Hydrobotaniczna charakterystyka śródpolnych oczek wodnych w dolinie rzeki Wisły na odcinku Sandomierz Tarnobrzeg

Transkrypt

1 Weronika Maślanko, Agnieszka Kułak, Joanna Sender Zakład Ekologii Krajobrazu i Ochrony Przyrody Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Opiekun naukowy: dr hab. Tadeusz J. Chmielewski, prof. nadzw. UP Hydrobotaniczna charakterystyka śródpolnych oczek wodnych w dolinie rzeki Wisły na odcinku Sandomierz Tarnobrzeg Streszczenie. Badania przeprowadzono w sezonie wegetacyjnym 2003 r. w drobnych zbiornikach wodnych położonych w dolinie rzeki Wisły. Badane zbiorniki zróżnicowane były pod względem morfologicznym oraz odległości od głównego koryta rzeki. W ramach badań analizowano strukturę roślinności zasiedlającej te zbiorniki oraz wybrane parametry fizyczno-chemiczne wody. Celem badań było określenie zróżnicowania warunków siedliskowych w tych zbiornikach w zależności od ich położenia oraz struktury makrolitów. Badania wykazały wyraźne zróżnicowanie struktury roślinności tych zbiorników. Większą różnorodnością zbiorowisk roślinnych charakteryzował się zbiornik położony bliżej pól uprawnych. Na podstawie analizy zdjęć satelitarnych stwierdzono, iż powierzchnia fitolitoralu obu zbiorników powiększyła się: w zbiorniku I zaledwie o 3,6%, zaś w II aż o 71,3%. Słowa kluczowe: fitolitoral, makrofity, oczka wodne, starorzecza 1. Wstęp Śródpolne oczka wodne to niewielkie zbiorniki wodne, których powierzchnia z reguły nie przekracza 1ha, natomiast głębokość waha się od 1 do 3 m. Położone są w dnie niewielkich bezodpływowych obszarów, okresowo lub stale wypełnionych wodą. Razem z otaczającą je roślinnością i glebami stanowią swoisty układ ekologiczny [Drwal i in. 1976, Drwal i Lange 1985]. Układ ten stanowi bogate siedlisko dla dziko żyjących gatunków flory i fauny, np. doskonałe miejsce do rozrodu płazów, owadów wodnych lub miejsce do zakładania gniazd i chowu piskląt [Goławski i Kasprzykowski 2007]. Oprócz zwiększania różnorodności biologicznej przyległego! Doktoranci tom 1.indd :11:56

2 370 Weronika Maślanko, Agnieszka Kułak, Joanna Sender obszaru oczka wodne przyczyniają się do urozmaicenia krajobrazu. Układ i gęstość występowania oczek wodnych jest cechą charakterystyczną krajobrazu związaną z przeszłością terenu i jego użytkowaniem [Pieńkowski 1996, Nowicki 1997]. Starorzecza (oczka wodne) położone w dolinach rzek charakteryzują się swoistymi właściwościami. Wartość przyrodniczą starorzeczy określają: stopień pokrycia roślinnością, ich powierzchnia oraz typ użytkowania w sąsiadującej zlewni [Goławski i Kasprzykowski 2007]. Oczka wodne zasiedla specyficzna wodna roślinność zwana makrofitami. Makrofity to morfologicznie bardzo zróżnicowana grupa roślin [Hartog i Segal 1964, Cook 1983, Wołek 1996]. Należą do nich wszystkie krajowe ramienice (Charophyta), część mszaków (Bryophyta), nieliczne paprotniki (Pteridophyta) oraz niewielka grupa roślin nasiennych (Spermatophyta) [Szmeja 2006]. Ze względu na niejednakowe wymagania makrofity podzielono na: amfifity, helofity, nimfeidy, elodeidy, isoetidy oraz pleuston [Bernatowicz i Wolny 1974]. Makrofity spełniają szereg ważnych funkcji ekologicznych w zbiornikach wodnych, m.in. wpływają na żyzność wód oraz skład gatunkowy organizmów roślinnych i zwierzęcych. Stanowią miejsce żerowania, rozrodu oraz refugia dla wielu wodnych bezkręgowców oraz ryb, a także sprzyjające siedliska dla awifauny [Kornijów i Radwan 2000]. Ich obecność wpływa na wzbogacenie różnorodności biologicznej. Celem badań było określenie zróżnicowania struktury makrofitów oraz warunków siedliskowych w analizowanych zbiornikach w zależności od ich położenia, a także wpływu, jaki wywiera sposób zagospodarowania terenów przyległych do zbiorników. Jest to szczególnie istotne z uwagi na fakt, że przyległe tereny charakteryzują się dużym udziałem pól uprawnych, a makrofity występujące w odpowiednio dużym zwarciu odgrywają znaczną rolę w biocenozach wodnych jako filtr wyłapujący i neutralizujący pulę pierwiastków i zawiesin pochodzących ze zlewni [Pieczyńska i Ozimek 1976, Ozimek i in. 1990]. 2. Obszar badań Badania przeprowadzono w dwóch oczkach wodnych położonych w dolinie rzeki Wisły na odcinku Sandomierz Tarnobrzeg. Stanowią one ślad dawnych meandrów Wisły i sugerują dawny bieg rzeki. Jest to obszar Kotliny Sandomierskiej stanowiącej rozległe zapadlisko tektoniczne pochodzące z okresu trzeciorzędu [Rawski 1993]. Omawiane starorzecza powstały w sposób naturalny. Brak stałego połączenia badanych oczek z rzeką, a także ich niewielka powierzchnia i głębokość przyczyniają się do szybkiego zarastania roślinnością. Szczególnie często zjawisko takie obserwowane jest w zbiornikach położonych blisko pól uprawnych. Pierwszy analizowany zbiornik (I) położony jest bezpośrednio przed wałem rzeki Wisły, w odległości około 200 m od rzeki i otoczony podmokłymi łąkami. Jego! Doktoranci tom 1.indd :11:56

3 Hydrobotaniczna charakterystyka śródpolnych oczek wodnych w dolinie rzeki Wisły głębokość wynosi około 1 m. Zbiornik II oddalony jest od Wisły o około 600 m, otoczony jest łąkami kośnymi oraz polami uprawnymi. Jego głębokość waha się od 0,5 do 0,7 m (tab. 1). 3. Materiał i metody Analizy przeprowadzone zostały w całym okresie wegetacyjnym 2003 r. Do określenia ekologicznej struktury makrofitów zastosowano powszechnie przyjętą w Europie Środkowej metodę fitosocjologiczną Brauna-Blanqueta [1951]. Jednostki fitosocjologiczne (określone na podstawie gatunków dominujących) wyróżniono, stosując układ systematyczny i nomenklaturę Matuszkiewicza [2008]. Zdjęcie fitosocjologiczne obejmowało listę wszystkich gatunków stwierdzonych w obrębie fitocenozy z uwzględnieniem ich liczby [Szmeja 2006]. Fizyczno-chemiczne właściwości wody badanych oczek wodnych analizowano od marca do sierpnia 2003 r. Określano: temperaturę wody, odczyn, przewodnictwo elektrolityczne oraz stopień nasycenia wody tlenem według Polskich Standardów [Hermanowicz i Dojlido 1999]. Do obliczenia procentowego udziału poszczególnych zbiorowisk roślinnych wykorzystano oprogramowanie Microstation V8 XM. 4. Wyniki i dyskusja Na podstawie właściwości fizyczno-chemicznych można stwierdzić, że zbiorniki charakteryzowały się podobnym typem troficznym (tab. 1). Tabela 1. Charakterystyka podstawowych parametrów morfometrycznych oraz właściwości fizyczno-chemiczne badanych zbiorników Parametry morfometryczne Zbiornik I Zbiornik II Powierzchnia [ha] 1,61 8,23 Głębokość [m] 1 0,5 0,7 Powierzchnia fitolitoralu [ha] 1,35 6,83 [%] Właściwości fizyczno-chemiczne x SD x SD Temperatura [ C] 16,4 7,0 16,0 6,2 Odczyn 8,5 1 8,6 0,5 Nasycenie tlenem [%] 89,8 29,5 89,1 21,7 Tlen rozpuszczony [mg dm 3 ) 8,7 3,9 8,7 2,8 Przewodnictwo elektrolityczne [ms] 2,6 3,4 2,5 2,7! Doktoranci tom 1.indd :11:56

4 372 Weronika Maślanko, Agnieszka Kułak, Joanna Sender W badanych zbiornikach wodnych występowało łącznie 11 zbiorowisk roślinnych. W zbiorniku I występowało 5 zbiorowisk (ryc. 1), natomiast w II 7 (ryc. 2). Niewątpliwie na różnorodność zespołów makrofitów wpływał sposób użytkowania terenów sąsiadujących. W zbiorniku I fitolitoral zajmował 81% powierzchni zbiornika, natomiast w zbiorniku II 84%. Elementem charakterystycznym dla obu zbiorników była obecność mat glonowych rozwijających się na całej ich powierzchni. Ryc. 1. A. Przebieg transektu przekroju przez zbiornik I. B. Przekrój przez zbiornik I. Zbiorowiska roślinne: 1. Salicetum albo fragilis, 2. Scirpetum silvalici, 3. Phragmitetum australis, 4. Nupharo Nymphaetum, 5. Potametum pectinati Ryc. 2. A. Przebieg transektu przekroju przez zbiornik II. B. Przekrój przez zbiornik II. Zbiorowiska roślinne: 1. Molinietalia caeruleae, 2. Salicetum triando viminalis, 3. Ceratophylletum demesi, 4. Phragmitetum austrialis, 5. Typhetum latifoliae, 6. Polygono Bidentetum, 7. Urtico Calystegietum sepium W zbiorniku I występowały następujące typy fitocenoz: W zbiorowisku Salicetum albo fragilis R. Tx dominuje drzewostan wierzbowy, głównie Salix alba z domieszką Salix fragilis. Typowym siedliskiem są niskie terasy zalewowe dużych rzek typu roztokowego. Zbiorowisko to zajmowało 31,8% (tab. 2), okalając badany zbiornik zwartym pierścieniem przylegających do siebie drzew. Fitocenoza Nupharo Nymphaeetum albae Tomaszewicz 1977 jest z reguły dwu- i trójwarstwowa, z dominującym udziałem Nuphar lutea. Zajmowała 30,3%. Płaty z przeważającym udziałem Nuphar lutea częściej spotykane są w wodach uboższych i o kwaśniejszym odczynie. W badanym zbiorniku występowała na głębokości! Doktoranci tom 1.indd :11:57

5 Hydrobotaniczna charakterystyka śródpolnych oczek wodnych w dolinie rzeki Wisły około 0,8 m tworząc pas roślinności pomiędzy występującymi głębiej zbiorowiskami roślin zanurzonych. Rola tej fizjocenozy w zarastaniu i wypłycaniu zbiorników wodnych jest znaczna ze względu na produkcję dużej biomasy oraz zajmowanie dużej powierzchni. Tabela 2. Udział poszczególnych zbiorowisk roślinnych w tworzeniu fitolitoralu zbiornika I oraz II [%] Fitocenoza I II Salicetum albo fragilis 31,8 Nupharo nymphaeetum albae 30,3 Potametum pectinati 14,7 Scirpetum silvatici 12,4 Phragmitetum australis 10,9 Ceratophylletum demersi 31,8 Typhetum latifoliae 17,4 Phragmitetum australis 15,3 Salicetum triandro viminalis 11,6 Molinietalia caeruleae 10,6 Urtico Calystegietum sepium 8,2 Polygono Bidentetum 5,0 Zbiorowisko Phragmitetum australis (Gams 1927) Schmale 1939 reprezentuje facjalnie wykształcony, dwuwarstwowy szuwar właściwy, charakterystyczny dla siedlisk eutroficznych. Zajmuje 10,9% powierzchni fitolitoralu, tworząc dosyć cienki pas roślinności. Dominującym gatunkiem jest trzcina pospolita. Wykazuje szeroką amplitudę ekologiczną oraz olbrzymią ekspansywność i dynamikę rozprzestrzeniania. Fitocenoza Potametum pectinati Carstensen 1955 to zbiorowisko rdestnicy grzebieniastej występujące w dość płytkich eutroficznych zbiornikach wód stojących i płynących na podłożu piaszczystym lub mulistym. W analizowanym zbiorniku stanowiło 12,4% powierzchni fitolitoralu. Zbiorowisko Scirpetum silvatici Ralski 1931, rozpowszechnione w całym kraju, z dominującym gatunkiem sitowia leśnego. Z wyglądu przypomina niskie szuwary turzycowe zajmujące niewielkie powierzchnie. W badanym zbiorniku pokrywało ono 14,7%. W zbiorniku II występowały następujące fitocenozy: Zbiorowisko Typhetum latifoliae SOÓ 1927 z charakterystycznym gatunkiem Typha latifolia. Jest to dwuwarstwowe zbiorowisko szuwaru właściwego. Spotykane najczęściej w zbiornikach wód eutroficznych w miejscach płytkich lub silnie wypły-! Doktoranci tom 1.indd :11:57

6 374 Weronika Maślanko, Agnieszka Kułak, Joanna Sender conych do 1 m, na podłożu organicznym lub organiczno-mineralnym [Matuszkiewicz 2008]. W badanym zbiorniku zajmuje 17,4% powierzchni fitolitoralu (tab. 2). Zbiorowisko Ceratophylletum demersi Hild 1956 tworzy zwarte, jednowarstwowe zbiorowisko roślin podwodnych, zbudowane przez rogatka sztywnego. Fitocenoza tego typu osiąga optimum rozwoju w płytkich, stojących wodach eutroficznych. W zbiorniku II formacja ta tworzy podwodną darń mającą 31,8% udziału w tworzeniu fitolitoralu. Fitocenoza Salicetum triandro viminalis Lohm 1952 reprezentowana była przez wierzbę wiciową, wiklinę oraz wierzbę trójpręcikową. Występowała na piaszczystych aluwiach i brzegach w zasięgu zmian poziomu wód. Formacja ta zajmowała 11,6% powierzchni fitolitoralu. Zbiorowisko Phragmitetum australis (Gams 1927) Schmale 1939 to jedyna wspólna dla obu omawianych zbiorników. Stanowi 15,3% powierzchni zbiorowisk. Zbiorowisko Molinietalia caeruleae Kocha 1926 to fitocenoza użytków zielonych, przeważnie mezo- i eutoficznych łąk kośnych oraz ziołorośli nadrzecznych, trwale lub przynajmniej okresowo wilgotnych, rozpowszechnione na niżu i w piętrze pogórza. Zajmowała powierzchnię 10,6%. Zbiorowisko Polygono Bidentetum Lohm występujące na żwirowopiaszczystych aluwiach większych rzek. W badanym zbiorniku zajmowało jedynie 5,0% powierzchni fitolitoralu. Zbiorowisko Urtico Calystegietum sepium Görs et Th. Müll 1969 tworzone przez bujnie rozrośnięte kępy pokrzywy, pokryte i obficie przerośnięte przez przytulię czepną i kielisznik zaroślowy. Z reguły występuje ona na glebach bardzo żyznych i zasobnych w azot, na wilgotnych lub mokrych miejscach, najczęściej nad brzegami mniejszych rzek i potoków [Matuszkiewicz 2008]. Występowało od strony gruntów ornych, zajmując w zbiorniku powierzchnię 8,2%, co może sugerować znaczny wpływ związków biogennych pochodzących z przyległych terenów. Na podstawie analizy porównawczej zdjęć satelitarnych z 2007 i 2009 r. w zbiorniku II, sąsiadującym z łąkami kośnymi oraz polami uprawnymi, zaobserwowano znaczne zwiększenie powierzchni fitolitoralu o 71,3%. Natomiast w zbiorniku I, otoczonym przez łąki kośne oraz tereny podmokłe, powierzchnia ta zwiększyła się jedynie o 3,6%. 5. Wnioski 1. Struktura fitolitoralu obu badanych oczek wodnych była wyraźnie zróżnicowana, czego przyczyną może być odległość od koryta oraz sąsiedztwo terenów otaczających. 2. Największa różnorodność zbiorowisk roślinnych występowała w zbiorniku II, w sąsiedztwie pól uprawnych. Odnotowano tutaj także duży udział zbiorowisk rudealnych.! Doktoranci tom 1.indd :11:57

7 Hydrobotaniczna charakterystyka śródpolnych oczek wodnych w dolinie rzeki Wisły Na podstawie właściwości fizyczno-chemicznych można stwierdzić, że zbiorniki charakteryzowały się podobnym typem troficznym. 4. W okresie dwóch lat powierzchnia fitolitoralu w zbiorniku II wzrosła o 71,3%, czego przyczyną może być intensywne zasilanie biogenami. Niewielka zmiana powierzchni fitolitoralu w zbiorniku I może świadczyć o odmiennym wpływie otaczających go terenów. Literatura Bernatowicz S., Wolny P Botanika dla limnologów i rybaków. PWRiL, Warszawa, 518. Braun-Blanquet J Pflanzensoziologie. Springer Verlag, Wiedeń. Cook R.E Clonal plant populations. Ann. Sci., 71(1983), Drwal J., Lange W., Kurkowska K Znaczenie retencji w bilansie wodnych obszarów bezodpływowych na terenach młodoglacjalnych. Zesz. Nauk. UG, 6, 57. Drwal J., Lange W Niektóre limnologiczne odrębności oczek. Zesz. Nauk. Wydz. Biol. Geografii i Oceanografii UG, 14, Goławski A., Kasprzykowski Z Znaczenie starorzeczy w kształtowaniu różnorodności przyrodniczej doliny Bugu. Wyd. Akademii Podlaskiej, Siedlce, Hartog C., Segal S A New classification of the water plant communities. Acta Bot. Neerl., 13, 3, Hermanowicz W., Dojlido J.R Physiochemical Analysis of Water and Waste Water (in Polish). Arkady Press, Warszawa. Hejný S Ökologishe Charakteristik der Wasser und Sumpfpflanzen in den slowakischen Tiefebenen (Donau und Theissgebieten). Vydavatelstvo SAV, Bratislava. Kornijów R., Radwan S Zasady zrównoważonego użytkowania i ochrony jezior położonych na terenach wiejskich. [W:] Problemy ochrony i użytkowania obszarów wiejskich o dużych walorach przyrodniczych. Wyd. UMCS, Lublin. Matuszkiewicz W Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. PWN, Warszawa. Nowicki Z Problematyka degradacji oczek wodnych na Pojezierzu Mazurskim. Roczniki AR w Poznaniu, 296, Ozimek T., Gulati Ramesh D., van Donk E Can macrophytes be useful in biomanipulation of lakes? The Lake Zwemlust example. Kluwer Academic Publishers. Printed in Belgium, Pieczyńska E., Ozimek T Ecological Significance of Lake Macrophytes. Int. J. Environ. Sci., 2, Pieńkowski P Przekształcenie oczek wodnych na przykładzie północnej części Równiny Wełtyńskiej. Zesz. Akademii Rolniczej w Szczecinie, 176, Rawski J Tarnobrzeskie Zeszyty Historyczne, 3 6. Szmeja J Przewodnik do badań roślinności wodnej. Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego.! Doktoranci tom 1.indd :11:57

8 376 Weronika Maślanko, Agnieszka Kułak, Joanna Sender Wołek J Occurrence and distribution of aquatic and rushes vegetation in the Czorsztyn Niedzica Sromowe Wyżne reservoirs before water damming (in Polish). Fragm. Flor. Geobot., ser. Polonica 3, Adres: Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Zakład Ekologii Krajobrazu i Ochrony Przyrody Lublin, ul. Dobrzańskiego 37 weronika.maslanko@up.lublin.pl! Doktoranci tom 1.indd :11:57