Tema 7: Očuvanje vodenih ekosustava - vuka.hr · PDF fileUvodna misao - ... rijeka nije samo (uporabno) dobro. Ona je i (vrijedno) blago, koje osigurava osnovni preduvjet svakog života

Uvodna misao - ... rijeka nije samo (uporabno) dobro. Ona je i (vrijedno) blago, koje osigurava osnovni preduvjet svakog života te mora biti ravnopravno razdijeljeno među

njegovim korisnicima.

O čemu ćemo učiti u sklopu ove teme:

•Koja su ekološka svojstva vodenih ekosustava?•Tipovi slakovodnih i morskih ekosustava.•Problemi, ciljevi i upravljačke strategije povezane s slatkovodnim i morskim ekosustavima.

Tema 7: Očuvanje vodenih ekosustava


Vodeni okoliš:

• Većina stručne literature (znanja/spoznaja!) u konzervacijskoj biologiji, kao uostalom i ostalim biološkim disciplinama, usredotočena je na kopnene ekosustave i stvorenja koja ih nastanjuju.

• 71% zemljine površine pokriveno je oceanima a ne tlom!

• Ukoliko usporedimo “dvodimenzionalnost” kopnene površine s “trodimenzionalnošću” vodenih prostora, mora i slatke vode vjerojatno udomljuju veći dio vrsta na Zemlji.

• Zbog činjenice da je čovjek kopneno biće (vodeni ekosustavi su nam “biološki strani”) te zbog toga što ih je teže proučavati (npr. velike dubine, veliko prostranstvo), većina vodenih organizama nam je još uvijek nepoznata.

• Premda vodene ekosustave prihvaćamo “zdravo za gotovo” ili ih čak (ekonomski) koristimo, danas slabo poznajemo njihovu stvarnu vrijednost i slabo razumijemo procese koji ih održavaju.


• Vodeni organizmi važan su dio prehrane većeg dijela čovječanstva. Unatoč tome veličine populacija koje podržavaju njihovo ekonomsko korištenje (npr. ribarstvo) potpuno su nam nepoznate (posebice to se odnosi na morske ekosustave).

• Zbog toga što su vodeni ekosustavi toliko različiti od kopnenih i toliko jedinstveni, zaslužuju našu osobitu pozornost.

• Zbog činjenice da je čovjek kopneno biće (vodeni ekosustavi su nam “biološki strani”) te zbog toga što ih je teže proučavati (npr. velike dubine, veliko prostranstvo), većina vodenih organizama nam je još uvijek nepoznata.

• Premda vodene ekosustave prihvaćamo “zdravo za gotovo” ili ih čak (ekonomski) koristimo, danas slabo poznajemo njihovu stvarnu vrijednost i slabo razumijemo procese koji ih održavaju.

• Vodeni organizmi važan su dio prehrane većeg dijela čovječanstva. Unatoč tome veličine populacija koje podržavaju njihovo ekonomsko korištenje (npr. ribarstvo) potpuno su nam nepoznate (posebice to se odnosi na morske ekosustave).

• Jezera, rijeke i mora/oceane koristimo kao odlagališta najrazličitijih vrsta otpada (od otpadne energija do otpadnih tvari) iako ne znamo stvarne učinke po funkcioniranje vodenih ekosustava, niti poznajemo njihov kapacitet za primanje tog i tolikog otpada.

Šarolikost vodenog okoliša:

• Kopnena staništa prvenstveno određujemo i opisujemo po npr. prevladavajućem vegetacijskom pokrovu ili razvedenosti.

• U vodenim staništima može biti malo ili uopće nema vegetacije, a fizičke osobine često igraju malu ulogu u osobinama staništa.

• Za razliku od zraka u kopnenim ekosustavima koji se rijetko smatra “staništem”, voda u vodenom okolišu je(!) stanište.

• Fizikalna i kemijska svojstva vode često predstavljaju prevladavajuće osobine staništa.• Razlike u količinama osvjetljenja, temperature, kisika, otopljenih hranjivih tvari ... čine

vodena staništa izrazito šarolikima, što za posljedicu ima šarolikost u obilju i raspodjeli populacija vodenih bića.

• Šarolikost vode, kao i u svakom okolišu, može biti prostorna i/ili vremenska.• U vodenom okolišu, prostorna šarolikost manje je utjecana topografijom dna nego

njegovom dubinom.• Promjene u razinama osvjetljenosti, temperature, kisika, pritiska ili dostupnih hranjiva,

među ostalim odrednicama stvaraju različite uvjete u vodenom okolišu na različitim dubinama. To stvara i različite niše na različitim dubinama te uvjetuje promjene u sastavu životnih zajednica povezane s rastućom dubinom.

• Što je veći raspon dubina, veća je i šarolikost životnih uvjeta pa tako i već biološka raznolikost.



• Svjetlost kroz zrak putuje uz vrlo male promjene.

• Pri prolasku kroz vodu, svjetlost doživljava korjenite promjene.

• Dubina do koje svjetlost dopire ovisi izravno o njezinoj valnoj duljini (boja), pri tome različite valne duljine prodiru do različitih dubina.

• Dodatno, propusnost vodenog okoliša za svjetlost, uz dubinu vodenog stupca ovisi i o temperaturi, gustoći, prozirnosti, uskomešanosti i prisustvu organizama.

• Crvena boja prodire tek nekoliko metara.

• Plava boja prodire i preko 70 m dubine.

• Ispod 100 m gotovo da i nema svjetlosti (osim bioluminiscencije).


Morska staništa:

• Općenito, šarolikost morskih staništa nastaje djelovanjem globalnih sila: atmosfersko zagrijavanje i hlađenje te pokretanjem zračnih masa.

• Vjetrovi u različitim pojasima (tropski, suptropski, umjereni, subpolarni, polarni) koji nastaju zbog nejednolikog zagrijavanja zemljine površine dovode do različitih obrazaca kruženja zračnih masa iznad oceana te ih na taj način dijele u hidrografski jasno određena područja. Ti obrasci kružnog pokretanja zračnih masa određeni su zemljinom vrtnjom i dovode do nastanka kružnog pokretanja vodenih masa (struje) na globalnoj i regionalnoj razini.

• Podvodna topografija također utječe na nastanak živopisnosti morskog okoliša.

• Vodene mase pri pokretanju skreću kad naiđu na podvodnu prepreku (kontinenti, kontinentalna podina i sl.). Na taj način nastaju biogeografske provincije u morskom okolišu.


• Djelovanje organizama u morskim staništima također spada među najvažnija obilježja koja određuju staništa i njihovo postojanje.

• U pridnenim zajednicama, mnogočetinaši cjevaši (životinje) povezuju istaloženi materijal i tako uravnotežuju morsko dno. Također mijenjaju koncentracije ključnih hranjiva i na taj način stvaraju jedinstvene životne zajednice povezane s njihovom aktivnošću. To može dovesti ili do smanjenja ili povećanja biološke raznolikosti.

• Podmorske “šume” kelpa, alge koja naraste i preko 200 m usporavaju morske struje što omogućava naseljavanje organizama koje one prenose. Zbog velike količine plijena, velika je i koncentracija riba na rubnim dijelovima.


Tekućice:

• U kopnenim (slatkovodnim) tekućicama klima porječja, topografija, geološka podloga, vegetacijski pokrov, tlo te namjena/korištenje zemljišta prvenstveno utječu na osobine staništa.

• Klima, posebice temperatura i padaline, određuju količinu vode koja ulazi u porječje te određuje srazmjer evaporacije i transpiracije (evapotranspiracija).

• Topografija određuje stopu i erozijvnu snagu površinskog otjecanja koje dosiže potočni/riječni tok.

• Geološka podloga određuje tip dna. Mulj i pijesak, uz jaki protok, pružaju malo mjesta na koje se vodeni organizmi mogu prihvatiti. Stjenovita podloga izlaže organizme stalnom djelovanju snažne vodene struje (gubitak energije u borbi s jakom vodenom strujom). Šljunak, oblutci i veće kamenje osiguravaju optimum za razvoj pridnenih životnih zajednica jer: (1) osiguravaju puno mjesta (površina) na koje se organizmi mogu prihvatiti, (2) osiguravaju zaklonište za organizme raznih veličina i (3) preusmjeravaju snagu vodenog toka od organizama koji se iza njih skrivaju (ušteda energije).

• Vegetacijaki pokrov određuje srazmjer erozije tla u porječju i na taj način količinu taložine koja ulaze u vodotok.

• Tip tla također utječe na stopu erozije i kemijske osobine, zamućenost te osobine dna.• Način korištenja zemljišta utječe na stopu erozije porječja kao i vrste tvari koje ulaze u

vodotoke.


• Dvije su prevladavajuće odlike unutar svakog vodotoka: (1) brzaci (uključujući i slapišta) te (2) bazeni. ova razlika je posebice istaknuta kod protoka većih od 50 cm/s.

• Brzaci su mjesta primarne proizvodnje organske tvari u brzim vodotocima gdje prevladava perifiton (životne zajednice sastavljene od algi kremenjašica, modrozelenih i zelenih algi te raznih vrsta vodenih mahovina).

• Perifiton je kratkotrajan/prolazan u svojoj prirodi jer se stalno ispire i prenosi uzduž vodenog toka, a količina i sastav tih životnih zajednica u brzacima se vremenski i sezonski mijenja, posebice u umjerenim klimatskim pojasima.

• Iznad i ispod brzaka nalaze se bazeni gdje se brzina vodotoka usporava bilo zbog smanjenja njegova nagiba bilo zbog povećanja njegova volumena (ili oboje).

• U bazenima se smanjuje brzina (snaga) vodotoka) a s time i njegova sposobnost prenošenja “tereta”, teži se materijal taloži, stoga su bazeni mjesta nakupljanja organske tvari/biomase kao i njezine razgradnje.

• Veći potrošači (npr. ribe) obično se nakupljaju na uzvodnim rubovima bazena jer ovdje brzaci prvo donose hranu (i to u značajnim količinama)


Stajaćice:

• Šarolikost staništa u stajaćicama slabije je utjecana strujama (iako ih ima) a više učinkom prevladavajućih površinskih vjetrova (pomiču vodene mase).

• Dva najuobičajenija učinka vjetra na kruženje vode u stajaćicama su Langmuirovo komešanje i stojni valovi.

• Langmuirovo komešanje se prostire kroz vodeni stupac i važan je prijenosni mehanizam tvari i energije te značajno utječe na kakvoću vodenih staništa od površine prema dnu i obrnuto.


• Stojni valovi (njihanje vodene mase oko jedne točke) još značajnije utječu na kakvoću staništa stajaćica. Uzrokovani su vjetrom (uvjetovani izvanjskim čimbenikom) ili razlikama u gustoći vode u različitim slojevima (uvjetovani unutarnjim čimbenikom). Vjetar nagurava vodenu masu na zavjetrinsku stranu jezera, a kada popusti, vodena masa se vraća u prethodni položaj i tako započinje njihanje vodene površine.

• Vremenska i prostorna šarolikost vodenih staništa snažno je određena sezonskim promjenama temperature (gustoća vode mijenja se s temperaturom).

• pokretni vodeni organizmi odgovaraju na (sezonske ali i dnevne) promjene temperature i gustoće vode slično kao kopneni na (sezonske) promjene vegetacijskog pokrova u kopnenim staništima.

• Mlađ jedne vrste peša (pridnena riba – Cottidae) tijekom dana se hrani na dnu u hladnijoj vodi (hipolimnion) dok se tijekom noći uzdiže u toplije površinske vode (epilimnion) gdje brže probavljaju hranu što uzrokuje ubrzani rast.


Vlažna staništa:

• Vlažna su ona staništa koja su na prijelazu između kopnenih i vodenih staništa i gdje je razina vodnog lica na ili vrlo blizu površine zemlje ili je zemlja pokrivena plitkom vodom.

• Vlažna staništa nesrazmjerno doprinose globalnoj biološkoj raznolikosti kao i primarnoj proizvodnji (organske tvari).

• Zbog njihove prijelazne/kratkotrajne/prolazne prirode (izrazito su dinamični ekološki sustavi) često je, na globalnoj razini teško odrediti/procjeniti njihov obuhvat.

• Često udomljuju veliki broj rijetkih, ugroženih ali i ekonomski važnih vrsta.• Kao staništa i ekosustavi, vlažna staništa osiguravaju najrazličitije proizvode (krzno, riža,

riba) i usluge (zaštita od nizvodnih poplava, pročišćavanje voda, rekreacija i turizam) u količinama daleko iznad njihove zastupljenosti na površini zemlje (oko 6% na globalnoj razini).

• Umjetne močvare – podražavanje prirodnih procesa u vlažnim staništima u svrhu pročišćavanja otpadnih voda (jeftina tehnologija –dobitak za lokalnu biološku raznolikost, projekti dvostruke dobiti).


Prije

Nakon 2 godine


• Organizacijske i strukturne osobine močvara podržavaju visoku razinu primarne proizvodnje organske tvari (biomasa).

• Za razliku od dubokih stajaćica i/ili mora u koje svjetlost dopire samo do određene dubine, zbog plitkoće vodenog stupca širom vlažnog staništa, svi dijelovi takvog ekosustava mogu biti fotosintetski aktivni.

• Zbog vremenske (sezonske) i prostorne promjenljivosti vodenog stupca, vlažna staništa prolaze kroz izrazite promjene najrazličitijih ekoloških gradijenata (npr. raspoloživa količina vode, vlaga) koji podržavaju razvoj cijelog niza biljnih vrsta (uključujući i vrste različitih životnih potreba - npr. povremeno poplavljivanje – lužnjak).

• Takva biljna raznolikost stvara fizičku šarolikost i složenost veću od mnogih kopnenih ekosustava te vrlo često podržava veću raznolikost životnih zajednica.

• Unatoč važnosti, vodeni ekosustavi su među najugroženijima u svijetu!


• Eutrofikacija – prirodan proces. Problem se javlja pri unosu hranjiva (poglavito fosfora) u vodena staništa. Visoke razine fosfora potiču razvoj primarne proizvodnje (uglavnom ograničene oskudicom fosfora u staništu). Narasla biomasa primarnih proizvođača uzrokuje porast biomase potrošača (predator – plijen model). Povećava se količina algi i biljnog planktona. Voda se zamućuje. Smanjuje se prodor svjetla u ekosustav. Razgradnjom uginulih organizama opada razina kisika ... opada kakvoća vodenog staništa.

Izazovi zaštite slatkovodnih staništa:


• Zakiseljavanje – proces u kojem raste kiselost površinskih voda uslijed kiselih oborina (kiša, snijeg, magla). Uzrokovano ispuštanjem H2S i NO u atmosferu uslijed spaljivanja fosilnih goriva. Ne predstavlja veliki problem u područjima s visokom koncentracijom kalcij karbonata u tlu (puferska sposobnost tla).

• Snižavanje pH vode dešava se najčešće tijekom jakih kiša ili topljenja snijega. To uzrokuje smanjenje moći razmnožavanja mnogih vodenih organizama. Može uzrokovati smtrnost kod osjetljivijih organizama. Neizravno utječe na promjene u kemijskim reakcijama u vodenom ekosustavu, posebice onih koji uključuju ione metala (aluminij, olovo, kadmij) - otrovi. Vezanje aluminija za fosfor koji kao hranjiva tvar postaje nedostupan biljkama.


• Strane invazivne vrste slijede uhodani obrazac širenja: (1) unos u stanište, (2) raspršivanje, (3) prilagodba i (4) naseljavanje novih staništa.

• Većina se nakon početnog naseljavanja u druga staništa širi uglavnom daljnjim ljudskim aktivnostima a manje prirodnim putem.

• Uvođenje stranih invazivnih vrsta – Općenito jedan od najvećih problema zaštite prirode danas. Posebno štetno po vodena staništa ukoliko: (1) stanište u nedalekoj prošlosti doživjelo neki značajni poremećaj, (2) ako nema predatora ili (3) ako nema prirodnih takmaca.


Ciljevi zaštite i upravljanja slatkovodnim ekosustavima:

• Upravljanje sedimentacijom i eutrofikacijom (donos hranjiva).• Upravljanje slatkovodnim staništima kroz upravljanje obalnim zonamaobalnim zonama.• Upravljanje zakiseljavanjem.• Upravljanje vlažnim staništima.• Upravljanje problemom stranih invazivnih vrsta.• Razvoj zakonodavnog okvira za upravljanje slatkovodnim okolišem (Zakon o vodama,

Okvirna direktiva EU o vodama, međunarodne konvencije – Ramsarska konvencija).


Izazovi zaštite morskih staništa:

• Zbog veličine – globalni problemi kao što su globalno zatopljavanje (koraljni grebeni).• Zbog prekomjernog iskorištavanja – pridnene zajednice, riblje populacije ...• Zbog onečišćenja – radioaktivni otpad, organski otrovi (DDT), teški metali ...• Zbog unosa invazivnih vrsta – balastne vode, Caulerpa, marikultura

Ciljevi zaštite i upravljanja morskim ekosustavima:

• Osnivanje velikih i dobro osmišljenih i pravilno vođenih sustava morskih zaštićenih područja.

• Obimnija znanstvena istraživanja morskog okoliša.• Smanjenje korištenja morskih dobara na razumnu mjeru.• Međunarodna suradnja, jasna nadležnost (ZERP) i odgovornost za probleme zaštite

mora.


• Utjecaj globalne ribarske industrije na tipove morskih staništa

Za one koji žele znati više:

• Knjige s tematikom ekologije mora, slatkih i bočatih voda, vlažnih staništa.

• Stručni i popularni časopisi iz ekologije mora, slatkih i bočatih voda, vlažnih staništa.

• Internet - ekologije mora, slatkih i bočatih voda, vlažnih staništa


Documents

Tema 7: Očuvanje vodenih ekosustava - vuka.hr · PDF fileUvodna misao - ... rijeka nije samo (uporabno) dobro. Ona je i (vrijedno) blago, koje osigurava osnovni preduvjet svakog života