Różnice środowiskowe między ekosystemami stawu i jeziora w aspekcie zasiedlającej je fauny bezkręgowców wodnych

Praca przygotowana z okazji XXXII Olimpiady Biologicznej
dla uczniów szkół średnich – rok szkolny 2002/2003

STRESZCZENIE
Badania fauny bezkręgowców wodnych przeprowadzone na 2 stawach i jeziorze wykazały, że środowiska te znacznie różnią się od siebie. Badane zbiorniki zamieszkane są przez wyraźnie różne gatunki bezkręgowców wodnych. Obliczenia statystyczne dominacji i frekwencji poszczególnych gatunków obrazują odmienne warunki życia w sąsiednich zbiornikach.
Otrzymane wyniki pozwalają stwierdzić, że staw i jezioro są ekosystemami różniącymi się od siebie na tyle, że nie mogą stanowić dla większości przedstawicieli swej fauny zbiorników zastępczych. Podobieństwa środowiskowe są tak małe, że tylko organizmy o szerokim zakresie tolerancji ekologicznej są w stanie zamieszkiwać zarówno staw, jak i jezioro.

WSTĘP
Praca podejmuje temat różnic i podobieństw środowiskowych między stawem i jeziorem. W ekosystemach tych na skutek działalności człowieka dochodzi do zmian w składzie gatunkowym, zmian strukturalnych i funkcjonalnych. Zmiany te doprowadzają nie tylko do wymierania gatunków roślin i zwierząt, ale i zanikania całych ekosystemów. Staw i jezioro są niewątpliwie zbiornikami różniącymi się od siebie pod wieloma względami, jednak między strefą litoralną jeziora, a stawem istnieją podobieństwa.
Jak podobieństwa te wpływają na gatunki obu zbiorników? Czy są one wystarczające, by mogły tam żyć te same gatunki? Czy jezioro może stać się siedliskiem zastępczym dla niektórych przedstawicieli fauny bezkręgowców stawu? Czy staw może pełnić podobną funkcję dla bezkręgowców litoralu jeziora?
Odpowiedź na te pytania pozwoli lepiej zrozumieć problem zagrożenia wielu gatunków wyginięciem i wskaże możliwości ich skutecznej ochrony.

MATERIAŁ I METODY
Materiałem są larwy chruścików (Trichoptera) zebrane od 18 czerwca do 27 lipca 2002 roku. Owady te wybrano jako obiekt badań ze względu na ich powszechność występowania w wodach stref umiarkowanych i wyraźne cechy bioindykatorowe. Larwy zebrane zostały za pomocą standardowego czerpaka hydrobiologicznego. Każda próba obejmowała powierzchnię 1 metra kwadratowego.
Materiał utrwalono w 70% roztworze alkoholu etylowego i oznaczono na podstawie kluczy: J. Waringer, W. Graf „Atlas der Österreichischen Köcherfliegenlarven” 1997 oraz
I. D. Wallace, B. Wallace, G.N. Philipson „A key to the case-bearing caddis larvae of Britain and Ireland” 1990.
Badania prowadzone były w okolicy wsi Cieszyno położonej w gminie Złocieniec w powiecie drawskim województwa zachodniopomorskiego. Stanowiska badawcze wyznaczone zostały na jeziorze Siecino oraz na dwóch sąsiednich stawach:

STAW NR 1. Powierzchnia ok. 1 ha, długość linii brzegowej ok. 500 m. Położony na zachód od Cieszyna, ok. 100 metrów od j. Siecino. Staw nie posiada połączeń z innymi zbiornikami wodnymi. Jego zlewnię tworzą pobliskie nieużytki rolne (ok. 5 ha) oraz las świerkowy o powierzchni ok. 4 ha. Na stawie wyznaczono 2 stanowiska badawcze:

głębokość 0,3m ; trzcina, tatarak, na dnie muł i liście z pobliskich wierzb;
głębokość 1m; na dnie muł i liście z pobliskich wierzb.

STAW NR 2. Powierzchnia: ok. 1,5 ha, długość linii brzegowej ok. 700 m.
Położony na zachód od Cieszyna, ok. kilometr od stawu nr 1, 200 metrów od brzegu j. Siecino. Nie posiada połączeń z innymi zbiornikami wodnymi. Jego zlewnię tworzy bór sosnowy o pow. ok. 10 ha. Na stawie wyznaczono 2 stanowiska badawcze:

głębokość 0,3m ; piach, liście, wodorosty, na brzegu wierzby.
głębokość 1m ; muł, wodorosty, na brzegu wierzby.

JEZIORO SIECINO: Powierzchnia: 743 ha; długość: 7,4 km, szerokość: 2 km; głębokość maksymalna: 44 m. Na jeziorze wyznaczono 3 stanowiska:

głębokość 0,3m ; piach, kamienie, trzcina.
głębokość 0,3m ; piach, liście, wodorosty, na brzegu olchy.
głębokość 1m ; muł, trzciny, na brzegu wierzby.

OPRACOWANIE STATYSTYCZNE
Dominację wyliczyłem ze wzoru:

Di = (n/N) 100%
gdzie: Di – dominacja i-tego gatunku, n – liczebność i-tego gatunku, N – łączna liczebność wszystkich gatunków
Klasy dominacji (dostosowane do bezkręgowców wodnych i ich liczebności) przyjąłem za Biesiadką i Kowalikiem, gdzie:
Eudominanci – liczebność pow. 10%
Dominanci – 5,01-10%,
Subdominanci – 2,01-5%
Recedenci – poniżej 2%
Frekwencję wyliczyłem ze wzoru:

Fi = (s/S) 100%
gdzie: Fi – frekwencja i-tego gatunku, s – liczba stanowisk z i-tym gatunkiem, S – liczba wszystkich stanowisk.

WYNIKI

Chruściki zebrane na wyznaczonych stanowiskach.
Gatunrk/ stanowisko	1	3	4	5	6	Suma
Agrypnia varia	5			2		7
Anabolia laevis (?)	2	4	3	4	1	13
Cyrnus flavidus		1				1
Halesus radiatus				1		1
Limnephilidae indet.	4			1	1	6
Limnephilus nigriceps	1					1
Limnephilus sp. rhombicus/flavicornis	2					2
Limnephilus subcentralis				1		1
Molannidae indet.		4				4
Mystacides longicornis		6				6
Phryganeidae indet.	1					1
Razem:	15	14	5	7	2	43

Na stanowiskach nr 2 i 7 larw chruścików nie znaleziono.

DYSKUSJA
Analiza powyższych wyników pozwala na sformułowanie następujących wniosków:

Jedynym gatunkiem którego przedstawiciele zasiedlają wszystkie badane przeze mnie zbiorniki wodne jest Anabolia laevis.
Zarówno Anabolia laevis, jak i Limnephilidae (znalezione w stawie nr 1 i w jeziorze) charakteryzują się frekwencją wyraźnie wyższą od pozostałych okazów, co pozwala sądzić, że są one mniej od innych gatunków zagrożone wyginięciem. Potwierdzenie tej tezy wymagałoby jednak badań na poziomie wyższym niż lokalny.
Oba badane stawy zasiedla gatunek Agrypnia varia. W jeziorze nie znaleziono jego przedstawicieli.
Dominacje na poszczególnych stanowiskach są do siebie dość zbliżone (dominanci i eudominanci), podobnie sytuacja wygląda na poziomie całych zbiorników. Jednak Anabolia laevis (gatunek wspólny stawom i jezioru) przyjmuje w poszczególnych trzech zbiornikach trzy, dość znacznie różniące się od siebie wartości dominacji. Może to świadczyć o jego szerokiej skali ekologicznej i dużych zdolnościach przystosowawczych do różnych środowisk.

Większość znalezionych gatunków nie występowała jednocześnie w dwóch lub trzech badanych zbiornikach. Nie można wyjaśnić tego faktu brakiem możliwości zasiedlenia danego środowiska, ponieważ dorosłe chruściki latają i swobodnie mogą poruszać się między sąsiednimi zbiornikami. Należy więc sądzić, że strefa litoralu mimo pozornego podobieństwa do stawu stwarza swym mieszkańcom odmienne warunki życia (temperatura, ruchy wody, ilość tlenu i związków odżywczych).
Porównując staw nr 1 ze stawem nr 2 również nie zauważamy wyraźnych podobieństw. Najprawdopodobniej różnice w wielkości samych zbiorników, jak i ich zlewni, choć niewielkie – wpływają znacząco na faunę bezkręgowców wodnych. Większa różnorodność gatunków w stawie nr 1 może być wywołana otaczającym ten staw krajobrazem rolniczym (środowisko lądowe ma wpływ na osobniki dorosłe.
Planując porównanie ekosystemów stawu i jeziora zakładałem liczne podobieństwa między strefami litoralu tych zbiorników.
Podobieństwa te okazują się jedynie pozorne. Okazuje się, że różnice są znaczne i wyraźnie odbijają się na zamieszkującej je faunie bezkręgowców wodnych. Należy więc uświadomić sobie, że niszcząc różnorodne ekosystemy (nie tylko wodne), możemy utracić bezpowrotnie szereg gatunków zwierząt i roślin. Znalezienie dla zagrożonych gatunków środowisk zastępczych nie będzie sprawą prostą (i tanią!), ponieważ nawet drobne z pozoru różnice nie pozwolą na przetrwanie organizmów stenotopowych.
Prognozy ostrzegają przed nieuchronną zmianą większości ekosystemów naszej planety w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat. Bez świadomie podejmowanych działań ochronnych ekosystemy będą ubożały, stawały się mniej różnorodne, a przez to bardziej podatne na klęski żywiołowe i inne czynniki zewnętrzne. Życie człowieka w tak zmieniającym się środowisku będzie musiało również ulec zmianie… i choć nie jesteśmy na razie gatunkiem zagrożonym, to powinniśmy zatroszczyć się o środowisko, którego jesteśmy przecież elementem.
Szansą przetrwania dla zagrożonych przedstawicieli fauny bezkręgowców wodnych mogłoby być zasiedlanie sąsiednich zbiorników. Warunkiem tego są jednak wystarczające podobieństwa między ekosystemami tych zbiorników. Im podobieństwa te są mniejsze, tym mniejsza jest szansa na ich „awaryjne” zasiedlenie przez gatunki zagrożone. Płynie stąd prosty, choć rzadko brany pod uwagę wniosek, że organizmom stenotopowym, które najczęściej są zagrożone wyginięciem, należy za wszelką cenę utrzymywać w stanie możliwie nie zmienionym ich naturalne siedliska.

Wojciech T.

PIŚMIENNICTWO

Stańczykowska M., 1979: Zwierzęta bezkręgowe naszych wód. WSIP, 199-203.
Kozłowski S. (red.), 1995: Prognoza ostrzegawcza zmian środowiskowych warunków życia człowieka w Polsce na początku XXI wieku – ekspertyza. Instytut Ekologii PAN, 172-175.
Waringer J., Graf W. 1997. Atlas der Österreichischen Köcherfliegenlarven. Facultas Universitätsverlag Wien, 286 ss.
Wallace I. D., Wallace B., Philipson G. N. 1990. A key to the case-bearing caddis larvae of Britain and Ireland. Freshwater Biological Association, 237 ss.
www.uwm.edu.pl/trichopteron

Liczba wyświetleń: 224