PowerPointova predstavitev

Transkripcija

1 METODOLOGIJA VREDNOTENJA EKOLOŠKEGA STANJA JEZER NA PODLAGI FITOPLANKTONA in TROFIČNO STANJE JEZER IN ZADRŽEVALNIKOV v SLOVENIJI (Ecological status assessment method for lakes using phytoplankton and trophic state of lakes and reservoirs in Slovenia) mag. Špela Remec Rekar, univ.dipl.biol.

2 Vodna direktiva (Direktiva 2000/60/ES) Enotna vodna politika za vse države unije (EU Water Framework Directive WFD) Uniform water policy Pravilnik o monitoringu stanja površinskih voda (Uradni list RS, 10/2009, dopolnitve ) Uredba o stanju površinskih voda (Uradni list RS14/2009, spremembe in dopolnitve 98/2010, 96/2013, 24/16) Celovito ovrednotenje vseh dejavnikov, ki vplivajo na stanje vodnih ekosistemov A need for assesment of all elements which define a water ecosystems quality EKOLOŠKO STANJE (Ecological status) Biološki elementi Podporni splošni fi-ke elementi Posebna onesnaževala Hidromorfološki elementi Kemijsko stanje (Chemical status) Prednostne snovi (priority substances) Prednostno nevarne snovi v vodi, sedimentu in organizmih Z monitoringom določeno stanje je osnova za upravljanje z vodnimi viri, oziroma določitev ukrepov za doseganje dobrega ekološkega in kemijskega stanja vodnih teles.

3 Biološki elementi kakovosti za določanje EKOLOŠKEGA stanja jezer Biological quality elements for LAKES Fitoplankton - najboljši pokazatelj trofičnosti Phytoplankton the best indicator for the lake trophic state Fitobentos in makrofiti - trofičnost litorala Phytobenthos and Macrophytes trophic state in the lake litoral Bentoški nevretenčarji - hidromorfološka degradiranost litorala Benthic invertebrates indicate hydromorphological degradation of litoral Ribe občutljive na različne pritiske Fishes sensitive to many preasures - lacking of good methodology

4 Metodologija vrednotenja ekološkega stanja jezer na podlagi fitoplanktona Ecological status assessment method for lakes using phytoplankton je bila izdelana v procesu interkalibracije bioloških metod v alpski geografski skupini za jezera (AT, I, D, FR, SI). Slovenija je aktivno sodelovala s podatki o fitoplanktonu iz Blejskega in Bohinjskega jezera ter po avstrijski nacionalni metodi povzela Brettum trofični indeks za ovrednotenje vrstne sestave fitoplanktonske združbe. Globoka alpska jezera Deep Alpine Lake Globoka predalpska jezera Deep Subalpine Lake Blejsko in Bohinjsko jezero sta edini stalni naravni jezeri v Sloveniji s površino > 50ha. Pripadata istemu IC tipu L-AL3, po nacionalni tipologiji pa sta različnih tipov. Lake Bled and Lake Bohinj are the only two permanent natural lakes in Slovenia with the surface area > 50ha. Both belong to the same IC intercalibration type L-AL3, but the national typology is different.

5 Delo alpske interkalibracijske skupine Work of the Alpine Geographical Intercabration Group (Alpine GIG) G. Wolfram in sodelavci, Reference conditions and WFD compliant class boundaries for phytoplankton biomass and chlorophyll-a in Alpine lakes, Hydrobiologia (2009) 633:45, 10.0 Selection of the reference lakes na podlagi paleolimnoloških podatkov, historičnih podatkov, CLC, modelov Vollenveider 1976, OECD 1982 Total biovolume [mm 3 L -1 ] 1.0 Reference conditions, class boundaries and rangs za skupni biovolumen in klorofil a so bili določeni iz populacije izbranih referenčnih jezer. Mediana je bila določena za referenčno vrednost, 90 percentil za mejo H/G (zelo dobro/dobro), ostale meje z uporabo enakomernih, ekvidistančnih razredov na logaritmski skali. 0.1 ln(tp) = ln(bv) N = 640 R 2 = 0.42 Referenca za Brettum indeks je bila določena na osnovi regresijske enačbe s totalnim biovolumnom, meje med razredi pa enako kot za BV in klorofil TP concentration [mg L -1 ] SIST EN Smerni standard za štetje fitoplanktona z invertno mikroskopijo CEN TC 230/WG 2/TG 3/2007 Določanje biovolumna fitoplanktona SIST ISO 10260:2001 Spektrometrično določanje koncentracije klorofila-a

6 Metodologija vrednotenja ekološkega stanja jezer na podlagi fitoplanktona Temelji na spremembah biomase in vrstne sestave fitoplanktona pri različnih koncentracijah nutrientov v vodi. Based on changes of phytoplankton biomass and species composition at different nutrient concentration. REK_MMI FPL = (REK BV + REK chl_a )/2 + REK BI 2 REK BV = EQR BV = reference biovolume value/ sample value REK chla = EQR chla = reference chlorophyll-a conc./ sample chl-a conc. REK BI = EQR BI = sample value / reference value for Brettum indeks REK= EQR = Ecological Quality Ratio (Annex V, WFD) Vsaka metodologija, ki je v skladu z WFD mora opredeliti odstopanje stanja od tipsko značilnih referenčnih razmer, kar dosežemo z izračunom Razmerja Ekološke Kakovosti (REK vrednosti) za vse osnovne metrike.

7 Normalizacija REK i vrednosti je potrebna zaradi normalne ekvidistančne porazdelitve razredov ekološkega stanja EQR i (REK i ) neqr i (nrek i ) 1 1 REK H/G (REK i REK H/G ) / (1 REK H/G ) * REK H/G > REK i REK G/M (REK i REK G/M ) / (REK H/G REK G/M ) * REK G/M > REK i REK M/P (REK i REK M/P ) / (REK G/M REK M/P ) * REK M/P > REK i REK P/B (REK i REK P/B ) / (REK M/P REK P/B ) * < REK P/B REK i / REK P/B * 0.2 Normalization of REK i = EQR i values is neccesary for the normal, equidistant distribution of quality classes 5 classes of Ecological state based on phytoplankton Ekološko stanje / Ecological state Normalizirane REK vrednosti/ Normalized EQR values zelo dobro (H) high >80 dobro (G) good 0,60-0,80 zmerno (M) moderate 0,40 0,60 slabo (B) bad 0,20 0,40 zelo slabo (P) very bad <20

8 Spremembe vrstne sestave fitoplanktona z naraščanjem koncentracije P tot Brettum indeks BI (Brettum 1989, Dokulil 2005, Wolfram ). Slovenija je po avstrijski nacionalni metodi povzela Brettum trofični indeks za ovrednotenje vrstne sestave fitoplanktonske združbe V procesu interkalibracije so bile izbrane indikatorske vrste za alpska jezera. Seznam trenutno vključuje 135 vrst. Osnova za izračun BI je delež biovolumna posamezne vrste v skupni biomasi fitoplanktona, pri različnih koncentacijah celotnega fosforja (TP µg L-1) oz v posameznem trofičnem razredu Trophic class TP (µg P L -1 ) 1 < > 60 Brettum index L-AL3 L-AL3 Large lakes L-AL TP concentration [mg m -3 ]

9 IZRAČUN BRETTUM INDEKSA 1. Za vsak trofični razred se izračuna relativna pogostost vrst p ij, ki se pretvori v indeksno vrednosti Xi posamezne vrste v posameznem razredu nij število najdenih vrst i v trofičnem razredu j (prisotnost/odsotnost) povprečni % volumski delež vrste i v pos. trofičnem razredu pij = bi Nj skupno število vrst v trofičnem razredu 2. Izračun indeksne vrednosti Ij za posamezen trofični razred n Σ v i x ij i=1 I j = n Σ v i i=1 Rezultat izračuna je 6 skupnih indeksov. 3. Končni BI se izračuna iz šestih Ij indeksov, ki se jih obremeni s Tj vrednostjo (teža trofičnega razreda) Tj = 6 za ultraoligotrofni trofični razred Tj = 1 za hiperevtrofni trofični razred 5 Σ I j T j j=1 BI = 5 Σ I j j=1

10 % biovolume cumulative %biovolume % biovolume cumulative %biovolume 1,2% 1,0% Bitrichia 100% 80% 0,8% 60% 0,6% 0,4% 40% 0,2% 20% 0,0% 0,001 0,010 0,100 3,5% 3,0% annual mean TP [mg L -1 ] Pediastrum 0% 0,001 0,010 0, % 80% annual mean TP [mg L -1 ] 2,5% 2,0% 60% 1,5% 40% 1,0% 0,5% 20% 0,0% 0,001 0,010 0,100 annual mean TP [mg L -1 ] 0% 0,001 0,010 0,100 annual mean TP [mg L -1 ]

11 Bitrichia chodatii Rebecca ID R1155 Order Stylococcales Class Chrysophyceae Distribution along TP gradient lake years 234 AT FR GE IT SI occurrence 32,7% lakes / country max. %biovol. 1,12% weighted avg of TP avg 0,011 mg L -1 TP class lakes years occurr avg scores 10 pts TP (cumul. %biovol.) TP classes <=5 µg L % 0,11% 4,4 4 min 0,002 mg L µg L % 0,08% 3,5 4 25perc. 0,006 mg L µg L % 0,04% 1,6 2 median 0,009 mg L µg L % 0,01% 0,4 0 75perc. 0,011 mg L µg L -1 8, % 0,01% 0,1 0 max 0,100 mg L -1 >60 µg L % 0,01% 0,0 0 Vrsta < >60 Bitrichia chodatii 4 4 2

12 Pediastrum duplex Rebecca ID R0716 Order Chlorococcales Class Chlorophyceae Distribution along TP gradient lake years 189 AT FR GE IT SI occurrence 26,4% lakes / country max. %biovol. 3,27% weighted avg of TP avg 0,043 mg L -1 TP class lakes years occurr avg scores 10 pts TP (cumul. %biovol.) TP classes <=5 µg L % 0,01% 0,0 0 min 0,004 mg L µg L % 0,01% 0,0 0 25perc. 0,012 mg L µg L % 0,03% 0,3 0 median 0,033 mg L µg L % 0,02% 0,3 0 75perc. 0,056 mg L µg L -1 21, % 0,10% 2,7 3 max 0,206 mg L -1 >60 µg L % 0,18% 6,6 7 Vrsta < >60 Pediastrum duplex 3 7

13 Planktothrix rubescens Rebecca ID 17R1617 Klass Cyanophyceae Order Oscillatoriales Država AT FR GE IT SI Jezero trofični razred TP (µg P indikatorska L-1 ) jezero leta % pojavljanja povp.% BV vrednost 1 < % 3,05% % 4,87% % 9,75% % 2,92% % 3,25% 1 6 > % 2,22% 0 Vrsta < >60 R1617 Planktothrix rbescens

14

15 Fitoplankton Fitobentos in makrofiti Bentoški nevretenčarji Ribe Secchijeva globina Celotni fosfor Nasičenost s kisikom v hipolimniju EKOLOŠKO STANJE JEZER IN ZADRŽEVALNIKOV Skupna ocena Biološki elementi Splošni podporni fi-ke elementi Posebna onesnaževala EKOLOŠKO STANJE Sintetična in nesintetična onesnaževala (NRS) Vodno telo ph REK REK REK m μg P/L % Blejsko jezero 0,58 0,61 0,76 * 5,7 12,4 8,1 73,2 G zmerno Bohinjsko jezero 0,92 0,82 0,77 * 9,1 4,8 8,3 93,3 G dobro Velenjsko jezero 0,52 * * * 6,4* 48* 8,0* 11* M(SO 4 ;Mo) zmerno ali slabše Družmirsko jezero 0,62 * * * 3,2* 27* 8,0* 63* M(Mo) zmerno ali slabše Šmartinsko jezero 0,47 * * * 1,2* 37* 7,8* 52* G zmerno ali slabše Slivniško jezero 0,44 * * * 1,2* 37* 7,9* 88* G zmerno ali slabše Perniško jezero 0,25 * * * 0,3* 261* 8,0* ** G(FFS_metolaklor) slabo ali slabše Ledavsko jezero 0,34 * * * 0,5* 99* 8,2* ** M(FFS_metolaklor) slabo ali slabše Gajševsko jezero 0,32 * * * 1,7* 114* 8,4* ** M(FFS_metolaklor) slabo ali slabše Klivnik 0,71 * * * 3,3* 11* 8,0* 66* G dobro Mola 0,69 * * * 2,7* 15* 7,8* 69* G dobro Vogršček 0,59 * * * 2,1* 13* 7,9* 55* G zmerno ali slabše *Ekološkega stanja oz.potenciala ni možno določiti, ker ni ustreznih metodologij, ali pa so le te v fazi preverjanja **Kriterij, nasičenost kisika v hipolimniju za ekološki tip ni ustrezen Razredi kakovosti ekološkega stanja 1,0-0,8 Zelo dobro 0,79 0,6 Dobro 0,59 0,4 Zmerno 0,39 0,2 Slabo 0,19-0 Zelo slabo Končno oceno ekološkega stanja vodnega telesa določa najslabša ocena.

16 Od skupaj 11 vodnih teles jih 8 (73%) dobrega stanja, oziroma potenciala ne dosega zaradi preobremenjenosti s hranili Jezero / zadrževalnik povp. 09_ Blejsko jezero 0,58 0,57 0,58 0,57 0,64 0,55 0,57 zmerno Bohinjsko jezero 0,92 0,89 0,93 0,93 0,94 0,96 0,89 zelo dobro Velenjsko jezero 0,52 0,57 0,45 0,45 0,56 0,54 0,55 zmeren ali slabši Šmartinsko jezero 0,47 0,45 0,53 0,79 0,41 0,27 0,35 zmeren ali slabši Slivniško jezero 0,44 0,42 0,42 0,43 0,5 0,36 0,53 zmeren ali slabši Perniško jezero 2 0,25 0,25 0,15 0,23 0,17 0,31 0,37 slab ali slabši Ledavsko jezero 0,34 0,32 0,38 0,42 0,4 0,22 0,31 slab ali slabši Gajševsko jezero 0,32 0,26 0,35 0,33 0,32 0,4 0,28 slab ali slabši Klivnik 0,71 0,7 0,823 0,76 0,74 0,66 0,59 dober ali slabši Mola 0,69 0,76 0,64 0,78 0,65 0,8 0,55 dober ali slabši Vogršček 2 0,59 0,6 0,51 0,7 0,73 0,5 0,55 zmeren ali slabši

17 % total phytoplankton biovolume Študijska naloga Bioprodukcija Blejskega jezera stanje fitoplanktona, perifitona, makrofitov, zooplanktona in rib 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Relative biovolume of different taxonomic groups in the Lake Bled phytoplankton communuty Euglenophyta Chlorophyta Dynophyta Cryptophyta Chrysophyceae Bacillaryophyceae Cyanophyta year

18 Cyanobakterije v Blejskem jezeru Aphanocapsa delicatissima Aphanothece clathrata Rhabdoderma lineare Cyanodyctyon reticulatum Chroococcus limneticus Planktothrix rubescens Aphanizomenon slovenicum Dolichospermum lemmermannii

19 Cyanobakterije v Blejskem jezeru

20