background image

 

 

 
 

Metodyka poboru prób zespołów fauny dennej 

w wodach trudnodostępnych i dużych rzekach 

dla celów monitoringu ekologicznego zgodnego  

z założeniami RDW 

 
 

 

Foto: J. Walencik 

 

 

Autorzy opracowania: 

Barbara Bis (Uniwersytet Łódzki) 

Marta Wenikajtys (Uniwersytet Duisburg-Essen)  

 

 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

1

background image

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

2

 
Spis treści 
 
 

1.  Wybór miejsc poboru prób w trudnodostępnych wodach płynących ............................  3 

2.  Pobór prób w trudnodostępnych wodach płynących .......................................................  4 

2.1. 

Metoda 1: Pobór prób z brzegu za pomocą siatki hydrobiologicznej 

AQEM/STAR ................................................................................................................  6 

2.2. 

Metoda 2: Pobór prób z brzegu za pomocą dragi......................................................  7 

2.3. 

Metoda 3:  pobór prób z łódki za pomocą chwytacza dna ........................................  8 

2.4. 

Pobór uzupełniający dla rekomendowanych trzech wariantów: pobór prób z 

makrofitów w trudnodostępnych wodach płynących ................................................  9 

3.  Literatura ............................................................................................................................. 11 

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

1. Wybór miejsc poboru prób w trudnodostępnych wodach płynących 
 
Przedmiotem opracowania jest metodyka poboru prób w wodach trudnodostępnych, 
(niemożliwych do brodzenia; o niewidocznym, zmąconym przez muł i substancje organiczne 
dnie; głębokie wody dużych rzek) – tj. fragmentów rzek i strumieni -  dostępnych 
wyłącznie z brzegu lub od strefy nadbrzeżnej roślinności wodnej i lądowej oraz z łodzi.  
 

Ryc. 1. Przykład lokalizacji miejsc poboru prób w wodach trudnodostępnych – średniej wielkości rzeka 
bagienna, głęboka z dopływem substancji humusowych i niewidocznym dnem (Bis, 2006; projekt STAR) 

 
Ocena heterogeniczności substratu dennego – rozumiana jako oszacowanie procentowego 
udziału substratu mineralnego i organicznego
 w pokryciu dna koryta rzecznego – oraz 
wybór lokalizacji prób cząstkowych i późniejszy ich pobór prób powinien – ze względów 
bezpieczeństwa - być ograniczony wyłącznie do odcinków pozwalających na pobranie prób 
cząstkowych ze strefy brzegowej z zachowaną możliwością przejścia lub/i wejścia do 
wody
 (Ryc 1, 2).  
 
trudnostępnych wodach płynących, w których można pobrać próby dodatkowo poza 
odcinkiem brzegowym 
- zaleca się – ze względu bezpieczeństwa pobór ograniczonej liczby 
prób cząstkowych z głównego koryta.  
 
W związku z założeniami wystandaryzowanej metodyki poboru prób AQEM/STAR tj. 
poborem 20 reprezentatywnych prób cząstkowych i warunkami dotyczącymi poboru 5 
prób w głównym nurcie - 
w przypadku  wód trudnodostępnych może dochodzić do 
rozbieżności w standardowym  szacowaniu substratów, przykładowo - wstępnie oszacowane 
podłoże mineralne w bystrzu częściowo dostępnego odcinka wody wynosi: 
- 50 % mesolitalu

 

(duże kamienie z domieszką mniejszych frakcji  substratu mineralnego) w 

głównym nurcie; 
- 50 % akalu (drobno-średnioziarnisty żwir) w strefie przybrzeżnej.  
 
Jednak, ze względu na rekomendowane ograniczenie poboru prób w głównym nurcie, 
porównywalność wyników i bezpieczeństwo badaczy - pobieramy próby zachowując w tym 
przypadku procedurę:  
 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

3

background image

- 5 prób cząstkowych w mesalitalu w głównym nurcie; 
- 15 prób cząstkowych w akalu strefy przybrzeżnej.  
Jest to jedyny przypadek odejścia od procentowego rozmieszczenia prób częściowych w 
zależności od mapowania/typologii substratów.  
 
W konsekwencji, w wodach tego typu pobiera się maksymalnie 5 prób cząstkowych z 
głównego nurtu
 oraz odpowiednio 15 prób z odcinka przybrzeżnego. Mapowanie dotyczy 
wytypowanych do badań odcinków rzeki.  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ryc. 2. Przykład lokalizacji 
miejsc poboru prób w 
wodach trudnodostępnych: 
średniej wielkości, głęboka 
rzeka nizinna z dobrze 
widocznym dnem i zespołami 
makrofitów w strefie 
brzegowej (LAWA-Projekt, 
2006) 
 

 
Przy braku takiej możliwości – przy dużych głębokich rzekach – pobór bezkręgowców 
dennych powinien być zawsze wykonywany z łodzi przez specjalistyczne służby wodne 
przeszkolone do tego typu monitoringu tj. przy zachowaniu szczególnego 
bezpieczeństwa.  
 
 
2. Pobór prób w trudnodostępnych wodach płynących 

 
Przy poborze prób w wodach trudnodostępnych i 
dużych rzekach - z powodu występujących ograniczeń 
we właściwym oszacowaniu procentowego udziału 
różnych typów podłoża w strefie przybrzeżnej – 
stosujemy 3 różne warianty metodyczne.  
 
 
 
 
 

Nadrzędnym celem rekomendowanej metodyki jest uzyskanie porównywalnej objętości 
próby
 przy użyciu zmodyfikowanej metodyki AQEM/STAR dla wód trudnodostępnych
oraz pobór prób możliwie reprezentatywnych dla badanego odcinka rzeki.  
 
 
 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

4

background image

Główne wytyczne poboru prób:  
 

1)  przy poborze prób powinno się pobierać z powierzchni odpowiednio 20 prób 

cząstkowych (łącznie 1, 25 m

2

) zmodyfikowaną metodą AQEM/STAR. Powierzchnia 

poboru prób cząstkowych powinna być równomiernie zlokalizowana w badanym 
odcinku rzeki, aby zachować reprezentatywność substratu mineralnego i 
organicznego.  

 
2)  W wodach niedostępnych z dobrą widocznością dna - typologię habitatów do poboru 

prób przeprowadzać należy w oparciu o wytyczne metodyki AQEM/STAR dotyczące  
szacowania typów substratu i typowania miejsc poboru prób. Pomimo iż podczas 
poboru prób cząstkowych powinny być uwzględnione wszystkie siedliska wodne 
typowe dla badanego fragmentu rzeki – to w przypadku wód głębokich 
nieprzejrzystych, bez widocznego podłoża dennego – powinno się oszacować 
wyłącznie udział procentowy makrofitów (patrz sekcja 2.4).  

 

3)  Ze względu na konieczność porównania metodyki standardowej wód 

 

trudnodostępnych z wodami do brodzenia – sugeruje się pobranie ¾ prób 
cząstkowych zlokalizowanych w strefie brzegowej wód trudnodostępnych wraz ¼ 
prób zlokalizowanych w głównym korycie
.  

 
 
Ze względu na konieczność zapewnienia specjalnych warunków bezpieczeństwa podczas 
poboru prób w wodach trudnodostępnych powinny pracować  co najmniej 2 osoby – 
natomiast  pobór prób w dużych głębokich rzekach powinien być wykonywany przez 
wyspecjalizowane/przeszkolone służby wodne, wyposażone w odpowiedni sprzęt 
badawczy
.  

 

 

 

 

 

Standardowy przykład  zaplecza badawczego monitoringu dużych rzek 

http://ak.water.usgs.gov/yukon/fieldwork/

 

 
 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

5

background image

2.1. Metoda I: Pobór prób z brzegu za pomocą siatki hydrobiologicznej AQEM/STAR 
 
Strategia poboru  
Pobór prób  przeprowadzamy w strefie brzegowej za pomocą siatki hydrobiologicznej 
AQEM/STAR do poboru makrozoobentosu wyposażonej w teleskopowy kij o długości 3 - 4m 
długości (ryc. 3).  
 
W wybranym odcinku rzeki przeprowadzamy pobór 20 prób cząstkowych o łącznej 
powierzchni 1,25m

2

.  

 
Podczas poboru próby – przesuwamy siatką (0,25x0,25m) - po wierzchniej warstwie 
sedymentu na głębokość od 5 do maksymalnie 10 cm.  
 

Ryc. 3.

 

Siatka hydrobiologiczna do poboru 

makrobezkręgowców wodnych metodą AQEM/STAR

 

(wg LAWA-Projekt, 2006) 

  

Wskazówki techniczne: 

ƒ  długość krawędzi ramy 25 cm,  
ƒ  wielkość oczek siatki  plastykowej 500 µm,  
ƒ  długość worka 70 cm,  
ƒ  wyposażenie w kij teleskopowy (3-4 m). 

 
 

 
 
 
 
 
 

Na 20 prób cząstkowych – zgodnie z założeniami - pobieramy 4-6 próby bezpośrednio w 
okolicy brzegu, około 10 prób w pobliżu brzegu i odpowiednio 4-6 prób w miejscach 
możliwie oddalonych od  brzegu.
  
 
Zawartość próby zbiera się do jednego lub kilku pojemników/wiader. Jeśli w badanej sekcji 
znajdują się makrofity, to należy ’wygrabić’ je siatką i jako próbę cząstkową - dołączyć do 
całej próby (patrz sekcja 2.4).  
 
Następnie, całość próby powinna być poddana standardowym procedurom laboratoryjnym.   
 
Przedstawionym wariantem metodycznym można także pobierać próby z łodzi.  
 
 
 
 
 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

6

background image

2.2. Metoda 2: Pobór prób z brzegu za pomocą dragi 
 
Strategia poboru  
W wybranym odcinku rzeki przeprowadza się pobór prób cząstkowych za pomocą  czerpacza 
typu draga wg Steinmanna (Ryc.4) lub czerpacza o podobnym typie działania - w liczbie 
odpowiadającej 20 próbom standardowym (łącznie 1,25 m

2

) opisanym w zmodyfikowanej 

metodyce AQEM/STAR dla wód trudnodostępnych (sekcja 2; 2.1).  
 
Podczas poboru prób dragą należy zwrócić szczególną uwagę na fakt aby: 
a) próba odnosiła się do substratu dennego pobranego  na głębokość od 5 do 10 cm 
(czerpacz z uwagi na masę własną może odcinać znacznie głębsze warstwy podłoża);  
b) pobrana wielkość całej próby powinna być porównywalna z wielkością standardowej 
próby AQEM/STAR
 (LAWA-Projekt, 2006), czyli pobierane próby cząstkowe tj. 
pojedyncze pobory dragi powinny dotyczyć powierzchni poboru 0,625m

2

, a w rezultacie 

wszystkie pociągnięcia dragi powiny dotyczyć łącznej powierzchni 1,25 m

2

.  

 

 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

7

Ryc. 4. Draga do poboru makrobentosu metodą 
AQEM/STAR

 

(wg LAWA-Projekt, 2006). 

  
Wskazówki techniczne dla dragi wg Steinmanna: 
ƒ 

długość krawędzi ramy 50 cm,  

ƒ 

wielkość oczek siatki  plastykowej 500 µm  

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 
Podczas poboru prób cząstkowych należy zwrócić uwagę na dostateczną dla pobieranej 
próby pojemność worka dragi. 
Draga o krawędzi 50 cm ma pojemność worka co najmniej 
12 litrów (Ryc.4).  

 

Należy przestrzegać standardowej zasady, że

 

w tych

 

5 próbach powinny znaleźć się: 

-  od 1 do 2 prób/pociągnięć zlokalizowanych bezpośrednio przy linii brzegowej,  
- od 1 do 2 pociągnięć w pobliżu brzegu i  
- jedna próba w miejscu oddalonym od brzegu 
(przy użyciu  łodzi wszystkie wymienione 
powyżej próby mogą być pobrana jednym pociągnięciem). Zawartość próby należy 
wypróżnić do 1 lub kilku pojemników/wiader. 
 
Jeśli na wybranym do badań odcinku rzeki występują makrofity - to należy pobrać próby 
proporcjonalnie do ich udziału w pokryciu koryta rzecznego za pomocą siatki 
hydrobiologicznej (dokładny opis patrz sekcja 2.4). Następnie, całość próby powinna być 
poddana standardowym procedurom laboratoryjnym.  
 
Przedstawionym wariantem metodycznym można także pobierać próby z łodzi. 
  

background image

2.3. Metoda 3:  pobór prób z łódki za pomocą chwytacza dna  
 
Strategia poboru  
W wybranym odcinku rzeki wykonujemy pobór 20 prób cząstkowych chwytaczem dna - o 
określonej w metodyce AQEM/STAR łącznej powierzchni 1,25 m

2

.  

 
W konsekwencji,  jednorazowo za pomocą szczęk chwytacza dna typu Ekman/Birge (Ryc. 
5) o długości boku 25 cm pobiera się  próbę z powierzchni 625 cm

2

  (25cmx25cm), zatem 

należy łącznie pobrać 20 prób cząstkowych (12 500cm

2

).  

 

Jednakże, przed przystąpieniem do poboru prób należy dokładnie  określić jaką 
powierzchnię substratu musimy pobrać za pomocą dopasowanego do specyficznego 
rodzaju wód narzędzia
 i ustalić liczbę koniecznych prób cząstkowych. 
 

 

Ryc. 5. Chwytacz dna typu Ekman/Birge do poboru makrobentosu metodą 
AQEM/STAR

 

(wg LAWA-Projekt, 2006). 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Po poborze próby, cała zawartość pojemnika chwytacza dna zostaje przeniesiona do siatki 
hydrobiologicznej lub na sito o wielkości oczek 500 µm, po przepłukaniu drobnej frakcji  
należy resztę próby przenieść do jednego lub więcej pojemników/wiader. 
 
Podobnie jak w wyżej opisanych wariantach metodycznych - połowa pobranych prób 
cząstkowych powinna być pobrana pobliżu brzegu, jedna czwarta bezpośrednio przy 
brzegu i tylko jedna czwarta z dala od brzegu.  
 
Jeśli na wybranym do badań odcinku rzeki występują makrofity - to należy pobrać próby 
proporcjonalnie do ich udziału w pokryciu koryta rzecznego za pomocą siatki 
hydrobiologicznej (dokładny opis patrz sekcja 2.4). Następnie, całość próby powinna być 
poddana standardowym procedurom laboratoryjnym.  
 
 
 

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

8

background image

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

9

2.4. Pobór uzupełniający dla rekomendowanych 3 wariantów: pobór prób z makrofitów 
w trudnodostępnych wodach płynących 
 
Jeśli nie można przeprowadzić dokładnego oszacowania wszystkich typów podłoża ze 
względu na niewidoczne dno koryta rzecznego – powinien być oszacowany stopień pokrycia 
dna badanej sekcji przez możliwie wszystkie typy makrofitów.
  
 
Szacowanie procentowego udziału różnych typów podłoża, w tym makrofitów wodnych  jest 
analogiczne do selekcji siedlisk i poboru prób w rekomendowanej metodyce dla wód do 
brodzenia, tzn. pokrycie dna powinno być oceniane w 5-procentowej skali (przy niedobrej 
widoczności dna – należy starać się oszacować w przybliżeniu, najdokładniej jak to jest 
możliwe).  
 
W rezultacie, przy analizie stopnia pokrycia dna koryta przez makrofity – zasada szacowania 
jest następująca: 5 % pokrycia odpowiada jednej próbie cząstkowej, przy 30 % pokryciu 
roślinnością wodną - pobiera się 6 prób cząstkowych, przy 90 % odpowiednio 18 prób 
cząstkowych.  
 
Wytypowane miejsca dla prób cząstkowych powinny uwzględniać reprezentatywny dla 
fragmentu rzeki gradient środowiskowy czyli główne próby należy pobrać w miejscach 
dostępnych przy brzegu i także z siedlisk o  odmiennej charakterystyce (np. nurt).  
 
Każdą próbę cząstkową pobiera się następująco: siatką hydrobiologiczną (Ryc.3) energicznie 
grabi się i płucze unoszącą się w wodzie roślinność. Natomiast znajdujące się w siatce 
hydrobiologicznej części pędów roślin przepłukuje się, odrywa od reszty pędu lub tez wyrywa 
się roślinę z dna do dokładniejszego przepłukania. 
 
Następnie, w terenie przystępuje się do redukcji pozostającego w siatce materiału roślinnego, 
z której wybiera się garść materiału roślinnego (ok. 0,5 litra). Pozostały materiał roślinny po 
jego dokładnym przepłukaniu zostawia się w wodzie. Próbę cząstkową składającą się z 
organizmów po przepłukaniu oraz z  pobranej garści materiału roślinnego dodaje się do całej 
próby i pozostawia do dalszej obróbki w laboratorium.  
 
W odróżnieniu do metodyki poboru prób fauny dennej z makrolitów w wodach do brodzenia 
– w wodach trudnodostępnych nie pobiera się prób cząstkowych z powierzchni dna pod 
makrofitami,
 ponieważ pobór ten ekwiwalentnie uwzględnia wcześniej pobrane próby 
substratu denny w strefie brzegowej i przybrzeżnej.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

10

Uwagi ogólne do strategii poboru prób w dużych rzekach i wodach trudnodostępnych: 

 

ƒ  Przy ocenie stanu ekologicznego dużych rzek należy sprecyzować przestrzenną  

skalę naszej analizy (stanowisko/site; odcinek rzeki/reach; fragmenty dorzecza-
zlewnia/catchment
), aby właściwie zaplanować logistykę i zakres realizowane go 
zadania badawczego;
. 

 

ƒ  Rekomendowanym terminem poboru prób dla dużych rzek i wód trudnodostępnych 

jest okres maj-czerwiec (base-flow); 

 

ƒ  Poboru prób w dużych głębokich rzekach powinna dokonywać specjalistycznie 

przeszkolona  i wyposażona ekipa służb wodnych; 

 

ƒ  Odcinek badań dla dużych rzek nie powinien być mniejszy niż 100m - do 500m dla 

właściwej charakterystyki fragmentu rzeki i jego doliny (reach-scale); 

 

ƒ  Każde odstępstwo od rekomendowanej wystandardyzowanej metodyki poboru 

prób i procedur laboratoryjnych oraz wskazanego poziomu identyfikacji wpływa 
bezpośrednio na otrzymane wyniki miar biologicznych i końcową indeksację. 

 

background image

2006  

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska  

 

11

Literatura  
1.  Bis, B. 2006. Metodyka poboru prób fauny dennej w małych i średniej wielkości rzekach 

dla celów monitoringu ekologicznego zgodnego z założeniami RDW. Opracowanie na 
zlecenie Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska. 

2.  LAWA-Projekt: O4.02. 2006. Handbuch zur Untersuchung und Bewertung von 

Fließgewässern auf der Basis des Makrozoobenthos vor dem Hintergrund der EG-
Wasserrahmenrichtlinie 

www.fliessgewaesserbewertung.de

 , 108pp.  

 
Specjalistyczna literatura pomocnicza 
1.  AQEM consortium. 2002. Manual for the application of the AQEM method. A 

comprehensive method to assess European streams using benthic macroinvertebrates, 
developed for the purpose of the Water Framework Directive. Version 1.0, February 2002. 

www.aqem.de.

 

2.  Flotemersch, J.E., Blocksom, K., Hutchens, J.J., Autrey, B.C. 2006. Development of a 

standardized large river bioassessment protocol (LR-BP) for macroinvertebrate 
assemblages. River Res. Applic. 22:775-790. 

3.  Furse, M., Hering, D., Moog, O., Verdonschot, P., Sandin, L., Brabec, K., Gritzalis, K.,  
      Buffagni,  A.,  Pinto,  P.,  Friberg,  N.,    Murray-Bligh, J., Kokes, J., Alber, R., Usseglio-     

Polatera, P., Haase, P., Sweeting, R., Bis, B., Szoszkiewicz, K., Soszka, H., Springe, G.,  
Sporka, F. & Krno, I. 2006. The STAR project: context, objectives and approaches. 
Hydrobiologia: Special Thematic Issue, 566:00-00, 

www.eu-star.at

4.  Hasse, P., Sundermann, A. 2004. Standardisierung der Erfassungs- und 

uswertungsmethoden von Makrozoobenthos-untersuchungen in Flieβgewässern. 
Förderkennzeichen: O 4.02 

5.  Tittizer, T & A. Schleuter. 1986. Eine neue Technik zur Entnahme 

 

qualitativer Makrozoobenthosproben aus Sedimenten größerer Flüsse und 

 

Ströme, erläutert am Beispiel einer faunistischen Bestandsaufnahme am Mein. 

 

Deutsche Gewässerk. Mitt. 30: 147-149. 

6.  Schöll, F., Haybach, A. & König. 2005. Das erweitere Potamontypieverfahren 

 

zur ökologischen Bewertung von Bundeswasserstraßen (Fließgewässertypen 10 

 

und 20: kies- und sandgeprägte Ströme. Qualitätskomponente Makrozoobenthos)  
nach Maßgaben der EG-Wasserrahmenrichtlinie. Hydrologie und 

 

Wasserbewirtschaftung 49: 234-247. 

7.  Schöll, F. Haybach. 2001. Bewertung von großen Fließgewässern mittels 

 

Potamon-Typine-Index. Verfahrensbeschreibung und Anwendungsbeispiele. 

 

BfG-Mitteilungen 23, Koblenz. 

 
Pomocnicze zasoby internetowe:  

ƒ  AQEM  project products 

http://www.aqem.de/mains/products.php

 

ƒ  STAR project software products 

http://www.eu-star.at/frameset.htm

 

ƒ  Benthic Macroinvertebrate Biological Monitoring Protocols for Rivers and Streams 

            

http://www.ecy.wa.gov/pubs/0103028.pdf

 

ƒ  Large River Monitoring Network - A National Network to Monitor Contaminants and 

their Effects in Large Rivers 

http://www.best.usgs.gov/bestprojects.html

 

ƒ  Association among invertebrates and habitat indicators for large rivers in the Midwest 

- How sampling distance, point-sampling of habitat, and subsample size affect 
measures of large river macroinvertebrate assemblages 

http://epa.gov/nerl/research/2004/g2-10.html

 

ƒ  Rapid Bioassessment Protocol  

http://www.epa.gov/owow/monitoring/rbp/