274

HBWayt Kaszta

ekosystemów, znana pod nazwą biomanipulacji, pojawiła się po raz pierwszy w pracach Shapiro i in. (1975). Pierwsze próby biomanipulacji, których celem było poprawienie jakoici wody w zbiornikach zaporowych, retencjonujących wodę służącą produkcji wody przeznaczonej do spożycia, podejmowane były na początku lat 70. (Vostradovsky i in 1988). W naszym kraju rozpoczęto eksperymenty biomanipulacyjne nieco później. Zapoczątkowano je w 1989 r. i dotyczyły one Jeziora Wirbel (Prejs i in 1994, 1997). Drugi zabieg biomanipulacyjny wykonano na Zbiorniku Maltańskim, położonym na rzece Cybinie w Poznaniu. Przed zabiegiem zbiornik odrestaurowano i ponownie napełniono wodą, a następnie spróbowano utrzymać w nim stan bczrybny (1990-1992). W kolejnych latach (1993-1996) eksperymentowano z kilkoma gatunkami ryb drapieżnych (Gołdyn i in. 1994, 1997. Gołdyn. Mastyński 1998, Kozak. Gołdyn 2004).

Na podstawie licznych eksperymentów, przeprowadzonych w wielu krajach i mających na celu poprawę jakości wody, został sformułowany nowy pogląd, że kontrola biomasy poziomów troficznych przebiega w przeciwnym kierunku do przepływu energii, tj. od szczytu ku podstawie piramidy troficznej. Ten kierunek kontroli biomasy poziomów troficznych (od szczytu do podstawy) określa się jako ..kaskadę troficzną” (Carpcnter i in. 1985). Wcześniejsza koncepcja zakładała, że kontrola ta odbywa się od podstawy w kierunku wyższych poziomów troficznych. Zgodnie z tym starszym poglądem, produkcja fitoplanktonu zależy od zasobności mineralnych związków pokarmowych (przede wszystkim fosforu i azotu), a produkcja wyższych poziomów troficznych (łącznie z rybami) jest proporcjonalna do produkcji fitoplanktonu. W tym wypadku energia przepływa od dołu piramidy troficznej w kierunku szczytu. Tą tradycyjną koncepcję kontroli zaczęto nazywać w literaturze naukowej, w tym polskiej, angielskim określeniem „bottom-up”. zaś hipotezę głoszącą, że przepływ energii zachodzi od szczytu ku podstawie piramidy troficznej jako „top-down”. Założeniem hipotezy „top-down” jest ujemna korelacja wartości biomasy sąsiednich poziomów troficznych. Gdy jest więcej ryb drapieżnych, to jest mniej ryb planktonożemych. a następstwem tego jest więcej zooplanktonu, który skutecznie obniży biomasę fitoplanktonu. Mniej fitoplanktonu spowoduje, że w wodzie pozostanie większa pula niewykorzystanych składników pokarmowych (Lamport, Sommer 2001). Po powstaniu nowej hipotezy i po wielu dyskusjach, czy występuje oddolna, czy odgórna kontrola („albo bottom up, albo top-down”), doszło do sformułowania poglądu bardziej zrównoważonego („może czasem bottom-up, a czasem top-down”) (Opuszyński 1997).

Rozwijając założenia hipotezy „top-down”, mechanizm klasycznej biomanipulacji jest następujący. Teoria ta zakłada, że jakość wody w zeutrofizowanych jeziorach, wyrażana ilością glonów planktonowych, jest bezpośrednio uzależniona od liczebności dużych efektywnych filtratorów (np. dużych rozwielitek - rodzaj Daphnia). Jeśli rozwielitki występują wystarczająco obficie, są w stanie utrzymać rozwój glonów na niskim poziomie i nie dopuścić do zakwitu fitoplanktonu. Ponieważ duże wioślarki (rozwielitki są wioślarkami) są optymalnym pokarmem ryb - są zjadane przez młode osobniki praktycznie wszystkich gatunków ryb oraz przez starsze większości gatunków niery bo żernych - stąd też ilość tych efektywnych filtratorów zależy od presji ryb na zooplankton. Przy mniejszej liczebności ryb planktonożemych, liczebność dużych filtratorów będzie większa, a tym samym wioślarki będą zjadać więcej fitoplanktonu. Inaczej mówiąc, przy dużej liczebności

efektywnych filtratorów liczebność glonów planktonowych będzie niższa, niż to będzie wynikać z modelowych zależności pomiędzy wiosennym stężeniem fosforu a letnią biomasą fitoplanktonu, gdyż glony będą zjadane przez wioślarki. Tak więc, aby zachować dużo wioślnrck a w konsekwencji mieć mato fitoplanktonu i czystą wodę, należy ryby zjadające zooplankton utrzymać na niskim poziomie (Frankiewicz, Zalewski 1994. Kajak 1995, Starmach, Jelonek 2000).

W większości zbiorników wodnych szczególnie istotnej redukcji wśród dużych form zooplanktonu dokonuje narybek masowo rozwijających się okoni i ryb karpiowatych. Ryby dorosłe, pomijając planktonożeme, wywierają znacznie mniejszą presję pokarmową na zooplankton niż osobniki młodociane. Stąd oczywisty jest fakt, że należy dążyć do ograniczenia wylęgu ryb karpiowatych i okonia (okoń przechodzi na rybożerstwo w wieku 7-8 lat; wcześniej jego dominujący składnik diety stanowi zooplankton).

W zbiornikach zaporowych niską liczebność ryb planktonożemych uzyskuje się gtfwnie poprzez prowadzenie specjalistycznej gospodarki lybackięj. Utrzymanie odpowiedniego składu gatunkowego ryb polega na (Starmach, Jelonek 2000):

-    ochronie populacji ryb drapieżnych, za wyjątkiem starszych roczników, mało aktywnie Zerujących na drobnych rybach planktonożemych;

-    ochronie naturalnych tarlisk ryb drapieżnych;

-    zarybianiu rybami drapieżnymi naturalnie występującymi w zbiorniku (szczupak, sandacz);

• wprowadzaniu nowych dla ichtiofauny zbiornika gatunków drapieżnych (sum europejski, boleń);

-    selektywnym odłowie drobnych małocennych ryb, co w konsekwencji powinno doprowadzić do ograniczenia ich liczebności.

Jak wynika z powyższego, w celu zwalczania nadmiernego rozwoju fitoplanktonu należy preferować drapieżne gatunki ryb (rybożeme). Ich ochronę należy rozumieć jako ograniczenie presji połowowej na osobniki młode. Realizuje się to poprzez odpowiednio ukierunkowane połowy gospodarcze, za pomocą których dąży się do utrzymania w zbiorniku młodych populacji drapieżników efektywnie wyżerających stadia młodociane ryb planktonożemych i bcntosożerych. Te populacje drapieżników nie powinny być obiektem eksploatacji rybackiej. Starsze roczniki, ponieważ mało aktywnie Zerują na drobnych rybach planktonożemych, mogą być odławiane. Na przykład, w Zbiorniku Goczałkowickim zalecono, by gospodarcze połowy szczupaka i sandacza obejmowały osobniki o ciężarze osobniczym powyżej 2 kg, tj. piąty rocznik (Starmach. Kasza 2000).

Aby ryby drapieżne były skutecznym regulatorem wielkości populacji ryb planktonożemych i utrzymywały ich liczebność na pożądanym poziomie, musi być ryb tybożemych odpowiednio dużo. Istnieją rozbieżności w poglądach dotyczących proporcji ilości ryb drapieżnych do niedrapieżnych, by wpływ tych pierwszych na ich ofiary mógłby być znaczący. Według Mastyńskiego i Wajdowicza (1994) prawidłowy stosunek drapieżników do ryb niedrapieżnych wynosi 25 : 75, zaś Starmach (1988) uważa. Ze ryb drapieżnych w ogólnej biomasie powinno być więcej (minimum 30%). Jak podaje Johnson (za Opuszyńskim 1997), aby szczupak mógł oddziaływać na liczebność zespołu ryb. jego biomasa winna stanowić co najmniej 25-30% biomasy zespołu.