The significance of oxbow lakes for the ecosystem of afforested river valleys

• Autorzy: Koc J. , Kobus S. , Glińska-Lewczuk K.

Warianty tytułu

PL

Znaczenie starorzeczy dla ekosystemu zalesionych dolin rzecznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The interest in significance of forest areas in water quality improvement has been increasing since creation of biogeochemical barriers became effective tools against the input of pollutants to surface water from diffuse sources. Along meandering river valleys, numerous floodplain lakes often appear as valuable water ecosystems but of advanced eutrophy. Their trophic status depends not only on the hydrological connectivity with the river but also land use in the direct vicinity of the reservoir. Research on water ecosystems in the postglacial river valleys in northern Poland contributed to identification of the role of woodland area in pollutants migration in the valley of the Łyna River. The study on the ecosystem concerned seasonal variation in nutrient concentrations (N and P) and bottom sediments properties in relation to hydrological conditions (water level fluctuations). Based on the collected data we attempted prediction of the reservoir lifetime. Depending on hydrological, geological and topographic conditions the origin of water supply of the basin is changing. Annual water level fluctuations in the range of 200 cm cause the basin capacity variation as much as 5 times. Nevertheless, water quality in the lake was conditioned by the riverine supply, the significant share in the lake feeding has groundwater supply from hillslope aquifer and seepage through alluvial aquifer. Contribution of every origin supply depends on river flow rate and valley water level, it depends on alluvial ground formations permeability and relief. Hillslope erosion of the concave bank was responsible for high nitrogen and phosphorus outflows. The research showed that primary and secondary production and freshets contributed to intensive deposition of bottom sediments in oxbow lake. The increase rate of sediment determined on the base of matter balance was 10 times higher than deposition rate of bottom sediments in glacial lakes. The accelerated processes of silting-up and shallowing and terrestialization of the valuable ecosystems indicate the necessity of floodpain lakes protection due to ecological functions they play in forestry landscape.

PL

Zainteresowanie funkcją, jaką pełnią obszary leśne w poprawie jakości wody, wzrastało od kiedy bariery biogeochemiczne stały się efektywnym narzędziem przeciwko zanieczyszczeniom obszarowym, wprowadzanym do wód powierzchniowych. Wzdłuż dolin rzek meandrujących pojawiają się liczne jeziora równin zalewowych jako cenne ekosystemy wodne, lecz o zaawansowanym stopniu eutrofizacji. Ich poziom troficzny zależy nie tylko od stopnia połączenia z rzeką, ale również od użytkowania przyległego obszaru. Badania prowadzone nad ekosystemami wodnymi rzek północnej części kraju przyczyniły się do poznania roli, jaką odgrywają obszary zalesione w migracji zanieczyszczeń w dolinie Łyny. Badania dotyczyły sezonowej zmienności koncentracji azotu i fosforu oraz właściwości osadów dennych w odniesieniu do zmiennych warunków hydrologicznych. W kontekście lokalnych warunków hydrologicznych, geologicznych i topograficznych zasilanie starorzecza ma różny charakter. Oscylacje poziomu wody w zbiorniku w cyklu rocznym w zakresie dochodzącym do ponad 200 cm determinowała ponad 5-krotną zmienność jego objętości i zdolności retencyjnej. Jednakże jakość wody w zbiorniku była uwarunkowana zasilaniem przez wody rzeki, istotny udział w zasilaniu zbiornika miały wody gruntowe zbocza doliny i wody aluwialne przesiąkające z koryta rzecznego. Ich udział jest zmienny w czasie i zależy bezpośrednio od wielkości przepływu w rzece i poziomu wód w dolinie, przepuszczalności utworów aluwialnych oraz rzeźby terenu. Erozja stromej skarpy brzegu wklęsłego zbiornika odpowiadała za duży spływ azotu i fosforu do jego wód. Procesami generującymi depozycję osadów dennych w starorzeczach były produkcja pierwotna i wtórna oraz wezbrania rzeczne. Bilans materii w zbiorniku odpowiadał za przynajmniej 10-krotnie szybszy przyrost osadów niż w jeziorach glacjalnych. Przyśpieszony proces odcinania, wypłycania i zalądowienia cennych ekosystemów wymusza konieczność ochrony w odniesieniu do funkcji, jakie pełnią one w krajobrazie leśnym.

Słowa kluczowe

EN

bottom sediments; forest retention; nitrogen; oxbow lakes; phosphorus; water protection; water retention

PL

azot; fosfor; ochrona wód; osady denne; retencja leśna; retencja wód; starorzecza

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2009
• Tom: no. 13a
• Strony: 115--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Koc J.

autor

Kobus S.

autor

Glińska-Lewczuk K.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Department of Land Reclamation and Environment Management, ul. Plac Łódzki 2, 10-719 Olsztyn, Poland,

Bibliografia

• 1. CALLANDER R.A., 1978. River meandering. Ann. Rev. Fluid Mech., 10: 129-158.
• 2. CULLUM R.F., KNIGHT S.S., COOPER C.M., SMITH S., 2006. Combined effects of best management practices on water quality in oxbow lakes from agricultural watersheds. Soil Tillage Res., 90: 212-221.
• 3. DĘBSKI K., 1978. Regulacja rzek. Warszawa, PWN: 536.
• 4. GLIŃSKA-LEWCZUK K., 2005. Oxbow lakes as biogeochemical barriers for nutrient outflow from agricultural areas. In: Dynamics and biogeochemistry of river corridors and wetlands. Eds: L. Heathwaite, B. Webb, D. Rosenberry, D. Weaver, M. Hayashi. IAHS Publ., 294: 55-68.
• 5. GLIŃSKA-LEWCZUK K., KOBUS Sz., 2005a. Obieg składników mineralnych w dolinie rzecznej na przykładzie środkowej Łyny. Cz. 1. Sód i potas. J. Elementol., 10 (3): 483-492.
• 6. GLIŃSKA-LEWCZUK K., KOBUS Sz., 2005b. Obieg składników mineralnych w dolinie rzecznej na przykładzie środkowej Łyny. Cz. 2. Wapń i magnez. J. Elementol., 10 (3): 493-502.
• 7. GLIŃSKA-LEWCZUK K., 2009. Water quality dynamics of oxbow lakes in Young-glacial landscape of NE Poland in relation to their hydrological connectivity. Ecol. Engrg., 35: 25-37.
• 8. HALICKI W., SZUSTAKOWSKI M., 2003. Wpływ zanieczyszczeń biogennych odprowadzanych ze ściekami do gruntu na jakość wód podskórnych i powierzchniowych. Gosp. Wod., 1: 22-26.
• 9. HERMANOWICZ W., DOŻAŃSKA W., DOJLIDO J., KOZIOROWSKI B., 1999. Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków. Warszawa, Arkady.
• 10. JEZIERSKA-MADZIAR M., GROMADZIŃSKA-GRACZYK H., PIŃSKWAR P., GOLSKI J., BUZAŁA P., 2005. Wpływ zanieczyszczeń z fermy gęsi na zawartość związków biogennych w wodzie starorzecza Warty „Madałowe”. Starorzecza jako istotny element ekosystemu rzecznego. Red. M. Jezierska-Madziar. Poznań, AR: 32-37.
• 11. KAJAK Z., 2001. Hydrobiologia: limnologia. Ekosystemy wód śródlądowych. Warszawa, Wydaw. Nauk. PWN: 355.
• 12. KLIMASZEWSKI M., 1978. Geomorfologia. Warszawa, PWN: 370-387.
• 13. KOBUS Sz., GLIŃSKA-LEWCZUK K., 2006. Czynniki warunkujące migracje azotanów (V) w ekosystemach wodnych doliny rzecznej na przykładzie Środkowej Łyny. Ecol. Chemistry Engrg. S2, 13: 295-304.
• 14. KOC J., SKWIERAWSKI A., 2004. Fosfor w wodach obszarów rolniczych. Zesz. Nauk. AE Wroc., Chemia, 1017: 165-182.
• 15. LEOPOLD L.B., WOLMAN M.G., 1960. River meanders. Geol. Soc. Am. Bull., 71: 769-794.
• 16. MIKULSKI J.S., 1982. Bilogia wód śródlądowych. Warszawa, PWN: 465.
• 17. MIRANDA L.E, HARGREAVES J.A., RABORN S.W., 2001. Predicting and managing risk of unsuitable dissolved oxygen in a eutrophic lake. Hydrobiol., 457: 177-185.
• 18. PIAŚCIK H., 1986. Gleby siedlisk hydrogenicznych doliny Łyny. Zesz. Nauk. ART Olszt.: 89-101.
• 19. PIERZGALSKI E., TYSZKA J., 2000. Influence of forest on river discharges during drought in the northeast part in Poland. Proc. Int. Conf. Central and Eastern European Workshop on Drought Mittigation. Budapest: 191-198.
• 20. PIÓRECKI J., 1980. Kotewka - orzech wodny Trapa L. w Polsce. Bibl. Przem., 13. Przemyśl, TPN: 159.
• 21. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód. Dz. U. nr 32 poz. 284.
• 22. SOBCZYŃSKI T., SIEPAK J., 2001. Badanie kumulacji związków biogenicznych i specjacji metali w osadach dennych jezior Wielkopolskiego Parku Narodowego. Zesz. Nauk. Wydz. Bud. Inż. Środ. Ser. Inż. Środ., 20: 265-290.
• 23. Studium generalne melioracji doliny rzeki Łyny, 1970. T. 1. Warszawa, CBS, PWM, maszyn.: 234.
• 24. TARELA P.A., MENÉNDEZ A.N., 1999. A model to predict reservoir sedimentation Lakes & Reservoirs. Res. Manag., 4: 121-133.
• 25. TOBOLSKI K., 2000. Przewodnik do oznaczania torfów i osadów jeziornych. Warszawa, Wydaw. Nauk. PWN: 507.
• 26. TOMASZEWICZ H., 1969. Roślinność wodna i szuwarowa starorzeczy Bugu na obszarze województwa warszawskiego. Acta Soc. Bot. Pol., 38, 2: 217-245.
• 27. WOJTASZEK M., 1989. Roślinność starorzeczy prawobrzeżnej doliny Warty w rejonie Rogalina. Bad. Fizjogr. Pol. Zach., 39: 105-117.
• 28. ZERBE S., 2002. Restoration of natural broad-leaved woodland in Central Europe on sites with coniferous forest plantations. For. Ecol. Manag., 167: 27-42.