Orientační sledování fytoplanktonu v rekreačních nádržích v povodí Moravy v roce 2008 Vypracoval: Mgr. Rodan Geriš Ročenka 2007/2008 1
Obsah OBSAH... 2 ÚVOD... 3 ROZVOJ FYTOPLANKTONU V JEDNOTLIVÝCH NÁDRŽÍCH... 4 BRNĚNSKÁ PŘEHRADA... 4 KŘETÍNKA... 5 OLEKSOVICE... 6 JEVIŠOVICE... 7 VODNÍ DÍLO NOVÉ MLÝNY HORNÍ, STŘEDNÍ A DOLNÍ NÁDRŽ... 8 BYSTŘIČKA... 9 HORNÍ BEČVA... 10 MORAVSKÁ TŘEBOVÁ...11 LUHAČOVICE... 12 PLUMLOV... 13 VRANOV... 14 SHRNUTÍ... 15 ZÁVĚR... 15 VYSVĚTLENÍ NĚKTERÝCH POJMŮ... 16 CHARAKTERISTIKA ZÁKLADNÍCH SKUPIN FYTOPLANKTONU... 17 Ročenka 2007/2008 2
Úvod Pro sledování bylo vybráno třináct významných rekreačních nádrž. Hlavními kriterii pro posuzování biologické kvality vody byla koncentrace chlorofylu a spolu s kvalitativním složením fytoplanktonu ze směsného čtyřmetrového vzorku epilimnia, získaného odběrovou hadicí. Zpráva začíná tabulkou, ve které jsou zjištěné koncentrace chlorofylu a pro jednotlivé přehrady a měsíce. Barevně jsou odlišeny jednotlivé základní taxonomické skupiny fytoplanktonu dominující při odběru, kdy koncentrace chlorofylu a přesáhla 30 μg/l. Při překročení koncentrace 100 μg/l je hodnota podtržena. Další část je zaměřena na stručný popis rozvoje fytoplanktonu ve vegetační sezóně 2008 v jednotlivých nádržích. Zvláštní pozornost je věnována výskytu planktonních sinic a zvláště vodního květu. V poslední části je shrnuta úvaha o biologické kvalitě vody ve sledovaných nádržích a jejich rámcové srovnání. Koncentrace chlorofylu a v μg/l v rekreačních nádržích Povodí Moravy, s. p. v roce 2008 Nádrž/měsíc duben květen červen červenec srpen září říjen průměr sezónní průměr max. Brno 13,6 29,8 5,5 21,0 71 83,1 70,0 42,0 45,2 83,1 Jevišovice 103,1 7,6 17,3 34,1 177,2 251,8 11,3 86,1 120,1 251,8 Křetínka 34,9 0,6 7,5 14,0 12 38,1 7,2 16,3 17,9 38,1 Luhačovice 7,3 10,3 31,1 17,4 31,5 28,1 31,9 22,5 27,0 31,9 Moravská Třebová 89,5 63,4 2,3 114,6 103,5 77,6 51,6 71,8 74,5 114,6 VD N. Mlýny- Horní nádrž 14,9 22,6 57,0 49,0 36,3 6,7 95,8 40,3 37,3 95,8 VD N. Mlýny- Střední nádrž 16,1 48,4 50,6 119,5 206,3 25,4 123,8 84,3 100,4 206,3 VD N. Mlýny- Dolní nádrž 15,7 12,0 11,7 39,7 28,3 15,3 22,0 20,7 23,7 39,7 Oleksovice 26,3 13,8 83,3 33,8 19,5 19,5 122,8 45,6 38,3 122,8 Plumlov 61,2 19,7 5,0 11,5 123,3 79,1 51,9 50,2 54,8 123,3 Vranov 12,6 3,7 2,4 7,9 16,4 7,3 0,7 7,3 8,5 16,4 Bystřička 21,1 2,1 13,2 31,2 13,4 34,9 2,7 16,9 23,2 34,9 Horní Bečva 9,4 4,6 12,1 3,5 6,6 24,5 9,8 10,1 11,7 24,5 Vysvětlivky: 1. Vybrané charakteristické hodnoty max. - maximální zjištěná hodnota v měsících duben říjen průměr - průměrná hodnota koncentrace chlorofylu a v μg/l v měsících duben - říjen sezónní průměr - průměrná hodnota koncentrace chlorofylu a v μg/l v měsících červen - srpen 2. Hlavní skupiny fytoplanktonu, převažující v nádrži sinice modrá krásnoočka fialová rozsivky červená zelené řasy - zelená Ročenka 2007/2008 3
Rozvoj fytoplanktonu v jednotlivých nádržích Brněnská přehrada Na jaře se objevil vegetační zákal z centrických rozsivek (Stephanodiscus hantzschii), v květnu se silněji prosadila vláknitá sinice Pseudanabaena limnetica a zelení bičíkovci, dále zelená řasa Gloeotila pelagica. V červnu proběhlo typické stadium clearwater, kdy nevelké biomase dominovala zelená kokální řasa Planktosphaeria gelatinosa. V červenci rozvoj zelených kokálních řas pokračoval. Počátkem srpna byl již rozvinutý masový sinicový vodní květ tvořený rodem Microcystis, který vytrval až do konce září. Oproti předchozímu roku jsme v brněnské nádrži zaznamenali prudký pokles biologické kvality vody spojený se silnými projevy eutrofizace. Nádrž odpovídala hypertrofii, jediným pozitivem byl poměrně opožděný nástup sinic a jejich masového rozvoje. Microcystis ichthyoblabe sinice, která v brněnské nádrži dominovala v srpnu 2008 Ročenka 2007/2008 4
Křetínka V dubnu se vytvořil intenzivní vegetační zákal, ve kterém biomasou převažovaly zelení bičíkovci a skrytěnky. V květnu proběhlo výrazné stadium clearwater, kdy v nízké biomase dominovala centrická rozsivka Cyclotella radiosa. V červnu se objevily první sinice schopné fixovat vzdušný dusík a zelené kokální řasy, v červenci slabší vegetační zákal, tvořený rozsivkou Fragilaria crotonensis. V srpnu se vytvořil slabší vodní květ tvořený sinicemi rodu Aphanizomenon, ten se silně rozvinul v září (druh Aphanizomenon gracile). V říjnu se ve vodním sloupci vyskytovala rozmanitá společenstva řas a sinic v poměrně nízké biomase. Nádrž odpovídala eutrofii a zaznamenala proti předcházejícímu roku 2007 výrazné zhoršení. Planktosphaeria gelatinosa zelená řasa, která se v nádrži Křetínka objevila v červnu Ročenka 2007/2008 5
Oleksovice Po jarním výskytu skrytěnek došlo k prvnímu velkému rozvoji fytoplanktonu v červnu, kdy se v nádrži prosadila krásnoočka (Euglena texta a Trachelomonas sp.). V červenci vytvořila vegetační zákal centrická rozsivka Aulacoseira granulata a koncem srpna zelené řasy (Closterium limneticum a Oocystis sp.). K zeleným řasám se koncem září přidala centrická rozsivka Skeletonema potamos, v říjnu dominovala zelená řasa Koliella longiseta a centrická rozsivka Stephanodiscus sp. Úroveň trofie zůstala podobná jako v roce 2007, tzn. nádrž odpovídala silné eutrofii, podzimní biomasou až hypertrofii. Euglena texta dominanta biomasy v nádrži Oleksovice v červnu 2008 Ročenka 2007/2008 6
Jevišovice V dubnu se silně pomnožily centrické rozsivky (Stephanodiscus sp.) a vytvořily hnědý vegetační zákal. V červnu dominovaly zelené řasy a v červenci se k nim přidaly skrytěnky rodu Cryptomonas. V srpnu se rozvinul silný vodní květ, kterému dominovala vláknitá sinice Anabaena flos aquae. V září v intenzivním sinicovém květu převažovala Microcystis aeruginosa, která byla v říjnu nahrazena druhem Planktothrix agardhii. Situace odpovídala hypertrofii a byla podobná předcházejícímu roku. Microcystis aeruginosa hlavní dominanta masového vodního květu v Jevišovicích 2008 Ročenka 2007/2008 7
Vodní dílo Nové Mlýny Horní, Střední a Dolní nádrž V dubnu převažovaly ve všech třech nádržích centrické rozsivky (především rod Stephanodiscus), v květnu vytvořily maximální biomasu ve Střední nádrži, zatímco v nádržích Horní a Dolní biomase dominovaly skrytěnky. V červnu byl ve všech nádržích vyvinutý vodní květ (méně intenzivní v Dolní nádrži) tvořený převážně sinicí Aphanizomenon cf.gracile. V červenci již byl vytvořený vodní květ, ve kterém hlavní dominantou byla Microcystis aeruginosa. Tento vodní květ s příměsí populace sinic rodu Aphanizomenon vytrval také v srpnu a v září. Ve Střední nádrži se v té době významněji objevila vláknitá sinice Planktothrix agardhii. V říjnu podobně jako na jaře v Horní a Dolní nádrži dominovaly centrické rozsivky, ve Střední byl přídatně zastoupen také Planktothrix agardhii. Horní a Střední zdrž odpovídaly v tomto roce hypertrofii, Dolní eutrofii. U Horní a Dolní nádrže bylo zaznamenáno zlepšení, u Střední byl podobný vývoj jako v předcházejícím roce. Stephanodiscus sp. centrické rozsivky dominující jarního fytoplanktonu v nádržích VD Nové Mlýny v roce 2008 Ročenka 2007/2008 8
Bystřička Po silném jarním skrytěnkovém zákalu (Cryptomonas reflexa) proběhlo v květnu stadium clearwater a v červnu se objevil zákal tvořený centrickou rozsivkou Cyclotella radiosa. V červenci poprvé překročila koncentrace chlorofylu a hranici 30 μg/l a přitom dominovaly zelené řasy Planktosphaeria gelatinosa, Phacotus lenticularis a krásnoočko Trachelomonas volvocina. Podobné společenstvo přetrvalo v srpnu a koncem září, kdy byla zjištěna nejvyšší biomasa fytoplanktonu a současně se významněji objevily sinice Planktothrix agardhii a Woronichinia naegeliana. Na podzim při silném poklesu biomasy převažovala rozsivka Asterionella formosa. Oproti roku 2007 vzrostly koncentrace chlorofylu a více než dvojnásobně, biologická kvalita vody poklesla a nádrž odpovídala eutrofii. Phacotus lenticularis jedna z dominant letního fytoplanktonu 2008 v nádrži Bystřička Ročenka 2007/2008 9
Horní Bečva Na jaře se rozvinulo společenstvo rozsivek spolu s krásnoočky rodu Trachelomonas. V červnu dominovalo rozsivka Asterionella formosa a obrněnka Ceratium hirundinella. Nejvyšší biomasa byla zjištěna v září, kdy dominovala rozsivka Fragilaria crotonensis a krásnoočko Trachelomonas volvocina. Podle koncentrací chlorofylu a, které se oproti roku 2007 zdvojnásobily, odpovídala nádrž v tomto roce slabší eutrofii. Zelený bičíkovec Chlamydomonas sp. běžný v jarním fytoplanktonu nádrže Horní Bečva Ročenka 2007/2008 10
Moravská Třebová Po silném nástupu vegetačního zákalu z centrických rozsivek (Stephanodiscus hantzschii) se v červnu prosadilo nebývale výrazné období clearwater, kdy koncentrace chlorofylu a dramaticky poklesla. V letních měsících došlo k prudkému rozvoji zelených řas (zvláště Coelastrum microporum, Scenedesmus spp., Closterium limneticum aj.), který pokračoval i v září. V říjnu se opět významně přidaly centrické rozsivky (S.hantzschii, Cyclostephanos dubius). Proti roku 2007 se výrazně zvýšila průměrná koncentrace fytoplanktonu v průběhu celé vegetační sezóny (s výjimkou června) a nádrž se více hypertrofizovala. Coelastrum microporum jedna z hlavních dominant letního fytoplanktonu 2008 v nádrži Moravská Třebová Ročenka 2007/2008 11
Luhačovice Na jaře (v dubnu a v květnu) jsme zaznamenali nepříliš silný rozvoj skrytěnky Plagioselmis nannoplanctonica. V červnu se silně rozvinuly drobné pikoplanktonní sinice Merismopedia tenuissima a Aphanocapsa sp. a způsobily intenzivní hnědý zákal. V červenci se objevil zákal zelený (Coelastrum microporum). Na přelomu července a srpna byl už vyvinutý sinicový vodní květ (Microcystis aeruginosa, Planktolyngbya limnetica, Aphanizomenon issatchenkoi). Tento vodní květ obohacený o sinice Anabaena flos aquae a Limnothrix redekei přetrval i v září a v říjnu. Vývoj koncentrací chlorofylu a byl podobně vyrovnaný jako v roce 2007 a odpovídal eutrofii. Jako viditelné zhoršení je možno označit rychlejší nástup dominance sinic. Merismopedia tenuissima sinice, která způsobila intenzivní hnědý zákal v Luhačovické nádrži v červnu 2008 Ročenka 2007/2008 12
Plumlov Na jaře se v Podhradském rybníce i ve vlastní nádrži Plumlov rozvinul silný vegetační zákal tvořený centrickými rozsivkami (Stephanodiscus hantzschii, Cyclostephanos dubius, Cyclotella meneghiniana). V červnu při dominanci zelené kokální řasy Ankara judayi nastalo v nádrži období clearwater. V té době se již v Podhradském rybníce vytvořil mimořádně silný sinicový květ tvořený druhem Pseudanabaena limnetica. V červenci se v rybníce k výše uvedené sinici přidaly biomasou významně další druhy sinic: Aphanizomenon spp., Anabaena spp., Planktothrix agardhii. Zatím byl v nádrži rozvinutý jen poměrně slabý květ tvořený druhem Microcystis aeruginosa. Tato sinice po technickém zásahu zcela vymizela a počátkem srpna již směs rozmanitých vláknitých sinic z Podhradského rybníka (kde se mezitím jako dominanta zcela prosadila vláknitá sinice Planktothrix agardhii) zaplavila vlastní nádrž Plumlov. V září se stává Planktothrix agardhii dominantou také v nádrži Plumlov a tvoří tam silný vodní květ ještě v říjnu. Oproti roku 2007 došlo k silnému zhoršení jakosti vody a můžeme hovořit o typické hypertrofii. Planktothrix agardhii sinice tvořící mohutnou biomasu v Plumlově v srpnu až říjnu 2008 Ročenka 2007/2008 13
Vranov Na jaře byl v nádrži Vranov zachycen poměrně silný vegetační zákal způsobený skrytěnkami (Plagioselmis nannoplanktonica, Cryptomonas reflexa). Další větší rozvoj fytoplanktonu se projevil až v srpnu, kdy se prosadil vodní květ tvořený sinicemi Microcystis aeruginosa a Chroococcus limneticus. Nádrž podle analýz u hráze odpovídala podobně jako v roce 2007 mezotrofii, horní úseky přehrady však byly eutrofní až hypertrofní. Chroococcus limneticus, jedna z hlavních dominant sinicového květu ve vranovské nádrží v roce 2008 Ročenka 2007/2008 14
Shrnutí Rok 2008 byl ve srovnání s roky 2004, 2005, 2006 a 2007 v letním období teplejší a hlavně sušší, což se odrazilo ve skutečnosti, že biologická kvalita vody ve vodních nádržích se v průměru spíše zhoršila nebo zůstala stejná. Tento rok byl podobně jako rok 2007 nepochybně ovlivněn také velmi teplou zimou a absencí ledového pokryvu. Díky těmto skutečnostem byla vegetační sezóna nádrží posunuta. Zatímco v roce 2003 se vyskytly sinice jako dominanty při současném překročení koncentrace chlorofylu a 30 μg/l celkem 14x, v roce 2004 pouze 6x, v roce 2005 se silnější sinicový vodní květ vyskytl 9x, v roce 2006 rovněž 9x, v roce 2007 celkem 13x, v roce 2008 už 19x! Hodnota koncentrace chlorofylu a 30 μg/l byla v roce 2003 překročena při rozvoji libovolné skupiny řas nebo sinic 45x, v roce 2004 35x, v roce 2005 celkem 36x, v roce 2006 pouze 24x, v roce 2007 celkem 28x, v roce 2008 to bylo 36x. Překročení koncentrace chlorofylu a 100 μg/l, které již indikuje hypertrofní situaci v nádrži, jsme v roce 2003 zaznamenali 9x, v letech 2004 i 2005 3x, v roce 2006 pouze 2x, v roce 2007 7x, v roce 2008 9x. Závěr Vegetační sezóny 2004, 2005 a 2006 byly v mnoha ohledech velmi podobné. Nízké teploty a vyšší srážky na jaře vedly ke snižování biomasy řas a sinic a ke snížení případů dominance masivního vodního květu. V roce 2007 stoupl počet zaznamenaných intenzivních sinicových vodních květů. V roce 2008 došlo k výraznému zhoršení biologické jakosti vody u Plumlova, Brněnské přehrady, Horní Bečvy, Bystřičky, Křetínky, Střední nádrže vodního díla Nové Mlýny a částečně u Moravské Třebové. Zlepšení bylo zaznamenáno pouze u Horní a Dolní nádrže vodního díla Nové Mlýny. Mezotrofii odpovídal v tomto roce pouze Vranov, eutrofii Horní Bečva, Bystřička, vodní dílo Nové Mlýny Dolní nádrž, Luhačovice, Křetínka a hypertrofii Horní a Střední nádrže VD Nové Mlýny,Moravská Třebová, Jevišovice, Oleksovice, Plumlov. Celkově je možno říci, že oproti roku 2007 i výborným předcházejícím letům, došlo k citelnému zhoršení. Ročenka 2007/2008 15
Vysvětlení některých pojmů TROFIE úživnost prostředí, v našem případě vody. Je dána množstvím živin a jejich dostupností pro řasy, sinice a vyšší rostliny ve vodním prostředí. Jednotlivé konkrétní vodní lokality (přehrada, rybník, profil na řece atd.) je možno řadit do tříd trofie. Trofii je možno posuzovat podle různých autorů a podle různých parametrů. STUPNĚ (TŘÍDY TROFIE): Oligotrofie málo úživné nádrže, čistá, průzračná voda, zanedbatelné koncentrace chlorofylu a (maxima nanejvýš do koncentrace 10 μg/l). Nevyskytuje se sinicový vodní květ. Nejsou kyslíkové deficity. V povodí Moravy snad pouze VN Karolinka. Mezotrofie střední úživnost, slabé vodní květy a silnější vegetační zákaly se vyskytují vzácně, maxima chlorofylu a nanejvýš do 30 μg/l, vysoká průhlednost vody, mohou se vyskytovat přechodné kyslíkové deficity. V povodí Moravy vodárenské nádrže Landštejn, Slušovice, Opatovice, Koryčany, možná Nová Říše a Ludkovice, z rekreačních nádrží pouze Horní Bečva (v této výjimečné vegetační sezóně se však mezotrofii přiblížily navíc například přehrady Boskovice a Bystřička). Tyto nádrže se mohou blížit některými parametry k oligotrofii, některými eutrofii. Eutrofie silná úživnost, běžně se vyskytují koncentrace chlorofylu a nad 30 μg/l, průhlednost vody klesá až na hodnoty kolem jednoho metru, sinicové vodní květy se vyskytují často, kyslíkové deficity jsou samozřejmostí. Na této úrovni je většina nádrží v povodí Moravy. Slabě eutrofní je například Bystřička, Boskovice nebo Vír, silně eutrofní Mostiště, Znojmo, Plumlov, Jevišovice aj. Hypertrofie nadměrná úživnost, koncentrace chlorofylu a přesahuje 100 μg/l, silné a dlouhotrvající vodní květy jsou často nahrazovány mohutnou biomasou zelených řas a rozsivek, průhlednost klesá někdy až na několik centimetrů (střední Nomlýnská nádrž, Oleksovice, Moravská Třebová, Brněnská přehrada, Fryšták). Poznámka: Uvedené přehrady v této kapitole v závorkách jsou do trofického stupně řazeny podle dlouhodobého vývoje, v kapitole shrnutí jsou přehrady hodnoceny pouze podle vývoje ve vegetační sezóně 2008. FYTOPLANKTON - je společenstvo řas a sinic, udržujících se většinu svého životního cyklu ve volné vodě buďto prostým vzlínáním nebo různými způsoby aktivního pohybu (bičíky, plynové měchýřky). Nejsou to tedy například chomáče řas přirostlých ke dnu a k různému vodárenskému zařízení. Ročenka 2007/2008 16
Charakteristika základních skupin fytoplanktonu Sinice - tyto organismy jsou díky své stavbě buňky a chemismu v ní řazeny mezi bakterie. Termíny cyanobakterie a sinice znamenají totéž. Sinice se vyskytují ve všech nádržích, pouze v těch úživných však způsobuje intenzivní vodní květ. Vodní květ je terminus technicus, který si často různí autoři v různých zemích vykládají velice různě. V současnosti se jich však většina blíží této společné charakteristice: Vodní květ je takové intenzivní pomnožení planktonních sinic, kdy dochází ke tvoření okem viditelných struktur, například vloček, žmolků, jehliček, kousků nebo hladinových čmouh a povlaků. Jeho intenzita kolísá od jemných průsvitných nazelenalých vloček až po situaci, kdy povrchovou vrstvou vodního květu není možno prohodit odběrový železný kyblík. Vodní květ působí potíže estetické, pachové a při svém rozkladu přispívá k odčerpávání kyslíku. Největším problémem je jeho toxicita. Předpokládaná je u všech druhů sinic, potvrzena pouze u některých. Nejznámější toxické sinice jsou například Microcystis aeruginosa, M.ichthyoblabe, M.viridis, Aphanizomenon flos-aquae, sinice rodu Anabaena, Planktothrix agardhi, dále jsou potom známy druhy, u kterých toxicita nebyla zjištěna například Microcystis wessenbergi (nebyla však zjištěna pouze nejčastěji sledovaná toxicita, zapříčiněna mikrocystiny, ostatní méně známé typy toxicity bude nutno i u tohoto druhu ověřit). Toxické druhy mohou být toxické na určité lokalitě, v určité části vegetační sezóny a za určitých životních podmínek. Při změně těchto podmínek může toxicita klesat, zvyšovat se, nebo úplně zmizet. Proto je důležité její měření na stejné lokalitě průběžně opakovat v době masového výskytu sinic. Tato náročná a finančně nákladná zkouška mimo jiné upozornila na skutečnost, že sinice jsou často nejtoxičtější v době počínajícího odumírání vodního květu. Rozsivky jsou to jednobuněčné řasy, jejichž buňka leží v často nádherně zdobené schránce z kysličníku křemičitého. Preferují kalnější vodu a poněkud nižší teplotu, některé druhy však mohou být významnou složkou letního fytoplanktonu. Mohou působit hnědé zákaly a silné pachové závady vody (např. Hubenov). Často převažují ve fytoplanktonu v jarních měsících. Zlativky řasy často hnědozelené až zlatožluté barvy, která při masovém pomnožení určuje zbarvení vody. Některé vytváří schránku a preferují čistější a chladnější vodu. Vyskytují se zvláště v jarních a v podzimních měsících v kvalitnějších nádržích (Karolinka, Slušovice, Landštejn). Mohou působit zelenohnědé až zlatohnědé zbarvení vody spojené s pachovými a chuťovými závadami surové vody. Skrytěnky poměrně velcí bičíkovci schopni účinného samostatného pohybu pomocí bičíků, kteří se tedy mohou pohybovat nahoru za světlem a dolů za živinami. Využívají situace, kdy jedno společenstvo řas mizí a druhé nastupuje a využijí uvolněného životního prostoru pro své pomnožení. Většinou nepůsobí velké vodárenské potíže. Mohou však vodu zabarvit do olivově zelena. Jsou zranitelné rozvojem velkého zooplanktonu. Obrněnky pohybové schopnosti podobné jako u skrytěnek, jejich buňka je pokryta silným pancířem. Vzácně se mohou pomnožit a způsobit zelenohnědý (Ludkovice) nebo červenohnědý (Koryčany 1995) vegetační zákal. Někdy jsou schopny při přemnožení působit pachové a chuťové závady vody. U sladkovodních (na rozdíl od mořských) druhů v našich ekologických podmínkách nebyla zatím prokázána toxicita. Zelené řasy obrovská skupina rozmanitých řas, které mají společné složení barviv, které určují jejich jasně zelenou barvu. V eutrofních a v hypertrofních nádržích jsou schopny za určitých podmínek vytlačovat a nahrazovat v letním období sinice (např. Plumlov, Luhačovice, Moravská Třebová).Vodárensky je to skupina nesmírně rozmanitá a problémy mohou působit například druhy, které díky své malé velikosti snadno pronikají filtry. Ročenka 2007/2008 17