Klimat i torfowiska

Zależności między torfowiskami i klimatem są dwukierunkowe. Klimat wpływa na torfowiska, które występują w warunkach odpowiedniej wilgotności i temperatury, co determinuje ich rozmieszczenie na Ziemi. Także torfowiska przedstawiają znaczenie dla klimatu, znaczenie nieproporcjonalne większe niżby to mogło wynikać z faktu, że ekosystemy te zajmują około 3% powierzchni Ziemi. Relacja ta opiera się na głównie na procesach obiegu węgla w przyrodzie, których duża część zachodzi na terenie torfowisk i łączy się z krążeniem węgla w atmosferze. Całości dopełnia obieg wody i przepływ energii, od którego zależy funkcjonowanie całej przyrody.

Zmiany klimatu

Zmiany klimatu następują od początku istnienia Ziemi. Są one naturalnymi zjawiskami towarzyszącymi rozwojowi naszej Planety. Podstawowymi czynnikami determinującymi klimat na Ziemi są: aktywność Słońca, intensywna działalność wulkanów, oraz skład atmosfery. Obecnie zmiany klimatu mogą nieść za sobą poważne skutki dla człowieka utrudniając lub nawet uniemożliwiając przystosowywanie się do nowych warunków. Oprócz kwestii samych przeobrażeń klimatu istotne jest także tempo ich następowania. Nawet znaczne zmiany klimatu, ale zachodzące stosunkowo wolno, nie są tak groźne jak przemiany względnie mniejsze, przy założeniu że następują szybciej.

Współcześnie zmiany klimatu wiąże się głównie ze zwiększaniem zawartości w atmosferze tzw. gazów cieplarnianych (greenhouse gases, GHGs), z których najważniejszymi są dwutlenek węgla CO2 i metan CH4. Istnieją teorie, potwierdzane na podstawie obserwowanych zjawisk, wskazujące, że wzrost ilości tych gazów w atmosferze prowadzi do zwiększonej absorpcji promieniowania słonecznego i w konsekwencji do wzrostu temperatury. Zjawisko to określa się mianem „wzmocnionego” efektu cieplarnianego (enhanced greenhouse effect EGE), w przeciwieństwie do atmosferycznego efektu cieplarnianego (atmospheric greenhouse effect AGE), dzięki któremu średnia temperatura powietrza na Ziemi wynosi +15oC, zamiast –18oC. Oprócz zwiększania temperatur, EGE przejawia się także zmianami ilości opadów, wzrostem częstotliwości występowania ekstremalnych zjawisk atmosferycznych, podnoszeniem poziomu wody, oraz dalszymi konsekwencjami dla przyrody oraz dla człowieka we wszystkich sferach jego działalności.

Uwalnianie gazów cieplarnianych następuje w drodze procesów naturalnych, ale jest obecnie bardzo zwiększane w związku z działalnością człowieka. Głównym źródłem GHGs jest spalanie paliw kopalnych na skutek rozwoju m.in. przemysłu i transportu. Istotne są w tym zakresie także zmiany w użytkowaniu ziemi – m.in. wylesianie na potrzeby rozwoju miast, rolnictwa, co skutkuje obniżaniem poziomu wiązania CO2 przez niszczoną roślinność. W tym miejscu należy wymienić także degradację torfowisk – osuszanie powiązane z rozkładem materii organicznej oraz spalanie torfu jako materiału energetycznego.

Torfowiska

Na torfowiskach zachodzi wiązanie i uwalnianie GHGs oraz gromadzenie węgla w postaci torfu, będącego kopaliną podobnie jak węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa i gaz ziemny. Dwutlenek węgla CO2 jest pobierany przez roślinność torfowisk w procesie fotosyntezy, a następnie gromadzony w postaci torfu w warunkach silnego uwilgotnienia bez obecności tlenu. Ocenia się, że zawartość węgla w torfowiskach może być porównywalna, a nawet przekraczać pulę węgla zgromadzonego w lasach. Na obszarze ekosystemów torfowiskowych oprócz procesów wiązania GHGs następuje także uwalnianie tych gazów. Według szacunków torfowiska przyczyniają się do znacznych emisji metanu CH4, wynoszących 10% w skali globalnej.

Wpływ torfowisk na klimat

Różne rodzaje torfowisk mogą zachowywać się różnie, ale ogólny bilans świadczy o przewadze procesów asymilacji nad procesami degradacji, co najdobitniej przedstawiają możliwości przyrostu torfowisk. Jeśli torfowiska funkcjonują prawidłowo – to stanowią one rezerwuary węgla z ciągłą możliwością jego absorpcji. Jeśli ich funkcje są zaburzone – to stają się źródłami węgla, przyczyniając się do wzrostu zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze. Zachodzące współcześnie w torfowiskach odkładanie węgla w formie torfu jest procesem wykazującym podobieństwo do zjawisk, które miały miejsce w odległych epokach geologicznych, w wyniku czego powstały złoża paliw kopalnych takich jak węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa, czy gaz ziemny.

Wpływ klimatu na torfowiska

Zmiany klimatu mogą powodować wiele bezpośrednich i pośrednich konsekwencji dla całego środowiska. Jednym z takich następstw mogą być zmiany w strukturze i funkcjonowaniu torfowisk. Ocieplanie klimatu skutkuje przeobrażeniami struktury zbiorowisk roślinnych obszaru torfowisk, zmianami ich produktywności, ponadto stosunków hydrologicznych i mikroklimatycznych na terenach ich występowania. Wszystkie te zjawiska wpływają zwrotnie na klimat.

Torfowiska są wrażliwymi ekosystemami zależnymi przede wszystkim od stosunków wodnych i temperatury. Mimo, że zauważa się różnice w odpowiedziach różnych rodzajów torfowisk na zmiany klimatu, ogólna tendencja jest wyraźna. Ocieplanie klimatu powoduje wzrost temperatury i zwiększone parowanie. Osuszanie torfowisk prowadzi do zmniejszania emisji metanu, ale wzrostu wydzielania dwutlenku węgla, i uwalniania pokładów węgla zgromadzonego w postaci torfu. W takich warunkach torfowiska stają się źródłami węgla. Tracone są natomiast możliwości wiązania węgla, które występują przy prawidłowym funkcjonowaniu torfowisk.

Wzrost zawartości CO2 w atmosferze mógłby wprawdzie prowadzić do zwiększonego pobierania tego składnika przez rośliny, zwiększonej produkcji pierwotnej, a więc zmniejszania ilości CO2 w atmosferze. Przewiduje się, że efekty te nie byłyby najprawdopodobniej bardzo wyraźne.

Podsumowanie

Bardzo silne zależności między torfowiskami i zmianami klimatu wskazują, że w celu zapobiegania gwałtownym i niekorzystnym zmianom na Ziemi, niezbędne jest właściwe postępowanie w odniesieniu do obu tych komponentów przyrody. Klimat ma ogromny wpływ na całą Ziemię – na środowisko przyrodnicze oraz na środowisko człowieka. Wpływając na torfowiska klimat ma zwrotne oddziaływanie na siebie. Kontrola stężenia GHGs w atmosferze, która współcześnie w bardzo dużym stopniu decyduje o klimacie na Ziemi, może odbywać się na dwa sposoby – z jednej strony na poziomie ich uwalniania, a z drugiej strony – na poziomie ich wiązania. W sytuacji zwiększania poziomu GHGs w atmosferze ważne jest zmniejszanie emisji oraz zwiększanie możliwości absorpcji tych gazów. Torfowiska mogą odgrywać rolę w obu tych podejściach. Zachowanie torfowisk w stosownym stanie nie ma negatywnego efektu na zwiększanie problemów klimatycznych, które pojawiałyby się w sytuacji ich degradacji. Właściwa kondycja tych ekosystemów pozwala nawet wspomagać zapobieganie zmianom klimatu. Torfowiska mogą zatem pełnić pozytywną rolę w minimalizacji efektu cieplarnianego, lub też powodować jego zwiększanie. Oprócz znaczenia torfowisk dla klimatu posiadają one jeszcze szereg innych funkcji. Można tu wymienić między innymi zachowanie różnorodności biologicznej.

Potencjalne zagrożenia są na tyle poważne, że od dawna poszukuje się sposobów zapobiegania i minimalizacji zmianom klimatu, oraz wspomnianej adaptacji w stosunku do nich. Zagadnienia takie stały się przedmiotem zainteresowania m. in. międzynarodowej konferencji na temat zmian klimatu United Nations Framework Convention on Climate Change UNFCCC, Protokołu z Kyoto (Kyoto Protocol), ponadto powołania Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, międzyrządowego zespołu, którego celem jest zdobywanie i opracowywanie informacji dotyczących rozumienia zależności między działalnością człowieka a zmianami klimatu, możliwych skutków oraz możliwych odpowiedzi na te zmiany. Tematyka ta jest także obecna w działaniach w ramach współpracy opartej na powyższych przedsięwzięciach i Konferencji Ramsarskiej dotyczącej obszarów wodno błotnych, w tym torfowisk, oraz konwencji na temat różnorodności biologicznej – Convention on Biological Diversity CBD. Istnieje wiele organizacji, które stawiają sobie zadania dbania o środowisko. Mimo dużej aktywności na tym polu, istnieje potrzeba dalszych działań, i co szczególnie istotne – upowszechniania informacji na ten temat, tak, by jak najwięcej osób miało świadomość roli, która odgrywa każdy pojedynczy człowiek w kształtowaniu obrazu całej Ziemi.

Literatura:

Bergkamp G., Orlando B. 1999. Wetlands and climate change. Exploring collaboration between the Convention on Wetlands (Ramsar, Iran, 1971) and the UN Framework Convention on Climate Change. Background paper from IUCN. www.ramsar.org

Gorham E. 1991. Northern peatlands: role in the carbon cycle and probable responses to climatic warming. Ecological Applications 1(2): 182-195.

Pastor J., Peckham B., Bridgham S.D., Weltzin J.F., Chen J. 2002. Plant community dynamics, nutrient cycling, and alternative stable equilibria in peatlands. The American Naturalist 160(5): 553-568.

Weltzin J.F., Bridgham S.D., Pastor J., Chen J., Harth C. 2003. Potential effects of warming and drying on peatland plant community composition. Global Change Biology 2003(9): 141-151.

RAMSAR. 2002. COP8 DOC. 11: Climate Change and Wetlands: Impacts, Adaptation and Mitigation. www.ramsar.org

Agata Pustelnik

01.06.2006