Wpływ gwałtownych zmian klimatu na ekosystemy torfowisk

Torfowiska są jednymi z największych magazynów węgla na kontynentach. Z powodu szybko postępującej zmiany klimatu, utrzymanie ich w dobrym stanie staje się jednak coraz trudniejsze. Największy wpływ na stan torfowisk pozostających poza bezpośrednim oddziaływaniem człowieka mają zaburzenia przebiegu procesów hydrologicznych wywołane globalnym wzrostem temperatury powietrza oraz zmianami czasowego i przestrzennego zróżnicowania opadów i parowania.  Zakłócenia wynikające ze zmian klimatu są m.in. przyczyną osiadania przesuszających się torfowisk, wzrostu emisji dwutlenku węgla i spadku emisji metanu, oraz zmiany tempa wzrostu i dekompozycji martwej materii organicznej. Zjawiska te na różnych szerokościach geograficznych przebiegają inaczej, a ich złożoność i związki z innymi procesami przyrodniczymi powodują trudności w ich opisie oraz prognozowaniu.

Dr hab. Mateusz Grygoruk, prof. SGGW, fot. Michał Łepecki W projekcie FORCE dostrzegliśmy konieczność bliższego przyjrzenia się tym złożonym zjawiskom poprzez dogłębną analizę procesów hydrologicznych pięciu wybranych torfowisk z obszaru od północnej części Norwegii (Finnmark) do północno-wschodniej Polski (Podlasie i Suwalszczyzna). Zespoły naukowców z uczelni polskich i norweskich podjęły prace na celu analizę przebiegu zmian klimatycznych w regionach badanych torfowisk. Ekstensywne badania terenowe pozwoliły nam na zgromadzenie danych o położeniu zwierciadła wody w torfowiskach oraz o rodzaju zasilających je wód. Dzięki badaniom geofizycznym określiliśmy budowę torfowisk, w tym stopniowo zanikających torfowisk typu palsa rozwijających się na rdzeniach wieloletniej zmarzliny. Samodzielnie opracowane urządzenia pomiarowe (komory pomiaru emisji gazów cieplarnianych oraz piezometry do pomiaru stężenia gazów cieplarnianych na różnych głębokościach) wraz ze szczegółowymi badaniami próbek gazów pobranych na analizowanych terenach umożliwiły ocenę zmienności emisji gazów cieplarnianych. W badaniach botanicznych ustaliliśmy z kolei skład gatunkowy roślinności występującej na torfowiskach oraz jej cechy świadczące o przystosowaniu do unikalnych warunków środowiska tych ekosystemów. Narzędzia modelowania hydrologicznego oraz statystycznego pozwoliły  na próbę opisu zależności procesów hydrologicznych i klimatycznych mogących oddziaływać na pozostałe, wyżej opisane komponenty środowiska torfowisk.

Na podstawie przeprowadzonych badań ustaliliśmy, że w regionach każdego spośród torfowisk następują szybkie zmiany klimatu negatywnie wpływające na ich stan, które przyspieszyły na przełomie 20. i 21. wieku. Degradacja torfowisk typu palsa powoduje powstanie w tych miejscach innych, stabilnych hydrologicznie torfowisk, które – w świetle przeprowadzonych badań – akumulują węgiel. Torfowiska środkowej i południowej Norwegii podlegają stopniowemu zakwaszaniu w wyniku zmiany struktury opadów, choć nierównomierność opadów powodująca ich okresowe przesychanie zwiększa emisję dwutlenku węgla. W strefie umiarkowanej z kolei zauważyliśmy zmniejszanie się zasięgu torfowisk zakwaszających się w swojej wierzchniej warstwie, co jest spowodowane szybkimi i negatywnymi zmianami bilansu wodnego (znaczący wzrost parowania przy niestabilnym czasowo zasilaniu opadowym). Wnioski płynące z przeprowadzonych badań stanowią podstawę do dalszego planowania ochrony torfowisk. Choć w świetle szybko zmieniającego się klimatu utrzymanie niektórych z nich (np. pals) wydaje się niemożliwe, to właściwe zarządzanie wodą w zlewniach torfowisk, szczególnie w Polsce, może zwiększyć prawdopodobieństwo zachowania ich w odpowiednich warunkach hydrologicznych.

Dr hab. Mateusz Grygoruk, prof. SGGW, fot. Michał Łepecki