Wspomaganie zarządzania zbiornikami zaporowymi

Transkrypt

1 Konferencja Wspomaganie zarządzania zbiornikami zaporowymi Uniwersytet Śląski w Katowicach 12 lutego 2014 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

2 Zasady efektywnego monitoringu w zarządzaniu zbiornikiem dr hab. Piotr Łaszczyca Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytet Śląski w Katowicach Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

3 Cel monitoringu 3

4 Cele robocze Projektu Identyfikacja problemów występujących w obszarze Zbiornika Wieloaspektowy monitoring badawczy i operacyjny ZG Wdrożenie innowacyjnych metod monitoringu Stworzenie baz danych i integracja danych Opracowanie scenariuszy i modelu cyfrowego dla zjawisk w zbiorniku i wspomagania zarządzania zbiornikiem Implementacja modelu na zbiorniku testowym (ZG) Udostępnienie modelu dla innych zbiorników 6

5 Uwarunkowania 7

6 Zbiornik Goczałkowicki w regionie Funkcja retencyjna przeciwpowodziowa Funkcja zaopatrzenia w wodę Funkcja gospodarcza gospodarka rybacka Funkcja środowiskowa Natura 2000 Funkcja kulturowa rekreacja i sport 9

7 Uwarunkowania prawne Projektu Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 maja 2009 r. w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych. (Dz.U. 2009, Nr 81, poz. 685) Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 15 listopada 2011 r. (Dz.U nr 258 poz. 1550) w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych Dz.U. 2011, 258,

8 Uwarunkowania prawne Projektu Ramowa Dyrektywa Wodna Wspólna Strategia Wdrażania Grupa Robocza 2.7 Monitoring Wytyczne metodyczne do monitoringu zgodnego z Ramową Dyrektywą Wodną Wersja ostateczna 23 stycznia 2003 r. Niniejsza wersja została przedstawiona Dyrektorom Wodnym 21/22 listopada 2002 i zawiera wszystkie poprawki uzgodnione przez Dyrektorów Wodnych. Jednakże, dokument obecnie przechodzi ostateczną obróbkę redakcyjną. Zostanie opublikowany w 2003 r. 13

9 Wytyczne metodyczne do monitoringu 14

10 Wytyczne metodyczne do monitoringu 200 str

11 Wytyczne metodyczne do monitoringu Hydrologia Także INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA ( ): Przewodniki do badań terenowych i analiz laboratoryjnych elementów biologicznych 16

12 Wyzwania 17

13 Wyzwanie 1 Cel, czyli po co? 18

14 Monitoring cele ogólne Zarządzanie oparte na nauce - cel prowadzenia monitoringu rozpoznanie stanu to za mało rozpoznanie relacji niezbędny postęp przewidywanie konsekwencji warunek sensowności wdrożenie metod i środków zarządzania istota rzeczy 19

15 Monitoring cele wg Rozporządzenia Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych diagnostyczny stan jak jest, jak będzie i dlaczego ustalenie stanu aktualnego i prognozowanego, określenie przyczyn, zaprojektowanie dalszego monitoringu operacyjny proces czy stan się zmienia i czy w dobrym kierunku ocena zmian stanu i efektu programów zmierzających do poprawy stanu, szczególnie w sytuacji zagrożenia niespełnieniem celów środowiskowych badawczy przyczyny dlaczego jest źle lub nie udało się poprawić wyjaśnienie przyczyn nieskuteczności programów naprawczych, rozbieżności wyników monitoringu, potencjalnych skutków zidentyfikowanych zagrożeń obszarów chronionych bezpieczeństwo użytkowania Główne wynik - ocena stanu - eutrofizacja i dystrofizacja 20

16 Monitoring cele w ZiZOZap Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych bieżący na potrzeby szybkiego, bieżącego reagowania monitoring w czasie rzeczywistym na cele doraźnego zarządzania oceniający diagnozujący stan środowiska aktualny monitoring nastawiony na rozpoznanie i diagnozę stanu zgodnie z wymogami prawa tak kształtuje go stan badań naukowych stan nauki przenosi się na prawodawstwo, zawsze spóźnione względem wiedzy prognostyczny badający trendy i prognozujący zmiany monitoring długookresowy na cele predykcji / prognozowania zmian stanu i podejmowania działań wyprzedzających. 21

17 Monitoring - cel - biomanipulacja Biomanipulacja - regulacja top-down - regulacja zbiorowisk konsumentów na wysokich poziomach troficznych - zarybianie, introdukcja, odłowy - skracanie łańcuchów pokarmowych. - metody mechaniczne np. selektywne wycinanie trzcinowisk bottom-up - redukcja nutrientów i produkcji pierwotnej: - spuszczenie wody i wybranie osadów, lub kontrola spływu - chemiczne wiązanie N i P - odcinanie/izolowanie osadów dennych - wybieranie/wymywanie osadów dennych - napowietrzanie, przemywanie - biomanipulacja związkami humusowymi - usuwanie biomasy 22

18 Wyzwanie 2 Sieć, czyli gdzie? 25

19 Monitoring - sieć Monitoring własny i instytucjonalny: WIOŚ, RDOŚ, GPW S.A. Batymetria, Hipsometria lidarowa, Hydrologia, Mineralogia, Meteorologia, Hydrogeologia, Hydrochemia, Hydrobiologia, Geobotanika, Ochrona przyrody (dane sozologiczne), Ekotoksykologia, Ekonomia i użytkowanie terenu, Źródła archiwalne 26

20 Monitoring - sieć OPTYMALIZACJA MONITORINGU - zsynchronizowanie, scalenie, uzupełnienie i ujednolicenie systemów pomiarowych SCALENIE ZASOBÓW DANYCH - scentralizowanie i ujednolicenie systemu gromadzenia i przetwarzania danych monitoringu UDOSTĘPNIENIE NARZEDZI DO PRZETWARZANIA DANYCH NA POTRZEBY ZARZĄDZANIA - narzędzia prognozowania 28

21 Monitoring - sieć OPTYMALIZACJA MONITORINGU - koszt wytworzenia, wartość danych oraz koszt ich publicznego udostępniania ciągniony rachunek kosztów Paradoks: pewne kategorie danych można - bezpłatnie i SZYBCIEJ uzyskać z zagranicznych internetowych baz danych - odpłatnie i Z OPÓŻNIENIEM od oficjalnych krajowych dostawców 29

22 Wyzwanie 3 Zakres, czyli jak? 30

23 Monitoring - wyniki Liczba i złożoność wyników: 190 punktów pomiarowych 32 kategorii monitoringu 100 grup wskaźników, parametrów rekordów w bazach danych 31

24 Monitoring a wymagania modeli Statystyka analiz ZiZOZap/monitoring/CAEDYM MONITORING OPERACYJNY wymagany Rozp. MŚ z 2011 CAEDYM zmienne wsadowe ZiZOZap (w tym bloki ekotoks) Konieczne przeliczenia wyników Zgodność mierzonych parametrów z potrzebami modelu i oceny stanu refraktory - niemetabolizowalny, niedostępny, trwały, oporny labile - metabolizowalny, wymienny, degradowalny particulate - upostaciowany, cząstkowy/cząsteczkowy, zawieszony w wodzie dissolved rozpuszczalny - jako roztwór (z różnicy po sączeniu 0,45 µm) Np. Particulate Inorganic Nitrogen fosforan amonowo-magnezowy/wapniowy (struwit) 32

25 Monitoring operacyjny vs. CAEDYM Monitoring operacyjny vs. CAEDYM Brak w Rozp. MŚ 2011, 258, 1550 ws. monitoringu MONITORING CAEDYM ZOOPLANKTON ZOOPLANKTON Obfitość lub liczebność ZOOP1 Zooplankton Group 1 mg C /L Skład taksonomiczny ZOOP2 Zooplankton Group 2 mg C /L Cykl życiowy lub struktura wiekowa Obecność wrażliwych taksonów ZOOP3 Zooplankton Group 3 mg C /L ZOOP4 Zooplankton Group 4 mg C /L ZOOP5 Zooplankton Group 5 mg C /L Dz U 2011 Nr 257 poz Załącznik nr 3 Zakres i częstotliwość prowadzonych badań dla poszczególnych elementów klasyfikacji stanu ekologicznego i chemicznego jednolitych części wód powierzchniowych oraz zakres prowadzonych badań dla poszczególnych elementów klasyfikacji potencjału ekologicznego i stanu chemicznego sztucznych jednolitych części wód powierzchniowych i silnie zmienionych jednolitych części wód powierzchniowych Tabela 1. Monitoring diagnostyczny; Tab. 2. Monitoring operacyjny 34

26 Monitoring operacyjny vs. CAEDYM Monitoring operacyjny vs. CAEDYM interpretacja - przeliczenie MONITORING CAEDYM ZIZOZAP Hydrochemia Fosfor ogólny Fosforany PO4 POPL POPR DOPL DOPR PO4 PIP Biogeochemistry Particulate Organic Phosphorous (Labile) Particulate Organic Phosphorous (Refractory) Dissolved Organic Phosphorous (Labile) Dissolved Organic Phosphorous (Refractory) Filterable Reactive Phosphorous Particulate Inorganic Phosphorous stężenie fosforu organicznego stężenie ortofosforanów stężenie polifosforanów stężenie fosforu ogólnego 35

27 Monitoring metody 37

28 Monitoring kosztochłonność Mini-maks Znaczące wskaźniki Drony roboty zdalne sondy stacjonarne Automatyczne bazy danych Zautomatyzowane procedury przetwarzania danych na potrzeby podejmowania decyzji 38

29 Wyzwanie 4 Zderzenie z problemami 39

30 Monitoring hydrochemiczny on-line Ciągły i okresowy monitoring hydrologiczny i hydrochemiczny Tlen rozpuszczony Chlorofil Odczyn Przejrzystość wody (NTU) Potencjał redox (ORP) Chlorki Azotany Przewodność Temp wody (12 punktów) Temperatura pow. Wilgotność pow. Prędkość wiatru Kierunek wiatru Maciej Kostecki i zespól oraz Damian Absalon zespół 40

31 [microg/l] Monitoring zdalny vs. tradycyjny. 9,5 8,5 y = 0,6197x + 2,8284 R² = 0,1888 ph Chlorofil a [μg/dm 3 ] y = 0,0645x + 9,977 R² = 0,031 7,5 10 6,5 6,5 7,5 8,5 9, ,0 ph 40 Chlorofil a [μg/dm 3 8,0 30 6,0 20 4,0 2,0 10 0,0 kostecki ph on-line 0 kostecki Stężenie chlorofilu a on-line 41

32 Monitoring interkalibracja - hydrochemia Banalny przykład: w CAEDYM i monitoringu badawczym/operacyjnym wskaźnik wymagany Przezroczystość/mętność - krążek Secchiego - nefelometria - NTU Stanowiska Z-01 Z-05 VI-2010 XII

33 Krążek Secchiego mętność Chl a Analiza zależności widzialności przeliczonej na EXTC względem zawiesiny ogólnej i chlorofilu regresja wieloraka EXTC = 1,7/widzialność krążka [1/m] Ext (ScchD] Chl a Zawiesina ogólna EXTC = 0,0177 Chl a + 0,0335 Susp T + 1,2222 (+/- 0,8358) (R2=0,36) 43

34 Krążek Secchiego mętność Chl a. ScchD Z08 ScchD Z08 1,50 1,00 2,0 1,5 1,0 0,50 0,5 0, ScchD Z08 0,0 IV V VI VII VIII IX X XI ScchD Susp Z08 Susp Z Susp Z08 0 IV V VI VII VIII IX X XI Susp Z08 45

35 Fitoplankton - stężenie chl a - biomasa 48

36 Fitoplankton - stężenie chl a - biomasa Chlorofil - biomasa fitoplanktonu - 4 metody oznaczenia 1. Limnologia (IPIŚ-PAN) bezpośrednio: pomiar chwilowy okresowy 2. Hydrologia (UŚ) - sonda na boi bezpośrednio kolorymetrycznie pomiar ciągły 3. Hydrobiologia fykologia (IOP-PAN) zliczenia zagęszczenia biomasy glonów 4. Zespół BMG (UŚ) - metagenomicznie z liczby sinic i chloroplastów glonowych Chlorofil w wodzie IPIS PAN Biomasa fitoplanktonu - Hydrob Dynamika fotosyntezy boja (KH UŚ) Wspomaganie zarządzania.. 49

37 Fitoplankton - stężenie chl a - biomasa Oszacowanie biomasy fitoplanktonu alternatywnymi metodami Zliczanie komórek vs. Oszacowanie na podst. stężenia Chl a 1. Limnologia (IPIŚ-PAN) bezpośrednio: pomiar chwilowy okresowy 2. Hydrobiologia fykologia (IOP-PAN) zliczenia zagęszczenia biomasy glonów 1,20 zlicz/chl F 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Z01 Z05 Z08 Z09 sr Wspomaganie zarządzania.. 50

38 Monitoring ciągły - fizykochemia wód - Z08 INSOLACJA ph O 2 D T o C Dwuletnia ( ) zmienność dobowego profilu własności wody w okolicy upustu ZG (Z08) mierzone automatyczną sondą (OTT) na żółtej boi NO 3 E Chl F a Skala barwna po prawej stronie wykresu Insolacja [W / m 2 ] O 2 rozp. % T C NO 3 [mg N-NO 3- / dm 3 ] Chl a [µg/dm 3 ]. Damian Absalon zespół (oprac. AW) 51

39 Monitoring klasyczny - fizykochemia wód Tablica korelacji miedzy wskaźnikami hydrochemicznymi (fragment) skala barwna przyporządkowana wartościom liczbowy od +1 do - 1 n=80 ScchD N NH3 N NO2 N NO3 N org N tot PO4 npo4 P norg d P org d P tot N/P C tot d C norg d C org d ChOD BOD L a 0,246 0,352 0,105 0,154-0,513 0,047 0,298 0,415 0,440 0,494 0,553-0,441-0,493-0,642-0,070-0,277-0,049 L mean 30 d 0,223 0,302 0,090 0,193-0,444 0,097 0,270 0,418 0,424 0,515 0,569-0,465-0,451-0,604-0,051-0,176 0,048 L min 30 d 0,198 0,268 0,026 0,138-0,388 0,056 0,314 0,401 0,458 0,426 0,494-0,510-0,405-0,569-0,023-0,157 0,065 L max 30 d 0,157 0,275 0,260 0,337-0,409 0,246 0,393 0,398 0,500 0,526 0,588-0,347-0,335-0,448-0,039-0,100 0,075 Flow act 0,026 0,328 0,077 0,024-0,221 0,016 0,062 0,197 0,233 0,401 0,398-0,312-0,200-0,359 0,054-0,097-0,105 Flow 5 d 0,085 0,432 0,136 0,170-0,282 0,161 0,156 0,388 0,380 0,655 0,671-0,368-0,325-0,487 0,007-0,094-0,001 Flow 30 d 0,074 0,397 0,149 0,231-0,287 0,210 0,113 0,444 0,345 0,775 0,785-0,342-0,258-0,393 0,012-0,029 0,072 ta oc2-0,070 0,201 0,124 0,161-0,107 0,163-0,037 0,084 0,186 0,248 0,231-0,152 0,031-0,308 0,301-0,015 0,224 tw oc2-0,200 0,020 0,067 0,053 0,029 0,066-0,143-0,127-0,032 0,001-0,042 0,000 0,189-0,177 0,386 0,080 0,254 sun-snow -0,083-0,148 0,010 0,206 0,134 0,215 0,065 0,007 0,037 0,071 0,070 0,029-0,035-0,286 0,199 0,113 0,204 róznice 3,00 2,25 2,87 3,36 2,02 1,88 6,75 5,82 3,57 6,34 5,57 2,93 0,84 0,79 1,37 1,50 1,46 różnice Z-01 1,58 2,29 1,50 1,39 1,64 1,19 5,81 3,19 3,47 3,81 3,46 3,32 0,53 0,44 1,23 0,92 1,14 różnice Z-05 1,34 1,96 1,88 1,97 2,09 1,33 4,39 2,39 2,68 5,84 4,20 2,24 0,84 0,73 1,51 1,63 1,39 różnice Z-08 1,82 1,33 1,44 1,54 1,83 0,87 4,79 4,58 2,33 6,68 5,42 2,24 0,64 0,42 1,35 1,55 1,51 różnice Z-09 0,84 1,09 1,75 2,70 0,76 1,11 3,26 4,08 3,36 4,70 3,74 2,08 0,38 0,59 1,27 0,96 1,22 Maciej Kostecki i zespół (oprac. PŁ) 52

40 Monitoring klasyczny - fizykochemia wód PCA - Analiza Czynników Głównych wybrane wskaźniki skorelowane Składowe determinanty czynnikow %(r^2) r %(r^2) r %(r^2) r %(r^2) r 49,38 21,95 0,469 10,58 0,325 10,4 0,322 6,45 0,254 Determinanty Cz. 1 Determinanty Cz. 2 Determinanty Cz. 3 Determinanty Cz. 4 Zmienna r Zmienna r Zmienna r Zmienna r L a -0, Cond -0, Co -0, ta oc -0, L mean 30 d L min 30 d L max 30 d Flow 5 d Flow 30 d -0, N NO2-0, C org d -0, N tot -0, , SO4-0, Mn -0, sun-snow -0, , N NO3-0, Zn -0, Flow 30 d -0, , Ca -0, C tot d -0, tw oc -0, , SiO2-0, Chl a -0, Flow 5 d -0, P tot -0, Alc -0, ChOD -0, N NO3-0, P norg d -0, Solub -0, As -0, Volat -0, P org d -0, Hd[mval] tot -0, BOD -0, P org d -0, Flow act -0, N tot -0, Ni -0, P tot -0, Cu -0, Insolub -0, Fe -0, BOD -0, npo4-0, PO4-0, Cu -0, Ni -0, P norg d -0, Mg -0, SiO2-0, Na -0, Cond -0, PO4-0, C norg d -0, K -0, Cd -0, N NH3-0, L max 30 d -0, tw oc -0, Alc 0, N/P 0, Hd[mval] tot 0, C tot d 0, Ca 0, Fe 0, Volat 0, BOD 0, N org 0, sun-snow 0, Cond 0, N org 0, N/P 0, ChOD 0, C tot d 0, Chl a 0, Mn 0, Insolub 0, ta oc 0, Co 0, Solub 0, ph 0, N NO3 0, O2 0, Na 0, C org d 0, N/P 0, Cu 0, C norg d 0, tw oc 0, Volat 0, SiO2 0, Cl 0, As 0, ScchD 0, Zn 0, Maciej Kostecki i zespół (oprac. PŁ) 53

41 Fitoplankton - stężenie chl a - zakwity Prowizorycznie określone zależności sprzyjające zakwitom w zbiornikach wodnych Pora roku Grupa organizmów Kolor wody Warunki sprzyjające zima, wiosna okrzemki brunatny [Si]> 0,5 mm?; Si/P > 10; t<14 o C; [P] max ~0,05 mm późne lato sinice niebieskozielony t>>20 o C {24 o C}; N/P<5; {N/P<<20} [P] inorg >0,1 mm?; dla form nitkowatych - stagnacja wód lato zielenice zielony N/P>20; t<20 o C zima bruzdnice czerwony t<< 10; ph<<8 W ZG w sezonie wegetacyjnym kolejność zakwitów: okrzemki 2 x zielenice sinice 54

42 Oszacowanie biomasy zoobentosu POJAWY I RÓJKI - pokarm dla ryb Prawdopodobieństwo wykrycia a posteriori p = 0,05 55

43 Syntetyczne ekologiczne wskaźniki stanu Wskaźnik Schindlera podatności zbiornika na degradację WS = (S zlewni + S zbiornika ) / V zbiornika Wskaźnik stanu troficznego TSI Carlsona WS > 2!, dla ZG = 3,1-5,9 TSI(SD) = 60-14,41 ln (przeźroczystość [m]) TSI(Chl) = 9,811 ln (chlorofil a [µg/dcm 3 ]) + 30,6 TSI(TP) = 14,42 ln (fosfor [µg/dcm 3 ]) TSI =0-110; TSI > 50!, dla ZG <= 70 56

44 Syntetyczne ekologiczne wskaźniki stanu 57

45 Syntetyczne ekologiczne wskaźniki stanu ITS - Integralny wskaźnik stanu troficznego wód IBI - wskaźnik integralności biotycznej (FAMAE) Indeksy Biotyczne TBI - Trent Biotic Index, CBS - Chandler Biotic Score, BMWP-PL - polski indeks biotyczny, LFI / EFI Jeziorowy/Europejski Indeks Rybny, PMPL - wskaźnik fitoplanktonowy (Chl a; sinice) IOJ - Multimetryczny wskaźnik stanu ekologicznego jezior (IOJ) ESMI - makrofitowy indeks stanu ekologicznego CPET - ocena jezior na podstawie wylinek ochotkowatych Wskaźnik Oligochaeta/Chironomidae BQI - (Benthic Quality Index) Wskaźnik jakościowy bentosu TCI - Indeks warunków troficznych (Panek P.: Wskaźniki biotyczne stosowane w monitoringu wód od czasu implementacji) 58

46 Satelitarne mapowanie zbiorowisk roślinnych Zespół Botaniki Systematycznej i KGiOP Andrzej Pasierbiński Satelita Landsat 7 NASA WorldView-2 Landsat 5 TM i Landsat 7 ETM+ Cel: mapy roślinności zbiornika i jego mapy roślinności zlewni zbiornika najbliższego otoczenia Zasięg analizowany 130 km km 2 (zlewnia), ok km 2 (obraz), Rozdzielczość obrazu I 2 m/piksel 30 m/piksel Kanały spektralne I nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm Rozdzielczość obrazu II 0,5 m/piksel 120 m/piksel Kanał spektralny II nm Data rejestracji , , , oraz archiwalne od roku 1986 Liczba scen: 18 Satelitarne mapowanie roślinności wokół Zbiornika na podst. Indeksu NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Wartość NDVI jest proporcjonalna do ilości chlorofilu, a wiec również do biomasy roślinnej (obraz wymaga kalibracji podczas prac terenowych) 60

47 Biomasa [g/m 2 ] Szata roślinna Zbiornika obraz satelitarny Wskaźnik NDVI dla Zbiornika Goczałkowice i jego kalibracja NDVI = Znormalizowany różnicowy wskaźnik wegetacji (Normalized Difference Vegetation Index) NDVI Kalibracji biomasy szuwarów za pomocą obliczonego indeksu HxWV7 iloczyn reflektancji w zakresie bliskiej podczerwieni i wysokości pokrywy roślinnej Andrzej Pasierbiński i zespół 61

48 Zbiorowiska szuwarowe zbiornika Kalibracja terenowa - rozmieszczenie dominujących gatunków szuwarowych w gradiencie głębokości wody w pasie przybrzeżnym 0-15 cm poziom piętrzenia Mozga 5-25 trzcinowata cm (Phalaris arundinacea) Manna mielec (Glyceria maxima) Trzcina pospolita (Phragmites australis) 0-10 cm Andrzej Pasierbiński i zespół 63

49 Szuwarowiska sezonowy obieg biogenów Zawartość N, C, S, P w podłożu szuwarowisk ZG - IV i IX 2012 Bernard Palowski i zespół 64

50 Szuwarowiska sezonowy obieg biogenów Zawartość N, C, S, P w podłożu szuwarowisk ZG - IV i IX 2012 N% w cz.nadziemnych C% w cz.nadziemnych 1,5 50 1, ,5 0,0 E02 E04 E IV 2012-IX E02 E04 E IV 2012-IX N% w podłożu C% w podłożu 1,0 15 0,8 0,6 10 0,4 0,2 0,0 E02 E04 E IV 2012-IX 5 0 E02 E04 E IV 2012-IX 65

51 Szuwarowiska sezonowy obieg biogenów Zawartość N, C, S, P w podłożu szuwarowisk ZG - IV i IX 2012 S% w cz.nadziemnych P% w cz.nadziemnych 0,6 0,30 0,5 0,25 0,4 0,20 0,3 0,15 0,2 0,1 0,0 E02 E04 E IV 2012-IX 0,10 0,05 0,00 E02 E04 E IV 2012-IX S% w podłożu P 0,001% w podłożu 0, , , ,2 0,1 0,0 E02 E04 E IV 2012-IX E02 E04 E IV 2012-IX 66

52 Szuwarowiska obieg biogenów Szuwarowiska Cyrkulacja biogenów pomiędzy okresem wegetacyjnym i spoczynkowym WIOSNA - LATO JESIEŃ poziom piętrzenia na podst. Bernard Palowski i zespół Andrzej Pasierbiński i zespół 67

53 Zmiany struktury drzewostanu w zlewni Problem spływu powierzchniowego i zmywania gleby.. Sklasyfikowany obraz roślinności zlewni Zbiornika Goczałkowice. A r., B r., C r. Andrzej Pasierbiński i zespół 69

54 Monitoring piramida biomas - teoria Przetworzenie biomasa organizmów na wyższych poziomach troficznych Zmienne wsadowe CAEDYM bazujące na oznaczeniu zawartości chlorofilu, azotu i fosforu w grupach taksonomicznych fitoplanktonu Reguła 10 Model nie uwzględnia - ptaków (okresowo znaczący obrót materii) - ssaków i płazów (mały udział) ZOOPLANKTON ZOOP1 Zooplankton Group 1 mg C /L ZOOP2 Zooplankton Group 2 mg C /L ZOOP3 Zooplankton Group 3 mg C /L ZOOP4 Zooplankton Group 4 mg C /L ZOOP5 Zooplankton Group 5 mg C /L ZOOBENTOS CLAM1 Clam Group 1 biomass g C m-2 CLAM2 Clam Group 2 biomass g C m-2 CLAM3 Clam Group 3 biomass g C m-2 NCLM1 Number of clams in Group 1 # m-2 NCLM2 Number of clams in Group 2 # m-2 NCLM3 Number of clams in Group 3 # m-2 INVE1 Bivalves g C m-2 INVE2 Polychaetes g C m-2 INVE3 Crustacean Grazers g C m-2 ICHTIOFAUNA FISH1 Fish Group 1 biomass mg C /L FISH2 Fish Group 2 biomass mg C /L FISH3 Fish Group 3 biomass mg C /L NFSH1 Number of fish in Group 1 # / m3 NFSH2 Number of fish in Group 2 # / m3 72

55 Produktywność piramida biomas. Ptaki Ryby (rozmiar łowny) Zoobentos (bivalvia) Zoobentos Zoobentos Zooplankton Fitoplankton (Chl a) Fitoplankton (zliczenie) Bakterioplankton PFLA Bakterioplankton DNA Biomasy(0) Scalone wyniki monitoringu: Metody biochemiczne Monitoring hydrobiologiczny Badanie ichtiofauny Obserwacje ornitologiczne biomasa [t/zg] Ptaki Ryby (rozmiar łowny) Zoobentos (bivalvia) Zoobentos Zoobentos Zooplankton Fitoplankton (Chl a) Fitoplankton (zliczenie) Bakterioplankton PFLA Bakterioplankton DNA Produkcja(7 d) produkcja biomasy [t/zg/7d] 73

56 Produktywność piramida biomas Wynik modelowania programem CAEDYM przybliżenie poglądowe Ryby 1,4 Biomasy [C] głównych grup organizmów wg modelu CAEDYM w VII-IX 2010 r Zoobentos 3 Zooplankton 1 Fitoplankton 550 Bakterie 0, [g C/m 3 ] 75

57 Produktywność i stan symulacja CAEDYM Biomasy głównych grup organizmów wodnych VII-XII 2010 wyrażone w masie C lub Chl a Sinice Chl a Tot Zielenice Okrzemki 76

58 Symulacja CAEDYM Model pozwala przewidywać i badać skrajne scenariusze zdarzeń, począwszy od zaobserwowanych, wyjściowych warunków 77

59 Natura 2000 korzyści bezpośrednie Diagram ważności usług ekosystemów w obszarach N2k (skala 0-5) Usługi wspierajace Efekty zdrowotny Żywność 5 4 Materiały Paliwa Zachowanie bioróznorodności Zapylanie Kontrola szkodników Leki naturalne Woda - zasoby Wartosci estetyczne Kontrola pożarów Ekoturystyka i wypoczynek Kontrola burz Edukacja i badania Kontrola erozji Klimat Jakość powietrza Stosunki wodne Oczyszczanie wód Dostosowane do Obszaru Natura 2000 obejmującego Zbiornik Goczałkowicki wzorowane na ASSESSING SOCIO-ECONOMIC BENEFITS OF NATURA A TOOLKIT FOR PRACTITIONERS Output of the EC project Financing Natura 2000: Cost estimate and benefits of Natura 2000; Contract No.: /2007/484403/MAR/B2. 79

60 Natura 2000 korzyści bezpośrednie Taela 3: Oszacowanie wartości habitatów w obszarach Natura 2000 w Europie Habitat Directive Classification (Natura 2000 habitat code) Count Min Max Median Mean /ha/year Coastal and Halophytic Habitats (1) Coastal Sand Dunes and Inland Dunes (2) Freshwater Habitats (3) Temperate Heath and Scrub (4) Sclerophyllous Scrub (Matorral) (5) Natural and Semi-natural Grassland Formations (6) Raised Bogs and Mires and Fens (7) Rocky Habitats and Caves (8) Forests (9) All habitats Source: Grouping of site based estimates, from literature review for this study.. GDP adjusted, 2011 Estimating the Overall Economic Value of the Benefits provided by the Natura 2000 Network Synthesis Report; Institute for European Environmental Policy (IEEP); P ten Brink, S Bassi, T Badura, S Gantioler, M Kettunen, L Mazza, K Hart and others; COMMISSION CONTRACT /2010/581178/SER/B3 2011, 81

61 Natura 2000 usługi ekologiczne Oszacowanie wartości usług ekologicznych Obszaru Natura 2000 N2k DGW = 24740,2 ha Sposób użytkowania Udział procentowy [%] Wartość usług ekologicznych [USD/ha/rok] Wartość usług ekologicznych [PLN/rok] Tereny rolne 58, Lasy i tereny zielone 20, Tereny wodne 11, Tereny zantropogenizowane 8, Strefy podmokłe 0, liczone metodą Constanza i in Szacunkowe nakłady: PLN NILU Polska dla ZiZOZap 82

62 Dziękuję za uwagę Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka