Biologiczna i hydromorfologiczna ocena ekosystemów wodnych na ...

Katedra Ochrony Powierzchni ZiemiUniwersytet OpolskiBiologiczna i hydromorfologicznaocena wód płynącychna przykładzie rzeki Mała PanewIzabela Czerniawska-Kusza, Krzysztof SzoszkiewiczOpole, 2007

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew1. Wstęp1.1. Przedstawienie problemu badawczegoZanieczyszczenie wód zagraża nie tylko biocenozom, prowadząc do ich trwałegoprzekształcenia, a nawet zniszczenia, lecz również staje się czynnikiem limitującymrozwój ekonomiczny poprzez ograniczenie możliwości ich wykorzystania.W promowanym w ostatnich latach ekosystemowym podejściu do gospodarowaniawodą, za jedno z ważniejszych zadań gospodarki wodnej uznaje się przywrócenieekosystemom wodnym stanu zbliżonego w jak największym stopniu do naturalnegooraz ochronę wód przed zanieczyszczeniem. Głównym celem podejmowanych działańpowinno być zatem dążenie do zachowania ekologicznej integralności ekosystemuwodnego, warunkującej jego prawidłowe funkcjonowanie. Na ekologiczną integralnośćskładają się m.in. właściwości fizyczne i chemiczne wód oraz życie biologiczne zbiornikówi cieków. Pociąga to za sobą konieczność wdrażania ekologicznego systemu klasyfikacjiwód (Kudelska i Soszka 1996). Aktualnie wdrażana w Europie Ramowa DyrektywaWodna zaleca opieranie oceny ekosystemów wodnych na komponencie biologicznym,który jedynie wspomagany jest kryteriami fizyko-chemicznymi. Dodatkowo domonitoringu wprowadzono element oceny hydromorfologicznej, określającej charakterwystępujących siedlisk i stopień ich przeksztacenia.Ocena jakości rzek w PolscePrzez lata ocena jakości i klasyfikacja rzek oparta była na analizie właściwościfizyczno-chemicznych wód. Badania biologiczne w monitoringu wykorzystywane byłysporadycznie – z reguły stosowano system saprobów, a wartość indeksu wyznaczana byłana podstawie analizy mikroorganizmów planktonowych. Zarówno system saprobów,jak też wykorzystanie zespołu mikroorganizmów planktonowych do oceny jakości wódpłynących, poddawane były wielokrotnie krytyce (Persoone i De Pauw 1979, Knobeni in. 1995). Prace nad dostosowaniem systemu oceny i klasyfikacji wód do wymagańRamowej Dyrektywy Wodnej podjęte zostały w 1993 roku przez Instytut OchronyŚrodowiska w Warszawie. Zapoczątkowały one kilkuletnie badania (prowadzoneprzez różne instytucje i ośrodki naukowe), którymi objęto 49 rzek na obszarze całegokraju. Efektem tych badań była modyfikacja brytyjskiego systemu punktowego BMWP,opartego na analizie zespołu makrofauny dennej, dostosowująca tę metodykę dowarunków polskich (Kownacki i in. 2004).

10 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewMała PanewOdraRys. 1. Lokalizacja rzeki Mała Panew

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew11W dolnym biegu (okolice Kolonowskie) dolina rzeki rozszerza się do około 1,5-2km. Występują tu starorzecza i miejscami podmokłe łąki oraz torfowiska.Na dwudziestym kilometrze biegu rzeki zbudowano w 1938r. zbiornik zaporowyzwany Jeziorem Turawskim (odbudowanym w 1948r.). Jezioro Turawskie to zbiornikretencyjny o długości 7,5 km, szerokości 2,5 km, maksymalnej głębokości 10 mi powierzchni 2080 ha. Jego głównym celem jest zasilanie wód Odry w okresachniżówkowych. Większe dopływy Małej Panwi to lewobrzeżne Stoła, Chrząstawai Swornica oraz prawobrzeżne Leśnica, Lublinica i Libawa.Dolina rzeki oraz rozległy kompleks lasów Stobrawsko-Lublinieckich stanowiąkorytarz ekologiczny o znaczeniu krajowym. Z uwagi na fakt, iż Mała Panew jestjedną z nielicznych rzek, która wraz z wieloma dopływami zachowała swój naturalnycharakter, obszar ten zaproponowano jako ostoje: „Dolina Małej Panwi” i „ZbiornikTurawski” w europejskiej sieci ekologicznej Natura 2000, mającej na celu zachowanieróżnorodności biologicznej (Nowak 2001). Ostoje wyznaczono ze względu na wysokiewalory florystyczne i występowanie rzadkich gatunków ptaków. Dominującym typemroślinności są tu zbiorowiska leśne, głównie bory świeże i wilgotne. Na aluwiach MałejPanwi i jej dopływów występują niewielkie płaty lasów łęgowych, tj. łęg topolowowierzbowyi jesionowo-olszowy (priorytetowe siedliska przyrodnicze wymienionew załączniku I Dyrektywy Siedliskowej). W bezodpływowych nieckach wykształciły siętorfowiska oraz bagniska, którym towarzyszą niewielkie zbiorniki wodne z pływaczamii jeżogłówką Utricularietea intermedio-minoris. Ważnym dla zachowania różnorodnościbiologicznej są także siedliska wilgotne związane z występowaniem licznych stawówrybnych nad brzegami których dość pospolicie rozwija się szuwar wielkoturzycowyMagnocaricion. Łącznie w granicach ostoi stwierdzono kilkadziesiąt interesującychgatunków roślin, w tym jeden gatunek z załącznika I Konwencji Berneńskiej (kotewkaorzech wodny Trapa natans) oraz 84 gatunki rzadkie, zagrożone i podlegające ochronieprawnej (m.in. czermień błotna Calla palustris, kruszczyk błotny Epipactis palustris,grążel żółty Nuphar lutea i grzybienie białe Nymphea alba). Walory faunistyczne poznanesą zaledwie fragmentarycznie. Do najlepiej poznanych należy Jezioro Turawskie,uznane za ostoję ptaków o znaczeniu europejskim (Gromadzki i in. 1994). Zbiornik jestmiejscem lęgu gatunków rzadkich, takich jak rybitwa białowąsa Chlidonias hybridus,rybitwa czarna Chlidonias niger, płaskonos Anas clypeata, kropiatka Porzana porzana,krwawodziób Tinga totanus i piskliwiec Actitis hypoleucos. Znacznie większą rolę pełni onjednak w czasie przelotów, kiedy to stwierdzono występowanie ponad 18 tys. krzyżówek,3 tys. cyraneczek, 1 tys. głowienek i bekasów, a także około 400 biegusów malutkichi brodźców leśnych.

12 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew2.2. Fizyczno-chemiczna ocena jakości wodyKontrola jakości wód prowadzona jest przez Wojewódzki Inspektora OchronyŚrodowiska w Katowicach i Opolu (Stan środowiska 2006a, b) w ramach monitoringupodstawowego na 8 stanowiskach wyznaczonych wzdłuż biegu rzeki:1. W okolicach miejscowości Miotek;2. Powyżej ujścia Stoły;3. Poniżej ujścia Stoły;4. Poniżej miejscowości Krupski Młyn;5. Na granicy województw śląskiego i opolskiego, w miejscowości Żędowice;6. Powyżej zbiornika retencyjnego, w okolicach miejscowości Niwa;7. Poniżej zbiornika w Turawie;8. W odcinku ujściowym do Odry, w miejscowości Czarnowąsy.Ponadto, trzy stanowiska wyznaczone są na dopływach Małej Panwi, z których dwazlokalizowano na rzece Stoła (poniżej Tarnowskich Gór i w odcinku ujściowym) orazjeden na Lublinicy (poniżej miejscowości Lubliniec).Ostateczna klasyfikacja wskazuje na znaczny poziom zanieczyszczenia wód,wynikający przede wszystkim z nadmiernego obciążenia związkami biogenicznymi(azotowymi i fosforowymi) oraz zanieczyszczenia bakteriologicznego. Podwyższonewartości miana Coli typu kałowego, odpowiadające V klasie i świadczące o zanieczyszczeniubakteriologicznym wód, odnotowano prawie w całym biegu rzeki, tj. odstanowiska 2 (powyżej ujścia Stoły) do stanowiska 6 (w miejscowości Niwa). Na odcinkuponiżej Jeziora Turawskiego wystąpiła znaczna poprawa w ocenie bakteriologicznej,a miano Coli typu kałowego osiągało wartości przewidziane dla wód klasy trzeciej.Znaczne ilości substancji zanieczyszczających wnosi do Małej Panwi jej lewobrzeżnydopływ Stoła, która poniżej Tarnowskich Gór zaliczana jest do wód V klasy czystościzarówno pod względem mikrobiologicznym, jak też fizyczno-chemicznym. Wśród 18parametrów, których wartości odpowiadają V klasie, wymieniane są wskaźniki tlenowe,biogeniczne, zasolenia, a także zawartość metali ciężkich (kadm) i zanieczyszczeńprzemysłowych (substancje powierzchniowo czynne anionowe). W efekcie jakość wódMałej Panwi poniżej ujścia Stoły ulega obniżeniu i stan taki utrzymuje się do miejscowościŻędowice. O nadmiernym zanieczyszczeniu (V klasa) wód Małej Panwi w punkciepomiarowym Żędowice świadczą najwyższe wartości następujących parametrów:biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT 514,4 mgO 2/dm 3 ), azot ogólny (7,2 mg/dm 3 ), azot azotanowy (5,1 mg/dm 3 ), azot amonowy (3,0 mg/dm 3 ) i fosfor ogólny (0,3mg/dm 3 ).

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew13W dalszym biegu rzeki, przepływającej przez kompleksy Borów Stobrawsko-Lublinieckich, poziom zanieczyszczenia ulega obniżeniu. Zawartość substancjibiogenicznych oraz wartość BZT 5w większości wypadków utrzymują się w zakresieodpowiadającym wodom II i III klasy jakości. Jednakże na poziomie klasy IV pozostająwartości ekstremalne azotu ogólnego i azotanowego odnotowane bezpośredniopowyżej zbiornika retencyjnego. Ponadto, na odcinku Turawa – Czarnowąsy wodaokresowo wykazuje podwyższone wartości odczynu (IV klasa). Ma to niewątpliwiezwiązek z zakwitami glonów, występującymi od wielu lat w Jeziorze Turawskim.O silnej eutrofizacji zbiornika świadczy m.in. wysoka wartość chlorofilu a (63,1mg dm -3 ) odnotowana w okresie sierpień – październik w miejscowości Turawa.Poza związkami azotu i fosforu, na jakość wód Małej Panwi znacząco możeoddziaływać zawartość metali, głównie kadmu, ołowiu i cynku. Wiąże się to z hutnictwemołowiu i srebra w Strzybnicy, żelaza w Tarnowskich Górach i Zawadzkiem oraz cynkuw Miasteczku Śląskim, a także z działalnością zakładów celulozowych w Kaletachi zakładów chemicznych (przetwarzających m.in. związki baru, cynku i miedzi) wTarnowskich Górach. Skutkiem odprowadzania do rzek ścieków silnie zanieczyszczonychzwiązkami tych pierwiastków jest notowana od początku lat siedemdziesiątychwysoka zawartość metali w osadach Małej Panwi i jej dopływów, zwłaszcza potokuStoła. Wymywanie metali jest oczywiście uzależnione od szeregu czynników, takichjak częstotliwość wahań poziomu wód gruntowych i stratygrafia osadów. Wydaje sięjednak, iż dolina Małej Panwi, wypełniona jednolitymi osadami piaszczystymi łatwoprzepuszczalnymi i podatnymi na erozję, należy do systemu, w którym transportzanieczyszczeń (w tym metali ciężkich) zarówno z, jak i do koryta należy do bardzoszybkich (Ciszewski i in. 2004).2.3. Stanowiska badawczeBadania prowadzono na pięciu stanowiskach wyznaczonych wzdłuż biegu MałejPanwi, w pobliżu następujących miejscowości: (I) Brusiek, (II) Krupski Młyn, (III)Zawadzkie, (IV) Ozimek i (V) Luboszyce (Rys. 2) (Fot. 4-8). Podstawowe cechycharakteryzujące rzekę na badanych stanowiskach zestawiono w tabeli 1.

14 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewRys. 2. Lokalizacja stanowisk badawczych na rzece Mała PanewTab. 1. Charakterystyka stanowisk badawczych na rzece Mała Panew*ParametrBrusiekIKrupski MłynIIZawadzkieIIIOzimekIVLuboszyceVSzerokość koryta rzeki[m]9 15,5 10,0 29,0 28,0Głębokość [m] 0,20 0,1-0,45 0,4-0,6 0,3 0,3-0,5Dominujące podłoże piaszczyste piaszczyste piaszczyste piaszczyste żwiroweMakrofity obecne obecne obecne obecne obecneUżytkowanie terenu wpasie do 50 mlas/ogrody/zabudowawiejskazabudowawiejskalaszabudowapodmiejska/grunty ornegrunty orne/łąkiZacienienie korytarzeki [%]>33 >33 33*Charakterystykę stanowisk opracowano w oparciu o dane protokołu terenowego badańprowadzonych w sierpniu 2007r., przypadających na okres niskiego stanu wody w rzece (wielkośćprzepływu w środkowym biegu rzeki wynosiła 4,3 m 3 /s).

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew153. Biologiczna ocena jakości wody Małej Panwi3.1. WprowadzenieBiologiczny monitoring wód powierzchniowych oparty jest na analizie zmianzachodzących we florze i faunie rzek i jezior. Podstawową zaletą oceny biologicznej jest:• funkcjonowanie organizmów wodnych jako stałych bioindykatorów, rejestrującychw ciągu dłuższego okresu warunki panujące w środowisku wodnym i zachodzące tuzmiany;• reakcja całych zespołów organizmów na wiele czynników warunkujących jakośćwód, w tym zanieczyszczeń występujących coraz częściej w postaci mieszaninyróżnorodnych związków chemicznych, także toksycznych (De Pauw i Hawkes 1993).Historia oceny jakości wód w oparciu o system bioindykatorów rozpoczęła sięjuż w wieku XIX, kiedy to zaobserwowano różnice pomiędzy zespołem organizmówwystępujących w wodach zanieczyszczonych i czystych. Od tego czasu opracowanoszereg metod, z których większość wywodzi się lub powiązanych jest z systememsaprobów opracowanym po raz pierwszy w Niemczech przez Kolkwitza i Marssona jużw latach 1908-1909 (Kolkwitz i Marsson 1909).Równolegle do badań bioindykacyjnych prowadzonych w Europie od XIX wieku,rozwijała się także metodyka przekształcenia złożonej informacji biologicznej nawartość liczbową indeksu. Ogólnie w monitoringu jakości rzek znanych jest około stuindeksów, które można podzielić na trzy grupy:1. indeksy saprobów - oparte na analizie gatunków wskaźnikowych właściwych różnymkategoriom jakości wód;2. indeksy bioróżnorodności - oparte na analizie składu i struktury gatunkowej zespołuekologicznego, będących miarą zmienionego środowiska wodnego;3. indeksy i punktowe systemy biotyczne - łączące dane o charakterze jakościowym zilościowymi, czyli gatunki wskaźnikowe z bioróżnorodnością (De Pauw i in. 1992).3.1.1. System i indeksy saprobówTermin „saprobia” (od greckiego słowa sapros - gnijący) wprowadzony zostałprzez Kolkwitza i Marssona (1909) dla wyrażenia zależności pomiędzy organizmamia rozkładającą się substancją organiczną, stanowiącą źródło ich pożywienia. Opracowanyprzez autorów system saprobów polegał głównie na określeniu występowania gatunków

16 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewwskaźnikowych, którymi były mikroorganizmy tworzące plankton i peryfiton w wolnopłynących rzekach Europy Środkowej. System ten opierał się na zmianach w zasiedleniuprzez organizmy całej strefy w rzece, w której przebiega proces rozkładu i mineralizacjizanieczyszczeń organicznych obecnych w ściekach. Na drodze od wprowadzaniaścieków do odbiornika (rzeki) aż do zmineralizowania zanieczyszczeń organicznychustalają się bowiem różne zespoły organizmów, zwane ogólnie saprobami, którew systemie Kolkwitza i Marssona określono jako:• polisaproby - właściwe wodom silnie zanieczyszczonym;• alfa - mezosaproby – odpowiadające wodom średnio zanieczyszczonym;• beta - mezosaproby – dla wód słabo zanieczyszczonych;• oligosaproby – właściwe wodom niezanieczyszczonym.Sekwencja grup odzwierciedla proces samooczyszczania wód płynących.Występowanieorganizmów w tych strefach związane jest z różnym stopniem rozkładu substancjiorganicznej oraz różnym stężeniem tlenu, amoniaku i innych związków chemicznych(Starmach i in. 1976).Stopniowo system saprobów był modyfikowany i poszerzany. Lista bioindykatorówopracowana przez Sladečka objęła ponad 2000 makro- i mikroorganizmów umieszczonychzgodnie z ich wartością saprobową (Sladeček 1973). W krajowym wykazieorganizmów wskaźnikowych charakterystycznych dla różnych regionów Polski,opracowanym przez Turoboyskiego (1970), znajduje się kilkaset gatunków mikroimakroorganizmów.Wyniki badań biologicznych, prezentowane często w formie długich list zawierającychwykaz obecnych organizmów, okazały się jednak trudne w interpretacji dla osób niebędących biologami, a związanych z problemem usuwania skutków zanieczyszczeniawód. Procedurę biologicznej oceny stref zanieczyszczenia wód modyfikowano w kierunkulepszego zobrazowania uzyskanych wyników badań. Równocześnie z teoretycznymrozwojem systemu saprobów – prowadzącym do zmian listy gatunków wskaźnikowychoraz wyróżnienia dodatkowych stref w podziale zanieczyszczonych rzek - opracowanokilka użytecznych metod statystycznych do ilościowego określenia obecnych w wodziebioindykatorów. Za pomocą równań matematycznych zredukowano dużą ilość danychbiologicznych do prostych liczb indeksu saprobowego. Jedną z najbardziej przydatnychmetod, z praktycznego punktu widzenia, zaproponowali Pantle i Buck (1955). Indekswedług Pantle i Buck’a wyznacza równanie:Σ (s ih i)S =Σ h igdzie: S - indeks saprobowy,h i- liczebność organizmów danego gatunku,s i- wartość saprobowa odpowiadająca poszczególnym gatunkom wskaźnikowym.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew17Indeksy saprobowe i system saprobów stosowane są do oceny jakości wód w wielukrajach europejskich, m. in. w Niemczech, Austrii i Republice Czech. Wyznaczane sąone na podstawie wartości saprobowych bioindykatorów według listy Sladečka (1973)lub zrewidowanej listy Friedricha (1990). Organizmami wskaźnikowymi są z regułymikroorganizmy fito- i zooplanktonu, a także makrobezkręgowce bentosu.Pomimo wielu zalet, z systemem saprobów wiąże się kilka trudności, stojących nadrodze jego powszechnego zastosowania w badaniach monitoringowych. Podstawowymiograniczeniami są:• specyficzna lista gatunków i wartości saprobowych, która nie może być wykorzystanaw innych regionach geograficznych z uwagi na lokalny zasięg wielu bioindykatorów;• problemy z prawidłową identyfikacją taksonomiczną wielu gatunków wskaźnikowych;• brak możliwości oceny zanieczyszczeń innych niż organiczne rodzajów zanieczyszczeńnp. nieograniczonych lub radioaktywnych (Persoone i De Pauw 1979).Ponadto, system saprobów - bazujący w głównej mierze na wynikach badań rzeknizinnych zanieczyszczonych ściekami organicznymi - nie uwzględnia specyfiki rzekgórskich. Rzeki górskie, z uwagi na bardzo dobre natlenienie szybko płynących wód,mogą być zasiedlane przez organizmy powszechnie uważane za wrażliwe nawet naodcinkach wykazujących znaczny poziom zanieczyszczenia (Kownacki 2000a).3.1.2. Indeksy różnorodności biologicznejAnaliza bioróżnorodności, podstawowej cechy każdej biocenozy w ekosystemielądowym i wodnym, posłużyła do opracowania szeregu indeksów biologicznej ocenyjakości wód, przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych (Washington 1984). Indeksyróżnorodności biologicznej należą do metod w pełni ilościowych, łatwych do statystycznejinterpretacji. Dostarczają wyników stosunkowo niezależnych od wielkości próbyi w przeciwieństwie do indeksu saprobów nie wymagają wprowadzenia subiektywnychzałożeń odnośnie tolerancji poszczególnych gatunków na zanieczyszczenia. Są onewskaźnikami opartymi na zasadzie, zgodnie z którą zanieczyszczenie wód działa jakoczynnik stresowy prowadzący do redukcji bioróżnorodności w ekosystemie wodnym.Zazwyczaj przy obliczaniu indeksu bioróżnorodności uwzględnia się trzy elementycharakteryzujące strukturę biocenozy, a mianowicie: liczbę gatunków tworzącychdany zespół, liczebność poszczególnych taksonów oraz proporcje w rozprzestrzenieniuosobników (struktura dominacji).

18 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewNajczęściej ocenę jakości wód przeprowadza się na podstawie analizy strukturyglonów lub makrobezkręgowców bentosu, wykorzystując indeks Shannon-Wiener’a,Margalef ’a i Simpson’a (Washington 1984, Magurran 1988). Indeks różnorodnościw ogólnym ujęciu wyraża równanie: S/N lub w zmodyfikowanej wersji S/logN, gdzieS oznacza liczbę gatunków/taksonów, a N - liczebność osobników (Kownacki 2000b).Podobnie jak w przypadku indeksu saprobów, powszechne zastosowanie indeksówbioróżnorodności jest ograniczone z powodu występowania różnic w ich wartościach,które mogą być wynikiem zastosowanego wzoru, metody poboru prób, zakresuidentyfikacji organizmów, a także lokalizacji stanowisk badań i natury podłoża rzek.Mała bioróżnorodność biocenozy może być wywołana działaniem czynników innychniż zanieczyszczenie, na przykład warunkami fizycznymi panującymi w rzece (Hughes1978). Struktura zespołu jest bowiem ściśle powiązana z przestrzennym zróżnicowaniembiotopu. Im większa różnorodność mikrosiedlisk tym bogatszy zespół, który jezamieszkuje (Beisel i in. 1998). Nie zawsze wartości indeksu są wobec tego skorelowaneze stopniem degradacji ekologicznej środowiska, gdyż w ekosystemie o naturalnie małozróżnicowanym biotopie są one z reguły niższe.3.1.3. Indeksy biotyczneBiotyczne podejście do zagadnienia biologicznej oceny jakości wód, zgodnie z definicjąTolkampa (1985), łączy różnorodność strukturalną określonych grup taksonomicznychz właściwościami wskaźnikowymi poszczególnych gatunków lub wyższych jednosteksystematycznych w formę pojedynczego indeksu lub punktacji. Indeks biotyczny jestzatem wskaźnikiem kompleksowym zawierającym zarówno cechy systemu saprobów,w sensie danych jakościowych dotyczących wrażliwości poszczególnych taksonów, jakrównież indeksu różnorodności, informującego o ilościowych zmianach związanychz redukcją występowania grup taksonomicznych w miarę wzrostu zanieczyszczeniawód. W odróżnieniu od systemu saprobów, taksony wskaźnikowe sklasyfikowane sąwedług stopnia ich tolerancji na różnego rodzaju zanieczyszczenia.Historia rozwoju indeksów biotycznych opartych o analizę makrobezkręgowcówzostała szczegółowo omówiona przez Metcalfe (1989). Pierwszym takim indeksembiotycznym zastosowanym w Europie do oceny jakości wód był Trent Biotic Index(TBI), opracowany dla potrzeb „Trent River Authority” w Anglii (Woodiwiss 1964).Zmodyfikowany w latach siedemdziesiątych TBI posłużył do opracowania wielu innychindeksów biotycznych współcześnie stosowanych w Europie, a obecnie także i w krajach

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew19pozaeuropejskich (Chutter 1972, Trihadiningrum i in. 1996, Mustow 2002). Do grupyindeksów najczęściej wykorzystywanych i adaptowanych dla potrzeb monitoringuw innych regionach należą: Chandler Biotic Score opracowany w Szkocji (Chandler1970), belgijski Belgian Biotic Index (BBI) (De Pauw i Vanhooren 1983), ExtendedBiotic Index (EBI) we Włoszech (Ghetti 1997), Biological Monitoring Working Party(BMWP) i Average Score Per Takson (ASPT) stosowane w Wielkiej Brytanii (Armitagei in. 1983) oraz duński Danish Stream Fauna Index (DSFI) (Skriver i in. 2000).To powszechne wykorzystanie makrobezkręgowców w ocenie jakości wóduwarunkowane jest ich wysoką liczebnością i względnie łatwym sposobem poboruprób bentosu. Morfologiczna identyfikacja, przynajmniej do rangi rodziny i rodzaju,jest także stosunkowo prosta w porównaniu do taksonomicznej lub biochemicznejdiagnostyki mikroorganizmów. Długi cykl życiowy jest natomiast wystarczający abyzarejestrować stan środowiska wodnego i zachodzące w nim zmiany, a względnieosiadły tryb życia odzwierciedla lokalne warunki panujące w środowisku. Ponadto,makrobezkręgowce stanowią zbiór reprezentantów wielu rzędów bezkręgowcówo zróżnicowanej wrażliwości na zanieczyszczenie i reagujących szybko na działanieczynników stresowych, co pozwala uchwycić specyficzne zmiany warunków środowiska.Jedna z istotnych zasad, na których opiera się metodyka indeksu biotycznego zakłada,iż grupy makrobezkręgowców, takie jak widelnice Plecoptera, jętki Ephemeroptera,chruściki Trichoptera, kiełże Gammarus, ośliczki Asellus, ochotkowate Chironomusi rureczniki Tubificidae zanikają w wyżej wymienionej kolejności w miarę wzrostuzanieczyszczenia wód (Hawkes 1979, Hellawell 1986).Pewne utrudnienie występujące przy wykorzystaniu makrobezkręgowców jakouniwersalnego wskaźnika jakości wód spowodowane jest przede wszystkim sezonowościącyklu życiowego owadów oraz wpływem na rozwój fauny dennej innych czynników niżjakość wód. Dodatkowy mankament to, podobnie jak w przypadku systemu saprobów,subiektywność w ocenie stopnia wrażliwości makrobezkręgowców na zanieczyszczenia.Jednakże główną przeszkodą na drodze standaryzacji i wprowadzenia w szerszymzakresie indeksu biotycznego do programu gospodarowania zasobami wodnymijest konieczność zdeterminowania reprezentatywnego zespołu (referencyjnego),stanowiącego punkt odniesienia dla badanych stanowisk wodnych. Technika modelowa,uwzględniająca stanowiska referencyjne, została opracowana i jest obecnie stosowanaw Wielkiej Brytanii (RIVPACS- River Invertebrate Prediction and ClassificationSystem), Australii (AUSRIVAS – Australia River Assessment Scheme) oraz Kanadzie(BEAST – Benthic Assessment of Sediment) (Wright i in. 2000).

20 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewNależy mieć jednak na uwadze fakt, iż w rezultacie biogeograficznego rozprzestrzenieniagatunków i biotypologicznego zróżnicowania pomiędzy rzekami, optymalnąbiologiczną ocenę jakości wód uzyskuje się tylko poprzez regionalne adaptacjeindeksów (Koperski, Gołub 2006). Adaptacje te, zdaniem niektórych autorów badań(Knoben i in.1995), mogą niestety odzwierciedlać bardziej regiony administracyjneniż ekologiczne. Z tego względu, zgodnie z założeniami Ramowej DyrektywyWodnej (RDW), realizowany był w ostatnich latach ogólnoeuropejski projekt STAR(Standardisation of River Classification). Celem projektu było m.in. zebranie danychoraz opracowanie, dla potrzeb ekologicznej klasyfikacji rzek, metodologii badań rzekeuropejskich z wykorzystaniem okrzemek, makrofitów, makrobezkręgowców, ryb orazcech hydromorfologicznych cieków (Furse i in. 2006).

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew213.2. Materiał i metodyka badańMateriał badawczy stanowił zespół makroorganizmów bentosowych, który zgodniez definicją Hawkes’a (1979) tworzą zasiedlające strefę denną bezkręgowce o wymiarachciała minimum 0,5 mm.Próby bentosu pobrano jednorazowo w lipcu 2007r. z wszystkich mikrosiedlisk,które występowały na odcinku długości 20m na każdym z wyznaczonych stanowisk.Do poboru wykorzystano siatkę ręczną o wymiarach ramki 20x 20 cm , długości włoka50 cm i średnicy oczek 500 µm. Wszystkie próby przepłukiwano przez sita (średniaoczek 500 µm), a zebrane w ten sposób organizmy konserwowano w 70% alkoholuetylowym.Wyniki analizy ilościowej i jakościowej bezkręgowców posłużyły do sporządzeniacharakterystyki zespołu makrofauny dennej i oceny jakości wód Małej Panwi. W tymcelu określono:• liczbę taksonów reprezentujących zespół, z uwzględnieniem organizmówpowszechnie uznawanych za wrażliwe na zanieczyszczenie wód;• strukturę dominacji zespołu - przyjmując jako kryterium taksonu dominującegojego 10 % udział w zespole;• udział w zespole grup wrażliwych na zanieczyszczenie, tj. jętek Ephemeroptera,widelnic Plecoptera i chruścików Trichoptera – obliczając wskaźnik % EPT TAX(udział procentowy taksonów reprezentujących jętki, widelnice i chruściki)oraz % EPT (udział osobników).Do oceny jakości wód wykorzystano zmodyfikowany indeks biotyczny BMWP(Pl)oraz indeks różnorodności Margalef ’a (Kownacki i in. 2004).Indeks biotyczny BMWP(Pl) jest indeksem sumarycznym wyznaczanym w oparciuo tablicę standardową, w której poszczególnym rodzinom bezkręgowców przypisanesą wartości liczbowe w skali od 1 do 10, w zależności od ich stopnia wrażliwości nazanieczyszczenie wód (Tab. 2). Zgodnie z proponowanym kryterium podziału,wartościom indeksu biotycznego o określonym zakresie odpowiadają następujące klasyjakości wód:I klasa: > 100 pkt,II klasa: 70 – 99 pkt ,III klasa: 40 – 69 pkt,IV klasa: 10 – 39 pkt,V klasa:

22 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewIndeks Margalef ’a wyraża wzór: D = S/logN, gdzie S oznacza liczbę taksonów(w randze rodziny), N – liczebność wszystkich osobników. Klasy jakości wódodpowiadają następującym wartościom indeksu różnorodności:I klasa: > 5,50II klasa: 4,00 – 5,49III klasa: 2,50 – 3,99IV klasa: 1,00 – 2,49V klasa: < 1,00Pięciostopniowa klasyfikacja stanu wód powierzchniowych, dostosowana dowymogów Ramowej Dyrektywy Wodnej, określa jakość wód w następujący sposób:I klasa – jakość bardzo dobra, II klasa – dobra, III klasa – zadowalająca, IV klasa– niezadowalająca, V klasa – jakość zła (Dz.U. 2004 Nr 32, poz. 284).

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew23Tab. 2. Wykaz rodzin z punktacją w systemie BMWP (PL)RodzinyPunktacjaEphemeropteraTrichopteraDipteraEphemeropteraPlecopteraOdonataTrichopteraCrustaceaEphemeropteraPlecopteraTrichopteraDipteraEphemeropteraPlecopteraOdonataTrichopteraColeopteraHeteropteraGastropodaBivalviaHirudineaCrustaceaEphemeropteraPlecopteraOdonataTrichopteraColeopteraDipteraGastropodaCrustaceaTrichopteraColeopteraHeteroperaDipteraGastropodaDipteraGastropodaBivalviaHirudineaCrustaceaMegalopteraDipteraGastropodaOligochaetaDipteraAmeletidaeGlossosomatidae, Molannidae, Beraeidae, Odontoceridae,LeptoceridaeBlephariceridae, ThaumaleidaeBehningiidaeTaeniopterygidaeCordulegastridaeGoeridae, LepidostomatidaeAstacidaeOligoneuriidae, Heptageniidae (rodzaje Epeorus, Rhithrogena)Capniidae, Perlidae, ChloroperlidaePhilopotamiidaeAthericidaeSiphlonuridae, Leptophlebiidae, Potamanthidae, Ephemerellidae,Ephemeridae,Caenidae,Perlodidae, LeuctridaeCalopterygidae, GomphidaeRhyacophilidae, Brachycentridae, Sericostomatidae, LimnephilidaeElmidaeAphelocheiridaeViviparidaeUnionidae, dreissenidaePiscicolidaeGammaridae, CorophiidaeBaetidae, Heptageniidae (z wyjątkiem rodzajów Epeorus iRhitrogena)NemouridaePlatycnemididae, CoenagrionidaeHydroptilidae, Polycentropodidae, EcnomidaeLimniidae (=Elmidae)Limoniidae, Simuliidae, EmpididaeNeritidae, BithyniidaeCambaridaeHydropsychidae, PsychomyidaeGyrinidae, Dytiscidae, Haliplidae, HydrophilidaeMesoveliidae, Veliidae, Nepidae, Naucoridae, Notonectidae,Pleidae, CorixidaeTipuliidaeHydrobiidaeCeratopogonidaeValvatidae, PlanorbidaeSphaeriidaeGlossiphonidae, Erpobdellidae, HirudinidaeAsellidaeSialidaeChironomidaeAncylidae, Physidae, LymnaeidaeWszystkie OligochaetaCulicidaeDiptera Syrphidae, Psychodidae 1Źródło: Kownacki i in. 20041098765432

24 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew3.3. Wyniki badań makrofauny dennej3.3.1. Ogólna charakterystyka zespołuZespół fauny dennej występujący w rzece Mała Panew tworzą zarówno organizmyhololimniczne, tj. spędzające całe życie w środowisku wodnym (np. pijawki i mięczaki),jak i organizmy merolimniczne, głównie owady, których tylko stadia larwalnei poczwarki żyją w wodzie, natomiast osobniki dorosłe na lądzie (np. ważkii muchówki). Ogółem oznaczono 49 taksonów reprezentujących następujące grupybezkręgowców: skąposzczety Oligochaeta, pijawki Hirudinea, skorupiaki Crustacea,ślimaki Gastropoda i małże Bivalvia, owady – jętki Ephemeroptera, ważki Odonata,chruściki Trichoptera, chrząszcze Coleoptera, pluskwiaki różnoskrzydłe Heteroptera,muchówki Diptera, wielkoskrzydłe Megaloptera, motyle Lepidoptera, a także pajęczaki- wodopójki Hydracarina (Tab. 3).Liczba oznaczonych taksonów była zróżnicowana pomiędzy poszczególnymistanowiskami (Rys. 3). W górnym biegu rzeki, na odcinku Brusiek – Krupski Młynzespół składał się z 14 – 15 taksonów bezkręgowców, natomiast od miejscowościZawadzkie liczba ta wynosiła ponad 20. Na trzech stanowiskach zlokalizowanychw miejscowościach Brusiek (I), Zawadzkie (III) i Luboszyce (V), około 30-35 %zebranych taksonów reprezentowanych było w próbach przez pojedyncze osobniki.Z reguły były to aktywnie pływające pluskwiaki z rodziny wioślarki Corixidae, a takżelarwy owadów wielkoskrzydłych żylenice Sialidae oraz muchówek kuczmany Helodidae.Niezależnie od tego, czy pojedyncze okazy były uwzględniane w dalszej analizie, czyteż nie, największą różnorodność obserwowano w zespołach zasiedlających dolny biegrzeki, tj. na odcinku Ozimek-Luboszyce.W przeciwieństwie do liczby taksonów, pierwsze stanowisko odznaczało sięnajwiększą liczebnością osobników zebranych w próbach (Rys. 4). Wielokrotnie (4-10x)większa liczba osobników jest wynikiem bardzo dużego zagęszczenia larw muchówekz rodziny ochotkowate Chironomidae, jakie wystąpiło na tym stanowisku.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew25Rys. 3. Liczba oznaczonych taksonów na badanych stanowiskach rzeki Mała PanewRys. 4. Liczba osobników obecna w próbach na poszczególnych stanowiskach

26 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewTab.3. Wykaz oznaczonych jednostek taksonomicznych na badanych stanowiskach rzeki MałaPanew1- pojedynczy okaz, 2- do 10 osobników, 3- od 10 do 50, 4- od 50 do 100, 5- powyżej 100osobników.TaksonStanowiskaI II III IV V2 2 2 2 5Hirudinea pijawkiErpobdella sp. 3 2 2 2Helobdella sp. 2Crustacea skorupiakiAsellus sp. 3 3 2 2Gammarus sp. 3Baetis sp. 4 2 2 4Caenis sp. 2 2Cloeon sp. 1Serratella sp. 1Heptagenia sp. 2Hydropsyche sp. 3 3 5Brachycentridae 4 5 3 1Polycentropodidae 1Limnephilidae 3 3 2Baraeidae 2 1Leptoceridae 2 2Molannidae 1Hydroptilidae 2Calopteryx sp. 2 2 2Onychogomphus sp. 2 3Gomphus sp. 2Heteroptera pluskwiakiNotonecta sp. 1Gerris sp. 1Cymatia sp. 1Sigara sp. 1 1Sialis sp. 2 1 1 1

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew27TaksonStanowiskaI II III IV VColeoptera chrząszczeHaliplus sp. 2 2 2Gyrinus sp. 1Dytiscus sp. 1Coelambus sp. 1 2Platambus sp. 2 1Laccophilus sp. 1Chironominae 5 5 5 3 3Orthocladiinae 5 2 2 2 2Tanypodinae 4 3 2 3Dixidae 1Limoniidae 2 1Helodidae 1 1Simulidae 2 2Physa sp. 1 3Lymnaea sp. 2 1 3 1Anisus sp. 1Menetus sp. 1Bithynia sp. 3Ancylus sp. 2Pisidium sp. 1 1 2Sphaerium sp. 1 1 2Lepidoptera motyle 15 23.3.2. Struktura dominacjiAnaliza struktury dominacji pozwoliła na wyróżnienie 6 taksonów, którychudział stanowił minimum 10% ogólnej liczby osobników w zespołach makrofaunywystępujących na poszczególnych stanowiskach (Rys. 5). Do dominantów należałymuchówki z rodziny ochotkowate Chironomidae, jętki murzyłkowate Baetidae,chruściki Brachycentridae i wodosówkowate Hydropsychidae, a także wodopójkii skąposzczety. Wśród taksonów dominujących, największą stałością występowaniacharakteryzowały się Chironomidae, których udział procentowy wynosił od 10,1 nastanowisku IV (Ozimek) do 96,0 na stanowisku I (Brusiek). Jedynie w Luboszycachliczba Chironomidae była znacznie mniejsza i w efekcie ich udział w zespole wynosił

28 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewokoło 4,4 %. Pozostałe taksony wystąpiły jako dominujące w całym zespole tylko najedynym z badanych stanowisk, a ich udział procentowy utrzymywał się w zakresie 12-22% (w przypadku owadów) oraz 45-47% (inne grupy bezkręgowców).Stanowisko IStanowisko IIStanowisko III

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew29Stanowisko IVStanowisko VRys. 5. Struktura dominacji makrofauny dennej na badanych stanowiskachW poszczególnych zespołach widoczne było zróżnicowanie składu taksonomicznegoi struktury dominacji w zależności od podłoża, z którego pobierano próbki. Rodzajpodłoża jest bowiem jednym z głównych czynników abiotycznych determinującychstrukturę bentosu. Przyjmując za kryterium odniesienia rodzaj podłoża, wśród taksonówdominujących w faunie dennej wyróżniono jeszcze dwa dodatkowe, tj. chruścikiz rodziny bagiennikowate Limnephilidae oraz ślimaka zagrzebkę pospolitą Bithyniatentaculata L. (Tab. 4). Znaczną część koryta rzeki wypełniały piaski stanowiące podłożeczyste, czyli nie pokryte roślinnością wodną lub materią organiczną (Fot. 9). W próbkachpobranych z takiego podłoża makrobezkręgowce z reguły nie występowały lub byłyreprezentowane przez pojedyncze larwy Chironomidae. Wyjątek stanowił górny odcinek

30 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewMałej Panwi (stanowiska I-II), na którym w podłożu piaszczystym licznie występowałylarwy muchówek Chironomidae (100% - Brusiek) oraz jętek Baetidae (72,3% - KrupskiMłyn). Na podłożu piaszczystym porośniętym makrofitami (roślinami zanurzonymiz rodzaju rzęśl Callitriche sp. i rdestnica Potamogeton sp. oraz wynurzonymi – sitJuncus sp., jeżogłówka Sparganium sp., pałka Typha sp.) dominowały Chironomidae,których udział w zespołach na stanowiskach I-III utrzymywał się w granicach 94,2-88,4%. Na stanowiskach IV i V liczebność występujących muchówek uległa znacznemuzmniejszeniu, a taksonami dominującymi były odpowiednio wodopójki (54,3%) orazskąposzczety (75%). Bentos zasiedlający podłoża twarde, bardziej stabilne, zdominowanybył przez larwy chruścików i jętek. Na odcinku Krupski Młyn-Ozimek (stanowiska II-IV)częstym elementem pojawiającym się w podłożu były różnej wielkości gałęzie i konarydrzew (Fot.10). Organizmami zasiedlającymi to specyficzne podłoże były głównielarwy chruścików Brachycentridae, stanowiące od 47,8 do 82,2 % zespołu makrofauny.Ponadto w miejscowościach Krupski Młyn i Ozimek do taksonów dominujących(o udziale procentowym w zakresie 10,5-13,2%) należały także muchówki Chironomidae,chruściki Hydropsychidae i jętki Baetidae. Podłoże kamieniste, obecne na stanowiskachII (Krupski Młyn) i V (Luboszyce), najliczniej zasiedlały larwy Hydropsychidae(odpowiednio 38,6 i 62,5%) oraz Baetidae (25,0 i 10,4%). Dodatkowo w KrupskimMłynie licznie wystąpiły także chruściki z rodziny Limnephilidae (30,7%). Na podłożużwirowym, które odnotowano jedynie na stanowisku V, wśród dominujących taksonów,poza Hydropsychidae (50,0%) i Baetidae (14,0%), obecny był także ślimak Bithyniatentaculata (26,0%).

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew31Tab. 4 Udział procentowy taksonów dominujących na poszczególnych rodzajach podłoża występujących na badanych stanowiskachTaksonyStanowiskaI II III IV VRoślinnePiaszczysteRoślinnePiaszczysteKonaryKamienisteRoślinneKonaryRoślinneKonaryRoślinneKamienisteŻwiroweOligochaeta 75Baetis sp. 72,3 25 10,9 10,4 14Hydropsyche sp. 13,2 38,6 62,5 50Brachycentridae 73,7 82,2 47,8Limnephilidae 30,7Chironomidae 93,8 100 94,2 10,5 88,4 10 13Bithynia sp. 26Hydracarina 54,3

32 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew3.3.3. Grupy wrażliwe na zanieczyszczenie wódGrupy powszechnie uznawane za wrażliwe na zanieczyszczenie organiczne wódto owady należące do trzech rzędów – jętki Ephemeroptera, widelnice Plecopterai chruściki Trichoptera. W faunie dennej Malej Panwi grupy wrażliwe reprezentowanebyły jedynie przez jętki i chruściki. Wśród jętek odnotowano przedstawicieli czterechrodzin: Baetidae (z rodzajami Baetis sp. i Cloeon sp.), nibychotkowate Caenidae,zmarwlocikowate Heptagenidae i jęteczkowate Ephemerellidae (rodzaj Seratella sp.).Natomiast wśród chruścików oznaczono przedstawicieli ośmiu rodzin: bezdomkowelarwy Hydropsychidae i przyocznicowate Polycentropidae oraz budujące domkiBaraeidae, Brachycentridae, Hydroptilidae, Limnephilidae, wąsatkowate Leptoceridaei Molannidae. Podobnie jak liczba wszystkich taksonów makrofauny dennej, takżeliczba taksonów wrażliwych występujących na poszczególnych stanowiskach byłazróżnicowana, wykazując jednakże tendencję wzrostową z biegiem rzeki (Rys. 3).W Brusieku (stanowisko I) nie stwierdzono w bentosie przedstawicieli taksonówwrażliwych, podczas gdy na pozostałych stanowiskach liczba rodzin EPT utrzymywałasię w zakresie od 4 (stanowisko II – Krupski Młyn) do 11 (stanowisko V Luboszyce).Różnorodność rodzin EPT w Luboszycach była 2-3 krotna wyższa niż na stanowiskachzlokalizowanych na odcinku rzeki do zbiornika retencyjnego Turawa. Przy czym, czterytaksony reprezentowane były przez pojedyncze okazy; należały do nich jętki Cloeon sp.i Serratella sp. oraz chruściki Baraeidae i Molannidae. Największą stałością występowaniaodznaczały się jętki Baetis sp. oraz chruściki Hydropsychidae i Brachycentridae,które obecne były na wszystkich stanowiskach (z wyjątkiem pierwszego w miejscowościBrusiek). Taksony te należały do grupy dominantów, a reprezentujące je populacjeosiągały maksymalne zagęszczenie wynoszące około 1540 osobników na m 2 (Baetis sp. –stanowisko II Krupski Młyn), 1830 os./m 2 (Hydropsychidae – stanowisko V Luboszyce)i 3000 os./m 2 (Brachycentridae – stanowisko III Zawadzkie). Na podkreślenie zasługujefakt, iż larwy Brachycentridae występowały jedynie na zatopionych konarach i gałęziachdrzew, podczas gdy Baetis sp. i Hydropsychidae obecne były na różnych podłożach, odkamienistego do roślinnego (w przypadku chruścików z wyraźną preferencją stabilnegopodłoża żwirowo-kamienistego).Zarówno udział procentowy taksonów EPT Tax, jak też udział osobników EPTw zespole makrofauny był największy na stanowisku w Luboszycach i wynosiłodpowiednio 39,3 i 32,3% (Tab. 5). Jednakże na odcinku rzeki gdzie jętki i chruścikiwystępowały (Krupski Młyn – Luboszyce), uzyskane wartości %EPT Taxi % EPT mieściłysię w stosunkowo wąskim zakresie.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew333.3.4. Ocena jakości wód według indeksówZróżnicowanie w strukturze bentosu znalazło swoje odzwierciedlenie w wartościachindeksów BMWP(Pl) i Margalef ’a (D) (Tab. 5). Przy obliczaniu indeksów nie brano poduwagę taksonów reprezentowanych przez pojedyncze okazy. Starano się w ten sposóbuniknąć wpływu na końcowy wynik klasyfikacji wód taksonów, których obecność wpróbie mogła mieć charakter przypadkowy (np. wynikać z przedostania się jakiegośorganizmu do Małej Panwi wraz z wodami jednego z jej dopływów).Tab. 5. Wartości wskaźników oceny jakości wód na stanowiskach Małej PanwiWskaźnikStanowiskoI II III IV V% EPT tax0 30,8 25,0 28,6 39,3% EPT 0 29,4 26,5 20,2 32,3BMWP(Pl) 23 45 61 85 77Klasa jakościwg. indeksu biotycznegoIV III III II IID (Margalef) 1,5 1,9 3,2 3,7 4,4Klasa jakościwg. indeksu różnorodnościIV IV III III IIZarówno liczba taksonów, jak i obecność lub brak rodzin wrażliwych na zanieczyszczenieorganiczne wód wpłynęły na szeroki zakres uzyskanych wartości indeksu biotycznego– od 23 pkt. na stanowisku I w Brusieku do 85 pkt. na stanowisku IV w Ozimku. Zgodniez przyjętą klasyfikacją wartości te odpowiadały kryteriom od IV do II klasy jakości. Wyraźnąpoprawę – o jedną klasę jakości – odnotowano na stanowiskach, które wyznaczone byływ meandrujących odcinkach rzeki przepływającej przez zwarte kompleksy BorówStobrawsko-Lublinieckich. Zmianę z IV na III klasę uzyskano bowiem w rejonie kompleksuleśnego występującego na odcinku Krupski Młyn - Kielcza, a z III na II klasę poniżejkompleksu leśnego w sektorze Zawadzkie-Kolonowskie. Wartości indeksu Margalef’awykazywały podobną tendencję wzrostową z biegiem rzeki i mieściły się w zakresie od 1,5(stanowisko I) do 4,4 (stanowisko V). W odniesieniu do indeksu różnorodności, równieżodpowiada to wodom od IV do II klasy jakości. W porównaniu z kryterium klasyfikacjiwedług indeksu biotycznego BMWP(Pl), na stanowiskach w Krupskim Młynie i Ozimkuuzyskano wartości niższe o jedną klasę jakości.

34 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew3.4. DyskusjaFauna denna zasiedlająca rzeki na obszarze Opolszczyzny jest bardzo słaborozpoznana. W literaturze brak na ten temat danych, nie tylko w odniesieniu do małychstrumieni, ale także większych rzek, takich jak Mała Panew. Tylko nieliczne praceopisują zespół bentosowy w wybranych regionach lub odcinkach rzek (Czerniawska-Kusza 2001).Mała Panew jest rzeką nizinną, która w dużym stopniu zachowała swój naturalnycharakter. Jej wody zbierają w górnym biegu znaczne ilości zanieczyszczeń z uprzemysłowionegoobszaru Śląska; podczas gdy przepływając przez Równinę Opolską niesą już narażone na dopływ dużej ilości zanieczyszczeń. Stan taki sprzyja procesowisamooczyszczania wód zachodzącemu w rzece (Starmach i in. 1976). Wyniki analizfizyczno-chemicznych wskazują na poprawę jakości wód, porównując odcinkiprzepływające przez obszar Śląska i Opolszczyzny. Tendencję tę odzwierciedlajątakże zmiany w składzie i strukturze zespołu makrofauny dennej. Z biegiem rzekiwzrasta bowiem zarówno ogólna liczba taksonów tworząca zespół, jak też liczbataksonów reprezentujących grupy wrażliwe (EPT) – w przypadku Małej Panwi jętkiEphemeroptera i chruściki Trichoptera. Paller i in. (2006) wykazali istotną korelacjępomiędzy liczbą taksonów tworzących zespół makrobezkręgowców, w tym EPT,a cechami morfometrycznymi rzeki, głównie szerokością jej koryta. Oba parametryopisujące zespół mogą także w istotny sposób wyrażać zmiany jakie w nim zachodząpod wpływem substancji zanieczyszczających działających jako czynnik stresowy, coobserwowano w wielu badaniach prowadzonych w różnych regionach Polski (Fleituchi in. 2002).W nieco mniejszym stopniu przydatne w ocenie jakości wód Małej Panwiokazały się takie parametry zespołu jak zagęszczenie bezkręgowców i strukturadominacji. Zanieczyszczone odcinki rzek cechuje z reguły duża liczebność taksonówreprezentowanych przez organizmy tolerancyjne, takie jak Limnodrilus sp., Tubifextubifex , Chironomus sp. i Asellus aquaticus. (Kownacki i in. 2002). Jedynie na stanowiskuI w miejscowości Brusiek liczba osobników w próbie była co najmniej czterokrotniewiększa niż na pozostałych stanowiskach, a zespół reprezentowany był głównieprzez Chironomidae (96%) oraz pijawki z rodzaju Erpobdella sp. i ośliczkę pospolitąA. aquaticus, czyli taksowy zaliczane do tolerancyjnych na zanieczyszczenie. Natomiastod stanowiska II w miejscowości Krupski Młyn zagęszczenie i struktura dominacjiwykazywały znaczne zróżnicowanie, wynikające m.in. z naturalnych uwarunkowańrzeki, związanych przede wszystkim z rodzajem dostępnego podłoża i pożywienia. Do

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew35zbiornika zaporowego, szczególnie na odcinku Zawadzkie-Ozimek, znaczną część dnastanowiły czyste piaski, a udział innego rodzaju podłoża – roślinnego i kamienistego –był marginalny (< 1-2%) lub bardzo zmienny, jak w przypadku zatopionych gałęzi i konarówdrzew. Na zatopionych gałęziach licznie występowały chruściki Brachycentridae,powszechnie uznawane za jedną z bardziej wrażliwych rodzin na zanieczyszczeniewód (Beauger i in. 2006). Pomimo, iż larwy te znane są z występowania na dniekamienistym nie tylko w rzekach, ale i w jeziorach oligotroficznych (Czachorowski1998), nie stwierdzono ich na podłożu kamienistym w Małej Panwi, co możew pewnym stopniu wyjaśniać brak Brachycentridae w próbach pobranych ze stanowiskaV w Luboszycach. Z drugiej strony, znaczna ilość skąposzczetów występujących natym stanowisku może wynikać nie tyle z zanieczyszczenia samych wód, ale z większejilości materii organicznej zawartej w osadach dennych (Dumnicka 2002, Kornijówi Lachowska 2002). Poza makrofitami (pasma trzciny pospolitej), na wzbogacenieosadów w materię organiczną, zwłaszcza w strefie brzegowej, wpływa sedymentacjaglonów planktonowych nanoszonych ze zbiornika retencyjnego w masowych ilościachw okresie sierpień-październik. Jednocześnie można przypuszczać, iż najniższa wartośćzagęszczenia osobników (4272 os./m 2 ) uzyskana na stanowisku IV w Ozimku powiązanajest z modyfikacjami tego odcinka rzeki, wykazanymi przez Szoszkiewicza na podstawieanalizy cech środowiskowych metodą RHS (River Habitat Survey). Antropogeniczneprzekształcenia rzek nizinnych, rzutujące na zmiany w przepływach i dostępnychmikrosiedliskach, bardzo często prowadzą do ograniczenia liczebności organizmówreprezentujących wiele taksonów, bez całkowitego ich eliminowania ze środowiska(Chessman i in. 2006). Obserwowane tu zmiany mogą także mieć związek z brakiemzacienienia, co potwierdzają wyniki badań dotyczące relacji pomiędzy strukturązespołu makrobezkręgowców a roślinnością strefy brzegowej rzek (Rios i Bailey 2006).Jedynie na obszarach zurbanizowanych, gdzie w przypadku rzek zanieczyszczonychpierwszoplanowym czynnikiem ograniczającym różnorodność i liczebność organizmówjest jakość wód, fizyczne modyfikacje koryta rzeki nie mają istotnego wpływu na zmianyw zespole bentosowym (Beavan i in. 2001).Biologiczna ocena jakości wód dokonana na podstawie uzyskanych wartości indeksubiotycznego i różnorodności jest zbieżna. Wskazuje ona na poprawę jakości wód z biegiemrzeki. Niższa, według indeksu Margalef ’a, klasyfikacja stanowisk w miejscowościachKrupski Młyn i Ozimek może wynikać z cech hydromorfologicznych rzeki, a nietylko poziomu jej zanieczyszczenia. Przypuszczenie to potwierdza obecność taksonówwrażliwych na zanieczyszczenie oraz wartości wskaźnika EPT. Pomimo wpływu cechsiedliskowych na występowanie i zagęszczenie pewnych taksonów, wydaje się iż nierzutowały one w istotny sposób na ostateczny wynik oceny jakości wód Małej Panwi.

36 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewZastosowane indeksy, oparte na analizie zespołu makrobezkręgowców, zróżnicowałystanowiska pod względem poziomu zanieczyszczenia wód. Podobne wyniki uzyskałyKoprowska i Jabłońska-Barna (2007), oceniając jakość wód rzeki Łyna i jej zmianyw ostatnim 30-leciu. Niewątpliwie wynika to z faktu, iż wartości zmodyfikowanegoindeksu biotycznego BMWP(Pl) wykazują istotną korelację z wieloma parametramichemicznymi wód (Czerniawska-Kusza 2005).3.5. Podsumowanie1. Makrofauna denna rzeki Mała Panew reprezentowana jest przez wiele grupbezkręgowców o zróżnicowanej wrażliwości na zanieczyszczenie wód. Pomimo,iż skład i struktura zoobentosu zależały od wielu czynników siedliskowych (takichjak rodzaj podłoża, prędkość przepływu, czy stopień zacienienia stanowiska),a także od pory roku, zespół makrobezkręgowców dobrze odzwierciedlił jakośćwód płynących. Uzyskane wartości indeksów BMWP(Pl) i różnorodnościMargalef ’a wykazały poprawę jakości występującą z biegiem rzeki Mała Panew,potwierdzając tym samym tendencję odnotowywaną na podstawie analiz fizycznochemicznychwód.2. Wyniki badań wskazują jednocześnie na istotne znaczenie, jakie ma pobieranieprób z różnych mikrosiedlisk podczas prowadzenia badań o charakterzemonitoringowym. Uwzględnianie tylko siedlisk dominujących na badanymodcinku rzeki może bowiem obarczać ocenę błędem rzutującym na wynikkońcowy klasyfikacji.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew374. Hydromorfologiczna ocena rzeki Mała Panew metodąRiver Habitat Survey4.1.Wprowadzenie4.1.1. River Habitat Survey (RHS) – rozwój i zastosowanieWdrażana w Europie Ramowa Dyrektywa Wodna wymaga przeprowadzaniawaloryzacji hydromorfologicznej rzek jako elementu wspomagającego parametrybiologiczne przy klasyfikacji jakości ekologicznej cieków. Do oceny hydromorfologicznejrzek wypracowano dotychczas kilka systemów w różnych krajach europejskich.(Boon i in. 2002, BSI 2003). Za najbardziej dopracowane uważa się niemiecki systemLänderarbeitsgemeinschaft Wasser – LAWA-vor-Ort (Schneider i in. 2003), francuskiSystčme d’Evaluation de la Qualité du Milieu Physique - SEQ-MP (Agence de l’EauRhin-Meuse, 1996) oraz brytyjski River Habitat Survey - RHS (Environment Agency1997). Poszczególne systemy różnią się między sobą liczbą i rodzajem rejestrowanychelementów morfologicznych oraz procedurą badań terenowych.System River Habitat Survey należy do najbardziej rozpowszechnionych. Stosowanyjest w Wielkiej Brytanii na szeroką skalę od początku lat 90. XX w. i coraz powszechniejjest stosowany poza Wielką Brytanią, m.in. w Niemczech, Szwecji, Danii, Czechachi Łotwie, a w zmodyfikowanej wersji także we Włoszech, Grecji i Portugalii (Hawleyi in. 2002, Buffagni i in. 2004). W Polsce metoda ta stosowana jest od połowy lat 90. i dochwili obecnej przebadano już w ten sposób kilkaset odcinków rzek na terenie całegokraju. Na podstawie tych badań wykazano możliwość zastosowania systemu RiverHabitat Survey w Polsce do oceny hydromorfologii cieków w rozumieniu RamowejDyrektywy Wodnej. Wersja polska systemu RHS została opracowana w roku 2007i opublikowana w formie podręcznika terenowego (Szoszkiewicz i in. 2007).System River Habitat Survey (RHS), który był w dużym stopniu wykorzystywanyprzy pracach nad europejskim standardem w dziedzinie hydromorfologii rzek, jestzgodny z wymaganiami Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego CEN (ComiteéEuropéen de Narmalisation) odnoszącymi się do Ramowej Dyrektywy Wodnej (CEN2004). RHS jest także podstawową metodą wykorzystywaną obecnie w pracach napotrzeby CEN, dotyczących rozwoju standardowych wskaźników do waloryzacjiwarunków hydromorfologicznych wód płynących, w oparciu o które identyfikowane będąwarunki referencyjne rzek oraz do oceny degradacji warunków hydromorfologicznychwe wprowadzanym monitoringu.

38 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewSystem oceny hydromorfologicznej rzek RHS znany jest jako precyzyjny, łatwy wewdrożeniu i stosunkowo niedrogi. Zakłada się, że wprawiony specjalista jest w staniewykonać badanie odcinka rzecznego w przeciągu jednej godziny. Opis środowiskarzecznego w systemie RHS cechuje się obiektywnością i doskonale nadaje się doanaliz statystycznych. Metoda River Habitat Survey znalazła dotychczas zastosowaniew przedsięwzięciach dotyczących ochrony dolin rzecznych, renaturyzacji cieków,monitoringu i różnego rodzaju badaniach naukowych. Ostatnimi czasy system RiverHabitat Survey wykorzystywany jest do oceny hydromorfologicznej rzek na potrzebyRamowej Dyrektywy Wodnej. Odpowiednio dobrane reprezentatywne stanowiskobadawcze (jedno lub ewentualnie kilka, w zależności od heterogenności środowiska)pozwala na odpowiednią ocenę odcinka wyznaczonego jako jednolita część wódw monitoringu krajowym.Hydromorfologiczna metoda oceny wód płynących River Habitat Survey (RHS)została przygotowana w celu waloryzacji struktury fizycznej różnego typu wód płynących.Prowadzenie badań terenowych RHS nie wymaga specjalistycznej wiedzyz dziedziny geomorfologii i botaniki, a jedynie umiejętności rozróżniania kilkucharakterystycznie zdefiniowanych typów roślinności oraz rozumienia podstawowychzasad i procesów geomorfologicznych. Sposób wykorzystywania systemu RHS orazsposób organizacji badań może być w każdym wypadku dostosowany do konkretnegozapotrzebowania na specyficzne informacje. W zależności od zapotrzebowania, RHSmoże być użyty do charakterystyki środowiska dla większych obszarów, jak i byćwykorzystywany do zagadnień realizowanych w obrębie pojedynczych stanowisk.System RHS jest szczególnie często wykorzystywany w ramach badań ekologicznychnad różnymi grupami roślin i zwierząt. Twórcy systemu RHS nie zakładali możliwościspełnienie wszelkich oczekiwań biologów, niemniej jednak metoda ta pozwalana pozyskanie wielu cennych informacji przydatnych przy badaniu różnych gruporganizmów wodnych, jak zwierzęta bezkręgowe, makrofity i ryby.4.1.2. Przebieg badań RHSBadania metodą RHS opierają się na opisie odcinka rzeki o długości 500 metrów,który realizowany jest w dwóch etapach. Pierwszy z nich, obejmuje charakterystykępodstawowych cech morfologicznych koryta i brzegów. Opisywany jest w 10 profilachrozmieszczonych co 50 metrów. Uwzględnia się przy tym parametry fizyczne(rejestrowane w profilu o szerokości 1m), takie jak dominujący typ przepływu, substrat

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew39dna i brzegów, wielkość erozji skarp, sposób sedymentacji, typy przekształceń orazumocnienia techniczne skarp i koryta. Dodatkowo w profilach o szerokości 10 mokreślana jest struktura roślinności wodnej i brzegowej oraz użytkowanie brzegów.Drugi etap badań obejmuje opis syntetyczny prowadzony dla całego 500-metrowegoodcinka RHS. Uwzględnia on wszystkie formy morfologiczne i przekształcenia, którychnie zarejestrowano w etapie poprzednim. Drugi etap prac w terenie obejmuje takżeuzupełniający opis doliny, wymiary koryta (wysokość brzegów, szerokość i głębokośćkoryta), bystrza, materiał sedymentujący i inne.Osoba wykonująca badania ma za zadanie stwierdzenia obecności lub braku(a w pewnych przypadkach liczby wystąpień) zaobserwowanych w terenie formmorfologicznych. Istnieją cztery podstawowe opcje zapisów:• wpisanie liczby poszczególnych form morfologicznych, którą stosuje sięw odniesieniu do bystrzy, plos, odsypisk punktowych i budowli wodnych;• zaznaczenie pola do wykazania występowania danej formy (w niektórychkategoriach opcjonalna możliwość wykazania dużego nasilenia danej formy);• wprowadzenie dwuliterowego akronimu dla atrybutów zapisywanychw profilach kontrolnych;• wykonanie pomiarów koryta, takich jak wysokość, szerokość, głębokość, itp.Kontrola jakościOdpowiedni system kontroli jakości badań jest niezbędny do realizacjimonitoringu, jak też w przypadku większych projektów badawczych. Około 10%stanowisk powinno być badane powtórnie w celu weryfikacji pozyskanych wyników.Dodatkowym zabezpieczeniem przed błędami badaczy terenowych jest systemcentralnego wprowadzania danych do bazy danych. Odpowiednio przeszkolona osobaprzy wpisywaniu danych może wychwycić liczne błędy, przed przesłaniem danych doEnvironment Agency.4.1.3. Klasyfikacja hydromorfologiczna cieków z wykorzystaniem RHSBadania realizowane wg sytemu RHS pozwalają na zebranie ok. 400 parametrówokreślających warunki hydromorfologiczne badanego odcinka. Uporządkowanysystem profili badawczych stwarza szerokie możliwości zastosowania różnych technikstatystycznych. Walorem systemu RHS jest też kompleksowość opisu cieku wraz

40 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewz doliną rzeczną, sięgającą na odległość 50 metrów od koryta.Duże możliwości stwarzają syntetyczne wskaźniki będące wypadkową wielupojedynczych parametrów podstawowych, pozwalające ocenić właściwościhydromorfologiczne rzek w formie liczbowej. Najszerzej stosowane są dwa takieindeksy:• wskaźnik przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score - HMS), któryokreśla zakres przekształceń w morfologii cieku,• wskaźnik naturalności siedliska (Habitat Quality Assessment - HQA), którybazuje na obecności oraz różnorodności naturalnych elementów cieku i dolinyrzecznej.Stosowanie indeksów liczbowych odniesionych do warunków referencyjnychpozwala na obliczenie stanu jakości hydromorfologicznej badanego odcinka zgodniez oczekiwaniami Ramowej Dyrektywy Wodnej. Literatura donosi o opracowanychwielu innych tego typu parametrach oprócz wymienionych dwóch wskaźnikówsyntetycznych. Bazując na podstawowych parametrach istnieje możliwość wypracowaniawielu innych syntetycznych wskaźników, dostosowanych do różnego rodzajupotrzeb badań hydrologicznych, biologicznych czy inżynierskich.4.1.4.Warunki prowadzenia badańWaloryzacja rzek oparta na River Habitat Survey nie powinna być prowadzona przywysokich stanach wody, m.in. z powodu występującego w takim przypadku zagrożeniabezpieczeństwa. Wysoki poziom wody i jej turbulencja dodatkowo utrudniająidentyfikację wielu elementów rejestrowanych w systemie RHS, przez co przeprowadzonew takich warunkach badania znacznie różnią się w stosunku do wykonanychprzy niższych stanach wody. Jeśli występuje przedłużający się okres intensywnychopadów, badania należy wykonać w późniejszym terminie, kiedy poziom wody i jejklarowność wrócą do odpowiedniego poziomu.Najodpowiedniejszymi miesiącami do badań są maj i czerwiec. Na terenach wyżejpołożonych, gdzie roślinność rozwija się mniej bujnie, badania można wykonywaćrównież w późniejszym okresie. Jeśli z jakichś przyczyn prace terenowe muszą zostaćprzeprowadzone w miesiącach niedogodnych do badań RHS, interpretacja wynikówpowinna uwzględnić zjawiska zmienności sezonowej, szczególnie w odniesieniu dorozwoju roślinności, zarówno w korycie jak i na brzegach.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew414.1.5. System RHS w PolsceMetoda River Habitat Survey była testowana w naszym kraju od 1997 roku przezróżne ośrodki naukowe (m.in. Poznań, Warszawa, Olsztyn). Szczególnie aktywnajest Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska Akademii Rolniczej w Poznaniu, któraprzebadała dotychczas ok. 700 odcinków rzecznych w całej Polsce. Badania wykazały,że metoda RHS może być stosowana w naszym kraju na wszystkich typach wódpłynących.W roku 2007 opracowana została polska adaptacja metody RHS i opublikowany zostałpolski podręcznik do badań terenowych (Szoszkiewicz i in. 2007). PrzedstawicielemEnvironment Agency na Polskę ds. metody River Habitat Survey została KatedraEkologii i Ochrony Środowiska Akademii Rolniczej w Poznaniu. Instytucja ta organizujecorocznie kursy, które kończone są egzaminami akredytacyjnymi. Proces akredytacjiw naszym kraju nadzorowany jest przez Environment Agency (Wielka Brytania).Na potrzeby naszego kraju wydawane jest zaświadczenie ‘RHS Competent Surveyor– Poland’. Dotychczas przeszkolono w naszym kraju ok. 150 specjalistów, jednak tylkoczęść z nich uzyskała akredytację.

42 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewRys.6. Wymiary transektów w profilu kontrolnym4.2.Metody badańBadania cech morfologicznych rzeki rzeki Mała Panew przeprowadzono w lipcu2007 roku metodą RHS na 5 odcinkach po 500 m. Zastosowano metodykę RHSzaadaptowaną do warunków Polski (Szoszkiewicz i in. 2007). Badania realizowanobrodząc w korycie rzeki. Rozmieszczenie stanowisk przedstawiono na schemacie (Rys. 2).Analiza danychZebrany materiał zgromadzono w komputerowej bazie danych River HabitatSurvey Database. Obliczono podstawowe statystyki związane z zebranymi wartościamiliczbowymi, które dotyczyły głównie wymiarów badanych odcinków rzecznych orazprzeprowadzono analizę parametrów jakościowych opisujących cechy morfologiczne.Dla wszystkich badanych odcinków obliczono dwa syntetyczne indeksy jakościcieku: wskaźnik naturalności siedliska (Habitat Quality Score - HQA) oraz wskaźnikprzekształcenia siedliska (Habitat Modification Score - HMS) (Raven i in. 1998).

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew43Oprócz podstawowych wskaźników systemu RHS zestawiono różne elementyhydromorfologiczne siedliska rzecznego, których występowanie może szczególniesilnie oddziaływać na zoobentos rzeczny. Wśród uwzględnionych czynników były: typyprzepływu wody oraz rodzaje podłoża. Osobno zestawiono elementy morfologicznewpływające na zacienienie. W tym zakresie przedstawiono stopień rozwinięciaroślinności brzegowej w formie syntetycznego wskaźnika liczbowego, gdzie dlanajbardziej rozwiniętej struktury roślinności (złożonej) przyjęto współczynnik 2, dlastruktury prostej 1 a dla jednolitej 0. Punktowano osobno roślinność stoku i szczytuskarpy, osobno dla lewego i prawego brzegu. Analogicznie obliczono syntetycznyindeks odzwierciedlający stopień złożoności roślinności związanej z użytkowaniemszczytu brzegu. W tym przypadku punktowano występowanie lasu (2 punkty) orazzakrzaczenia (1 punkt) dla każdego profilu kontrolnego, osobno dla każdego brzegu.Wśród parametrów określających warunki świetlne koryta uwzględniono też wskaźnikstromości brzegu obliczony jako stosunek szerokości w punkcie brzegowym doszerokości wody, podzielony przez wysokość brzegu. Niskie wartości tego indeksuwskazują na większe zacienienie koryta poprzez strome skarpy brzegów.4.3. Wyniki badań i dyskusjaBadania morfologii rzeki przeprowadzone metodą River Habitat Survey wykonano na5 odcinkach rzeki Mała Panew, obejmując w regularnych odstępach cały jej bieg. Badaniaobjęły w ten sposób jej górny odcinek (położony w pobliżu źródeł) oraz stanowiskaw środkowym biegu i dolnym. Poszczególne stanowiska wykazały znaczne zróżnicowanierzeki pod względem hydromorfologicznym.Dużym zróżnicowaniem cechują się podstawowe wymiary cieku (Tab. 6). Szerokośćlustra wody w przekroju osiągała wartości od 9 m (stanowisko Brusiek) do 29 m (Ozimek).Głębokość zmieniała się w stosunkowo niewielkim zakresie - między 0,2 m (Brusiek)i 0,6 m (Luboszyce). Wysokość brzegu wahała się w bardzo szerokim przedziale od1,7 (Brusiek) do 36 m (Zawadzkie). Szerokość w punkcie brzegowym była analogicznado szerokości rzeki i najmniejsze wartości osiągnęła w miejscowości Brusiek (13,5 m)a największe w Ozimku (36 m).Badane odcinki rzeki Mała Panew wykazały duże zróżnicowanie pod względemhydromorfologicznym (Tab. 7). Szczególnie duże bogactwo różnych elementówmorfologicznych dotyczy brzegów. Aktywna rzeka silnie podcina skarpy brzegowe

44 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewi odkłada materiał w postaci odsypów, głównie brzegowych, bardzo rzadkomeandrowych. W samym korycie liczba elementów hydromorfologicznych byławszędzie niewielka. Pod względem różnorodności stwierdzonych typów przepływuwyróżniały się stanowiska w Krupskim Młynie oraz w Zawadzkiem.Tab. 6. Wymiary koryta na różnych stanowiskach rzeki Mała PanewSkładowe indeksu HQAWysokość brzegu lewego(m)Wysokość brzegu prawego(m)Szerokość w punkcie brzegowym(m)Wysokość w punkcie brzegowym(m)BrusiekKrupskiMłynZawadzkie Ozimek Luboszyce1,7 2,5 4,0 1,9 1,83,0 1,5 5,0 1,7 2,113,5 18,5 16,0 36,0 27,01,7 1,5 4,0 1,7 1,8Szerokość wody (m) 9 15,5 10,2 29 18Głębokość wody (m) 0,2 0,3 0,5 0,3 0,6Zarówno stok jak i szczyt brzegu pokryte były roślinnością o dość rozwiniętejstrukturze (Tab. 7). Poza stanowiskiem w Ozimku, duży był udział zadrzewień w strefieprzybrzeżnej terasy zalewowej. Pokrycie roślinami w korycie było zróżnicowane naposzczególnych stanowiskach. Najobfitsze i najbardziej zróżnicowane pod względemform morfologicznych było na stanowisku Brusiek. Najuboższa roślinność korytazostała stwierdzona w Luboszycach.Tab. 7. Wartości wskaźnika naturalności siedliska (Habitat Quality Score - HQA) i jegoskładowe na różnych stanowiskach rzeki Mała PanewSkładowe indeksu HQABrusiekKrupskiMłynZawadzkie Ozimek LuboszyceTypy przepływu 5 9 7 3 4Materiał denny koryta 3 3 3 3 4Elementy morfologicznekoryta2 3 4 2 1

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew45Składowe indeksu HQAElementy morfologicznebrzegówStruktura roślinności brzegowejWystępowanie odsypówmeandrowychBrusiekKrupskiMłynZawadzkie Ozimek Luboszyce12 13 14 4 1112 12 12 12 120 1 0 0 0Roślinności koryta 10 7 6 7 4Użytkowanie terenu w odległoścido 50mZadrzewienia i elementymorfologiczne z nimi związaneCenne przyrodniczo elementyśrodowiska rzecznegoSumaryczna wartość indeksuHQ4 4 14 4 311 11 11 11 110 5 5 5 559 68 76 68 55Obecność różnego rodzaju konstrukcji pochodzenia antropogenicznego byławidoczna na stanowisku w Ozimku (Tab. 8). Na pozostałych stanowiskach praktycznienie stwierdzano przekształceń.Tab. 8. Wartości przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score - HMS), i jego składowena różnych stanowiskach rzeki Mała PanewSkładowe indeksu HMSModyfikacje w profilachkontrolnychModyfikacje poza profilamikontrolnymiSumaryczna wartośćindeksu HMBrusiekKrupskiMłynZawadzkie Ozimek Luboszyce0 2 2 31 00 0 0 1 10 2 2 32 1Bogactwo i różnorodność elementów hydromorfologicznych poszcze-gólnychodcinków rzecznych wykazały syntetyczne dwa obliczone indeksy: wskaźnik naturalnościsiedliska (Habitat Quality Score - HQA) oraz wskaźnik przekształcenia siedliska(Habitat Modification Score - HMS). Wskaźnik naturalności siedliska średnio wynosił 58,

46 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewco należy uznać za wartość wysoką (Raven i in. 1998, 2002; Szoszkiewicz i in. 2006,Zbierska i in. 2002). Wskaźnik HQA wahał się w granicach od 32 (stanowisko Ozimek)do 76 (Zawadzkie) (Rys. 7). W przypadku wskaźnika przekształcenia siedliska (Rys. 8),nie można operować średnią, gdyż mamy do czynienia tylko z jednym stanowiskiemsilnie przekształconym (Ozimek), gdzie HMS=32. Na pozostałych stanowiskach, gdziepraktycznie nie stwierdzono przekształceń, indeks HMS wynosił 0 lub był bliski tejwartości.Rys. 7. Wartości wskaźnika naturalności siedliska (Habitat Quality Score - HQA)w biegu rzeki Mała PanewRys 8. Wartości wskaźnika przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score - HMS)w biegu rzeki Mała Panew

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew47Porównanie różnych elementów hydromorfologicznych siedliska rzecznego,których występowanie może szczególnie silnie oddziaływać na zoobentos rzecznywskazało na duże zróżnicowanie poszczególnych stanowisk na rzece Mała Panew(Tab. 9). Najbardziej burzliwym przepływem odznaczał się odcinek w Luboszycach.Najbardziej spokojny przepływ zaobserwowano w Ozimku, gdzie na wszystkich 10profilach kontrolnych stwierdzono przepływ gładki. Pod względem rodzaju podłożakoryta ponownie odznaczał się odcinek badawczy w Luboszycach, gdzie dno pokrywałmateriał gruboziarnisty – otoczaki i żwir. Substrat dna we wszystkie pozostałychstanowiska był piaszczysty.Ocena elementów morfologicznych wpływających na zacienienie wykazałanajlepsze oświetlenie koryta na stanowisku w Ozimku (Tab. 10). Stopień rozwinięciaroślinności brzegowej przedstawiony w formie syntetycznego wskaźnika liczbowego,był tu zdecydowanie najniższy. Także syntetyczny indeks odzwierciedlający stopieńzłożoności roślinności związanej z użytkowaniem szczytu brzegu był wyższy w Ozimkuniż na pozostałych stanowiskach. Pozostałe stanowiska wykazywały podobny stopieńrozwinięcia roślinności brzegowej, co wskazuje na podobne warunkach świetlnew rzece. Najbardziej strome brzegi stwierdzono na stanowisku Brusiek. Wynikiobliczonych indeksów korespondują ze standardowymi wskaźnikami systemu RHS,jak np. wskaźnik ‘Zadrzewienia i elementy morfologiczne z nimi związane” będącyelementem składowym syntetycznego indeksu HQA (Tab. 7).Tab. 9. Wybrane elementy hydromorfologiczne na różnych stanowiskach rzeki MałaPanewElementy środowiskarzecznegoTypy przepływu (liczbaprofili)RwącyWartkiGładkiMateriał denny (liczbaprofili)PiasekKamienie/żwirBrusiek037100KrupskiMłyn154100Zawadzkie Ozimek Luboszyce05510(1)001010008219

48 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewTab. 10. Wybrane elementy hydromorfologiczne wpływające na warunki świetlne w korycieElementy środowiska rzecznegoStopień rozwinięcia roślinnościbrzegówUżytkowanie w odległości 5 mod krawędzi brzeguBrusiekKrupskiMłynZawadzkie Ozimek Luboszyce44 42 43 24 4331 33 40 2 23Indeks nachylenia skarp 0,2 0,3 0,5 0,3 0,64.4. Podsumowanie1. Zastosowany brytyjski system River Habitat Survey na rzece Mała Panew pozwoliłna dokonanie szczegółowego opisu morfologii cieku, umożliwił porównaniapomiędzy poszczególnymi jej odcinkami i pozwolił na ocenę stopnia ichdegradacji.2. Szczególnie pomocne były syntetyczne wskaźniki Habitat Quality Assessment(HQA) i Habitat Modification Score (HMS), które pozwoliły na liczboweprzedstawienie stopnia antropogenicznego przekształcenia cieku na poszczególnychodcinkach.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew495. Podsumowanie końcowe i wnioskiBadania prowadzone na rzece Mała Panew miały na celu (1) ocenę jakości wody,na podstawie analizy zespołu makrofauny dennej i cech siedliskowych rzeki oraz (2)zaprezentowanie metod stosowanych w ocenie biologicznej (indeks biotyczny BMWP(Pl) i różnorodności Margalef ’a oraz hydromorfologicznej (River Habitat Survey RHS),proponowanych jako metody standardowe dla potrzeb monitoringu stanu ekologicznegorzek w Polsce.Analiza jakościowa i ilościowa makrobezkręgowców wykazała znaczne zróżnicowaniew składzie i strukturze zespołu, wynikające zarówno ze zmienności cechsiedliskowych, jak też poziomu zanieczyszczenia wód. Na stanowisku I (miejscowośćBrusiek) w zespole wyróżniono najmniejszą liczbę taksonów (14) z dominacjąmuchówek z rodziny Chironomidae (94%). Bioróżnorodność zespołu, w tym udział grupuznawanych powszechnie za wrażliwe na zanieczyszczenie wód (owady reprezentującejętki Ephemeroptera i chruściki Trichoptera), wzrastała wraz z biegiem rzeki. W efekciena stanowisku V (miejscowość Luboszyce) odnotowano przedstawicieli 31 taksonów,w tym 11 z grupy EPT. Zmienność występująca w składzie i strukturze zespołówbentosowych na poszczególnych stanowiskach znalazła swoje odzwierciedleniew wartościach indeksów BMWP(Pl) i różnorodności. Uzyskane wartości indeksówodpowiadały bowiem wodom od IV do II klasy jakości, wykazując tendencję poprawyz biegiem rzeki. Nie odnotowano przy tym pogorszenia biologicznej jakości wód naodcinku najbardziej zmodyfikowanym (miejscowość Ozimek). Obserwowane zmianyw zespole miały tu charakter ilościowy, a nie jakościowy. W przypadku gdy modyfikacjenie prowadzą do ujednolicenia cech środowiskowych i jednocześnie nie towarzyszy imzwiększony dopływ zanieczyszczeń do wód, strefę denną może zasiedlać wiele grupbezkręgowców o zróżnicowanym stopniu wrażliwości na zanieczyszczenie. Biorącpod uwagę niewielką liczebność taksonów, zespół taki wydaje się jednak szczególniepodatny na negatywne zmiany, jakie mogą towarzyszyć ewentualnemu wzrostowipoziomu zanieczyszczenia wód.Porównanie różnych elementów hydromorfologicznych rzeki – uwzględniającychm.in. wymiary koryta, typy przepływu, dominujący rodzaj podłoża oraz obecność i rodzajmodyfikacji koryta lub skarpy – umożliwiło wyznaczenie zakresu i stopnia nasileniazmian w biotopie o charakterze antropogenicznym. Obliczone w tym celu wskaźnikinaturalności (HQA) i przekształcenia siedliska (HMS) wykazały, iż Mała Paneww dużym stopniu zachowała swój naturalny charakter (wartość średnia HQA wyniosła58). (Fot. 11-12) Jedynie na stanowisku IV zlokalizowanym w okolicach miejscowości

50 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewOzimek mamy do czynienia z dość silnie przekształconym odcinkiem rzeki (wartośćHMS – 32)(Fot. 13-14). Pozostałe stanowiska, na których praktycznie nie stwierdzonowystępowania modyfikacji antropogenicznych (HMS w zakresie 0-2), odznaczały sięjednakże pewnym zróżnicowaniem cech siedliskowych, co niewątpliwie ma wpływ nazasiedlające je organizmy. W odniesieniu do fauny dennej, dotyczy to przede wszystkimrodzaju podłoża, typu przepływu i stopnia zacienienia stanowiska. Im większa zmiennośćw zakresie każdego z tych parametrów, tym bogatszy zespół zasiedlający rzekę.Wyniki przeprowadzonych badań pozwoliły na wnikliwą ocenę jakości wódi stopnia degradacji poszczególnych odcinków rzeki Mała Panew. Różnicew klasyfikacji stanowisk wynikają z faktu, iż metoda RHS ocenia stopieńnaturalności siedliska oraz fizycznego przekształcenia rzeki. Z kolei metodabiologiczna, oparta na analizie zespołu makro-bezkręgowców, pośredniouwzględnia także aspekt zmian związanych z chemizmem i jakością wód.Uzyskane dane świadczą o komplementarności zaprezentowanych metodi potrzebie równoczesnego ich stosowania celem pełniejszego zobrazowania stanuekologicznego rzek.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew516. Piśmiennictwo1. Agence de l’Eau Rhin-Meuse 1996. Outil d’évaluation de la qualité du milieuphysique – synthčse. Metz, France2. Armitage P.D., Moss D., Wrieght J.T., Furse M.T. 1983. The performanceof a new biological water quality score system based on macroinvertebratesover a wide range of unpolluted running water sites, Wat. Res., 17, 333-3473. Beauger A., Lair N., Reyes-Marchant P., Peiry J.L. 2006. The distributionof macroinvertebrate assemblages in a reach of the River Allier (France), inrelation to riverbed characteristics. Hydrobiologia 571, 63-734. Beavan L., Sadler J., Pinder C. 2001. The invertebrate fauna of a physicalmodified urban river. Hydrobiologia 445, 97-1085. Beisel J.N., Usseglio-Polatera P., Thomas S., Moreteau J.C. 1998. Streamcommunity structure in relation to spatial variation: the influence of mesohabitatcharacteristics. Hydrobiologia 389, 73-886. Boon P.J., Holmes N.T.H., Maitland P.S., Fozzard I.R. 2002. Developing a newversion of SERCON (System for Evaluating Rivers for Conservation). AquaticConservation: Marine and Freshwater Ecosystems 12 (4), 439-4557. BSI 03/300309 DC. 2003. Draft British Standard BS EN 14614 Water Quality- Guidance Standard for Assessing the Hydromorphological Features of Rivers.British Standards Institute8. Buffagni A., Erba S., Armanini. D., De Martini D., Somare S. 2004. Aspettiidromorfologici e carattere Lentico-lotico dei fiumi mediterranei: River HabitatSurvey e descrittore LRD. Classificazione ecologica e carattere lentico-lotico infiumi mediterranei. Quad. Ist. Ricerca Acque, Roma 122, 41-639. CEN. 2004. Water quality: guidance standard for assessing the hydromorphologicalfeatures of rivers. European Committee for Standardisation [Jakość wody:wytyczne do oceny hydromorfologicznych cech rzek]. Norma PN-EN 14614.Europejski Komitet Normalizacyjny, Brussels10. Chandler J.R. 1970. A biological approach to water quality management. Wat.Pollut. Contr., 69, 415-42111. Chessman B.C., Thurtell L.A., Royal M.J. 2006. Bioassessment in a harsh

52 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewenvironment: a comparison of macroinvertebrate assemblages at referenceand assessment sites in an Australian Inland River System. Envir. Monit. andAssessm. 119, 303-33012. Chutter F. M. 1972. An empirical biotic index of the quality of water in SouthAfrican streams and rivers, Wat. Res., 6, 19-3013. Ciszewski D., Malik I., Wardas M. 2004. Uwarunkowania geomorfologicznemigracji metali ciężkich w osadach fluwialnych: Dolina Małej Panwi. PrzeglądGeologiczny 52(2), 163-17414. Czachorowski S. 1998. Chruściki (Trichoptera) jezior Polski, charakterystykarozmieszczenia larw. Studia i Materiały WSP, Olsztyn, 14215. Czerniawska Kusza I. 2001. Zmiany w zespole fauny dennej dolnego bieguNysy Kłodzkiej pod wpływem czynników abiotycznych i antropogenicznych.Zeszyty Przyrodnicze OTPN, Opole, 35, 72-8316. Czerniawska-Kusza I. 2005. Comparing modified biological monitoring workingparty score system and several biological indices based on macroinvertebratesfor water-quality assessment, Limnologica, 35, 169-17617. De Pauw N., Ghetti P. F., Manzini P., Spaggiari R. 1992. Biological assessmentmethods for running water, [In] Ecological assessment and control, P.J.Newman,M.A. Piavaux, R.A. Sweeting (eds), Commission of the European Communities,Brussels, 217-24818. De Pauw N., Hawkes H. 1993. Biological monitoring of river water quality, [in:]River water quality monitoring and control, (eds. W.J. Walley, S. Judd) AstonUniversity, U. K., 87-11119. De Pauw N., Vanhooren G. 1983. Method for biological quality assessment ofwatercourses in Belgium, Hydrobiol., 100, 153-16820. Dumnicka, E. 2002. Upper Vistula river: response of aquatic communities topollution and impoundment. X. Oligochaete taxocens. Pol. J. Ecol. 50(2), 237-24721. Environment Agency 1997. River Habitat Survey in Britain and Ireland. FieldSurvey Guidance Manual. Environment Agency, Warrington, England22. Fleituch T., Soszka H., Kownacki A., Kudelska D. 2002. Sensitivity ofmacroinvertebrate metrics to detect pollution stress in Polish rivers. (In) RiverBiomonitoring and benthic invertebrate communities (eds. Kownacki A.,

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew53Soszka H., Fleituch T, Kudelska D.) Inst.Environ. Protect. Warszawa, KarolStarmach Inst. of Freshwater Biology PAN Kraków23. Friedrich G. 1990. Eine Revision des Saprobiensystems., Z.: Wasser-Abwasserforsch, 23, 141-15224. Furse M.T., Hering D., Brabec K., Buffagni A., Sandin L., Verdonschot P.F.M.2006. The Ecological Status of European Rivers: Evaluation and Intercalibrationof Assessment Methods. Hydrobiologia, 46625. Ghetti P.F.1997. Indicie Biotico Esteso (I.B.E.). I macroinvertebrati nel controllodellaa qualita degli ambienti di acque correnti. Provincia Autonoma di Trento,ss. 22226. Gromadzki M., Dyrcz A., Głowaciński Z., Wieloch M. 1994. Ostoje ptaków wPolsce. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Gdańsk27. Hawkes H.A. 1979. Invertebrates as indicators of river water quality. (In)Biological indicators of water quality. (eds. A. James & L. Evison). J.Willey &Sons, Chichester, 1-4528. Hawley D., Raven P. J., Anstey K. L., Crisp S., Freeman D., Cullis J. 2002. RiversideExplorer: an educational application of River Habitat Survey information.Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 12 (4), 457-46929. Hellawell J. 1986. Biological indicators of freshwater pollution and environmentalmanagement. Elsevier Applied Science Publishers London-New York, 198630. Hughes B.D. 1978. The influence of factors other than pollution on the valueof Shannon’s diversity index for benthic macro-invertebrates in streams. WaterResearch 12, 359-36431. Knoben R. A. E., Roos C., Van Orichsot M. C. M. 1995. Biological AssessmentMethods for Watercourses. UN/ECE Task Force on Monitoring & Assessment,332. Kolkwitz R., Marsson M. 1909. Okologie der tierischen Saprobien. Beitragezur Lehre von biologischen Gewasserbeurteilung. Int. Rev. Ges. Hydrobiol.Hydrogr. 2, 126-15233. Kondracki J. 1994. Geografia Polski. Mezoregiony fizyczno-geograficzne. PWN,Warszawa34. Koperski P., Gołub M. 2006. Application of new regional biotic indexAPODEMAC, in environmental quality assessment of lowland streams. Pol. J.Ecol. 54(2), 311-320

54 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew35. Koprowska L., Jabłońska-Barna I. 2007. Ocena jakości wód rzeki Łyna w latach1978-2007 na podstawie zgrupowań makrobezkręgowców, XIV OgólnopolskieWarsztaty Bentologiczne: Hydromorfologiczna ocena ekosystemów wodnych,Uniwersytet Opolski, Opole36. Kornijów R., Lachowska G. 2002. Effect of treated sewage on benthicinvertebrate communities in the upland Bystrzyca river (eastern Poland). (In)River Biomonitoring and benthic invertebrate communities (eds. KownackiA., Soszka H., Fleituch T, Kudelska D.) Inst.Environ. Protect. Warszawa, KarolStarmach Inst. of Freshwater Biology PAN Kraków37. Kownacki A. 2000a. The use of benthic macroinvertebrates in the biomonitoringof river water quality – how do we interpret faunistic data? Acta Hydrobiol., 42,187-20638. Kownacki A. 2000b. Diversity of benthic macroinvertebrates as a monitoringmethod for polluted river. Acta Hydrobiol., 42, 207-21439. Kownacki A., Fleituch T., Dumnicka E. 2002. The effect of treated wasteson benthic invertebrate communities in the mountain zone of the DunajecRiver (Southern Poland). (In) River Biomonitoring and benthic invertebratecommunities (eds. Kownacki A., Soszka H., Fleituch T, Kudelska D.) Inst.Environ. Protect. Warszawa, Karol Starmach Inst. of Freshwater Biology PANKraków40. Kownacki, A., Soszka, H., Kudelska, D., Fleituch T. 2004. Bioassessment ofPolish rivers based on macroinvertebrates. (In) Walter Geller et al. (eds), 11 thMagdeburg Seminar on Waters in Central and Eastern Europe: Assessment,Protection, Management. UFZ Centre for Environmental Research Leipzig-Halle, 250-25141. Kudelska D., Soszka H. 1996. Użytkowa i ekologiczna ocena oraz klasyfikacjawód - praktyka państw europejskich. Ochrona Środowiska i Zasobównaturalnych 9, 75-9142. Magurran A.E. 1988. Ecological diversity and its measurement, PrincetonUniversity Press, New Jersey, UK43. Metcalfe J.L. 1989. Biological water-quality assessment of running waters basedon macroinvertebrate communities – history and present status in Europe.Envir. Pollut, 60, 101-13944. Mustow, S. E. 2002. Biological monitoring of rivers in Thailand: use andadaptation of the BMWP score. Hydrobiologia 479, 191-229

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew5545. Nowak A. (red.). 2001. Ostoje przyrody Natura 2000 w województwie opolskim(koncepcja regionalna). Prace OTPN, zeszyt specjalny, Opole46. Paller M.H., Specht W.L., Dyer S.A. 2006. Effect of stream size on taxa richnessand other commonly used benthic bioassessment metrics. Hydrobiologia, 568,309-31647. Pantle R., Buck H. 1955. Die biologische Uberwachung der Gewasser und dieDarstellung der Ergebnisse. Gas und Wasserfach, 9648. Persoone G., De Pauw N. 1979. Systems of biological indicators for waterquality assessment. (In) Biological aspects of freshwater pollution. (ed. RaveraO.) Commission of the European Communities, Pergamon Press, 39-7549. Raven P.J., Boon P. J., Dawson F.H., Ferguson A.J.D. 1998. Towards an integratedapproach to classifying and evaluating rivers in the UK. Aquatic Conservation:Marine and Freshwater Ecosystems 8 (4), 383-39450. Raven P.J., Holmes N.T.H., Charrier P., Dawson F. H., Naura M., Boon P. J.2002. Towards a harmonized approach for hydromorphological assessment ofrivers in Europe: a qualitative comparison of three survey methods. AquaticConservation: Marine and Freshwater Ecosystems 12 (4), 405-42451. Raven P.J., Holmes N.T.H., Dawson F.H., Fox P.J.A., Everard M., Fozzard I.R.,Rouen K.J. 1998. River Habitat Quality – the physical character of rivers andstreams in the UK and the Isle of Man. Environment Agency, Bristol52. Rios S., Bailey R.C. 2006. Relationship between riparian vegetation and streambenthic communities at three spatial scales. Hydrobiologia 553, 153-16053. Schneider, P., Neitzel, P. L., Schaffrath M. & Schlumprecht, H. 2003. Physicochemicalassessment of the reference status in German surface waters: Acontribution to the establishment of the EC Water Framework Directive2000/60/EG in Germany. Acta Hydrochimica et Hydrobiologica 31, 49-6354. Skriver J., Friberg N., Kirkegaard J. 2000. Biological assessment of runningwaters in Denmark: Introduction of the Danish Stream Fauna Index (DSFI).Verh. Int. Ver. Limnol. 27, 1822-183055. Sladecek V. 1973. System of water quality from the biological point of view.Arch. Hydrobiol. Beih. Ergebn. Limnol., 7, 1-21856. Special Issue: The Application of Classification and assessment Methods

56 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewto River Management in the UK (1998). Aquatic Conservation: Marine andFreshwater Ecosystems 8(4), 383-64457. Stan środowiska w województwie opolskim w roku 2006. Biblioteka MonitoringuŚrodowiska, Opole58. Stan środowiska w województwie śląskim w roku 2006. Biblioteka MonitoringuŚrodowiska, Katowice59. Starmach K., Wróbel S., Pasternak K. 1976. Hydrobiologia – limnologia. PWNWarszawa60. Szoszkiewicz K., Buffagni A., Davy-Bowker J., Lesny J., Chojnicki B.H., ZbierskaJ., Staniszewski R., Zgola T. 2006. Occurrence and variability of River habitatSurvey features across Europe and the consequences for data collection andevaluation. Hydrobiologia 566, 267-28061. Szoszkiewicz K., Zgoła T., Jusik Sz., Hryc-Jusik B., Raven P., Dawson F.H. 2007.Ocena Hydromorfologiczna wód płynacych (River Habitat Survey). BoguckiWydawnictwo Naukowe, Poznań62. Tolkamp H.H. 1984. Biological assessment of water quality in running waterusing macroinvertebrates: a case study for Limburg, the Netherlands. Wat.Sci.Tech. 17, 867-87863. Trihadiningrum Y., De Pauw N., Tjondronegoro I., Verheyen R. F. 1996. Useof benthic macroinvertebrates for water quality assessment of the Blawi river(East Java, Indonesia). Perspect. Trop. Limnol., 12, 199-22164. Turoboyski L. 1973. Organizmy wskaźnikowe i ich zmienność ekologiczna.Acta Hydrobiol., 15, 259-27465. Washington, H. G. 1984. Diversity, biotic and similarity indices. A review withspecial relevance to aquatic ecosystems. Water Res. 18(6), 653-69466. Woodiwiss F. 1964. The biological system of stream classification used by theTrent River Board. Chemistry and Industry, 443-44767. Wright JF., Sutcliffe D.W., Furse M.T. 2000. Assessing the biological quality offresh waters. RIVPACS and other techniques. Freshwater Biological Association,Ambleside, Cumbria, UK68. Zbierska J., Murat-Błażejewska S. Ławniczak A., Szoszkiewicz K. 2002. Bilansbiogenów w agro-ekosystemach Wielkopolski w aspekcie ochrony jakości wódna przykładzie zlewni Sanicy Stęszewskiej. Wydawnictwo AR, Poznań

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew577. Spis tabel i rysunkówTABELETab. 1.Tab. 2.Tab. 3.Tab. 4.Tab. 5.Tab. 6.Tab. 7.Tab. 8.Tab. 9.Charakterystyka stanowisk badawczych na rzece Mała PanewWykaz rodzin z punktacją w systemie BMWP (Pl)Wykaz oznaczonych jednostek taksonomicznych na badanych stanowiskachrzeki Mała PanewUdział procentowy taksonów dominujących na poszczególnych rodzajachpodłoża występujących na badanych stanowiskachWartości wskaźników oceny jakości wód na stanowiskach Małej PanwiWymiary koryta na różnych stanowiskach rzeki Mała PanewWartości wskaźnika naturalności siedliska (Habitat Quality Score - HQA)i jego składowe na różnych stanowiskach rzeki Mała PanewWartości przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score - HMS), i jegoskładowe na różnych stanowiskach rzeki Mała PanewWybrane elementy hydromorfologiczne na różnych stanowiskach rzeki MałaPanewTab. 10. Wybrane elementy hydromorfologiczne wpływające na warunki świetlnew korycieRYSUNKIRys. 1. Lokalizacja obiektu badańRys. 2. Lokalizacja stanowisk badawczych na rzece Mała PanewRys. 3. Liczba oznaczonych taksonów na badanych stanowiskach rzeki Mała PanewRys. 4. Liczba osobników obecna w próbach na poszczególnych stanowiskachRys. 5. Struktura dominacji makrofauny dennej na badanych stanowiskach.Rys. 6. Wymiary transektów w profilu kontrolnymRys. 7. Wartości wskaźnika naturalności siedliska (Habitat Quality Score - HQA)w biegu rzeki Mała PanewRys 8. Wartości wskaźnika przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score -HMS) w biegu rzeki Mała Panew

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew598. SummaryBiological and hydromorphological assessment ofrunning waters: an example of the Mała Panew RiverFor decades water quality monitoring programmes in Poland were mainly based onthe determination of physical and chemical parameters. Whereas, an ecological approachto water management and nature conservation focuses on the entire environment,including all physical, chemical and biological conditions. The European Union WaterFramework Directive recommends ecological status classification, which is basedmainly on biological criteria, supported only by physicochemical data. Additionally,the hydromorphological assessment using abiotic variables has been implemented toprovide supporting information for the interpretation of biological data, thereby tooptimize monitoring. In order to meet the EU requirements, the modified BiologicalMonitoring Working Party score system based on the benthic community structurehas been adjusted for the use in river monitoring. Moreover, an attempt has beenmade towards the elaboration of the hydromorphological assessment method. Resultsof the investigation, which was carried out in various regions in Poland, has led tothe adaptation of River Habitat Survey. Both methods (BMWP and RHS) have beendeveloped in United Kingdom.The aim of this paper was to present methods which are adapted and recommendedfor the purpose of the ecological quality classification of Polish rivers. In this paper wepresent the results of parallel studies on (1) biological water quality assessment based onthe benthic macroinvertebrate community, (2) hydromorphological river assessmentbased on River Habitat Survey system (RHS).The investigation was carried out during summer season in 2007 year. The MałaPanew River, of 158.5 km length, is a right-bank tributary of the Odra River whichflows through Upper Silesia and Opole Regions. Five sites were chosen on the river: (I)Brusiek, (II) Krupski Młyn, (III) Zawadzkie, (IV) Ozimek, and (V) Luboszyce.Macroinvertebrates were collected once using a handnet (0.5 mm mesh size).Looking for the biggest spatial heterogeneity within a distance of 20 m, a kick-samplingtechnique was applied at each site. From the qualitative and quantitative data thefollowing most useful metrics for each site were calculated: total number of taxa, total

60 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panewnumber of individuals, the dominance structure of communities, % EPT taxa number,and % EPT density. The modified biotic index BMWP(Pl) and Margalef diversity indexwere calculated for biological water quality assessment.Hydromorphological river assessment was based on the RHS methodology. Eachsurvey site was 500 m in length. Bank and channel features (e.g. depth, flow type, substratetype, bank/channel modifications) as well as land use and channel vegetation types wererecorded at 10 spot-checks, spased every 50 m. Habitat Quality Assessment (HQA)and Habitat Modification Score (HMS) indices were calculated for the classification ofinvestigated sites in terms of their morphological degradation and their habitat diversityand quality.Examination of all benthic samples revealed significant changes in themacroinvertebrate community structure, which resulted from both variability inriver habitat features and the degree of water pollution. The lowest total taxa number(14) was recorded at site I (Brusiek), where the fauna was dominated by chironomidlarvae (Chironomidae 94%). The macroinvertebrate richness and pollution-sensitivetaxa richness (mayflies Ephemeroptera and caddies – flies Trichoptera) increaseddownstream. Consequently, the highest number of taxa (31), including 11 taxa fromthe EPT group, occurred at site V (Luboszyce). Changes in the number of recordedtaxa/individuals among particular sampling sites as well as the presence/absence oforganisms sensitive to pollution had a direct impact on the results obtained duringthe water-quality assessment. Values of the indices (BMWP-Pl and Margalef) showeda similar pattern as they increased substantially from Brusiek (site I) to Luboszyce(site V), corresponding with the range of the classes IV – II of water quality. Physicalhabitat modification at site IV (Ozimek) influenced only quantitative changes in themacroinvertebrate community structure and caused lower abundance of some taxa.Therefore, biotic and diversity indices were not found to score lower.It has been demonstrated that the main abiotic attributes vary along the length ofthe river. Values of Habitat Quality Assessment and Habitat Modification Score indicesindicated that the Mała Panew River has maintained its natural character along themajority of river stretches (mean HQA value 58). Only site IV (Ozimek) did exhibita considerable anthropogenic modification due to its canalization (HMS value 32).In relation to the characteristics of the physical environment, the macroinvertebratecommunities were discriminated by substrate, flow type, and riparian vegetation.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew61Our results emphasized complementarity of biological and hydromorthologicalapproaches in the river site classification. Therefore, it is concluded that both methodsshould be implemented in water monitoring programmes for effective evaluation andclassification of the ecological status of rivers.

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew63Fot. 1. Obszar piaszczystych równin w górnym biegu Małej PanwiFot. 2. Jeden z licznych cieków epizodycznych w górnej części dorzecza Małej Panwi

64 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewFot. 3. Naturalne koryto rzeki Mała PanewFot. 4. Stanowisko w miejscowości Brusiek

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew65Fot. 5. Stanowisko w miejscowości Krupski MłynFot. 6. Stanowisko w miejscowości Zawadzkie

66 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewFot. 7. Stanowisko w miejscowości OzimekFot. 8. Stanowisko w miejscowości Luboszyce

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew67Fot. 9. Utwory piaszczyste jako dominujący typ podłożaFot. 10. Zatopione konary drzew w meandrujących odcinkach rzeki

68 Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała PanewFot. 11. Naturalny odcinek rzeki w miejscowości Krupski Młyn. Widoczne na zdjęciu odsypy śródkorytowe są elementemmorfologicznym wskazującym na naturalny charakter ciekuFot. 12. Najbardziej naturalny odcinek rzeki w miejscowości Zawadzkie. Widoczne na zdjęciu erodujące podcięciebrzegu wskazuje na dużą dynamikę cieku

Biologiczna i hydromorfologiczna ocena wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew69Fot. 13. Przekształcony odcinek rzeki w miejscowości Ozimek. Na zdjęciu widoczne umocnienie skarpy brzegowejpoprzez narzut kamiennyFot. 14. Przekształcony odcinek rzeki w miejscowości Ozimek. Na zdjęciu widoczna sztucznie wyprofilowana skarpabrzegowa porośnięta roślinnością o bardzo prostej strukturze