Wodny przegląd publikacji (27)

Czy ocieplenie klimatu ma wpływ na rozprzestrzenianie się gatunków obcych? Wyniki badań nad występowaniem obcych roślin wodnych w Polsce zdają się wyraźnie potwierdzać tę hipotezę, przynajmniej w przypadku kilku spośród 15 zidentyfikowanych taksonów wodnych neofitów. Hydrofity zasługują na szczególną uwagę, ponieważ świetnie nadają się do usuwania zanieczyszczeń z wód. Oczywiście, różne gatunki wykazują zróżnicowaną skuteczność w usuwaniu poszczególnych substancji, o czym możemy przeczytać w pracy szkockich naukowców. Interesującą lekturę stanowią też rozważania na temat wpływu zmian klimatu na możliwość osiągnięcia celów środowiskowych zgodnych z RDW.

Czy w zmieniającym się klimacie nie staną się one króliczkiem, którego nie będziemy w stanie dogonić? Prezentujemy też intrygujący przegląd literatury, którego celem jest weryfikacja obiegowego poglądu na temat roli lasów w zapobieganiu suszom hydrologicznym. Okazuje się, że zależność między pokrywą roślinną a przepływami wód nie jest taka prosta i wszystko zależy od specyficznych uwarunkowań konkretnego przypadku.

1. Alien Aquatic Plants in Poland: Temporal and Spatial Distribution Patterns and Effects of Climate Changes

Draga M., Szczęśniak E., Rosadziński S. et al. (2024). Alien Aquatic Plants in Poland: Temporal and Spatial Distribution Patterns and Effects of Climate Changes. Global Ecology and Conservation, 55, e03247

Rozmieszczenie obcych gatunków roślin wodnych w europejskich wodach śródlądowych, jak również wpływ czynników klimatycznych na ich ekspansję, nie są jeszcze dobrze rozpoznane. Polscy hydrobiolodzy z kilku ośrodków akademickich podjęli wyzwanie zbadania tego problemu na terenie naszego kraju. Na podstawie publikowanych i niepublikowanych danych z ostatnich 70 lat dokonali inwentaryzacji gatunków obcych makrofitów, przeanalizowali zmiany czasowe i przestrzenne w ich rozmieszczeniu oraz wpływ klimatu na występowanie i różnorodność.

W wyniku przeprowadzonej kwerendy w polskich wodach śródlądowych zidentyfikowano 15 obcych taksonów roślin wodnych (neofitów), w tym 14 gatunków oraz jeden zbiorowy takson Nymphaea (kultywary). Najczęściej występującym gatunkiem jest moczarka kanadyjska Elodea canadensis (ponad 25 tys. notowań). Następne w rankingu są moczarka delikatna E. nuttallii, azolla paprotkowa Azolla filiculoides i rzęsa turionowa Lemna turionifera (łącznie ponad 300 notowań). Dziesięć gatunków występowało tylko w izolowanych miejscach. Analizy wykazały znaczny wzrost liczby stanowisk neofitów wodnych w ciągu ostatnich 20 lat, co można powiązać z podwyższonymi średnimi miesięcznymi i rocznymi temperaturami powietrza w Polsce.

Autorzy wykazali silny związek między podwyższonymi średnimi temperaturami w Polsce, a rozprzestrzenianiem się niektórych gatunków, np. Azolla filiculoides, podczas gdy inne, takie jak Elodea nuttallii i Lemna turionifera, nie wykazywały zależności od tego czynnika. Trzy gatunki (Vallisneria spiralis, Pontederia crassipes i Hygrophila polysperma) występowały wyłącznie w wodach o antropogenicznie podwyższonej temperaturze (zanieczyszczanych termicznie), zatem ich zasięg ograniczał się do specyficznych obszarów lub obiektów. Wyniki pracy potwierdzają związek pomiędzy warunkami termicznymi ekosystemów słodkowodnych a rozmieszczeniem obcych roślin wodnych.

2. Multi-pollutant removal dynamics by aquatic plants in monoculture or mixed communities

Fletcher J., Willby N.J., Oliver D.M., Quilliam R.S. (2024). Multi-pollutant removal dynamics by aquatic plants in monoculture or mixed communities. Environmental Research, 263, 120041

Badania nad potencjałem roślinności wodnej i bagiennej do usuwania zanieczyszczeń (fitoremediacja) często skupiają się na pojedynczych substancjach i pojedynczych gatunkach roślin. A jak by to działało w układach wielogatunkowych przy zanieczyszczeniu wieloma substancjami? Szkoccy naukowcy z Uniwersytetu w Stirling zbadali skuteczność usuwania jedenastu zanieczyszczeń (biogeny i metale śladowe) przez pływające wyspy hydrofitowe (ang. floating treatment wetlands, FTW), obsadzone trzema gatunkami jednoliściennych roślin bagiennych (Typha latifolia, Glyceria maxima i Phragmites australis) w różnych proporcjach. Systemy FTW to typ uprawy hydroponicznej, gdzie makrofity sadzone są na pływających, sztucznych platformach. Zdobywają one coraz większą popularność jako estetyczny i skuteczny sposób usuwania zanieczyszczeń z wód stojących w wyniku pobierania i sekwestracji substancji w tkankach roślin lub degradacji w strefie korzeniowej.

Najskuteczniej usuwanymi zanieczyszczeniami były całkowity azot nieorganiczny (TIN), potas (K) i mangan (Mn), podczas gdy usuwanie fosforu (P), cynku (Zn) i miedzi (Cu) było umiarkowane. Najsłabiej usuwane były magnez (Mg), wapń (Ca), sód (Na), chrom (Cr) i żelazo (Fe). Największą skuteczność wykazały FTW z pałką szerokolistną, chociaż skład taksonomiczny roślinności miał największe znaczenie dla usuwania Zn, mniejsze natomiast dla TIN, Mg, K i Na. Sekwestracja w tkankach roślinnych miała istotne znaczenie w przypadku redukcji stężeń Mn, TIN, P i Fe.

Co ważne, skuteczność usuwania niektórych zanieczyszczeń (np. Cu) rosła wraz z czasem retencji wód. Generalnie, FTW wykazują skuteczniejsze działanie w miejscach, gdzie przepływ wody jest spowolniony, np. w stawach lub strumieniach o niskim przepływie. Badania te dowodzą, że wielogatunkowe i złożone FTW o różnych cechach i mechanizmach usuwania mogą umożliwić jednoczesną remediację kilku zanieczyszczeń.

3. Climate change and ecological assessment in Europe under the WFD – Hitting moving targets with shifting baselines?

Free G., Poikane S., Lyche Solheim A. et al. (2024). Climate change and ecological assessment in Europe under the WFD – Hitting moving targets with shifting baselines? Journal of Environmental Management, 370, 122884

W szybko zmieniających się warunkach klimatycznych coraz większą popularność zyskuje pojęcie uciekającego celu, czyli w wolnym tłumaczeniu króliczka, którego trzeba gonić. Nie inaczej wygląda problem możliwości osiągniecia celów środowiskowych Ramowej Dyrektywy Wodnej. Głównym celem RDW jest zapewnienie dobrego stanu wód powierzchniowych i podziemnych. Jednak zmiana klimatu może wywierać znaczący wpływ na stan ekologiczny poprzez bezpośrednią zmianę monitorowanych parametrów, modyfikację interakcji różnych presji oraz presji i ekosystemu lub ograniczanie skuteczności działań naprawczych.

W artykule opublikowanym na łamach Journal of Environmental Management grupa naukowców analizuje skutki, jakie zmiana klimatu niesie ze sobą dla oceny stanu ekologicznego wód europejskich. Zjawiska takie, jak obniżenie poziomu wód, zaburzenia stratyfikacji termicznej jezior czy występowanie ekstremalnych susz i powodzi będą wpływały na wartości wskaźników jakości ekologicznej. Autorzy prezentują różne aspekty i rozwiązania tego problemu oraz postulują włączenie w niedalekiej przyszłości wskaźników uwzgledniających presję klimatyczną do systemów oceny stanu wód zgodnych z RDW.

4. Global freshwater distribution of Telonemia protists

Boukheloua R., Mukherjee I., Park H. et al. (2024), Global freshwater distribution of Telonemia protists, The ISME Journal, wrae177

Telonemia to gromada jednokomórkowych wiciowców, charakteryzujących się unikalną kombinacją struktur komórkowych, niespotykaną u innych eukariontów. Jednocześnie jest to jeden z najstarszych zidentyfikowanych morskich protistów, który przez większą część swojej historii był uznawany za odrębną linię incertae sedis. Ewolucyjne pokrewieństwo tych wiciowców z supergrupą SAR (Stramenopiles, Alveolates i Rhizaria) jest obecnie mocno ugruntowane, ale ich występowanie i rola w sieciach pokarmowych, szczególnie w ekosystemach słodkowodnych, nadal pozostają nierozpoznane.

Badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców w oparciu o analizę ponad tysiąca metagenomów słodkowodnych z całego świata oraz ponad 400 próbek wód z jezior i zbiorników wodnych wykazały, że przedstawiciele tej gromady są szeroko rozpowszechnieni w ekosystemach słodkowodnych, chociaż wykazują wyraźne zróżnicowanie preferencji siedliskowych. Bardzo sporadycznie występują w jeziorach płytkich i silnie zeutrofizowanych, natomiast zdecydowanie preferują chłodniejsze hypolimniony jezior i zbiorników wodnych na półkuli północnej, gdzie potrafią stanowić nawet 10-20 proc. całkowitej populacji heterotroficznych wiciowców. Badania te wskazują, że Telonemia mogą być ważnymi drapieżnymi wiciowcami w łańcuchu pokarmowym niektórych ekosystemów słodkowodnych, szczególnie głębokich, chłodniejszych jezior.

5. Reforestation effects on low flows: Review of public perceptions and scientific evidence

Van Meerveld I., Seibert J., (2024). Reforestation effects on low flows: Review of public perceptions and scientific evidence. WIREs Water. 2024;e1760

Bardzo lubię zaglądać do czasopisma WIREs Water. Prezentuje ono głównie przeglądy literatury, co może być uznane za mniej wartościowe niż nowe odkrycia, ale publikowane tam prace dostarczają naprawdę solidnej, aktualnej i wyczerpującej wiedzy w zakresie zagadnień bliskich sercu hydrofila. Właśnie ukazał się artykuł przeglądowy, który koncentruje się na złożonych relacjach między lasami a wodą, a w szczególności na wpływie deforestacji i ponownego zalesienia na stan i przepływ wód podczas susz meteorologicznych.

Wpływ lasów na zasoby wodne jest od dawna przedmiotem badań, jednak w przestrzeni publicznej funkcjonuje wiele powszechnych przekonań, które opierają się na selektywnych dowodach naukowych lub nie znajdują potwierdzenia w żadnych z nich. Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu przeprowadzili rewizję niektórych obiegowych opinii, dokonując obszernego przeglądu dostępnych badań na temat wpływu lasów na opady, dynamikę wody glebowej, parowanie i przepływ wód. Ogólnie rzecz biorąc, ponowne zalesianie zwiększa parowanie oraz zmniejsza zasilanie wód gruntowych, co może prowadzić do spadku przepływu wody, szczególnie w sytuacji przepływów niskich.

Efekty te mogą być łagodzone przez zwiększoną infiltrację w wyniku poprawy właściwości hydrologicznych gleb na skutek pojawienia się pokrywy roślinnej, potencjalnie rekompensując część strat z parowania i transpiracji. Generalnie wyniki przeglądu wskazują, że pogląd, jakoby lasy zapobiegały suszom hydrologicznym lub je zmniejszały, w wielu przypadkach okazuje się nieprawdziwy. Autorzy podkreślają jednak, że stwierdzenie to nie powinno być używany jako argument za wycinką lasów lub niezalesianiem obszarów, na których lasy występują naturalnie, ponieważ ekosystemy te zapewniają wiele innych korzyści (np. sekwestrację węgla, bioróżnorodność, chłodzenie), w tym ważne podnoszenie jakości wody.

Prognozowanie wpływu lasów na przepływ wody jest skomplikowane, ponieważ skutki są specyficzne dla danego miejsca i zależą od wielu czynników, takich jak klimat, charakterystyka lasu i gleby przed i po zalesianiu oraz środowisko hydrogeologiczne. Dokładniejsze i bardziej szczegółowe zrozumienie roli lasów w hydrologii oraz lepsza zdolność przewidywania, gdzie i kiedy skutki zalesiania są pozytywne lub negatywne, mają kluczowe znaczenie dla zrównoważonego zarządzania lasami i wodą. Czyli z lasami jest jak ze wszystkim w przyrodzie – każdy pacjent potrzebuje indywidualnej diagnozy.