Torfowiska są jednymi z najbardziej produktywnych ekosystemów na świecie i stanowią siedlisko dla rzadkich gatunków fauny i flory. Według definicji środowiskowych są to obszary o utrzymującym się nadmiernym uwodnieniu, porośnięte przez roślinność przystosowaną do specyficznych warunków związanych z nadmiarem wody, z czasem przekształcających się w torf. W efekcie na świecie według szacunkowych obliczeń występuje około 400 mln ha torfowisk, stanowiących 3% powierzchni lądowej Ziemi.
Torfowiska stanowią jedne z najbardziej charakterystycznych mokradeł, gdzie zachodzą procesy akumulacji osadów organicznych. Akumulacja torfu zachodzi, gdy rozkład szczątków organicznych następuje wolniej niż ich powstawanie. Na spowolnienie tempa rozkładu wpływają głównie dwa czynniki – niska temperatura i małe napowietrzenie podłoża, czemu sprzyja jego duże uwodnienie. Jest to o tyle ważne, że zwierciadło wody w złożu torfowym jest położone wyżej niż poziom wody gruntowej w jego otoczeniu. Niestety przez dziesięciolecia jedyną istotną wartością torfowisk były warunki środowiska biologicznego, zapominając przy tym, że drugą równie ważną cechą są występujące tam wody, a raczej możliwość przetrzymywania jej przez dłuższy okres. Właśnie te nadwyżki wody mogą być potencjalnym zabezpieczeniem w sytuacjach ekstremalnych, jakimi są chociażby okresy powodzi, czy suszy. Niniejszy artykuł przedstawi pokrótce główne cechy i funkcje torfowisk oraz możliwości wykorzystania ich zasobów wodnych w sytuacjach niedoborów lub nadwyżek wody.
Budowa torfowisk
Torfowisko zbudowane jest z dwóch warstw: akrotelmu oraz katotelmu. Pierwsza z nich jest warstwą powierzchniową, położoną powyżej przeciętnego stanu wody na torfowisku. Zachodzi w niej proces obumierania i rozkładu masy roślinnej. Jest więc ona pokładem torfotwórczym. Katotelm jest warstwą martwego torfu, stale wysyconego wodą, przez co nie podlega on dalszemu rozkładowi. W wyniku obniżenia się poziomu wody, może dojść do całkowitego zaniku akrotelmu i zmniejszenia się objętości katotelmu.
Funkcje torfowisk
Warunki hydrologiczne są jednymi z najważniejszych dla rozwoju i funkcjonowania torfowisk na świecie. Same torfowiska pełnią wiele funkcji związanych głównie z zatrzymywaniem wody w środowisku naturalnym. Stabilizują one dodatkowo obieg wody, co stanowi doskonałą ochronę przed powodziami w zlewni. Z kolei w czasie suszy zasilają ekosystemy rzeczne, przez co nie widać drastycznie obniżających się stanów wody w poszczególnych ciekach. W przypadku torfowisk wysokich, które zasilane są głównie przez opady atmosferyczne stwierdzić należy, że stanowią one samoregulujący się system hydrologiczny w stosunku do otaczającej ich sieci hydrograficznej, prościej mówiąc mogą wykształcić własne cechy niezależne od otoczenia. W efekcie decyduje to o rozwoju specyficznego życia biologicznego. Torfowiska mogą być także naturalną oczyszczalnią zanieczyszczeń przemysłowych, rolniczych i komunalnych, przyczyniając się do istotnej redukcji w wodzie zanieczyszczeń m.in. związków azotu i fosforu. Ponadto torfowiska są uważane za obszary odpowiedzialne zarówno za akumulację gazów cieplarnianych, w szczególności dwutlenku węgla (CO2), podtlenku azotu (N2O) oraz metanu (CH4) jak i ich emisję.
Emisja i akumulacja węgla
Szacuje się iż torfowiska są w stanie zmagazynować około 30% światowych zasobów glebowego węgla organicznego. Ilość węgla zakumulowanego w torfowiskach świata szacuje się na około 500-615 Gt. Odpowiada to 60-75% zasobów węgla w atmosferze i dwukrotności zasobów węgla zgromadzonych przez lasy. Nowsze prace naukowe wskazują, że dane te są prawdopodobnie zaniżone wskutek niedoszacowania torfowisk tropikalnych i subtropikalnych. Co ważne emisja lub akumulacja węgla na torfowiskach jest cechą indywidualną i silnie zależną od ekohydrologii danego obiektu, a w szczególności od panujących warunków wodnych. Co istotne, torfowiska uważane są za obszary działające w kruchej równowadze, którą naruszyć można poprzez różnorodne zabiegi odwadniające i zmiany ich stosunków wodnych. Zaburzona w ten sposób struktura torfowiska ulega degradacji, co prowadzi do decesji. Poprzez odwadnianie może dojść do zwiększenia zawartości tlenu w złożu torfowym, a co za tym idzie do utleniania (spalania) i mineralizacji materii organicznej. Prowadzi to do emisji gazów cieplarnianych. Zatem torfowiska przesuszone i zdegradowane stają się znaczącymi emiterami tych gazów. Z kolei dobrze zachowane torfowiska (naturalne lub w niewielkim stopniu przekształcone), charakteryzujące się dobrym uwodnieniem mają prawdopodobnie ograniczający wpływ na klimatyczny potencjał gazów cieplarnianych, tj. akumulują znaczne ich ilości.
Emisja dwutlenku węgla z gleb torfowych do atmosfery zależy głównie od głębokości odwodnienia, warunków klimatycznych, miąższości złoża, rodzaju torfu i jego użytkowania (gleba orna lub użytek łąkowy) oraz wielkości nawożenia. W raporcie opublikowanym przez Wetlands International oszacowano, że degradacja torfowisk w Polsce powoduje emisję blisko 26 mln t CO2 rocznie, co stawia Polskę w pierwszej światowej dziesiątce emitentów CO2 z torfowisk.
Przekształcenia torfowisk
Około 80% pierwotnych torfowisk w Polsce nie podlega już procesowi torfowiskowemu. Z kolei w USA od 10% do 75% torfowisk (w zależności od regionu) zostało zdegradowanych w mniejszym lub większym stopniu.
Głównym powodem zanikania torfowisk jest obecnie obniżenie poziomu wód gruntowych spowodowane projektami melioracyjnymi i komercyjnym zbiorem torfu, a także działalnością rolniczą. Jednakże pierwsze formy przekształceń torfowisk notowane były już w XIII wieku (wykorzystanie jako pastwisk) i XIV wieku (zamiana w grunty orne). Wprowadzenie odwadniających melioracji na masową skalę (od. XIX w.) spowodowało gospodarcze wykorzystanie torfowisk m.in. poprzez wydobycie torfu, a co za tym idzie do przyspieszonego procesu ich degradacji.
W Polsce wykorzystanie torfowisk na szerszą skalę zaobserwowano w XVII i XVIII wieku. Człowiek chcąc pozyskać dodatkowe tereny rolne i osadnicze zaczął osuszać torfowiska. W efekcie odwodnienia tych terenów doprowadził do spadku retencji całkowitej. Wynikało to z faktu, że także na terenach sąsiadujących poziom wód gruntowych obniżał się. Ubytek masy wody z torfowisk Polski w wyniku melioracji w XX wieku wyniósł około 160 mln m³. Zmiany jakie zachodzą na torfowiskach dotyczą nie tylko Polski północnej, gdzie liczba tych obiektów jest największa i gdzie jest prowadzona wielkoobszarowa eksploatacja torfu powiązana z osuszaniem złoża na rozległych terenach, lecz także w niewielkim stopniu pokrytej torfowiskami Polski południowej. W tych rejonach wybieranie, wypalanie i osuszanie torfu doprowadziło do zredukowania zasięgu kopuł torfowych, które obecnie są ukształtowane jako ostańce. Straty wynikające z ich eksploatacji określono na 79 mln m3, a więc połowę wielkości retencji utraconej w wyniku melioracji torfowisk, którą wyliczono na 150 mln m3. Na zmienność powierzchni torfowisk mają wpływ warunki hydrologiczne, które w dużym stopniu zależą od działalności klimatycznej i/lub antropogenicznej. Efektem takiej działalności jest m.in. spadek wielkości opadów atmosferycznych i wzrost parowania. Parowanie wzrasta ze względu na obecność zbiorników wodnych w postaci rowów i kanałów oraz wypełnionych wodą dołów poekstrakcyjnych.
Dopiero w ostatnich latach zauważa się próbę powrotu do stanu pierwotnego, przez co nasila się proces ich renaturalizacji. Głównym efektem tych działań ma być podniesienie poziomu wód podziemnych na torfowiskach, co sprzyjać będzie rozwojowi odpowiednich siedlisk roślinnych oraz akumulacji węgla organicznego. Aby to osiągnąć należy ustabilizować poziom wód podziemnych na odpowiedniej głębokości. Według fińskich badaczy najbardziej idealne warunki wodne na torfowiskach są wtedy, kiedy wody podziemne znajdują się na głębokości od 1 do 22 cm poniżej powierzchni torfowiska. Istotne jest tu nie tylko położenie w wierzchniej warstwie torfu, ale także niewielkie wahania wód w ciągu roku. Płytkie lustra wody chronią bowiem torfowiska i ich zasoby węgla przed rozkładem tlenowym. Niestety w większości przypadków zakres zmian i amplituda wahań są znaczne.
Torfowiska w Polsce
W Polsce występuje ponad 50 tysięcy torfowisk (naturalnych i odwodnionych) o powierzchni większej od 1 ha i łącznym areale około 1,3 tys. km2, co stanowi prawie 30% powierzchni mokradeł i 4,2% powierzchni kraju. Do największych torfowisk, osiągających powierzchnię około 1000 ha, należą Wilcze Uroczysko koło Szczecina oraz Ciemińskie Bagno i Bielawskie Błoto w województwie pomorskim.
Liczba mniejszych torfowisk, których najwięcej znajduje się m.in. w pasie pojezierzy, jest nieznana. Szacuje się, że „żywe”, akumulujące torf ekosystemy torfowiskowe zachowały się na obszarze o powierzchni około 202 tys. ha (0,6% pow. kraju). Wśród torfowisk dominują torfowiska niskie. Ich udział w powierzchni wszystkich torfowisk to aż 92%. Największe z nich znajdują się w dolinach rzek: Biebrzy i górnej Narwi (100 tys. ha), Noteci (50 tys. ha), Tyśmienicy i Krzny (35 tys. ha) oraz Odry na Nizinie Szczecińskiej (25 tys.). Torfowisk wysokich jest niewiele – ok. 4 tys. obiektów większych od 1 ha, o łącznej powierzchni 62 tys. ha (4,7% pow. wszystkich torfowisk). Występują one głównie na pojezierzach, wyżynach i w górach. Niewiele mniejszy obszar (około 3% pow. wszystkich torfowisk) zajmują torfowiska przejściowe.
Hydrologiczne znaczenie torfowisk
Cechą charakterystyczną torfowisk jest gromadzenie w swojej objętości dużej ilości wody (od 75 do 90% zawartości). Można nazwać je zatem naturalnymi zbiornikami retencyjnymi. Torfowiska w Polsce gromadzą co najmniej 34 mld m3 wody, a złoża światowe blisko 1 bilion m3 wody. Mało tego, jest duża szansa na poprawę ich stanu hydrologicznego, co przełoży się na poprawę ich kondycji, w tym zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych z ich terenów. Tak znaczne wartości wody zmagazynowanej w torfowiskach dają duże możliwości ich wykorzystania w przyszłości, szczególnie w dobie zmiany klimatu, która przyniesie prawdopodobnie obniżenie zasobów wody na świecie. Możliwości wykorzystania tej wody wiązać mogą się przede wszystkim z wykorzystaniem jej do celów bytowych i rolniczych (nawodnienia w okresie suszy), ale także jako element zabezpieczenia przeciwpowodziowego i stabilizacji stanów wody w rzekach i jeziorach przez cały rok. Współcześnie retencjonowana woda w torfowiskach Polski tylko w niewielkim stopniu uczestniczy w obiegu wody w zlewni (około 5%). Zatem należałoby przemyśleć, czy nie warto już w tej chwili zastanowić się nad wykorzystaniem jej w niedalekiej przyszłości?
