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