Badania nad rol ą ryb w kształtowaniu
jakości wody w Zalewie Zemborzyckim.
Pęczuła W., Kornijów R., Adamczuk M., Gorzel M., Halkiewicz A., Pawlik-Skowro ńska B., Płaska W., Rechulicz J.
Katedra Hydrobiologii, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Dobrzańskiego 37, 20-262 Lublin
Fot. Jacek R
echulicz
Założenia teoretyczne
1. Koncepcja stanów alternatywnych
W szerokim zakresie st ężeń fosforu (przy du żych st ężeniach i przy małych) w płytkowodnym zbiorniku wodnym mo że istnie ćzarówno stan dominacji makrofitów - stan czystej wody, jak i stan dominacji fitoplanktonu - stan m ętnej wody (Moss 1998).
Wg. Moss i in. (1996), zmienione
Założenia teoretyczne c.d.
2. Koncepcja kaskad troficznych i regulacja „top-do wn”.
Kaskady troficzne powstaj ą gdy organizmy z wy ższych poziomów troficznych (np. szczupak), wpływaj ąc na gatunki reprezentuj ące niższe poziomy troficzne (np. ukleja), oddziałuj ą pośrednio na niższe piętra piramidy troficznej (zooplankton ���� fitoplankton). Reguluj ąc liczebno ść wyższego poziomu troficznego mo żna próbowa ć wpływa ć na ni ższe poziomy troficzne (Carpenter & Kitchel 1996).
Celem przeprowadzonych w strefie litoralnej Zalewu Zemborzyckiego bada ń (2004-2005) byłoprzetestowanie hipotezy:
Czy w warunkach prze żyźnienia zbiornika,
… może przyczyni ć się����
… do wzmo żonego rozwoju skorupiaków planktonowych ����
… eliminacja ryb planktono żernych ����
… i zmniejszenia zag ęszczenia fitoplanktonu.
A tak że: jaki wpływ b ędzie to miało na zespoły zoobentosu.
Metody
Eksperyment terenowy
• 2004: wykonano 5 zagród o średnicy 6 m rozstawionych co ok. 6-7 m w strefie litoralnej na głębokości ok. 1 m. Ściany zagródtworzyła nylonowa siatka o oczkach 1 x 5 mm, rozpięta nawbitych w dno palach. Wolna przestrzeń pomiędzy zagrodamistanowiła powierzchnie kontrolne.
• 2005: 5 zagród o średnicy 3 m ze ścianami z siatki, 5 zagród o średnicy 3 m ze ścianami z przeźroczystej folii PE
Próby wody pobierano co miesiąc (2004: VI, VII, VIII, IX; 2005: VII, VIII, IX) z zagród i powierzchni kontrolnych. Uwzględniono: podstawowe parametry fizyczno-chemiczne, zooplankton, fitoplankton oraz zoobentos.
Metody
Fot. R
yszard Kornijów
Eksperyment 2004
Fot. Jacek R
echuliczEksperyment 2005
Wyniki:
Liczebno ść i jako ść planktonu skorupiakowego
Liczebno ść i jako ść fitoplanktonu (glony i sinice planktonowe)
Liczebno ść i jako ść zoobentosu (fauny dennej)
------------------------------------
------------------------------------
Parametry fizyczno-chemiczne wody
Plankton skorupiakowy
2004
0
2000
4000
6000
8000
VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04 VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04
zagrody kontrole
CLA
DO
CE
RA
oso
bnik
i dm
- ³
2004
0
200
400
600
800
1000
VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04 VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04
zagrody kontrole
CO
PE
PO
DA
oso
bnik
i dm
-3
2005
0
200
400
600
800
1000
1200
kontrola zagr. siatka zagr.folia
VII VIII IX ...
CO
PE
PO
DA
oso
bnik
i dm
-3
2005
0
4
8
12
16
20
24
kontrola zagr. siatka zagr.folia
VII VIII IX ...
CLA
DO
CE
RA
oso
bnik
i dm
-3
Fitoplankton2004
0%
20%
40%
60%
80%
100%
VI.04. VII.04. VIII.04 IX.04. VI.04. VII.04. VIII.04 IX.04.
zagrody kontrole
udzi
ał w
licz
ebnośc
i ogó
lnej
okrzemki zielenice sinice dinofity pozostałe
2005
0
50
100
150
200
250
300
kontrole zagr. siatka zagr. folia
VII VIII IX ...
chlo
rofil
-a [u
g dm
-3]
2004
0
40
80
120
160
VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04 VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04
zagrody kontrole
chlo
rofil
-a i
-b µ
g dm
-3
2005
0%
20%
40%
60%
80%
100%
VII VIII IX VII VIII IX VII VIII IX
kontrole zagr. siatka zagr. folia
udzi
ał %
w li
czeb
nośc
i
INNE
CYAN
CHLO
BACI
Zoobentos2004
0
10000
20000
30000
VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04 VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04
zagrody kontrole
osob
niki
m-2
2004
0%
20%
40%
60%
80%
100%
VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04 VI.04 VII.04 VIII.04 IX.04
zagrody kontrole
udzi
ał %
w li
czeb
nośc
i
Chironomidae Tubificidae HeteropteraHydrahnidia pozostałe (<5%)
2005
0
4000
8000
12000
16000
VII.05 IX.05 VII.05 IX.05 VII.05 IX.05
kontrole zagr. siatka zagr. folia
osob
niki
m-2
2005
0%
20%
40%
60%
80%
100%
VII.05 IX.05 VII.05 IX.05 VII.05 IX.05
kontrola zagr. siatka zagr. folia
udzi
ał %
w li
czeb
nośc
i
Chironomidae Tubificidae Heteroptera
Hydrahnidia Nemathoda pozostałe (<5%)
Parametry fizyczno-chemiczne 2004
2004
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
21,5
kontrola zagrody
VI VII VIII IX ...
tem
pera
tura
o C
2004
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
kontrola zagrody
VI VII VIII IX ...
fosf
or o
góln
y m
g dm
-3
2004
7,4
7,6
7,8
8
8,2
8,4
8,6
kontrola zagrody
VI VII VIII IX
pH
2004
200
250
300
350
400
kontrola zagrody
VI VII VIII IX ...
PE
W u
S c
m-1
Parametry fizyczno-chemiczne 2005
2005
0
5
10
15
20
25
30
kontrola zagr. siatka zagr. folia
VII VIII IX ...
tem
pera
tura
o C
2005
7,4
7,6
7,8
8
8,2
8,4
8,6
8,8
kontrola zagr. siatka zagr. folia
VII VIII IX ...
pH
2005
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
kontrola zagr. siatka zagr. folia
VII VIII IX ...
foso
for o
góln
y [m
g dm
-3]
2005
0
50
100
150
200
250
300
350
kontrola zagr. siatka zagr. folia
VII VIII IX ...
PE
W u
S c
m-1
Wnioski
1. Efekt eliminacji ryb skutkował głównie zwiększeniem zagęszczenia fauny dennej oraz zmianą jej struktury, co wskazuje, że zoobentos jest głównym składnikiem diety pokarmowej ryb spokojnego żeru w litoralu Zalewu Zemborzyckiego (dominacja leszcza).
2. W litoralu Zalewu Zemborzyckiego ryby planktonożerne nie są w stanie efektywnie kontrolować zbiorowisk planktonu (efekt „top-down”), który jest limitowany głównie od dołu piramidy troficznej (efekt „bottom-up”, kluczowa rola związków biogennych).
Wnioski
3. Zbliżone wartości większości parametrów chemicznych wody w zagrodach, zarówno całkowicie izolowanych (folia) jak i perforowanych (siatka) sugerują, że głównym źródłem składników użyźniających dla biocenoz wodnych są osady denne.
Carpenter S. R., Kitchell J. F. 1996, The Trophic Cascade in Lakes – Cambridge UniversityPress.
Moss, B., 1998, Shallow Lakes, Biomanipulation and Eutrophication. SCOPE News. 29.
Moss, B., Madgwick, J., Philips, G. 1996, A guide to the restoration of nutrient-enriched shallow lakes. Environment Agency, Broads Authority, European Commission
Reakcja skorupiaków planktonowych na eksperymentaln ą
eliminacj ę ryb w litoralu zbiornika makrofitowego
.
Wojciech P ęczuła, Michał Blicharz Katedra Hydrobiologii, Uniwersytet Przyrodniczy w
Lublinie
Fot. Jacek R
echulicz
Teren bada ńhelofity
J. SkomielnoJezioro zamienione na zbiornik retencyjnyNiska biomasa fitoplanktonuBardzo dobrze rozwinięte makrofity(wynurzone i zanurzone)Użytkowanie wędkarskieZróżnicowana struktura ryb
Metody (J.Skomielno)helofity
Metody
Powierzchnie eksperymentalne:
po 3 zagrody o pow. 4 – 5 m2, ściany z siatki
o oczkach 2 x 5 mm (w j. Zemborzyckim dodatkowe 3 zagrody z folii),
głębokość słupa wody: 0,8 – 1 m
Powierzchnie kontrolne: pomiędzy zagrodami
3 miesiące (VI-IX) 2005 6 miesięcy (IV-X) 2007
pobór prób co miesiąc
J. Zemborzyckie J. Skomielno
WynikiJ. Skomielno – biomasa ogólna skorupiaków
Biomasa ogólna skorupiaków planktonowych w czasie trwania eksperymentu. (Z - zagrody z siatki, K- powierzchnie kontrolne, pozostałe oznaczenia jak na rycinach powyżej).
0
1
2
3
4
5
IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX XK Z
mg
dm-3
WynikiJ. Skomielno – biomasa Copepoda
Biomasa Copepoda w czasie trwania eksperymentu (oznaczenia jak na rycinach powyżej).
0
1
2
3
4
5
IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X
K Z
mg
dm-3
Wyniki
J. Skomielno – biomasa Cladocera
Biomasa Cladocera w czasie trwania eksperymentu (oznaczenia jak na rycinach powyżej).
0
1
2
3
4
5
IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X
K Z
mg
dm-3
Wniosek
W jeziorze makrofitowym odizolowanie zespołu plankto nu skorupiakowego od ryb skutkowało wi ększym (od powierzchni kontrolnych) wzrostem biomasy w ci ągu sezonu.
Wnioski z bada ń w obu zbiornikach
1. W jeziorze „fitoplanktonowym” (ZALEW ZEMBORZYCKI) presja ryb na plankton skorupiakowy okazała si ę niska , co może byćspowodowane małą przeźroczystością wody, która stanowi fizyczne refugium. Wskazuje to na większą rolę kontroli „od dołu”piramidy troficznej w warunkach wysokiej trofii.
2. W jeziorze „makrofitowym” (JEZIORO SKOMIELNO) presja ryb na plankton była widoczna wyra źniej. Dobra przejrzystość wody sprzyja efektywnemu wyżeraniu pomimo gęstej obsady roślinności zanurzonej i wynurzonej, które nie stanowią wystarczającego refugium dla planktonu skorupiakowego. Większa rola kontroli „od góry”.
Przegl ąd literatury wraz z przykładami dobrej praktyki na temat rekultywacji płytkich zbiorników wodnych
Wg: Cooke G. D., Welch E. B., Peterson S. A., Nichols S. A. 2005 – Restoration and Management of Lakes and Reservoirs - 3rd Edition, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, zmienione.
Schemat post ępowania w przypadku nadmiernego rozwoju fitoplankto nu
Dziękuj ę za uwagę!