Wpływ zalesiania na właściwości technosoli w rekultywowanych hałdach poeksploatacyjnych kopalń węgla kamiennego

Dlaczego stare hałdy wciąż mają znaczenie

Na całym świecie górnictwo węgla pozostawiło ogromne hałdy skał i gleby, które wyglądają na jałowe i szare. Jednak te hałdy to nie tylko blizny na krajobrazie — to potencjalne nowe lasy, które mogą magazynować węgiel, oczyszczać wodę i wspierać życie dzikich zwierząt. Badanie z południowej Polski stawia praktyczne pytanie: która forma odnowy oparta na drzewach najlepiej przyczynia się do odbudowy zdrowej gleby?

Trzy sposoby na odtworzenie lasu

Naukowcy skupili się na dużej hałdzie w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, gdzie odpady pogórnicze tworzą strome, suche, kamieniste skarpy o bardzo ubogiej glebie. W ciągu ostatnich kilku dekad różne części hałdy podążyły różnymi ścieżkami. W niektórych miejscach rośliny stopniowo kolonizowały gołe skały samoistnie — proces nazywany sukcesją naturalną na powierzchni hałdy. Inne fragmenty najpierw pokryto warstwą przywiezionej gleby wierzchniej, a następnie pozostawiono naturze. Trzeci zestaw obszarów otrzymał gleby wierzchnie i został aktywnie zalesiony wybranymi gatunkami drzew. Porównując te trzy podejścia obok siebie, zespół mógł ocenić, jak każde z nich zmienia glebę tuż pod powierzchnią.

Przyglądanie się bliżej pod stopami

Aby zmierzyć odnowę gleby, naukowcy pobrali próbki z wierzchnich 10 centymetrów na 30 małych stanowiskach rozmieszczonych po hałdzie. Sprawdzili, jak zbita lub przewiewna jest gleba, ile wody może zatrzymać oraz ile zawiera piasku, iłu i gliny. Przeanalizowali także składniki odżywcze istotne dla wzrostu roślin, takie jak azot, wapń, magnez, potas i siarka. Na koniec zbadali nie tylko całkowitą ilość węgla organicznego w glebie, lecz także sposób jego magazynowania — czy występuje jako luźne, łatwo rozkładalne fragmenty, czy w bardziej stabilnych formach związanych z minerałami lub chronionych wewnątrz drobnych agregatów glebowych.

Struktura gleby, woda i składniki odżywcze

Trzy ścieżki rekultywacji dały wyraźnie różniące się gleby. Tam, gdzie rośliny zasiedliły gołe odkłady bez dodanej gleby wierzchniej, podłoże pozostało piaszczyste i kwaśne, ale zaskakująco porowate, co oznacza dużą ilość przestrzeni między cząstkami. Ta porowatość ułatwiała przepływ powietrza przez glebę, lecz luźny materiał nie zatrzymywał dużo wody. Tam, gdzie dodano glebę wierzchnią i aktywnie sadzono drzewa, gleba stała się gęstsza, a jednocześnie lepiej zatrzymywała wodę — dzięki drobniejszym frakcjom i większej ilości materii organicznej. Obszary z zalesieniem miały też więcej azotu, wapnia i potasu — kluczowych składników dla silnego wzrostu roślin. Dla odmiany pola sukcesji na gołej hałdzie zawierały więcej siarki i magnezu, co odzwierciedla rozkład minerałów bogatych w siarkę i magnez w odpadach pogórniczych.

Jak węgiel jest magazynowany w odbudowanej glebie

Węgiel w glebie nie jest jednorodny. Część występuje jako luźne fragmenty świeżej materii roślinnej, które mikroorganizmy mogą szybko rozłożyć; inne części są zamknięte w małych agregatach lub związane z powierzchniami mineralnymi, gdzie mogą pozostawać przez wiele lat. Na działkach sukcesji na gołej hałdzie gleba zawierała więcej luźnej, „wolnej” frakcji węgla, prawdopodobnie pochodzącej z drobnych korzeni i ściółki powierzchniowej, które nie uległy jeszcze pełnemu rozkładowi. W obszarach z dosypaną glebą i nasadzeniami więcej węgla występowało w lepiej chronionych formach, co sugeruje, że te miejsca zaczynały budować trwalsze zasoby węgla. Co ciekawe, po zsumowaniu wszystkich frakcji całkowita zawartość węgla w glebie była podobna we wszystkich trzech metodach — różniło się jednak to, jak stabilnie ten węgiel był przechowywany.

Co to oznacza dla rekultywacji terenów pogórniczych

Dla zarządców gruntów przekaz jest taki, że nie ma jednego najlepszego przepisu, a każde rozwiązanie ma wyraźne kompromisy. Pozwolenie naturze na samodzielne zasiedlenie gołych odpadów jest tańsze i może tworzyć porowate gleby oraz dostarczać świeżych wkładów organicznych, ale składniki odżywcze pozostają ograniczone, a dużo węgla występuje w kruchej, łatwej do utraty formie. Dodanie gleby wierzchniej i aktywne sadzenie drzew wymaga więcej środków, pracy i materiałów, lecz buduje gleby, które lepiej zatrzymują wodę, utrzymują składniki odżywcze i stabilizują węgiel na dłuższą metę. Obszary, którym dodano glebę, a następnie pozostawiono sukcesji naturalnej, również mogą się znacznie zregenerować i czasem przypominać tereny z nasadzeniami. Wybór między tymi opcjami będzie zależał od lokalnych budżetów, dostępności gleby wierzchniej oraz tego, czy głównym celem jest szybkie zazielenienie, długoterminowe magazynowanie węgla, lepsze gospodarowanie wodą, czy równowaga między tymi celami.

Cytowanie: Pietrzykowski, M., Misebo, A.M., Woś, B. et al. Effects of afforestation on Technosol properties in reclaimed hard coal deep mining spoil heaps. Sci Rep 16, 6933 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37992-z

Słowa kluczowe: rekultywacja terenów pogórniczych, zalesianie, zdrowie gleby, magazynowanie węgla, hałdy węglowe