Eutrofizacja południowej części kompleksu Wielkich Jezior Mazurskich w latach 1977-2011

Siuda, W.; Kaliński, T.; Kauppinen, E.; Chróst, R. J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Eutrofizacja południowej części kompleksu Wielkich Jezior Mazurskich w latach 1977-2011

Autorzy

Siuda W. , Kaliński T. , Kauppinen E. , Chróst R. J.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Eutrophication of the southern part of Great Masurian Lakes in the years 1977-2011

Języki publikacji

Abstrakty

Wobec braku w regionie dużych i uciążliwych dla środowiska zakładów przemysłowych głównym zagrożeniem dla wód powierzchniowych środowiska przyrodniczego Wielkich Jezior Mazurskich (WJM) jest ich postępująca eutrofizacja. Choć wzrost żyzności (trofii) jest przejawem naturalnej ewolucji wszystkich zbiorników wodnych, to przyspieszona eutrofizacja południowej części systemu WJM obserwowana w drugiej połowie XX wieku była efektem szeroko pojętej aktywności człowieka. Tempo procesów eutrofizacyjnych jest funkcją ilości substancji biogennych zgromadzonych w ekosystemach wodnych. Analiza danych historycznych dokumentujących zmiany całkowitego stężenia fosforu (PT) w wodach południowej części systemu WJM pozwoliła wyodrębnić trzy wyraźnie zróżnicowane etapy ewolucji tworzących go jezior: (i) okres do roku 1995, charakteryzujący się szybką eutrofizacja i, zwłaszcza w jego schyłku, występującymi okresowo gwałtownymi zaburzeniami homeostazy wód jeziornych; (ii) lata 1995-2005, w których procesy eutrofizacyjne uległy gwałtownemu spowolnieniu, a nawet odwróceniu (de-eutrofizacja) oraz; (iii) lata 2005-2011, w których korzystne tendencje z lat 1995-2005 uległy wyhamowaniu. W artykule poddano analizie przyczyny, mechanizmy i skutki zmian trofii jezior południowej części systemu WJM. Określono punkty krytyczne systemu decydujące o dynamice tych zmian. Wskazano potencjalne zagrożenia dla jakości wód WJM, a także sformułowano szereg zaleceń dotyczących ochrony ich zasobów wodnych oraz zlewni.

Due to lack of heavy urbanized areas and large industrial plants exhausting the natural environment, eutrophication is the main threat to waters of the Great Masurian Lakes (GML). Although the increase in fertility (trophy) is a manifestation of the natural evolution of all freshwater ecosystems, accelerated degradation of southern part of GML system observed in second half of 20th century was caused by various aspects of human activity. The intensity of eutrophication processes depends on quantity and quality of biogenic substances stored in aquatic ecosystems. Analysis of historical data documenting changes in total phosphorus concentra¬tions in waters of lakes that belong to the southern part of GML system permitted to distinguish of three clearly different stages of their evolution: (i) period until 1995 characterized by fast eutrophication and, especially during its last phase, periodic rapid disturbances of homeostasis of lakę waters; (ii) years 1995-2005 when eutrophication processes or were even reversed (de-eutrophication) and; (iii) time from 2005 to 2011 when beneficial changes of water quality observed at the turn of the 20th and 21 st centuries diminished. In the article causes, mechanisms and consequences of anthropogenic impact on the southern part of Great Masurian Lakes system are discussed. The authors establish the critical points of the GML system that strongly affected evolutionary changes in its trophic status. Moreover, they indicate potential threats and solutions concerning management and protection of waters and drainage area of GML system.

Słowa kluczowe

Jeziora Mazurskie eutrofizacja wody powierzchniowe ochrona zasobów wodnych

Mazurian Lakes eutrophication surface waters water supply protection

Wydawca

Wydawnictwo 2K TECHNOLOGIE s.c.

Czasopismo

Technologia Wody

Rocznik

2014

Tom

Nr 3 (35)

Strony

48--62

Opis fizyczny

Bibliogr. 84 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Siuda W.

Uniwersytet Warszawski Instytut Botaniki Zakład Ekologii Mikroorganizmów

autor

Kaliński T.

Uniwersytet Warszawski Instytut Botaniki Zakład Ekologii Mikroorganizmów

autor

Kauppinen E.

Uniwersytet Warszawski Instytut Botaniki Zakład Ekologii Mikroorganizmów

autor

Chróst R. J.

Uniwersytet Warszawski Instytut Botaniki Zakład Ekologii Mikroorganizmów

Bibliografia

[1]Bajkiewicz-Grabowska E. 2008. Obieg wody w systemie Wielkich Jezior Mazurskich. [W:] Ochrona i rekultywacja wód Wielkich Jezior Mazurskich narzędziem rozwoju naukowego, gospodarczego i kulturowego regionu. Jasser I., Robak S., Zdanowski B. (red.), Wydawnictwo 1RS, Olsztyn.
[2]Berman T. 2001. The role of DON and the effect ofNiP ratios on occurrence ofcyanobacterial blooms: Implications from the outgrowth of Aphanizomenon in Lake Kinneret. „Limnol. Oceanogr.” 46, 443-447-
[3]Borówka R. K. 2007. Geochemiczne badania osadów jeziornych strefy umiarkowanej. „Stud. Lim. et Tel.” 1, 33-42.
[4]Brown C. D., Hoyer M. V., Roger-Bachmann W., Canfield D. E. Jr ' 2000. „Can. J. Fish. Aquat. Sri.” 57,1574-1583.
[5]Chróst R. J. 1987. Phosphorus and microplankton development in an eutrophic lake. „Acta Microbiologica Polonica” 37, 205-225.
[6]Chróst R. J. 2012. „Mazurskie Morze" - aktualny stan jakości wód jeziora Śniardwy. Debata nt. stanu środowiska naturalnego Mazur, Wierzba, 24-25 września 2012. http://www.lgrmazurskiemorze.pl/index.php?option = co m_docman&task=doc_download&gid=io8&ltemid=ii7
[7]Chróst R. J., Siuda W., Halemejko G. Z. 1984. Long-term studies on alkaline phosphatase activity (APA) in a lake with fish-aquaculture in relation to lake eutrophication and phosphorus cycle. „Arch. Hydrobiol. Suppl.” 70. 1-32.
[8]Chróst R. J., Siuda W. 2006. Microbial production, utilization, and enzymatic degradation of organie matter in the upper tro- phogenic water layer in the pelagial zone of lakes along the eutrophication gradient. „Limnol. Oceanogr.” 51, 749-762.
[9]Cydzik D., Kudelska D., Soszka H. 1995. Atlas stanu czystości jezior Polski badanych w latach 1989-1993. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Biblioteka Monitoringu Środowiska. Warszawa.
[10]Dillon P. J., Rigler R. H. 1974. The phosphorus - chlorophyll relationship in lakes. ..Limnol. Oceanogr.” 19, 767-773.
[11]Dudgale R., Goering J. J. 1967. Uptake of new and regenerated forms of nitrogen in primary productivity. „Limnol. Oceanogr.” 12,196-206.
[12]Ejsmont-Karabin J. 2009. Wpływ lokalnej polityki środowiskowej na jakość wód w systemie Wielkich Jezior Mazurskich. II Ogólnopolska konferencja naukowa mokradła i ekosystemy słodkowodne - funkcjonowanie, zagrożenia i ochrona. Augustów 2009, Streszczenia zgłoszonych artykułów, 36-38.
[13]Giercuszkiewicz-Bajtlik M., Głąbski E. 1981. Predictingth pollution of Great Masurian Lakes from point and nonpoint sources. „Ekol. Poi.” 29, 361-374.
[14]GliwiczZ. M., Kowalczewski A., Ozimek T., Pieczyńska E, Prejs A., Prejs K., Rybak J. S. 1980. The assessment of the eutrophication of Great Masurian Lakes (in Polish). Inst. Ksztalowania Środowiska, Warszawa.
[15]Gliwicz Z. M., Kowalczewski A. 1981. Epilimnetic and hypolimne- tic symptoms of eutrophication in Great Mazurian lakes, „Poland - Freshw. Biol.” 11: 425-433.
[16]Hamersley M. R., Woebken D., Boehrer B., Schultze M., Lavik G., KuypersM. M. M. 2009. Water column anammox and denitrification in a temperate permanently stratified lake (Lake Rassnitzer, Germany). „Syst. Appl. Microbiol. 32, 571-582.
[17]Hillbricht-Ilkowska A. 1990. Lake Śniardwy. [W:] Data Book of World Lake Environments - a survey of the state of world lakes. Lake Biwa Research Institute, Otsu, pp 12.
[18]Hillbricht-Ilkowska A. 2005. Ochrona jezior i krajobrazu pojeziernego - problemy, procesy, perspektywy. „Kosmos” 54, 285-302.
[19]Horne A. J., Commins M. L. 1987. Macronutrient controls on nitrogen fixation in planktonie cyanobacterial populations. „New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research” 21,423-33.
[20]Internetowa Baza Śródlądowych Przeszkód Podwodnych, http:// www.batymetria.pl.
[21]Isenring R. 2010. Pesticides and the loss of biodiversity. Pesticide Action Network Europe, London.
[22]Jankowski W. 2012. Plan ochrony Mazurskiego Parku Krajobrazowego do 203,2 r. Krutyń, marzec 2012.
[23]Jones J. R., Bachmann R. W. 1976. Prediction of phosphorus and chlorophyll levels in lakes. „Journal of the Water Pollution Control Federation” 48, 2176-2182.
[24]Kalff J. 2002. Limnology. Prentice-Hall, USA.
[25]Irchman H., Pettersson S. 1995. Human urine - Chemical composition and fertilizer use efficiency. „Fertilizer Research” 40, 149-154.
[26]Kowalczewski A., Ozimek T. 1993. Further long-term changes in the submerged macrophyte vegetation of the eutrophic Lakę Mikołajskie (North Poland). „Aquat. Bot.” 46, 341-345.
[27]Kruk M. 2000. Biogeochemical functioning of hydrologically modifiedpetlands and its effect in eutrophication offreshwaters. „Polish J. Ecol.” 48,103-161.
[28]Krzywosz T. 2012. Monitoring oraz ocena nadmiernego wpływu kormorana czarnego na zasoby ryb w jeziorach leżących na obszarze LGR WJM w kontekście zachowania bioróżnorodności ichtiofauny. Debata nt. stanu środowiska naturalnego Mazur, Wierzba, 24-25 września 2012, http://www.lgrmazurskiemorze.pl/index.php?option = co m_docman&task=doc_download&gid=i09&ltemid=in.
[29]Krzywosz T., Traczuk P. 2010. Wpływ kormorana czarnego na jeziora w rejonie Mazur. [W:] Mickiewicz M. (red.), Zrównoważone korzystanie z zasobów rybackich na tle ich stanu w 200g r. Wyd. 1RS, Olsztyn.
[30]Kufel L. 1991. Watershed nutrient loading to Lakes in Krutynia system (Masurian Lakeland, Poland). „Ekol. poi.” 38, 323-336.
[31]Kufel L. 1998. Ecological monitoring of the Great Masurian Lakes system. Long Term Ecological Research - Examples, Methods, Perspectives for Central Europe. „Preceedings of the ILTER Regional Workshop”, 16-18 September 1998, Mądralin, Poland, 125 -129.
[32]Kufel I., Kufel L. 1993. Monitoring of the Great Mazurian Lakes in 1991. Hydrobiological Station Mikołajki Progress Report 1990-1991. Oficyna wydawnicza Instytut Ekologii PAN, 12-15.
[33]Kufel I., Kufel L. 1999. Spatial and temporal variability of chlorophyll and nutrients in the Great Masurian Lakes. Hydrobiological Station Mikołajki Progress Report 1996-1997. Oficyna wydawnicza Instytut Ekologii PAN, 10-13.
[34]Lean D. R. S., Pick F. R. 1981. Photosynthetic response of lake plankton to nutrient enrichment: a test for nutrient limitation. „Limnol. Oceanogr.” 26, 1001-1019.
[35]Lewandowski K., Stańczykowska A. 2000. Rola małża Dreissena polimorpha (Pali) (Racicznica zmienna) w ekosystemach słodkowodnych. „Przegląd Zoologiczny", 43,13-21.
[36]Lokalna Strategia Rozwoju Obszarów Rybackich LGD „Mazur¬skie Morze”, 2012. http://www.lgd. mazurskiemorze.pl/index. php?option=com_docman&task=doe_download&gid=2io&lte- mid=i.
[37]Łopata K. 2008. Wpływ Miejskiej Oczyszczalni Ścieków w Mi¬kołajkach na wybrane parametry fizyko-chemiczne wód jeziora Tałty i Jeziora Mikołajskiego. Praca dyplomowa, Uniwersytet Warszawski.
[38]Mikulski Z. 1966. Bilans Wodny Wielkich Jezior Mazurskich. PIHM 19.
[39]Nôges P., Kangur K., Nôges T., Reinart A., Simola H., Viljanen M. 2008. Highlights of large lake research and management in Europe. „Hydrobiologia" 599, 259-276.
[40]Nürnberg G. K., Peters R. H. 1984. The importance of internal phosphorus load to the eutrophication of lakes with anoxic hypo- limnia. „Verh. Internat. Verein. Limnol.” 22,190-194.
[41]Nürnberg G. K. 1988. The prediction of phosphorus release rates from total and reductant-solubłe phosphorus in anoxic lake sediments. „Can. J. Fish. Aquat. Sci.” 45, 453-462.
[42]Nürnberg G. K. 1994. Phosphorus release from anoxic sediments: What we know and how we can deal with it. „Limnetica” 10,1-4.
[43]Odum E. P. 1971. Podstawy ekologii. Wydanie III, PWRiL, Warszawa 1982.
[44]Ozimek T. 1992. Makrofity zanurzone i ich relacje z glonami w jeziorach o wysokiej trofii. „Wiad. Ekol.” 38,13-34.
[45]Ozimek T., Kowalczewski A. 1984. Long-term changes of the submerged macrophytes in eutrophic Lake Mikołajskie (North Poland). „Aquat. Bot.” 19,1-11.
[46]Pace M. L., Prairie Y. T. 2005. Respiration in lakes. [W:] Respiration in aquatic ecosystems. Del Giorgio P. A., Wiliams le B. P. J. (red.), Oxford University Press, 103-121.
[47]Phillips G. L., Eminson D., Moss B. 1978. A mechanism to account for macrophyte decline in progressively eutrophicated freshwa- ters. „Aquat. Bot.” 4,103-126.
[48]Pieczyńska E. 2008. Eutrofizacja płytkich jezior - znaczenie ma- krofitów. „Wiadomości Ekologiczne” LIV, 2008, 3-28.
[49]Plan gospodarowania wodą w zlewni rzeki Narew (od granicy państwa do Pułtuska). Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Warszawie.
[50]Podział hydrograficzny Polski, Warszawa 1980.
[51]Popielarczyk i wsp. 2005, http://www.batymetria.pl.
[52]Prairie Y. T., Cole J. J. 2009. Carbon, Unifying Currency. [W:] Gene E., Likens G. E. (red.). Encyclopedia of Inland Waters, 2, Oxford: Elsevier.
[53]Prejs A. 1978. Eutrofizacja jezior a ichtiofauna, „Wiadomości Ekologiczne” XXIV, 201-208.
[54]Redfield A. C. 1934. On the proportions of organie derivations in sea water and their relation to the composition of plankton. [W:] James Johnstone Memorial Volume. Daniel R. J. (red.). University Press of Liverpool, 177-192. Releva i Hoverman 2006.
[55]Relyea R., Hoverman J. 2006. Assessing the ecology in ecotoxi- cology: a review and synthesis in freshwater systems Ecology Letters, 9,1157-1171.
[56]Reynolds C. S. 2003. The development of perceptions of aquatic eutrophication and its control. „Ecohydrology and Hydrobiology” 3,149-163.
[57]Rybak J. 2002. Seasonal and long-term export rates ofnutriients with surface runoff in the river Jorka catchment basin (Masurian Lakeland, Poland). „Polish J. Ecol.” 50,439-459.
[58]Rzepecki M. 2002. Wetland zones along lake shores as barier systems: field and experimental research on nutrient retention and dynamies. „Polish J. Ecol.” 50, 527-543.
[59]Saunders D. L., Kalff J. 2001. Nitrogen retention in wetlands, lakes and rivers. „Hydrobiologia” 443, 205-212.
[60]Seitzinger S. P. 1988. Denitrification in freshwater and coastal marinę ecosystems: Ecological and geochemical significance. Limnol. „Oceanogr.” 33, 702-724.
[61]Seitzinger S., Harrison J. A., Bôhlke J. K., Bouwman A. F., Low- rance R., Peterson B., Tobias C., van Drecht G. 2006. Denitrification across landscapes and waterscapes: A synthesis. „Ecological Applications” 16, 2064-2090.
[62]Shapiro J. 1990. Biomanipulation: The Next Phase Making it Stable. „Hydrobiologia” 200/201,13-27.
[63]Shapiro J., Wright D. I. 1984. Lake Restoration by Biomanipulation: Round Lake, Minnesota, the First Two Years. „Freshwater Biology” 14, 371-383-
[64]Schindler D. W. 1971. Carbon, nitrogen, phosphorus and the eutrophication of freshwater lakes. „J. Phycol." 7. 321-329.
[65]Schindler D. W. 1975. Whole-lake fertilization experiments with phosphorus, nitrogen, and carbon. „Int. Ver. Theor. Angew. Limnol. Verh.” 19, 3221-3231.
[66]Schindler D. W. 1978. Factors regulating phytoplankton production and standing crop in the world’s freshwaters. „Limnol. Oceanogr.” 23, 478-486.
[67]Siuda W. 1984. Phosphatases and their role in organic phosphorus transformation in natural waters. „A review. Poi. Arch. Hy- drobiol.” 31. 207-233.
[68]Siuda W. 2001. Enzymatyczna regeneracja ortofosforanu w wodach jezior. „Postępy Mikrobiologii” 40,187-217.
[69]Siuda W., Cliróst R. 2011. Czy oczyszczalnie ścieków zagrażają jakości wód Wielkich Jezior Mazurskich. „Ekonatura” 12, 23-26.
[70]Skibniewski L., Mikulski Z. 1954. Hydrologia Wielkich Jezior Mazurskich. „Wiad. Służby Hydr. i Met.” IV, 4,1954-
[71]Smith V. H. 1983. Low nitrogen to phosphorus ratios favor dominance by blue-green algae in lake phytoplankton. „Science” 221, 669-671.
[72]Solińska-Górnicka B., Symonides E. 2001. Long-term changes in the flora and vegetation of Lakę Mikołajskie (Poland) as a result of its eutrophication. „Acta Soc. Bot. Poi.” 70, 323-334.
[73]Soszka H., Cydzik D., Kudelska D. 1979. The assessment of water quality in Great Masurian Lakes. Inst. Kształtowania Środowiska, Warszawa.
[74]Sondergaard M., Jensen J. P., Jeppesen E. 1999. Internal phosphorus loadnig in shallow Danish lakes. „Hydrobiologia” 408- 409,145-152.
[75]Sondergaard M., Jensen J. P., Jeppesen E. 2001. Retention and internal loading of phosphorus in shallow eutrophic lakes. „Sci World” 1, 427-442.
[76]Sondergaard M., Jensen J. P., Jeppesen E. 2003. Role of sediment and internal loading of phosphorus in shallow lakes. „Hydrobiologia” 506-509, 135-145. R. G. 1983. ..Limnology” 2-nd ed. Philadelphia, Saunders.
[77]Vallentyne J. R. 1974. The algal bowl. „Can. Fish. Mar. Serv. Misc. Spec. Publ.” 22.
[78]van den Bring P. J., Crum S. J. H., Gylstra R., Bransen R., Cuppen Brock T. C. M. 2009. Effects of a herbicide-insecticide mixture in freshwater microcosms: Risk assessment and ecological effect chain. „Environmental Pollution” 157, 237-249.
[79]Vollenweider R. A. 1968. Scientific Fundamentals of the Eutrophication of Lakes and Flowing Waters with Particular Reference to Nitrogen and Phosphorus as Factors in Eutrophication. OECD, Paris.
[80]Vollenweider R. A. 1976. Advances in defining critical loading levels for phosphorus in lakę eutrophication. „Mem. 1st. It al. Idrobiol.” 33, 53-83.
[81]Vollenweider R. A. 1971. Water Management research. Scientific fundamentals of the eutrophication of lakes and flowing waters, with particular reference to nitrogen and phosphorus as factors in eutrophication. OECD, Paris.
[82]Zdanowski B., Korycka A., Zachwieja J. 1984. Therml and oxygen conditions and the chemical composition of the water in the Great Masurian Lakes. „Ekol. Poi.” 32, 651-677.
[83]Zdanowski B. I., Hutorowicz A. 1994. Salinity and trophy of Great Mazurian Lakes (Masurian Lakeland, Poland). „Ekol. Pol.” 42, 317-331-
[84]Zdanowski B., Wolos A., Wierzchowska M. 2002. Change patterns in the trophic state of Lake Mamry Północne and Lake Nie- gocin (Masurian Lake District, Poland). „Limnological Review” 9. 29-60.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-44e0d2f8-cf2b-4802-9f66-317e8f5d9de3