Restytucja mokradeł to nie renaturyzacja

20 października 2021
Blog szalonych naukowców

Blisko początków mojej aktywności na tym blogu pisałem, że w zbiornikach wodnych raz ustalony stan często sam przeciwdziała zmianom. Przeciwdziała tym, które często uznajemy za niekorzystne, więc można je długo zanieczyszczać i wydaje się, że z niewielką szkodą. Kiedy jednak już ustali się stan, który uważamy za zdegradowany, przeciwdziała zmianom, które witalibyśmy z zadowoleniem, bo mają być efektem rewitalizacji, rekultywacji, restytucji czy wreszcie renaturyzacji. Łatwiej coś zepsuć, niż naprawić.

Co więcej, oznacza to, że pewne procesy mają coś, co można by zantropomorfizować jako pamięć (a co opisywane jest m.in. za pomocą modeli chaosu deterministycznego), a więc stan, który wydaje się identyczny (np. zawartość fosforu czy liczba gatunków), może być etapem wzrostu albo spadku, ale nie sposób to stwierdzić w pojedynczym pomiarze. I odwrotnie, w zależności od kierunku przemian przy tych samych parametrach siedliska może je zajmować zupełnie inny zestaw organizmów, będący w znacznej mierze dziedzictwem, a nie prostym indykatorem stanu obecnego. Więcej o histerezie takich przemian można przeczytać w tym starym wpisie.

Ostatnio w „Nature Communications” ukazała się analiza pokazująca coś podobnego dotyczącego restytucji torfowisk niskich. A może nawet nie tylko podobnego, a wręcz bardziej pesymistycznego, bo powrót do stanu sprzed degradacji wydaje się prawie niemożliwy za ludzkiego życia.

Analizę tę wykonali naukowcy zajmujący się torfowiskami rozrzuceni między Antwerpią a Warszawą, w tym kilkoro moich znajomych, a przeanalizowali dane z ok. 300 par sąsiadujących (mniej więcej) torfowisk bliskich naturalnym i restytuowanych rozsianych między Walią a Białorusią (włącznie). Restytucja w tym przypadku oznaczała przede wszystkim próbę przywrócenia nawodnienia meliorowanych wcześniej torfowisk, np. przez zablokowanie rowów odwadniających.

Przywrócenie odpowiedniego poziomu wód gruntowych jest kluczowe dla funkcjonowania torfowiska jako bagna, czyli ekosystemu, który wciąż zamienia biomasę w torf zamiast torf w substancje mineralne z dwutlenkiem węgla na czele. Kiedyś pisałem, że ten drugi proces, czyli murszenie, prowadzi do obniżania poziomu gruntu (a więc zwiększa podatność na powodzie), emituje co najmniej trzy gazy cieplarniane (dwutlenek węgla, podtlenek azotu i w mniejszym stopniu metan). Nie tylko gazy są uwalniane, ale także substancje mineralne użyźniające wody, a wbrew pozorom eutrofizacja to nie jest coś pożądanego w środowisku (z reguły – od której są wyjątki – nawet z gospodarczego punktu widzenia). Uwolnienie gazów, rozkład materii organicznej i ucieczka wody powodują też zmiany nie tylko chemicznych parametrów podłoża torfowiska, jak odczyn, ale też fizycznych, takich jak gęstość objętościowa czy porowatość.

Bagna meliorowano nie po to, żeby je zmeliorować, ale żeby je wykorzystywać rolniczo, w tym łąkarsko (80 proc. analizowanych przypadków), leśniczo (10 proc.) lub aby ułatwić wydobycie torfu jako surowca (10 proc.). Takie użytkowanie – jazda pojazdami rolniczymi, orka, wprowadzanie dużych stad kopytnych, sadzenie i sianie różnych gatunków użytkowych – oczywiście samo w sobie też wpływa na podłoże.

Zatem oczekiwanie, że samo zatrzymanie odwadniania spowoduje powrót do stanu poprzedniego, byłoby naiwnością. Restytucja bagien czasem jest dużo bardziej zaawansowana – usuwa się warstwę zmurszałego torfu, rozsiewa nasiona właściwych gatunków. Nawet wtedy jednak sukces z reguły jest umiarkowany. Kiedyś pisałem, że sposobem na podniesienie poziomu wód gruntowych może być wycięcie okolicznych drzew, ale to akurat nie jest standardowa procedura w jego regulacji i raczej wychodzi jako skutek uboczny, bo usuwanie krzewów i drzew z torfowisk otwartych jest raczej sposobem (rozpaczliwym) ochrony gatunków nieznoszących zacienienia.

No dobra, krzywa histerezy pokazuje, że trzeba poczekać. W analizie wzięto pod uwagę mokradła o historii powrotu nawodnienia od jednego roku do 54 lat. Drugi koniec zakresu to chyba dość czasu, żeby spodziewać się całkiem niezłej renaturyzacji. Niektóre lasy o takim wieku już by zaczęły wzbudzać zainteresowanie drwali, a tu mówimy o ekosystemie tworzonym przez szybko rosnące i ginące rośliny zielne.

Co właściwie świadczy o podobieństwie do stanu naturalnego? Analizowano kilka parametrów fizyczno-chemicznych, ale najważniejszy jest skład gatunkowy. Po ustandaryzowaniu dwa ekosystemy o identycznym składzie gatunkowym mają 0, a o całkowicie rozbieżnym – 1, czyli to w istocie miara raczej odmienności niż podobieństwa.

Po analizie okazało się, że niektóre stanowiska niemal od razu po ponownym nawodnieniu osiągają skład gatunkowy prawie w połowie zbliżony do naturalnego. To jednak wyjątki. Większość – i to przytłaczająca – wśród stanowisk z kilkuletnią historią restytucji osiąga współczynnik odmienności bliski 1. Najwięcej przypadków dotyczyło stanowisk z historią kilkunastoletnią. W nich współczynnik czasem spada nawet do 0,2, ale większość wciąż przekracza 0,9 i to samo dotyczy mniej licznych przypadków z dłuższą historią. Żadne stanowisko nie zbliżyło się do 0, a spadek do połowy to już sukces, który odnoszą nieliczne torfowiska. Linia trendu jest co prawda opadająca, ale bardzo powoli, i można odnieść wrażenie, że albo stanowisko w miarę wraca do stanu połowicznie zrenaturyzowanego w ciągu kilku, góra kilkunastu lat, albo nie wraca wcale.

To, co rzuca się w oczy w danych, to znacznie większa jednorodność torfowisk naturalnych niż restytuowanych, zwłaszcza pod względem warunków abiotycznych. Ta pierwsza nie musi zaskakiwać – dobrano torfowiska niskie ze strefy nemoralnej i bliższych rejonów strefy atlantyckiej i kontynentalnej. One potrafią być różne – są wśród nich młaki, mechowiska, rojsty i można dodać parę innych nazw o pochodzeniu ludowym, które geobotanicy podjęli się przypisać zbiorowiskom. Mogą to być też szuwary niskich turzyc czy sitów, szuwary wysokich turzyc i wreszcie wysokie szuwary pałki, kłoci czy trzciny (wśród nich najróżniej rozumiane sitowia, o czym kiedyś pisałem).

Rzecz w tym, że wysokie szuwary budowane bardziej przez rośliny błotne (helofity) niż bagienne stanowią margines (ok. 6 proc.) bliskich naturze torfowisk niskich, a w restytuowanych zajęły jedną czwartą. Tak duża helofityzacja wynika właśnie ze zróżnicowania warunków, jakie wykształciły się na ponownie nawodnionych torfowiskach. Naturalne bagna tego typu są miejscem, na którym nie każdy gatunek może przetrwać, a te, które to potrafią, tak je kształtują, żeby ten stan utrzymać. Helofity, które tu trafią, są rachityczne, choć mogą utworzyć specyficzne zbiorowisko zwane płem paprociowym (bo współtworzone przez pewne gatunki bagiennych paproci).

Po wszystkich przemianach, które opisałem wyżej, jednak helofity odnajdują się tu znacznie lepiej, a wrażliwe gatunki mchów, storczyków, rosiczek i innych drobnych roślin – nie. Wynika to choćby z zacienienia przez wysokie helofity. Ale nie tylko. Żywe torfowisko utrzymuje dość stabilny poziom wód gruntowych. Torfowisko reanimowane – nie. Dość łatwo wysusza się, co są w stanie przetrwać kłączowe helofity, ale nie mchy (tu nie ma przypadku hibernacji, o którym kiedyś pisałem). Innym razem nabierają wody tyle, że występuje ona na powierzchni (stąd w nawadnianych torfowiskach występuje dość dużo gatunków wodnych, np. rzęsy), co też odpowiada gatunkom szuwarowym, ale gatunkom typowych torfowisk, które są przecież bardziej mokrymi łąkami niż szuwarem – nie. Przez analizę przewinęło się 539 gatunków roślin. Wśród nich za wskaźniki naturalności uznano 124 (najbardziej siedmiopalecznik błotny), a restytucji tylko 50 (najbardziej pałka szerokolistna). Te drugie zajmują bardziej zróżnicowane siedliska, ale ich bogactwo gatunkowe jest znacząco niższe.

Helofity nie tylko korzystają ze zmiany warunków. Ustabilizowawszy się na pozycji dominanta, same je kształtują tak, żeby już się nie zmieniało, np. przenosząc gazy przez swój system kłączy i długich pędów nadziemnych. Inaczej też zachodzi rozkład ich szczątków, niż zachodził rozkład gatunków bagiennych. System sam się podtrzymuje, blokując wkraczanie gatunków typowych dla naturalnych bagien.

Oczywiście, niektóre restytuowane bagna przypominają nieco to, czym były przed melioracją, ale to raczej wyjątki niż norma. Czy zatem ich restytucja jest działaniem pozbawionym sensu? Bynajmniej. Nawet takie mokradła, przypominające bardziej sztuczne, spełniają więcej usług ekosystemowych niż mokradła zmeliorowane. Użyłem słowa sztuczne, bo sztuczne mokradła makrofitowe to jeden z rodzajów oczyszczalni ścieków i takie siedliska jak najbardziej mogą odegrać rolę w powstrzymywaniu eutrofizacji. Poza tym zatrzymanie murszenia powoduje krótkotrwały wzrost emisji metanu, ale i tak bilans węglowy jest korzystny. No i wreszcie może zająć to więcej czasu, niż byśmy chcieli (a na pewno dłużej niż dowolny cykl rozliczania grantów środowiskowych z obowiązkiem opisania efektów), ale nawet tak zaburzone mokradła mają jakąkolwiek szansę na powrót do stanu sprzed lat. Bez tego szansy by nie miały.

Oczywiście, kształtowanie się torfowiska to proces, w którym nawet drobne zmiany klimatyczne mogą zupełnie odwracać tory, więc przewidywania są mało pewne. Właśnie ukazała się inna praca innych naukowców o torfowiskach zupełnie innego typu, które obecnie mogą występować na jednej trzeciej powierzchni Europy, ale na dwóch trzecich tego obszaru mogą co najwyżej trwać, bo dziś już warunki klimatyczne nie pozwalają na ich nowe powstawanie, ale to temat na inny tekst.

Moi koledzy jednak mówią, że raz osuszonych bagien się nie da zrenaturyzować. Można je tylko w jakiś sposób restytuować, ale to będzie już inny układ. To nie jest las, który można na nowo nasadzić. Raz zmeliorowane bagno można zamienić na inne mokradło, ale nie da się dwa razy wejść do tego samego bagna.

Piotr Panek

fot. Wiktor Kotowski

  • J. Kreyling, F. Tanneberger, F. Jansen, S. van der Linden, C. Aggenbach, V. Blüml, J. Couwenberg, W-J Emsens, H. Joosten, A. Klimkowska, W. Kotowski, Ł. Kozub, B. Lennartz, Y. Liczner, H. Liu, D. Michaelis, C. Oehmke, K. Parakenings, E. Pleyl, A. Poyda, S. Raabe, M. Röhl, K. Rücker, A. Schneider, J. Schrautzer, C. Schröder, F. Schug, E. Seeber, F. Thiel, S. Thiele, B. Tiemeyer, T. Timmermann, T. Urich, R. van Diggelen, K. Vegelin, E. Verbruggen, M. Wilmking, N. Wrage-Mönnig, L. Wołejko, D. Zak, G. Jurasinski (2021) Rewetting does not return drained fen peatlands to their old selves Nature Communications 12, 5693 10.1038/s41467-021-25619-y