Bioróżnorodność zbiorników zaporowych
Budować zapory, tak czy nie?
Bioróżnorodność, inaczej różnorodność biologiczna to zróżnicowanie życia na wszystkich poziomach jego organizacji. Odnosi się ona do urozmaicenia w obrębie gatunku, pomiędzy gatunkami i ekosystemów (Trojan 1976). Ogromny wpływ na bioróżnorodność ma działalność człowieka, który wprowadza wiele zmian w ekosystemach, jedną z nich jest budowa zbiorników zaporowych, czyli (zwykle) sztucznych zbiorników wodnych. Tworzone są poprzez spiętrzenie wód rzecznych, lub potokowych: zaporą, jazem, stopniem, czy tamą, a niektóre z nich są powiększonymi jeziorami naturalnymi (Dawydow 1979, Głodek 1985, Jaguś i Rzętała 2004).
Fauna i flora zbiorników zaporowych ulega ciągłym zmianą, które są widoczne zwłaszcza w pierwszych etapach istnienia. Zwykle zapory powstają w dolinach rzecznych, często są to obszary podmokłe m.in. olzy i łęgi, które zostają usunięte, a następnie zalane, taka sytuacja zaszła w przypadku obszaru dzisiejszego zbiornika Czorsztyn-Niedzica (Jaguś i Rzętała 2004). Wkrótce po utworzeniu zapory i powstaniu zbiornika pojawia się plankton, następnie gatunki merolimniczne min. muchówki z rodziny ochotkowatych (Chironomidae) i niektóre gatunki chruścików (Trichoptera). W tym okresie bentos jest ubogi, głównie do jego przedstawicieli zaliczają się wcześniej wymienione (ochotkowate i chruściki), ośliczkę pospolitą (Acellus aquaticum) oraz kiełże (Gammarus sp.). Dopiero po kilku latach tworzenia zbiornika zaczynają pojawiać się organizmy hololimniczne takie jak skąposzczety (Oligochaeta), głównie z rodziny rurecznikowatych (Tubificidae), mięczaki (Mollusca), pijawki (Hirudinae) i inne. W pierwszym okresie, po powstaniu zbiornika, obserwuje się niewielką liczebność ryb. Z upływem czasu, latami zmianie ulegają stosunki ilościowe i jakościowe w ich składzie gatunkowym. Stopniowo zanikają gatunki typowo rzeczne, a zaczynają dominować zespoły ichtiofauny jeziornej (Mikulski 1982, Kajak 2000).
Jeśli chodzi o roślinność zbiorników zaporowych, jest ona mało zróżnicowana i słabo wykształcona ze względu na zmienny poziom wody i postępującą erozję brzegów. Przy małych wahaniach poziomu wód makrofity rozwijają się dość dobrze zwłaszcza na płyciznach, jednak jeśli stan wód będzie ulegał zmianą obszary te mogą ulec bagiennieniu. Złe warunki dla roślin stanowią betonowe bądź wybrukowane kamieniem brzegi. Na dnie mogą tworzyć się poduszki glonów nitkowatych. Fitoplankton najlepiej rozwinięty jest w środkowych i górnych częściach zbiornika. Mogą występować zakwity zielenic i sinic, zwłaszcza w przypadku akwenów nizinnych np. zbiornik Jeziorsko. Roślinność zbiornika Kozłowa Góra ma charakter naturalny. Florę reprezentują głównie: mozga trzcinowata (Phalaris arundinacea), uczep trójdzielny (Bidens tripartia), rdest ziemnowodny (Polygonum amphibium) i rzęsa drobna (Lemna minor). Z kolei w górskim zbiorniku zaporowym Myczkowce dominują makrofity tj.: moczarka kanadyjska (Elodea canadensis), Drepanocladus sp., wywłócznik kłosowy (Myriophyllum spicatum), Batrachium cristinatum, rdestnica kędzierzawa (Potamogeton crispus), Chara vulgaris, włosienicznik rzeczny (Ranunculus fluitans) (Mikulski 1982, Strzelec i in. 1999, Prus i in. Materiały konferencyjne).
Fauna zbiorników zaporowych po kilku latach - okresie stabilizacji warunków życia organizmów jest zróżnicowana, w górnej części akwenu występują hydrobionty reofilne, a w dolnej części typowo limniczne. Podczas eksploatacji zbiornika zaporowego dochodzi do zmian zespołów bentosowych, planktonowych oraz ichtiofauny. Skład gatunkowy i ilość ryb są modyfikowane przez zabiegi ze strony człowieka tj. biomanipulacje i biorekultywacje. Najczęściej dominują płoć (Rutilus rutilus) , okoń (Perca sp.) i leszcz (Aramis brama) (Głodek 1985, Kajak 2000). W zbiorniku Dobczyckim w skład ichtiofauny wchodzą głównie: sandacz (Sander lucioperca), leszcz, płoć, krąp (Abramis bjoerkna) i okoń. Z kolei w Zbiorniku Włocławskim sytuacja ma się następująco: leszcz, krąp, sum (Silurus glanis), jaź (Leuciscus idus), sandacz i płoć (Starmach i Mazurkiewicz-Boroń 2000, Błachuta i in. 2006). W przypadku herpetofauny, powstanie zbiornika często wiąże się z zalaniem miejsca rozrodu jej poszczególnych przedstawicieli. Do takiej sytuacji doszło w przypadku budowy Zbiornika Czorsztyńskiego, gdzie zlikwidowano naturalne miejsce rozrodu płazów (dolinę Dunajca) i stworzono zastępcze, będące sztucznymi stawami (zwanymi „Żabimi dołami”) (Jaguś i Rzętała 2004). Awifauna zbiorników zaporowych dość często jest bogata, świadczy o tym duża ilość gatunków ptaków w wielu zbiornikach, może ich być nawet ponad 200, czego przykładem są akweny: Wonieść, Siemianówka, Jeziorsko, Mietkowski, Rzeszowski, Świerklaniec, Dzierżono Duże i Goczałkowice. Warto zaznaczyć, że zbiornik Goczałkowski jest jedynym i stałym miejscem lęgowym czapli purpurowej (Ardea purpurea) w Polsce (Bilnik i in. 2004, Polakowski i Niedźwiedzki 2006, Szlama i in. 2008). Bezkręgowce mogą osiągać znaczne liczebności dzięki dobrym warunkom pokarmowym w zbiorniku m.in.: obumierająca roślinność. Charakterystyczne jest wśród nich masowe występowanie pojedynczych gatunków. Bentos zbiorników zaporowych zasobny jest w duże ilości larw ochotkowatych i w skąposzczety, szczególnie z rodziny rurecznikowatych. Jednym z przykładów jest zbiornik Dobczycki, wśród bezkręgowców dennych dominowały: Oligohaeta (różne formy: Tubificidae, Potamotix hamommensis, Limnodrilus claparedeanus) larwy Chironomidae (gatunki: Cricotopus + Orthocladius sp., Tanytarsini juv.) (Starmach i Mazurkiewicz-Boroń 2000, Szczerkowska-Majkrzak i Grzybowska 2008 ).
Zbiorniki zaporowe są ekosystemami sztucznymi, charakteryzuje zachwiana równowaga biologiczna. Ponad to powodują one wiele zmian w ekosystemach rzecznych, głównie negatywnych. Z drugiej strony przynoszą wiele korzyści gospodarczych i innych, co decyduje o ich budowie. Jednak możemy się zastanawiać czy względy ekonomiczne są wymierne i stoją ponad ekologicznymi i również kulturowymi?
Zapory tworzone są głównie ze względów ekonomicznych, w celu zaspokojenia zapotrzebowania na energię i wodę używaną do celów: rolniczych, komunalnych i przemysłowych. Obecnie około 19% energii światowej pochodzi z hydroelektrowni, w Brazylii i Norwegii ponad 90%. 12-16% światowej żywności pochodzi z nawodnień poprzez zbiorniki zaporowe (Milliman 1998, Raport 2001) . Inne pozytywne przykłady powstawania zbiorników zaporowych również ekologiczne, to utworzenie na miejscach powyrobiskowych, odkrywkowych piakowni na terenie Zagłębia 3 zbiorników Pogorii: I, II i III. Na obszarze Pogorii I znajduje się stanowisko chronionej rosiczki okrągłolistnej (Jaguś i Rzętała 2009).
Do negatywów jakie niesie z sobą budowa zbiorników zaporowych należą zmiany w ekosystemach nich samych i rzecznych poniżej zapory, a nawet powyżej akwenów. Zapora stanowi fizyczną przeszkodę dla wędrujących organizmów, zwłaszcza ryb wędrownych. Ponadto przez modyfikacje temperatury i składu chemicznego wody poniżej zapory zmienia się skład gatunkowy i ilość ryb oraz bezkręgowców. W przypadku tych pierwszych, ryby reofilne zmniejszają swą liczebność, zwłaszcza: pstrąg potokowy (Salmo trutta m. fario), głowacze (Cottus sp.), lipień (Thymallus thymallus), brzana (Barbus barbus), brzanka (Barbus peloponnesius) i świnka (Chondrostoma nasus), a swą pozycję zaczynają umacniać limnofilne. Odnosząc się do bezkręgowców dochodzi do wzrostu liczebności skąposzczetów, larw ochotkowatych i niektórych mięczaków, przy czym ich populacje są mało zróżnicowane taksonomicznie. Przez budowę zbiorników zaporowych ptactwo wodno-błotne i płazy tracą miejsca: żerowania, bytowania i rozmnażania (Błachuta i in. 2006, Szczerkowska-Majkrzak i Grzybowska 2008 ). Należy wspomnieć także o innych problemach budowy zbiorników zaporowych jak przepływ zależny od funkcji zbiornika, może doprowadzić do erozji wgłębnej i wstecznej, zmniejsza się ilość niesionej wody przez rzekę poniżej zbiornika i wyeliminowania terenów okresowo zalewanych. Kolejnym kłopotem jest wypełnianie się zbiornika zaporowego osadem i rumowiskiem niesionych przez ciek, a po jego wyeksploatowaniu ich zagospodarowanie (Głodek 1985). Poza tym przez zatrzymanie materiału niesionego przez ciek zmienia się charakter jego dna, w przypadku rzeki Missisipi doszło nawet do utraty lądu. Z kolei na Nilu przegrodzonym zbiornikiem Aswan, poniżej doprowadziło to do poważnego naruszenia trwałości brzegów rzeki, eutrofizacji lagun nadmorskich i zmniejszenia połowów ryb na pobliskim obszarze M. Śródziemnego. W obecnym stuleciu ma zostać zatrzymane około 20% przepływu wszystkich rzek świata, utworzenie zapór w górnej części rzeki Żółtej spowodowało zmniejszenie nawet o 50% dopływu wody do tamtejszych mórz. W wielu przypadkach woda zamiast być retencjonowana paruje (Milliman 1998). Doskonałym, negatywnym oddziaływaniem zapory na otoczenie jest Zapora Trzech Przełomów, której budowa wiązała się z:
przesiedleniem 1,3 mln ludzi
zatopieniem 140 miast i 4 300 wsi oraz 1,5 tyś. zakładów przemysłowych
wyginięciem ok. 50 rzadkich, niekiedy endemicznych gatunków;
metasekwoji, złotej małpy, pandy olbrzymiej, chińskiego delfina rzecznego, żurawia syberyjskigo, aligatora Jangcy , jesiotra chińskigo
Obecnie Zapora Trzech Przełomów okazała się nietrafną inwestycją ze względu na:
zwiększoną sedymentacja osadów i w związku z czym obniżą zdolnością do zatrzymania wielkich wód - dalsze powodzie w górnym i środkowym biegu Jangcy
wysokie straty przy transmisji i dystrybucji energii i niezaspokojenie potrzeb wschodnich Chin
osad - jego spuszczanie osadu to rozwiązanie bardzo kosztowne, trudne do wykonania, nieuchronnie za 100 lat 50% pojemność zbiornika wypełni osadem (http://levis.sggw.waw.pl/~ozw1/zgw/msos/05_06/Chiny/zaporatrzechprzelomow.html).
Oczywiście istnieje wiele pomysłów mających rozwiązać problemy zbiorników zaporowych. W przypadku ryb wędrownych należą do nich: budowa wabiących je przepławek i sztuczne zarybienia jak w przypadku: troci wędrownej, certy, węgorza i dorsza szlachetnego. W celu zapewnienia odpowiedniej ilości wody sterowanie przepływem i okresowe zalewanie danych obszarów, jakby miało się to odbywać naturalnie. Bezpieczniejszym założeniem od budowy dużych zapór jest Program Małej Retencji. Ma ona na celu m.in.: wyznaczenie możliwości piętrzenia i podpiętrzenia jezior, wykorzystanie stawów i oczek wodnych jako miejsc retencji, ochronę i poprawę stosunków gruntowo-wodnych, tworzenie warunków do zmniejszenia spływu powierzchniowego w zlewniach, powstrzymanie dalszej degradacji i budowę nowych urządzeń meriolacyjnych, utrzymanie czystości wód powierzchniowych (Kowalczyk i in. 1997, Mioduszewski 1997, Szymańska 2001).
Bibliografia:
Literatura:
Bilnik A., Świercz T., Siudy A. 2004 Zbiornik Goczałkowicki wczoraj i dziś. GPW w Katowicach, Goczałkowice.
Błachuta J., Jelonek M., Panasiuk D., Roggenbuck A., Udolf J., Wawręty J., Zając K. i Żelażiński J. 2006. Zapory a powodzie. Raport towarzystwa na rzecz Ziemi i Polskiej Zielonej Sieci. TNZ i Polska Zielona Śieć, Oświęcim - Kraków.
Dawydow L. K., Dimitrijew A. A., Konkin N. G. 1979. Hydrologia ogólna. PWN, Warszwa.
Głodek J. 1985. Jeziora zaporowe świata. PWN, Warszawa.
Jaguś A. i Rzętała M. 2004. Ekologiczne aspekty przemian krajobrazu związanych z utworzeniem zbiorników zaporowych Czorsztyn-Niedzica i Sromowce Wyżne. Uniwersytet Śląski - Wydział Nauk o Ziemi, Polskie Towarzystwo Limnologiczne, Polskie towarzystwo Geograficzne - Oddział Katowicki, Sosnowiec: 87 - 97.
Jaguś A. i Rzętała M. 2009. Znaczenie zbiorników wodnych w kształtowaniu krajobrazu (na przykładzie kaskady Pogorii). Problemy Ekologii vol. 13 nr 2.
Kajak Z. 2000. Hydrobiologia-Limnologia. Ekosystemy wód śródlądowych. PWN, Warszawa.
Kowalczyk P., Farat R., Kępińska-Kasprzak M., Kuźnicka M. i Mager P. 1997. Hierarchia potrzeb obszarowych małej retencji. Gospodarka Wodna i Ochrona Wód. Materiały Badawcze 19. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa.
Mikulski J. 1982. Biologia Wód Śródlądowych. PWN, Warszawa.
Milliman J. 1998. Zapory - błogosławieństwo czy przekleństwo. Gospodarka wodna 1, 11 - 13.
Mioduszewski W. 1997. Mała retencja a ochrona zasobów wodnych. Gospodarka wodna 3, 66 - 69.
Polakowski M i Niedźwiedzki N. 2006. Awifauna zbiornika Siemianówka. Ekosystem zbiornika Siemianówka w latach 1990 - 2004 i jego rekultywacja. Uniwersytet w Białymstoku, Białystok, 181 - 192.
Prus T., Prus M., Prus P. i Ozimek T. Materiały konferencyjne, II Konferencja Naukowo - Techniczna „Błękitny San”. Instytut rybactwa śródlądowego im. Sakowicza w Olsztynie. Zakład rybactwa rzecznego w Żabieńcu. Uniwersytet Warszawski.
Starmach J. i Mazurkiewicz-Boroń G. 2000. Zbiornik Dobczycki. Ekologia - Eutrofizacjia - Ochrona. Zakład biologii wód im. Kazimierza Starmacha PAN, Kraków.
Strzelec M., Michalik-Kucharz A., Krodkiewska M. i Serafiński W. 1999. Zgrupowania ślimaków (Gastropoda) w rzece Brynicy I zbiorniku Kozłowa Góra. Kształtowanie środowiska geograficznego i ochrona przyrody na obszarach uprzemysłowionych i zurbanizowanych. 27, 33 - 44.
Szczerkowska-Majkrzak E. i Grzybowska M. 2008. Piętrzenie rzek i enrgia wodna; za i przeciw. Kosmos, 3 - 4, 295 - 303.
Szlama D, Ostaśiński M., Profos P. 200 Chrońmy Przyrodę Ojczystą. Instytut Ochrony Przyrody PAN. 6. 64.
Szymańska H. 2001. Retencja Wdy a jej jakość. Gospodarka wodna 10, 78 - 81.
Trojan P. 1976. Ekologia Ogólna. PWN, Warszawa.
Raport Światowej Komisji do Spraw Zapór - Zapory a rozwój gospodarczy 2001. Gospodarka wodna 7, 272 - 279.
Źródła internetowe:
http://levis.sggw.waw.pl/~ozw1/zgw/msos/05_06/Chiny/zaporatrzechprzelomow.html.
Zdjęcia - numeracja:
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://www.biopix.dk/Temp/JCS%2520Ancylus%2520fluviatilis%252039598.jpg&imgrefurl=http://www.biopix.dk/Photo.asp%3FLanguage%3Dno%26PhotoId%3D49507%26Photo%3DAncylus-fluviatilis&usg=__jR6wL_LS0n4pbc_ng8qxRdA-uxo=&h=428&w=640&sz=81&hl=pl&start=3&tbnid=wAJecH0gNZrX2M:&tbnh=92&tbnw=137&prev=/images%3Fq%3DAncylus%2Bfluviatilis%26gbv%3D2%26hl%3Dpl%26sa%3DG.
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://www.wirbellose.de/schnecken/images/weichtiere/schnecken/r_peregra2.jpg&imgrefurl=http://www.wirbellose.de/schnecken/Schnecken/suesswasser/lymnaea.html&usg=__cGtxOkdMlv-STr5xKOOl6uzlGkM=&h=225&w=300&sz=45&hl=pl&start=11&tbnid=EsrA5TV49P8SqM:&tbnh=87&tbnw=116&prev=/images%3Fq%3DRadix%2Bperegra%26gbv%3D2%26hl%3Dpl.
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://nis.gsmfc.org/photo/Dreissena_polymorpha.jpg&imgrefurl=http://nis.gsmfc.org/nis_factsheet.php%3Ftoc_id%3D131&usg=__kw8CX26yJ6Fi_orCMpzjLcfvJpI=&h=298&w=400&sz=22&hl=pl&start=3&tbnid=HrgrSl3yVhQ_FM:&tbnh=92&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3DDreissena%2Bpolymorpha%26gbv%3D2%26hl%3Dpl%26sa%3DG.
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://www.helicina.de/galerie/kValvata_piscinalis.jpg&imgrefurl=http://www.helicina.de/galerie/index.html&usg=__d4YZcJYKDiwlQgJlUam6E0lD9c0=&h=150&w=160&sz=9&hl=pl&start=14&tbnid=Ks2gQR6aJOCx9M:&tbnh=92&tbnw=98&prev=/images%3Fq%3DVlvata%2Bpiscinalis%26gbv%3D2%26hl%3Dpl%26sa%3DG
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://www.hlug.de/medien/wasser/gewaesserguete/ref/sphcor.jpg&imgrefurl=http://www.hlug.de/medien/wasser/gewaesserguete/ref/sphcor.htm&usg=__YdI3gzQKO0Ua1Yld1b_Sq2E3xJY=&h=499&w=696&sz=16&hl=pl&start=12&tbnid=KT4Vj_ay40koSM:&tbnh=100&tbnw=139&prev=/images%3Fq%3DSphaerium%2Bcorneum%26gbv%3D2%26hl%3Dpl%26sa%3DG.
http://www.glerl.noaa.gov/seagrant/GLWL/Benthos/Mollusca/Bivalves/Piscidiumsubtruncatum.jpg.
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://www.sgnis.org/kids/Pacific/images/profile_MO.jpg&imgrefurl=http://www.sgnis.org/kids/Pacific/suspects/suspect_MO.html&usg=__NPJRltPvikQ9-p37yq-70ZUyZrY=&h=540&w=350&sz=80&hl=pl&start=19&tbnid=KpeL74KmuGaauM:&tbnh=132&tbnw=86&prev=/images%3Fq%3DPotamopyrgus%2Bantipodarum%26gbv%3D2%26hl%3Dpl%26sa%3DG.
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://www.nurkomania.pl/atlas/n140.jpg&imgrefurl=http://www.nurkomania.pl/fauna_mieczaki.htm&usg=__XArkrO3uu2JHu9Rf5JYNNAFevrA=&h=214&w=285&sz=20&hl=pl&start=10&tbnid=qREzsj5Wjygq3M:&tbnh=86&tbnw=115&prev=/images%3Fq%3DLymnea%2Bstagnalis%26gbv%3D2%26hl%3Dpl%26sa%3DG.
http://www.manandmollusc.net/beginners_intro/Images/planorbis.jpg.
http://www.acquariforum.com/magazine/immagini/viviparus_fasciatus-500.jpg.
http://images.google.pl/images?gbv=2&hl=pl&sa=1&q=Potamopyrgus+antipodaru.&btnG=Szukaj+obraz%C3%B3w&aq=f&oq=&start=0.
http://content5.eol.org/content/2008/10/06/20/47368_large.jpg.
http://www.inhs.uiuc.edu/~mjwetzel/worms.gif.
http://blogs.wayne.edu/angelique/files/2009/07/tubifex2.jpg.
http://zoology.fns.uniba.sk/poznavacka/images/24_Asellus_aquaticus.jpg
4