Wyróżniona praca w formacie pdf
Transkrypt
Wyróżniona praca w formacie pdf
Badanie stanu hydromorfologicznego (RHS) i ekologicznego (metodą makrofitową) rzeki Łupawy na wybranych odcinkach w okolicach Smołdzina Autor Bartosz Sobocki Klasa II Opiekun mgr Tamara Kropiowska 1 Szkoła II Liceum Ogólnokształcące z Oddziałami Dwujęzycznymi im. A. Mickiewicza w Słupsku Streszczenie Przedmiotem mojej pracy badawczej była ocena parametrów siedliskowych rzeki Łupawy na dwóch stanowiskach w granicach Słowińskiego Parku Narodowego. Badania prowadziłem w lipcu i sierpniu 2015r. na odcinku naturalnym (1) oraz na odcinku przekształconym wskutek prac melioracyjnych i regulacyjnych (2). W pracy wykorzystałem metodę River Habitat Survey (RHS). Następnie zbadałem, korzystając z formularzy dla Makrofitowej Metody Oceny Rzek (MMOR) do zapisania informacji, jak regulacja koryta rzeki wpłynęła na skład ilościowy i jakościowy roślinności. Stan hydromorfologiczny na odcinku 1 oznaczyłem jako słaby, natomiast na odcinku 2 jako zły. Stwierdziłem mniejszą liczbę gatunków oraz mniejszy stopień pokrycia powierzchni koryta rzeki przez roślinność na odcinku 2a w porównaniu z odcinkiem 1a. Wyniki uzyskane dla odcinka 1a wykorzystałem następnie do obliczenia Makrofitowego Indeksu Rzecznego (MIR). Na jego podstawie określiłem stan ekologiczny rzeki Łupawy jako bardzo dobry. Wyznaczony przeze mnie wskaźnik jest wyższy w stosunku do podanego przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Gdańsku (WIOŚ), który określił go jako dobry [5,6]. Wstęp Rzeka Łupawa wypływa na wysokości 202 m n.p.m z jeziora Gogolinko. Jej początkowy bieg zwany jest Obrówką. W końcowym odcinku uchodzi do jeziora Gardno w SPN. Do Bałtyku odpływa krótkim, uregulowanym odcinkiem w miejscowości Rowy. Powierzchnia zlewni Łupawy wynosi 924,5 km². Jej dopływy to: Bukowina, dopływ spod Mydlity, Rokitnica, Rębowa, Darżyńska Struga, Charstnica i Brodniczka. Na odcinku o dł. 58,8 km od ujścia zbudowano 6 elektrowni wodnych o łącznej mocy ok. 0,94 MW w miejscowościach: Łupawa, Poganice, Łebień, Drzeżewo, Żelkowo, Smołdzino [7]. Rzeka charakteryzuje się stosunkowo dużym spadkiem średnim. Szczególnie wysoki spadek osiąga w swym górnym biegu. W dolnych odcinkach jest kręta i wykazuje niewielki spadek zwierciadła wody [10]. Przed elektrowniami obserwowane jest zjawisko cofki, co zmienia charakter przepływu rzeki i warunki bytowania organizmów (np. spowolnienie przepływu). Średni przepływ Łupawy wynosi 8,3m3/s [4]. Łupawa jest zaklasyfikowana do kategorii średnich i dużych rzek nizinnych żwirowych o kodzie 20 [16]. Celem mojej pracy badawczej było dokonanie oceny stanu hydromorfologicznego rzeki Łupawy na dwóch odcinkach, zbadanie wpływu parametrów hydromorfologicznych na roślinność (jej skład ilościowy i jakościowy) oraz ocena stanu ekologicznego rzeki Łupawy. Przyjąłem hipotezę, że prace w zakresie regulacji przebiegu koryta rzeki mają wpływ na występowanie roślinności. 2 Materiał i metody Lokalizację stanowisk badawczych – odcinków rzeki Łupawy w okolicy Smołdzina, przedstawia mapa (Ryc. 1). Ryc. 1. Lokalizacja stanowisk badawczych. Legenda: 1- początek odcinka 1a, 2-koniec odcinka 1a, 3początek odcinka 1, 4 - koniec odcinka 1, 5 - początek odcinka 2, 6 – początek odcinka 2a , 7- koniec odcinka 2a, 8- koniec odcinka 2. Źródło: Ortofotomapa SPN. Prace terenowe prowadziłem w lipcu i sierpniu 2015 roku. Oceny stanu hydromorfologicznego odcinków 1 i 2 dokonałem metodą RHS. Badanie odcinka 1 przeprowadziłem z udziałem pracownika SPN. Wspólnie wypełniliśmy formularz terenowy, co umożliwiło mi opanowanie metodyki badań. Badanie odcinka 2 wykonałem już samodzielnie. W oparciu o formularze pomiarów terenowych, obliczyłem dla każdego stanowiska badawczego, wskaźniki przekształcenia i naturalności siedliska [11]. Na ich podstawie, przy pomocy diagramu klasyfikacyjnego RHS [8], dokonałem oceny stanu hydromorfologicznego odcinków badawczych. Wykonując badania metodą RHS, przemieszczałem się wzdłuż brzegu rzeki na długości 500 metrów dla każdego z odcinków. Następnie wyznaczyłem odcinki o długości 100m (w pracy oznaczone jako 1a i 2a), reprezentatywne dla dwóch badanych przeze mnie wcześniej metodą RHS odcinków. Dokonałem na nich wstępnej identyfikacji roślinności z brzegu. W celu dokładniejszego zbadania roślinności, z uwagi na głębokość rzeki, kontynuowałem obserwacje z kajaka. Ze względów bezpieczeństwa w tym etapie pracy pomagał mi tata, który jednocześnie wykonywał dokumentację fotograficzną. Dla każdego stanowiska badawczego, zebrałem dane w zakresie: szerokości, głębokości i obserwowanych przekształceń koryta, głównego substratu dna, wyliczyłem procent zacienienia 3 oraz powierzchnię badanego odcinka, a także zanotowałem ewentualne czynniki wpływające na wyniki badań. Następnie oznaczyłem gatunki występujących roślin i stopień pokrycia przez nie koryta rzeki. Dane zapisałem w formularzu, stosowanym w MMOR [16], odpowiednio dla każdego z badanych odcinków. Do oznaczenia gatunków wykorzystałem klucze do oznaczania i atlasy [3,12,13,15,17]. Prawidłowość oznaczenia gatunków skonsultowałem z pracownikami SPN. Dane z odcinka 1a, który jest moim zdaniem reprezentatywny dla rzeki Łupawy, wykorzystałem do obliczenia MIR [16]. Na podstawie wartości wskaźnika MIR dokonałem oceny stanu ekologicznego rzeki Łupawy. Wyniki Dla odcinka 1 wskaźniki przekształcenia i naturalności siedliska wyniosły odpowiednio (Habitat Modification Score – 18, Habitat Quality Assessment – 54), dla odcinka 2 (HMS – 53, HQA – 43). Na podstawie wskaźników dokonałem klasyfikacji stanu hydromorfologicznego odcinka 1 na poziomie słabym, odcinka 2 na poziomie złym. Kategorie wartości wskaźnika HMS Tabela 1. Klasyfikacja hydromorfologiczna badanych odcinków. Oznaczone pole IV - odcinek 1, oznaczone pole V - odcinek 2. (I- stan bardzo dobry, II- stan dobry, III- stan umiarkowany, IV- stan słaby, V-stan zły) 0-2 3-8 9-20 21-44 45-100 109-135 I II III III IV Kategorie wartości wskaźnika HQA 82-108 55-81 28-54 II II III II III III III III IV IV IV IV IV V V 0-27 III IV IV V V Dla reprezentatywnych 100-metrowych odcinków 1a i 2a dokonałem porównania ich charakterystyk (Tab. 2) oraz składu ilościowego i jakościowego roślin (Tab. 3). Tabela 2. Porównanie parametrów charakteryzujących odcinki 1a i 2a. Szerokość [m] Głębokość m/% powierzchni Główny substrat dna Modyfikacje koryta Zacienienie Czynniki utrudniające badania 1200 10-20 100% piasek brak 25% brak 1900 10-20 100% Powyżej 1/65% 0,5-1/ 25%, 0,250,5/10% powyżej 1 /90% 0,5-1 /10% piasek wyraźne profilowanie i pogłębienie 50% brak Badany odcinek rzeki Powierzchnia 1a 2a [m2] 4 Tabela 3. Porównanie odcinka 1a i 2a pod względem roślinności, Skala pokrycia: 1: <0,1%, 2: 0,1-1%, 3: 1-2,5%,4: 2,5-5%,5: 5-10%, 6: 10-25%. Odcinek 1a Odcinek 2a Występujący gatunek Skala pokrycia Występujący gatunek Skala pokrycia Ranunculus fluitans Elodea canadensis Lemna minor Glyceria maxima Butomus umbellatus Callitriche palustris Mentha aquatica Phragmites australis Cicuta virosa Scrophularia umbrosa Solanum dulcamara Potamogeton crispus Lycopus europeaus Sparganium erectum Sagittaria sagittifolia Callitriche hamulata Cladophora sp. 2 5 2 3 3 1 1 2 1 1 Ranunculus fluitans Elodea canadensis Lemna minor Glyceria maxima Butomus umbellatus Callitriche palustris Mentha aquatica Phragmites australis Cicuta virosa Equisetum fluviatile 1 1 1 1 1 1 1 - 1 3 1 2 2 1 1 3 1 1 - Do obliczenia MIR wykorzystałem dane z odcinka 1a. Gatunki roślin ujęte na liście gatunków wskaźnikowych zestawiłem w poniższej tabeli. Obliczony przeze mnie indeks osiągnął wartość 47,62. Wskazuje on na bardzo dobry stan ekologiczny rzeki Łupawy. Tabela 4: Gatunki wskaźnikowe dla rzeki Łupawy Gatunek P L W Ranunculus fluitans 2 7 2 Elodea canadensis 5 5 2 Lemna minor 2 2 2 Glyceria maxima 3 3 1 Butomus umbellatus 3 5 2 Callitriche hamulata 1 9 3 Scrophularia umbrosa 1 4 1 Callitriche palustris 1 6 1 Potamogeton crispus 1 4 2 Sparganium erectum 1 3 1 Mentha aquatica 1 5 1 Cicuta virosa 1 6 2 Sagittaria sagittifolia 1 4 2 Cladophora sp. 1 1 2 Razem: 5 𝐖×𝐏 4 10 4 3 6 3 1 1 2 1 1 2 2 2 42 𝐋×𝐖×𝐏 28 50 8 9 30 27 4 6 8 3 5 12 8 2 200 Dyskusja Oba odcinki rzeki, objęte badaniem, znajdują się na terenie SPN. Gdyby wskaźnik HQA dla odcinka 1 osiągnął wartość 55, a nie 54, mógłbym określić jego stan hydromorfologiczny jako umiarkowany, w miejsce słabego. W mojej ocenie, o wyższej wartości przyrodniczej tego stanowiska świadczy chociażby obecność starorzecza, które jako cenny przyrodniczo element środowiska rzecznego powinno być ocenione na dodatkowe 5 punktów. Łącznie, przy takim założeniu, wskaźnik HQA kształtowałby się na poziomie 59 punktów, a stan hydromorfologiczny zostałby oceniony przez mnie jako umiarkowany, co moim zdaniem oddaje w sposób właściwszy charakter odcinka. Zastosowałem się jednak ściśle do instrukcji [11], która nie wymienia starorzeczy jako cennych przyrodniczo elementów środowiska rzecznego. Porównując roślinność odcinka 1a i 2a, potwierdziłem wyższe parametry jakościowe dla odcinka 1a. Na odcinku 2a zanotowałem mniejszą różnorodność gatunkową roślin oraz mniejszą powierzchnię koryta przez nie zajmowaną. Wszystkie gatunki na odcinku 2a, które występowały również na odcinku 1a, osiągnęły w skali pokrycia (Tab. 3) wartości niższe lub równe niż na odcinku 1a. Wyjątek stanowi gatunek Phragmites australis, który na odcinku 1a osiągnął wartość 2, natomiast na odcinku 2a wartość 3. Mniejszy stopień pokrycia jest szczególnie widoczny dla populacji Elodea canadensis: wartość 5 na odcinku 1a (pokrycie procentowe na granicy wartości 5 i 6) oraz 3 na odcinku 2a. Elodea canadensis optimum rozwoju osiąga przy głębokości nie przekraczającej jednego metra [14], czym należy tłumaczyć jej mniejszą liczebność na odcinku 2a, którego 90% powierzchni osiąga głębokość większą niż 1 metr. Ponadto odcinek 2a cechuje spowolniony przepływ, który jest efektem pogłębienia i poszerzenia koryta oraz wyprofilowania brzegów. W przypadku gatunku Ranunculus fluitans to właśnie spowolniony przepływ może być przyczyną zmniejszenia liczby osobników na odcinku 2a, ponieważ rozwój gatunku wymaga wyraźnego przepływu wody oraz piaszczystego lub kamienistego podłoża [9]. R. fluitans preferuje także miejsca gdzie dociera dużo światła [9]. Wprawdzie % zacienienia odcinka 2a jest większy niż 1a (Tab. 2), jednak powierzchnia nasłoneczniona (powierzchnia, na której potencjalnie może występować R. fluitans) jest porównywalna na obu odcinkach (1a – 900m2, 2a – 950m2). Uznałem, że wpływ nasłonecznienia na powierzchnię pokrycia tym gatunkiem porównywanych odcinków nie jest decydujący. Wobec powyższych przykładów wnioskuję, że różnice w składzie jakościowym i ilościowym roślinności na odcinku 1a i 2a powstały głównie wskutek regulacji koryta rzeki wykonanej na odcinku 2. Obliczony przeze mnie MIR, wskazuje na bardzo dobry stan ekologiczny rzeki Łupawy. Na wysoką wartość wskaźnika wpływ miała między innymi obecność stwierdzonej w rzece rzęśli hakowatej (Callitriche hamulata). Obecność tego rzadkiego gatunku w Łupawie potwierdzają badania [1,2]. 6 Porównałem swój wynik z badaniami przeprowadzonymi przez WIOŚ – Raporty z 2013 i 2014 roku [5,6]. Skupiłem się na porównaniu Indeksu MIR. Jest on wyznaczony dla odcinka Łupawa-Smołdzino i osiąga wartość 45,1 (na podstawie uzyskanych informacji). Na jego podstawie stan ekologiczny osiąga w 2013 i 2014 roku stan dobry. Uzyskane z WIOŚ współrzędne odcinka badawczego, na podstawie którego był obliczany MIR wskazują, że znajduje się on niżej niż mój odcinek, w samej miejscowości Smołdzino. Na różnicę między stanem ekologicznym wyznaczonym przeze mnie, a WIOŚ wpływ może mieć właśnie wybór odcinka, konkretnie dopływ zanieczyszczeń z miejscowości Smołdzino. Bibliografia 1. Burchardt L. ( red.) (2005). Ekosystemy wodne Słowińskiego Parku Narodowego. Wydawnictwo Naukowe UAM. 2. Burchardt L. i in. (2004). Plan ochrony Słowińskiego Parku Narodowego. Operat ochronny przyrody nieożywionej. T. VII. Operat ochronny ekosystemów wodnych. Jeleniogórskie Biuro Planowania i Projektowania Sp. z o.o. Jelenia Góra. 3. Cervenka M. (1993). Świat roślin, skał i minerałów. Wydawnictwo Multico. 4. Cieśliński R. (2011). Geograficzne uwarunkowania zmienności hydrochemicznej jezior wybrzeża południowego Bałtyku. Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk. 5. http://www.gdansk.wios.gov.pl/images/files/ios/raporty/rpt13.pdf; 6. http://www.gdansk.wios.gov.pl/images/files/ios/raporty/rpt14.pdf 7. https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%81upawa_%28rzeka%29 8. https://www.polsl.pl/Wydzialy/RG/Wydawnictwa/Documents/kwartal/7_2_13.pdf 9. http://pomorskieparki.pl/files/site-pzpk/download/567/wlosienicznikowe.pdf 10. http://slowinskipn.pl/pl/jeziora-i-rzeki.html 11. Jusik S., River Habitat Survey w Polsce - Biuletyn nr 2/2009, Syntetyczne wskaźniki hydromorfologiczne: http://www.au.poznan.pl/keios/pliki/RHS/BIULETYN%20RHS%202_2009.pdf 12. Kłosowscy S i G. (2001). Roślinny wodne i bagienne. Seria Flora Polski. Wydawnictwo Multico. 13. Mowszowicz J. (1973). Rośliny wodne krajowe. Wydawnictwo Naukowe PWN 14. Podbielkowski Z., Tomaszewicz H. (1996) Zarys Hydrobotaniki. Wydawnictwo Naukowe PWN. 15. Szafer W., Kulczyński S., Pawłowski B. (1967). Rośliny Polskie. Wydawnictwo Naukowe PWN. 16. Szoszkiewicz K., Zbierska J., Jusik S., Zgoła T. (2010) Makrofitowa Metoda Oceny Rzek: podręcznik metodyczny do oceny i klasyfikacji stanu ekologicznego wód płynących w oparciu o rośliny wodne. Bogucki Wydawnictwo Naukowe. 17. Szoszkiewicz K., Jusik S., Zgoła T. (2010) Klucz do oznaczania makrofitów dla potrzeb oceny stanu ekologicznego wód powierzchniowych. Biblioteka Monitoringu Środowiska. 7