Využití zásoby živin a primární produkce v eutrofních rybnících

Transkript

1 Využití zásoby živin a primární produkce v eutrofních rybnících Libor Pechar a kolektiv Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích Zemědělská fakulta, Laboratoř aplikované ekologie a ENKI o.p.s., Třeboň

2 Produkce ryb - jak nejlépe to zařídit Šusta: Chceme-li i v méně příznivých podmínkách dosáhnout vynikajících výsledků musíme přírodě pomoci, aby to udělala Ale kde tato pomoc končí? Limity : ekologické Josef Šusta ( ) a obecně biologické Chov ryb jako obor ekologického zemědělství? Kapr jako ekologický produkt bioprodukt?

3 Jak je na tom chov ryb ve srovnání se standardní živočišnou výrobou Stájový chov +/- Aquakultura Kapr však není jako tilapie

4 Jak je na tom chov ryb ve srovnání se standardní živočišnou výrobou To je průmyslová výroba na biologických limitech růstu - to není perspektiva pro kapra -

5 Cíl rybářského hospodaření: efektivní produkce ryb, které jsou v dobré kondici Tudíž ve zdravém (fungujícím) prostředí rybník je ekosystém takže ve fungujícím ekosystému

6 Šusta zavedl do rybníkářství moderní metody založené na vědeckém poznání a pochopení úlohy potravního řetězce. Zavedl vápnění a hnojení rybníků jako nástroj pro zvýšení produkce celého systému. Josef Šusta ( ) 600 Produkce Produkce ryb kg.ha Dusík Fosfor Přísun živin v kg.ha -1

7 Zvyšování přísunu živin a nárůst koncentrací N a P Zvyšování produkce ryb Nejsou v jednoduchém vztahu čím víc tím víc Produkce ryb kg.ha Produkce Dusík Fosfor Přísun živin v kg.ha -1 TN TP Chlorofyl-a Průhlednost mg.l -1 mg.l -1 µg.l -1 m ,70 0, , ,60 0, , ,27 0, , ,61 0, , ,70 0, , ,71 0, ,42

8 Produkce ryb závisí na přirozených produkčních procesech v rybníce

9 Produkce ryb závisí na přirozených produkčních procesech v rybníce Jednotlivé body představují průměrné hodnoty v obdobích 50. léta 70. léta 90. Léta čtverce Třeboňsko kolečka Blatná Vztah mezi koncentrací celkového P a fytoplanktonem

10 Co lze na rybníce během roku očekávat? Rybí obsádka velká malá drobný zooplankton velký zooplankton (dafnie) Koncentrace biomasy a živin Dusík Fytoplankton Čas (sezóna) Fosfor Koncentrace biomasy a živin Dusík Fosfor Fytoplankton Čas (sezóna)

11 Sezónní průběh koncentrací anorganického dusíku, dusičnanů fosfátů Sezónní průběh koncentrace chlorofylu a poměru DIN/DRP Průměrné hodnoty Rok 2002 sledováno 105 rybníků Třeboňsko Rok 1992 sledováno 92 rybníků - Třeboňsko DIN, NO 3 -N [mg.l -1 ] NO 3 -N DIN DIN NO 3 -N 2002 DRP II III IV V VI VII VIII IX X DRP [mg.l -1 ] Chl DRP Chl DIN/DRP DIN/DRP II III IV V VI VII VIII IX X DRP/DIN, Chlorofyl [mg.l -1 ] DIN.. anorganický dusík (součet NO 3 -N + NH 4 -N) [mg.l -1 ] DRP.. rozpuštěný reaktivní fosfor ( fosfátový fosfor) [mg.l -1 ]

12 Co lze v rybníce během roku očekávat? velká rybí obsádka Očekávaná situace se nekoná Koncentrace biomasy a živin Dusík Fytoplankton Čas (sezóna) Fosfor Koncentrace biomasy a živin Dusík Fytoplankton Čas (sezóna) Fosfor Proč tato podivná situace růst fytoplanktonu a ještě nárůst koncentrace fosfátů

13 Co lze v rybníce během roku očekávat? Vysoké koncentrace fosfátů, vysoké koncentrace celkového fosforu, vodní květ sinic Koncentrace biomasy a živin Dusík Fytoplankton Fosfor Čas (sezóna)

14 Sezónní průběh koncentrací chlorofylu a DRP (reaktivního fosforu fosfát) aktuální situace 0,04 0, , Rod, D.Vůle, Klec, Potešil, Služebný , Rod, D.Vůle, Klec, Potěšil, Služebný DRP mg/l 0,02 0,01 0,00 Chla_a mg/l II III IV V VI VII VIII IX X II III IV V VI VII VIII IX X Pokles letních maxim z více než 120 mg/l DRP (1992) na 40 mg/l Pokles hodnot srpen-září z 80 mg/l (1992) na 15 mg/l Stále zůstává velmi vysoký celkový fosfor

15 0, , Rod, D.Vůle, Klec, Potešil, Služebný , Rod, D.Vůle, Klec, Potěšil, Služebný DRP mg/l 0,03 0,02 0,01 0,00 II III IV V VI VII VIII IX X Chla_a mg/l II III IV V VI VII VIII IX X

16 Automatická stanice (GSM přenos dat na server) pro měření meteorologických podmínek a fyzikálně - chemických parametrů vodního prostředí : Teplota, ph, rozpuštěný kyslík, dopadající sluneční záření a záření pronikající do 15 a 35 cm Interval měření: každých 20 minut Data lze využít k odhadu primární produkce fytoplanktonu, tj. množství Organické hmoty, který je vytvořenou fotosyntézou za den

17 Sezónní záznam po dnech: Teploty Koncentrace chlorofylu Radiace na hladině Průměrné radiace ve vodním sloupci Primární produkce vyjádřené jako g O 2 /m 2 Lze přepočítat na g C/m 2 a energetické jednotky

18 Možnost reálně odhadnout primární produkci použitím modelu Talling 1957 Porovnání modelu a měřených výsledků Ukazuje na dobrou korelaci Výsledky in situ měření jsou asi o 10% nižší

19 Očekávali jsme vysoké hodnoty primární produkce

20 Toto jsme dostali, primární produkci srovnatelnou s nejvyššími denními hodnotami zaznamenanými ve světě

21 Chlorofyl Celkový Celkový Průhlednost dusík fosfor vody mg.l -1 mg.l -1 mg.l -1 m Období Roční průměrné koncentrace 50. léta léta Zvýšení primární produkce jako reakce na vyšší hladinu živin odpovídá přibližně nárůstu biomasy fytoplanktonu, zvýšení produkce ryb je podstatně nižší Chlorofyl Primární produkce Produkce ryb Produkce ryb Účinnost mg.l -1 kj.m -2 kg.ha -1 kj.m -2 % Období průměr za rok per year per year 60. léta léta léta

22 Produkce ryb kj.m 2. rok Čistá primární produkce kj.m 2.rok -1 Zatímco v 60. letech lze dobře doložit vztah mezi primární produkcí a produkcí ryb, data z 90. let ukazují že produkce ryb se nezvyšuje. Data from Blatná region fishponds, (Kořínek et al. 1987) Data from Rod fishpond (Třeboň region),

23 Závislost mezi produkcí ryb a primární produkcí text

24 Účinnost - využití primární produkce v produkci ryb lokalita rok NPP biomasa ryb účinnost za rok kj.m -2.rok -1 kg.ha -1 kj.ha -1 % Klec ,9 0,35 Klec ,3 0,73 Klec ,2 0,48 Rod ,1 0,17 Rod ,5 0,39 Rod ,3 0,34 Potěšil ,4 0,40 Potěšil ,0 0,73 Potěšil ,6 0,57 Dobrá Vůle ,9 0,33 Dobrá Vůle ,3 0,57 Dobrá Vůle ,4 0,49 Služebný ,2 0,26 Služebný ,0 0,34 Služebný ,1 0,66

25 Shrnutí 1. Současnou úroveň eutrofizace rybníků lze považovat za stabilizovanou, nicméně značně vysokou 2. S tím souvisí enormní rozvoj fytoplanktonu a velmi vysoká primární produkce 3. Vzrůstající biomasa fytoplanktonu neznamená zároveň adekvátní nárůst primární produkce - při nízké průhlednosti je limitujícím faktorem světlo 4. Zároveň část minerálních živin /často fosfor ve formě dostupného fosfátu/ zůstává nevyužita a zřetelně svědčí o nadbytku živin 5. Nicméně předběžné výsledky z třeboňských rybníků ukazují, že mohl být nastartován trend snižování tohoto nadbytku (dostupného fosforu) 6. Účinnost jakou se primární produkce podílí na produkci ryb je nižší než 1% a ve srovnání se lety 20. století tato hodnota poklesla více než 2x 7. Nerealizovaná primární produkce v trofické struktuře rybníka je příčinou zhoršení ph režimu, kyslíkových poměrů a nerovnováhy v nabídce základních živin