HYDROBIOLOGIA:

Wykład 1: Powodzie - geneza, skutki i przeciwdziałanie

Skutki - ogólnie na ludzi, gospodarkę, przemysł (znaleźć w Google)

-każdego roku 150 - 170 dużych powodzi(9 mln ofiar śmiertelnych w XX w)

W Polsce:

-należą do klęsk żywiołowych, przynoszą największe straty(40%)

-efekt własności zmiennego klimatu Polski, z ekstremalnymi, tzw. Suchymi i mokrymi latami(ma wzrastać w najbliższych latach)

Największe powodzie:

-2000 ofiar 1310 - wylew Nysy Kłodzkiej

-5000 - na Żuławach Wiślanych - 1526

-300 - Toruń -1572

-100 ofiar - wylew Nysy

1997 - powódź na Odrze:

-największa od ponad 200 lat, wynik opadów deszczu o wyjątkowej intensywności, głównie w dorzeczu górnej Odry i Wisły

-życie straciły 54 osoby,

-ponad 160 000 ewakuowano

-1500 - utraciło dach nad głową

Powódź - wezbrania wód niekoniecznie się przyczyniają(są przecież konieczne do zachowania różnorodności i funkcjonowania), powódź jest, gdy wezbrania generują szkody w efekcie których dochodzi do strat ekonomicznych i społecznych.

4 grupy powodzi w Polsce:

1. Opadowe - wywołane gwałtownym i długotrwałym opadem deszczu

2. Roztopowe - efekt gwałtownego topnienia pokrywy śniegowej

3. Zatorowe - wywołane obecnością w rzece brył lodowych tamujących odpływ wód, które wskutek tego ulegają piętrzeniu

4. Sztormowe - w wyjściowych odcinkach rzek, wywołane cofaniem się wody rzecznej, na skutek gwałtownego wiatru od morza

Hydrobiologia wykład 2

Generowane przez ludzi przyczyny powodzi.

Powódź zaczyna się nie w rzece a w dorzeczu

1.wylesienie zlewni

2.osuszanie torfowisk, bagien i mokradeł

3.prostowanie koryt rzecznych

4.obwałowywanie koryt rzecznych

5.osiedlanie się na terenach teras zalewowych

ad 1 wylesianie zlewni

1m2 gleby leśnej zatrzymuje tyle opadów, ile 17 m2 gleby pastwiskowej.

Efektem wycięcia dużej ilości drzewostanu w górach woda zamiast kilku dni schodzi z gór zaledwie w ciągu kilku godz., zalesiając w szybkim tempie rzeki leżące niżej, które następnie odprowadzają swe wody do kolejnych, generując wezbranie wód

„krajowy program zwiększania lesistości'' przyjęty przez rząd w 1995 r, aktualizowany w 2003 r

-docelowo do końca połowy XXIw, obszar lasów ma pokrywać 1/3 pow. Kraju (obecnie ok. 23%)

-do 2020r -zalesienie 700tys ha

-do 2050r zalesienie 1,5 mln ha

ad2 osuszanie torfowisk, bagien i mokradeł

Tereny te działają jak ” gąbka” - przy nadmiarze wód chłonąc je, przy niedoborze - oddalając

Torfowiska polski - 4% pow. kraju, magazynują ok. 35 mld m3 wody, więcej niż we wszystkich naszych jeziorach.

80% torfowisk odwodniono!!!

Rzeka naturalna:

-spowolniony przepływ(woda wolniej odpływa do niżej położonych odcinków rzeki)

-na tym samym odcinku rzeki mieści się znacznie większa objętość mas wodnych

-rzeka płynie wolniej, więcej wody mieści się w terasie zalewowej, woda może rozlewać się szeroko

- brak zabudowań na terasie zalewowej

Rzeka skanalizowana:

-przyśpieszony odpływ i kumulacja wody w niżej położnych odcinkach rzeki

-na tym samym odcinku rzeki znacznie mniejsza objętość mas wodnych

-szybszy prąd i większa erozja, mniej wody w terasie; masa wody ograniczona wałami przeciwpowodziowymi, w efekcie wyższy poziom wody

- na obszarze dawnej terasy za wałami pojawia się zabudowa

Przykład Odry

W wyniku prac regulacyjnych prowadzonych w XVIII i XIX w bieg rzeki został skrócony o ¼ pierwotnej długości

Obecnie tereny zalewowe stanowią tylko około 27 % naturalnego obszaru zalewowego Odry. Na dawne tereny zalewowe wkroczyła zabudowa.

W ciągu ostatnich 50 lat na terenach podwyższonego ryzyka powodziowego dolinie Odry powstały liczne osiedla mieszkaniowe (np. w Raciborzu, Opolu, Wrocławiu), a zbudowane dla ochrony przeciwpowodziowej poldery retencyjne zostały, zagospodarowane rolniczo. Wysoka woda, która wcześniej mogła rozlewać się na naturalnych terenach zalewowych doliny zatapia obecnie pola uprawne, wsie i miasta.

Przykład Środkowej Wisły(od ujścia Sanu do ujścia Narwi)

Powierzchnia międzywała (tworzonego od XVIII w) stanowi obecnie 27000ha, czyli 1/5 dawnej terasy zalewowej( ok. 135000ha)

Przykład górnego Renu

Wskutek prac regulacyjnych budowy obwałowań, pozostało zaledwie około 15% naturalnych terenów zalewowych. Większość 85% obszarów, na które wcześniej wylewały wody Renu, zostało zasiedlonych, zagospodarowanych.

Na skutek regulacji i budowy stopni wodnych zwiększyła się znacznie prędkość ( prędkość 65 godz. do 30 godz.) i wysokość fali powodziowej.

W efekcie w miastach leżących wzdłuż Renu, prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi wzrosło czterokrotnie.

Przykład Missisipi - USA

Wyniszczenie lasów. Na tysiącach kilometrów wzniesiono potężne obwałowania, wybudowano 29 stopni wodnych na rzece i 36 zbiorników na dopływach

Powodzie m.in. w latach: 1927, 1937, 1938,1947,1951,1955.

W 1993 powódź w 12 stanach:

-47 ofiar

-37 osób ewakuowanych

-40 tys. budynków zniszczonych lub uszkodzonych

Podsumowanie

-zmniejszono naturalna retencję zlewni, wylepiając ogromne połacie Ziemi, osuszając bagna i mokradła

-wskutek skracania biegu rzek przyspieszono odpływ wody, zwiększając ryzyko powodzi w niżej położonych odcinkach rzeki

-budując obwałowanie i stopnie wodne odebrano rzekom teren zalewowe

-tereny dawnej terasy zalewowej za wałami zostały w większości zasiedlone i zagospodarowane, ponieważ powszechnie uznano je za bezpieczne.

Strategie zabezpieczeń przed powodzią:

-strategia inwestycyjna- budowa obiektów ochrony przeciwpowodziowej, czyli wałów, zbiorników, kanałów, ulgi, polderów; odpowiednim kształtowaniu doliny rzecznej

-strategia zorientowana na ewakuację- organizowanie sprawnego systemu ostrzeżeń oraz systemu organizacyjnego, pozwalającego na ewakuację ludności oraz wszelkiego inwentarza i majątku ruchomego z terenów zagrożonych zalaniem

-strategia ekologiczna- `'przywróceniu rzekom ich przestrzeni” (hasło autorstwa kanclerza Niemiec Hełmuta Kohla), co sprowadza się do zaniechania gospodarczego wykorzystywania terenów zalewowych.

Wały przeciwpowodziowe- sztuczne usypiska o przekroju poprzecznym trapezu wznoszone wzdłuż rzeki w pewnym oddaleniu od jej koryta. Otaczając tereny zalewowe wzdłuż rzeki (międzywale) tworzy koryto dla przewidywalnych wód powodziowych

Rozstawa między wałami przeciwpowodziowymi zależy od przepływu miarodajnego o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia.

W Polsce:

-długość wałów wynosi ok. 8 tys km

-rocznie przybywa ok. 150 km obwałowań, doprowadzające do zwężenia koryt rzecznych

Jasło- 5 km inwestycja 21mln zł

Brak jasno sprecyzowanych przepisów dotyczących rozwoju budownictwa na terenach zalewowych.

Poldery przeciwpowodziowe:

Polder- zwykle naturalny obszar zalewowy. W okresie wezbrania rzeki pozwala na rozlanie się z koryta nadmiaru wody i jej naturalna retencje.

Wzdłuż Odry jest 41 polderów o łącznej pow. 23 tys. ha. Dalszych 18 tys ha jest planowanych.

Niezgodne z pierwotnym przeznaczeniem użytkowanie wielu polderów ,mających służyć do retencjonowania wody w razie powodzi.

Przykład: Polder Stobrawa- rybna położony wzdłuż Odry, pomiędzy ujściami Nysy i Stobrawy(823 tys. pow.) otoczony wysokim na 4 m wałami.

Zbiorniki retencyjne- zbiorniki mogą odgrywać znacząca rolę w zapobieganiu podwoziom na niektórych terenach.

Ich lokalizacja i pojemność muszą jednak zostać zaplanowane z uwzględnieniem warunków hydrologiczno-meteorologicznych w całej zlewni, a szczególne możliwości wystąpienia zjawisk extremalnych. Budowa zbiorników w Polsce w większości nie spełnia wymogów przeciwpowodziowych.

Np. wg WWF Zbiornik Czorsztyn chroni niewielką część zlewni Dunajca, nie mając istotnego znaczenia dla położonego 40 km dalej Nowego Sącza.

Zbiorniki suche:

typowe zbiorniki przeciwpowodziowe- budowle piętrzące z urządzeniami upustowymi bez zamknięć.

Rzeka swobodnie przepływa przez czaszę zbiornika i urządzenie upustowe. Gdy przepływ staje się większy od zdolności przepustowych stopnia woda jest magazynowana w zbiorniku

Po przejściu fali powodziowej następuje stopniowe opróżnienie zbiornika. Pomiędzy przejściami fal powodziowych zbiorniki najczęściej są wykorzystywane jako pastwiska.

Kanały ulgi

Projekt dla Krakowa - 2006 ok. miliarda zł

Kanał Ulgi w Opolu - budowa ukończona w 2002r. Obiekt zautomatyzowany z systemem zdalnego przekazania alarmu i sterowania urządzeniami jazowymi.

Ale zdaniem projektodawcy hydroprojektu: ,,Kanał stworzył warunki dalszego rozwoju dzielnic oraz osiedli miasta poprzez uzyskanie dodatkowych, chronionych przed zalaniem terenów pod budownictwo mieszkaniowe i zalewowe.

Regulacja rzek:

-prostowanie rzek

-pogłebianie

-usuwanie „zawad” (zawalone drzewa etc)

-betonowanie koryt

regulacje rzek efekty:

-zamiast zmniejszenia wzrost ryzyka powodziowego wskutek przyśpieszenie odpływu wód i wzrostu przepływów na niżej położonych odcinkach

-zmniejszenie retencji i przesuszenie terenu

Ustawa z dnia 18.VII,2001r - Prawo wodne(Dz.U.2001.115.1229 z dnia 11.10.2001)

Rozdział2- regulacja koryt cieków naturalnych.

Wykład 3

Zintegrowany system ochrony powodziowej( koncepcja WWF- światowego funduszu na rzecz Przyrody):

Punkt wyjścia: doświadczenia ostatnich lat z USA, Kanady, Niemiec Niemiec i innych krajów wskazują, że techniczna ochrona przed podwoziami(wały, zbiorniki retencyjne) jest zawodna. Doświadczenia z Polski -Narew i Biebrza

1. należy kłaść większy nacisk na zwiększanie naturalnej retencji, rozszerzanie koryta wielkich wód i powstrzymywanie zabudowy terenów zalewowych

2. wyznaczyć obszary zalewowe: wykreślić mapy zagrożenia powodziowego ,z naniesionymi miejscami zalanymi w czasie ostatnich powodzi. Powinny one posłużyć do opracowania programu ochrony i planów zagospodarowania przestrzennego. Na terenach zalewowych ograniczać inwestowanie, a nawet wysiedlać ludność.

3. zróżnicowanie stawki ubezpieczenia zależności od ryzyka wystąpienia powodzi

4. przywrócić naturalne rozlewiska i pozwolić na renaturalizację rzek. Jest to najbardziej efektywne rozwiązanie przeciwpowodziowe prowadzące do znacznego ograniczenia szkód powodziowych w gospodarce człowieka i chroniące jednocześnie pozostałości unikalnych biotopów łęgowych.

Rozwiązania:

• Przykład górnego Renu

za ponad 500 mln euro realizowany jest Zintegrowany Program Renu, który zakłada m.in.:

1.Odzyskanie jak największej powierzchni obszarów zalewowych poprzez odsuwanie obwałowań i budowę systemu kilkunastu polderów

2.Zaprzestanie dalszego podwyższenia wałów

3.Odbudowę łęgowych lasów

• USA -Missisipi

Po wielkiej powodzi w 1993r (śmierć 47 osób i straty szacowane na 20 mld dolarów) wprowadzono federalne , stanowe programy, których zadaniem był wykup ziemi na terenach zagrożonych powodzią i oferowanie korzystnie oprocentowanych kredytów na zakup ziemi w bezpieczniejszych miejscach

Już w pierwszych latach po powodzi z programu skorzystało ponad 10 tys rodzin amerykańskich. Wykupione przez państwo obszary pozostają niezasiedlone i przeznacza się je na cele ochrony przeciwpowodziowej.

Specjalna na bieżąco aktualizowana strona internetowa umożliwia każdemu obejrzenie aktualnej mapy zagrożeń danego regionu

Polityka przeciwpowodziowa w Polsce:

1.zwiększa się tempo i zakres robót regulacyjnych rzek, często bez uzasadnienia. Buduje nowe obwałowania

2.buduje się nowe zbiorniki zaporowo, na szczęśćie wolno-do 2010r mają powstać 2.

W planach budowa 3 następnych za 100mld zł

3.brak map obszarów zalewowych i ryzyka powodziowego, z naniesionymi miejscami zalanymi z ostatnich powodzi. umożliwiłyby one:

-samorządom-rzeczywiste wpływanie na gospodarkę przestrzenną, w tym kontrole rozwoju budownictwa na terenach zagrożonych zalewami

-firmom ubezpieczeniowym- zróżnicowanie stawki ubezpieczenia w zależności od ryzyka wystąpienia powodzi

4.wypłata wysokich odszkodowań w ramach pomocy państwa

Dyrektywa powodziowa

2007/60/WE Fundamentu Europejskiego Europejskiego dn 23.X.2007r - w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim, potocznie zwana Dyrektywą powodziową.

Cel nadrzędny Dyr.Pow.- ograniczenie ryzyka powodziowego i zmniejszanie następstw powodzi w państwach UE.

Dąży do właściwego zarządzania ryzykiem , jakie może stwarzać powódź dla ludzkiego zdrowia , środowiska, działalności gosp i dziedzictwa kulturowego.

Zobowiązania nałożone na państwa członkowskie, w tym i Polskę, wnikające o dyrektywy, polegają na konieczności opracowania:

-wstępnej oceny ryzyka powodziowego do grudnia 2011 r

-map zagrożenia powodziowego , map ryzyka powodziowego do grudnia 2013

-planów zarządzania ryzykiem powodziowym oraz ich publicznego udostępniania - do grudnia 2015

Wykład 4

Przeszłość i przyszłość zbiorników zaporowych w Polsce i na świecie

Przeznaczenie zbiorników zaporowych:

-zabezpieczenie przeciwpowodziowe (100 000 ofiar powodzi rocznie)

-retencja wody (ok. połowy 22 na świecie służy do nawadniania)

-hydroenergetyka - na świecie 20% populacji energii elektrycznej i 7% globalnej produkcji energii

Podział zbiorników sztucznych:

-retencyjne- do magazynowania wody w okresach jej nadmiaru celem wykorzystania w innym okresie np. z Solina na Sanie

-wyrównawcze-zbiorniki pomocnicze przy dużych zbiornikach retencyjnych; do magazynowania tzw. przepływów szczytowych ze zbior. retencyjnych celem ich wyrównania np. Myczkowce, Czhów, Szaniec.

-przepływowe- powstają w wyniku przegrodzenia rzek jazami ,których zadaniem jest utrzymywanie w zasadzie stałego poziomu piętrzenia. Nie mają one zdolności retencyjnych np. Włocławek, Dębe, Przewóz

-suche- jednozadaniowe zbiorniki przeciwpowodziowe.budowle piętrzące, tworząc zbiorniki suche z urządzeniami upustowymi bez zamknięć.

Rzeka swobodnie przepływa przez czaszę zbiornika i urządzenia upustowe. Gdy przepływ staje się większy od zdolności przepustowych stopnia, następuje piętrzenie wody.

Po przejściu fali powodziowej następuje stopniowe opróżnienie zbiornika np. Sobieszów, Cieplice , Mirsk

• 3110 rpne, Egipt- pierwsza zapora(z kamieni) wysokość 16 m

• Rozwój budowy zapor w XVIw, materiał -ciosy kamienne

• Od 1887 r budowa zapór z betonu, najwyższa w Grande Duixence(Szwajcaria)-284m

• Od 1920 r zapory ziemne (stabilne i tanie) najwyższa na rzece Father (USA)-235m

• 1945-1975 okres szybkiej budowy zapór na świecie

• szczyt rozwoju zapór -1970r (każdego dnia na świecie przekazywano do użytku przeciętnie 2 lub 3 nowe wielkie zapory)

• od 40 lat duży spadek liczby budowlanych zapór, zwłaszcza w Ameryce Północnej i Europie,gdzie większość technicznie atrakcyjnych miejsc została już zagospodarowana

Obecnie:

• Na swiecie co najmniej 45000 wielkich zapór wodych

• Na niemal co drugiej rzece jest co najmniej jedna wielka zapora

• W Eurazji na około 80% rzek powstały zapory lub inne konstrukcje hydrotechniczne

Czołówka światowa

Zapory o wysokości >15m

• USA- 6375(70000 o wys<2)

• Indie- 4010

• Chiny- 1855

• Hiszpania- 1187

• Japonia-1077

W Polsce:

-około 140 zbiorników retencyjnych

-łączna objętość zbiorników - ok. 3,5 km2(ok. 6% średniego odpływu z terenu kraju)

- ilość wody w przeliczeniu na 1 mieszkańca - ok. 60 m3

-20x mniej niż średnia światowa

- 7 x mniej niż w UE

mamy ogromne zaległości w tej dziedzinie, efektem jest słaba kondycja ekonomiczna kraju

USA:

-w ostatnich 75 latach usunięto 500 zapór, w większości nie dużych(<12m)

-177 zapór usuniętych w ostatnich l0 latach, 26 w 1999r

-początek usuwania dużych zapór

Kanada:

-12 usuniętych <12m wysokości

Tajlandia, Kolumbia - 2 zapory

Europa:

-10 małych zapór (Francja, Norwegia, Czechy)

Przyczyny usuwania zapór:

-zamulanie- w USA po 91 latach funkcjonowania 92% zz w połowie wypełniona osadami

-część zapór uznanych za niebezpieczne (1800 USA).W europie ok. 10 000 zz musi zostać poddanych szczegółowej inspekcji (likwidacja 2-3 krotnie tańsza niż remont)

-kończą się licencje(30-50letnie umowy) prywatnych producentów energii- okazja do przewartościowania zysków i strat ekonomicznych i środowiskowych

-efekt żądań lokalnych społeczności celem przywrócenia rzekom wartości rybackich

-likwidacja zapór głównym punktem programów renaturyzacji rzek

np

1.USA,Kanada - ponad 500 usunietych niedużych zapór

MAŁA RETENCJA

2.Europa-zlikwidowanych ok. małych zapór

Duże zapory:

32 metrowa Elwha Dam i 82metrowa Gilines Canyon Dam-największe tamy dotychczas przeznaczone do likwidacji

-wybudowane na początku lat 1900 do napędzania tartaku w mieście port Angeles

-doprowadziły do wyginięcia lokalnego gatunku łososia i drastycznego spadku 11 gatunków rodzimych ryb. W 1999r po 25 latach prowadzenia kampanii przez lokalnych Indian i organizacje ekologiczne Kongres przeznaczył 100mln na likwidacje zapór

Wykład 5

Zapory a rozwój

Nowe zasady podejmowania decyzji

Raport światowej Komisji do DS. Zapór

Światowa Komisja wielkich zapór (WCD)

„wpływ[zapór-RK] na środowisko jest w większym stopniu negatywny niż pozytywny i w wielu przypadkach odprowadził on do poważnych i nieodwracalnych strat przyrodniczych i społecznych''

-„Ostatecznym celem, który musi być osiągnięty w każdym przedsięwzięciu jest trwała poprawa życia ludzi”

-„jeśli wielka zapora jest najlepszym świadkiem do osiągnięcia tego celu, to zasługują na poparcie. W przypadkach kiedy lepsze są inne rozwiązania, to one powinny być preferowane”

zapory w budowie(wys >15m):

-Chiny 280

-Turcja 250

-Iran 69

-Japonia 51

-Indie 28

-Polska 4

Lasy zapór na świecie:

I. Budowa nowych zapór głównie na dalekim Wschodzie i Azji w krajach:

• Górzystych o ciepłym lub gorącym klimacie

• Dodatnich o dobrze rozwiniętej gospodarce

• Przeludnionych

II. Usuwanie zapór w krajach (np. Polska):

• O dużych zasobach wodnych

• Gdzie istnieją inne możliwości retencji wody (renaturyzacja rzek i mokradeł, odpowiednie zagospodarowanie lądu)

• Ceniących walory przyrodnicze

Zasoby wodne Polski, jedno z ostatnich miejsc w Europie (średnio 2,5-krotnie mniej) w przeliczeniu na 1 mieszkańca.

Alternatywne możliwości poprawienia bilansu wodnego:

• Odbudowa mokradeł i torfowisk

• Renaturyzacja rzek

• Zalesienia, zadrzewienia śródpolne

• Poprawa struktury gleby

• Odbudowa małej retencji(stawów młyńskich, oczek wodnych) ale w postaci ZBIORNIKÓW ZAPOROWYCH

Ekologiczny rozwój kraju

Integralna część strategii Gospodarczej przyjętej przez Radę Ministrów 29 stycznia 2002

• Kontynuacja budowy 3 b. wodnych w dorzeczu Odry i Wisły i rozpoczęcie budowy zbiornika wodnego Kuźnica Warężyńska na rz. Przemszy

• Koncepcja wzbogacenia zasobów wód powierzchniowych

-tworzenie sieć małej retencji czyli małych zbiorników, które opóźniają spływ wody do morza (w latach 2002-05)

Zasady przygotowania

Działanie 3.1 ZPORR obszary wiejskie:

6.przeciwdziałanie powodziom:

• Regulacja cieków wodnych (pogłębianie, zapory, stabilizacja brzegów, prace remontowe w korytarzach rzecznych, itd.), która poprawia bilans wodny i uwzględnia potrzebę ochrony przyrody!!!

• Tworzenie polderów(właczając wykorzystanie naturalnych sposobów przeciwdziałania powodzi takich jak obsadzanie roślinnością, zalesianie) oraz odtwarzanie naturalnych terenów zalewowych

• Budowa i modernizacja wałów przeciwpowodziowych wraz z drogami dojazdowymi

• Budowa i modernizacja małych z. retencyjnych, stopni wodnych w ramach tzw „małej retencji”

Hydrobiologia-nauka o funkcjonowaniu ekosystemów wodnych, dział hydrologii

-oceanobiologia

-hydrobiologia

-limnologia

-potamobiologia(potamon- rzeka)

Hydrobiologia rozpatruje organizmy w ścisłej wzajemnej relacji z otaczającym środowiskiem

Hydrobiologia=ekologia środowisk wodnych

Hydrobiologia-nauka interdyscyplinarna

Historia hydrobiologi:

Benedykt Dybowski(1833-1930)- współtwórca limnologii wykształcenia zoolog i lekarz; członek PAU odkrył dla nauki Bajkał wykazał jego reliktowy charakter, opisa ok. 400 form jego fauny ,badał hydrologię i klimat, stworzył własną teorię pochodzenia jeziora i jego fauny, popularyzator darwinizmu.opublikował z góra prac, w tym także antropologiczne, społeczno- polityczne i pamiętniki

Z ogromnej liczby jego prac naukowych opublikowanych po polsku.

Prof. Jan Grochmalicki(1886-1936)- współpracownik Dybowskiego z okresu „lwowskiego”, kiedy ten był na emeryturze. Kierownik katedry Zoologii Uniwersytetu poznańskiego poznańskiego latach 1919.Mistrz prof. Gabriela Brzeka twórcy hydrobiologii lubelskich

Francois Alphonse Forel (1841-1912) twórca limnologii, profesor fizjologi, geografi, lekarz i przyrodnik z Lozanny.

1869r- badania jez. Genewskiego

Początek XX wieku -dynamiczny rozwój limnologii

1922- SIL(sociates internationalis limnologiae)

Konferencje kongresy SIL:

1959- Polskie Towarzystwo Hydrobiologiczne.Cel:,, wspieranie rozwoju i rozpowszechnianie dorobku hydrobiologii i nauk pokrewnych”

Konferencje Hydrobiologów Polskich - 1983,2009 w Lublinie

Stacje badawcze nad jeziorami:

Od 1892 nad jez. Plon

1913-1914 stacje biologiczne

1920-1939 stacja hydrobiologiczna nad jez. Wigry najpierw najpierw Płocicznie, potem w Starym Folwarku.

Kier. Dr. A. Latyński, 2 asystentówi 1 lasorand. Dorobek stacji:130 prac naukowych, ponad 200 doniesień

1951- Stacja hydrobiologiczna w Mikołajkach- dr. Hab. Jolanta Ejsmont-Karabin; mgr. Andrzej Szczepański- organizator, pierwszy kierownik stacji

od 1992- stacja Morska UG w Helu

od 15 maja 2005- międzynarodowy dzień morświna

od 1970 Hydrobiologiczna Stacja Dydaktyczno-Badawcza im. Alfreda Latyńskiego Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie

wykład 6

jezioro-naturalne zagłębienie w ziemi wypełnione wodą, niepołączone z morzem. Woda pochodzi ze zlewni jeziora. woda w jeziorze jest ta sama woda co gruntowa.

Typy wód powierzchniowych:

-wody płynące- płynące pod wpływem siły ciężkości korytem naturalnym, zasilane powierzchniowo i podpowierzchniowo wodą z opadów spadłą w jej dorzeczu(strugi, strumyki, strumienia potoki)

-wody stojące- zbiorniki śródlądowe stanowiące naturalne zagłębienia terenu wypełnione wodą gruntową(może być dodatkowo zasilane wodą wgłebną)

Cechą charakterystyczną jezior jest termiczna i świetlna pionowa strefowość, której nie ma w stawach lub przynajmniej nie występuje ona w stawach regularnie i przez dłuższy czas.

Istotną cechą jezior jest ich stratyfikacja termiczna, czyli zróżnicowany pionowo układ temperatur warstw jeziora w ciągu roku

Gdzie kończy się jezioro a zaczyna staw??

Kryterium powierzchni-1ha

Kryt. Głębokości- brak

Zlewnia- obszar, z którego wody spływają do jednego wspólnego zbiornika

Dorzecze- obszar, z którego wody spływają do jednego systemu rzecznego, odprowadzającego wody do głównej rzeki bądź do morza.

Zlewisko-zespół dorzeczy odprowadzający wody do jednego wspólnego zbiornika

Dział wodny-ciąg najwyższych wzniesień wokół zbiornika wodnego, rozdzielający kierunki odpływu wód do dwóch różnych zlewni.

Zasilanie rzek

Podstawą zasilania rzek stanowi dopływ czasowo retencjonalnych wód zaskórnych gruntowych oraz wypływ wód głębinowych na powierzchnię w postaci źródeł

Zasilanie opadowe dominuje jedynie w czasie ulewnych deszczów oraz wiosennego topnienia śniegów. Dochodzi wtedy do wezbrań i powodzi.

Czynniki wpływające na jakość wód( ogólnie podziemnych i powierzchniowych) możemy podzielić na 2 grupy:

1.czynniki naturalne, wynikające z fizyczno-geograficznych właściwości zlewni. Nadają one zlewni cechy, które decydują o tym, że może ona być użytkowana określony sposób np. może być zagospodarowana rolniczo.

2.czynniki antropogeniczne- związane z działalnością człowieka na tereni zlewni.

Czynniki naturalne decydujące o jakości wód:

1.klimatyczne:temp, wilgotność, ciś atmosferyczne

2.geologiczne: rodzaj skał, układ warstw przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych

3,glebowe:rodzaj gleb, rodzaj frakcji, zawartości części próchnicznych, zdolności sorpcyjne profilu

4.geomorfologiczne:rzeźba terenu, pokrycie terenu, występowanie terenowe

5.hydrologiczne:opad, spływ powierzchniowy, odpływ podziemnych wód

Czynniki klimatyczne : temperatura:

-decydują o ilości tlenu rozp wodzie. Im wyższa temp tym mniej tlenu w wodzie

-zawartość tlenu w wodzie warunkuje procesy życia, przemiany materii organicznej, w tym procesy samooczyszczania wody

-w przypadku jezior sezonowe zmiany temp powodują mieszanie

Czynniki geologiczne:

Rodzaj skał budujących zlewnię wpływa na ilość substancji rozp w wodzie. Dotyczy top głównie wód podziemnych.

Przykładowo woda filtrująca przez skały wapienna ma dużą twardość. Po przekroczeniu normatywów może ona być traktowana jako zanieczyszczenia, jednakże woda o znacznej twardości ma dobra właściwości buforujące inne zanieczyszczenia

Układ warstw przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych decyduje o szybkości filtracji. Zanieczyszczona woda wnikająca w głąb profilu geologicznego oczyszcza się przez szereg warstw, tym proces zachodzi efektywniej. Decyduje to o odnawialności zasobów wodnych.

Czynniki geomorfologiczne o glebowe

Mają bardzo duży wpływ na wiele procesów i zjawisk zachodzących w zlewni, bezpośrednio lub pośrednio wpływających na jakość i ilość wody

Rzeźba terenu- warunkuje spływ powierzchniowy, jego wielkość i ilość niesionego z wodą materiału wpływa na stopień zanieczyszczenia wody

Zagłębienia terenowe pozwalają na magazynowanie w nich części wód opadowych poprzez tworzenie się w nich po obfitych opadach stałych lub okresowych oczek wodnych. Im bardziej urozmaicona jest rzeźba terenu i im więcej małych zagłębień terenowych, tym retencja krajobrazowa wody jest większa.

Czynniki glebowe- zależnie od typu genetycznego a więc m.in. składu chemicznego kompleksu sorpcyjnego gleb

Rodzaj pokrycia:

Decyduje o przebiegu procesów wpływających na jakości wód. Np. w lasach i mokradłach zachodzą procesy rozkładu i mineralizacji substancji organicznych, które powodują, że odpływająca z nich woda ma zwiększona zawartość kwasów humusowych, koloidalnego żelaza, podwyższoną barwę, mętność

Z drugiej strony duże zdolności retencyjne tych środowisk pozwalają na zatrzymywanie wielu zanieczyszczeń, wbudowywanie ich w biomasę lub profil glebowy(torfowisko)

Czynniki hydrologiczne: opad

Działalność wód opadowych polega na mechanicznym zmywaniu z powierzchni terenu, transportowaniu i akumulowaniu drobnych odruchów skał i minerałów wraz z częściami organicznymi

Siła destrukcyjna działalności opadów zależy od ich intensywności. Długotrwałe opady o małym nasileniu (np. mżawka)w znacznym stopniu wnikają w podłoże i nie mogą zmywać powierzchni terenu w przeciwieństwie do opadów gwałtownych i ulewnych, prowadzących do erozji. Erodowana gleba dostaje się do cieków i zbiorników wodnych powodując następnie ich spadek jakości

Na jakość wód wpływ ma także chemizm wód opadowych.

Gęstość zależna od temp wody(średnio około 800x większa)

Anomalia gęstościowa

Dzięki anomalii woda nie zamarza do dna, ponieważ:

-lód izoluje

-najzimniejsza woda utrzymuje się na powierzchni zbiornika tuż pod lodem

-najcieplejsza i najcięższa temp +4C znajduje się na samym dnie- w jeziorze klimatu umiarkowanego

lepkość

-wskutek tworzenia agregatów woda nie przepływa swobodnie(oddziałuje siła lepkości i opór, jaki stawia woda)

-lepkość odwrotnie proporcjonalnie zależna od temp wody

temperatura:

-źródło ciepła-promieniowanie słoneczne

-wraz ze spadkiem temp następuje wzrost gęstości wody

-siła oddziaływania wiatru maleje wraz z głębokością. Dodatkowo wraz z głębokością spada temp i wzrasta gęstość wody

-dodatkowo powstaje stosunkowa ostra granica między cieplejszymi mieszanymi wodami powierzchniowymi i zimniejszymi wodami głębiej położonymi. Wskutek tego wykształca się typowy profil temp jeziora stratyfikowanego stratyfikowanego podziałem na piętra.

Epilimnion-ciepła woda(strefa mieszana)

Metalimnion- warstwa skoku termicznego

Hypolimnion-zimna woda

Im więcej mat. Organicznej tym większe ryzyko że zabraknie tlenu

Rola termofili powoduje, że latem woda nie miesza się (jez dimiktyczne 2x w roku) wykształca się termofilna w jeziorach powyżej 6-7 metrów

Podział jezior

1.Dimiktyczne(z termokliną)

latem,zimą-stratyfikacja termiczna

wiosna i jesień-cyrkulacja i homotermia

2.Polimiktyczne-mieszane wiele razy w ciągu roku(bez termokliny)

3.Amiktyczne(niemieszane)pokryte przez cały rok lodem

4.Monomiktyczne

Warunki termiczne w rzekach:

-temp na ogół wzrasta wzdłuż biegu rzeki od źródeł aż do ujścia

zmienność temp wody wzdłuż biegu rzeki uzależniona jest od: systemu zasilania rzeki, dopływów, zacienienia przez roślinność nadbrzeżną.

W rzekach latem występuje tzw uwarstwienie proste(temp maleje od powierzchni do dna),a różnica temp nie przekracza 2-3C

We wrześniu wytwarza się uwarstwienie odwrotne-różnicą temp na powierzchni wody i przy dne 0-6C)

Znaczenie temp dla hydrobiontów:

Znaczenie wodne- głównie zmiennociepłe(bezkręgowce. Ryby) przyrost temp o 10C=1,5-4krotny wzrost tempa przemian metabolicznych(reguła hoffa)

Wpływ na : ilość pobieranego pokarmu, intensywność oddychania, temp wzrostu

Zjawisko sezonowe(migracja, rozród)

Hydrobionty eurytermiczne: szczupak, płoć

Hydrobionty stenotermiczne:

-oligotermy(termofory): (relikty polodowcowe, mieszkańcy źródeł, jezior górskich)

-politermy(termofile): gatunki egzotyczne: karp, amur

Wykład 7 pewnie 20.04.2009

Od ilości zawiesiny w wodzie zależy miąższość wody

Ilości zawiesiny zależy od stężenia pierwiastków biogennych

Ilość pierwiastków biogennych zależy od szaty roślinnej, od rodzaju skały macierzystej od czynników przyrodniczych decydujących o żyzności jeziora.

Przenikanie światła zależy od:

-zawartości soli rozpuszczonej

*chlorki wapnia i magnezu zmniejszają pochłanianie promieni dlatego, wody morskie SA bardzo przezroczyste- błękitne

*w zanieczyszc. Śródlądowych występuje dużo azotanów i amoniaku co pociąga za sobą znaczny spadek przepuszczalności wody dla promieni słonecznych

-stężenia związków koloidalnych- w tym także humusowych, barwiących wodę na brunatno

-ilość zawiesiny (bakteria,grzyby, fito-, zooplankton, detrytus)

-roślinności przybrzeżnej lądowej (zacienianie)

-grubości pokrywy lądowej i śnieżnej (zacienianie)

Krążek Secchiego i jego wynalazca Angelo Secchi (1818-1878)- włoski astronom, meteorolog, oceanolog

Przeźroczystość- wyznacznik „czystości” wody

strefy	warstwy	strefy
Eufotyczna Dysfotyczna afotyczna	=epilimnion =metalimnion =hypolimnion	=strefa trofogeniczna(procesy fotosyntezy) =Strefa trofolityczna (procesy rozkładu) =strefa trofolityczna(procesy rozkładu)

Dolna część strefy trofogenicznej - punkt kompensacyjny P=R

Znaczenie światła dla hydrobiontów:

-nagrzewanie się wody

-znaczenie dla autotrofów, a pośrednio dla innych poziomów troficznych (wydzielanie tlenu)

-dla zwierząt („wzrokowców”)

Hydrobionty światłolubne (heliofile,fotofilne)- większość makrolitów, ryby dziennego żeru- większość typowi wzrokowcy i płoć, pstrągi,lipień, ukleja

Hydrobionty cieniolubne(heliofobie,fotofony)- ryby nocnego żeru- typowi węchowcy (węgorz,sum,sandacz, karp, karaś, leszcz,miętus,piskorz)

TLEN

Jeden z czynników oraniczających rozmieszczenie hydrobiontów.

Źródła: atmosfera i fotosynteza hydrofitów

Rozpuszcza się lepiej im niższa jest temo. Wody.

Zawartość tlenu w wodzie zależy od:

1. Tempa dyfuzji gazów (z reguły powolne) - stąd znaczenie temperatury i falowania (zwiększenie powierzchni tafli wodnej) oraz przepływu wody w rzekach.

2. Ilości tlenu produkowanego w czasie fotsyntezy, a to od:

- biomasy producentów ( fitoplanktonu, makrofitów, peryfitonu

- koncentacji substancji biogennych

-natężenia światła

-temperatury

3. ilości tlenu zużywanego, a to od:

-ilości i jakości materii organicznej w wodzie i osadach dennych (im żyźniejszy zbiornik tym szybsze zużycie tlenu)

-temp (intensywnośc procesów rozkładu)

- biomasy roślin z zwierząt (oddychanie)

-morfometrii zbiornika (objętości mas wodnych hipolimnionu)

Deficyty tlenowe (przy zawartości tlenu <30% ):

- w jeziorach zimą i latem

- w rzekach obciążonych ściekami organicznymi

- w wodach gruntowych i śródlądowych

Hydrobionty tlenolubne, ryby łososiowate, miętus, larwy jętek, kiełże

Hydrobionty odporne na brak tlenu: karaś, lin, piskorz, larwy ochotkowatych, wodzieni, rurecznik , Daphnia

Zaleta odporności na brak tlenu w wodzie:

-możliwość opanowania siedlisk słabo natlenionych

-znajdowania refugiów (kryjówek) przed drapieżnikami w strefach słabo natlenionych

Dwutlenek węgla:

Żródla:

1. Oddychanie

2. Atmosfera (łatwo reaguje z wodą tworząc kwas węglowy

CO2+H2O<-> H2CO3 , który łączy się z trudno rozpuszczalnymi węglanami wapnia tworząc kwaśne łatwo rozpuszczalne wodorowęglany.

Rośliny korzystają z wolnego CO2 w razie jego braku w czasie nasilonej fotosyntezy odłączają CO2 od jonów wodorowęglanowych (HCO3)+ lub węglanowych (CO3)2- jest to proces tzw. Biologicznego odwapniania wody.

Odczyn wody

pH zależy od:

-składu chemicznego podłoża

- intensywności oddychania

- tempa rozkładu martwej materii organicznej

- intensywności fotosyntezy

Znaczenie pH dla hydrobiontów :

Wykład 8

Fosfor- P

Główny czynnik eutrofogenny

Źródła:

1. Zewnętrzne

1. Ze zlewni ( nawozy, detergenty wytwarzane ze skał apatytowych)

2. Z atmosfery (opad suchy i mokry)

2. Wewnętrzne

1. z organizmów (wydzielanie przyżyciowe)

2. z osadów dennych (nasilone przy braku tlenu)

Ubytek fosforu

Sedymentacja (odkładanie z osadami dennymi) z tkankami odłowionych ryb i wylotami imagines owadów.

Znaczenie P dla organizmu:

- ogromnie ważny w procesach życiowych (składnik DNA i RNA, ATP, ADP)

- selektywne pobieranie- zawartośc w tkankach roślin ok. 800000 razy większa niż w wodzie

Formy występowania P w wodach:

1. wbudowane w biomasę

2. w rozpuszczonej materii organicznej

3. związki nierozpuszczalne z Fe, Ca, Al. W środowisku kwaśnym z Ca w zasadowym

4. ortofosforany (PO4) mineralne połączenia rozpuszczalne w wodzie

Przyswajalne dla roślin tylko ortofosforany

1mg P= produkcja 1-2g mokrej masy glonów

Pełen cykl obiegu fosforu w jeziorach 3-10 dni (wysokie tempo pobierania fosforu)

Azot- 2-g. ważny czynnik eutrofogenny

Źródła:

1. zewnętrzne:

a) ze zlewni:

-wody gruntowe- związki mineralne azotu łatwo rozpuszczalne

- spływ powierzchniowy z obszarów rolniczych, ścieki

b) z atmosfery -opad suchy i mokry

wolny azot wiąże bakterie i sinice (1,5-30g/m² pow.jeziora /rok - do kilkudziesięciu % dopływu)

2. wewnętrzne:

1. z organizmów ( z przemian białkowych u zwierząt jako amoniak)

2. z osadów w wyniku bakteryjnego rozkładu białek jako amoniak

Ubytek azotu:

1. uwalnianie do atmosfery- denitryfikacja w warunkach braku tlenu (0,2-16mg/m²/dobę)

2. sedymentacja do osadów dennych

Formy występowania N w wodach

1. związki organiczne:

- wbudowane w biomasę

- ww rozpuszczonej materii oranicznej

2. związki nieorganiczne: NH_3, NO₃, NO₂

Znaczenie dla organizmów:

-niezbędny dla procesów życiowych (składnik aminokwasów, a więc białek strukturalnych i enzymatycznych)

-koncentracja w organizmach ok. 30 000 razy większa niż w wodzie

-forma przyswajalna dla roślin- głownie jon NH₄

-jon NH₄ w większych stężeniach(0,2- 2,0 mg/l) toksyczny dla ryb

-jon NO₃ w stężeniach>10mg/l niebezpieczny dla zdrowia (wiąże się z hemoglobiną blokując funkcje oddechowe. W przewodzie pokarmowym ulega redukcji do NO₂ źródło niebezpiecznych nitrozamin.

Znaczenie przemian N w procesach eutrofizacji

Intensywny rozkład materii organicznej-> brak tlenu-> uwalnianie ortofosforanów z osadów dennych -> denitryfikacja-> niedobór azotu-> ograniczenie rozwoju glonów z wyjątkiem sinic, wiążących azot z powietrza

Materia organiczna

Żródła:

1. wewnętrzne- materia autochtoniczna

1. mikrobiologiczny rozkład obumarłych organizmów i materii allochtonicznej

2. ekskrecja (wydzielanie przeżyciowe organizmów)

3. autoliza(rozkład martwych komórek)

2. z zewnątrz ekosystemu:

- materia allochtoniczna

Materia rozpuszczona (DOM) (80-90% całej MO)

Materia cząsteczkowa (POM)

Materia rozpuszczona (DOC)

Mieszanina różnych substancji (mono- , oligo-, polisacharydy) aminokwasy, białka, lipidy, kwasy organiczne, składniki humusu (kwasy fulwowe, humusowe, huminy) o mało poznany składzie.

Znaczenie dla hydrobiontów:

1. źródło enerii i węgla dla bakterii wodnych, grzybów, wiciowców mikotroficznych, a także dla niektórych płazińców o skąposzczetów ( w pierwszym rzędzie monosacharydy i aminokwasy). Składniki humusu wykorzystywane są w bardzo niewielkim stopniu (przez bakterie)

2. w warunkach beztlenowych (osady denne, hipolimnion jezior eutroficznych) cukry proste, aminokwasy i kwasy tłuszczowe są rozkładane przez bakterie w procesie fermentacji z wytworzeniem jako produktów końcowych H₂S, CH₄ i amoniaku NH₃)

Materia cząsteczkowa (POM);

Składniki:

1. żywych organizmów (bioseston- wirusy, bakterio plankton, fitoplankton, zooplankton)

2. martwej amterii (detrytus= abioseston)- szczątki organizmów roślinnych i zwierzęcych

Dominacja:

-abiosestonu w rzekach (fitoplankton- słabo rozwinięty)

- biosestonu w jeziorach (fitoplankton dobrze rozwinięty)

Seston- materia zawieszona w wodzie

Znaczenie PO dla organizmów

Bioseston(fitoplankton- pokarm dla zooplanktonu, zooplankton pokarm dla ryb)

Abioseston, detrytus- pokarm dla filtratorów (wrotki, wioślarki, widłonogi) i dla zoobentosu detrytusożerców, mułojadów (rurecznik,larwy owadów, małże)

Wartośc odżywcza detrytusu w procesach odżywiania się zwierząt- wysoka z powodu obecności bakterii i grzybów.

WYKŁAD 9 04.05.2009

Formy życiowe roślin:

Rośliny wynurzone- helofity(trzcina, pałka,sit,jeżogłówka, turzyce)

Roś zanurzone- elodeidy(rdestnice, wywłócznik, rogatek moczarka)

Roś o liściach pływających(nymfeidy(grzebień biały, grążel żółty)

Rola makrofitów:

• Ochrona brzegów

• Pochłanianie energii wiatrów

• Pułapka dla sestonu

• Natlenienie osadów dennych

• Podłoże dla peryfitonu

• Miejsce tarła i podłoże dla ikry jaj

• Schronienie dla zooplanktonu

• Miejsca rozwoju i schronienia młodych ryb

• Miejsca żerowanie drapieżników

• Siedlisko, źródło pokarmu, materiał na gniazda dla ptaków

• Konkurowanie z glonami o nutrienty i światło

• Oddziaływania allelopatyczne

Peryfiton- glony, bakterie, grzyby i bezkręgowce pokrywające przedmioty wyrastające ponad powierzchnię dna.

Rola peryfitonu w funkcjonowaniu wód:

1.źródło pokarmu bezkręgowców, niektórych ryb

2.producent tlenu

3.magazyn biogenów

4.przy zwieszonej trofii jezior negatywne oddziaływanie na makrofity

Rola fitoplanktonu:

• Źródło tlenu

• Źródło detrytusu

• Pokarm dla zooplanktonu

• Produkcja toksyn

• Zacienianie wody

• Konkurencja o biogeny z makrofitami

Zooplankton - bezkręgowce, które płyna tam gdzie niesie je woda

Rola:

• Źródło biogenów(wydzielanie przyżyciowe)

• zjadanie i kontrola liczebności fitoplanktonu

• pokarm dla ryb

zoobentos - bezkręgowce żyjące w osadach dennych

Rola:

• rozdrabnianie detrytusu

• źródło pokarmu ryb

• uwalnianie biogenów z osadów dennych

nekton- zwierzęta aktywnie pływające

Rola:

-wyjadanie zooplanktonu

-uwalnianie bioenów z osadów dennych

wykład 10

trofia i typologie troficzne jezior

żyzność - trofia = produktywność

zdolność do produkowania materii organicznej

zależy od:

P,N - nutrienty = biogeny

Pochodzą z :

-atmosfery(opad atmosferyczny) =źródła zewnętrzne

-ląd(zlewnia) =

-organizmy }źródła wewnętrzne

-osady denne }

Czynniki wpływające na zasilanie jezior nutrientami:

• topografia

• budowa geologiczna

• żyzność gleby i podatność na erozję

• rozmiary i użytkowanie zlewni

• morfologia misy jeziornej

Żyzność jezior odzwierciedlenie charakteru zlewni

Typologie troficzne jezior

Wraz z rozwojem nauki o jeziorach powstały liczne podziały i klasyfikacja zbiorników

1919-Naumarin?

1922-Thinemann

Powszechnie stosowana obecnie klasyfikacja troficzna jezior:

1. Dysharmoniczne np. dystroficzne (suchary) z dużą ilością substancji humusowych humusowych wodzie i osadach dennych (wypłukiwaną z borów lub torfowisk wysokich)(ph poniżej 7)

2. Harmoniczne - w których czynniki środowiskowe pozostają w równowadze

Oligotroficzne- o bardzo małejżyzności

Mezotroficzne- średniożyzne

Eutroficzne- żyzne

Politroficzne(wypeurotrficzne)- przyżyźnione

Granice pomiędzy jeziorami:

-przezroczystość- wyznacznia „czystości” wody krążek secchiego

Wskaźnik stanu trofii(TSI) Carlson (1977)

TSI(SD)=10(6-1nSD/ln2)

TSI(Chl)=10[6-(2,04-0,68/nChl)ln2]

TSI(Tp)=10[6-In(48/Tp)/ln2]

Wskaźnik Carlsona

Na podstawie wartości SD chlorofilu a lub fosforu tot(VII,VIII)

SD-secchi depth

WST sd=10(6-lnSD/ln2)

Wartość WST	SD(m)
0-40	64-4 oligotroficzne
40-60	4-1 mezotroficzne
70-80	1-0,25 eutroficzne
80-90	0,25-0,06 politroficzne(hipertroficzne)

Jeziora mogą być wysoce eutroficzne z powodu naturalnych uwarunkować

Próby „rekultywacji” są wtedy nieuzasadnione

W warunkach naturalnych bardzo powolny wzrost żyzności jeziora z wiekem

Nie skutek gromadzenia się biogenów w osadach jeziornych ale =>efekt zmian w morfologii misy jeziornej w efekcie wypełniania osadami dennymi.

Wykład 11

Trofia- stan żyzności wody

Eutrofizacja-proces, dzięki któremu zbiornik osiąga stan określonej trofii

Eutrofizacja- proces zwiększania się zawartości substancji pokarmowych, który przyczynia się do zwiększania produkcji mikrobiologicznej zbiornika

Eutrofizacja antropogeniczna- źródła nutrientów(biogenów) wynikające z działalności człowieka:

• Wylesianie i erozje

• Rolnictwo(uprawa gleb, fermy, nawożenie)

• Ścieki przemysłu żywnościowego

• Depozycje atmosferyczne

• Biogeny mogą trafić do zbiornika za pomocą przenoszenia przez wiatr-zwiewnia

Sytuacja w Polsce- lata 1990 spośród 500 jezior badanych

27%-masowe śnięcia ryb

2,4%-brak ryb

50%-nadmierna trofia

Konsekwencje nadmiernej żyzności

1. Spadek przezroczystości wody

2. pogorszenie własności użytkowych wody(smak,zapach,toksyny sinicowe,trujące gazy(amoniak,H2S))

3. zanik roślin zanurzonych

4. zanik siedlisk i miejsc rozrodu ryb, ptaków, bezkręgowców

5. niepożądane zmiany w składzie zespołów roślin i zwierząt

3,4,5-spadek bioróżnorodności=> utrata wartości ekonomicznych i rekreacyjnych

Techniczne metody rekultywacji jezior

=>wspólna zasada- poprawić warunki tlenowe i/lub usunąć bądź dezaktywować fosfor

I metoda Olszewskiego(usunięcie wód przydennych)

Po raz pierwszy zastosowana w PL w 1956.Liczba jezior zrekultywowanych: 2, pow: 90-162 ha, max. gł.:12-17 m

Zalety: tania,prosta do zastosowania

Wady: zanieczyszczenie związkami N,P,H2S rzeki do której zrzucana jest woda, długi czas oczekiwania na rezultaty

II metoda Sztuczne natlenianie wód w warstwach przydennych

Liczba jez w PL:14,pow: 7-288 ha, max gł.:4,36m

Wady: energochłonność, dł. czas oczekiwania na efekty

III metoda Inaktywacja fosforu związkami Al.

Liczba jez w PL:1(jez. Starodworskie)

Ograniczenia: zanieczyszczenia związkami Al. Wód, osadów i organizmów

IV metoda Usuwanie osadów

Licz jez. w PL: 1(jez. Mogileńskie; pow 44 ha, max gł. 7m)

Zaleta: wysoka efektywność

Wady: wysokie koszty, trudności techniczne, silna ingerencja w ekosystem

V Usuwanie makrofitów

Liczba jez. w Polsce: brak danych

Wady: brak uzasadnienia metorycznego, szkodliwość dla jezior

Wyniki zabiegów rekultywacyjnych w Polsce w żadnym przypadku nie spełniły oczekiwań.Podobnie np. w NL

Powody:

-natury technicznej: brak rozpoznania naukowego naukowego nadzoru technicznego

-rekultywacyjnym zabiegom nie towarzyszyło dopływu biogenów z zewnątrz

Teorie alternatywnych stanów stabilnych jezior (Sheffer i In, 1993)

Przy stężeniach fosforu ogólnego w zakresie: 15-15ug/l w płytkich jeziorach możliwa dominacja:

Fitoplanktonu(jez. fitoplanktonowe) lub makrofitów(jez. makrofitowe)

Stan pośredni (jez makrofitowo- fitoplanktonowe)

Słodkowodne sinice:

-produkują mikrocystyny

-powodują „zakwit” wód

Konsekwencje zakwitów:

-zacienienie wody, zmiana pH, natlenienie i otężenie nutrientów

-produkcja toksyn

-ubożenie różnorodności gatunkowej mikro i mikroflory

Mechanizmy buforowe podtrzymujące status quo w jeziorach fitoplanktonowych

Silny rozwój fitoplanktonu:

• konkurencja o biogeny biogenny światło, słaby rozwój elodeidów

• brak refugiów dla filtratorów

• brak tarlisk i żerowisk ryb drapieżnych

• niska biomasa ryb drapieżnych w stosunku do niedrapieżnych

• niska efektywność spasania glonów (mało wioślarek, skład i budowa nici fitoplanktonu

• płynne osady- brak możliwości korzenienia się elodeidów

mechanizmy buforowe podtrzymujące status quo w jeziorach makrofitowych

Silny rozwój elodeidów:

• konkurencja o biogeny i światło

• refugia dla filtratorów

• tarliska i żerowiska ryb drapieżnych

• wysoka biomasa ryb drapieżnych drapieżnych stosunku do ryb niedrapieżnych

• wysoka efektywność spasania glonów

• mało zawiesiny=>woda klarowna

biomanipulacja jako metoda rekultywacji jezior

biomanipulacja-zmiany struktury i sieci troficznej w celu polepszenia jakości wody, zwykle poprzez wywoływania efektu kaskadowego

Główny cel biomanipulacji- zmiana stanu fitoplanktonowego jeziora w stan makrofitowy.

Usunięcie ryb planktonożernych poprzez:

-odłowienie

-zwiększenie obsady ryb drapieżnych

-wytrucie(rotenant - wyciąg z liany tropikalnych)

---