Jak hałdy pogórnicze zmieniają paradygmat nowoczesnego górnictwa

Tereny pogórnicze nie są biologiczną pustką, lecz dynamicznym układem

Na hałdach rosną lasy, które nie czekają na projekt rekultywacji - i często wyprzedzają go jakością. Biolodzy już po raz pierwszy zwracają uwagę na ten fakt. Ostatnie ich spotkanie w ramach sesji "Przyroda w górnictwie – Kiedy zielone jest prawdziwie zielone?" miało miejsce w Krakowie podczas XXXV Szkoły eksploatacji Górniczej. 

Eksperci zgodnie podkreślili fakt, że spontaniczna sukcesja na terenach pogórniczych buduje mozaikę siedlisk, realne usługi ekosystemowe i nowe układy typu Novel Ecosystems (przekształcone przez człowieka układy przyrodnicze, które składają się z nowych kombinacji gatunków i nie mają naturalnych odpowiedników), ważne dla samego górnictwa i samorządów.

Przede wszystkim wybrzmiała mocno mocna teza, że tereny pogórnicze nie są biologiczną pustką, lecz dynamicznym układem, w którym procesy przyrodnicze opisywane są liczbami, procesami i mechanizmami. To oznacza, że „prawdziwie zielone” można wspomagać — a nie tylko deklarować bez zrozumienia istoty problemu.

Co nam, rośnie na hałdach?

W centrum uwagi znalazły się mechanizmy adaptacji roślin i mikroorganizmów w warunkach stresu - suszy, silnego nasłonecznienia, niedoboru wody czy obecności metali ciężkich - oraz znaczenie powstających układów typu Novel Ecosystems. Już wystąpienie otwierające, poświęcone „mikroświatowi roślin z hałd”, wprowadziło uczestników w „laboratoryjny” aspekt reakcji roślin (zieleni) na wyzwania warunków siedliskowych terenów pogórniczych. Analiza wosku epikutykularnego pokazała, jak rośliny budują pierwszą linię obrony przed wysychaniem i przegrzaniem. Wykorzystanie metod immunohistochemicznych pozwala śledzić zmiany w ścianie komórkowej - tam, gdzie odpowiedź na stres jest obserwowane w strukturze tkanek i dotyczy procesów przebiegających na powierzchni liścia.

Zagadnienie aktywności antyoksydacyjnej przedstawiono jako kolejny, dotychczas nieuwzględniany aspekt różnorodności biologicznej nie tylko jako listę gatunków, lecz także jako zbiór funkcji i reakcji biochemicznych. Wysoki poziom związków o właściwościach antyoksydacyjnych w tkankach roślinnych nie jest ciekawostką, lecz dowodem na zdolności do neutralizacji reaktywnych form tlenu u roślin występujących na silnie zaburzonych mineralnych podłożach terenów pogórniczych. Podkreślano również, że rośliny o właściwościach leczniczych rosnące na mineralnych podłożach w warunkach stresu biotycznego mogą wykazywać silniejsze właściwości antyoksydacyjne niż osobniki występujące na siedliskach niezaburzonych. Flora i roślinność na terenach pogórniczych nie są słabsze lecz w unikalny sposób wyspecjalizowane i odporne.

Jednym z najmocniejszych akcentów sesji była część poświęcona lasom rozwijającym się spontanicznie na hałdach. Wskazywano, że spontaniczne zbiorowiska leśne na pogórniczych podłożach mineralnych mogą osiągać wyższe wartości wskaźników różnorodności niż lasy gospodarcze - co wzmacnia argument, że „dzikość” nie jest wadą, jest zasobem, wpisującym się idealnie w cele odbudowy zasobów przyrodniczych.

 Zaprezentowano m.in. jaką funkcję pionierską i stabilizującą pełnią gatunki obce. Zwrócono uwagę, że rola gatunków obcych w spontanicznych układach pogórniczych bywa mniejsza, niż sugerują obiegowe opinie - a w części przypadków mniejsza również niż w wielu ekosystemach niezaburzonych, w tym przede wszystkim w ekosystemach w dolinach rzecznych. 

Perspektywę „zieleni jako infrastruktury” dopełnił wątek usług ekosystemowych roślinności drzewiastej: sekwestracji węgla, retencji wody, oraz ograniczania erozji. W tym ujęciu zwałowiska i hałdy mogą stać się elementem zielonej infrastruktury regionu - jako funkcjonalny układ regulacyjny, działający na rzecz stabilności środowiska. „Mierzalność” zieleni - parametrów funkcjonowania ekosystemów rozwijających się na mineralnych podłożach pogórniczych, podkreśliła także prezentacja poświęcona zmienności proporcji pigmentów syntetyzujących. Proporcje chlorofili i karotenoidów przedstawiono jako wskaźniki kondycji fizjologicznej oraz strategii adaptacyjnych roślin, odzwierciedlające m.in. dostosowanie do intensywnego nasłonecznienia i deficytów wodnych.

Stabilizacja siedliska i rozwój ekosystemów

– Na hałdach i zwałowiskach widać, że zielone nie jest elementem estetyki, lecz wynikiem procesów, które da się określić poprzez pomiary funkcjonowania ekosystemu: od gospodarki wodnej i mineralnej roślin po rolę mikroorganizmów w stabilizacji siedliska i rozwoju ekosystemów. To dane pokazują, kiedy plany zagospodarowania mineralnych podłoży pogórniczych mają możliwość wpisywać się w dynamikę spontanicznych procesów przyrodniczych  – podkreśla prof. Gabriela Woźniak. 

Dużym zainteresowaniem cieszyło się wystąpienie „The spores mines of Silesia”, prezentujące nowe taksony grzybów z typu Glomeromycota izolowane ze zwałowisk. Zwrócono uwagę na ich znaczenie w tworzeniu relacji symbioz mikoryzowych, wspierających rośliny w pobieraniu fosforu i zwiększających odporność na stres. Pojawił się ponadto referat dotyczący ekofizjologicznych mechanizmów adaptacji gatunków rodzimych i obcych, wskazujący na zróżnicowane strategie regulacji gospodarki wodnej, efektywności fotosyntezy, syntezy metabolitów wtórnych oraz plastyczności morfologicznej. W praktyce, przedstawione wyniki badań wskazują, że o procesach warunkujących funkcjonowanie ekosystemu można mówić przywołując wartości wskaźników — a to otwiera drogę do zaprojektowania optymalnego monitoringu i optymalnych decyzji planistycznych.

– Spontaniczne ekosystemy terenów pogórniczych działają jak naturalne laboratoria odporności: uczą nas, jak rośliny i inne organizmy dostosowują się do warunków stresu środowiskowego – wskazała dr Agnieszka Hutniczak. 

– Dla regionu przedstawiane w sesji wyniki najnowszych badań to wskazówka, jak projektować zieloną infrastrukturę, rozumianą jako mozaikę ekosystemów w taki sposób, aby wspomagać procesy przyrodnicze, które spontanicznie przebiegają w optymalny sposób na dostępnej mozaice siedlisk, prowadząc do odbudowy zasobów przyrodniczych – m.in., różnorodności biologicznej, i małej retencji – zaznaczyła prof. Gabriela Woźniak.

Z perspektywy praktyki górniczej i samorządowej najważniejszy wniosek z tej sesji jest prosty: mineralne podłoża hałd są „laboratoriami ewolucji i adaptacji organizmów żywych na różnym poziomie organizacji”, w których na styku przemysłu i natury powstają nowe, dynamiczne układy przyrodnicze - o znaczeniu poznawczym i aplikacyjnym. A skoro „zielone” da się opisać mechanizmami i wskaźnikami, to można lepiej planować zagospodarowanie, monitorować efekty i podejmować decyzje o zagospodarowaniu terenów pogórniczych w sposób oparty na danych naukowych, a nie na wrażeniu lub preferencjach.

– Zielone sesje stały się ważnym filarem obrad SEP, bo przekładają się na decyzje w terenie – podsumował obrady sesji prof. Artur Dyczko, dyrektor Oddziału Górnośląskiego PIG-PIB oraz przewodniczący Komitetu Organizacyjnego Szkoły Eksploatacji Podziemnej. 

A zatem bez uwzględniania koncepcji Novel Ecosystems nie ma nowoczesnego górnictwa. To praktyczny sposób myślenia o hałdach i zwałowiskach jako o systemach, które budują odporność i różnorodność regionu. I właśnie tu pada sedno: „zielone” w górnictwie nie sprowadza się dziś do sloganów ani do samego efektu wizualnego. To wynik funkcjonowania ekosystemu - zmian w proporcjach pigmentów – barwników fotosyntetycznych, liczby syntetyzowanych antyoksydantów, gospodarki wodnej i różnorodności grzybów mikoryzowych - który można diagnozować, porównywać i analizować w czasie. A gdy rosną lasy, które stabilizują podłoże, regulują retencję wody i łagodzą mikroklimat. Zmienia się również paradygmat: po wydobyciu nie kończy się proces, tylko zaczyna kolejny etap odpowiedzialnej, nowoczesnej gospodarki terenem i środowiskiem.

Na koniec zostaje proste pytanie: czy chcemy „zielonego” na pokaz, czy „zielonego”, które działa? Bo hałdy i zwałowiska już dziś odpowiadają: tam, gdzie spontaniczna sukcesja tworzy lasy, a mikoryza wspiera rośliny, powstaje realna odporność - wiązanie dwutlenku węgla, retencja, mikroklimat, stabilizacja podłoża. W tym sensie Novel Ecosystems to nie akademicki termin, lecz zbiór wielu procesów przyrodniczych powiązanych sprzężeniami zwrotnymi na wielu różnych poziomach organizacji. To język nowoczesnego zarządzania terenem mineralnych siedlisk powstających po wydobyciu.

Sesję współorganizowały: zespół badawczy Geobotaniki i Funkcjonowania Ekosystemów (GeoFE) IBBiOŚ Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, Uniwersytet Bielsko-Bialski, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach oraz pracownia IGSMiE PAN.