Zmniejszenie zasięgu złóż torfu i ich retencji wodnej w Kotlinie
advertisement
Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 Zmniejszenie zasiêgu z³ó¿ torfu i ich retencji wodnej w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej i w Bieszczadach w wyniku dzia³alnoœci cz³owieka Adam £ajczak1 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. 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 attention 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 laboratory 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 torfowisk jest szybko postêpuj¹ce zmniejszanie ich zasiêgu, rozcz³onkowywanie wielu obiektów na mniejsze fragmenty, 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 konsekwencji gospodarcze u¿ytkowanie torfowisk prowadzi nie tylko do zmniejszenia objêtoœci z³ó¿ torfu, lecz przede wszystkim do znacznego zredukowania objêtoœci zretencjonowanej 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, ukszta³towania i nawodnienia torfowisk w niektórych rejonach Polski 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 rozleg³ych terenach (Jasnowski, 1975; ¯urek, 1987; Dynowska, 1988; Churski, 1993), lecz tak¿e w niewielkim stopniu pokrytej torfowiskami Polski po³udniowej, gdzie najlepiej zbadano pod tym wzglêdem torfowiska w Kotlinie Orawsko-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 zachowan¹ warstwê torfu, jednak bardzo zredukowan¹ w stosunku do pierwotnej mi¹¿szoœci. Te obszary s¹ w wiêkszym stopniu drenowane przez rowy melioracyjne ni¿ stare potorfia. Wœród potorfi wyró¿niaj¹ siê pola eksploatacyjne 1 532 A a – starsze potorfia older post-peat areas B a C b b – m³odsze potorfia younger post-peat areas b b b a c – rozleg³e pola wydobywcze (czynne i nieczynne) large peat workings (active and non-active) c z³o¿e torfu przed degradacj¹ peat deposit prior to its degradation pod³o¿e ilaste clayey substratum z³o¿e torfu w zdegradowanej kopule peat deposit in a degraded peat bog dome Ryc. 1. Typowe rozmieszczenie antropogenicznie zdegradowanych obszarów na torfowisku wysokim: A – torfowisko przed rozpoczêciem 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 (czynne lub nieczynne), które s¹ intensywnie osuszane (ryc. 1). Zmniejszenie zasiêgu kopu³ torfowych, ich fragmentacja, a nawet zanik, drastyczna redukcja mi¹¿szoœci z³o¿a na potorfiach i jego drenowanie przez rowy odwadniaj¹ce, a tak¿e odwodnienie torfowisk niskich na rozleg³ych obszarach doprowadzi³y do radykalnego zmniejszenia 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 wydobywania torfu i zaprzestanie osuszania z³o¿a (np. przez zarzucenie czyszczenia rowów melioracyjnych) stanowi punkt Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, ul. Œwiêtokrzyska 15, 25-406 Kielce; [email protected]. Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 tak¿e stanowi warstwa i³u le¿¹ca na ¿wirach. Opady na tym obszarze wynosz¹ 1000–1200 mm. Wiêkszoœæ tych torfowisk le¿¹cych u podstawy stoków tak¿e jest zasilana przez wysiêki wody gruntowej (£ajczak, 2011a). Torfowiska wysokie w obu rejonach buduje torf mszarny z przewarstwieniami torfu drzewnego, zalegaj¹cy na z³o¿u torfu turzycowego (Korczyñska, 1952; Mirska, 1956; Lipka, 1999; £ajczak, 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 zapocz¹tkowania akcji osadniczej w XVI–XVII w., natomiast w Bieszczadach zaczê³y podlegaæ udokumentowanej presji cz³owieka dopiero w XIX w. W pierwszej lokalizacji wybieranie torfu do ró¿nych celów rozpoczêto na du¿¹ skalê w po³owie XIX w. i osi¹gnê³o ono nieporównanie wiêksze rozmiary 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 torfowisk ju¿ nie wybiera siê torfu, równoczeœnie rowy odwadniaj¹ce ulegaj¹ zarastaniu. Z kolei w polskiej czêœci Bieszczadów 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 wyjœcia do zapocz¹tkowania renaturalizacji zdegradowanego 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 obszarów polskich Karpat – Kotliny Orawsko-Nowotarskiej i Bieszczadów (ryc. 2), ró¿ni¹cych siê histori¹ gospodarczego 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 terasach 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 po³o¿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 6 POLSKA 3 POLAND 7 2 S£OWACJA SLOVAKIA 0 jec 12 13 ny 4 1 2 km 5 14 c naje 11 na 9 10 8 19 Du a arn Cz awa Or Duna jec 28 24 1346 35 34 15 UKRAINA UKRAINE 23 33 16 17 30 aty 1346 B B Bie ieszc szc zad zad y yM ts. S£OWACJA SLOVAKIA Tatry Tatra Mts. Potok W o³os 2655 B 36 + ar 18 A Cz A 1725 Bia³y Du A UK UK RAIN RA A INE HY EP. EC R CZ CH E CZ POLSKA POLAND B 32 San 1 UKRAINA UKRAINE torfowiska wysokie i ich numeracja raised bogs and their numbering g³ówne cieki main water-courses granica pañstwa state boundary granica Bieszczadzkiego Parku Narodowego border of the Bieszczady National Park 0 2 km zasiêg Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (w Polsce) limit of the Orava-Nowy Targ Basin (in Poland) 1346 g³ówne kulminacje main culminations Nazwa torfowiska: Peat bog name: 1 – Przybojec 2 – Puœcizna Wysoka 3 – £ysa Puœcizna* 4 – Puœcizna Jasiowska 5 – Bacuch 6 – Puœcizna Wielka 7 – Bór za Lasem Kaczmarka 8 – Puœcizna Ma³a* 9 – Piekielnik 10 – Baligówka 11 – Puœcizna Rêkowiañska 12 – Puœcizna D³ugopole 13 – Puœcizna Franków 14 – Przymiarki* 15 – Gronków 16 – Bór na Czerwonem (A)* 17 – Bór na Czerwonem (B) 18 – Otrêbowskie Brzegi 19 – Do Grela 20 – Sokoliki Górskie (A) 21 – Sokoliki Górskie (B) 22 – Litmirz 23 – Tarnawa Wy¿na (A) 24 – Tarnawa Wy¿na (B)* 25 – Tarnawa Wy¿na (C) 26 – Tarnawa Ni¿na (A) 27 – Tarnawa Ni¿na (B) 28 – Tarnawa Ni¿na (C) 29 – Tarnawa Ni¿na (D) 30 – £okieæ* 31 – DŸwiniacz Górny 32 – Zakole 33 – Wo³osate (A) 34 – Wo³osate (B) 35 – Wo³osate (C) 36 – Wo³osate (D) *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) 533 Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 na wskazanych obszarach polskich Karpat, ró¿ni¹cych siê czasem trwania i nasileniem gospodarczego u¿ytkowania torfowisk. Zanalizowano okres od rozpoczêcia gospodarczego u¿ytkowania torfowisk a¿ do pocz¹tku XXI w. W przypadku torfowisk wysokich szczególn¹ uwagê zwrócono 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 lotniczych z 1965 r., 1988 r. i 2006 r. oraz wyników kartowania geomorfologicznego i hydrograficznego szcz¹tkowych kopu³ torfowych, potorfi i torfowisk niskich prowadzonego przez autora w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej od 2000 r., a w Bieszczadach od 2009 r. pozwoli³a ustaliæ wspó³czesny zasiêg poszczególnych torfowisk i prawdopodobne 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. uwzglêdniono jedynie najwiêksze torfowiska i to tylko w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. Zasiêg kopu³ torfowych na tych mapach wyznacza skarpa eksploatacyjna, obok której zaznaczono m³odsze potorfia jako miejsca z prowadzonym wybieraniem 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 zmeliorowane obszary na potorfiach, dlatego mapy z tego okresu 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 przypadku 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 Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej ni¿ w Bieszczadach. Uzyskane wyniki pozwoli³y okreœliæ prawdopodobn¹ powierzchniê poszczególnych torfowisk wysokich w okresie przed rozpoczêciem ich u¿ytkowania przez cz³owieka, w po³owie XIX w., kiedy zaczê³y byæ intensywnie wykorzystywane, 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 strefê okrajka, a w przypadku torfowiska zdegradowanego 534 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 rozpatrywaæ ju¿ jako torfowiska. Kryteria te spe³niaj¹ wszystkie 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 powierzchni¹ badanych torfowisk (por. dyskusja wyników badañ w pracach autora – £ajczak, 2006, 2011a). Gruboœæ z³o¿a torfu w ka¿dej szcz¹tkowej kopule, potorfiach i torfowiskach 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 & Olszta, 1995; Price, 1997; Price & Schlotzhauer, 1999; Oleszczuk, 2011), uzyskane wyniki badañ odnosz¹ce siê do poszczególnych torfowisk nale¿y uznaæ za porównywalne. Miejsca wierceñ wyznaczane za pomoc¹ GPS by³y zlokalizowane 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, Baligówka, Puœcizna Wielka). Wspó³czesn¹ objêtoœæ z³ó¿ torfu w poszczególnych szcz¹tkowych kopu³ach, m³odszych potorfiach i torfowiskach 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 oszacowano, 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 Bieszczadach) (ryc. 2). Zastosowano metodê suszarkow¹ z u¿yciem 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 g³êbokoœciach (min. dwóch, maks. szeœciu), a na potorfiach oraz w torfowiskach niskich maksymalnie na trzech g³êbokoœciach. 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 dwumiesiêcznych, w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej w 2008 r., a w Bieszczadach w 2009 r. Na ka¿dym torfowisku wysokim próby torfu pobierano œrednio w 10 stanowiskach: Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 arn a Orawa Jele œnia 0 arn 3 œnia 11 6 7 2 1 5 5 km 19 10 8 4 Jele 9 a Orawa 12 13 14 Bia³y Dun ajec Cz 18 Cz arn yD un aje c B Dunajec Bia³y Dun ajec Cz Cz arn yD un aje c A Dunajec 16 17 15 torfowiska wysokie dawniej raised bogs in the past szcz¹tkowe kopu³y obecnie remnants of peat domes at present g³ówne cieki main water-courses Ryc. 5. Prawdopodobny zasiêg torfowisk wysokich w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej przed rozpoczêciem ich antropogenicznej degradacji (A) oraz wspó³czesny zasiêg szcz¹tkowych 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 4000 ³¹czny zasiêg starszych potorfi (tylko na obszarze dawnego zasiêgu kopu³) total area of older post-peat areas (only within former peat domes) 3000 powierzchnia [ha] area [ha] piêciu na szcz¹tkowych kopu³ach (w œrodku kopu³y i na jej obrze¿ach) i piêciu na potorfiach (punkty poboru rozmieszczone wzd³u¿ osi strefy potorfi równomiernie wokó³ kopu³y), a na torfowisku niskim w trzech punkach wzd³u¿ spadku terenu. W ka¿dym z wybranych torfowisk wysokich pobrano 90 prób torfu (razem 540 prób), a na torfowiskach niskich 68 prób. Wyniki badañ pozwoli³y przeœledziæ zmiany wilgotnoœci torfu w ró¿nych warunkach topograficznych ka¿dego torfowiska i na ró¿nej g³êbokoœci z³o¿a, co poœrednio wskazuje na zmiany zasobów wody zmagazynowanej w torfowiskach w ci¹gu sezonu wegetacyjnego. Równolegle, ale tylko w Bieszczadach, prowadzono comiesiêczne pomiary g³êbokoœci zwierciad³a wody w z³o¿u torfu w centralnych czêœciach siedmiu wybranych torfowisk. Piezometry zainstalowano w maju 2009 r. i pomiary prowadzono do listopada, a w 2010 r. od kwietnia do listopada. Podstawê porównañ retencji wodnej torfowisk stanowi¹ wyniki badañ prowadzone w sezonie, kiedy nasycenie wod¹ z³ó¿ torfu jest najwiêksze w roku. Sytuacja taka najczêœciej wystêpuje w kwietniu lub w maju, po zakoñczeniu roztopów. Oceniaj¹c iloœæ wody zmagazynowanej w ka¿dym torfowisku, wziêto pod uwagê kapilarn¹ pojemnoœæ 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 pomiarów wyra¿a wielkoœæ ubytku wody w z³o¿u na skutek parowania, zwiêkszonego przez antropogeniczn¹ degradacjê 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. ³¹czny zasiêg m³odszych potorfi total area of younger post-peat areas 2000 1000 ZMNIEJSZENIE ZASIÊGU TORFOWISK WYSOKICH I NISKICH I ICH WSPÓ£CZESNA POWIERZCHNIA W Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej zmniejszenie zasiêgu torfowisk wysokich i niskich w analizowanym okresie osi¹gnê³o nieporównanie wiêksze rozmiary ni¿ w Bieszczadach. 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 Bieszczadach i niewielkie zredukowanie ich zasiêgu zrezygnowano z graficznej prezentacji zmian ich powierzchni. £¹czn¹ powierzchniê kopu³ torfowych w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej w okresie przed rozpoczêciem ich antropogenicznej degradacji oszacowano na ok. 3500 ha, a otaczaj¹cych 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 ustalenie 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- ³¹czny zasiêg kopu³ torfowych total area of peat domes 0 1300 1500 1700 1900 2100 lata years 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 Ryc. 6. Spadek ³¹cznej powierzchni kopu³ torfowych w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej w ci¹gu ostatnich co najmniej 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 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 obiektów, wynikaj¹ca z malej¹cego zainteresowania w³aœcicieli gruntów wybieraniem torfu i ze wstrzymania prac melioracyjnych. Prowadzi to do coraz bardziej widocznej renaturalizacji 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 535 Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 A B 60,0 2000 1000 49% 51% powierzchnia [ha] area [ha] powierzchnia [ha] area [ha] 3000 0 16% 40,0 20,0 84% 0,0 szcz¹tkowe kopu³y remnants of peat domes m³odsze potorfia younger post-peat areas 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) 700 A 600 powierzchnia [ha] area [ha] 500 400 300 200 100 0 11 6 10 12 1 7 8 14 3 19 13 16 18 2 5 17 15 9 4 powierzchnia [ha] area [ha] 20,0 B 10,0 0,0 23 22 26 32 31 30 33 21 27 20 28 34 29 36 25 35 24 szcz¹tkowe kopu³y remnants of peat domes m³odsze potorfia younger post-peat areas 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). Numeracja 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 zajmuj¹ starsze potorfia z ca³kowicie wyeksploatowanym z³o¿em w obrêbie dawnego zasiêgu kopu³ torfowych. Powierzchnia starszych potorfi na terenie dawnych torfowisk niskich jest ju¿ co najmniej 10-krotnie wiêksza (£aj536 czak, 2006). Powierzchnia torfowisk niskich obecnie nieco przekracza 5000 ha. W Bieszczadach po zachodniej stronie Sanu ³¹czna powierzchnia kopu³ torfowych jest obecnie 28 razy mniejsza ni¿ w badanej czêœci Kotliny 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 bieszczadzkich 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 torfowych i utworzenie potorfi nast¹pi³o w tym rejonie miêdzy po³ow¹ XIX w. a latami 80. XX w. PóŸniej, po utworzeniu rezerwatów torfowiskowych i po w³¹czeniu w 1999 r. prawie wszystkich torfowisk do Bieszczadzkiego Parku Narodowego, rozpocz¹³ siê proces ich renaturalizacji. Poszczególne torfowiska wysokie w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej maj¹ obecnie znacznie bardziej zró¿nicowan¹ powierzchniê ni¿ te w Bieszczadach. W pierwszym z tych rejonów 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% powierzchni ca³ego torfowiska. Z najwiêkszych torfowisk tylko w PuœciŸnie Wielkiej i Baligówce dominuj¹ kopu³y obejmuj¹ce ponad 70% powierzchni. Du¿a, a nawet dominuj¹ca powierzchnia zajmowana przez m³odsze potorfia w prawie ka¿dym z torfowisk w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej wskazuje, ¿e na te obszary powinna byæ zwrócona szczególna uwaga w analizie wspó³czesnej retencji wodnej torfowisk w tym rejonie. W Bieszczadach ka¿de z 17 torfowisk ma powierzchniê tylko od 0,8 ha do 13,5 ha (ryc. 8B). We wszystkich tych torfowiskach potorfia s¹ ju¿ znacznie mniejsze ni¿ kopu³y i stanowi¹ do 30% powierzchni torfowiska (w wiêkszoœci przypadków 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 obrêbie kopu³ (poza zasiêgiem potorfi) w trzech wyró¿nionych okresach przyjêto za³o¿enie, ¿e œrednia gruboœæ z³o¿a odniesiona do okresu o najmniejszej zawartoœci wody w torfie (prze³om lata i jesieni) nie uleg³a istotnej zmianie w ci¹gu ostatnich 400 lat, gdy¿ nie mog³y jej zmodyfikowaæ zmiany klimatu, jak równie¿ minimalny przyrost z³o¿a (zbyt krótki czas). W przypadku Kotliny Orawsko-Nowotarskiej przyjêto œredni¹ mi¹¿szoœæ torfu w kopu³ach w ka¿dym Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 A B objêtoœæ z³ó¿ torfu [mln m3] volume of peat deposit [mln m3] objêtoœæ z³ó¿ torfu [mln m3] volume of peat deposit [mln m3] Objêtoœæ z³ó¿ torfu w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej (w granicach Polski) przed rozpo1,6 czêciem antropogenicznej degradacji torfowisk 1,4 oszacowano na 170 mln m3, z czego 140 mln m3 1,2 stanowi³y rozleg³e kopu³y, a 30 mln m3 znacznie 1,0 wiêksze obszarowo torfowiska niskie. Z³o¿a torfu 0,8 0,6 w badanej czêœci Bieszczadów mia³y wtedy ponad 0,4 100-krotnie mniejsz¹ objêtoœæ – ok. 1,5 mln m3 0,2 (w tym 1,4 mln m3 w kopu³ach i 0,1 mln m3 w tor0 fowiskach niskich). Do po³owy XIX w., od kie7% 5% 3% 16% 2% 31% 4% 18% dy zmniejszanie zasiêgu torfowisk w Kotlinie 82% 65% 93% 92% 82% Orawsko-Nowotarskiej zachodzi³o coraz szybciej, objêtoœæ z³ó¿ torfu zmniejszy³a siê o ok. 28% m³odsze potorfia torfowiska niskie kopu³y torfowe i wynosi³a wówczas prawdopodobnie 122 mln m3. younger post-peat areas valley peat bogs peat domes Blisko 82% objêtoœci torfu by³o wtedy skoncenRyc. 9. £¹czna objêtoœæ z³ó¿ torfu w kopu³ach, m³odszych potorfiach i torfowi- trowane w kopu³ach, 16% w torfowiskach niskich skach niskich przed rozpoczêciem antropogenicznej degradacji torfowisk (I), i 2% w potorfiach. Wspó³czesna objêtoœæ torfu w po³owie XIX w. (II) i na pocz¹tku XXI w. (III) w polskiej czêœci Kotliny w tej kotlinie wynosi 79,5 mln m3 i jest ponad Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B), a tak¿e udzia³ kopu³, m³odszych dwukrotnie mniejsza ni¿ w okresie, gdy na tym potorfi i torfowisk niskich w ³¹cznej objêtoœci z³ó¿ torfu w wyró¿nionych obszarze rozpoczêto zorganizowan¹ akcjê osieokresach (diagramy koliste) Fig. 9. Total volume of peat deposit in peat domes, younger post-peat areas dleñcz¹. Na kopu³y przypada 65% objêtoœci z³ó¿, and in valley peat bogs prior to human degradation (I), in the mid 19th century na torfowiska niskie 31%, a na potorfia 4%. (II) and at the beginning of the 21st century (III) in the Polish part of the W polskiej czêœci Bieszczadów objêtoœæ z³ó¿ torfu 3 Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady Mts. (B), and the proportions of wynosi obecnie 1,27 mln m , czyli jest 63 razy peat domes, younger post-peat areas and valley peat bogs in the total volume of mniejsza ni¿ w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. peat deposits in specified time periods (circle diagrams) Od czasu powstania wiosek w dolinach bieszczadzkich (XVII w.) objêtoœæ torfu zmala³a na z wyró¿nionych okresów równ¹ 4,0 m, a w m³odszych tym obszarze tylko o ok. 15%. Kopu³y, mimo zmniejszenia potorfiach 0,2 m. Ta ostatnia wartoœæ stanowi efekt wybra- zasiêgu, nadal stanowi¹ 92% objêtoœci torfu, 5% z³o¿a nia torfu, a tak¿e jego osuszenia rowami melioracyjny- przypada na torfowiska niskie, a 3% na potorfia. Redukcja mi, które by³y wykonywane ju¿ w XVIII w. Obni¿anie objêtoœci z³ó¿ torfu ma zbli¿ony przebieg w czasie do powierzchni osuszonych resztkowych z³ó¿ torfu musia³o zmniejszania zasiêgu torfowisk. Na obu badanych obszawiêc zacz¹æ siê lokalnie nawet co najmniej 200 lat temu. rach w analizowanym okresie ³¹czna objêtoœæ z³ó¿ torfu Wed³ug Pierzgalskiego (1996) proces ten najszybciej spad³a o ok. 91 mln m3, czyli o 53%. A¿ 99,7% tej wartoœci zachodzi w pierwszych latach po odwodnieniu z³o¿a torfu. przypada na torfowiska w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej. Skurczenie z³o¿a torfu, czyli zmniejszenie jego objêtoœci WSPÓ£CZESNE SEZONOWE ZMIANY na skutek obni¿enia powierzchni w wyniku utraty wody, ZAWARTOŒCI WODY W Z£O¯ACH TORFU zale¿y od skali odwodnienia z³o¿a (Oleszczuk, 2011). Dlatego w badanych szcz¹tkowych kopu³ach jest ono mniejsze G³êbokoœæ, do której zachodz¹ sezonowe zmiany wilgotni¿ w m³odszych potorfiach lub w ogóle siê nie zaznacza. Wp³ywa na to tak¿e, wskazana przez Myœliñsk¹ (2001), noœci torfu, jest wyznaczona przez najni¿sze po³o¿enie mniejsza kurczliwoœæ s³abiej roz³o¿onych torfów wyso- zwierciad³a wody w ci¹gu roku. W kopu³ach torfowych kich buduj¹cych kopu³y w stosunku do silniej roz³o¿onych strefa wahañ zwierciad³a wody obejmuje g³ównie akrotelm, torfów niskich – np. turzycowiskowych. Regulacja koryt dlatego ni¿ej le¿¹c¹ strefê katotelmu nale¿y uznaæ za stapotoków w s¹siedztwie torfowisk i zwi¹zana z tym zmiana biln¹ pod wzglêdem nawodnienia. Na obrze¿ach szcz¹tkore¿imu odp³ywu zapocz¹tkowana w po³owie XX w. odgrywa wych kopu³ torfowych w pobli¿u œwie¿ych skarp eksniewielk¹ rolê w osuszaniu z³ó¿ torfu w porównaniu z gêst¹ ploatacyjnych lub z³agodzonych skarp poeksploatacyjnych siatk¹ rowów. Œredni¹ mi¹¿szoœæ z³o¿a torfu w s¹siadu- strefa wysychania z³o¿a siêga g³êbiej i lokalnie mo¿e j¹cych torfowiskach niskich oszacowano w dwóch pierw- dochodziæ do podstawy skarpy, obejmuje ona jednak w¹ski szych okresach tak¿e na 0,2 m, ale wspó³czeœnie ju¿ na pas kopu³. Na potorfiach okresowe wysychanie zachodzi 0,5 m, poniewa¿ z³o¿e o mniejszej mi¹¿szoœci zosta³o ju¿ w ca³ej mi¹¿szoœci resztkowego z³o¿a, poniewa¿ na wczeœniej na przewa¿aj¹cym obszarze wybrane, wypalone takich obszarach rowy melioracyjne czêsto osi¹gaj¹ ilaste lub uleg³o likwidacji w wyniku rolniczego u¿ytkowania pod³o¿e torfu lub s¹ dociête g³êbiej, a¿ do ¿wirów (£ajgruntów. W Bieszczadach œrednia mi¹¿szoœæ torfu w ko- czak, 2006). Oleszczuk i in. (2001) oraz Brandyk i in. (2006) pu³ach wynosi tylko 2,5 m, w potorfiach 0,4 m (redukcja zaproponowali zale¿noœci empiryczne wyra¿aj¹ce relacje gruboœci z³o¿a g³ównie w wyniku prac odwodnieniowych), miêdzy zapasami wody a po³o¿eniem zwierciad³a wody a w torfowiskach niskich 0,2 m. W s¹siedztwie tych torfo- gruntowej oraz powierzchni terenu w profilu gleby torfowowisk nie prowadzono prac regulacyjnych w korytach cie- -murszowej (na przyk³adzie doliny Biebrzy). Wyniki badañ sezonowych wahañ g³êbokoœci zwierciaków wodnych. £¹czn¹ powierzchniê kopu³, potorfi i torfowisk niskich w ka¿dym z wymienionych okresów w obu d³a wody w wybranych kopu³ach torfowisk w Bieszczadach badanych rejonach podano wczeœniej. Oszacowane objêto- z zainstalowanymi piezometrami przedstawiono w tabeli 1. œci torfu przedstawiono na rycinie 9. Najwiêksze nasycenie wod¹ przypowierzchniowej warstwy 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 537 Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 4–6.11 1–3.10 10–12.09 6–8.08 8–10.07 8–10.06 9–11. 05 18–20. 04 21–23.11 24–26.10 2010 16–18.09 27–28.08 12–14.07 20–21.06 2009 23–24.05 Numer torfowiska Peat bog number 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 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 badanych z³ó¿ torfu stwierdzono od zakoñczenia roztopów do koñca maja, kiedy zwierciad³o wody zalega bardzo p³ytko. Latem po d³ugotrwa³ych i obfitych opadach wilgotnoœæ z³o¿a torfu tak¿e jest du¿a, jednak doœæ szybko spada, a zwierciad³o wody obni¿a siê. Zwierciad³o wody w torfach zalega najni¿ej w d³ugim okresie od sierpnia do paŸdziernika. Du¿e i d³ugo trwaj¹ce nasycenie wod¹ torfy osi¹gaj¹ ponownie póŸn¹ jesieni¹. Ujemne temperatury zim¹ stabilizuj¹ ten poziom. W okresach najwy¿ej zalegaj¹cego zwierciad³a wody gruntowej (kopu³y, potorfia) wilgotnoœæ torfu zbli¿a siê do wartoœci jego maksymalnej kapilarnej pojemnoœci wodnej Pwv. Na obu badanych obszarach w ca³ym profilu z³ó¿ torfu w kopu³ach w czêœci odpowiadaj¹cej katotelmowi Pwv osi¹ga 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 Ilnickiego (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 pogody. Wtedy poziom wody w torfie wystêpuje najni¿ej, przyk³adowo na du¿ych obszarach wielu kopu³ na g³êbokoœci poni¿ej 50 cm, a nawet 100 cm, a w pobli¿u skarp eksploatacyjnych 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 resztkowego z³o¿a, które czêsto uleg³o zmurszeniu. W sumie nie wiêcej ni¿ ok. 20% objêtoœci z³ó¿ torfu podlega okresowo czêœciowemu osuszaniu. Pozosta³a, g³êbiej le¿¹ca czêœæ z³o¿a ma prawie sta³e zasoby wodne. Ujemna temperatura w sezonie zimowym stabilizuje du¿e zasoby wodne torfowisk powstaj¹ce póŸn¹ jesieni¹. W ci¹gu roku wysokie nasycenie wod¹ przypowierzchniowej warstwy torfu w kopu³ach zbli¿one do jego maksymalnej kapilarnej pojemnoœci wodnej trwa nieprzerwanie w ci¹gu co naj538 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 epizodów 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 torfowisk, które s¹ poroœniête przez mchy torfowce, a najmniej 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 zretencjonowana przez wszystkie torfowiska wysokie i niskie w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej (przyk³adowo w maju) zanim te obiekty zaczê³y podlegaæ antropogenicznej degradacji, 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 m3 wody, przy czym na kopu³y przypada tylko 65% tej wielkoœci, na torfowiska niskie 32%, a na potorfia 3%. Iloœæ wody, jak¹ mog³y maksymalnie zgromadziæ wszystkie torfowiska w badanej czêœci Bieszczadów, by³a do XVII w. 113 razy mniejsza ni¿ w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej i a¿ 92% tej wielkoœci przypada³o na kopu³y, a 8% na torfowiska niskie. Do czasów wspó³czesnych retencyjnoœæ torfowisk bieszczadzkich zmala³a w niewielkim stopniu. 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-Nowotarskiej, jak i Bieszczadów w latach nasilaj¹cej siê presji Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 A B objêtoœæ wody [mln m3] volume of water [mln m3] objêtoœæ wody [mln m3] volume of water [mln m3] metodami przemys³owymi i osuszania z³o¿a na terenach zmeliorowanych. Pierwsza z tych sy1,4 tuacji jest typowa dla badanych rejonów (Mir1,2 ska, 1956; Koczur, 1996; £ajczak, 2002, 2006, 1,0 2011b), natomiast rozleg³e pola wydobywcze 0,8 (czynne lub nieczynne – zamienione w potorfia) 0,6 oraz zmeliorowane du¿e obszary torfowisk spo0,4 0,2 tyka siê najczêœciej w pó³nocnej Polsce (Ilnicki, 0 1973; Krzywonos, 1974; Piaœcik i in., 1992; 1% 3% 5% 8% 3% 17% 32% 18% Churski, 1993; Mioduszewski i in., 1996; Pierzgalski, 1996). 82% 65% 82% 92% 92% Z³o¿e torfu bez pokrywy roœlinnej (na potorm³odsze potorfia torfowiska niskie kopu³y torfowe fiach) w obrêbie badanych torfowisk czêœciej younger post-peat areas valley peat bogs peat domes i d³u¿ej ulega przesuszaniu i jest bardziej naraRyc. 10. Maksymalna objêtoœæ wody zretencjonowanej w z³o¿u torfu w kopu- ¿one na murszenie ni¿ – przyk³adowo – torfowi³ach, m³odszych potorfiach i torfowiskach niskich przed rozpoczêciem antropo- ska w Wielkiej Brytanii i Irlandii, gdzie z uwagi genicznej degradacji torfowisk (I), w po³owie XIX w. (II) i na pocz¹tku XXI w. na uwarunkowania klimatyczne do³y torfowe s¹ (III) w polskiej czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej (A) i Bieszczadów (B), czêsto podmok³e i gdzie narastanie z³o¿a zachoa tak¿e udzia³ kopu³, m³odszych potorfi i torfowisk niskich w objêtoœci zreten- dzi szybciej (Cooper & McCann, 1995; Latocjonowanej wody w wyró¿nionych momentach (diagramy koliste) cha, 2012). Na wyspach brytyjskich du¿emu Fig. 10. Estimated maximum total volume of water retained in peat deposit uwilgoceniu z³ó¿ torfu sprzyja szybkie zarastain peat domes, younger post-peat areas and valley peat bogs prior to human th st degradation (I), in the mid 19 century (II) and at the beginning of the 21 centu- nie potorfi trawami, podczas gdy na badanych ry (III) in the Polish part of the Orava-Nowy Targ Basin (A) and Bieszczady obszarach Karpat zarastanie skarp torfowych – Mts. (B), and the proportions of peat domes, younger post-peat areas and valley g³ównie roœlinami krzewinkowymi i sosnami – peat bogs in the total volume of water retained in peat deposit in specified time trwa d³u¿ej, a mchy torfowce pocz¹tkowo koloperiods (circle diagrams) nizuj¹ wy³¹cznie do³y torfowe i rowy melioracyjne (Korczyñska, 1952; Mirska, 1956; Zemcz³owieka na ekosystemy torfowiskowe iloœæ wody trwale brzuski, 1994; Koczur, 1996; £ajczak, 2006, 2011b). zatrzymywanej przez z³o¿a torfu zmniejsza³a siê, co nie Zachowane fragmenty kopu³ torfowych w polskiej nawi¹zywa³o jednak do przebiegu ubytku objêtoœci tych czêœci Kotliny Orawsko-Nowotarskiej i Bieszczadów staz³ó¿. Wraz z przyrostem powierzchni m³odszych potorfi nowi¹ 0,7% liczby zinwentaryzowanych torfowisk wysozwiêksza³a siê objêtoœæ zmursza³ego torfu, który ³atwiej kich w kraju, jednak zajmuj¹ one obecnie powierzchniê ulega g³êbszemu osuszaniu i krócej magazynuje wodê 1347 ha, co odpowiada 2,2% obszaru wszystkich torfowisk w porównaniu z torfem niezwietrza³ym. Pocz¹wszy od wysokich w Polsce (por. ¯urek, 1983; Ilnicki & ¯urek, drugiej po³owy XIX w. szybko zwiêkszaj¹ca siê sieæ 1996). Udzia³ tych kopu³ w³¹cznie z potorfiami m³odszymi rowów odwadniaj¹cych przyspieszy³a tempo ubytku wody wzrasta ju¿ do 4,3% powierzchni torfowisk wysokich z murszej¹cych torfów. O skali tego zjawiska mo¿e œwiad- w kraju, natomiast razem z zachowanymi fragmentami czyæ czêsto wiêksza powierzchnia potorfi ze szcz¹tkowym torfowisk niskich w ich otoczeniu wynosi tylko 0,6% z³o¿em torfu w stosunku do zachowanych fragmentów powierzchni wszystkich torfowisk w Polsce. Udzia³ zbadakopu³. nych szcz¹tkowych kopu³ torfowych w ³¹cznej objêtoœci Na obu badanych obszarach maksymalna iloœæ wody, wszystkich z³ó¿ torfu w Polsce wynosi 0,13%, a w³¹cznie jak¹ mog³y przez pewien czas zatrzymywaæ torfowiska, z potorfiami 0,14%. zmala³a ³¹cznie o ok. 79 mln m3, czyli o 53%, z czego a¿ Wed³ug Churskiego (1993) torfowiska w Polsce gro3 77 mln m przypada na fragmenty kopu³, które uleg³y madz¹ obecnie co najmniej 34 mld m3 wody. Tylko 0,21% ca³kowitej likwidacji lub zmieni³y siê w m³odsze potorfia. tej wielkoœci przypada na torfowiska w Kotlinie OrawskoPodobnie jak w przypadku ubytku objêtoœci z³o¿a torfu, -Nowotarskiej i jedynie 0,004% na torfowiska w polskiej tak¿e 99,7% bezpowrotnie utraconej iloœci wody odnosi siê czêœci Bieszczadów. £¹cznie w obu rejonach 2/3 iloœci do antropogenicznie zdegradowanych torfowisk w Kotliwody gromadz¹ szcz¹tkowe kopu³y. Iloœæ wody bezpownie Orawsko-Nowotarskiej. Objêtoœæ wody utraconej przez rotnie utraconej w wyniku wyeksploatowania czêœci z³o¿a skurczone kopu³y torfowe w tej kotlinie stanowi 97% wody torfu i jego osuszenia na obu badanych obszarach w polutraconej przez wszystkie torfowiska na obu badanych skich Karpatach, wynosz¹ca 79 mln m3 (w tym w kopu³ach obszarach. 77 mln m3), stanowi a¿ po³owê objêtoœci wody, o któr¹ zmniejszy³y siê zasoby wodne wszystkich torfowisk w kraDYSKUSJA I WNIOSKI ju tylko w wyniku ich zmeliorowania (por. Dynowska, 3 Antropogeniczne zmiany retencji wodnej torfowisk, 1988; Pietrucieñ, 1993). Podana wielkoœæ 79 mln m wody zw³aszcza wysokich, zachodz¹ g³ównie wskutek wybierania dotyczy prawie w 100% Kotliny Orawsko-Nowotarskiej torfu ze z³o¿a i jego osuszania. Rozszerzanie zasiêgu potor- i stanowi 34% pojemnoœci zbiornika Czorsztyñskiego przy fi kosztem kurcz¹cych siê kopu³ torfowych jest wynikiem œrednim stanie wody. Tak drastyczne zmniejszenie zasorêcznego wybierania torfu przez indywidualnych w³aœci- bów wodnych w torfowiskach tej kotliny mo¿na uznaæ za cieli gruntów, a tak¿e wielkoobszarowego wybierania torfu klêskê ekologiczn¹ (£ajczak, 2006). 160 140 120 100 80 60 40 20 0 539 Przegl¹d Geologiczny, vol. 61, nr 9, 2013 Pomimo zaawansowanego stanu badañ nad antropogeniczn¹ degradacj¹ omówionych torfowisk wskazana jest ich kontynuacja, która powinna uwzglêdniaæ ocenê wzrostu zasobów wodnych w zachowanych z³o¿ach torfu w warunkach postêpuj¹cej renaturalizacji zdegradowanych wczeœniej 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 Czerwonem 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:] Lappalainen 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 rejonie ZD MUZ Biebrza. Wiad. Inst. Melior. U¿yt. Ziel., 12(1): 151–169. LATOCHA A. 2012 – Antropogeniczne zmiany œrodowiska przyrodniczego 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 ograniczonego, kontrolowanego pozyskania mchów torfowców na obszarze 540 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 Narodowego. 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 – nawodnienia 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 relationship 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 listopada 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. Zmniejszenie zasiêgu z³ó¿ torfu i ich retencji wodnej 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. 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) 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 494
