MIRECLIM - klimat torfowisk i jego zmiany w wyniku zaburzeń hydrologicznych

W projekcie MIRECLIM kompleksowo zbadamy klimatyczne funkcjonowanie śródleśnych torfowisk mszarnych, wykorzystując podejście wielospecjalistyczne i wieloskalowe (od mikroskali po dane satelitarne). Planujemy zbadać 36 śródleśnych torfowisk, które położone są w trzech regionach Polski, charakteryzujących się stopniowo zmieniającym się klimatem, z bardziej oceanicznego na bardziej kontynentalny.

Torfowiska są bardzo cennymi ekosystemami, gdyż zajmując jedynie ok. 3% powierzchni lądów magazynują ok. 30% węgla. Ekosystemy te często pełnią rolę mikrorefugiów, czyli miejsc o sprzyjających warunkach lokalnych, które umożliwiają populacjom gatunków przetrwanie poza ich głównym rozmieszczeniem. Warunki mikroklimatyczne wymieniane są często jako jeden z głównych powodów przetrwania gatunków reliktowych w niszowych lokalizacjach, jednakże torfowiska mszarne nie były dotychczas przedmiotem szeroko zakrojonych badań w tym zakresie.

Prognozowany wzrost temperatury powietrza spowoduje wzrost parowania, co przy nieistotnie zmieniających się opadach atmosferycznych może skutkować sukcesywnym obniżaniem zwierciadła wód gruntowych, a także coraz częstszymi epizodami suszy. Może to negatywnie wpłynąć na ekosystemy torfowiskowe, które zasilane są przez wody opadowe, czy też płytkie wody podziemne, powodując ich zarastanie. To z kolej wpłynie na zmianę warunków siedliskowych, procesy, a w efekcie na mikroorganizmy.

Skupimy się przede wszystkim na mechanizmach mogących wpływać na warunki mikroklimatyczne (wielkości torfowisk, roślinności, topografii, fazy sukcesji, warunkach hydrometeorologicznych, sezonowości, cyrkulacji atmosferycznej, regionalnych warunkach klimatycznych). Ocenimy także, jak zarastanie torfowisk zmienia warunki mikroklimatyczne oraz jak wpływa na tempo przyrostu mchów oraz rozkład materii organicznej. Zbadamy również jakie ma to odzwierciedlenie w strukturze gatunkowej ameb skorupkowych, które są wskaźnikiem m.in. zmian hydrologicznych z powodzeniem wykorzystywanym w badaniach paleoekologicznych. Na podstawie zebranych danych pomiarowych utworzymy bazę danych, która posłuży do walidacji i parametryzacji modeli wykorzystywanych w określaniu warunków mikroklimatycznych, jak również wykorzystamy dane ze zdjęć satelitarnych do wielopoziomowej integracji pomiarowej.

Projekt dostarczy nowych informacji na temat mikroklimatycznego funkcjonowania torfowisk mszarnych, co ma kluczowe znaczenie w zrozumieniu ich roli jako mikrorefugiów w dobie zmiany klimatu. Połączenie wielu metod badawczych, zarówno w czasie, jak i przestrzeni, pozwoli spojrzeć na badany problem z różnych perspektyw, wskazując kierunki poprawnego zarządzania tymi ekosystemami. Proponowany w projekcie problem badawczy bardzo dobrze wpisuje się w obecną dyskusję na temat stabilności i odporności ekosystemów torfowiskowych w kontekście zmian klimatu, a także ekstremalnych zdarzeń hydrometeorologicznych.

 

MIRECLIM - the climate of peatlands and its changes as a result of hydrological disturbances

In the MIRECLIM project, we will comprehensively explore the climatic functioning of the mid-forest Sphagnum peatlands, using the multi-specialist, and multiscale (from microscale to satellite data) approaches. We plan to study 36 mid-forest peatlands located in three regions of Poland, characterized by a gradually changing climate, from more oceanic to more continental (Fig. 1).

Peatlands are very valuable ecosystems, as they occupy only approx. 3% of the land surface and store approx. 30% of carbon. These ecosystems often act as microrefugia, places with favorable local conditions that enable species populations to survive beyond their main distribution. Microclimatic conditions are often mentioned as one of the main reasons for the survival of relict species in niche locations, however, Sphagnum peatlands have not been the subject of extensive research in this area.

In Poland, the projected increase in air temperature will also cause an increase in evaporation, with not significantly changing atmospheric precipitation, which may result in a gradual lowering of the groundwater table, as well as more and more frequent episodes of drought. This can negatively affect peatland ecosystems that are fed by rainwater or shallow groundwater, causing them to overgrow. This, in turn, will change the habitat conditions and affect processes and microorganisms.

We will focus primarily on the mechanisms that affect microclimatic conditions (size of peatlands, vegetation, topography, succession phases, hydrometeorological conditions, seasonality, atmospheric circulation, and regional climatic conditions). We will also assess how the overgrowth of peatlands changes the microclimatic conditions and how it affects the moss growth, and rate and the decomposition of organic matter. We will also examine how this is reflected in the species structure of testate amoebas, which are an indicator of hydrological changes successfully used in palaeoecological research. We will create a “Mireclim” database based on the collected data, which will be used to validate and parameterize the models used in determining the microclimatic conditions, as well as use the data from satellite images for multi-level measurement integration.

The project will provide new insight into the microclimatic functioning of Sphagnum peatlands, which is crucial in understanding their role as microrefugia. The combination of many research methods, both in time and space, will allow to look at the studied problem from different perspectives, indicating the directions of proper management of these ecosystems. The proposed research problem of the project is very well in line with the recently discussed issues of resistance and resistance of peatlands ecosystems to climatic changes and rapid hydrometeorological extremes.