Wodny przegląd publikacji (37)

Niedawno minęła trzecia rocznica wybuchu wojny w Ukrainie i moment ten zbiegł się z publikacją dwóch artykułów analizujących skutki środowiskowe zniszczenia zapory w Nowej Kachowce. Ten drastyczny akt militarnej agresji miał ogromne konsekwencje nie tylko dla życia i bezpieczeństwa ludzi, ale również dla środowiska. Odbudowa zdegradowanych ekosystemów wodnych i mokradłowych często wymaga podjęcia działań inicjujących i przyspieszających ten proces, takich jak wprowadzanie nasadzeń. Naukowcy z Holandii przedstawiają konsekwencje tego typu działań dla różnorodności taksonomicznej i tempa regeneracji.

Z kolei badacze z Chin donoszą, że zakwaszenie oceanów może zmniejszyć pobieranie dwutlenku węgla przez eukariotyczny fitoplankton w wodach tropikalnych i subtropikalnych nawet o 10 proc. Z pracy naszych rodzimych hydrobiologów dowiemy się, w jaki sposób przejście przez układ pokarmowy ryb i raków sprzyja degradacji mikroplastików. Warto również zajrzeć do dwóch prac przeglądowych, syntetyzujących naszą wiedzę na temat modelowania skutków hydrologicznych zmian użytkowania terenów zlewni oraz skuteczności rozwiązań opartych na naturze (NBS) do mitygacji skutków powodzi.

1. Kvach Y., Stepien C.A., Minicheva G.G. et al. (2025). Biodiversity effects of the Russia–Ukraine War and the Kakhovka Dam destruction: ecological consequences and predictions for marine, estuarine, and freshwater communities in the northern Black Sea. Ecol Process 14, 22 (2025)

Shumilova O., Sukhodolov A., Osadcha N., et al. (2025). Environmental effects of the Kakhovka Dam destruction by warfare in Ukraine. Science 387, 1181-1186

Trwająca od ponad trzech lat wojna w Ukrainie, oprócz niszczenia ludzkiego życia i zdrowia, generuje też znaczące straty środowiskowe. Tamy, jako elementy infrastruktury bezpieczeństwa wodnego, stały się celem ataków. Zniszczenie tamy elektrowni w Nowej Kachowce w czerwcu 2023 r. było jednym z bardziej spektakularnych rosyjskich działań militarnych, które doprowadziło do katastrofalnych szkód gospodarczych i środowiskowych. Ale też stało się zarzewiem licznych badań nad różnorakimi skutkami niszczenia zapór. W ciągu ostatnich tygodni, w krótkim odstępie czasu, ukazały się dwa artykuły dotyczące efektów środowiskowych tego zdarzenia.

Pierwsza z prac, opublikowana pod koniec lutego na łamach Ecological Processes, syntetyzuje wyniki czterech badań prowadzonych w Instytucie Biologii Morskiej Narodowej Akademii Nauk Ukrainy, podsumowując skutki wojny dla organizmów wodnych oraz ich siedlisk (ekosystemów morskich, estuaryjnych i śródlądowych). Negatywne oddziaływania obejmują m.in. uwolnienie zanieczyszczeń, szkody w siedliskach spowodowane wyciekami ropy, ostrzałem, eksplozjami, powodziami i pożarami; a także efekty nierespektowania zasad obowiązujących na obszarach chronionych.

Skutki pozytywne to przede wszystkim zmniejszona presja antropogeniczna, dzięki ograniczeniom w żegludze, rybołówstwie, trałowaniu, rekreacji, inżynierii wodnej, budownictwie i turystyce. Autorzy wskazują, że wiele skutków miało charakter tymczasowych, a siedliska i gatunki odnawiają się, przy czym niektóre powracały do stanu historycznego, charakterystycznego dla reżimów niższego zasolenia. Jednak niektóre skutki, takie jak znaczące zniszczenie siedlisk, zaburzenia i szkody spowodowane zanieczyszczeniami okazują się dość trwałe. Autorzy przewidują, że odporność ekologiczna zespołów tego obszaru prawdopodobnie umożliwi im przetrwanie i adaptację do skutków wojny.

Druga praca, która ukazała się w połowie marca na łamach Science, dotyczy problemu zanieczyszczeń z osadów zbiornika, które zostały uwolnione do środowiska na skutek zniszczenia zapory. Międzynarodowy zespół naukowców (wśród których znaczący udział mają badacze ukraińscy), przeanalizował długoterminowe skutki odsłonięcia dużych obszarów wcześniej zalanych wodą. Ich wyniki pokazują, że osuszenie zbiornika odsłoniło osady denne zawierające ponad 83 tys. ton wysoce toksycznych metali ciężkich, takich jak ołów, kadm i nikiel, z czego ponad 1 proc. prawdopodobnie zostało uwolnione do środowiska podczas opróżnienia zbiornika.

Pozostała część, zdeponowana w osuszonych osadach, przedostaje się do wód powierzchniowych na skutek erozji, poprzez spływ powierzchniowy i sezonowe powodzie i może negatywnie oddziaływać na mieszkańców regionu, którzy powszechnie wykorzystują wodę rzeczną w gospodarstwach domowych w celu zrekompensowania niedoborów w miejskiej sieci wodociągowej. Jednym ze sposobów mitygacji problemu jest fitoremediacja w wyniku sukcesji roślinności, która jest obserwowana na terenach po Zbiorniku Kachowskim.

2. Alderson R., van Leeuwen C.H.A., Bakker E.S., et al. (2025). Active wetland restoration kickstarts vegetation establishment, but natural development promotes greater plant diversity. Journal of Applied Ecology

Odbudowa zdegradowanych ekosystemów często wymaga ingerencji człowieka w celu zainicjowania i przyspieszenia regeneracji. Pytanie tylko, czy umiemy zarządzać tym procesem na tyle mądrze i świadomie, aby pomóc, a nie zaszkodzić. Holenderscy naukowcy badali, jak zarządzanie zdegradowanym ekosystemem mokradłowym, poddanym działaniom naprawczym, wpływa na różnorodność biologiczną i tempo odnowy. Na podstawie wyników sześcioletniego eksperymentu, prowadzonego na sztucznym archipelagu Marker Wadden, utworzonym na jeziorze Markermeer w Holandii, stwierdzili, że wprowadzanie nasadzeń trzciny pospolitej i ich ochrona przed zgryzaniem znacznie przyspieszyły sukcesję na badanym obszarze, ale w efekcie wykształcona formacja roślinna była bardzo uboga gatunkowo.

Większą różnorodność osiągnięto, kiedy nasadzana roślinność była poddawana presji roślinożerców (w tym przypadku gęsi gęgawej). Najwolniej proces regeneracji następował w części ekosystemu pozostawionej spontanicznej sukcesji, ale tam też stwierdzono największe bogactwo gatunkowe roślin. Oznacza to, że projektując działania nakierowane na odtwarzanie zdegradowanych ekosystemów, trzeba wziąć pod uwagę kompromis pomiędzy jakością uzyskanych efektów i czasem potrzebnym na ich osiągniecie.

3. Dai R., Wen Z., Hong H., et. al. (2025). Eukaryotic phytoplankton drive a decrease in primary production in response to elevated CO₂ in the tropical and subtropical oceans. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.122 (11) e2423680122

Fitoplankton morski odpowiada za około 45 proc. globalnej produkcji pierwotnej netto. Jednak zakwaszenie oceanów spowodowane wzrostem stężenia dwutlenku węgla ze źródeł antropogenicznych prawdopodobnie wpłynie na produktywność tej grupy organizmów, chociaż zakres i kierunki zmian nie są jeszcze dobrze rozpoznane. W artykule opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences naukowcy analizują reakcję fitoplanktonu na wzrost zakwaszenia w oligotroficznych wodach zachodniej części Północnego Pacyfiku, wskazując na prognozowaną mniejszą efektywności wiązania CO₂.

Spadek produkcji pierwotnej wykazywały przede wszystkim małe eukariotyczne taksony (<20 µm) fitoplanktonu, które są ograniczane przez niski poziom azotu, podczas gdy fitoplankton prokariotyczny wykazywał niewielkie lub pozytywne reakcje na wysoki poziom CO₂. Ekstrapolując swoje ustalenia, naukowcy przewidują, że w ciągu pół wieku rosnące zakwaszenie oceanów może zmniejszyć pobieranie węgla przez eukariotyczny fitoplankton w oceanach tropikalnych i subtropikalnych nawet o 5 bln kg rocznie, czyli nawet o 10 proc.

4. Babkiewicz E., Nowakowska J. Zebrowski M.L. et al. (2025). Microplastic Passage through the Fish and Crayfish Digestive Tract Alters Particle Surface Properties. Environmental Science & Technology

Dotychczasowe badania nad wpływem organizmów na obieg i właściwości mikroplastików dotyczyły najczęściej mikroorganizmów (bakterii), podczas gdy rola zwierząt dużych, takich jak ryby czy skorupiaki, w tym procesie, nadal nie jest rozpoznana. Zbadania tego podjął się zespół naukowców z Wydziału Biologii UW wraz z badaczami z innych jednostek naukowych. Przeprowadzili oni eksperyment, którego celem było przeanalizowanie, w jaki sposób przejście przez przewód pokarmowy zwierząt wodnych (karasia i raka australijskiego) wpływa na właściwości powierzchni, wielkość cząstek i kolonizację bakteryjną sferycznych cząstek mikroplastików polietylenowych (o średnicy 275 μm).

Wyniki wskazują, że przejście przez przewód pokarmowy zwierząt zmienia właściwości mikroplastików i prowadzi do ich fragmentacji, nie wpływając jednak na skład chemiczny ani przenikanie do tkanek. Otrzymane dane sugerują, że żerowanie ryb i raków odgrywa istotną rolę w degradacji mikroplastików w środowisku wodnym, wspomagając ich rozpad i ułatwiając dalszą biodegradację przez mikroorganizmy.

5. Howarth M., Smithwick E.A.H., McPhillips L., Mejia A., (2025). Scaling Nature-Based Solutions for Fluvial Floods: A Worldwide Systematic Review. Wiley Interdisciplinary Reviews: Water

Na koniec zachęcam do zajrzenia do dwóch interesujących artykułów przeglądowych, opublikowanych w marcu na łamach WIRE’s Water. Co prawda ze względu na swój wtórny charakter przeglądówki są mniej cenione niż oryginalne doniesienia naukowe, ale warto docenić wysiłek, który włożyli autorzy w syntetyzowanie naszej dotychczasowej wiedzy na jakiś temat.

Pierwsza z prac prezentuje kompendium wiedzy na temat skuteczności zastosowania rozwiązań opartych na naturze (NBS) w celu łagodzenia skutków powodzi rzecznych. Na podstawie przeglądu ponad 130 recenzowanych artykułów autorzy porównują efektywność różnych rozwiązań w skali globalnej. Skuteczność NBS w łagodzeniu powodzi została oceniona poprzez metaanalizę różnych metryk, w tym procentowej redukcji szczytu powodzi, powierzchni powodzi, wysokości szczytowego przepływu, opóźnienia szczytowego przepływu, objętości powodzi i jej magazynowania. Analiza korzyści dodatkowych obejmowała kilkanaście kategorii, w tym bioróżnorodność, magazynowanie węgla, chłodzenie/ograniczenie skutków wyspy cieplnej, kontrolę erozji, usuwanie zanieczyszczeń czy rozwój turystyki.

Wnioski z przeglądu wskazują, że NBS nie są rozwiązaniem uniwersalnym w zakresie łagodzenia skutków powodzi. Co prawda wszystkie działania były w stanie zmniejszyć niektóre powodzie rzeczne (szczególnie w przypadku krótkich, często powtarzających się zdarzeń), ale niektóre były w tym skuteczniejsze niż inne. Potencjał łagodzenia skutków powodzi NBS został zanalizowany również według wielkości zlewni, co wykazało, że mniejsze radzą sobie lepiej niż większe. Istnieje wyraźna potrzeba opracowania wspólnych standardów projektowania i oceny wydajności dla NBS na dużą skalę, jak również zebrania wskazówek, których działania są kluczowe do rozważenia i monitorowania w celu łagodzenia skutków powodzi i korzyści współzależnych na danych obszarach.

6. Toosi A.S., Batelaan O., Shanafield M., Guan H., (2025). Land Use-Land Cover and Hydrological Modeling: A Review. Wiley Interdisciplinary Reviews: Water

Druga praca przeglądowa, opublikowana w marcu w WIRE’s Water, dotyczy modelowania procesów hydrologicznych związanych ze zmianami użytkowania gruntów i pokrycia terenu. Wobec ogromnego tempa zmian użytkowania terenów zlewni i ich efektów hydrologicznych oraz stale udoskonalanych metod pozyskiwania informacji środowiskowej, zachodzi potrzeba rewizji podejścia metodycznego do analizy tych danych. Mimo że technologie teledetekcji lotniczej i satelitarnej umożliwiają częste, szeroko zakrojone monitorowanie parametrów powierzchni ziemi, ich złożoność czasoprzestrzenna pozostaje niewykorzystana w modelach hydrologicznych. Artykuł dokonuje przeglądu postępu w podejściach do modelowania i omawia przyszłe potrzeby i kierunki badań. Bardzo wartościowa pozycja dla wszystkich praktyków w zarządzaniu zlewniowym.

[1] https://doi.org/10.1186/s13717-025-00577-1
doi: 10.1126/science.adn8655
[2] https://doi.org/10.1111/1365-2664.70021
[3] https://doi.org/10.1073/pnas.2423680122
[4] doi: 10.1021/acs.est.4c08909
[5] https://doi.org/10.1002/wat2.70011
[6] https://doi.org/10.1002/wat2.70013