Wpływ produkcji węgla drzewnego na zmiany środowiska w Północnej Polsce - nowatorskie podejście "multi-proxy”

Trudno może sobie wyobrazić życie w średniowieczu bez takich produktów jak węgiel drzewny, dziegieć, smoła, potaż czy maź. Wszystkie te produkty mają jeden wspólny mianownik, jakim jest drewno. wytwarzane były w różnego typu wypaleniskach. Wypaleniska przypominały okrągłe kopce, w których dominowała średnica 10 metrów. W kopcach, pod przykryciem płaszcza ziemnego znajdowało się ułożone drewno różnego rodzaju, w zależności od tego, jaki produkt chciało się uzyskać. Przy obsłudze wypalenisk pracowali węglarze, którzy w trakcie blisko dziesięciodniowej pracy dbali o stałą temperaturę wypalania (ok. 300^oC), by uzyskać pożądane produkty. W zależności czy wypalenisko miało służyć do produkcji smoły, węgla, dziegciu, terpentyny czy na przykład potażu inne były: a) używany materiał, b) jego wielkość, czy też c) proces produkcji. I właśnie różne typy produktów jakie były oferowane w trakcie wypalania drewna w wypaleniskach wymuszały selektywny dobór gatunków drzew, aby wytworzyć np. potaż czy też smołę. Uważamy, że te selektywne dobory drewna miały istotny wpływ na panująca strukturę lasu. Na przykład, z jednego metra sześciennego drewna buczyny można było uzyskać około 30 kg czystego potażu, który jeszcze przed XIX wiekiem był produktem na tyle pożądanym, by transportować go na bardzo dalekie odległości. Należy podkreślić, iż takie produkty jak potaż czy dobrej jakości węgiel drzewny, prawdopodobnie już po roku 1453 wędrowały aż do Damaszku, gdzie służyły do wytopu najsłynniejszej w ówczesnym świecie stali. Podkreśla to, jak bardzo były to produkty cenione w ówczesnej Europie i jak ważne w gospodarce krajowej.

Głównym celem naszego projektu jest czasowa oraz przestrzenna analiza oddziaływania wypalenisk na środowisko przyrodnicze, przede wszystkim na procesy glebowe oraz szatę roślinną na terenie Polski Północnej w okresie średniowiecza. 

Hipotezy badawcze: 

1) Działalność człowieka związana z funkcjonowaniem wypalenisk spowodowała istotne zmiany w regionalnej strukturze gatunkowej roślinności poprzez selektywny dobór drewna do wytwarzania węgla drzewnego, smoły, terpentyny czy też potażu; 

2) Wysoka temperatura przy spalaniu i liczne fragmenty węgli drzewnych oraz inne pochodne związki powiązane z procesem spalania drewna zaburzyły naturalne procesy glebotwórcze.

Zakładamy, iż zebrany zestaw informacji na temat reakcji ekosystemu na presję wywołaną działalnością człowieka może posłużyć do zbudowania modelu kaskadowego wpływu wypalenisk na funkcjonowanie ekosystemu leśnego. Chcemy określić czy konsekwencje związane z funkcjonowaniem wypalenisk w ekosystemie miały charakter krótkotrwałego zaburzenia czy też w płynęły na zmianę jego trajektorii. W tym celu zaproponowaliśmy podejście interdyscyplinarne. Dlatego też w projekcie będą współpracowali specjaliści w zakresie paleoekologii, teledetekcji, gleboznawstwa, historii oraz ekologii. Zaproponowane analizy ilościowe jak i jakościowe skupiają się na biotycznych proxy tj. pyłku, makroszczątkach, węglach drzewnych, ale również na geochemii i posłużą do lepszego zrozumienia zachodzących przemian środowiska przyrodniczego pod wpływem presji związanej z wypaleniskami.

Niniejszy projekt ma na celu przeprowadzenie badań podstawowych mających na celu określenie wpływu antropopresji związanej z funkcjonowaniem wypalenisk na ekosystem leśny na terenie Polski Północnej. Zaproponowana problematyka badawcza projektu bardzo dobrze wpisuje się z poruszaną w ostatnim czasie problematykę określania wartości progowych i odporności ekosystemów na antropopresję czy gwałtowne fluktuacje klimatu.

 

Sprawozdanie z badań terenowych nad jeziorem Nicemino (Polska Północno-Zachodnia)

 

 

W dniach 4-8 czerwca 2021 r. odbył się kolejny wyjazd terenowy w ramach projektu OPUS NCN pod tytułem Wpływ produkcji węgla drzewnego na zmiany środowiska w Północnej Polsce - nowatorskie podejście "multi-proxy” pod kierownictwem dra hab. Michała Słowińskiego. Tym razem badania skupiły się wyłącznie w bliskiej okolicy jeziora Nicemino, zlokalizowanego niedaleko wsi Rekowo, w województwie zachodniopomorskim, około 30 km na południowy-wschód od Koszalina. W wyjeździe udział wzięli pracownicy naszego Instytutu: mgr Agnieszka Halaś, dr hab. Michał Słowiński i mgr Krzysztof Szewczyk (Zespół Dynamiki Krajobrazów Minionych), dr hab. Anna Kowalska i dr inż. Ewa Kołaczkowska (Zakład Geoekologii i Klimatologii) oraz dr Mateusz Kramkowski (Zakład Zasobów Środowiska i Geozagrożeń). W wyjeździe uczestniczył także dr hab. Jerzy Jończak reprezentujący Katedrę Gleboznawstwa Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.

Bór sosnowy wokół jeziora Nicemino150-letni las świerkowy

 

Wyjazd składał się z dwóch głównych etapów: badań gleboznawczych oraz badań fitosocjologicznych. W ramach prac gleboznawczych wykonano łącznie 9 odkrywek glebowych o wymiarach: 1,5 x 1,5 x 2 m w trzech wytypowanych wcześniej stanowiskach badawczych. Na każdym stanowisku wykonano odkrywki glebowe w trzech miejscach: w środku mielerza, w rowie otaczającym mielerz oraz na stanowisku reprezentującym środowisko bez wpływu mielerza na profil glebowy (tzw. stanowisko poza mielerzem). Każde stanowisko było opatrzone opisem gleboznawczym, dokumentacją fotograficzną oraz opróbowaniem na analizy gleboznawcze oraz DNA. Prace fitosocjologiczne polegały natomiast na weryfikacji wpływu funkcjonowania mielerza na skład gatunkowy roślin za pomocą zdjęć fitosocjologicznych. Identyfikacji i zliczenia gatunków roślin dokonano w obrębie powierzchni próbnych (wydzielone kwadraty o boku 10 m) bezpośrednio na mielerzu oraz na powierzchni referencyjnej poza nim. W trakcie badań mielerzy został zabezpieczony również materiał węgli drzewnych, który posłuży do weryfikacji wieku obiektów oraz identyfikacji rodzaju drewna wykorzystanego w trakcie funkcjonowania mielerza.

Kawałek węgla drzewnego z mielerzaJedna z 9 odkrywek glebowych

 

Wszystkie wykonane badania pomogą nam lepiej zrozumieć wpływ i skalę oddziaływania człowieka na środowisko Polski w epoce przedindustrialnej oraz skalę przekształceń środowiskowych jakie miały miejsce w przeszłości.