ověření pěstování dané plodiny proběhlo přes LPIS.
Ad 3) Z časoprostorové analýzy výskytu sucha a kombinací jeho termínů výskytu, byla provedena hot spot analýza s cílem posoudit dopady sucha na úrovni katastrů resp. okresů ČR. Propojení databáze prediktorů ISSS a údajů z šetření ZSČR a hlášení zpravodajů Intersucha umožnilo kalibraci statistických metod, na základě kterých tak mohl být proveden odhad dopadů sucha ve všech katastrech s pěstovanou cílovou plodinou (tedy i v rámci katastrů, kde byla plodina pěstována, ale dopady sucha nebyly dostupné ani z šetření ZSČR ani v rámci hlášení respondentů Intersucha). Takto vznikla tzv. finální mapa postižených katastrální území. Výskyt sucha Klíčovou analýzou pro přístup odškodnění na katastry bylo vymezení nejpostiženějších z nich. Pomocí modelu vláhové bilance SoilClim, který je řídícím nástrojem systému intersucha.cz, byly seřazeny všechny katastry ČR (13099) podle zasažení (doby trvání) suchem (Obr. 1). Obr. 1. Kumulovaný stres suchem v roce 2018 ke dni 28.10.2018. Dopady sucha na výnos Na základě dotazníku Zemědělského svazu, který byl přístupný všem hospodařícím zemědělským subjektům (vč. subjektů mimo samotný Zemědělský svaz CŘ) byly do mapy ČR vyneseny získané katastry s vymezením odchylek výnosů 2018 od průměru 2013-2017 s důrazem na snížení -30% a -50% pro výnos pro katastry (obr. 2,3 a 4).
Obr. 2. Odchylka výnosů TTP způsobená suchem v roce 2018 Obr. 3. Odchylka výnosů jetelovin způsobená suchem v roce 2018
Obr. 4. Odchylka výnosů vojtěšky způsobená suchem v roce 2018 Závěr Výskyt zemědělského sucha pro doložení propadu výnosů TTP, vojtěšky a jetelovin v roce 2018 byl hodnocen pro celou vegetační sezónu. Na základě průzkumu Zemědělského svazu ČR byla získána data z 3723 katastrů, kde se TTP pěstovaly. U jetelovin se jednalo o 699 katastrů, u vojtěšky o 588 katastrů. U všech katastrů proběhlo ověření podle LPIS. Propojením výskytu sucha a odchylek výnosů byly identifikovány poklesy výnosů u TTP, jetelovin a vojtěšky o 30% resp. 50% od minulých tří resp. pěti let (nejvyšší a nejnižší výnos se škrtá). Seznam dílčích map: 1. Kumulovaný stres suchem v roce 2018 ke dni 28.10.2018. png 2. Odchylka výnosů TTP způsobená suchem v roce 2018.png 3. Odchylka výnosů jetelovin způsobená suchem v roce 2018.png 4. Odchylka výnosů vojtěšky způsobená suchem v roce 2018.png Poděkování: Mapa je výsledkem řešení výzkumného projektu/podpory projektu NAZV č. QJ1610072 s názvem: Systém pro monitoring a předpověď dopadů zemědělského sucha. Mapa byla podpořena MŠMT v rámci programu NPU I, číslo projektu LO1415. Seznam literatury: Hlavinka, P., Kersebaum, K.C., Dubrovský, M., Fischer, M., Pohanková, E., Balek, J., Žalud, Z., Trnka, M., 2015. Water balance, drought stress and yields for field crop rotations under present and future conditions in the Czech Republic. Clim. Res. 65, 175 192. doi:10.3354/cr01339 Hlavinka, P., Semerádová, D., Balek, J., Žalud, Z., Tadesse, T., Hayes, M., Wardlow, W., Trnka, M. 2016. Remote sensing as support tool for agricultural drought assessment In:
Půdní a zemědělské sucho: Sborník příspěvků z mezinárodní konference. Kutná hora, 2016, st. 109-121. ISBN 978-80-87361-55-9 Mäkinen, H., Kaseva, J., Trnka, M., Balek, J., Kersebaum, K.C., Nendel, C., Gobin, A., Olesen, J.E., Bindi, M., Ferrise, R., Moriondo, M., Rodríguez, A., Ruiz-Ramos, M., Takáč, J., Bezák, P., Ventrella, D., Ruget, F., Capellades, G., Kahiluoto, H.: Sensitivity of European wheat to extreme weather. Field Crops Research (2017), https://doi.org/10.1016/j.fcr.2017.11.008 Trnka M, Semerádová D, Novotný I, Dumbrovský M and others (2016b) Assessing the combined hazards of drought, soil erosion and local flooding on agricultural land:a Czech case study. Clim Res 70: 231 249 Žalud, Z., Semerádová D, Klír J., Čermák P., Loučka R, Hlavinka P., Bartošová L., Balek Trnka M. 2016, Evaluation of drought impacts on maize and permanent grasslands in 2015 Mezinárodní konference Půdní a zemědělské sucho, Kutná hora, 28-29.duben 2016, 567-581, ISBN 978-80-87361-55-9 Žalud, Z. (Ed.), 2009. Změna klimatu a české zemědělství dopady a adaptace. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 978-80-7375-369-0, 154 s.