Strumienie efemeryczne i rzeki okresowe – czy taka przyszłość czeka nasze rzeki?

rzeki okresowe

W lutym 2018 r. lokalne media obiegła informacja o pojawieniu się we wsi Kaczory (woj. wielkopolskie) rzeki, której zazwyczaj tam nie ma. Dzięki intensywnym opadom i podniesieniu się poziomu wód w miejscowym jeziorze Kopcze, drogą w kierunku Piły popłynęła rzeka. Zjawisko to nie jest nowe, bo powtarza się co kilka, kilkanaście lat. Ostatnie było notowane 17 lat wcześniej (w 2001 r.), jeszcze poprzednie w 1987 r. Nigdy nie wiadomo, kiedy rzeka się pojawi, ale można się jej spodziewać po okresach długich, intensywnych opadów. Dzięki temu została okrzyknięta (chyba trochę na wyrost) „jedyną rzeką okresową w Polsce”.

Chociaż rzeki okresowe występują na całym świecie, zjawisko to jest raczej kojarzone z podzwrotnikowymi terenami Australii czy Afryki niż Wielkopolski. Okresowym nazywamy ciek, w którym woda płynie tylko w określonych porach roku, kiedy wody gruntowe są na tyle wysoko, że stanowią ich główne źródło zasilania, a opad jest dodatkowym źródłem wody. W okresach suchych takie rzeki okresowe zanikają. Z kolei ciek, w którym woda płynie tylko podczas opadów lub przez krótki czas po nich, nazywamy efemerycznym. W wielu przypadkach termin ten odnosi się do strumieni, których koryta przez cały rok znajdują się ponad poziomem lustra wód gruntowych, zatem nie są przez nie zasilane i zależą wyłącznie od opadu atmosferycznego.

W literaturze przedmiotu dostępnych jest kilka klasyfikacji takich nietrwałych cieków, ale najczęściej określa się je jako „strumienie efemeryczne i rzeki okresowe”, tzw. IRES (od ang. intermittent rivers and ephemeral streams). Termin IRES ujmuje zbiorczo całą gamę ekosystemów charakteryzujących się dużą zmiennością przepływu, na przemian płynących i wysychających.

Gdzie występują strumienie efemeryczne i rzeki okresowe?

Strumienie efemeryczne i rzeki okresowe występują na wszystkich kontynentach, w tym na Antarktydzie. Najpowszechniejsze są w regionach skrajnie suchych, suchych i śródziemnomorskich, stanowiąc tam dominującą formę ekosystemów wód płynących. Na przykład ponad 70% z 3,5 miliona km rzek w Australii ma charakter okresowy[1], a w południowo-zachodnich stanach Ameryki, takich jak Arizona czy Nowy Meksyk, IRES stanowią do 94% całkowitej długości rzek[2]. Jednak ekosystemy takie mogą występować licznie nawet na obszarach o klimacie umiarkowanym i wilgotnym, szczególnie w górnych odcinkach biegu rzek.

Chociaż strumienie efemeryczne i rzeki okresowe są obecne na Ziemi od zawsze, zainteresowano się nimi dopiero niedawno, a wzrost liczby publikacji naukowych na ich temat obserwuje się w zasadzie w ostatniej dekadzie[3-5], jak również pierwsza monografia poświęcona ERES z 2017 r.[6]. Prawdopodobnie wiąże się to z faktem, że rzeki okresowe i strumienie efemeryczne stają się coraz bardziej powszechne na całym świecie ze względu na zmianę klimatu i rosnące presje antropogeniczne.

Jak powstają strumienie efemeryczne i rzeki okresowe?

Przyczyn powstawania rzek okresowych i czynników kształtujących ich dynamikę hydrologiczną i procesy ekologiczne jest mnóstwo, ale obejmują one przede wszystkim uwarunkowania klimatyczne, hydrologiczne i morfologiczne. W różnych regionach jedne czynniki mogą mieć większe znaczenie niż inne.

W regionach suchych i półpustynnych zanik przepływu w dużej mierze jest spowodowany niskimi opadami, wysokim parowaniem i dużą ewapotranspiracją. W regionach alpejskich i arktycznych, gdzie cieki powstają z topniejącego śniegu i lodowców, podstawowym determinantem jest niska temperatura. W okresach zimniejszych śnieg przestaje się topić, a powierzchnia wody zamarza, w wyniku czego przepływ spowalnia lub ustaje. W takich regionach strumienie efemeryczne i rzeki okresowe płyną tylko przez kilka miesięcy, w okresie letnim.

Oprócz czynników klimatycznych ważne są także cechy fizyczne koryta, takie jak porowatość podłoża i głębokość zwierciadła wody, co wpływa na tempo infiltracji. W IRES z gruboziarnistym substratem dna (np. rzeki żwirowe) i lustrem wód gruntowych położonym znacznie poniżej koryta, wody łatwo infiltrują w dół, zasilając warstwy wodonośne. Obniżenie się poziomu wód gruntowych, czy to w wyniku naturalnych wahań sezonowych, czy działalności człowieka, może przyczynić się do spowolnienia przepływu, jego przerwania, a nawet wyschnięcia cieku na całej długości. Strumienie odwadniające jeziora zwykle przestają płynąć, gdy poziom lustra się obniża.

Oprócz wielu naturalnych czynników warunkujących strumienie efemeryczne i rzeki okresowe, zaburzenia lub przerwanie przepływu może być efektem działalności człowieka, głównie zmian użytkowania gruntów, regulacji cieku, poboru wód powierzchniowych i podziemnych oraz zmniejszonych opadów i zwiększonego parowania na skutek zmian klimatu. Obecnie nawet wielkie rzeki, takie jak Kolorado w Stanach Zjednoczonych[7] czy Żółta Rzeka w Chinach[8, 9], wykazują zaburzenia przepływu i okresowych przerw w ciągłości hydrologicznej na skutek budowy tam i zapór oraz zwiększenia poboru wody do spożycia i do użytku rolniczego.

Oprócz przekształcania trwałych strumieni i rzek w okresowe i efemeryczne, działania człowieka mogą także modyfikować funkcjonowanie naturalnych IRES poprzez wydłużanie czasu trwania i zasięgu okresów zerowego przepływu oraz zmianę ich częstotliwości. W efekcie powstają zupełnie nowe ekosystemy (ang. novel ecosystems) o strukturze i funkcjonowaniu kompletnie przez nas nierozpoznanym.

Specyfika ekologiczna IRES

Charakterystyczną i najciekawszą cechą wszystkich IRES jest ich niestabilność i duża dynamika. Dzięki cyklicznym wahaniom przepływu i stopnia uwodnienia, tworzą one zmienną w czasie i przestrzeni, zróżnicowaną mozaikę siedlisk lotycznych (wodne płynące), lentycznych (wodne stojące) i lądowych (suche). Wszystkie te siedliska lub ich dowolna kombinacja mogą występować jednocześnie, a w miarę jak ich powierzchnie powiększają się lub kurczą, w odpowiedzi na zmiany dostępności wód opadowych i poziomu wód gruntowych, zmienia się ich układ przestrzenny, dynamika czasowa i łączność hydrologiczna.

Ekosystemy te kolonizowane są przez szeroką gamę gatunków wykazujących przystosowanie do różnego typu siedlisk. Podczas okresów mokrych, w fazie wód płynących (ekosystem lentyczny) i niepłynących (lotyczny) w korytach IRES dominują rośliny i zwierzęta wodne. Natomiast podczas faz suchych, odsłonięte i przesuszone osady denne rzeki kolonizowane są przez organizmy lądowo-wodne i lądowe, typowe dla strefy nadbrzeżnej i siedlisk równin zalewowych.

Reżim zmiennego przepływu, naprzemiennego zalewania i przesuszania terenu, stanowi wyzwanie zarówno dla organizmów wodnych, jak i lądowych. Organizmy wodne muszą zmagać się z długimi okresami spowolnionego przepływu lub wręcz braku wody. Z kolei te lądowe doświadczają okresów powodzi i zalania (czasem długotrwałych), których muszą unikać lub nauczyć się je tolerować.

Niektóre gatunki wodne rozwinęły zdolność do produkcji form przetrwalnych i mogą przetrwać miesiące lub lata w wyschniętych osadach rzecznych w postaci cyst, kokonów lub w diapauzie osobników młodocianych lub dorosłych. Inne organizmy mają zdolność do szybkiej ponownej kolonizacji siedliska po okresie jego zakłócenia, dzięki zdolności do szybkiego rozprzestrzeniania się, krótkiemu cyklowi życiowemu i wysokiej płodności.

Z kolei organizmy lądowe adaptują się do warunków powodzi, na przykład dzięki zdolności do magazynowania powietrza lub unoszenia się na wodzie. Ponadto uwięzione w wysychających basenach i wzdłuż cofających się brzegów strumieni rośliny i zwierzęta wodne stanowią atrakcyjną bazę pokarmową dla zwierząt lądowych i półlądowych, zasiedlających strumienie efemeryczne i rzeki okresowe.

O ile strategie gatunków wodnych są dosyć dobrze rozpoznane i badane od dekad, to w przypadku zespołów lądowych zasiedlających IRES, rozpoznanie strategii odporności na powódź jest bardzo skąpe i wymaga dalszych badań. Dynamika czasowa i zmienność układu siedlisk w naprzemiennie zalewanych i osuszanych IRES czynią te ekosystemy idealnymi arenami do badania metapopulacji i metaspołeczności oraz analizowania skomplikowanych zależności ekologicznych między warunkami abiotycznymi, procesami biogeochemicznymi i interakcjami biotycznymi.

Czy nasze rzeki staną się ciekami okresowymi?

Naturalne okresowe ekosystemy wodne są zasiedlane przez wyjątkowe i bardzo różnorodne zbiorowiska biologiczne, charakteryzują się specyficznymi procesami hydrologicznymi i biogeochemicznymi oraz świadczą wiele istotnych usług ekosystemowych. W wyniku rosnącej presji antropogenicznej i postępujących zmian klimatu można się spodziewać, że w wielu regionach staną się one bardziej rozpowszechnione i bardziej wrażliwe.

Biorąc pod uwagę, że tymczasowe strumienie występują głównie w regionach, w których brakuje wody do użytku przez ludzi, a zapotrzebowanie na nią rośnie, okresowe ekosystemy rzeczne są w coraz większym stopniu modyfikowane. W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci narastające presje antropogeniczne, w połączeniu z silną sezonową i międzyroczną zmiennością przepływu, pogłębioną przez zmianę klimatu, doprowadziły do obniżenia jakości ekologicznej wielu rzek okresowych.

Bezimienna rzeka we wsi Kaczory pojawia się na tyle rzadko, że nie występuje na mapach i nie ma nazwy. Miejscowi robią zakłady, czy w danym roku popłynie, a jeśli tak, to jaką długość osiągnie. W 1987 r. udało jej się osiągnąć długość 9 km i dopłynąć aż do Gwdy. W 2001 r. popłynęła już tylko 2,5 km. Czy i kiedy się pojawi ponownie zależy od ilości opadów. Jej kolejne „odwiedziny” spodziewane są w okolicy 2030 r. Biorąc pod uwagę problemy hydrologiczne związane ze zmian klimatu, możliwe jest, że nigdy więcej jej nie zobaczymy.

Chociaż formalnie w Polsce nie wyróżnia się rzek okresowych, to wydaje się, że uznanie bezimiennej rzeki w Kaczorach za „jedyną okresową” jest jednak odrobinę przesadzone. Sieć hydrograficzna w naszym kraju jest pełna takich okresowo wysychających cieków. Jednak dopóki są to malutkie ciurki o powierzchni zlewni nieprzekraczającej kilku km2, nie budzi to większego niepokoju.

Problem zaczyna się, kiedy regularne, stale płynące rzeki zaczynają być zagrożone wyschnięciem. Co roku, latem media alarmują o kolejnych wysychających rzekach. Jak wskazują dane Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska, już kilka procent rzek w Polsce płynie jedynie zimą i wiosną, całkowicie wysychając latem, przez co inspektorzy nie są w stanie pobrać próbek wody do badań.

Obniżenie poziomu wody czy incydentalne wyschnięcie jeszcze nie czyni rzeki okresową czy efemeryczną, bo te mają swoje definicje, reżim i charakterystykę ekologiczną. Jednak kto wie, czy na skutek postępujących zmian, zjawiska te nie przybiorą regularnego charakteru, a obrazki, które znamy ze strefy zwrotnikowej, typowe dla Afryki czy Australii, nie staną się powszechne także i u nas.


W artykule korzystałam m.in. z prac:

[1] Sheldon, F., Bunn, S.E., Hughes, J.M., Arthington, A.H., Balcombe, S.R., Fellows, C.S., 2010. Ecological roles and threats to aquatic refugia in arid landscapes: dryland river waterholes. Mar. Freshw. Res. 61, 885–895.
[2] Levick, L.R., Goodrich, D.C., Hernandez, M., Fonseca, J., Semmens, D.J., Stromberg, J.C., et al., 2008. The Ecological and Hydrological Significance of Ephemeral and Intermittent Streams in the Arid and Semi-Arid American Southwest. US Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, Washington, DC.
[3] Datry, T., Arscott, D. B., & Sabater, S. (2011). Recent perspectives on temporary river ecology. Aquatic Sciences, 73(4), 453–457. https://doi.org/10.1007/s00027-011-0236-1.
[4] Arthington, A. H., Bernardo, J. M., & Ilhéu, M. (2014). Temporary rivers: Linking ecohydrology, ecological quality and reconciliation ecology. River Research and Applications, 30(10), 1209–1215. https://doi.org/10.1002/rra.2831.
[5] Datry, T., Boulton, A. J., Bonada, N., Fritz, K., Leigh, C., Sauquet, E., … Dahm, C. N., 2018. Flow intermittence and ecosystem services in rivers of the Anthropocene. Journal of Applied Ecology, 55(1), 353–364. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12941.
[6] Datry, T., Bonada, N., & Boulton, A. J. (Eds.), 2017. Intermittent Rivers and ephemeral streams (pp. 1–20). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803835-2.00001-2.
[7] Gleick, P.H., 2003. Global freshwater resources: soft-path solutions for the 21st century. Science 302, 1524–1528.
[8] Changming, L., Shifeng, Z., 2002. Drying up of the Yellow River: its impacts and counter-measures. Mitig. Adapt.Strat. Glob. Chang. 7, 203–214.
[9] Fu, G., Chen, S., Liu, C., Shepard, D., 2004. Hydro-climatic trends of the Yellow River basin for the last 50 years. Clim. Change 65, 149–178.

Używamy plików cookie, aby zapewnić najlepszą jakość korzystania z Internetu. Zgadzając się, zgadzasz się na użycie plików cookie zgodnie z naszą polityką plików cookie.

Close Popup
Privacy Settings saved!
Ustawienie prywatności

Kiedy odwiedzasz dowolną witrynę internetową, może ona przechowywać lub pobierać informacje w Twojej przeglądarce, głównie w formie plików cookie. Tutaj możesz kontrolować swoje osobiste usługi cookie.

These cookies are necessary for the website to function and cannot be switched off in our systems.

Technical Cookies
In order to use this website we use the following technically required cookies
  • wordpress_test_cookie
  • wordpress_logged_in_
  • wordpress_sec

Cloudflare
For perfomance reasons we use Cloudflare as a CDN network. This saves a cookie "__cfduid" to apply security settings on a per-client basis. This cookie is strictly necessary for Cloudflare's security features and cannot be turned off.
  • __cfduid

Odrzuć
Zapisz
Zaakceptuj

music-cover