2. února svět slaví Světový den mokřadů. Na všech kontinentech kromě Antarktidy jsou bažiny a právě bažiny jsou považovány za hlavní „skladiště“ uhlíku. Irina Volkova, vědecká pracovnice Biologického institutu Tomské státní univerzity a vědkyně v oblasti rašelinišť, vysvětlila, proč mají sibiřská rašeliniště nejvyšší účinnost, jakou roli hrají bakterie, které žijí bez kyslíku při ukládání uhlíku, a jak bažiny pomáhají lidem zmírňovat sucha a záplavy.
“Kronika” Země
– Irino Ivanovno, je dobře známo, že bažiny akumulují skleníkové plyny a chrání tak planetu před přehřátím. Jak přesně se to děje?
– Pravděpodobně stojí za to začít s tím, že bažina je velmi starý systém. Jeho tři hlavní složky – voda, organická ložiska ve formě rašeliny a specifická vegetace – určují existenci sebe navzájem i ekosystému jako celku.
V dávné minulosti naše sibiřské území zažilo výrazné zalednění. Asi před 10-12 tisíci lety zmizel, načež se objevila rašeliniště a začala hromadit uhlík – to jsou naše moderní bažiny.
Podobné ekosystémy samozřejmě existovaly mnohem dříve. Například nejstarší rašeliniště na světě bylo objeveno v Řecku, je staré 700 tisíc let a rašelina sahá do hloubky 190 metrů. Pokračoval v růstu, dokud nebyla rašeliniště v letech 1931 až 1944 vysušena pro zemědělské účely. Bezprostředně po odvodnění rašeliny začala degradace rašeliniště, sesedání půdy a destrukce infrastrukturních staveb.
Ne nadarmo se bažinám říká přírodní kroniky. Hromadí svou organickou hmotu – polorozložené rostliny, zbytky zvířat (byly tam i lidské mumie) – hromadí vrstvu po vrstvě a výsledkem jsou jakoby fotografie, které odrážejí podmínky minulosti. Z nich jako z knihy lze vyčíst, jaké bylo v danou dobu na planetě klima.
– Jak vědci čtou tento přírodní záznam?
– Pomocí vrtání můžeme jít až na samé dno, odstranit sloupec rašeliny, rozdělit jej na různé porce, podle toho, jaký výzkumný cíl máme před sebou. Pokud je nutné zjistit, jaký druh vegetace se v okolí bažiny nacházel, musíte použít metodu sporopylové analýzy. Za tímto účelem se obvykle odebírají vzorky na výšku nejvýše pět centimetrů. Pokud nás zajímá vegetace ne na regionální úrovni, ale konkrétně na konkrétním místě v bažině, odebereme deseticentimetrové vzorky a analyzujeme makrozbytky.
Identifikujeme listy, větvičky, kořeny, jednotlivá pletiva a buňky bahenních rostlin, to znamená, že určíme, k jakému druhu patří. Vypočítáme proporce, ve kterých se zbytky nacházejí: které druhy dominovaly vegetačnímu krytu bažiny a kterých bylo málo.
Radiokarbonové datování určuje stáří vzorků, to znamená, že určuje, kdy přesně tato vegetace pokryla bažinu, jak se měnila v průběhu času, zatímco bažina rostla do šířky i nahoru po tisíciletí a hromadila organickou hmotu a v ní uhlík.
Kromě těchto metod existují další pro paleoekologické rekonstrukce: založené na testátních amébách, rozsivecích a chemických prvcích. Proto je vždy zajímavější pracovat, když jsou do studie zapojeni různí specialisté a používají kombinaci metod a takový multiproxy přístup zvyšuje spolehlivost rekonstrukce.
Nesmrtelné sphagnum
– Irino Ivanovno, proč se bažinaté rostliny nerozkládají jako v lese?
– To se vysvětluje podmínkami, ve kterých rostliny v bažině existují. Prostředí je tam chladné a kyselé. Bažinná flóra má specifické chemické složení, zejména rašeliníky: právě ony, když se začnou rozkládat, vytvářejí kyselé prostředí, které působí jako konzervant.
Je tu ještě jeden důležitý faktor. Bakterie – rozkladače, které potřebují kyslík – dokážou rostliny úplně rozložit. V hloubkách rašelinišť se nevyskytuje, žijí tam jiné mikroorganismy – anaerobní, které se při své životní činnosti obejdou bez kyslíku, ale nejsou schopny zbytky rozložit do té míry, že se z rašeliniště stane pouze minerální půda. Rostliny, které procesem fotosyntézy absorbovaly uhlík z atmosféry, jsou rok co rok, století po století ukládány ve vrstvách do rašelinišť v polorozpadlém stavu. Tak dochází k ukládání uhlíku.
Máme převážně rašeliníky. Stojí za zmínku, že mají nejvyšší účinnost, pokud jde o schopnost zachytit a pohřbít uhlík. Absorbují ji například i mangrovové bažiny, které mají na povrchu vodní plochu, ale ne v takovém množství. Podmínky jsou tam úplně jiné – teplota, vlhkost, a tedy i vegetace a mikroorganismy jsou také velmi odlišné. Rozklad organické hmoty je intenzivnější a hodně uhlíku se vrací zpět do atmosféry.
Bažina není jen nejmokřejší a nejšpinavější místo, za které se běžně věří. Jedná se o přírodní komplex, který do značné míry závisí na hydrataci. Například v horách se tvoří zvláštní typy – visuté bažiny. Spodní voda se místy vyklínuje ze svahu, hromadí se tam rašelina, i když vrstva není tlustá, je tam. Anglie má díky vysoké vzdušné vlhkosti svůj unikátní typ slatin – plášťová rašeliniště.
Nejvíce bažinaté organismy, které jsou běžné na Sibiři a v Subarktidě, jsou mechy, zejména sphagnum. Na jednu stranu vyžadují bažinaté podmínky, na druhou si toto prostředí sami vytvářejí. Sphagnum mechy mají velmi zajímavou strukturu – mají dva typy buněk. Některé mají tvar klobás, jiné jako klobásy. Leží v jedné vrstvě. Ty, které jsou párky, mají póry. Za mokra jsou naplněny vodou, za sucha vzduchem. Struktura sphagnum je velmi porézní, díky čemuž rostlina absorbuje 30krát více vody, než je její hmotnost. To znamená, že 100 gramů sphagnum pojme tři litry vody.
Sphagnum je obecně velmi neobvyklá rostlina ve struktuře – má nejen dva typy buněk, ale také dva typy „větví“. Existují větve, které stojí odděleně, kterými se sphagnum „drží“ svých „bratrů“. Rostou totiž o 0,5–1 cm za rok, všechny dohromady jako drn, ale jeden po druhém nevydrží, padají. Každý rok sphagnum nekonečně roste se svou „hlavou“ a odumírá se svými „nohami“. Můžeme říci, že tato rostlina je nesmrtelná.
Druhý typ větví visí podél stonku. Pokud rašeliník vytáhneme, uvidíme, že stonek s visícími větvemi vytváří systém kapilárního vzlínání vody. Funguje to jako pijavice: pokud ji vložíte do sklenice, voda vystoupí nahoru. Pokud jsou „nohy“ rašeliníku umístěny ve vodě, nasají vodu až po „hlavu“.
Horní část vyvýšeného rašeliniště bude výrazně vyšší než to, co ho obklopuje, ale nahoře nevyschne, zůstane stále vlhké. Vzhledem ke specifické povaze bažinné vegetace voda neopouští bažinu okamžitě, ale postupně. Bažiny proto vyhlazují vrcholy povodní v řekách, což je také velmi důležitá ekosystémová služba lidstvu. Pokud by nebyly bažiny, pak by se v období tání sněhu voda salvami uvolňovala – bažiny ale jako houba nasávají vodu a postupně ji uvolňují. Na druhou stranu v horkém počasí provádějí opačný proces – po částech uvolňují vodu a zmírňují sucho.
Říká se, že lesy jsou plíce Země. Bažiny se tak také dají nazvat, protože zadržují uhlík, ale nejsou to spíše plíce, ale ledviny planety. Díky pórovitosti rostlin a rašeliny velmi dobře filtrují vodu. V určité fázi vývoje získávají naše západosibiřské bažiny konvexní tvar, zvedají se a voda začíná odtékat do stran, přičemž je velmi čistá.
– Říká se, že kvůli oteplování se může zvýšit hloubka tání zamrzlých bažin a také se zvýší emise uhlíku. Uhodnete kolik?
– Bažiny mají na jedné straně významný vliv na formování klimatu, na druhé straně jsou ukazatelem, který může mnohé vypovědět o „blahu“ planety a pomůže pochopit procesy probíhající na Zemi. Změny v samotných bažinových ekosystémech probíhají velmi mozaikovitě, s různou intenzitou a na některých místech dokonce různými směry. A bažiny jsou velmi odlišné. Nelze tedy jednoznačně říci, že pokud se hloubka tání zvýší o centimetr, pak se emise metanu a oxidu uhličitého zvýší o tolik gigatun. To se bude pro každé území lišit.
Chcete-li vyvodit více či méně objektivní závěry, musíte studovat bažiny. A studenti Tomské státní univerzity mají tuto příležitost jak na výzkumných stanicích, tak v rámci kurzů vědy o bažinách, které se v univerzitním programu vyskytují jen zřídka. TSU má dokonce vlastní Wetland Center, které je členem mezinárodní sítě Wetland Link International, zastupující zájmy Ramsarské úmluvy o mokřadech a skládající se z 350 center po celém světě.
