Jak klimat i poziom wód gruntowych regulują tempo akumulacji torfu?

Torfowiska zajmują zaledwie 3 proc. powierzchni lądów, ale mają ogromne znaczenie ekologiczne i klimatyczne. W Europie przechowują połowę całkowitego węgla organicznego obecnego w glebie – to 5 razy więcej niż lasy kontynentalne. Międzynarodowy zespół naukowców przy współudziale prof. Mariusza Lamentowicza z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu postanowił zbadać tempo akumulacji torfu w Europie.

Odporne, ale podatne na zmiany

Kluczową funkcją torfowisk jest ich zdolność do akumulacji torfu, a tym samym długoterminowe magazynowanie węgla. Proces ten zachodzi, gdy ilość materii organicznej dostarczanej przez rośliny przewyższa straty spowodowane jej rozkładem.

Naturalne torfowiska to ekosystemy zależne od wysokiego poziomu wód gruntowych, które spowalniają rozkład materii przez mikroorganizmy i sprzyjają zwiększaniu ich miąższości. Najszybciej przyrastają torfowiska zdominowane przez mchy torfowce (Sphagnum). Niestety, funkcjonowanie większości torfowisk europejskich zostało zaburzone przez działalność człowieka: meliorację, rolnictwo, wydobycie torfu, wypalanie, zalesianie i zanieczyszczanie. Również zmiana klimatu może pogłębiać negatywne procesy, obniżając poziom wód i zwiększając tempo rozkładu materii.

Czego dowiadujemy się z historii?

Aby lepiej zrozumieć, jak torfowiska reagują na zmianę klimatu, naukowcy przeanalizowali dane paleoklimatyczne z 28 nienaruszonych torfowisk w całej Europie. Badanie, którego wyniki opublikowano 22 lipca br. w czasopiśmie PLOS ONE, objęło dane historyczne z ostatnich 2 tys. lat. Do analizy wykorzystano precyzyjne modele datowania osadów torfowych, zaś jako kluczowy wskaźnik przyjęto roczny przyrost miąższości (ang. aPAR – apparent peat accumulation rate), wyrażony w centymetrach.

Jak szybko przyrastają torfowiska?

W badanych lokalizacjach tempo akumulacji torfu wahało się od 0,005 do 0,448 cm rocznie. Średnia prędkość między lokalizacjami wynosiła 0,118 cm/rok, a średnia ze wszystkich pomiarów – 0,140 cm/rok. Najwyższe wartości stwierdzono na torfowiskach Skandynawii i w krajach bałtyckich.

Analiza wykazała, że wyższe letnie temperatury (czerwiec–sierpień) wiążą się ze zwiększonym tempem akumulacji torfu. Zarówno współczesne, jak i paleoklimatyczne dane potwierdziły tę zależność. W przypadku danych historycznych współczynnik regresji Theil-Sen dla średniego aPAR wyniósł 0,52, a dla maksymalnego – 0,55. Korelacje te były statystycznie istotne.

Inne zmienne klimatyczne, takie jak opady czy liczba stopniodni wegetacyjnych (ang. GDD – growing degree days), nie wykazały tak wyraźnych korelacji z przyrostem torfu. Wykryto jednak pewną nieliniowość – zbyt duża ilość opadów może ograniczać wzrost roślin torfotwórczych wskutek zwiększenia powierzchni wód otwartych.

Kluczowym czynnikiem regulującym przyrost torfu, poza temperaturą, jest głębokość zwierciadła wód gruntowych (WTD). Największe tempo akumulacji odnotowano przy lustrze wody położonym 5–10 cm poniżej powierzchni torfowiska. Przy WTD głębszym niż 11 cm nie stwierdzono wysokich wartości aPAR. Modele statystyczne wskazują, że optymalny poziom wód wynosi ok. 10 cm – dokładnie tyle, ile zaleca się w badaniach dotyczących emisji gazów cieplarnianych i skutecznej rekultywacji torfowisk.

Torfowiska jako systemy samoregulujące

Choć torfowiska mogą samodzielnie przechodzić z fazy erozji do ponownej akumulacji węgla, to badanie podkreśla ich wrażliwość na przekroczenie pewnych progów środowiskowych. Przykładowo, obniżenie WTD poniżej 25 cm powoduje wzrost aktywności mikroorganizmów i nasilenie rozkładu torfu. Z kolei zbyt wysoki poziom wody może prowadzić do ograniczenia produktywności roślin.

Badacze podkreślają, że skuteczna rekultywacja torfowisk powinna uwzględniać optymalny poziom wód gruntowych. Proste nawadnianie bez wzięcia pod uwagę specyfiki lokalnego ekosystemu może przynieść więcej szkód niż korzyści – na przykład w postaci emisji metanu. Dane paleoekologiczne wskazują, że torfowiska naturalnie dążą do utrzymania poziomu wody sprzyjającego ich wzrostowi – ok. 10 cm. To wartość, którą można traktować jako punkt odniesienia w działaniach ochronnych i adaptacyjnych.

Torfowiska to nie tylko archiwa zmian środowiskowych, ale także nasi aktywni sojusznicy w walce z globalnym ociepleniem. Ich zdolność do magazynowania węgla zależy od subtelnych powiązań między temperaturą, opadami i poziomem wód gruntowych. Badanie obejmujące tysiące lat historii europejskich torfowisk wskazuje, że skuteczna ochrona i odbudowa tych ekosystemów wymaga precyzyjnego podejścia, opartego na danych i wiedzy o ich funkcjonowaniu.

---

zdj. główne: Jordi Escuer/Flickr

źródło:

Swindles GT, Mullan DJ, Brannigan NT, Fewster RE, Sim TG, Gallego-Sala A, et al. (2025) Climate and water-table levels regulate peat accumulation rates across Europe. PLoS One 20(7): e0327422. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0327422