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!