Regeneracja ekosystemów wodnych traci impet

Przełom roku to dla większości z nas okazja do podsumowań. Robimy rachunek sumienia w zakresie, który nas najbardziej dotyczy. Ja, oprócz innych, bardziej osobistych rozliczeń, postanowiłam sprawdzić, co w wodach chlupie w związku z przypadającą w tym roku dwudziestą rocznicą wejścia Polski do struktury Unii Europejskiej i przyjęcia regulacji ramowej dyrektywy wodnej. Fundamentalnym założeniem dyrektywy było takie kształtowanie polityki wodnej krajów członkowskich, aby powstrzymać degradację wód i zapewnić utrzymanie lub przywrócenie ich właściwego stanu w określonym horyzoncie czasowym. Jak Europa poradziła sobie z tym wyzwaniem? Niestety średnio.

Gwałtowna degradacja wód pod koniec millenium

Pomimo (a może właśnie dlatego), że ekosystemy słodkowodne zapewniają człowiekowi istotne usługi ekosystemowe, w tym wodę pitną, wodę do produkcji żywności i energii czy usługi rekreacyjne, ludzie od wieków bezpardonowo je degradują, a proces ten gwałtownie przyspieszył po II wojnie światowej, w okresie wzmożonego rozwoju gospodarczego. Według danych literaturowych [1] w okresie powojennym w Europie nastąpił znaczący wzrost presji na wody, objawiający się zakwaszeniem na skutek emisji związków siarki (szczyt ok. 1980 r.), eutrofizacją na skutek nadmiernego nawożenia azotem i fosforem (szczyt ok. 1988 r.) oraz inwazjami obcych gatunków m.in. w efekcie rozwoju transportu (szczyt ok. 1996 r.), jak również emisją pestycydów, substancji organicznych czy tzw. nowych zanieczyszczeń (nanoplastiki i farmaceutyki).

Ponadto wody są degradowane w wyniku przekształceń hydromorfologicznych, nadmiernych poborów, inwazji gatunków obcych i zmiany klimatu. W odpowiedzi na taki stan niezbędne stało się wdrożenie środków zaradczych, mających na celu poprawę jakości wody i przywrócenie siedlisk słodkowodnych, w tym skuteczniejsze oczyszczanie ścieków i kontrolę emisji substancji zanieczyszczających z powietrza. W Stanach Zjednoczonych pojawiła się ustawa o czystej wodzie (Clean Water Act, 1972 r.), a w Europie dyrektywy ściekowa i azotanowa (obie z 1991 r.), a w końcu ramowa dyrektywa wodna UE (RDW, 2000).

Optymizm po 2000 r. chyba był przedwczesny

Zgodnie z oczekiwaniami wdrożone regulacje w pierwszym okresie faktycznie doprowadziły do znacznego zmniejszenia zanieczyszczenia organicznego i zakwaszenia. W ciągu ostatnich 50 lat wdrożone działania naprawcze i środki łagodzące zaowocowały wymierną poprawą jakości wód słodkich i odnową ich bioróżnorodności w niektórych rejonach Europy, głównie w krajach skandynawskich [2, 3]. Wydawało się, że jesteśmy na dobrej drodze do całkowitego odbudowania ekosystemów słodkowodnych Europy.

Jeszcze kilkanaście lat temu, w okolicach 2010 r., doniesienia oceniające osiągnięcia ramówki po pierwszej dekadzie od jej wdrożenia były dość optymistyczne. Zmiana sposobu myślenia o wodzie nie jako o surowcu, ale zasobie i wspólnym dobru przyczyniła się niezaprzeczalnie do podjęcia mnóstwa inicjatyw na rzecz odnowy ekosystemów. Pojawiały się liczne publikacje podsumowujące osiągniecia krajów UE w opracowywaniu biologicznych metod oceny wód, ich międzynarodowej interkalibracji i rozwoju sieci monitoringu wód [4, 5].

Postęp w pozyskiwaniu danych o stanie wód w skali niemal całego kontynentu, w porównaniu z sytuacją sprzed wdrożenia RDW, był faktycznie imponujący. Jednak w tamtym okresie wdrażanie zgodnych z dyrektywą metod oceny wód nie było jeszcze na tyle zaawansowane, a serie pomiarowe zbyt krótkie i ograniczone przestrzennie, aby umożliwić ocenę skuteczności regulacji. Obecnie, po niemal ćwierćwieczu, monitoring biologiczny w Europie dostarczył już tyle danych, że nareszcie możemy powiedzieć „sprawdzam”!

Po 2010 r. regeneracja ekosystemów traci impet

Najliczniejszymi i najintensywniej monitorowanymi ekosystemami wodnymi są rzeki, a zamieszkujące je zespoły makrobezkręgowców bentosowych są powszechnie wykorzystywane jako wrażliwy i wiarygodny wskaźnik jakości wód. Trudno się zatem dziwić, że właśnie na takich danych międzynarodowy zespół naukowców, pod kierunkiem prof. Petera Haase, oparł ocenę trendów bioróżnorodności rzek w Europie w ostatnim półwieczu. Naukowcy obrali sobie za cel oszacowanie zmiany liczebności oraz różnorodności taksonomicznej i funkcjonalnej zbiorowisk bezkręgowców słodkowodnych na przestrzeni ostatnich 50 lat. Wykorzystali do tego dane z 22 krajów europejskich i ponad 1800 stanowisk badanych w latach 1968-2020 (chociaż znakomita większość danych pochodziła z okresu po 1990 r.).

Ich analizy, wykorzystujące hierarchiczne modele bayesowskie, wykazały istotne zmiany w zbiorowiskach bezkręgowców, w tym wzrost liczebności i różnorodności taksonomicznej oraz funkcjonalnej (gildie funkcyjne) w tempie od 0,73 do nawet 2,4 proc. rocznie w zależności od wskaźnika. Autorzy interpretują to zjawisko jako skutek poprawy jakości wód w wyniku lepszego oczyszczania ścieków (na przykład w następstwie wdrożenia dyrektywy ściekowej UE w 1991 r.) oraz upadku lub modernizacji zanieczyszczających gałęzi przemysłu, a także działań na rzecz odtworzenia siedlisk. Potwierdza to między innymi obserwowany wzrost liczebności taksonów wrażliwych na zanieczyszczenia, takich jak jętki (Ephemeroptera), widelnice (Plecoptera) i chruściki (Trichoptera), chociaż autorzy podkreślają potrzebę dalszych, bardziej szczegółowych analiz zmian składu taksonomicznego.

Niestety, poprawa ta nastąpiła głównie w latach 90. i na początku lat 2000, a po 2010 r. obserwowane jest wyhamowanie tego trendu. Sugeruje to, że wdrażane obecnie środki przynoszą efekty poniżej oczekiwań, a wiele rzek pozostaje nadal w niezadowalającym, a nawet złym stanie.

A jak to wygląda w Polsce?

Przytoczona praca niestety nie obejmowała danych z Polski. Zgodnie z moją wiedzą w naszym kraju nie mamy obecnie dobrych analiz porównawczych, które pokazywałyby trendy stanu wód pomiędzy cyklami planistycznymi (sześcioletnie okresy gospodarowania wodami, w ramach których przeprowadza się oceny ich stanu i wdraża działania naprawcze zgodnie z planami gospodarowania wodami w dorzeczu). W związku z tym pokusiłam się o taką analizę, co prawda skrajnie uproszczoną, ale porównującą parametry jakości wód (dostępne na stronach GIOŚ) w dwóch kolejnych cyklach 2010-2015 i 2016-2021. Aby nie porównywać „gruszek z jabłkami”, spośród wszystkich monitorowanych części wód uwzględniłam tylko podzbiór tych, które były badane w obu okresach.

I co? I gucio! W puli ponad 1800 rzek oraz ponad 400 jezior, z danymi dostępnymi dla obu tych okresów, wartości medialne i zakresy kwartylowe podstawowych wskaźników eutrofizacji i zasolenia (azotu całkowitego, fosforu całkowitego, przejrzystości wód i przewodności elektrolitycznej) były niemal identyczne, a różnice wysoce nieistotne statystycznie (p > 0,2). W przypadku zespołów biologicznych nie było inaczej, z wyjątkiem indeksu fitoplanktonowego w rzekach IFPL, który wykazał istotną statystycznie, acz dyskretną, poprawę. Dla dociekliwych zamieszczam tabelę ze statystykami (bez wnikania w niuanse metodyczne, wystarczy porównać wartości bezwzględne). W sumie to nie wiem, czy mamy się martwić, że się nie poprawiło, czy cieszyć, że się nie pogorszyło.

Wskaźnik	RZEKI (n=1880)		JEZIORA (n=428)
	2010-2015	2016-2021	2010-2015	2016-2021
Fosfor całkowity (mgTP l-1)	0,16 (0,11-0,24)	0,16 (0,10-0,24)	0,056 (0,034-0,099)	0,056 (0,035-0,103)
Azot całkowity (mgTN l-1)	2,59 (1,80-3,86)	2,62 (1,80-4,04)	1,41 (0,98-2,01)	1,27 (0,94-2,00)
Przewodnictwo el. wł. (µS cm-1)	476 (365-636)	484 (373-660)	337 (269-451)	354 (278-474)
Przejrzystość wód (m)	–	–	1,6 (0,9-2,9)	1,6 (0,9-2,9)
Chlorofil-a (µg l-1)	–	–	21,7 (8,6-50,0)	18,8 (9,8-43,5)
Wskaźnik fitoplanktonowy	0,64 (0,51-0,77)	0,60 (0,40-0,74)	2,20 (1,23-3,42)	2,25 (1,24-3,27)
Wskaźnik fitobentosowy	0,47 (0,37-0,57)	0,46 (0,38-0,55)	0,690 (0,598-0,800)	0,705 (0,607-0,800)
Wskaźnik makrofitowy	37,3 (33,9-40,4)	37,5 (33,1-41,1)	0,425 (0,292-0,562)	0,449 (0,305-0,584)
Wskaźnik makrofaunistyczny	0,654 (0,504-0,794)	0,636 (0,466-0,787)	–	–
Wskaźnik rybny	0,593 (0,399-0,717)	0,564 (0,375-0,739)	0,61 (0,44-0,74)	0,59 (0,45-0,73)

Oczywiście to magia statystyki i duże uproszczenie, bo na poziomie pojedynczych obiektów w analizowanym okresie stan mógł się pogorszyć lub polepszyć, ale w ujęciu ogólnym „wszystko jest jak było, nic się nie zmieniło”. Albo działania naprawcze są nieskuteczne, albo źle dobrane, albo po prostu ich brak. Jak donoszą liczne raporty i literatura naukowa, bardzo często stosowane działania, mające na celu wdrożenie środków zapobiegających pogarszaniu jakości wód, nie wiążą się ze stwierdzonymi presjami lub powiązanie takie jest słabo udokumentowane [6].

Wszystkiemu winne odstępstwa?

Istotną przeszkodą w osiągnięciu celów RDW może być nadmierne korzystanie z odstępstw zawartych w art. 4 dyrektywy, ponieważ umożliwiają one państwom członkowskim obniżenie ambicji dyrektywy i opóźnienie osiągnięcia dobrego stanu, tym samym podważając samą jej ideę. Krytyczne głosy wskazują na nadmierną liczbę jednolitych części wód, które podlegają niedostatecznie uzasadnionym odstępstwom. Analiza 120 dokumentów strategicznych i 15 ustrukturyzowanych ankiet pokazuje, że odmienne punkty widzenia i interpretacje odstępstw od celów środowiskowych były stosowane już na etapie negocjacji zapisów dyrektywy, a pozostawienie ich w formie niezdefiniowanej było celowe [7].

Ponadto dysfunkcyjne procedury decyzyjne we wspólnej strategii wdrażania i brak odpowiedniego politycznego wsparcia spowodowały, że wdrożenie RDW stało się poważnym wyzwaniem, z którym wiele krajów nie do końca sobie poradziło. W efekcie w wielu przypadkach dotyczących nieosiągnięcia dobrego stanu wód zadecydował pragmatyzm, a liczba zastosowanych odstępstw we wszystkich krajach rośnie [7]. W tym aspekcie też możemy mówić o wyraźnym wytraceniu impetu – miało być ambitnie, a wyszło jak wyszło.

Wielu autorów wskazuje na brak dostatecznych instrumentów ekonomicznych i metod zarządzania oraz konieczność zharmonizowania podejścia do kwestii odstępstw od celów środowiskowych, w tym lepsze wykorzystanie analizy kosztów i korzyści, analizy przystępności cenowej, uwzględnienia korzyści pozafinansowych (nie tylko tych ograniczonych do aspektów wodnych), konieczność zwiększenia udziału władz lokalnych i wszystkich interesariuszy, ocenę niepewności celów środowiskowych oraz skuteczności działań w obliczu zmieniających się warunków, w tym m.in. zmiany klimatu [8]. Wszystko to wskazuje, że konieczna jest krytyczna ocena i rewizja koncepcji ekonomicznych i ich narzędzi pod kątem skuteczności w osiąganiu celów.

Nierealistyczne ramy czasowe dyrektywy

A może po prostu ekosystemy wodne potrzebują więcej czasu na regenerację, a my oczekujemy zbyt szybkiej poprawy? Spuśćmy zasłonę milczenia na kanoniczny termin osiągnięcia dobrego stanu wszystkich wód w UE do 2015 r., który nawet największym entuzjastom powinien był wydać się zbyt optymistyczny. Regeneracja zdegradowanego ekosystemu wodnego w 15 lat? Żarty na bok. W 2015 r. niemal połowa wód powierzchniowych w Europie nie osiągnęła dobrego stanu ekologicznego, a stan chemiczny 40 proc. z nich był nieznany.

Kolejne horyzonty czasowe, wskazane w dyrektywie jako graniczne dla osiągnięcia dobrego stanu wód, wskazują rok 2021 (już za nami), a następnie absolutnie ostateczny – 2027 r. Jest to możliwe do osiągnięcia pod warunkiem, że w ciągu czterech lat doświadczymy cudu. Biorąc pod uwagę złożoność uwarunkowań ekologicznych i socjologicznych, takich jak czas przebiegu pełnych cykli życiowych organizmów, zmianę sposobu myślenia ludzkości, nieodnawialność pewnych zasobów środowiska oraz czas odnawialności innych, to realistycznym okresem osiągnięcia celów środowiskowych według środowisk naukowych jest około 100 lat [9].

Czy coś jeszcze możemy zrobić?

Dla opracowania skutecznych strategii i narzędzi zarządzania wodami kluczowe znaczenie ma identyfikacja naturalnych i antropogenicznych czynników, które warunkują zmiany biotyczne. Zespół Haase w swojej pracy analizował również takie czynniki i wykazał klimat, przegrody rzek oraz udział obszarów zurbanizowanych i użytkowanych rolniczo w górnym biegu rzeki jako głównych determinantów trendów wskaźników taksonomicznych i funkcjonalnych reprezentujących zbiorowiska bezkręgowców słodkowodnych w Europie. Takie wyniki chyba dla nikogo nie są zaskoczeniem.

Można spekulować, że spowolnienie tempa regeneracji ekosystemów wodnych w UE oznacza osiągnięcie całkowitej odnowy biologicznej, jednak wobec ogólnie słabego stanu ekologicznego wód w krajach członkowskich, teza ta jest błędna. Bardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest to, że wyczerpały się korzyści wynikające z wcześniejszych interwencji lub pojawiają się nowe czynniki stresogenne, lub te istniejące nasilają się (na przykład nowe rodzaje substancji zanieczyszczających lub wpływ zmieniającego się klimatu). Czynniki takie mogą spowolnić i potencjalnie odwrócić wzrost różnorodności biologicznej. Potwierdzają to częściowo wyniki Haase i współautorów, które pokazują, że wzrost liczebności i różnorodności makrobezkręgowców był mniejszy i rzadziej obserwowany w rzekach zlokalizowanych w rejonach o cieplejszym klimacie, odprowadzających wody z obszarów miejskich i rolniczych oraz położonych poniżej tam.

Zakładając, że odnowa biologiczna rzek Europy utknęła w martwym punkcie, oczywistym pytaniem jest, jak przywrócić proces regeneracji. Wyzwania stojące przed ekosystemami słodkowodnymi są różnorodne, a niezbędne interwencje wymagają wieloaspektowego podejścia, które obejmie między innymi opracowanie odpowiedniego prawodawstwa, rozwój technologiczny (na przykład w zakresie oczyszczania ścieków), zmiany w praktykach użytkowania gruntów czy ograniczenie eksploatacji wód. Dalsze prace mające na celu zrozumienie przyczyn spowolnienia odnowy pomogłyby w ukierunkowaniu tych działań.

Mimo rozczarowania wynikającego z mniejszych niż oczekiwane efektów, absolutnie nie powinniśmy zaprzestać wysiłków na rzecz poprawy jakości wód. Dzięki podjęciu odpowiednich działań w wyniku ratyfikacji Protokołu montrealskiego w 1987 r. w znacznym stopniu udało się zmniejszyć ubytek warstwy ozonowej i doprowadzić ten wskaźnik do wartości nieprzekraczającej bezpiecznych granic planetarnych [10] (o granicach planetarnych pisaliśmy w jesiennym numerze „Wodnych Spraw”). Czyli jednak da się coś zrobić!

Zmiana klimatu działa na naszą niekorzyść – wzrost temperatury wzmaga parowanie, sprzyja eutrofizacji, zwiększa ryzyko szkodliwych zakwitów glonów (HAB). Może to oznaczać, że opracowane 20 lat temu cele środowiskowe (wartości graniczne parametrów określających dobry stan wód) mogą okazać się niewystarczające dla zapobiegania degradacji ekosystemów. Pytanie, czy pójdziemy w odstępstwa i obniżanie celów środowiskowych, ryzykując bardzo prawdopodobne kompletne załamanie się stanu wód w Europie czy raczej podejmiemy wyzwanie ratowania tego, co się da!

---

W artykule korzystałam m.in. z prac:

1. Haase P., Bowler D.E., Baker N.J. et al. (2023). The recovery of European freshwater biodiversity has come to a halt. Nature, 620, 582–588. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06400-1
2. Hesthagen T., Fjellheim A., Schartau A.K. et al. (2011). Chemical and biological recovery of Lake Saudlandsvatn, a formerly highly acidified lake in southernmost Norway, in response to decreased acid deposition. Science of the Total Environment, 409, 15, 2908-2916. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.04.026
3. Hilt S., Alirangues Nuñez M.M., Bakker E.S., et al. (2018). Response of Submerged Macrophyte Communities to External and Internal Restoration Measures in North Temperate Shallow Lakes. Front. Plant Sci. 9:194. doi: 10.3389/fpls.2018.00194
4. Hering D., Borja A., Carstensen J. et al. (2010). The European Water Framework Directive at the age of 10: A critical review of the achievements with recommendations for the future. Science of The Total Environment, 408, 19, 4007-4019. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.05.031
5. Birk S., Bonne W., Borja A. et al. (2012). Three hundred ways to assess Europe’s surface waters: An almost complete overview of biological methods to implement the Water Framework Directive. Ecological Indicators, 18, 31-41, https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2011.10.009
6. Voulvoulis N., Arpon K. D., Giakoumis T. (2017). The EU Water Framework Directive: From great expectations to problems with implementation. Science of the Total Environment 575 (2017) 358–366. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.228
7. Boeuf B., Fritsch O., Martin-Ortega J. (2016). Undermining European Environmental Policy Goals? The EU Water Framework Directive and the Politics of Exemptions. Water, 8, 388. https://doi.org/10.3390/w8090388
8. Berbel J., Expósito A. (2017). Economic challenges for the EU Water Framework Directive reform and implementation. European Planning Studies, 1-15. DOI: 10.1080/09654313.2017.1364353
9. Josefsson H. (2012). Achieving ecological objectives. Laws, 1(1), 39-63. https://doi.org/10.3390/laws1010039
10. Richardson K., Steffen W., Lucht W. et al. (2023). Earth beyond six of nine planetary boundaries. Sci. Adv. 9, eadh2458. DOI: 10.1126/sciadv.adh2458