GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA

Transkrypt

1 WYBÓR TYPÓW JEDNOLITYCH CZĘŚCI WÓD RZECZNYCH I JEZIORNYCH DO OCENY STANU EKOLOGICZNEGO NA PODSTAWIE FITOBENTOSU WRAZ Z REKOMENDACJĄ METODYKI POBORU I ANALIZY PRÓB GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 1

2 ZAKŁAD EKOLOGII Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Oddział we Wrocławiu Dr Joanna Picińska-Fałtynowicz joanna.faltynowicz@imgw.wroc.pl Dr Jan Błachuta jan.blachuta@imgw.wroc.pl Dr Jadwiga Kotowicz Mgr Michał Mazurek Wiesława Rawa SPIS TREŚCI Str. WSTĘP 3 1. WYKORZYSTANE MATERIAŁY 5 2. ANALIZA DANYCH LITERATUROWYCH DOTYCZĄCYCH WPŁYWU PRESJI NA 10 OKRZEMKI BENTOSOWE W RÓŻNYCH TYPACH RZEK I JEZIOR 3. WYZNACZENIE TYPÓW RZEK I JEZIOR DO OCENY STANU EKOLOGICZNEGO ZA 11 POMOCĄ FITOBENTOSU OKRZEMKOWEGO 3.1. Typy rzek Typy jezior PRZEGLĄD METODYK BADANIA FITOBENTOSU OKRZEMKOWEGO W EUROPIE Indeksy okrzemkowe stosowane w krajach Unii Europejskiej Wybór indeksów okrzemkowych do stosowania w rzekach Polski Wybór indeksów okrzemkowych do stosowania w jeziorach Polski WYZNACZENIE GRANIC KLAS STANU EKOLOGICZNEGO DLA METRIKÓW Granice klas dla metrika do oceny stanu ekologicznego rzek Granice klas dla metrika do oceny stanu ekologicznego jezior METODYKA OCENY STANU EKOLOGICZNEGO RZEK I JEZIOR NA PODSTAWIE 31 OKRZEMEK BENTOSOWYCH 7. NORMY EUROPEJSKIE DOTYCZĄCE METOD POBORU PRÓB OKRZEMEK 31 BENTOSOWYCH, ICH WSTĘPNEGO PRZYGOTOWANIA ORAZ ANALIZY MIKROSKOPOWEJ 8. PRZEWODNIK METODYCZNY Zasady poboru i opracowania prób fitobentosu 32 okrzemkowego z rzek i jezior 9. PROPOZYCJA PROGRAMU MONITORINGU DIAGNOSTYCZNEGO I 32 OPERACYJNEGO DLA JCW RZEK I JCW JEZIOR DO OCENY STANU EKOLOGICZNEGO ZA POMOCĄ FITOBENTOSU OKRZEMKOWEGO 9.1. Metodyka prowadzenia badań monitoringowych Punkty monitoringowe na wyznaczonych typach rzek Punkty monitoringowe na wyznaczonych typach jezior Termin i częstotliwość poboru prób fitobentosu okrzemkowego Zakres polowych badań fizyczno chemicznych Wzory protokołów poboru prób i rejestracji wyników 36 Załączniki: Załącznik 1. Wykaz taksonów wskaźnikowych i referencyjnych dla fitobentosu rzek. Załącznik 2. Wykaz taksonów okrzemek wskaźnikowych dla fitobentosu jezior. Załącznik 3B. Wykaz taksonów referencyjnych dla wszystkich typów jezior. Załącznik 3C. Wykaz taksonów referencyjnych ubikwistycznych dla jezior grupy II i degradacji dla grupy I. Załącznik 3D. Wykaz taksonów wskaźnikowych degradacji dla obu grup jezior. Przewodnik metodyczny: Zasady Poboru i opracowania prób fitobentosu okrzemkowego z rzek i jezior. Wrocław, grudzień 2006 GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA

3 WSTĘP Terminem fitobentos określono zbiorowiska fotoautotroficznych mikroorganizmów rozwijające się na dnie i w strefie przydennej zbiorników wód stojących i płynących. W zależności od rodzaju podłoża, wyróżniono kilka typów tych zbiorowisk: epiliton na podłożu skalnym, epipelon na powierzchni osadów miękkich, takich jak piasek czy muł, epifiton na powierzchni organów roślin naczyniowych, czy epiksylon na martwym drewnie (Round 1981). W skład zbiorowisk fitobentosu w wodach słodkich wchodzą prokariotyczne cyjanobakterie (sinice), rośliny niższe, tzn. zielenice i krasnorosty oraz przedstawiciele innych grup taksonomicznych, przede wszystkim Chromista, wśród których znajdują się okrzemki (Bacillariophyta). Organizmy te są ulubionym obiektem pokaźnej rzeszy badaczy różnych specjalności. Dzięki charakterystycznej budowie komórki, a szczególnie ściany komórkowej impregnowanej krzemionką, okrzemki zachowują się w osadach morskich i jeziornych i na ich podstawie można odtworzyć historię danego zbiornika (paleoekologia). Obfite ich złoża w postaci tzw. ziemi okrzemkowej są eksploatowane przez człowieka na skalę przemysłową. Okrzemki w postaci trwałych preparatów, zamykanych w powietrzu lub w specjalnych żywicach są praktycznie niezniszczalne i jeśli są dobrze udokumentowane, stanowią cenną bazę do badań taksonomicznych i autekologicznych. Dodatkowo, ogromny postęp w mikroskopii, zwłaszcza elektronowej oraz mikrofotografii sprawiły, że Bacillariophyta są obecnie jedną z najlepiej poznanych i udokumentowanych grup organizmów wodnych. Okrzemki występują powszechnie w przyrodzie i najczęściej tworzą dobrze wyróżnialne zbiorowiska. Liczne z nich mają charakter kosmopolityczny. Stwierdzono również, że znaczna część taksonów ma ściśle określone wymagania odnośnie warunków siedliskowych, szczególnie trofii, zanieczyszczeń organicznych, odczynu i zasolenia (Kawecka, Eloranta 1994). Te cechy sprawiły, że okrzemki są bardzo dobrymi bioindykatorami. W Ramowej Dyrektywie Wodnej (RDW UE, 2000) ustanawiającej zasady postępowania w dziedzinie polityki wodnej w krajach członkowskich, w definicjach normatywnych określających klasyfikację statusu ekologicznego rzek i jezior, jednym z biologicznych elementów jakości jest fitobentos (RDW UE 2000, Załącznik V). Na obecnym etapie wdrażania dyrektywy, większość krajów członkowskich uwzględnia fitobentos okrzemkowy GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 3

4 ze względu na najlepiej opracowaną metodykę badawczą i metodykę oceny statusu ekologicznego części wód powierzchniowych w oparciu o to zbiorowisko. Celem niniejszego opracowania jest wytypowanie jednolitych części wód rzecznych i jeziornych, których stan ekologiczny może być oceniany za pomocą fitobentosu, a ściślej zbiorowisk okrzemek bentosowych czyli fitobentosu okrzemkowego. Zakres pracy obejmuje następujące zagadnienia: 1. Wybór typów jednolitych części wód rzecznych i jeziornych do oceny stanu ekologicznego na podstawie fitobentosu okrzemkowego o Analiza danych literaturowych na temat wpływu presji na okrzemki bentosowe w różnych typach rzek i jezior oraz celowości badania tego zbiorowiska o Wyznaczenie typów rzek i jezior, których stan ekologiczny powinien być oceniany w oparciu o fitobentos okrzemkowy. 2. Przegląd metodyk badania fitobentosu okrzemkowego w Europie o Przegląd najczęściej stosowanych w krajach UE indeksów okrzemkowych o Wybór lub opracowanie indeksów okrzemkowych do stosowania w Polsce 3. Wyznaczenie dla wybranych metriksów granic klas stanów bardzo dobry/dobry, dobry/umiarkowany, umiarkowany/słaby oraz słaby/zły 4. Uwzględnienie aktualnych norm europejskich, określających sposób poboru prób, ich wstępne przygotowanie laboratoryjne oraz analizę mikroskopową 5. Opracowanie metodyki oceny stanu ekologicznego rzek i jezior na podstawie okrzemek bentosowych 6. Opracowanie przewodnika dla WIOŚ, który będzie uwzględniał wybraną metodykę poboru i analizy laboratoryjnej próby 7. Propozycja programu monitoringu diagnostycznego i operacyjnego dla JCW rzek i JCW jezior wyznaczonych jako te, w których stan ekologiczny może być oceniany na podstawie fitobentosu okrzemkowego o Metodyka prowadzenia badań monitoringowych o Przyporządkowanie istniejących punktów monitoringowych do wyznaczonych typów rzek i jezior o Termin i częstotliwość poboru prób o Zakres polowych badań fizyczno-chemicznych o Wzory protokołów poboru prób i rejestracji wyników 1. WYKORZYSTANE MATERIAŁY GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 4

5 AFNOR, Qualité de l EAU. Détermination de l Indice Biologique Diatomées (IBD). Norme NF T s Blanco, S., Ector, L., Becares, E., Epiphytic diatoms as water indicators in Spanish shallow lakes. Vie Milieu 54 (2 3): Braukmann, U., Biological indication of stream acidity in Baden Württemberg. W: Böhmer J. & Rahmann H. (red.): Bioindikationsverfahren zur Gewässerversauerung. Veröff. Projekt Angewandte Ökologie (PAÖ) 3: Ciutti, F., Beltrami, M. E., Cappeletti, C., Corradini, F., 2006a. Littoral diatoms and trophy state of three subalpine lakes (Trento, Italy). W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s Ciutti, F., Beltrami, M. E., Cappeletti, C., Della Bella, V., Mancini, L., 2006b. Use of diatoms to evaluate water quality in Italy: towards implemetation of the European Water Framework Directive. W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s. 37. Coring, E., Use of diatoms for monitoring acidification in small mountain rivers in Germany with special emphasis on Diatom Assemblage Type Analysis (DATA). W: Whitton, B.A. & Rott, E. (red.): Use of Algae for Monitoring Rivers II. Institut für Botanik. Universität Innsbruck. s Coste, M., in CEMAGREF, Étude des méthodes biologiques d appréciation quantitative de la qualité des eaux. Rapport Q. E. Lyon A. F. Bassin Rhône Méditérannée Corse. s Coste, M., Leynaud, G., Etudes sur la mise au point d une methodologie biologique de determination de la qualite des eaux en milieu fluvial. Rapport C.T.G.R.E.F. ce financiere de bassin Seine-Normandie. s Coste, M., Ayphassorho J., Étude de la qualité des eaux du Bassin Artois Picardie a l aide des communautés de diatomées benthiques (application des indices diatomiques). Rapport CEMAGREF. Bordeaux Agence de i Eau Artois Picardie, Douai. Coste, M.. Tison, J., Prygiel, J., Boutry, S., Delmas, F Diatom indices used in France for monitoring rivers: last improvements following the EU Water Framework Directive requirements. W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s. 38. Dell Uomo, A., Assessment of water quality of an Apennine river as a pilot study for diatom based monitoring of Italian watercourses. W: Whitton, B.A. & Rott, E. (red.): Use of Algae for Monitoring Rivers II. Institut für Botanik. Universität Innsbruck. s GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 5

6 Dell Uomo, A., Torrisi, M., Cavalieri, S., Corsini, A., L indice diatomico di eutrofizzazione/polluzione (EPI D) nel monitoraggio delle acquae correnti. Linee guida. Agenzia per la Protezione dell Ambiente e per i Servizi Tecnici, Centro Tematico Nazionale Acque Interne e Marino Costiere. s Denys, L., A check list of the diatoms in the Holocene deposits of the Western Belgian coastal plain with a survey of their apparent ecological requirements. I Introduction, ecological code and complete list. Professional paper. Ministere des Affaires Economiques Service Geologique de Belgique. s Descy, J-P., 1976a. Utilisation des algues benthiques comme indicateurs biologiques de la qualite des eaux courantes. W: Pesson P. (red.): La Pollution des Eaux Continentales. Gauthiers Villars: Descy, J-P., 1976b. Etude quantitative du peuplement algal benthique en vue de l etablissement d une methodologie d estimation biologique de la qualite des eaux courantes. Application au cours belge de la Meuse et de la Sambre. Recherche et Technique au Service de l Environment. CEBEDOC, Liege: Descy, J-P., A new approach to water quality estimation using diatoms. Nova Hedwigia 64: Descy, J-P., Coste, M., A test of methods for assessing water quality based on diatoms. Verh. Int. Verein. Limnol. 24: Ector, L., Hoffmann, L European norms for sampling and variability of diatom communities and indices in French rivers. W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s. 43. Eloranta, P., Periphytic diatoms as indicators of lake acidity. Verh. Intern. Verein. Limnol. 23: Hendrickx, A., Denys, L Toepassing van verschillende biologische beoordelingssystemen op vlaamse potentële interkalibratielocaties overeenkomstig de europese kaderrichtlijn water: partim fytobentos. Rapporten van het Instituut voor Natuurbehoud, 2005(06). Instituut voor Natuurbehoud, Brussel, Belgium. s Hofmann G., Aufwuchs Diatomeen in Seen und ihre Eignung als Indikatoren der Trophie. Bibliotheca Diatomologica 30: Hofmann G., Trophiebewertung von Seen anhand von Aufwuchsdiatomeen. In: Tümpling W., Friedrich G. (eds.): Biologische Gewässeruntersuchung 2: Kahlert, M., Andren, C., Jarlman, A Diatoms as biomonitoring tools in Sweden. W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s Kawecka, B., Eloranta, P. V., Zarys ekologii glonów wód słodkich i środowisk lądowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. s GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 6

7 Kwandrans, J., Eloranta, P., Kawecka, B., Wojtan, K., Use of benthic diatom communities to evaluate water quality in rivers of southern Poland. W: Prygiel J., Whitton, B.A. & Bukowska, J. (red.): Use of Algae for Monitoring Rivers III. Agence de l Eau Artois Picardie, Douai. s Kitner, M., Poulickova, A., Littoral diatoms as indicators for eutrophication of shallow lakes. Hydrobiologia : Kelly, M.G. & Whitton, B.A The trophic diatom index: a new index for monitoring eutrophication in rivers. J. Appl. Phycol. 7: Kelly M.G., Cazaubon A., Coring E., Dell Uomo A., Ector L., Goldsmith B., Guasch H., Huerlimann J., Jarlman A., Kawecka B., Kwandrans J., Laudaste R., Lindstroem E. A., Leitao M., Marvan P., Padisak J., Pipp E., Prygiel J., Rott E., Sabater S., Van Dam H., Vizinet J Recommendations for the routine sampling of diatoms for water quality assessment in Europe. J. Applied Phycol. 10: Kelly, M.G., Bennett, C., Coste, M., Delmas, F., Denys, L., Ector, L., Fauville, C., Ferreol, M., Golub, M., Kahlert, M., Lucey, L., Ni Chathain, B., Pardo, I., Pfister, P., Picinska-Faltynowicz, J., Schranz, Ch., Schaumburg, J., Tison, J., van Dam, H., Vilbaste, S., 2006a. Central/Baltic GIG Phytobenthos Intercalibration Exercise. Draft final report. s Kelly, M.G., Rippey, B., King, L., Ni Chathain, B., McQuillan, C., Poole, M., 2006b. Use of phytobenhos for evaluating ecological status in Ireland. Report. to North South Shared Aquatic Resource (NSShARe) project. Kelly, M.G., Juggins, S., Bennion, H., Burgess, A., Yallop, M., Hirst, H., King, L., Jamieson, J., Guthrie, R., Rippey, B. 2006c. Use of diatoms for evaluating ecological status in UK freshwaters. Draft final report to Environment Agency. s Kolada, A., Soszka, H., Cydzik, D., Gołub, M., Typologia abiotyczna jezior Polski zgodna z wymogami Ramowej Dyrektywy Wodnej. W: A.T. Jankowski & M. Rzętała (red.): Jeziora i sztuczne zbiorniki wodne. Uniw. Śląski, Sosnowiec. S Krammer, K., Lange-Bertalot, H., Süβwasserflora von Mitteleuropa. Bacillariophyceae 2/1: Naviculaceae. Gustav Fischer Verlag, Jena. s Krammer, K., Lange-Bertalot, H., Süβwasserflora von Mitteleuropa. Bacillariophyceae 2/2: Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart Jena. s Krammer, K., Lange-Bertalot, H., 1991a. Süβwasserflora von Mitteleuropa. Bacillariophyceae 2/3: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. Gustav Fischer Verlag, Jena. s Krammer, K., Lange-Bertalot, H., 1991b. Süβwasserflora von Mitteleuropa. Bacillariophyceae 2/4: Achnanthaceae. Kritische Ergänzungen zu Navicula (Lineolatae) und Gomphonema Gustav Fischer Verlag, Jena. s Lange Bertalot, H., Pollution tolerance of diatoms as a criterion for water quality estimation. Nova Hedwigia Beih. 64: Lange-Bertalot, H., Metzeltin, D., Oligotrophie-Indikatoren. 800 Taxa repräsentativ für drei diverse Seen Typen. Kalkreich Oligodystroph Schwach gepuffertes Weichwasser. Iconographia Diatomologica, 2: GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 7

8 Leclerq, L., Maquet, B., Deux nouveaux indices chimique et diatomique de qualité d eau courante. Application au Samson et a ses affluents (bassin de la Meuse belge). Comparaison avec d autres indices chimiques, biocénotiques et diatomiques. Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique, document de travail 28. Lecointe, C., Coste, M., Prygiel, J., OMNIDIA : A software for taxonomy, calculation of diatom indices and inventories management. Hydrobiologia 269/270: Lenoir, A., Coste, M., Development of a practical diatom index of overall water quality applicable to the French National Water Board network. W: Whitton, B.A. & Rott, E. (red.): Use of Algae for Monitoring Rivers II. Institut für Botanik. Universität Innsbruck. s Morin, S., Coste, M., Metal induced shifts in the morphology of diatoms from the Riou Mort and Riou Viou streams (South Wets France). W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s Picińska-Fałtynowicz, J., Epilithic diatom communities and their indicative value of streams of Sudety Mts. (SW Poland). W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s PN EN Jakość wody. Pobieranie próbek. Wytyczne dotyczące technik pobierania próbek. PN EN ISO Jakość wody. Pobieranie próbek. Część 4:Wytyczne dotyczące pobierania próbek z jezior naturalnych i sztucznych zbiorników zaporowych. PN EN 14407:2005. Jakość wody. Wytyczne dotyczące identyfikacji, oznaczania ilościowego i interpretacji próbek dennych okrzemek z wód bieżących. PN EN ISO Jakość wody. Pobieranie próbek. Część 3:Wytyczne dotyczące utrwalania i postępowania z próbkami wody. PN EN Jakość wody. Wytyczne do rutynowego pobierania próbek oraz wstępnego przygotowania do analiz okrzemek bentosowych z rzek. PN ISO Jakość wody. Pobieranie próbek. Część 6:Wytyczne dotyczące pobierania próbek z rzek i strumieni. Poulickova, A., Duchoslav, M., Dokulil, M., Littoral diatom assemblages as bioindicators of lake trophic status: A case study from perialpine lakes in Austria. Eur. J. Phycol. 39: Resk, N.M., Szabo, K., Taba, Gy., Kiss, K.T., Application of epiphytic diatoms in water quality monitoring of lake Velence reccomendations and assignments. Acta Bot. Hungarica 47 (3 4): Rott, E., Hofmann, G., Pall, K., Pfister, P., Pipp, E., Indikationslisten für Aufwuchsalgen. Teil 1: Saprobielle Indikation. Bundesministerium für Landund Forstwirtschaft. Wien. s Rott, E., Pfister, P., van Dam, H., Pipp, E., Pall, K., Binder, N., Ortler, K., Indikationslisten für Aufwuchsalgen in österreichschen Flieβgewässern. Teil 2: Trophiendikation sowie geochemische Präferenz, taxonomische und GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 8

9 toxikologische Anmerkungen. Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft. Wien. s Round, F. E., The ecology of algae. Cambridge University Press, Cambridge. s Schaumburg, J., Schmedtje, U., Schranz, Ch., Köpf, B., Schneider, S., Meilinger, P., Hofmann, G., Gutowski, A., Foerster, J., 2005a. Instruction Protokol for the ecological Assessment of Running Waters for Implementation of the EU Water Framework Directive: Macrophytes and Phytobenthos. Bavarian Water Management Agency. München. s Schaumburg, J., Schmedtje, U., Schranz, Ch., Köpf, B., Schneider, S., Stelzer, D., Hofmann, G., 2005b. Instruction Protokol for the ecological Assessment of Lakes for Implementation of the EU Water Framework Directive: Macrophytes and Phytobenthos. Bavarian Water Management Agency. München. s Schiefele, S., Schreiner, C., The use of diatoms for monitoring nutrient enrichment, acidification and impact of salt in rivers in Germany and Austria. W: Whitton, B.A., Rott, E., Friedrich, G. (red.): Use of Algae for Monitoring Rivers. Institut für Botanik. Universität Innsbruck. s Schoenfelder, I., Gelbrecht, J., Schoenfelder, J, Steinberg, C.E.W., Relationships between littoral diatoms and their chemical environment in northeastern German lakes and rivers. J. Phycol. 38: Slàdeček, V., Diatoms as indicators of organic pollution. Acta Hydrochim. Hydrobiol. 14(5): Steinberg, C., Schiefele, S., Biological indication of trophy and pollution of running waters. Z. Wasser Abwasser Forch. 21: Wojtal, A., Kwandrans, J., Use of algae for monitoring in Poland Appicability of diatom indices for ecological status estimation in rivers of southern Poland (preliminary results). W: Acs, E., Kiss, T., Padisak, J & Szabo, E. (red.): 6th International Symposium: Use of Algae for Monitoring Rivers, Hungary Program, Abstracts & Extended Abstracts. Hungarian Algological Society, Göd, Hungary. s Zelinka, M., Marvan, P., Zur Prazisierung der biologischen Klassifikation des Reinheit fliessender Gewässer. Arch. Hydrobiol. 57: GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 9

10 2. ANALIZA DANYCH LITERATUROWYCH NA TEMAT WPŁYWU PRESJI NA OKRZEMKI BENTOSOWE W RÓŻNYCH TYPACH RZEK I JEZIOR Okrzemki od dawna są wykorzystywane jako wskaźniki różnych cech środowiska wodnego, np. odczynu ph, trofii, zanieczyszczenia, czy zasolenia (Kawecka, Eloranta 1994). Informacje na temat autekologii taksonów okrzemek, zgromadzone w wyniku długoletnich badań pozwoliły stworzyć systemy uwzględniające ich preferencje w odniesieniu do różnych parametrów siedliskowych (Eloranta 1988, Denys 1991). Dzięki krótkiemu cyklowi życiowemu, organizmy te szybko reagują na zmiany, a skład gatunkowy i liczebność populacji odzwierciedlają aktualny stan siedliska, w którym żyją. W latach 70tych ubiegłego wieku, nasiliło się zanieczyszczenie wód płynących w Europie, spowodowane zarówno źródłami punktowymi (ścieki komunalne i przemysłowe) jak i rozproszonymi (spływ z pól nieorganicznych związków mineralnych fosforu i azotu jako efekt intensywnego stosowania nawozów sztucznych w rolnictwie, kwaśne deszcze). Zaobserwowano wówczas, że zbiorowiska okrzemek osiadłych w rzekach są czułym indykatorem poziomu tych zanieczyszczeń. Lange Bertalot (1979), na podstawie badań Renu i Menu, wyróżnił trzy grupy gatunków wskaźnikowych: wrażliwych, tolerancyjnych i odpornych na zanieczyszczenia organiczne, Steinberg i Schiefele (1988) oraz Schiefele i Schreiner (1991) stwierdzili, że zbiorowiska okrzemek osiadłych w rzekach odzwierciedlają także poziom trofii. Z kolei zakwaszenie wód, spowodowane kwaśnymi deszczami lub zrzutami wód kopalnianych powoduje zdominowanie fitobentosu przez gatunki acydofilne i acydobiontyczne (Braukmann 1992, Coring 1996, Kahlert i in. 2006).Natomiast zasolenie wód rzecznych (np. zrzuty kopalniane) powoduje pojawianie się gatunków halofilnych. Stwierdzono również, że okrzemki wyraźnie reagują na zanieczyszczenie wód metalami, np. cynkiem i kadmem, poprzez wytwarzanie małych (w porównaniu z typowymi dla gatunku) i zniekształconych komórek (Morin & Coste 2006). W jeziorach, zbiorowiska okrzemek osiadłych w strefie litoralu podlegają podobnym presjom, ale szczególny nacisk kładzie się na eutrofizację i zakwaszanie wód (Eloranta 1990, Hofmann 1994, Lange Bertalot & Metzeltin 1996, Schoenfelder i in. 2002, Blanco i in. 2004, Poulickova i in. 2004, Ciutti i in. 2006). GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 10

11 3. WYZNACZENIE TYPÓW RZEK I JEZIOR DO OCENY STANU EKOLOGICZNEGO ZA POMOCĄ FITOBENTOSU OKRZEMKOWEGO 3.1. Typy rzek W oparciu o opracowanie Schaumburga i in. (2005a) dotyczące oceny stanu ekologicznego wód płynących w Niemczech za pomocą fitobentosu, zastosowano następujące kryteria doboru polskich potoków i rzek do oceny na podstawie fitobentosu okrzemkowego: położenie (wysokość n.p.m.), budowę geologiczną zlewni oraz wielkość zlewni, czyli parametry uwzględniane w typologii rzek Polski. Wybrane polskie typy porównano z niemieckimi typami okrzemkowymi. Grupa I (z braku dokładnego odpowiednika, przyporządkowana najbardziej pasującemu niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_2a): Typ 1. Potok tatrzański krzemianowy Utwory powierzchniowe: skały magmowe i metamorficzne granity, gnejsy i podobne. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość > 800 m n.p.m. W dolinach wciosowych, skrzynkowych lub wannowych. Bieg prosty lub łagodnie kręty (S 1,01-1,25 (1,50)). Dno skaliste i kamieniste z dużymi głazami, osady drobnoziarniste (żwir, gruby piasek, detrytus) zajmują niewielkie powierzchnie. Brzegi płaskie, mogą być z rozległymi odsypiskami kamiennymi (kamieńcami). Profil podłużny wyrównany. Spadek koryta > 25, najczęściej 50 lub więcej. Ruch wody turbulentny, prędkość przepływu duża. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa < mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,0-8,5. Wykazuje tendencje do zakwaszenia. Typ 2. Potok tatrzański węglanowy Utwory powierzchniowe: skały węglanowe Tatr Zachodnich. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość > 800 m n.p.m. W dolinach wciosowych, skrzynkowych lub wannowych. Bieg prosty lub łagodnie kręty (S 1,01-1,25 (1,50)). Dno skaliste i kamieniste z dużymi głazami, osady drobnoziarniste (żwir, gruby piasek, detrytus) zajmują niewielkie powierzchnie. Brzegi płaskie. Profil podłużny wyrównany lub wypukły. Spadek koryta > 25, najczęściej 50 lub więcej. Ruch wody turbulentny, prędkość przepływu duża. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa >110 mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna >180 mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,5. Wody dobrze zbuforowane, bez tendencji do zakwaszenia. GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 11

12 Typ 3. Potok sudecki Utwory powierzchniowe: skały wulkaniczne i metamorficzne granity, gnejsy, w Masywie Śnieżnika w skałach metamorficznych soczewy wapienia krystalicznego. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość > 800 m n.p.m. W dolinach wciosowych, skrzynkowych lub wannowych. Bieg prosty lub łagodnie kręty (S 1,01-1,25 (1,50)). Dno skaliste i kamieniste z dużymi głazami, osady drobnoziarniste (żwir, gruby piasek, detrytus) zajmują niewielkie powierzchnie. Profil podłużny wyrównany lub wypukły. Spadek koryta > 25, najczęściej 50 lub więcej. Ruch wody turbulentny, prędkość przepływu duża. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa < mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 5,7-8,0. W Karkonoszach wody wykazują tendencję do zakwaszenia, w Masywie Śnieżnika stosunkowo dobrze zbuforowane. Grupa II (najbardziej zbliżona do niemieckiego typu okrzemkowego D_6): Typ 4. Potok wyżynny krzemianowy z substratem gruboziarnistym Utwory powierzchniowe: łupki, gnejsy, granity, inne skały wulkaniczne i metamorficzne; mogą być przykryte płytką pokrywą czwartorzędową. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość m n.p.m. W dolinach wciosowych lub skrzynkowych. Bieg prosty lub kręty, a nawet meandrujący (S 1,01-1,50). Dno z otoczakami i kamieniami, mogą się tworzyć niewielkie kamieniste odsypiska. Lokalnie osady drobnoziarniste (żwir, gruby piasek, detrytus). Profil podłużny wyrównany. Spadek koryta > 5, najczęściej 10 lub więcej. Ruch wody turbulentny, prędkość przepływu duża. Duże sezonowe wahania objętości przepływu. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa < mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,5-8,0. Wody wykazują tendencję do zakwaszenia. Grupa III (odpowiada niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_4): Typ 5. Potok wyżynny krzemianowy z substratem drobnoziarnistym Utwory powierzchniowe: piaskowce. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość m n.p.m. W dolinach skrzynkowych. Bieg kręty, a nawet meandrujący (S 1,25-1,50). Dno bogate w sedymenty drobnoziarniste piasek i żwiry, lokalnie mogą występować kamienie oraz detrytus. Często piaszczyste lub piaszczysto-żwirowe odsypiska. Profil podłużny wyrównany. Spadek koryta Ruch wody na plosach powolny, laminarny, na bystrzach turbulentny, prędkość przepływu zmienna. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa <18-90 mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,0-7,0. Wody GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 12

13 słabo zbuforowane, wykazują tendencję do zakwaszenia podobnie jak potoki nizinne piaszczyste (typ 17). Grupa IV (odpowiada niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_7a): Typ 6. Potok wyżynny węglanowy z substratem drobnoziarnistym Utwory powierzchniowe: lessy, kreda, kajper. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość m n.p.m. Bieg kręty lub meandrujący (S 1,25->1,50). Dno głęboko wyerodowane, brzegi często strome, podcięte. Dno z osadami drobnoziarnistymi, rzadziej z piaskiem lub żwirem. Lokalnie kamienie lub gruby substrat organiczny (pnie, gałęzie). Głębokość zmienna, poniżej przeszkód poprzecznych i na wklęsłych łukach często głębokie wymycia. Niekiedy jedyny twardy substrat tworzą pnie i gałęzie. Spadek koryta Ruch wody powolny, laminarny, na bystrzach turbulentny, prędkość przepływu zmienna. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,5. Duże wahania objętości przepływu, po deszczach woda prowadzi dużo zawiesin. Grupa V (odpowiada niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_5): Typ 8. Mała rzeka wyżynna krzemianowa Utwory powierzchniowe: łupki i podobne, piaskowce, gnejsy i podobne, granity i podobne, inne wulkaniczne. Wielkość zlewni km 2. Wysokość m n.p.m. W wąskich dolinach wciosowych bieg prosty lub lekko kręty, w szerokich skrzynkowych lub wannowych kręty, w płaskodennych dolinach o dnie akumulacyjnym (rzadko) nawet meandrujący z możliwością występowania licznych koryt bocznych. Dno z grubym żwirem i kamieniami, lokalnie drobny żwir, rzadziej piasek i ił. Spadek koryta 1-15 (sporadycznie >15 ). Prędkość przepływu duża, ruch turbulentny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,0. Bardzo duże wahania objętości przepływu, wyraźne ekstrema w okresie topnienia śniegu. Typ 10. Średnia rzeka wyżynna zachodnia Utwory powierzchniowe: w płaskich dolinach akumulacyjnych >300 m. Wielkość zlewni km 2. Wysokość m n.p.m. W wąskich dolinach bieg prosty lub lekko kręty, w szerokich kręty a nawet meandrujący, możliwe koryta boczne i starorzecza. Dno z kamieniami i gruzem lub żwirem, lokalnie rozległe odsypiska z materiału drobnoziarnistego. Spadek koryta 0,1-2 (lokalnie >3 ). Prędkość przepływu zmienna, ruch wody na bystrzach GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 13

14 turbulentny, na plosach laminarny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,5. Duże wahania objętości przepływu, ekstremalnie duże wezbrania. Grupa VI (odpowiada niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_8): Typ 7. Potok wyżynny węglanowy z substratem gruboziarnistym Utwory powierzchniowe: skały węglanowe, kreda, wapienie. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość m n.p.m. W dolinach wciosowych, skrzynkowych lub wannowych. Bieg od prostego w dolinach wciosowych do krętego (S 1,01-1,50). Dno z grubym, otoczonym żwirem i kamieniami, lokalnie piasek, a nawet ił oraz sedymenty organiczne (pnie, gałęzie, drobny detrytus). Spadek koryta 3-15 (rzadko >20 ). Prędkość przepływu zmienna, ruch laminarny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,5. Bardzo duże wahania objętości przepływu, potoki w dolinach wciosowych okresowo z dużymi deficytami wody. Typ 9. Mała rzeka wyżynna węglanowa Utwory powierzchniowe: skały węglanowe, kreda, wapienie, lessy. Wielkość zlewni km 2. Wysokość m n.p.m. W dolinach skrzynkowych, bieg kręty do meandrującego (S >1,25). Dno z kamieniami i gruzem lub żwirem. Spadek koryta 0,2-3 (rzadko >3 ). Prędkość przepływu zmienna, ruch wody na bystrzach turbulentny, na plosach laminarny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,5. Duże wahania objętości przepływu, możliwe znaczne deficyty wody. Typ 12. Potok fliszowy Utwory powierzchniowe: flisz karpacki, piaskowce różnej odporności, łupki, margle, zlepieńce. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość m n.p.m. W dolinach wciosowych, rzadziej skrzynkowych, bieg prosty lub lekko kręty (S 1,05-1,25), w szerokich dolinach skrzynkowych kręty. Dno z kamieniami i żwirem, często substrat miękki, marglowy ( kacze mydło ), lokalnie osady drobnoziarniste i detrytus. Spadek koryta 0,1-2 (lokalnie >3 ). Prędkość przepływu duża, ruch wody turbulencyjny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa < mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,5-8,0. Duże wahania objętości przepływu, po deszczach woda prowadzi dużo zawiesin. GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 14

15 Typ 14. Mała rzeka fliszowa Utwory powierzchniowe: flisz karpacki, piaskowce różnej odporności, łupki, margle, zlepieńce. Wielkość zlewni km 2. Wysokość m n.p.m. W dolinach wciosowych lub skrzynkowych, bieg prosty lub lekko kręty, w szerokich dolinach skrzynkowych kręty. Przełomowe odcinki na wychodniach twardszych skał (piaskowców), częste skośne lub poprzeczne progi utworzone z niezerodowanych skał. Dno z kamieniami i grubym żwirem, lokalnie drobny żwir, piasek i ił. Prędkość przepływu duża, ruch wody turbulentny. Przewodnictwo >400 µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,5. Typ 15. Średnia rzeka wyżynna wschodnia Utwory powierzchniowe: płaskie doliny akumulacyjne >300 m. Wielkość zlewni km 2. Wysokość m n.p.m. W szerokich płaskich dolinach akumulacyjnych >300 m, tylko na nielicznych odcinkach przełomowych doliny węższe. Bieg lekko kręty lub kręty, nawet meandrujący. Niekiedy koryta boczne i starorzecza. Dno z grubym żwirem i kamieniami, lokalnie drobny żwir, piasek i ił. Spadek koryta 0,5-2. Prędkość przepływu zmienna, ruch wody na bystrzach turbulentny, na plosach laminarny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,5. Duże zmienność objętości przepływu, bardzo duże różnice przepływów niskich i wysokich. Grupa VII (odpowiada niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_9): Typ 16. Potok nizinny lessowy lub gliniasty Utwory powierzchniowe: lessy i lessopodobne, gliny. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość <200 m n.p.m. W dolinach synklinalnych, bieg kręty lub meandrujący. Duża erozja denna, koryto wcina się głęboko w dno doliny. Niekiedy koryta boczne i starorzecza. Dno z mułem i iłami, ze znaczącym udziałem detrytusu, często utwardzone płyty gliny lub margle. Spadek koryta <1-5 (sporadycznie >5 ). Prędkość przepływu mała, ruch wody laminarny, tylko lokalnie turbulencyjny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,2. Po deszczach duża ilość zawiesin drobnocząsteczkowych, powodujących mleczne zabarwienie wody. Poza GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 15

16 obszarami lasów rzadko spotykane, ponieważ występują na żyznych glebach i w większości są mocno przekształcone. Typ 19. Rzeka nizinna piaszczysto gliniasta (o powierzchni zlewni < 1000 km 2 ) Utwory powierzchniowe: żwiry polodowcowe i piaski, gliny piaszczyste, sandry, lessy i lessopodobne, w rozległych terasach >300 m. Wielkość zlewni km 2. Wysokość <200 m n.p.m. W płaskich dolinach synklinalnych lub szerokich skrzynkowych, bieg kręty do meandrującego. Dno z piaskiem różnej grubości lub glina, często dodatkowo żwiry, rzadziej iły lub margle. Spadek koryta 0,2-2 (rzadko >2 ). Prędkość przepływu niewielka, ruch wody laminarny, lokalnie turbulentny. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,5. Zmienność objętości przepływu umiarkowana lub średnia. Typ 20. Rzeka nizinna żwirowa (o powierzchni zlewni < 1000 km 2 ) Utwory powierzchniowe: żwiry polodowcowe, piaski ze żwirami na obszarach staroglacjalnych, moreny młodoglacjalne, żwirowe terasy rzeczne >300 m. Wielkość zlewni km 2. Wysokość <200 m n.p.m. W dolinach synklinalnych, bieg, w zależności od spadku od lekko krętego do meandrującego. Silna erozja boczna, niewielka denna (gruboziarnisty substrat). Dno z żwirem, grubym piaskiem, glinami i kamieniami. Przekrój poprzeczny zwykle płytki, szeroki. Brzegi na łukach wklęsłych wysokie, strome, na wypukłych płaskie z odsypiskami żwirowymi. Spadek koryta <0,5-2. Prędkość przepływu duża, ruch wody turbulentny. Na obszarach staroglacjalnych najczęściej wariant krzemianowy, na młodoglacjalnych węglanowy. Dla wariantu krzemianowego przewodnictwo <440 µs/cm; twardość węglanowa <110 mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna <145 mg CaCO 3 /dm 3 ; ph <7,5. Dla wariantu węglanowego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,5. Zmienność objętości przepływu umiarkowana lub średnia. Typ 24. Rzeka w dolinie zatorfionej (o powierzchni zlewni < 1000 km 2 ) Utwory powierzchniowe: zatorfione terasy rzeczne >300 m, obszary zatorfione na sandrach, pradoliny. W szerokich, płaskich dolinach skrzynkowych, bieg kręty do meandrującego (S 1,25->1,50), z tendencją do rozgałęziania koryta, liczne starorzecza. Wielkość zlewni km 2. Wysokość zlewni >300 m n.p.m. Dno z dużym udziałem substratu organicznego z domieszką piasków lub żwirów z piaskiem, lokalnie kamienie, żwiry GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 16

17 lub iły. Spadek koryta <1. Prędkość przepływu mała, ruch wody laminarny, lokalnie odcinki z dnem żwirowym lub piaszczystym, wtedy prędkość przepływu duża, a ruch wody turbulentny. Możliwe dwa warianty: kwaśny i zasadowy (obojętny). Dla wariantu kwaśnego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,5-7,5. Dla wariantu zasadowego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna 190->450 mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,0. Woda z dużą zawartością humianów, często o zabarwieniu brunatnym. Wahania objętości przepływu nieznaczne lub średnie. Przy wysokich stanach wody duże obszary zalewowe. Typ 25. Rzeka łącząca jeziora (o powierzchni zlewni < 1000 km 2 ) Utwory powierzchniowe: obszary pojezierzy młodoglacjalnych. Odcinki rzek płynące doliną łączącą dawniej jeziora (wtedy mała prędkość przepływu) lub je rozdzielającą (wtedy mogą być przełomowe odcinki o dużej prędkości przepływu i żwirowym dnie). Wielkość zlewni do 1000 km 2. Dno z dużym udziałem osadów drobnoziarnistych o dużej miąższości (kreda jeziorna), z domieszką piasków i substratu organicznego. Spadek koryta <1-5. Przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,2. Wahania objętości przepływu nieznaczne. Grupa VIII (odpowiada niemieckiemu typowi okrzemkowemu D_10): Typ 19, 20, 24 i 25 o powierzchni zlewni > 1000 km 2. Opis typów jak w Grupie VII. Grupa IX (odpowiada niemieckiemu typowi D_11): Typ 17. Potok nizinny piaszczysty Utwory powierzchniowe: sandry, równiny peryglacjalne, piaszczyste, szerokie terasy rzeczne dużych pradolin. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość <200 m n.p.m. W płaskich dolinach synklinalnych lub szerokich skrzynkowych. Bieg kręty lub meandrujący (S 1,25- >1,50). Na obszarach staroglacjalnych z reguły wariant krzemianowy, na młodoglacjalnych węglanowy. Dno z piaskiem, lokalnie kamienie, żwiry lub iły. Spadek koryta <1-5 (rzadko >5 ). Prędkość przepływu mała, ruch wody laminarny, tylko lokalnie turbulentny. Dla wariantu krzemianowego przewodnictwo <350 µs/cm; twardość węglanowa mg GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 17

18 CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,0-7,5. Dla wariantu węglanowego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,2. Niewielkie wahania objętości przepływu. Zdegradowane przez regulację potoki nizinne żwirowe (typ 18) mogą być podobne do potoków nizinnych piaszczystych. Typ 18. Potok nizinny żwirowy Utwory powierzchniowe: żwiry polodowcowe, piaski ze żwirami na obszarach staroglacjalnych, moreny młodoglacjalne, obszary lessowe i lessopodobne o małej miąższości na żwirach i piaskach, żwirowe terasy rzeczne szerokich pradolin. Wielkość zlewni do 100 km 2. Wysokość <200 m n.p.m. W dolinach synklinalnych, bieg, w zależności od spadku od lekko krętego do meandrującego (S 1,05->1,50). Silna erozja boczna, niewielka denna (gruboziarnisty substrat). Dno ze żwirem i kamieniami, ze znacznym udziałem piasków i glin oraz głazów. Spadek koryta 1-10 (rzadko <1 lub >10 ). Prędkość przepływu duża, ruch wody turbulentny, lokalnie laminarny. Na obszarach staroglacjalnych najczęściej wariant krzemianowy, na młodoglacjalnych węglanowy. Dla wariantu krzemianowego przewodnictwo <400 µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,0-7,5. Dla wariantu węglanowego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,0-8,2. Czasami znaczne deficyty wody. Po regulacji, potoki te najczęściej ulegają degradacji i mogą być podobne do potoków nizinnych piaszczystych (typ 17). Typ 23. Potok organiczny Utwory powierzchniowe: obszary zatorfione, moreny staro- i młodoglacjalne, sandry, dna dolin, niższe terasy rzeczne i równiny zastoiskowe, obszary torfowisk wysokich, terasy rzeczne >300 m (nawet na wyżynach i w górach). W szerokich, płaskich dolinach skrzynkowych, bieg kręty (S >1,25), z tendencją do rozgałęziania koryta. Wielkość zlewni do 100 km 2. Dno głównie z substratu organicznego z domieszką piasków lub żwirów z piaskiem, lokalnie kamienie, żwiry lub iły. Spadek koryta <1-5. Prędkość przepływu mała, ruch wody laminarny, lokalnie turbulentny. Możliwe dwa warianty: kwaśny i zasadowy (obojętny). Dla wariantu kwaśnego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 6,5-7,5. Dla wariantu zasadowego przewodnictwo µs/cm; twardość węglanowa ~280 mg CaCO 3 /dm 3 ; twardość ogólna ~450 mg CaCO 3 /dm 3 ; ph 7,5-8,0. Woda z dużą zawartością humianów, często o zabarwieniu GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 18

19 brunatnym. Wahania objętości przepływu średnie do dużych, latem możliwe duże deficyty. Przy wysokich stanach wody duże obszary zalewowe. Typ 26. Rzeka w dolinie wielkiej rzeki Rzeki wyodrębnione roboczo na obszarze pradoliny Wisły. Prawdopodobnie dadzą się zakwalifikować do jednego z trzech typów: 17,18 lub Typy jezior W Polsce nie ma znaczących jezior o powierzchni powyżej 0,5 km 2, położonych powyżej 200 m n.p.m., to znaczy wyżynnych i górskich. Wszystkie nasze jeziora można, stosując podział Schaumburga i in.(2005b) stworzony na potrzeby oceny statusu ekologicznego za pomocą makrofitów i fitobentosu, zakwalifikować do dwóch grup: Grupa I nizinne jeziora stratyfikowane o dowolnej wartości współczynnika Schindlera; według polskiej typologii jezior (Kolada i in. 2005) są to jeziora typu 1a (16 jezior), 2a (112 jezior), 3a (159 jezior), 5a (52 jeziora), 6a (86 jezior), 7a (5 jezior) łącznie 430 jezior. Grupa II nizinne jeziora niestratyfikowane o wskaźniku Schindlera >2; według polskiej typologii jezior (Kolada i in. 2005) są to jeziora typu 1b (10 jezior), 3b (227 jezior), 6b (48 jezior) i 7b (11 jezior) łącznie 296 jezior. Grupa I nizinne jeziora stratyfikowane: Region: Niż Środkowoeuropejski Typ 1a: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o małej zawartości wapnia Ca < 25 mg/dm 3 ; Typ 2a: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i niskim współczynniku Schindlera WS < 2; Typ 3a: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i wysokim współczynniku Schindlera WS > 2; Region: Niziny Wschodniobałtyco Białoruskie Typ 5a: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i niskim współczynniku Schindlera WS > 2; Typ 6a: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i wysokim współczynniku Schindlera WS > 2; Typ 7a: Jeziora na równinach poleskich, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i dowolnym współczynniku Schindlera GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 19

20 Grupa II nizinne jeziora niestratyfikowane: Region: Niż Środkowoeuropejski :Typ 1b: Jeziora na utworach młodoglacjalnych o małej zawartości wapnia Ca < 25 mg/dm 3 ; Typ 3b: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i wysokim współczynniku Schindlera WS > 2; Region: Niziny Wschodniobałtyco Białoruskie Typ 6b: Jeziora na utworach młodoglacjalnych, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3 i wysokim współczynniku Schindlera WS > 2; Typ 7b: Jeziora na równinach poleskich, o wysokiej zawartości wapnia Ca > 25 mg/dm 3. GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 20

21 4. PRZEGLĄD METODYK BADANIA FITOBENTOSU OKRZEMKOWEGO W EUROPIE 4.1. Indeksy okrzemkowe stosowane w krajach europejskich Pierwsze metody służące do oceny jakości wód płynących, zwłaszcza saprobii i trofii, oparte wyłącznie na zbiorowiskach okrzemek bentosowych powstały w latach 70tych ubiegłego wieku, m.in. we Francji (Coste & Leynaud 1974), w Belgii (Descy 1976a, b) i w Niemczech (Lange Bertalot 1979) i były udoskonalane w latach następnych (Steinberg & Schiefele 1988, Schiefele & Schreiner 1991)). Udział % w liczebności całkowitej taksonów wrażliwych, tolerancyjnych i odpornych na zanieczyszczenia lub preferujących określony poziom troficzny, pozwalał określić stan saprobii i/lub żyzności rzeki. Z drugiej strony, rozwijano metody bioindykacji okrzemkowej stosującej indeksy obliczane według równania ważonego Zelinki i Marvana (1961), gdzie gatunkom wskaźnikowym przypisano określoną wartość wrażliwości na stresor (optimum) i wartość wagową (tolerancję).w ten sposób powstały bardziej precyzyjne narzędzia służące do oceny jakości wód płynących, przede wszystkim pod kątem zanieczyszczeń organicznych i poziomu użyźnienia: indeks Descy (Descy 1979), IPS (Indice de Polluosensibilité Spécifique, Coste w CEMAGREF, 1982), indeks saprobowy SLAD (Slàdeček 1986), IGD (Indice Diatomique Générique, Coste & Ayphassorho 1991), CEE (Indice Diatomée, Descy & Coste 1991), TDI (Trophic Diatom Index, Kelly & Whitton 1995), EPI D (l Indice Diatomico di Eutrofizzazione/Polluzione, Dell Uomo 1996, 2004), indeks L&M (Leclerq & Maquet 1997), SI (Saprobienindex, Rott i in. 1997) oraz TI (Trophieindex, Rott i in. 1999). W 1993 roku, Lecointe i in. przygotowali pierwszą wersję programu OMNIDIA liczącego większość wymienionych powyżej indeksów okrzemkowych. Opracowano również metody oceny acydyfikacji wód, zwłaszcza potoków i rzek górskich oraz podgórskich na podłożu krzemianowym, spowodowanej kwaśnymi deszczami, a także odprowadzaniem ścieków kopalnianych (Braukmann 1992, Coring 1996, Kahlert i in. 2006). Większość indeksów była testowana w praktyce i sukcesywnie, peryfiton okrzemkowy wprowadzano jako obligatoryjny bądź uzupełniający element monitoringu wód płynących, np. we Francji, Niemczech, Belgii czy Austrii. Obecnie, w krajach Unii Europejskiej, stosowanych jest kilka metod oceny statusu ekologicznego rzek w oparciu o fitobentos okrzemkowy (Kelly i in. 2006a). W Austrii GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 21

22 przyjęto system multimetryczny, złożony z trzech modułów: troficznego, bazującego na indeksie TI (Rott i in. 1999), saprobowego, opartego na indeksie SI (Rott i in. 1997) oraz modułu gatunków referencyjnych (udział gatunków referencyjnych i specyficznych dla regionu w liczebności całkowitej i liczbie taksonów). W Niemczech opracowano również metodę multimetryczną (Schaumburg i in. 2005a) w zależności od typu rzeki, liczona jest średnia z dwóch modułów: indeksu taksonów referencyjnych i TI (Rott i in. 1999) lub SI (Rott i in. 1997). W Belgii Walonii, Estonii, Francji, Luksemburgu i w Szwecji przyjęto jako obowiązujący indeks IPS (Coste w CEMAGREF 1982), który ocenia zarówno trofię jak i saprobię wód. Dodatkowo, we Francji wprowadzono IBD (Indice Biologique Diatomées) jako obowiązujący indeks monitoringowy (AFNOR 2000, Coste i in. 2006), natomiast w Szwecji został opracowany indeks acydyfikacji AJK do oceny stopnia zakwaszenia wód płynących (Kahlert i in. 2006). W Belgii Flandrii stosuje się ocenę opartą na udziale w całkowitej liczebności względnej wskaźnikowych taksonów negatywnych (tolerujących wpływ presji) i pozytywnych (wrażliwych) (Hendrickx & Denys 2005). W Hiszpanii przyjęto multimetrik okrzemkowy MDIAT będący średnią arytmetyczną z 6. indeksów wyliczanych przez program OMNIDIA (SHE+SLAD+IDG+TDI+IPS+L&M) oraz z dwóch indeksów gatunkowych: FPSS (% bogactwa taksonów wrażliwych) i PABSS (% liczebności taksonów wrażliwych), a opracowanych na podstawie zbiorowisk referencyjnych dla małych i średnich rzek w Galicji (Płn. Zach. Hiszpania). W Irlandii i Wielkiej Brytanii stosuje się uaktualniony i zrewidowany indeks TDI (Kelly i in. 2006b,c). We Włoszech, zaakceptowany indeks EPI-D (Dell Uomo i in. 2004) jest obecnie testowany na terenie całego kraju (Ciutti i in. 2006a). W Polsce, do oceny jakości wód płynących były dotychczas stosowane indeksy wyliczane programem OMNIDIA (Kwandrans i in. 1999, Wojtal & Kwandrans 2006) oraz TI, SI i IPS (Picińska-Fałtynowicz 2006), a także średnia z TI_SI w ćwiczeniu interkalibracyjnym Central/Baltic GIG Phytobenthos Intercalibration Exercise (Kelly i in. 2006a). W przypadku jezior, metody bioindykacji oparte na zbiorowiskach okrzemek osiadłych zyskały na znaczeniu dopiero w ostatnich latach. Pierwsze szczegółowe opracowanie dotyczące jezior niemieckich jest dziełem Hofmann (1994). Autorka ta przygotowała również pierwszy indeks troficzny (Hofmann 1999), który został przyjęty jako obowiązujący w badaniach monitoringowych w Niemczech (Schaumburg i in. 2005b), a obecnie jest także testowany w innych krajach europejskich (Ciutti i in. 2006b). Badania nad przydatnością okrzemek do oceny poziomu trofii i saprobii strefy litoralnej jezior z GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA 22