Ocena stanu ekologicznego jezior na podstawie ichtiofauny

Polsko-Norweski Fundusz Badań Naukowych / Polish-Norwegian Research Fund Ocena stanu ekologicznego jezior na podstawie ichtiofauny Witold Białokoz i Łucjan Chybowski Zakład Rybactwa Jeziorowego IRS Giżycko

Reakcja ryb na pogarszające się warunki środowiska Gatunki zmniejszające udział w ichtiofaunie: łososiowate: sieja, sielawa, związane z litoralem: szczupak, lin, karaś, duże sortymenty ryb karpiowatych, inne wrażliwe: okoń, być może wzdręga. Gatunki zwiększające udział: ryby karpiowate, a szczególnie drobne sortymenty tych ryb, sandacz w jeziorach głębokich. 1 Colby P.J., Spangler G.R., Hurley D.A., McCombie A.M. 1972 - Effects of eutrophication on salmonid communities in oligotrophic lakes J.Fish.Res. Bd. Can. 29: 975-983. 2. Hartmann J. 1977. - Fischereiliche Veranderungen in kulturbedingt eutrophierenden Seen. Schweitz. Z. Hydrol. 39 2: 243-254. 3. Hartmann J. 1979. - Unterschiedliche Adaptionsfahigkeit der Fosche an Eutrophierung. Schweitz. Z. Hydrol. 41, 2: 374-382. 4. Leopold M., Bnińska M., Nowak W. 1986 - Commercial fish catches as an index of lake eutrophication - Arch. Hydrobiol. 106(4): 513-524. Polish-Norwegian Research Fund

Latem i jesienią 2008 i 2009 roku, na wszystkich jeziorach zlewni Wel, przeprowadzono połowy ryb zestawami kalibrowanych sieci, o zróżnicowanych wielkościach oczek (tzw. zestawami nordyckimi), według optymalnego wariantu normy EN 14757. Polsko-Norweski Fundusz Badań Naukowych / Polish-Norwegian Research Fund

Polish-Norwegian Research Fund Rozmieszczenie wontonów nordyckich na Jeziorze Kiełpińskim -- wontony denne (24 szt.) -- wontony pelagiczn (2 szt.) Rodzaj sieci Denne Pelagiczne Zakres głębokości (m) Ilość (sztuk) <3,0 8 3,0-5,9 8 6,0-11,9 8 0,0-6,0 1 6,0-12,0 1

Nazwa Norma EN denne Norma EN denne jeziora Optimum Minimum Norma EN pelagiczne Polish-Norwegian Research Fund Rok badań Dąbrowa W. 48 16 6 2008 Dąbrowa M. 40 8 6 2008 Rumian 40 16 3 2008 Grądy 24 8 1 2009 Hartowieckie 16 8 1 2008 Kiełpińskie 24 8 2 2009 Lidzbarskie 44 8 4 2009 Tarczyńskie 24 8 1 2009 Zarybinek 24 8 1 2008 Zwiniarz 16 8 1 2009 Ogółem postawiono 288 wontonów dennych i 26 pelagicznych. Należy podkreślić, że pobór prób ichtiofauny, zgodnie z optymalną normą EN 14757, jest niezwykle praco- i czasochłonny.

Polish-Norwegian Research Fund Z wszystkich, badanych jezior uzyskano bardzo liczny materiał badawczy, pozwalający na w miarę precyzyjne ustalenie obecnej struktury ichtiofauny i jej rozmieszczenia w jeziorach. W jeziorach stratyfikowanych rzadko stwierdzano bytowanie ryb na dużych głębokościach, w warstwach wody pozbawionej tlenu. Skład ichtiofauny jezior był charakterystyczny dla ich typów rybackich i w żadnym z jezior nie odbiegał od normy. Najliczniejszymi gatunkami w większości jezior były: płoć, ukleja i okoń, a największą łączną masę osiągały płoć, okoń i leszcz.

Dobór metriksów: Analiza zależności udokumentowanych w literaturze Analiza korelacji z dostępnymi wskaźnikami presji z jezior rzeki Wel (Ntot, Ptot, chlorofil, widzialność, TSI Carlsona) - analiza związków kandydatów na metriksy ze wskaźnikami presji, - porównanie zgodności wyników z danymi literaturowymi, - wybór najlepszych zmiennych na kandydatów na metriksy, - wybór metriksów. Ocena stanu ekologicznego metodą sumy rang wybranych metriksów. Polish-Norwegian Research Fund

Reakcja ryb na pogarszające się warunki środowiska Gatunki zmniejszające udział w ichtiofaunie: łososiowate: sieja, sielawa, związane z litoralem: szczupak, lin, karaś, duże sortymenty ryb karpiowatych, inne wrażliwe: okoń, być może wzdręga. Gatunki zwiększające udział: ryby karpiowate, a szczególnie drobne sortymenty tych ryb sandacz w jeziorach głębokich. 1 Colby P.J., Spangler G.R., Hurley D.A., McCombie A.M. 1972 - Effects of eutrophication on salmonid communities in oligotrophic lakes J.Fish.Res. Bd. Can. 29: 975-983. 2. Hartmann J. 1977. - Fischereiliche Veranderungen in kulturbedingt eutrophierenden Seen. Schweitz. Z. Hydrol. 39 2: 243-254. 3. Hartmann J. 1979. - Unterschiedliche Adaptionsfahigkeit der Fosche an Eutrophierung. Schweitz. Z. Hydrol. 41, 2: 374-382. 4. Leopold M., Bnińska M., Nowak W. 1986 - Commercial fish catches as an index of lake eutrophication - Arch. Hydrobiol. 106(4): 513-524. Polish-Norwegian Research Fund

Polish-Norwegian Research Fund Analiza korelacji udziałów ryb w odłowie z dostępnymi wskaźnikami presji % Karaś Lin Leszcz Wzdręga Szczupak Okoń Sandacz Litoralowe Wrażliwe Omni WPUE Ntot -0,54-0,60 0,17-0,81-0,27-0,69 0,69-0,59-0,70 0,08 Ptot -0,17-0,18 0,11-0,51-0,15-0,65 0,65-0,18-0,64 0,46 Chlor -0,45-0,53 0,26-0,68-0,10-0,74 0,76-0,50-0,74 0,25 Secci 0,72 0,68-0,44 0,87-0,12 0,82-0,56 0,76 0,83 0,06 TSI -0,55-0,56 0,39-0,79 0,00-0,84 0,69-0,59-0,84 0,13 Total WPUE 0,08 0,58 0,46-0,10 0,33

Rudd % Sens % Polish-Norwegian Research Fund Przykładowe, prostoliniowe związki kandydatów na metriksy ze wskaźnikami presji 3 2 % wzdręgi = 8,42629-0,127062*TSI p = 0,0061; R 2 = 63,0; SE = 0,58 1 0 50 55 60 65 70 TSI 50 40 30 20 10 0 50 55 60 65 70 TSI % wrażliwych = 151,861-2,18866*TSI p = 0,0022; R 2 = 70,92; SE = 8,31

Perch % Pike-perch % Polish-Norwegian Research Fund 50 40 30 20 10 0 50 53 56 59 62 65 68 71 TSI % okonia = 148,548-2,13793*TSI p = 0,0024; R 2 = 70,30; SE = 8,24 30 25 20 15 10 5 0 50 55 60 65 70 TSI % sandacza = -61,8377 + 1,10475*TSI p = 0,0282; R 2 = 47,19; SE = 6,93

Pike % Litoral % Polish-Norwegian Research Fund 30 25 20 15 10 5 0 50 55 60 65 70 TSI % szczupaka = 4,82042 + 0,003326*TSI p = 0,9956; R 2 = 0,00; SE = 9,72 1,6 1,2 % litoralowych = 3,31247-0,050733*TSI p = 0,0708; R 2 = 35,16; SE = 0,41 0,8 0,4 0 50 55 60 65 70 TSI

Total WPUE Omni WPUE Polish-Norwegian Research Fund (X 1000) 8 7 6 5 4 3 2 50 55 60 65 70 TSI WPUE = -2022,75 + 106,413*TSI p = 0,3530; R 2 = 10,82; SE = 1810,08 (X 1000) 4 3 % Omni = 513,738 + 19,7012*TSI p = 0,7291; R 2 = 1,58; SE = 921,03 2 1 0 50 55 60 65 70 TSI

Polish-Norwegian Research Fund Wnioski z analizy korelacji i regresji: stwierdzono istotne statystycznie związki procentowych udziałów okonia, wzdręgi, sandacza oraz gatunków wrażliwych ze wskaźnikami presji; metriksy proponowane w programie WISER (Omni WPUE oraz Total WPUE, w jeziorach zlewni rzeki Wel, są związane ze wskaźnikami presji bardzo słabo; mała liczba obserwacji nie pozwala na zweryfikowanie istnienia związków z innymi zmiennymi, mimo że związki te są znane z innych jezior Polski.

Polish-Norwegian Research Fund Próba oceny stanu ekologicznego jezior na podstawie ichtiofauny Dobór zmiennych (metriksów) najlepiej reprezentujących związki ze wskaźnikami presji (drogą modelowania). Obliczenie oceny punktowej (LFI-N), jako sumy rang zmiennych, znormalizowanych do przedziału od 0,00 do 1,00, według wzoru: LFI-N = (S-Smin)/(Smax-Smin), gdzie: LFI-N Jeziorowy Indeks Rybny-N (Lake Fish Index-N), S - suma rang ocenianych zmiennych dla dowolnego jeziora, Smin - minimalna możliwa suma rang, równa liczbie ocenianych zmiennych, Smax - maksymalna możliwa suma rang, zależna od liczby jezior w bazie i równa liczbie ocenianych jezior pomnożonej przez liczbę ocenianych zmiennych.

Polish-Norwegian Research Fund Ocena stanu ekologicznego jezior LFI-N w dwóch wariantach: - na podstawie udziałów wzdręgi, leszcza i grupy gatunków wrażliwych (LFI-N1); - na podstawie udziałów okonia i wzdręgi, czyli gatunków najsilniej związanych ze wskaźnikami presji (LFI-N2). Jezioro/ Ocena punktowa LFI-N1 LFI-N2 WISER Dąbrowa Wielka 0,85 0,78 0,35 Dąbrowa Mała 0,93 0,94 1,00 Rumian 0,63 0,61 0,29 Zarybinek 0,30 0,39 0,82 Tarczyńskie 0,06 0,08 0,35 Grądy 0,35 0,31 0,71 Lidzbarskie 0,35 0,36 1,00 Kiełpińskie 0,81 0,94 0,35 Hartowieckie 0,30 0,33 0,41 Zwiniarz 0,43 0,25 0,00 Klasy stanu ekologicznego jezior stosowane w metodzie LFI Stan ekologiczny jeziora bardzo dobry (>0,69) dobry (0,45-0,69) umiarkowany (0,25-0,44) słaby (0,10-0,24) zły (<0,10)

Polish-Norwegian Research Fund Porównanie ocen punktowych jezior zlewni rzeki Wel dokonanych różnymi sposobami Jezioro/ ocena punktowa LFI-N1 LFI-N2 WISER TSI LFI (TSI) LFI (SOJJ) LFI Dane historyczne LFI 2004 r Dąbrowa Wielka 0,85 0,78 0,35 53,6 0,57 0,66 0,86 0,81 Dąbrowa Mała 0,93 0,94 1,00 57,5 0,52 0,56 0,75 0,68 Rumian 0,63 0,61 0,29 60,6 0,51 0,47 0,56 0,45 Zarybinek 0,30 0,39 0,82 63,4 0,38 0,52 n/a n/a Tarczyńskie 0,06 0,08 0,35 66,9 0,46 0,51 n/a n/a Grądy 0,35 0,31 0,71 67,2 0,46 0,45 n/a n/a Lidzbarskie 0,35 0,36 1,00 61,6 0,47 0,42 n/a n/a Kiełpińskie 0,81 0,94 0,35 52,7 0,57 0,61 n/a n/a Hartowieckie 0,30 0,33 0,41 61,8 0,39 0,55 n/a n/a Zwiniarz 0,43 0,25 0,00 69,2 0,32 0,49 n/a n/a

LFI Polish-Norwegian Research Fund Ocena stanu jezior zlewni rzeki Wel na podstawie ogólnego związku LFI z TSI 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 30 40 50 60 70 80 90 TSI Jeziora głębokie Jeziora średniogłębokie Jeziora płytkie

LFI Polish-Norwegian Research Fund Ocena stanu jezior zlewni rzeki Wel na podstawie ogólnego związku LFI z SOJJ 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 SO JJ Jeziora głębokie Jeziora średniogłębokie Jeziora płytkie

Polish-Norwegian Research Fund Porównanie ocen punktowych jezior zlewni rzeki Wel dokonanych różnymi metodami Jezioro/ ocena punktowa LFI-N1 LFI-N2 WISER TSI LFI (TSI) LFI (SOJJ) LFI Dane historycz ne LFI 2004 r Dąbrowa Wielka 0,85 0,78 0,35 53,6 0,57 0,66 0,86 0,81 Dąbrowa Mała 0,93 0,94 1,00 57,5 0,52 0,56 0,75 0,68 Rumian 0,63 0,61 0,29 60,6 0,51 0,47 0,56 0,45 Zarybinek 0,30 0,39 0,82 63,4 0,38 0,52 n/a n/a Tarczyńskie 0,06 0,08 0,35 66,9 0,46 0,51 n/a n/a Grądy 0,35 0,31 0,71 67,2 0,46 0,45 n/a n/a Lidzbarskie 0,35 0,36 1,00 61,6 0,47 0,42 n/a n/a Kiełpińskie 0,81 0,94 0,35 52,7 0,57 0,61 n/a n/a Hartowieckie 0,30 0,33 0,41 61,8 0,39 0,55 n/a n/a Zwiniarz 0,43 0,25 0,00 69,2 0,32 0,49 n/a n/a

Polish-Norwegian Research Fund Wnioski z oceny stanu ekologicznego jezior na podstawie ichtiofauny: Najlepszy stan ekologiczny w zlewni rzeki Wel mają jeziora: Kiełpińskie, Dąbrowa Mała i Dąbrowa Wielka. Wśród jezior rzeki Wel nie ma jezior złych, gdyż żyją w nich i zachowują ciągłość rozrodu wszystkie, właściwe dla typu gatunki ryb. Prace wykonane w projekcie dewelopment są pierwszymi w Polsce. Wykonane zostały na podstawie analiz prób zebranych jedynie z grupy dziesięciu jezior. Z tego powodu przedstawiają tylko hierarchizację stanu ekologicznego tych jezior, a nie ich rzeczywisty stan ekologiczny. Prace nad metodą oceny jezior na podstawie ichtiofauny muszą być kontynuowane, by objąć pełne spektrum jezior: od bardzo dobrych (referencyjnych) do złych. Przedstawiona formuła oceny jezior jest formułą otwartą, pozwalającą na iteracyjne uszczegóławianie wyników ocen poszczególnych jezior, w miarę rozbudowy bazy danych o ichtiofaunie. Gdy baza danych o ichtiofaunie będzie dostatecznie bogata, możliwe będzie ustalenie zamkniętych, stałych formuł ocen a także stałych klas stanu ekologicznego jezior.

Polish-Norwegian Research Fund Dziękuję za uwagę. Proszę o pytania i komentarze. Jezioro Dąbrowa Wielka