Zmniejszenie zasiêgu z³ó¿ torfu i ich retencji wodnej
w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej i w Bieszczadach w wyniku dzia³alnoœci cz³owieka
Adam £ajczak
1Reduction of the extent of peat deposits and their water retention capacity in the Orava-Nowy Targ Basin and Bieszczady Mts. due to human activity. Prz. Geol., 61: 532–540.
A b s t r a c t. The paper deals with the problem of anthropogenic changes in the extent of peat deposits, their volume and water retention capacity of raised and valley peat bogs in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin and the Bieszczady Mts. This problem has not received a great deal of attention in the research literature. Special atten-tion was paid to the remnants of peat domes and post-peat areas. The decrease in the area of peat bogs, the volume of peat deposit and the quantity of water retained within them were estimated for the last ca. 400 years. This paper is based on an analysis of maps produced over the last 230 years as well as aerial photographs. Field data and labo-ratory data were also analyzed as part of this research.
Keywords: anthropopression, raised bog, peat dome, post-peat area, peat extraction, reclamation works, shallow groundwater,
Orava-Nowy Targ Basin, Bieszczady Mts.
Jednym ze skutków antropogenicznej degradacji torfo-wisk jest szybko postêpuj¹ce zmniejszanie ich zasiêgu, rozcz³onkowywanie wielu obiektów na mniejsze fragmen-ty, a nawet ich zanik. Wybieranie torfu powoduje tak¿e zmniejszenie mi¹¿szoœci z³o¿a (Pietrucieñ, 1993; Koczur, 1996; £ajczak, 2002, 2006, 2011a, b). Równie¿ osuszanie z³o¿a rowami odwadniaj¹cymi skutkuje zagêszczeniem, kurczeniem i murszeniem torfu (Ilnicki, 1973; Krzywonos, 1974; Okruszko i in., 1993; Fr¹ckowiak & Feliñski, 1994; Chrzanowski & Szuniewicz, 2002; Oleszczuk, 2011). W kon-sekwencji gospodarcze u¿ytkowanie torfowisk prowadzi nie tylko do zmniejszenia objêtoœci z³ó¿ torfu, lecz przede wszystkim do znacznego zredukowania objêtoœci zretencjo-nowanej w nich wody (Dynowska, 1988; Churski, 1993; Pietrucieñ, 1993; Zembrzuski, 1994; £ajczak 2006).
W porównaniu z innymi obszarami na œwiecie stopieñ rozpoznania antropogenicznych zmian zasiêgu, ukszta³to-wania i nawodnienia torfowisk w niektórych rejonach Pol-ski nale¿y uznaæ za zaawansowany. Dotyczy to nie tylko torfowisk w pó³nocnej Polsce, gdzie liczba tych obiektów jest najwiêksza i gdzie jest prowadzona wielkoobszarowa eksploatacja torfu powi¹zana z osuszaniem z³o¿a na roz-leg³ych terenach (Jasnowski, 1975; ¯urek, 1987; Dynow-ska, 1988; Churski, 1993), lecz tak¿e w niewielkim stopniu pokrytej torfowiskami Polski po³udniowej, gdzie najlepiej zbadano pod tym wzglêdem torfowiska w Kotlinie Oraw-sko-Nowotarskiej (Koczur, 1996; £ajczak, 2002, 2006), a w mniejszym stopniu w Bieszczadach (£ajczak, 2011a, b). W tych rejonach wybieranie, wypalanie i osuszanie torfu doprowadzi³o do zredukowania zasiêgu kopu³ torfowych, które obecnie s¹ ukszta³towane jako ostañce obrze¿one skarp¹ eksploatacyjn¹ i otoczone przez potorfia. Starsze potorfia, pozbawione z³o¿a torfu, s¹ u¿ytkowane g³ównie jako pastwiska i grunty orne. M³odsze potorfia maj¹ zacho-wan¹ warstwê torfu, jednak bardzo zredukozacho-wan¹ w stosun-ku do pierwotnej mi¹¿szoœci. Te obszary s¹ w wiêkszym stopniu drenowane przez rowy melioracyjne ni¿ stare potorfia. Wœród potorfi wyró¿niaj¹ siê pola eksploatacyjne
(czynne lub nieczynne), które s¹ intensywnie osuszane (ryc. 1). Zmniejszenie zasiêgu kopu³ torfowych, ich frag-mentacja, a nawet zanik, drastyczna redukcja mi¹¿szoœci z³o¿a na potorfiach i jego drenowanie przez rowy odwad-niaj¹ce, a tak¿e odwodnienie torfowisk niskich na roz-leg³ych obszarach doprowadzi³y do radykalnego zmniej-szenia retencji wodnej na zatorfionych terenach w Polsce. To zjawisko na du¿ych obszarach torfowiskowych jest postrzegane jako katastrofa ekologiczna (Churski, 1993; £ajczak, 2006). O jego skali mo¿e informowaæ iloœciowe ujêcie w pracy Dynowskiej (1988). Wstrzymanie wydoby-wania torfu i zaprzestanie osuszania z³o¿a (np. przez zarzu-cenie czyszczenia rowów melioracyjnych) stanowi punkt
1
Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, ul. Œwiêtokrzyska 15, 25-406 Kielce; alajczak@o2.pl.
a b a
b b
b
c a –starsze potorfia
older post-peat areas b –
m³odsze potorfia
younger post-peat areas
c –rozleg³e pola wydobywcze (czynne i nieczynne)
large peat workings (active and non-active)
z³o¿e torfu przed degradacj¹
peat deposit prior to its degradation
z³o¿e torfu w zdegradowanej kopule
peat deposit in a degraded peat bog dome
pod³o¿e ilaste
clayey substratum
A
B
C
Ryc. 1. Typowe rozmieszczenie antropogenicznie zdegradowa-nych obszarów na torfowisku wysokim: A – torfowisko przed roz-poczêciem degradacji, B–C – torfowisko zdegradowane Fig. 1. Typical distribution of anthropogenically degraded areas within the raised bog: A – peat bog prior to human degradation, B–C – degraded peat bog
wyjœcia do zapocz¹tkowania renaturalizacji zdegrado-wanego torfowiska, czego wyrazem s¹ zwiêkszaj¹ce siê od tego momentu zasoby wody w jego obrêbie (£ajczak, 2011a, b).
OBSZAR BADAÑ I CEL PRACY
Do szczegó³owej analizy wybrano torfowiska wysokie i niskie dwóch w najwiêkszym stopniu zatorfionych ob-szarów polskich Karpat – Kotliny Orawsko-Nowotarskiej i Bieszczadów (ryc. 2), ró¿ni¹cych siê histori¹ gospo-darczego u¿ytkowania. W Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej (w granicach Polski) znajduje siê 19 szcz¹tkowych kopu³ torfowych o zró¿nicowanych rozmiarach, otoczonych przez m³odsze potorfia (£ajczak, 2006, 2009). Wystêpuj¹ one na wysokoœci 592–770 m n.p.m., s¹ rozwiniête na tera-sach czwartorzêdowych od mindelskiej po poglacjaln¹ i wznosz¹ siê odpowiednio od 5–10 m do 30–40 m nad korytami Czarnego Dunajca, Bia³ego Dunajca i Czarnej Orawy (ryc. 2A). Torfowiska wykszta³ci³y siê na s³abo przepuszczalnej warstwie gliny le¿¹cej na wodonoœnych ¿wirach. Rozwojowi torfowisk sprzyja ch³odny i wilgotny klimat (opady ok. 1000 mm). Tylko jedno torfowisko mo¿na uznaæ za ombrogeniczne, pozosta³e s¹ czêœciowo zasilane przez wyp³ywy wody gruntowej. W Bieszczadach (w granicach Polski) wystêpuje 17 torfowisk wysokich o po-³o¿eniu dolinnym (13 w dolinie górnego Sanu i 4 w dolinie potoku Wo³osaty) (ryc. 2B). Ich kopu³y s¹ mniejsze od wiêkszoœci torfowisk w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. S¹ one po³o¿one na wysokoœci 550–700 m n.p.m. i zajmuj¹ terasê poglacjaln¹ oraz sto¿ki nap³ywowe, wznosz¹ siê od 5 m do 8 m nad korytami rzek. Pod³o¿e tych torfowisk
tak¿e stanowi warstwa i³u le¿¹ca na ¿wirach. Opady na tym obszarze wynosz¹ 1000–1200 mm. Wiêkszoœæ tych torfo-wisk le¿¹cych u podstawy stoków tak¿e jest zasilana przez wysiêki wody gruntowej (£ajczak, 2011a). Torfowiska wyso-kie w obu rejonach buduje torf mszarny z przewarstwienia-mi torfu drzewnego, zalegaj¹cy na z³o¿u torfu turzyco-wego (Korczyñska, 1952; Mirska, 1956; Lipka, 1999; £aj-czak, 2011a, b).
Torfowiska na obu obszarach by³y w przesz³oœci w ró¿ny sposób u¿ytkowane przez cz³owieka. W Kotlinie Orawsko--Nowotarskiej ich zasiêg zmniejsza siê od zapocz¹tkowa-nia akcji osadniczej w XVI–XVII w., natomiast w Biesz-czadach zaczê³y podlegaæ udokumentowanej presji cz³owie-ka dopiero w XIX w. W pierwszej locz³owie-kalizacji wybieranie torfu do ró¿nych celów rozpoczêto na du¿¹ skalê w po³o-wie XIX w. i osi¹gnê³o ono nieporównanie wiêksze roz-miary ni¿ w Bieszczadach, gdzie taka dzia³alnoœæ mog³a byæ prowadzona tylko do po³owy lat 40. XX w. (£ajczak, 2006, 2011a, b), st¹d w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej znacznie wiêkszy zasiêg potorfi, które by³y do niedawna intensywnie odwadniane przez rowy melioracyjne. W¹skie potorfia wokó³ kopu³ torfowych w Bieszczadach stanowi¹ g³ównie efekt ich osuszenia. Pocz¹wszy od lat 90. XX w. w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej na wiêkszoœci torfo-wisk ju¿ nie wybiera siê torfu, równoczeœnie rowy odwad-niaj¹ce ulegaj¹ zarastaniu. Z kolei w polskiej czêœci Biesz-czadów proces renaturalizacji torfowisk rozpocz¹³ siê ju¿ w po³owie XX w., przerwano go jednak na niektórych obiektach w latach 70. i 80., kiedy przeprowadzono na nich prace melioracyjne.
Artyku³ zawiera ocenê zmniejszenia zasiêgu i objêtoœci z³ó¿ torfu i na tym tle iloœci zretencjonowanej w nich wody
Czarny Potok +1346 23 24 28 30 32 33 3435 36 Wo³osaty 16 19 Czarna Orawa San Dunajec Dunajec A 17 15 14 13 12 11 9 10 8 6 7 5 1 2 3 4 18 0 2km 1346 1725 2655 Tatry Tatra Mts. A B A B 1346 1 torfowiska wysokie i ich numeracjaraised bogs and their numbering
g³ówne cieki main water-courses granica pañstwa state boundary
granica Bieszczadzkiego Parku Narodowego
border of the Bieszczady National Park g³ówne kulminacjemain culminations
CZECHY CZECH REP . POLSKA POLAND S£OWACJA SLOVAKIA UKRAINAUKRAINE Bieszczady Bieszczady Mts. S£OWACJA SLOVAKIA POLSKA POLAND Dunajec Bia³y UKRAINA UKRAINE UKRAINA UKRAINE B 0 2km 1 2 3 4 5 6 7 8 9 – Przybojec – Puœcizna Wysoka – £ysa Puœcizna* – Puœcizna Jasiowska – Bacuch – Puœcizna Wielka – Bór za Lasem Kaczmarka – Puœcizna Ma³a* – Piekielnik Nazwa torfowiska: Peat bog name:
10 11 12 13 14 15 16 17 18 – Baligówka – Puœcizna Rêkowiañska – Puœcizna D³ugopole – Puœcizna Franków – Przymiarki* – Gronków – Bór na Czerwonem (A)* – Bór na Czerwonem (B) – Otrêbowskie Brzegi 19 20 21 22 23 24 25 26 27 – Do Grela – Sokoliki Górskie (A) – Sokoliki Górskie (B) – Litmirz – Tarnawa Wy¿na (A) – Tarnawa Wy¿na (B)* – Tarnawa Wy¿na (C) – Tarnawa Ni¿na (A) – Tarnawa Ni¿na (B) 28 29 30 31 32 33 34 35 36 – Tarnawa Ni¿na (C) – Tarnawa Ni¿na (D) – £okieæ* – DŸwiniacz Górny – Zakole – Wo³osate (A) – Wo³osate (B) – Wo³osate (C) – Wo³osate (D) zasiêg Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (w Polsce) limit of the Orava-Nowy Targ Basin (in Poland)
*Wybrane torfowiska, których w³aœciwoœci wodne torfu zosta³y zbadane. *Chosen raised bogs, which hydrological properties of peat were investigated.
Ryc. 2. Rozmieszczenie torfowisk wysokich w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B) Fig. 2. Distribution of raised bogs in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady Mts. (B)
na wskazanych obszarach polskich Karpat, ró¿ni¹cych siê czasem trwania i nasileniem gospodarczego u¿ytkowania torfowisk. Zanalizowano okres od rozpoczêcia gospo-darczego u¿ytkowania torfowisk a¿ do pocz¹tku XXI w. W przypadku torfowisk wysokich szczególn¹ uwagê zwróco-no na zmiany zaistnia³e w szcz¹tkowych kopu³ach i na potorfiach.
MATERIA£Y I METODY BADAÑ
Analiza map topograficznych z lat 1779–1782, z 1855 r., 1879 r., 1894 r., 1934 r., 1965 r., 1978 r. i 1996 r., zdjêæ lot-niczych z 1965 r., 1988 r. i 2006 r. oraz wyników karto-wania geomorfologicznego i hydrograficznego szcz¹tko-wych kopu³ torfoszcz¹tko-wych, potorfi i torfowisk niskich prowa-dzonego przez autora w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej od 2000 r., a w Bieszczadach od 2009 r. pozwoli³a ustaliæ wspó³czesny zasiêg poszczególnych torfowisk i prawdo-podobne zmiany, które zasz³y w ostatnich ok. 400 latach, tzn. w okresie, kiedy na obu badanych obszarach nasila³y siê zmiany œrodowiska geograficznego spowodowane akcj¹ osadnicz¹. Szczególn¹ uwagê zwrócono na zmniejszenie zasiêgu kopu³ torfowych i zmiany rozprzestrzenienia potorfi. Na mapach z lat 1779–1782 i z 1855 r. uwzglêd-niono jedynie najwiêksze torfowiska i to tylko w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. Zasiêg kopu³ torfowych na tych mapach wyznacza skarpa eksploatacyjna, obok której zazna-czono m³odsze potorfia jako miejsca z prowadzonym wy-bieraniem torfu. Od drugiej po³owy XIX w. zaczêto coraz dok³adniej przedstawiaæ, tak¿e w przypadku znacznie mniejszych torfowisk w Bieszczadach, zmniejszaj¹cy siê zasiêg kopu³, przebieg skarp eksploatacyjnych oraz zme-liorowane obszary na potorfiach, dlatego mapy z tego okre-su pozwalaj¹ na bardziej dok³adn¹ iloœciow¹ analizê zmian zasiêgu poszczególnych szcz¹tkowych kopu³ torfowych i m³odszych potorfi. Zmiany te w odniesieniu do znacznie wiêkszych torfowisk w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej mo¿na przedstawiæ z wiêksz¹ dok³adnoœci¹ ni¿ w przypad-ku torfowisk bieszczadzkich, jednak iloœciowa analiza tendencji zmian jest mo¿liwa dla obu obszarów. Obecny zasiêg w ró¿nym stopniu zredukowanych kopu³ torfowych ustalony na podstawie barwnych zdjêæ lotniczych zosta³ zweryfikowany podczas badañ terenowych. Dokumentacja kartograficzna zasiêgu torfowisk wysokich w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej siêga ok. 1780 r., a w Bieszczadach 1880 r. Zasiêg kopu³ torfowych we wczeœniejszym okresie, kiedy antropogeniczna degradacja tych torfowisk nie by³a tak nasilona jak w póŸniejszych latach, oszacowano na podstawie rozmieszczenia œladów po dawnym z³o¿u torfu poza granicami m³odszych potorfi. Wyniki tych badañ wskazuj¹ na znacznie wiêksz¹ redukcjê torfowisk w Kotli-nie Orawsko-Nowotarskiej ni¿ w Bieszczadach.
Uzyskane wyniki pozwoli³y okreœliæ prawdopodobn¹ powierzchniê poszczególnych torfowisk wysokich w okre-sie przed rozpoczêciem ich u¿ytkowania przez cz³owieka, w po³owie XIX w., kiedy zaczê³y byæ intensywnie wykorzy-stywane, i wspó³czesn¹ powierzchniê szcz¹tkowych kopu³ oraz m³odszych potorfi. Oszacowano tak¿e powierzchniê s¹siaduj¹cych torfowisk niskich w tych okresach. Ca³kowita powierzchnia torfowiska wysokiego obejmuje kopu³ê i stre-fê okrajka, a w przypadku torfowiska zdegradowanego
szcz¹tkow¹ kopu³ê i potorfia – starsze i m³odsze (ryc. 3, 4 – patrz str. 494). Wed³ug Myœliñskiej (2001) potorfia o powierzchni wiêkszej od 0,5 ha ze œredni¹ mi¹¿szoœci¹ zredukowanego z³o¿a torfu wiêksz¹ od 20 cm nale¿y roz-patrywaæ ju¿ jako torfowiska. Kryteria te spe³niaj¹ wszyst-kie zbadane m³odsze potorfia, dlatego w³¹czono je razem ze szcz¹tkowymi kopu³ami do ca³kowitej powierzchni ka¿-dego torfowiska. Takie podejœcie skutkuje wiêksz¹ ni¿ dot¹d przyjmowano w niektórych publikacjach powierzch-ni¹ badanych torfowisk (por. dyskusja wyników badañ w pracach autora – £ajczak, 2006, 2011a). Gruboœæ z³o¿a torfu w ka¿dej szcz¹tkowej kopule, potorfiach i torfowi-skach niskich ustalono na podstawie gêstej siatki wierceñ wykonanych od sierpnia do paŸdziernika, kiedy zawartoœæ wody w z³o¿u torfu jest najmniejsza w roku i w efekcie powierzchnia torfowiska jest obni¿ona. Dlatego bior¹c pod uwagê zjawisko retencji pulsacji torfowisk (Horawski i in., 1979; Szuniewicz i in., 1993; Gilman, 1994; Szajda & Olsz-ta, 1995; Price, 1997; Price & Schlotzhauer, 1999; Olesz-czuk, 2011), uzyskane wyniki badañ odnosz¹ce siê do poszczególnych torfowisk nale¿y uznaæ za porównywalne. Miejsca wierceñ wyznaczane za pomoc¹ GPS by³y zlokali-zowane w œrodku kwadratów o boku 200 m pokrywaj¹cych ca³y obszar wymienionych elementów torfowisk. W ocenie mi¹¿szoœci z³ó¿ torfu uwzglêdniono udostêpnione przez Zak³ad Produkcji Torfowej „Bór za Lasem” w Czarnym Dunajcu wyniki wierceñ w miejscach, gdzie w przesz³oœci prowadzono lub gdzie nadal prowadzi siê wybieranie torfu na skalê przemys³ow¹ (torfowiska o najwiêkszej gruboœci z³o¿a – lokalnie do 12 m: Bór za Lasem Kaczmarka, Bali-gówka, Puœcizna Wielka).
Wspó³czesn¹ objêtoœæ z³ó¿ torfu w poszczególnych szcz¹tkowych kopu³ach, m³odszych potorfiach i torfowi-skach niskich obliczono jako iloczyn ich powierzchni i œredniej gruboœci z³o¿a ze wszystkich wierceñ. Objêtoœæ z³ó¿ torfu w po³owie XIX w. i ok. 400 lat temu oszacowa-no, bior¹c pod uwagê ich ówczesn¹ powierzchniê i obecn¹ œredni¹ gruboœæ.
Zawartoœæ wody w torfie zbadano w szeœciu wybranych torfowiskach wysokich (czterech w Kotlinie Orawsko--Nowotarskiej i dwóch w Bieszczadach) w obrêbie kopu³ i potorfi, a tak¿e w piêciu s¹siaduj¹cych torfowiskach niskich (cztery w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej i jedno w Biesz-czadach) (ryc. 2). Zastosowano metodê suszarkow¹ z
u¿y-ciem naczyniek Kopecky’ego (0,25 dm3). Próby torfu
pobierano na ró¿nych g³êbokoœciach z³o¿a: we wkopach od dolnego zasiêgu strefy akrotelmu do g³êbokoœci 1 m (co 50 cm), a g³êbiej za pomoc¹ œwidra rdzeniowego do g³êbokoœci 5 m (co 1 m). W obrêbie kopu³ próby torfu pobierano w ka¿dym stanowisku œrednio na czterech g³êbo-koœciach (min. dwóch, maks. szeœciu), a na potorfiach oraz w torfowiskach niskich maksymalnie na trzech g³êboko-œciach. Najg³êbsze próby pochodz¹ce z kopu³ i potorfi reprezentuj¹ torf niski (turzycowiskowy), a p³ytsze torf wysoki (mszarny). Torf na potorfiach ulegaj¹cy murszeniu odznacza siê mniej korzystnymi w³aœciwoœciami wodnymi od torfu na kopu³ach. Próby torfu pobierano w okresach od maja do wrzeœnia lub paŸdziernika w odstêpach dwumie-siêcznych, w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej w 2008 r., a w Bieszczadach w 2009 r. Na ka¿dym torfowisku wyso-kim próby torfu pobierano œrednio w 10 stanowiskach:
piêciu na szcz¹tkowych kopu³ach (w œrodku kopu³y i na jej obrze¿ach) i piêciu na potorfiach (punkty poboru roz-mieszczone wzd³u¿ osi strefy potorfi równomiernie wokó³ kopu³y), a na torfowisku niskim w trzech punkach wzd³u¿ spadku terenu. W ka¿dym z wybranych torfowisk wyso-kich pobrano 90 prób torfu (razem 540 prób), a na torfowi-skach niskich 68 prób. Wyniki badañ pozwoli³y przeœle-dziæ zmiany wilgotnoœci torfu w ró¿nych warunkach topo-graficznych ka¿dego torfowiska i na ró¿nej g³êbokoœci z³o¿a, co poœrednio wskazuje na zmiany zasobów wody zmagazynowanej w torfowiskach w ci¹gu sezonu wegeta-cyjnego. Równolegle, ale tylko w Bieszczadach, prowa-dzono comiesiêczne pomiary g³êbokoœci zwierciad³a wody w z³o¿u torfu w centralnych czêœciach siedmiu wybranych torfowisk. Piezometry zainstalowano w maju 2009 r. i pomia-ry prowadzono do listopada, a w 2010 r. od kwietnia do listopada. Podstawê porównañ retencji wodnej torfowisk stanowi¹ wyniki badañ prowadzone w sezonie, kiedy nasy-cenie wod¹ z³ó¿ torfu jest najwiêksze w roku. Sytuacja taka najczêœciej wystêpuje w kwietniu lub w maju, po zakoñ-czeniu roztopów. Oceniaj¹c iloœæ wody zmagazynowanej w ka¿dym torfowisku, wziêto pod uwagê kapilarn¹
pojem-noœæ wodn¹ torfu w wariancie objêtoœciowym Pwv [%].
Wielkoœæ ta wskazuje na najwiêksz¹ iloœæ wody, jaka potencjalnie mo¿e byæ czasowo zmagazynowana w z³o¿u. Ró¿nica miêdzy kapilarn¹ pojemnoœci¹ wodn¹ torfu a jego wilgotnoœci¹ stwierdzon¹ podczas poszczególnych po-miarów wyra¿a wielkoœæ ubytku wody w z³o¿u na skutek parowania, zwiêkszonego przez antropogeniczn¹ degrada-cjê torfowisk, m.in. w wyniku odwadniania z³o¿a przez rowy melioracyjne. Zasoby wody w torfowiskach przed rozpoczêciem ich antropogenicznej degradacji i w po³owie XIX w. oszacowano, bior¹c pod uwagê ówczesn¹ objêtoœæ z³ó¿ torfu i przyjmuj¹c wspó³czesn¹ maksymaln¹ kapilarn¹ pojemnoœæ wodn¹ torfu.
ZMNIEJSZENIE ZASIÊGU TORFOWISK WYSOKICH I NISKICH I ICH WSPÓ£CZESNA POWIERZCHNIA W Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej zmniejszenie za-siêgu torfowisk wysokich i niskich w analizowanym okre-sie osi¹gnê³o nieporównanie wiêksze rozmiary ni¿ w Biesz-czadach. Na pierwszym z tych obszarów pierwotny zasiêg torfowisk wysokich znacznie ró¿ni³ siê od obecnego (ryc. 5). Z uwagi na mniejsze rozmiary takich torfowisk w Biesz-czadach i niewielkie zredukowanie ich zasiêgu zrezyg-nowano z graficznej prezentacji zmian ich powierzchni. £¹czn¹ powierzchniê kopu³ torfowych w Kotlinie Orawsko--Nowotarskiej w okresie przed rozpoczêciem ich antropo-genicznej degradacji oszacowano na ok. 3500 ha, a ota-czaj¹cych je torfowisk niskich na co najmniej 15 000 ha. Powierzchnia wszystkich kopu³ torfowych o po³o¿eniu dolinowym w badanej czêœci Bieszczadów wynosi³a tylko 56 ha. Wszystkie torfowiska niskie na tym obszarze mia³y przypuszczalnie zbli¿on¹ powierzchniê.
Bogata dokumentacja kartograficzna pozwala na usta-lenie przebiegu zmniejszania ³¹cznej powierzchni kopu³ torfowych w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej pocz¹wszy od 1780 r. Proces ten zosta³ jednak zapocz¹tkowany ju¿ wczeœniej, tzn. po rozpoczêciu zorganizowanej akcji
osie-dleñczej w tym rejonie w XVI–XVII w. (ryc. 6). Zasiêg kopu³ najszybciej mala³ w XIX w. i w pierwszej po³owie XX w., póŸniej nast¹pi³o znaczne zwolnienie. W ostatnich 20 latach zaznaczy³a siê stabilizacja zasiêgu tych obiek-tów, wynikaj¹ca z malej¹cego zainteresowania w³aœcicieli gruntów wybieraniem torfu i ze wstrzymania prac meliora-cyjnych. Prowadzi to do coraz bardziej widocznej renatu-ralizacji potorfi (£ajczak, 2011b). Obecnie szcz¹tkowe kopu³y torfowe zajmuj¹ w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej 1300 ha (37% pocz¹tkowej powierzchni), a otaczaj¹ce je m³odsze potorfia 1250 ha (ryc. 7A). Nieco mniejszy obszar
18 4 3 2 6 8 9 10 11 7 5 12 13 14 161715 19 1 0 5km
torfowiska wysokie dawniej raised bogs in the past szcz¹tkowe kopu³y obecnie remnants of peat domes at present g³ówne cieki main water-courses Czarna Czarna Czarny Dunajec Czarny Dunajec Dunajec Dunajec Jeleœnia Jeleœnia A B Dunajec Dunajec Bia³y Bia³y Orawa Orawa
Ryc. 5. Prawdopodobny zasiêg torfowisk wysokich w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej przed rozpoczêciem ich antropogenicznej degradacji (A) oraz wspó³czesny zasiêg szcz¹t-kowych kopu³ na tym obszarze (B). Numeracja torfowisk jak na ryc. 2
Fig. 5. Presumed limit of individual raised bogs in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin prior to human degradation (A) and recent limit of remnants of peat domes (B). For numbering of peat bogs see Fig. 2
0 1000 2000 3000 4000 1300 1500 1700 1900 2100 lata years
³¹czny zasiêg kopu³ torfowych total area of peat domes
powierzchnia ustalona na podstawie map i zdjêæ lotniczych area calculated on the basis of maps and aerial photographs powierzchnia oszacowana na podstawie innych Ÿróde³ informacji area estimated on the basis of other sources of information
³¹czny zasiêg m³odszych potorfi total area of younger post-peat areas ³¹czny zasiêg starszych potorfi (tylko na obszarze dawnego zasiêgu kopu³) total area of older post-peat areas (only within former peat domes)
powier
zchnia
[ha]
area
[ha]
Ryc. 6. Spadek ³¹cznej powierzchni kopu³ torfowych w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej w ci¹gu ostatnich co naj-mniej 400 lat
Fig. 6. A decrease in the total area of peat domes in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin over at least the last 400 years
zajmuj¹ starsze potorfia z ca³kowicie wyeksploatowanym z³o¿em w obrêbie dawnego zasiêgu kopu³ torfowych. Powierzchnia starszych potorfi na terenie dawnych torfo-wisk niskich jest ju¿ co najmniej 10-krotnie wiêksza
(£aj-czak, 2006). Powierzchnia torfowisk niskich obecnie nieco przekracza 5000 ha.
W Bieszczadach po zachodniej stronie Sanu ³¹czna powierzchnia kopu³ torfowych jest obec-nie 28 razy mobec-niejsza ni¿ w badanej czêœci Kot-liny Orawsko-Nowotarskiej i wynosi 47 ha, co stanowi 84% ich pierwotnego zasiêgu (ryc. 7B). Otaczaj¹ce je m³odsze potorfia, utworzone w wiêkszym stopniu na skutek osuszenia z³o¿a, ni¿ wybierania torfu, zajmuj¹ tylko 9 ha. Brak informacji na temat u¿ytkowania torfowisk biesz-czadzkich przed po³ow¹ XIX w. nie pozwala stwierdziæ, czy na tym obszarze utworzone zosta³y starsze potorfia (£ajczak, 2011a). Nale¿y wiêc przyj¹æ, ¿e zmniejszenie zasiêgu kopu³ torfo-wych i utworzenie potorfi nast¹pi³o w tym rejo-nie miêdzy po³ow¹ XIX w. a latami 80. XX w. PóŸniej, po utworzeniu rezerwatów torfowisko-wych i po w³¹czeniu w 1999 r. prawie wszyst-kich torfowisk do Bieszczadzkiego Parku Naro-dowego, rozpocz¹³ siê proces ich renaturalizacji.
Poszczególne torfowiska wysokie w Kotli-nie Orawsko-Nowotarskiej maj¹ obecKotli-nie znacz-nie bardziej zró¿nicowan¹ powierzchniê ni¿ te w Bieszczadach. W pierwszym z tych rejo-nów ka¿de z 19 torfowisk zajmuje obszar od 9 ha do 660 ha (ryc. 8A). W 14 torfowiskach m³odsze potorfia maj¹ wiêksz¹ powierzchniê ni¿ szcz¹tkowe kopu³y, a w 9 z tych obiektów potorfia stanowi¹ nawet ponad 70% powierzch-ni ca³ego torfowiska. Z najwiêkszych torfowisk tylko w PuœciŸnie Wielkiej i Baligówce domi-nuj¹ kopu³y obejmuj¹ce ponad 70% powierzchni. Du¿a, a nawet dominuj¹ca powierzchnia zajmo-wana przez m³odsze potorfia w prawie ka¿dym z torfowisk w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej wskazuje, ¿e na te obszary powinna byæ zwróco-na szczególzwróco-na uwaga w azwróco-nalizie wspó³czesnej retencji wodnej torfowisk w tym rejonie. W Biesz-czadach ka¿de z 17 torfowisk ma powierzchniê tylko od 0,8 ha do 13,5 ha (ryc. 8B). We wszyst-kich tych torfowiskach potorfia s¹ ju¿ znacz-nie mznacz-niejsze ni¿ kopu³y i stanowi¹ do 30% powierzchni torfowiska (w wiêkszoœci przypad-ków do 20%). W czterech torfowiskach nie stwierdzono potorfi.
ZMNIEJSZENIE OBJÊTOŒCI Z£Ó¯ TORFU
NA SKUTEK DZIA£ALNOŒCI CZ£OWIEKA
W oszacowaniu objêtoœci z³ó¿ torfu w obrê-bie kopu³ (poza zasiêgiem potorfi) w trzech wy-ró¿nionych okresach przyjêto za³o¿enie, ¿e œred-nia gruboœæ z³o¿a odniesiona do okresu o naj-mniejszej zawartoœci wody w torfie (prze³om lata i jesieni) nie uleg³a istotnej zmianie w ci¹gu ostatnich 400 lat, gdy¿ nie mog³y jej zmodyfikowaæ zmia-ny klimatu, jak równie¿ minimalzmia-ny przyrost z³o¿a (zbyt krótki czas). W przypadku Kotliny Orawsko-Nowotarskiej przyjêto œredni¹ mi¹¿szoœæ torfu w kopu³ach w ka¿dym 0
1000
szcz¹tkowe kopu³y remnants of peat domes 2000 3000 49% 51% 0,0 20,0 16% 40,0 60,0 84% A B m³odsze potorfia younger post-peat areas
powier zchnia [ha] area [ha] powier zchnia [ha] area [ha]
Ryc. 7. Wspó³czesna ³¹czna powierzchnia torfowisk wysokich i zlokalizowanych w ich obrêbie szcz¹tkowych kopu³ i m³odszych potorfi oraz udzia³ kopu³ i potorfi w powierzchni torfowisk w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B)
Fig. 7. Total area of raised bogs and remnants of peat domes and younger post-peat areas, and the proportions of peat domes and post-peat areas in the total area of peat bogs in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady Mountains (B)
0,0
szcz¹tkowe kopu³y remnants of peat domes 20,0 B 10,0 23 22 26 32 31 30 33 21 27 20 28 34 29 36 25 35 24 0 500 600 700 100 200 300 400 11 6 10 12 1 7 8 14 3 19 13 16 18 2 5 17 15 9 4 A m³odsze potorfia younger post-peat areas
powier zchnia [ha] area [ha] powier zchnia [ha] area [ha]
Ryc. 8. Powierzchnia zajmowana przez poszczególne torfowiska wysokie i przez zlokalizowane w ich obrêbie szcz¹tkowe kopu³y i m³odsze potorfia oraz udzia³ kopu³ i potorfi w powierzchni ka¿dego torfowiska (diagramy koliste) w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B). Nume-racja torfowisk jak na ryc. 2
Fig. 8. Acreage of individual raised bogs including areas occupied by remnants of peat domes and younger post-peat areas, and the proportions of remnants of peat domes and post-peat areas in the total area of individual raised bogs (circle diagrams) in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady Mountains (B). For numbering of peat bogs see Fig. 2
z wyró¿nionych okresów równ¹ 4,0 m, a w m³odszych potorfiach 0,2 m. Ta ostatnia wartoœæ stanowi efekt wybra-nia torfu, a tak¿e jego osuszewybra-nia rowami melioracyjny-mi, które by³y wykonywane ju¿ w XVIII w. Obni¿anie powierzchni osuszonych resztkowych z³ó¿ torfu musia³o wiêc zacz¹æ siê lokalnie nawet co najmniej 200 lat temu. Wed³ug Pierzgalskiego (1996) proces ten najszybciej zachodzi w pierwszych latach po odwodnieniu z³o¿a torfu. Skurczenie z³o¿a torfu, czyli zmniejszenie jego objêtoœci na skutek obni¿enia powierzchni w wyniku utraty wody, zale¿y od skali odwodnienia z³o¿a (Oleszczuk, 2011). Dla-tego w badanych szcz¹tkowych kopu³ach jest ono mniejsze ni¿ w m³odszych potorfiach lub w ogóle siê nie zaznacza. Wp³ywa na to tak¿e, wskazana przez Myœliñsk¹ (2001), mniejsza kurczliwoœæ s³abiej roz³o¿onych torfów wyso-kich buduj¹cych kopu³y w stosunku do silniej roz³o¿onych torfów niskich – np. turzycowiskowych. Regulacja koryt potoków w s¹siedztwie torfowisk i zwi¹zana z tym zmiana re¿imu odp³ywu zapocz¹tkowana w po³owie XX w. odgrywa niewielk¹ rolê w osuszaniu z³ó¿ torfu w porównaniu z gêst¹ siatk¹ rowów. Œredni¹ mi¹¿szoœæ z³o¿a torfu w s¹siadu-j¹cych torfowiskach niskich oszacowano w dwóch pierw-szych okresach tak¿e na 0,2 m, ale wspó³czeœnie ju¿ na 0,5 m, poniewa¿ z³o¿e o mniejszej mi¹¿szoœci zosta³o wczeœniej na przewa¿aj¹cym obszarze wybrane, wypalone lub uleg³o likwidacji w wyniku rolniczego u¿ytkowania gruntów. W Bieszczadach œrednia mi¹¿szoœæ torfu w ko-pu³ach wynosi tylko 2,5 m, w potorfiach 0,4 m (redukcja gruboœci z³o¿a g³ównie w wyniku prac odwodnieniowych), a w torfowiskach niskich 0,2 m. W s¹siedztwie tych torfo-wisk nie prowadzono prac regulacyjnych w korytach cie-ków wodnych. £¹czn¹ powierzchniê kopu³, potorfi i torfo-wisk niskich w ka¿dym z wymienionych okresów w obu badanych rejonach podano wczeœniej. Oszacowane objêto-œci torfu przedstawiono na rycinie 9.
Objêtoœæ z³ó¿ torfu w Kotlinie Orawsko--Nowotarskiej (w granicach Polski) przed rozpo-czêciem antropogenicznej degradacji torfowisk oszacowano na 170 mln m3
, z czego 140 mln m3 stanowi³y rozleg³e kopu³y, a 30 mln m3znacznie wiêksze obszarowo torfowiska niskie. Z³o¿a torfu w badanej czêœci Bieszczadów mia³y wtedy ponad 100-krotnie mniejsz¹ objêtoœæ – ok. 1,5 mln m3 (w tym 1,4 mln m3w kopu³ach i 0,1 mln m3w tor-fowiskach niskich). Do po³owy XIX w., od kie-dy zmniejszanie zasiêgu torfowisk w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej zachodzi³o coraz szyb-ciej, objêtoœæ z³ó¿ torfu zmniejszy³a siê o ok. 28% i wynosi³a wówczas prawdopodobnie 122 mln m3. Blisko 82% objêtoœci torfu by³o wtedy skoncen-trowane w kopu³ach, 16% w torfowiskach niskich i 2% w potorfiach. Wspó³czesna objêtoœæ torfu w tej kotlinie wynosi 79,5 mln m3i jest ponad dwukrotnie mniejsza ni¿ w okresie, gdy na tym obszarze rozpoczêto zorganizowan¹ akcjê osie-dleñcz¹. Na kopu³y przypada 65% objêtoœci z³ó¿, na torfowiska niskie 31%, a na potorfia 4%. W polskiej czêœci Bieszczadów objêtoœæ z³ó¿ torfu wynosi obecnie 1,27 mln m3
, czyli jest 63 razy mniejsza ni¿ w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. Od czasu powstania wiosek w dolinach biesz-czadzkich (XVII w.) objêtoœæ torfu zmala³a na tym obszarze tylko o ok. 15%. Kopu³y, mimo zmniejszenia zasiêgu, nadal stanowi¹ 92% objêtoœci torfu, 5% z³o¿a przypada na torfowiska niskie, a 3% na potorfia. Redukcja objêtoœci z³ó¿ torfu ma zbli¿ony przebieg w czasie do zmniejszania zasiêgu torfowisk. Na obu badanych obsza-rach w analizowanym okresie ³¹czna objêtoœæ z³ó¿ torfu spad³a o ok. 91 mln m3, czyli o 53%. A¿ 99,7% tej wartoœci przypada na torfowiska w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej.
WSPÓ£CZESNE SEZONOWE ZMIANY ZAWARTOŒCI WODY W Z£O¯ACH TORFU G³êbokoœæ, do której zachodz¹ sezonowe zmiany wilgot-noœci torfu, jest wyznaczona przez najni¿sze po³o¿enie zwierciad³a wody w ci¹gu roku. W kopu³ach torfowych strefa wahañ zwierciad³a wody obejmuje g³ównie akrotelm, dlatego ni¿ej le¿¹c¹ strefê katotelmu nale¿y uznaæ za sta-biln¹ pod wzglêdem nawodnienia. Na obrze¿ach szcz¹tko-wych kopu³ torfoszcz¹tko-wych w pobli¿u œwie¿ych skarp eks-ploatacyjnych lub z³agodzonych skarp poekseks-ploatacyjnych strefa wysychania z³o¿a siêga g³êbiej i lokalnie mo¿e dochodziæ do podstawy skarpy, obejmuje ona jednak w¹ski pas kopu³. Na potorfiach okresowe wysychanie zachodzi ju¿ w ca³ej mi¹¿szoœci resztkowego z³o¿a, poniewa¿ na takich obszarach rowy melioracyjne czêsto osi¹gaj¹ ilaste pod³o¿e torfu lub s¹ dociête g³êbiej, a¿ do ¿wirów (£aj-czak, 2006). Oleszczuk i in. (2001) oraz Brandyk i in. (2006) zaproponowali zale¿noœci empiryczne wyra¿aj¹ce relacje miêdzy zapasami wody a po³o¿eniem zwierciad³a wody gruntowej oraz powierzchni terenu w profilu gleby torfowo--murszowej (na przyk³adzie doliny Biebrzy).
Wyniki badañ sezonowych wahañ g³êbokoœci zwiercia-d³a wody w wybranych kopu³ach torfowisk w Bieszczadach z zainstalowanymi piezometrami przedstawiono w tabeli 1. Najwiêksze nasycenie wod¹ przypowierzchniowej warstwy
0 0 kopu³y torfowe peat domes 18% 82% 20 0,2 40 0,4 60 0,6 80 0,8 100 1,0 120 1,2 140 1,4 160 1,6 180 82% 16% 2% 65% 31% 4% 93% 7% 92% 5% 3% B A m³odsze potorfia younger post-peat areas
torfowiska niskie valley peat bogs
objêtoœæ z³ó¿ tor fu [mln m ] 3 volume of peat deposit [mln m ] 3 objêtoœæ z³ó¿ tor fu [mln m ] 3 volume of peat deposit [mln m ] 3
Ryc. 9. £¹czna objêtoœæ z³ó¿ torfu w kopu³ach, m³odszych potorfiach i torfowi-skach niskich przed rozpoczêciem antropogenicznej degradacji torfowisk (I), w po³owie XIX w. (II) i na pocz¹tku XXI w. (III) w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B), a tak¿e udzia³ kopu³, m³odszych potorfi i torfowisk niskich w ³¹cznej objêtoœci z³ó¿ torfu w wyró¿nionych okresach (diagramy koliste)
Fig. 9. Total volume of peat deposit in peat domes, younger post-peat areas and in valley peat bogs prior to human degradation (I), in the mid 19thcentury (II) and at the beginning of the 21stcentury (III) in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady Mts. (B), and the proportions of peat domes, younger post-peat areas and valley peat bogs in the total volume of peat deposits in specified time periods (circle diagrams)
badanych z³ó¿ torfu stwierdzono od zakoñczenia roztopów do koñca maja, kiedy zwierciad³o wody zalega bardzo p³ytko. Latem po d³ugotrwa³ych i obfitych opadach wilgot-noœæ z³o¿a torfu tak¿e jest du¿a, jednak doœæ szybko spada, a zwierciad³o wody obni¿a siê. Zwierciad³o wody w tor-fach zalega najni¿ej w d³ugim okresie od sierpnia do paŸ-dziernika. Du¿e i d³ugo trwaj¹ce nasycenie wod¹ torfy osi¹gaj¹ ponownie póŸn¹ jesieni¹. Ujemne temperatury zim¹ stabilizuj¹ ten poziom. W okresach najwy¿ej zale-gaj¹cego zwierciad³a wody gruntowej (kopu³y, potorfia) wilgotnoœæ torfu zbli¿a siê do wartoœci jego maksymalnej kapilarnej pojemnoœci wodnej Pwv. Na obu badanych obsza-rach w ca³ym profilu z³ó¿ torfu w kopu³ach w czêœci odpo-wiadaj¹cej katotelmowi Pwvosi¹ga œrednio 87%, w z³o¿u w potorfiach 82%, natomiast w z³o¿u w torfowiskach niskich 89%. Najmniejsza retencyjnoœæ wodna potorfi wynika ze zmniejszonej zdolnoœci retencyjnej zmursza³ego torfu, co stanowi potwierdzenie prawid³owoœci wskazanej przez Ilnic-kiego (2002) oraz Brandyka i Szaty³owicza (2002).
Ogólnie w sezonie wegetacyjnym zawartoœæ wody w z³o¿u torfu wykazuje tendencjê malej¹c¹. Najmniejsze zasoby wody w torfowiskach stwierdzono we wrzeœniu lub paŸdzierniku podczas d³ugotrwa³ej bezdeszczowej pogo-dy. Wtedy poziom wody w torfie wystêpuje najni¿ej, przy-k³adowo na du¿ych obszarach wielu kopu³ na g³êbokoœci poni¿ej 50 cm, a nawet 100 cm, a w pobli¿u skarp eksplo-atacyjnych czy skarp rowów melioracyjnych nawet g³êbiej. Od zakoñczenia roztopów wiosennych do paŸdziernika zaznacza siê wiêc tendencja do wzrostu ró¿nicy miêdzy maksymaln¹ kapilarn¹ pojemnoœci¹ wodn¹ torfu a jego aktualn¹ wilgotnoœci¹. Ten niedobór wody w z³o¿u torfu obejmuje tylko przypowierzchniow¹ strefê kopu³ i ich brze¿ne partie, ale na potorfiach ju¿ ca³¹ mi¹¿szoœæ reszt-kowego z³o¿a, które czêsto uleg³o zmurszeniu. W sumie nie wiêcej ni¿ ok. 20% objêtoœci z³ó¿ torfu podlega okre-sowo czêœciowemu osuszaniu. Pozosta³a, g³êbiej le¿¹ca czêœæ z³o¿a ma prawie sta³e zasoby wodne. Ujemna tempe-ratura w sezonie zimowym stabilizuje du¿e zasoby wodne torfowisk powstaj¹ce póŸn¹ jesieni¹. W ci¹gu roku wyso-kie nasycenie wod¹ przypowierzchniowej warstwy torfu w kopu³ach zbli¿one do jego maksymalnej kapilarnej pojemnoœci wodnej trwa nieprzerwanie w ci¹gu co
naj-mniej siedmiu miesiêcy (od listopada do maja), podczas gdy g³êbsze partie z³o¿a s¹ trwale nasycone wod¹. Postêpuj¹ce osuszanie przypowierzchniowej warstwy torfu w sezonach letnim i jesiennym jest czêsto przerywane podczas epizo-dów opadowych, co nawet na zmeliorowanych potorfiach umo¿liwia w sprzyjaj¹cych warunkach opanowywanie takich obszarów przez typowe dla torfowisk gatunki roœlin. Najbardziej sprzyjaj¹ce warunki do wysokiej i stabilnej zawartoœci wody w torfie istniej¹ w tych fragmentach tor-fowisk, które s¹ poroœniête przez mchy torfowce, a naj-mniej w tych, gdzie z³o¿e nie jest pokryte roœlinnoœci¹ i gdzie torf ulega murszeniu, zw³aszcza na nadal stromych skarpach poeksploatacyjnych.
OCENA ZMNIEJSZENIA RETENCJI WODNEJ ANTROPOGENICZNIE ZDEGRADOWANYCH
TORFOWISK
Maksymaln¹ objêtoœæ wody, która mog³a byæ zreten-cjonowana przez wszystkie torfowiska wysokie i niskie w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej (przyk³adowo w maju) zanim te obiekty zaczê³y podlegaæ antropogenicznej degra-dacji, oszacowano na 150 mln m3
(ryc. 10). Oko³o 82% iloœci wody gromadzi³y kopu³y torfowe, a 18% torfowiska niskie. Chocia¿ do po³owy XIX w. na skutek skurczenia zasiêgu torfowisk iloœæ wody zawartej w torfie zmala³a na tym obszarze o 28%, to kopu³y nadal gromadzi³y 82% wody, torfowiska niskie 17%, a potorfia 1%. Obecnie torfowiska w kotlinie mog¹ zatrzymywaæ w maju prawie 70 mln m3wody, przy czym na kopu³y przypada tylko 65% tej wielkoœci, na torfowiska niskie 32%, a na potorfia 3%. Iloœæ wody, jak¹ mog³y maksymalnie zgromadziæ wszyst-kie torfowiska w badanej czêœci Bieszczadów, by³a do XVII w. 113 razy mniejsza ni¿ w Kotlinie Orawsko-Nowo-tarskiej i a¿ 92% tej wielkoœci przypada³o na kopu³y, a 8% na torfowiska niskie. Do czasów wspó³czesnych retencyj-noœæ torfowisk bieszczadzkich zmala³a w niewielkim stop-niu. Nadal 92% maksymalnej objêtoœci wody, któr¹ mog¹ zatrzymaæ, gromadzi siê w kopu³ach, 3% w torfowiskach niskich i 5% w potorfiach.
W polskiej czêœci zarówno Kotliny Orawsko-Nowotar-skiej, jak i Bieszczadów w latach nasilaj¹cej siê presji
Numer torfowiska Peat bog number 2009 2010 23–24.05 20–21.06 12–14.07 27–28.08 16–18.09 24–26.10 21–23.11 18–20. 04 9–11. 05 8–10.06 8–10.07 6–8.08 10–12.09 1–3.10 4–6.11 20 19 23 22 28 39 3 2 3 6 39 10 19 26 29 6 22 8 20 21 28 32 3 2 5 7 32 23 28 32 36 8 23 5 10 9 22 27 3 3 5 6 43 16 21 30 33 10 30 14 24 26 34 35 12 7 0 2 35 17 22 36 41 8 31 8 12 11 17 22 6 4 0 1 22 5 13 21 26 6 32 12 25 27 30 38 2 2 2 7 38 14 20 33 42 8 33 5 7 8 8 10 0 0 0 3 10 15 18 22 22 7
Tab. 1. Zmiany g³êbokoœci zwierciad³a wody (w centymetrach) w wybranych kopu³ach torfowisk w Bieszczadach w latach 2009–2010. Dane z piezometrów zlokalizowanych w œrodku kopu³. Numeracja torfowisk jak na ryc. 2
Table 1. Fluctuations of water level depth (in centimetres) in some peat domes of the Bieszczady Mts. in the period 2009–2010. Data from piesometers located in the centres of the domes. For peat bog numbering see Fig. 2
cz³owieka na ekosystemy torfowiskowe iloœæ wody trwale zatrzymywanej przez z³o¿a torfu zmniejsza³a siê, co nie nawi¹zywa³o jednak do przebiegu ubytku objêtoœci tych z³ó¿. Wraz z przyrostem powierzchni m³odszych potorfi zwiêksza³a siê objêtoœæ zmursza³ego torfu, który ³atwiej ulega g³êbszemu osuszaniu i krócej magazynuje wodê w porównaniu z torfem niezwietrza³ym. Pocz¹wszy od drugiej po³owy XIX w. szybko zwiêkszaj¹ca siê sieæ rowów odwadniaj¹cych przyspieszy³a tempo ubytku wody z murszej¹cych torfów. O skali tego zjawiska mo¿e œwiad-czyæ czêsto wiêksza powierzchnia potorfi ze szcz¹tkowym z³o¿em torfu w stosunku do zachowanych fragmentów kopu³.
Na obu badanych obszarach maksymalna iloœæ wody, jak¹ mog³y przez pewien czas zatrzymywaæ torfowiska, zmala³a ³¹cznie o ok. 79 mln m3
, czyli o 53%, z czego a¿
77 mln m3 przypada na fragmenty kopu³, które uleg³y
ca³kowitej likwidacji lub zmieni³y siê w m³odsze potorfia. Podobnie jak w przypadku ubytku objêtoœci z³o¿a torfu, tak¿e 99,7% bezpowrotnie utraconej iloœci wody odnosi siê do antropogenicznie zdegradowanych torfowisk w Kotli-nie Orawsko-Nowotarskiej. Objêtoœæ wody utraconej przez skurczone kopu³y torfowe w tej kotlinie stanowi 97% wody utraconej przez wszystkie torfowiska na obu badanych obszarach.
DYSKUSJA I WNIOSKI
Antropogeniczne zmiany retencji wodnej torfowisk, zw³aszcza wysokich, zachodz¹ g³ównie wskutek wybierania torfu ze z³o¿a i jego osuszania. Rozszerzanie zasiêgu potor-fi kosztem kurcz¹cych siê kopu³ torfowych jest wynikiem rêcznego wybierania torfu przez indywidualnych w³aœci-cieli gruntów, a tak¿e wielkoobszarowego wybierania torfu
metodami przemys³owymi i osuszania z³o¿a na terenach zmeliorowanych. Pierwsza z tych sy-tuacji jest typowa dla badanych rejonów (Mir-ska, 1956; Koczur, 1996; £ajczak, 2002, 2006, 2011b), natomiast rozleg³e pola wydobywcze (czynne lub nieczynne – zamienione w potorfia) oraz zmeliorowane du¿e obszary torfowisk spo-tyka siê najczêœciej w pó³nocnej Polsce (Ilnicki, 1973; Krzywonos, 1974; Piaœcik i in., 1992; Churski, 1993; Mioduszewski i in., 1996; Pierz-galski, 1996).
Z³o¿e torfu bez pokrywy roœlinnej (na potor-fiach) w obrêbie badanych torfowisk czêœciej i d³u¿ej ulega przesuszaniu i jest bardziej nara-¿one na murszenie ni¿ – przyk³adowo – torfowi-ska w Wielkiej Brytanii i Irlandii, gdzie z uwagi na uwarunkowania klimatyczne do³y torfowe s¹ czêsto podmok³e i gdzie narastanie z³o¿a zacho-dzi szybciej (Cooper & McCann, 1995; Lato-cha, 2012). Na wyspach brytyjskich du¿emu uwilgoceniu z³ó¿ torfu sprzyja szybkie zarasta-nie potorfi trawami, podczas gdy na badanych obszarach Karpat zarastanie skarp torfowych – g³ównie roœlinami krzewinkowymi i sosnami – trwa d³u¿ej, a mchy torfowce pocz¹tkowo kolo-nizuj¹ wy³¹cznie do³y torfowe i rowy meliora-cyjne (Korczyñska, 1952; Mirska, 1956; Zem-brzuski, 1994; Koczur, 1996; £ajczak, 2006, 2011b).
Zachowane fragmenty kopu³ torfowych w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej i Bieszczadów sta-nowi¹ 0,7% liczby zinwentaryzowanych torfowisk wyso-kich w kraju, jednak zajmuj¹ one obecnie powierzchniê 1347 ha, co odpowiada 2,2% obszaru wszystkich torfowisk wysokich w Polsce (por. ¯urek, 1983; Ilnicki & ¯urek, 1996). Udzia³ tych kopu³ w³¹cznie z potorfiami m³odszymi wzrasta ju¿ do 4,3% powierzchni torfowisk wysokich w kraju, natomiast razem z zachowanymi fragmentami torfowisk niskich w ich otoczeniu wynosi tylko 0,6% powierzchni wszystkich torfowisk w Polsce. Udzia³ zbada-nych szcz¹tkowych kopu³ torfowych w ³¹cznej objêtoœci wszystkich z³ó¿ torfu w Polsce wynosi 0,13%, a w³¹cznie z potorfiami 0,14%.
Wed³ug Churskiego (1993) torfowiska w Polsce gro-madz¹ obecnie co najmniej 34 mld m3wody. Tylko 0,21% tej wielkoœci przypada na torfowiska w Kotlinie Orawsko--Nowotarskiej i jedynie 0,004% na torfowiska w polskiej czêœci Bieszczadów. £¹cznie w obu rejonach 2/3 iloœci wody gromadz¹ szcz¹tkowe kopu³y. Iloœæ wody bezpow-rotnie utraconej w wyniku wyeksploatowania czêœci z³o¿a torfu i jego osuszenia na obu badanych obszarach w pol-skich Karpatach, wynosz¹ca 79 mln m3
(w tym w kopu³ach 77 mln m3), stanowi a¿ po³owê objêtoœci wody, o któr¹ zmniejszy³y siê zasoby wodne wszystkich torfowisk w kra-ju tylko w wyniku ich zmeliorowania (por. Dynowska, 1988; Pietrucieñ, 1993). Podana wielkoœæ 79 mln m3
wody dotyczy prawie w 100% Kotliny Orawsko-Nowotarskiej i stanowi 34% pojemnoœci zbiornika Czorsztyñskiego przy œrednim stanie wody. Tak drastyczne zmniejszenie zaso-bów wodnych w torfowiskach tej kotliny mo¿na uznaæ za klêskê ekologiczn¹ (£ajczak, 2006). 0 18% 82% 20 40 60 80 100 120 140 160 82% 17% 1% 65% 32% 3% 92% 8% 92% 3% 5% B A 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 objêtoœæ wody [mln m ] 3 volume o f w ater [mln m ] 3 objêtoœæ wody [mln m ] 3 volume o f w ater [mln m ] 3 kopu³y torfowe peat domes m³odsze potorfia younger post-peat areas
torfowiska niskie valley peat bogs
Ryc. 10. Maksymalna objêtoœæ wody zretencjonowanej w z³o¿u torfu w kopu-³ach, m³odszych potorfiach i torfowiskach niskich przed rozpoczêciem antropo-genicznej degradacji torfowisk (I), w po³owie XIX w. (II) i na pocz¹tku XXI w. (III) w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B), a tak¿e udzia³ kopu³, m³odszych potorfi i torfowisk niskich w objêtoœci zreten-cjonowanej wody w wyró¿nionych momentach (diagramy koliste)
Fig. 10. Estimated maximum total volume of water retained in peat deposit in peat domes, younger post-peat areas and valley peat bogs prior to human degradation (I), in the mid 19thcentury (II) and at the beginning of the 21st centu-ry (III) in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady Mts. (B), and the proportions of peat domes, younger post-peat areas and valley peat bogs in the total volume of water retained in peat deposit in specified time periods (circle diagrams)
Pomimo zaawansowanego stanu badañ nad antropoge-niczn¹ degradacj¹ omówionych torfowisk wskazana jest ich kontynuacja, która powinna uwzglêdniaæ ocenê wzrostu zasobów wodnych w zachowanych z³o¿ach torfu w warun-kach postêpuj¹cej renaturalizacji zdegradowanych wczeœ-niej torfowisk.
LITERATURA
BRANDYK T., OLESZCZUK R. & SZATY£OWICZ J. 2006 – Porównanie ró¿nych sposobów okreœlenia zapasów wody w glebie torfowo-murszowej u¿ytkowanej ³¹kowo. Acta Agrophys., 8: 11–21. BRANDYK T. & SZATY£OWICZ J. 2002 – The influence of meadow abandonment on physical properties and water conditions of peat soils. [W:] Ilnicki P. (red.) Restoration of carbon sequestaration capacity and biodiversity in abandoned grassland on peatland in Poland. Wyd. Akad. Rol., Poznañ: 77–93.
CHRZANOWSKI S. & SZUNIEWICZ J. 2002 – Zanikanie gleb organicznych na intensywnie zmeliorowanym torfowisku w rejonie Biebrzy. Woda–Œrodowisko–Obszary Wiejskie, 2: 129–137. CHURSKI Z. 1993 – Antropogeniczne i naturalne tendencje rozwoju jezior i mokrade³ w Polsce. [W:] Dynowska I. (red.) Przemiany stosunków wodnych w Polsce w wyniku procesów naturalnych i antropogenicznych. Wyd. Uniw. Jagiell., Kraków: 55–210. COOPER A. & MCCANN T. 1995 – Machine peat cutting and land use change on blanket bog in Northern Ireland. J. Environ. Manag., 43: 153–170.
DYNOWSKA I. 1988 – Przemiany stosunków wodnych.
[W:] Starkel L. (red.) Przemiany œrodowiska geograficznego Polski. Zak³. Narod. im. Ossoliñskich, Wroc³aw: 137–153.
FR¥CKOWIAK H. & FELIÑSKI T. 1994 – Obni¿anie siê powierzchni ³¹kowych gleb organicznych w warunkach intensywnego przesuszenia. Wiad. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., 17(2): 29–35.
GILMAN K. 1994 – Hydrology and wetland conservation. Wiley & Sons, New York, s. 101.
HORAWSKI M., CURZYD£O J. & WÓJCIKIEWICZ M. 1979 – Wahania poziomu powierzchni torfowiska wysokiego Bór na Czerwo-nem w latach 1974 i 1975. Zesz. Nauk. Akad. Rol. im. H. Ko³³¹taja w Krakowie 153, Melioracje, 10: 19–32.
ILNICKI P. 1973 – Rozmiar osiadania zmeliorowanych torfowisk nadnoteckich. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 146: 33–61.
ILNICKI P. 2002 – Torfowiska i torf. Wyd. Akad. Rol., Poznañ, s. 606. ILNICKI P. & ¯UREK S. 1996 – Peat resources in Poland. [W:] Lap-palainen E. (red.) Global peat resources. Intern. Peat Soc., Geol. Surv. Finland: 119–125.
JASNOWSKI M. 1975 – Torfowiska i tereny bagienne w Polsce. [W:] Kac I. (red.) Bagna kuli ziemskiej. PWN, Warszawa: 356–390. KOCZUR A. 1996 – Zmiany powierzchni i stanu zachowania torfowisk wysokich ko³o LudŸmierza w ostatnim stuleciu. Chroñmy Przyr. Ojcz., 5: 25–38.
KORCZYÑSKA E. 1952 – Bory i puœcizny Podhala i Orawy. Pr. Zak³. Dendr. Pomol. w Kórniku: 240–259.
KRZYWONOS K. 1974 – Pomelioracyjne osiadanie torfowisk w rejo-nie ZD MUZ Biebrza. Wiad. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., 12(1): 151–169. LATOCHA A. 2012 – Antropogeniczne zmiany œrodowiska przyrodni-czego obszarów górskich w Irlandii na przyk³adzie Parku Narodowego Glenveagh. [W:] £ajczak A. (red.) Antropopresja w wybranych strefach morfoklimatycznych – zapis zmian w rzeŸbie i osadach. Pr. Wydz. Nauk o Ziemi Uniw. Œl., 77: 231–241.
LIPKA K. 1999 – Ocena aktualnego stanu wartoœci przyrodniczych torfowisk oraz terenów przyleg³ych z okreœleniem mo¿liwoœci ograni-czonego, kontrolowanego pozyskania mchów torfowców na obszarze
gmin Lipnica Wielka, Jab³onka, Czarny Dunajec, Nowy Targ – miasto i gmina. Firma Specjalist. PEAT-POL, Kraków, s. 110.
£AJCZAK A. 2002 – Antropogeniczna degradacja torfowisk orawsko--podhalañskich. Czas. Geogr., 73: 27–61.
£AJCZAK A. 2006 – Torfowiska Kotliny Orawsko-Nowotarskiej. Inst. Botan. im. W. Szafera PAN, Kraków, s.147.
£AJCZAK A. 2009 – Warunki rozwoju i rozmieszczenie torfowisk w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. Prz. Geol., 57: 694–702. £AJCZAK A. 2011a – Plan ochrony Bieszczadzkiego Parku Narodo-wego. Archiwum Dyr. Bieszcz. Parku Narod., Ustrzyki Górne, s. 240. £AJCZAK A. 2011b – Contemporary changes in the relief of raised bogs on the example of the Polish Carpathians. Geogr. Pol., 84, Spec. Issue, Part 2: 75–92.
MIODUSZEWSKI W., SZUNIEWICZ J., KOWALEWSKI Z., CHRZANOWSKI S., ŒLESICKA A. & BOROWSKI J. 1996 – Gospodarka wodna na torfowisku w œrodkowym basenie Biebrzy. Bibl. Wiad. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., 90: 1– 84.
MIRSKA A. 1956 – O mo¿liwoœciach gospodarczego wykorzystania nieu¿ytków potorfowych Kotliny Nowotarskiej. Chroñmy Przyr. Ojcz., 2: 3–9.
MYŒLIÑSKA E. 2001 – Grunty organiczne i laboratoryjne metody ich badania. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, s. 208.
OKRUSZKO H., GOTKIEWICZ J. & SZUNIEWICZ J. 1993 – Zmiany zawartoœci mineralnych sk³adników gleby torfowej pod wp³ywem wieloletniego u¿ytkowania ³¹kowego. Wiad. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., 17(3): 139–152.
OLESZCZUK R. 2011 – Analiza charakterystyk zmian objêtoœci odwadnianych i nawadnianych gleb torfowisk niskich. Rozpr. Nauk. Monogr. SGGW, 381, s. 138.
OLESZCZUK R., SZATY£OWICZ J. & BRANDYK T. 2001 – Ocena zasobów wodnych gleby torfowo-murszowej na podstawie pomiarów pionowych zmian po³o¿enia powierzchni gleby. Probl. Post. Nauk Rol., 477: 121–128.
PIAŒCIK H., BIENIEK B. & WÓJCIAK H. 1992 – Zmiany w niektórych glebach torfowych Pojezierza Mazurskiego powodowane ponad 100-letnim odwodnieniem i u¿ytkowaniem. Rocz. Nauk Rol., F, 83: 89–97.
PIERZGALSKI E. 1996 – Melioracje u¿ytków zielonych – nawodnie-nia podsi¹kowe. Wyd. SGGW, Warszawa, s. 200.
PIETRUCIEÑ C. 1993 – Zmiany hydrologiczne i przestrzenne obszarów podmok³ych. [W:] Dynowska I. (red.) Przemiany stosunków wodnych w Polsce w wyniku procesów naturalnych i antropogenicznych. Wyd. Uniw. Jagiell., Kraków: 177–205.
PRICE J. 1997 – Soil moisture, water tension and water table relation-ship in a managed cutover bog. J. Hydrol., 202: 21–32.
PRICE J.S. & SCHLOTZHAUER S.M. 1999 – Importance of shrinkage and compression in determining water storage changes in peat: the case of mined peatland. Hydrol. Proc., 13: 2591–2601.
SZAJDA J. & OLSZTA W. 1995 – Ocena udzia³u retencji pulsacji w bilansie wodnym torfowiska Krowie Bagno. [W:] Golubiewska E. i in. (red.) Torfoznawstwo w badaniach naukowych i praktyce. Sesja naukowa z okazji jubileuszu 45-lecia dzia³alnoœci naukowej oraz 70. rocznicy urodzin prof. dra hab. Henryka Okruszko, Falenty, 6–7 listo-pada 1995. Wyd. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., Falenty: 292–329. SZUNIEWICZ J., CHURSKI T. & SZAJDA J. 1993 – Ruchy powierzchni i retencja pulsacji w glebach torfowo-murszowych. Wiad. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., 17(3): 191–205.
ZEMBRZUSKI J. 1994 – Ochrona torfowisk Orawy i Podhala jest konieczna i mo¿liwa. [W:] Kraina torfowisk orawsko-podhalañskich, ocaliæ czy zniszczyæ? Wyd. LOP, Klub Ekol. Karpaty: 7–14. ¯UREK S. 1983 – Stan inwentaryzacji torfowisk w Polsce. Wiad. Melior. i £¹k., 7: 210–215.
¯UREK S. 1987 – Z³o¿a torfowe w Polsce na tle stref torfowych Europy. Dokument. Geogr., 4: 1–84.
Praca wp³ynê³a do redakcji 15.05.2011 r. Po recenzji akceptowano do druku 8.05.2013 r.
Ryc. 3. Skarpa poeksploatacyjna oddzielaj¹ca wierzchowinê torfowiska od potorfi, po³udniowy skraj torfowiska Bór za Lasem Kaczmarka w s¹siedztwie miejscowoœci Podczerwone (Kotlina Orawsko-Nowotarska)
Fig. 3. Non-active exploitation escarpment separating the peat dome from the post-peat areas, southern edge of the Bór za Lasem Kaczmarka raised bog, vicinity of Podczerwone village (Orava-Nowy Targ Basin)
w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej i w Bieszczadach w wyniku dzia³alnoœci cz³owieka
(patrz str. 532)
Reduction of the extent of peat deposits and their water retention capacity
in the Orava-Nowy Targ Basin and Bieszczady Mts. due to human activity (see p. 532)
Ryc. 4. Aktywna skarpa eksploatacyjna torfowiska wysokiego Puœcizna Wielka w okolicach miejscowoœci Piekielnik (Kotlina Orawsko-Nowotarska). Obie fot. A. £ajczak
Fig. 4. Active exploitation escarpment of the Puœcizna Wielka raised bog, vicinity of Piekielnik village (Orava-Nowy Targ Basin). Both photos by A. £ajczak
