Vplyv ekologických činiteľov na sukcesiu mŕtvych ramien rieky Moravy

Oliver Rovný Gymnázium Bilíkova 24, Bratislava 2008

Regulácia rieky Moravy

Prvé návrhy na úpravu rieky za účelom splavnosti od začiatku 19. stor. (Wiebeking 1804; Erlődi 1829) rieka morava bola od konca 19. stor. postupne upravovaná úprava toku na základe projektu: „Generálny projekt 1935“ 30. – 60. roky 20. stor. – prebehli najvýznamnejšie úpravy rieky:

- 16 priepichov- 23 odrezaných meandrov- skrátenie toku o 10 km

1951 – schválenie stavby protizáplavových hrádzií – - zmenšenie inundácie

História úprav rieky

zahlbovanie toku v priemere o 30 cm za 10 rokov – pokles podzemných vôd vedie izolácií alúvia od rieky zastavenie vývinu rieky v horizontálnej rovine – zastavenie meandrovania zrýchlenie toku obmedzenie počtu záplav inundácie

Dôsledky regulácie

Cieľ a úlohy výskumu

Cieľom nášho výskumu je:

Určiť význam dôležitých ekologických činiteľov pri sukcesií, resp. terestrifikácií mŕtvych ramien dolnej Moravy a zistiť, ako sa tieto činitele líšia v rôznych typoch mŕtvych ramien.

Úlohy výskumu:

Analyzovať štruktúru a dynamiku fytocenóz vybraných mŕtvych ramien počas roka a zhodnotiť význam rastlinných spoločenstiv pri sukcesií ramien. Použitím vlastnej metódy zistiť úroveň zazemnenia týchto ramien jemnozrnnými sedimentmi a vytvoriť ich mapy sedimentov. Počas jedného roka monitorovať dynamiku podzemnej komunikácie mŕtvych ramien s riekou a určiť význam tohto činiteľa z hľadiska sukcesie ramien.

Metodika

Charakteristika skúmaných lokalít

L.1a

L.2

L.3

L.4aL.4b

L.5

L.6

L.7

L.8

Dynamiku vegetácie sme pozorovali na všetkých 8 stanovených lokalitách v dvojtýždnových intervaloch. Pri obhliadkach lokalít sme určovali: celkovú pokryvnosť hladiny hydrofytmi (v %) semikvantitu jednotlivých druhov hydrofytov (5-stupňová diferenciácia) Pri každej obhliadke sme fotografovali nemenný výsek lokality Získané údaje o celkovej pokryvnosti a semikvantite hydrofytov sme vyhodnotili grafickou metódou. Vytvorili sme tiež sled fotografií, zachytávajúci vývoj vegetácie počas roka na každej lokalite.

Metódy analýz a vyhodnocovania získaných údajov

Dynamiku vôd sme sledovali na všetkých 8 lokalitách. Stanovili sme pevný bod na brehu každého ramena a pri obhliadkach lokalít sme merali relatívnu výšku hladín.

Úroveň zazemnenia ramien jemnými sedimentmi sme zisťovali použitím vlastnej metódy sondovania. Ramená L.1, L.5, L.6 a L.7 sme sondovali v zime 2005/06, keď boli ich hladiny pokryté ľadom. Z každej sondy sme získali informáciu o hĺbke vody a hĺbke jemných sedimentov (po hrubozrnné, pôvodné dno). Získané údaje sme vyhodnotili dvojako: štatisticky – výpočtom graficky – vytvorením máp sedimentov Využitím tzv. metódy kumulátorov sme sa pokúsili zistiť množstvo sedimentov usadených na dne ramien v priebehu jedného roka.

VýsledkyDynamika vegetácie

L.1a

L.1b

L.1c

L.1d

L.2

L.3

Celková pokryvnosť hladiny

Dynamikahydrofytov

L.1

Dynamika vegetácie

L.4b

L.5

Celková pokryvnosť hladiny

Dynamikahydrofytov

L.6

L.7

L.8

Význam rastlinných spoločenstiev pri procese terestrifikácie mŕtvych ramien: produkcia a hromadenie organickej hmoty v korytách mŕtvych ramien spevňovanie (jemnozrnných) sedimentov, ktoré sa už nachádzajú v ramenách

voda bahno spolu

celková 16 800 12 350 29 150priemerná 136,58 100,4 236,98celková 15 310 12 460 27 770

priemerná 118,68 96,59 215,27celková 13 780 9 850 23 630

priemerná 130 92,92 222,92celková 17 230 16 200 33 430

priemerná 87,46 82,23 169,69

L.6

L.7

celkový počet sond

hĺbka / cm pomer bahna k celk. objemu / %

lokalita

42,37%

44,87%

L.1

L.5

41,68%

48,46%

123

129

106

197

Lok. uloženie vyprázdnenie stav č. vzorky m/g

1a 5.11.2005 30.9.2006 neúspešne1b 5.11.2005 8.10.2006 úspešne 1v1b 1001c 29.10.2005 30.9.2006 úspešne 1v1c 3701d 29.10.2005 30.9.2006 úspešne 1v1d 1502 29.10.2005 8.10.2006 úspešne 1v2 1253 29.10.2005 8.10.2006 úspešne 1v3 1704b 22.10.2005 14.10.2006 úspešne 1v4b 805 29.10.2005 14.10.2006 nenájdené6 29.10.2005 30.9.06 uviaznuté uviaznuté6 29.10.2005 30.9.06 odhryznuté odhryznuté7 29.10.2005 30.9.06 odhryznuté odhryznuté7 29.10.2005 30.9.06 odhryznuté odhryznuté8 29.10.2005 nenájdené nenájdené

Štatistické vyhodnotenie údajov zo sondovania Výsledky z kumulátorov

Jemnozrnné sedimenty

Mapa sedimentov – L.5 Mapa sedimentov – L.7

Povodňový import jemnozrnných sedimentov do mŕtvych ramien je rozhodujúcim činiteľom, urýchľujúcim ich sukcesiu.

Dynamika vôd v ramenách

Komunikácia ramien s riekou

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

15.7

.200

6

29.7

.200

6

12.8

.200

6

26.8

.200

6

9.9.

2006

23.9

.200

6

7.10

.200

6

21.1

0.20

06

4.11

.200

6

18.1

1.20

06

2.12

.200

6

16.1

2.20

06

30.1

2.20

06

L1

L2

L3

L4

L5

L6

L7

L8

Morava

Graf komunikácie mŕtvych ramien s riekou

Rozkyv hladiny ramien vzhľadom na vzdialenosť od rieky

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

vzdialenosť od rieky / mrozkyv amplitúdy vodných stavov /mm

Graf závislosti rozkyvu hladín ramien a ich vzdialenosti od rieky

Výsledky monitoringu vodných satvov 8 sledovaných ramien a Moravy potvrdzujú už zistené zákonitosti o správaní sa podzemných vôd v alúviu Moravy: Čím bližšie k rieke sa rameno nachádza, tým intenzívnejšie s ňou komunikuje - zväčšuje sa dynamika vôd. Aj keď krátkodobá dynamika vôd priamo neovplyvňuje sukcesiu mŕtvych ramien, zistili sme, že má priam determinujúci vplyv na charakter fytocenóz.

Záver

Úloha rastlinných spoločenstiev pri procese terestrifikácie mŕtvych ramien je pomerne významná, a to z dvoch hlavných aspektov:

produkcia a hromadenie organickej hmoty v korytách mŕtvych ramien spevňovanie (jemnozrnných) sedimentov, ktoré sa už nachádzajú v ramenách

Tieto vplyvy sa výrazne líšia v závislosti od charakteru mŕtveho ramena. Zatiaľčo v starých mŕtvych ramenách typu paleopotamál prevládajú vplyvy hydrofytov a asociácie Phragmitetum communis, pri umelo odrezaných meandroch sa o ich vplyve nedá hovoriť. V ramenách nachádzajúcich sa blízko riekyprechádza najväčší význam na okolité lesy.

Import jemnozrnných sedimentov do mŕtvych ramien v priebehu povodní je rozhodujúcim činiteľom usmerňujúcim, resp. urýchľujúcim ich sukcesiu. Výsledky mapovania vybraných mŕtvych ramien však nepotvrdili našu hypotézu a pokladáme ich za veľmi zaujímavé: Zistili sme, že relatívny objem jemnozrnných sedimentov vo všetkých 4 sondovaných ramenách je takmer úplne zhodný. Tento jav by podľa nás mohol byť spôsobený čiastočným vyrovnaním agradačných a eróznych procesov v určitej fáze terestrifikácie ramena.

Výsledky monitoringu vodných satvov 8 sledovaných ramien a Moravy potvrdzujú už zistené zákonitosti o správaní sa podzemných vôd v alúviu Moravy: Čím bližšie k rieke sa rameno nachádza, tým intenzívnejšie s ňou komunikuje - zväčšuje sa dynamika vôd. Aj keď krátkodobá dynamika vôd priamo neovplyvňuje sukcesiu mŕtvych ramien, zistili sme, že má priam determinujúci vplyv na charakter fytocenóz. Zatiaľ čo v ramenách ďaleko od rieky dovoľuje mierna dynmaika vôd veľkú abundanciu a druhové bohatstvo rastlinných spoločentsiev, intenzívna komunikácia odrezaných meandrov s riekou je akýmsi inhibítorom ich sukcesie.

Prirodzený zánik mŕtvych ramien Moravy v dôsledku regulácie rieky už nie je kompenzovaný tvorbou nových bočných útvarov. Jediné riešenie tejto situácie vidíme v opätovnom preložení hlavného toku do pôvodného, meandrujúceho koryta. Naša práca mala hlavne inventarizačnýá význam – zdokumentovali sme stav mŕtvych ramien dolnej Moravy po polstoročí od „Generálnej úpravy“.

Poďakovanie

Ďakujem môjmu otcovi za obrovskú podporu, ktorú mi po celú dobu výskumu preukazoval, či už pri terénnych výskumoch, alebo pri finálnych úpravách práce. Jeho čas, cenné rady a nenahraditeľnú pomoc pri práci v teréne si nesmierne vážim.

Ďakujem vedeckej pracovníčke Botanického inštitútu Slovenskej akadémie vied, RNDr. Helene Oťaheľovej, CSc., za konzultovanie problematiky, poskytnutie cenných materiálov a mnoho obetovaného času. Ochotu, s akou ku mne pristupovala si obzvlášť cením.

Ďakujem riaditeľovi Odštepného závodu Bratislava, Slovenského vodohospodárskeho podniku, Ing. Vladimírovi Slaninkovi a Ing. Vladimírovi Bernhauserovi za to, že sa ma ujali a podporovali ma pri riešení abiotickej fázy výskumu.

Poďakovanie patrí aj mojej pani profesorke biológie, RNDr. Anne Dorčákovej a mojej starej mame, za ich obetovaný čas, vzácne rady a usmernenia pri finálnych úpravách práce.

Za neoceniteľnú pomoc pri mapovaní úrovne zanesenia ramien v zime 2005 patrí poďakovanie celej mojej rodine.

AMOROS, C., BORNETTE, G., HENRY, P. C.: Environmental Auditing – A Vegetation-Based Method of Riverine Wetlands. In: Environmental Management, č. 2, pp. 211-227. Dostupné na internete: <http:// www.link.springer.de/link/service/journals>. BANÁSOVÁ, V., OŤAHEĽOVÁ, H., JAROLÍMEK, I., ZALIBEROVÁ, M., JANAUER, G., A., HUSÁK, Š.: The influence of important environmental factors on the vegetation structure in the alluvial plain of the Morava river. In: Ekológia, Bratislava, 1994, č. 1, pp. 125-133.BORNETTE, G., AMOROS, C.: Disturbance regimes and vegetation dynamics: role of floods in riverine wetlands. In: Journal of Vegetation Science, 1996, č. 7, pp. 615-622.GRANDTNEROVÁ, K.: Výskum interakcie povrchovýcha podzemných vôd. In: Úvodné riešenie k problematike revitalizácie rieky Moravy v úseku Tvrdonice – Devín. Záverečná správa VTP, VÚVH, Bratislava, 1996, pp. 1-14. HENRY, P. C., AMOROS, C., BORNETTE, G.: Species traits and recolonization processes after flood disturbances in riverine macrophytes. In: Vegetatio, 1996, č. 122, pp. 13-27.HOLUBOVÁ, K., LISICKÝ, M. J.: Záverečná správa o riešení projektu APVT „Ochrana revitalizáciou: Stratégia a manažment riečneho systému dolnej Moravy“. VÚVH Bratislava: 2005, 83 p. JAROLÍMEK, I., BANÁSOVÁ, V., OŤAHEĽOVÁ, H.: Effect of ecological gradients on the vegetation zonation of the emergent bank. In: Biologia, Bratislava, 1999, č. 54/4, pp. 405-413.JAROLÍMEK, I., BANÁSOVÁ, V., OŤAHEĽOVÁ, H., ZALIBEROVÁ, M.: The dynamics of the emergent bank of the meander after the reinstatement of its connection with the river. In: Biologia, Bratislava, 2001, č. 56/1, pp. 77-83.JURAJDA, P.: Effect of channelization and regulation on fish recruitment in a flood plain river. In: Regulated Rivers: Research and Management, 1995, č. 10, pp. 207-215. LEHOTSKÝ, M., GREŠKOVÁ, A.: Hydromorfologický slovník. Bratislava: 2004.

Dostupné na internete: <http:// www.shmu.sk>.LINDTNER, L.: Dlhodobý vývoj režimu podzemných vôd v aluviálnej nive rieky Moravy. In: Úvodné riešenie k problematike revitalizácie rieky Moravy v úseku Tvrdonice – Devín. Záverečná správa VTP, VÚVH, Bratislava, 1996, pp. 15-26. LISICKÝ, M. J., (ed.): Výskum na etalónoch pokusne revitalizovaných meandrov za cieľom posúdenia environmentálnej účinnosti úprav. In: Úvodné riešenie k problematike revitalizácie rieky Moravy v úseku Tvrdonice – Devín. Slovenská akadémia vied Bratislava, 1997.OŤAHEĽOVÁ, H.: Určovací klíče a tabulky s kresbami rozlošovacích znaků některých obtížnějších vodních rostlin. Třeboň, Botanický ústav ČSAV: 1983.OŤAHEĽOVÁ, H.: The marshland vegetation (Phragmiti-Magnocaricetea) along the lower reaches of the Morava river. In: Biologia, Bratislava, 1996, č. 51/4, pp. 391-403.OŤAHEĽOVÁ, H., BANÁSOVÁ, V.: The response of aquatic macrophytes to restoration management in the Morava river oxbows. In: Biologia, Bratislkava, 2005, č. 60/4, pp.403-408.OŤAHEĽOVÁ, H., BANÁSOVÁ, V., JAROLÍMEK, I. 1998: Monitoring vegetácie v koryte renaturovaných meandrov Moravy – Monitoring of vegetation in restored meanders of Morava River, pp.165-168. Rastliny a človek, TU vo Zvolene.STANOVÁ, V., VALACHOVIČ, M.: Katalóg Biotopov Slovenska. Bratislava: DAPHNE – Inštitút aplikovanej ekológie, 2002. ISBN 80-89133-00-2ŠEFFER, J., STANOVÁ, V.: Aluviálne lúky rieky Moravy - význam, obnova a manažment. Bratislava: DAPHNE – Centrum pre aplikovanú ekológiu, 1999. ISBN 80-967471-5-0 TŐLGYESSY, J., BLAŽEJ, A.: Otázky a odpovede z biológie životného prostredia. Bratislava, Alfa: 1989. ISBN 80-05-00096-0VALACHOVIČ, D.: Obnova riečneho systému v podmienkach povodia rieky Moravy. In: DAPHNE – časopis pre aplikovany enviromentálny výskum, 1998, č. 1.Dostupné na internete: <http://www.fns.uniba.sk/zp/daphne/casopis/981/index.htm>.WISSINGER, S. A., INGMIRE, S. G., BOGO, J. L.: Plant and Invertebrate Invertebrate Communities as Indicators of Success for Wetlands Restored for Wildlife, pp. 207-236. In: RADER, R. B., BATZER, D. P., WISSINGER, S. A.: Bioassesment and management of North American freshwater wetlands. John Wiley and Sons, Inc: 2001.Mapové podklady:1. Turistická mapa Malé Karpaty - Bratislava 1:50 000, 3. vydanie, VKU, Harmanec, 20002. Vodohospidárska mapa ČSFR, VUVH, 19913. Mapa riečneho meandra Moravy rkm. 19, 1:2857, Slovenský vodohospodársky podnik, 19954. Satelitové zábery poskytované portálom Google <www.perljam.net/google>

Literatúra