Stádia eutrofizace a změna druhové biodiverzity

Kolektiv odborníků (Pechar, Fott, Pokorný, Květ, Ondok) charakterizoval stádia eutrofizace a změnu druhové diverzity pro mělké vodní nádrže (rybníky) :

1.Oligotrofní stádium
V oligotrofních nádržích je růst makrofyt a řas omezen nedostatkem živin. Hodnoty pH a koncentrace kyslíku se během dne a noci nemění. Voda i povrch dna jsou trvale prokysličeny.

2. Dlouhodobé oligotrofní až mesotrofní stádium
Ve vodách s vyšším obsahem živin je druhová diverzita makrofyt, perifytonu, planktonu i bentosu vysoká. Vrcholky stonků ponořené vegetace pouze výjimečně dosahují k hladině vody, u některých z nich se tvoří vzplývavé listy. Perifyton je ve velké míře požírán měkkýši, larvami hmyzu a rybami, takže spotřeba oxidu uhličitého perifytonem významně neomezuje růst ponořených makrofyt. Protože koncentrace živin se během celé sezóny nezvyšuje, nenastává ani rozvoj planktonních řas. Fytoplankton nebrání pronikání světla a z důvodů nízké spotřeby oxidu uhličitého řasami nedochází ani ke změně pH vody (neobjevují se diurnální změny ani rozdíly ve vertikálním profilu).

3. Počáteční stádium progresivní eutrofizace
Zvýšený přísun živin vyvolává mohutný růst makrofyt, které rychle rostou a jejich biomasa se hromadí při vodní hladině. Mladé, zelené části makrofyt stíní hlubší vodu. S pokračujícím přísunem živin se začíná rozvíjet i společenstvo planktonních řas. Růst makrofyt a fytoplanktonu brání pronikání světla, a tak zatímco u hladiny převládá fotosyntéza, u dna začínají převažovat respirační procesy (rozklad klesající organické hmoty). Rychlost dýchání celého společenstva je vyšší a dochází ke zvýšení pH vody. Toto stádium je charakteristické i masovým rozvojem perifytonu, který potlačuje růst některých makrofyt. Celkově se zmenšuje druhová diverzita, ale biomasa narůstá.

4. Eutrofní až hypertrofní stádium
V létě v podmínkách vysokého přísunu živin hraje rybí obsádka důležitou roli při rozvoji producentů.
Při nižších obsádkách nemůžou ryby zcela vyžírat velké perloočky rodu Daphnia. Vysoký predační tlak rodu Daphnia brání růstu řas a průhlednost vody je i přes vysoké koncentrace živin stále velká. Po určité době však v mělčích vodách dochází k nárůstu vláknité vodní řasy rodu Cladophora. Když vláknité řasy vytvoří husté porosty v celém vodním sloupci vodní makrofyta odumírají (pH vzroste na 11 a víc). V hlubších vodách dochází k rozvoji vodního květu rodu Aphanizomenon. Vysoký podíl velkých perloček slouží rybářům jako indikátor nízkého predačního tlaku rybí obsádky.
Při větších rybích obsádkách jsou počty perlooček rodu Daphnia sníženy a chlorokokální řasy vytvářejí husté populace, které brání rozvoji sinic jako Aphanizomenon a Microcystis. Koncem léta se však mohou v planktonu vyskytnout i jiné druhy sinic (Limnothrix, Planktothrix).

 

 

Nízká zátěž fosforem

Vysoká zátěž fosforem

Převažují perloočky rodu Daphia

střední hustota vodního

květu Aphanizomenon, velké kolonie

 

vysoká hustota vodního

květu Aphanizomenon,velké kolonie

Jedinci rodu Daphia chybí

žádný vodní květ

Aphanizomenon

 

vysoká hustota vodního

květu Aphanizomenon, malé kolonie

 

Predikční tabulka určující charakter a hustotu vodního květu sinice r. Aphanizomenon v rybnících.

Zdroj: Pechar a Fott 1991

5. Rozvoj druhů rodu Oscillatoria
Jarní rozvoj vláknitých sinic rodu Oscillatoria na povrchu sedimentu způsobuje vznik vysokého pH v celém vodním sloupci. Se zvýšením pH se zvyšuje i koncentrace amonných iontů a amoniaku, který způsobuje hromadný úhyn ryb.

Vliv eutrofizace na producenty zpracoval na základě podkladů mnoha autorů Rulík:

Drobné planktonní řasy

Opticky homogenní suspenze (vegetační zbarvení či vegetační zákal). Vysoká hodnota maximální specifické růstové rychlosti. Obvykle v mělkých eutrofních nádržích rybničního typu v jarním období.

Větší koloniální sinice

Hromadný výskyt těch druhů, které mají schopnost se shromažďovat při hladině a vytvářet zde okem patrné shluky - tzv. vodní květ (Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon). Zpravidla plankonní sinice s plynovými měchýřky, mnozí zástupci mají schopnost vazby atmosférického dusíku. Hromadný nástup v letním období.

Bentické sinice a rozsivky

 

Iniciální stádia se vytvářejí na povrchu sedimentů, později tvorba „hladinových koberců“, které se při hladině udržují dík fotosyntetické produkci bublinek kyslíku, přechodně zachycených mezi vlákny sinic. Hromadný rozvoj mívá sezónní charakter a postihuje zejména mělké vodní ekosystémy – šířením těchto společenstev z místa vzniku po celé ploše nádrže dochází k přemísťování jemných sedimentů.

Litorální vláknité řasy

Často vytrvávají po delší časové období. Vyskytují se v mělkých stojatých vodách a tocích. V nádržích, majících tendenci k zarůstání vláknitými řasami, bývá potlačen rozvoj jak drobného fytoplanktonu, tak i sinic.

Vyšší vodní vegetace

 

Probíhá-li v únosné míře, jde o jev vítaný. U  nadměrně eutrofizovaných vod nastává masový rozvoj hladinových lemnid (Lemna, Spirodella).

Společenstva zooplanktonu a zoobentosu jsou ovlivněna živinami nepřímo, prostřednictvím vlivu živin na kvalitu a kvantitu jejich řasové, bakteriální nebo detritové potravy. Pouze v menším rozsahu mohou být ovlivněna fyzikálně-chemickými podmínkami vodního prostředí, které se mohou měnit v důsledku metabolismu řas (jako je zvýšení pH a snížení koncentrace kyslíku) a teplotou. Litorální společenstva jsou citlivější na pokles kyslíku než společenstva z profundální zóny a pokles druhové diverzity souvisí s úbytkem nebo úplným vymizením makrofyt.
Harper (1986) zjistil, že v litorální zóně eutrofních jezer došlo k progresívnímu vymizení pošvatek, jepic a chrostíků.

Obr. Obecné změny jezer severního mírného pásu, provázející zvýšenou eutrofizaci