Węgiel w użytkowanych rolniczo torfowiskach w Polsce

Torfowiska są jednym z najważniejszych lądowych magazynów węgla organicznego, jednak ich odwodnienie i wieloletnie użytkowanie rolnicze prowadzą do szybkiej jego utraty. Najnowsze badania IUNG-PIB i współpracujących z nim ośrodków badawczych wskazują, iż w Polsce w ciągu około 50 lat zasoby węgla w glebach torfowych zmniejszyły się średnio o 65 proc., co przekłada się na emisję około 40 Mg CO₂ z hektara rocznie.

Torfowiska jako najważniejszy magazyn węgla organicznego

Gleby stanowią największy na świecie lądowy rezerwuar węgla organicznego (Scharlemann i in., 2014). Dzięki umiejętności jego sekwestracji pełnią istotną funkcję w regulacji klimatu na Ziemi (Frolking i in., 2011). Szczególnie duże umiejętności magazynowania materii organicznej, która w 50-60 proc. składa się z węgla organicznego, wykazują gleby organiczne.

Zgodnie z aktualną Systematyką Gleb Polski (wyd. 6, 2019) zawierają one ponad 12 proc. węgla organicznego, czyli ponad 20 proc. materii organicznej. Gleby organiczne najczęściej wykształcają się z torfu, którego pokłady powstają w warunkach stałego zabagnienia, gdzie przy niemal całkowitym braku dostępu tlenu tempo odkładania się materii organicznej jest szybsze niż tempo jej rozkładu. Zasoby węgla organicznego zgromadzonego w torfowiskach szacuje się na około 30 proc. zasobów węgla zmagazynowanego przez wszystkie gleby świata, tj. około 500–600 Gt (Parish i in., 2008; Yu i in., 2010), mimo iż torfowiska zajmują tylko około 3,8 proc. powierzchni lądowej Ziemi (UNEP 2022). Jednak osuszanie gleb organicznych w wyniku presji antropogenicznej i ocieplenia klimatu powoduje, iż z magazynów węgla stają się one źródłami emisji tego pierwiastka w postaci dwutlenku węgla (Leifeld i in., 2019).

Europa po odwodnieniu, czyli skala przekształceń torfowisk

W Europie po II wojnie światowej prawie połowa obszaru torfowisk została odwodniona, głównie na potrzeby rolnictwa. Polska należy do grupy państw europejskich, wraz z Niemcami, Holandią, Danią i Irlandią, w których odwodnionych zostało ponad 80 proc. torfowisk (Tanneberger i in., 2017; UNEP 2022). Większość z nich, bo ok. 75 proc., jest wykorzystywana jako trwałe użytki zielone, ok. 15 proc. jako grunty orne, a ok. 10 proc. jest odłogowana (Zając i in., 2025).

Użytkowanie torfowisk w warunkach odwodnienia prowadzi do spadku zawartości materii organicznej w glebie. Dzieje się to w wyniku wzrostu tempa jej rozkładu na skutek napowietrzenia profilu glebowego. W efekcie gleby organiczne, zawierające ponad 12 proc. węgla organicznego, stopniowo przekształcają się w gleby mineralno-organiczne (6-12 proc. węgla organicznego), a finalnie w gleby mineralne (poniżej 6 proc. węgla organicznego). Proces odwodnienia może więc prowadzić do całkowitego zaniku gleb organicznych, a tym samym torfowisk.

Pół wieku zmian – wyniki badań

Wyniki badań przeprowadzonych przez IUNG-PIB na użytkowanych rolniczo glebach pochodzenia organicznego w 476 lokalizacjach na terenie Polski i opracowanych we współpracy z ośrodkami naukowymi URK, PŚ, SGGW oraz University of Wisconsin (Zając i in., 2025) wykazały, iż zasoby węgla w glebach, które w latach 70. XX w. były klasyfikowane jako organiczne, w ciągu około 50 lat spadły średnio o blisko 65 proc. (z 762,2 Mg C·ha⁻¹ do 269,3 Mg C·ha⁻¹). Spowodowało to zmniejszenie udziału gleb zaliczanych do organicznych o 30 proc. (z ok. 65 proc. do 35 proc.), a tym samym wzrost udziału mineralno-organicznych i mineralnych o odpowiednio 4 proc. i 26 proc.

Spadkowi zawartości węgla organicznego w glebach towarzyszyło wypłycanie poziomów zasobnych w materię organiczną. w tej chwili niemal 45 proc. stanowią gleby płytkie, w których poziom zasobny w materię organiczną ma miąższość nie przekraczającą 50 cm, a gleby, w których jego głębokość jest większa od 100 cm, stanowią jedynie 5 proc.

W przypadku gleb, które w ciągu trwającego pół wieku odwadniania i użytkowania uległy przekształceniu w gleby organiczno-mineralne i mineralne, stwierdzono zahamowanie strat węgla, co sugeruje, iż została w nich osiągnięta równowaga pomiędzy stratami a dopływem węgla z biomasy roślinności darniowej. Natomiast łąkowe i pastwiskowe użytkowanie gleb organicznych nie rekompensuje strat węgla wynikających z rozkładu materii organicznej spowodowanej ich odwadnianiem (Zając i in., 2025).

Rys. 1. Zasoby węgla organicznego w glebach pochodzenia organicznego wykorzystywanych w rolnictwie, oszacowane na podstawie danych z lat 1975 i 2017 dla 476 referencyjnych profili glebowych (kropki). Interpolację przestrzenną wykonano metodą odwrotnej odległości (źródło: Zając i in. 2025)

Spadek zasobów węgla w odwodnionych torfowiskach na przestrzeni 50 lat pozwala na szacowanie emisji tego pierwiastka na poziomie 40 Mg CO₂ z hektara rocznie. Największe straty mają miejsce w centralnej Polsce, która od wielu lat jest dotknięta suszą rolniczą, z kolei w części północno-wschodniej, bardziej wilgotnej i chłodnej, zasoby węgla nie uległy zmianie lub wzrosły (Zając i in., 2025). Wskazuje to na znaczenie klimatu jako ważnego czynnika wpływającego na zasoby węgla organicznego w glebach, którego oddziaływanie będzie najważniejsze dla powodzenia planów powtórnego nawadniania osuszonych torfowisk na terenach rolniczych.

W artykule korzystałam z:

Frolking, S., J. Talbot, M. C. Jones, et al. 2011. “Peatlands in the Earth’s 21st Century Climate System.” Environmental Reviews 19: 371–396. https://doi.org/10.1139/ a11- 014.

Leifeld, J., C. Wüst- Galley, and S. Page. 2019. “Intact and Managed Peatland Soils as a Source and Sink of GHGs From 1850 to 2100.” Nature Climate Change 9: 945–947. https://doi.org/ 10.1038/s4155 8- 019- 0615- 5.

Parish, F., A. Sirin, D. Charman, et al. 2008. “Assessment on Peatlands, Biodiversity, and Climate Change: Main Report, Global Environment Centre.” Wetlands Internationa. 179.

Scharlemann, J. P. W., E. V. J. Tanner, R. Hiederer, and V. Kapos. 2014. “Global Soil Carbon: Understanding and Managing the Largest Terrestrial Carbon Pool.” Carbon Manaement 5, no. 1: 81–91. https://doi.org/10.4155/cmt. 13.77.

Tanneberger, F., C. Tegetmeyer, S. Busse, et al. 2017. “The Peatland Map of Europe.” Mires and Peat 19, no. 22: 1–17. https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.264.

UNEP. 2022. “Global Peatlands AssesSment – The State of the World’s Peatlands: Evidence for Action Toward the Conservation, Restoration, and Sustainable Management of Peatlands.” Main Report. Global Peatlands Initiative. United Nations Environment Programme, Nairobi, 418.

Yu, Z., J. Loisel, D. P. Brosseau, D. W. Beilman, and S. J. Hunt. 2010. “Global Peatland Dynamics Since the Last Glacial Maximum.” Geophysical Research Letters 37: L13402. https://doi. org/10.1029/2010G L043584.

Zając E., Smreczak B., Skalski T., Oleszczuk R., Ukalska-Jaruga A., Scharenbroch B.C. 2025. „Changes in Soil Organic Carbon Stocks and Chemical Properties in Organogenic Soils Under Long-Term Agricultural Use in Central Europe, Poland.” Land Degradation & Development, 36:3756–3768. https://doi.org/10.1002/ldr.5597