Plik - Akademia Pomorska w Słupsku

S ł u p s k i e P r a c e B i o l o g i c z n e 10 • 2013
SESTON W JEZIORZE MAŁY BOREK
– ILOŚĆ, POCHODZENIE, POWIĄZANIE Z INNYMI
PARAMETRAMI JAKOŚCI WODY
SESTON IN MAŁY BOREK LAKE
– CONCENTRATION, SOURCE, RELATIONSHIPS
WITH OTHER PARAMETERS
Anna Jarosiewicz
Zbigniew Witek
Ilona Richter
Dorota Grunwald
Akademia Pomorska w Słupsku
Instytut Biologii i Ochrony Środowiska
Zakład Ekologii
ul. Arciszewskiego 22b, 76-200 Słupsk
e-mail: [email protected]
[email protected]
ABSTRACT
The concentration of suspended particulate matter (SPM), expressed as dry
weight, particulate organic (POM) and inorganic (PIM) matter, chlorophyll a (Chla)
and Secchi disc visibility (SD) were measured at monthly intervals in lake Mały
Borek between April and December 2011. Annual mean concentration of SPM within the 0-6 m water column was 1.6 mg dm-3, and varied between 0.4 and 2.6 mg dm-3.
In the bottom layer (10 m) the concentration was higher (about 8.2 mg dm-3). Our
measurements showed that about 75% of SPM is organic matter, and the inorganic
material comprises smaller portion of suspended matter.
Performed comparison between the concentration of the SPM and chlorophyll
a and SPM and Secchi disc visibility showed statistically significant correlation i.e.
with increase of chlorophyll a concentration increases SPM concentration and with
increase of SPM concentration decreases the SD. High correlation between the concentration of Chla and SPM indicates autochthonous origin of the suspended matter.
Compared to other lakes (data for 62 lakes) lake Mały Borek is characterized by
a low concentration of suspended matter, lesser than the average calculated for the
24 mesotrophic lakes.
69
Słowa kluczowe: zawiesina, materia organiczna, materia nieorganiczna, chlorofil a,
jezioro
Key words: suspended particulate matter, particulate organic matter, particulate inorganic matter, chlorophyll a, lake
WSTĘP
Wielu autorów (Malmaeus, Håkanson 2003, Fukushima i in. 1989, Kreeger i in.
1997) zwraca uwagę na istotne znaczenie zawiesiny w toni wodnej, określając ją jako jeden z ważnych czynników mających wpływ na jakość wód, przede wszystkim
ich przejrzystość, wielkość produkcji pierwotnej czy wiele innych procesów biogeochemicznych zachodzących w naturalnych ekosystemach wodnych. Zawartość,
skład sestonu (SPM – suspended particulate matter), kształt i wielkość cząstek oraz
ich właściwości fizykochemiczne mogą znacznie różnicować poszczególne zbiorniki wodne. Materia zawieszona może się składać zarówno z materiału organicznego
(zawierającego liczne pigmenty fotosyntetyzujące), tj. żywej i martwej materii organicznej (POM – particulate organic matter), jak i z elementów nieorganicznych (PIM
– particulate inorganic matter). Tym samym w jej skład, w różnych proporcjach,
wchodzić mogą: fito-, bakterio- i zooplankton, szczątki roślinne i zwierzęce, fekalia,
wylinki czy też zawiesina mineralna złożona głównie z minerałów ilastych, kwarcu,
kalcytu czy tlenków metali. Podział na organiczną i nieorganiczną materię zawieszoną jest istotny także z punktu widzenia biooptyki wód. Te dwie grupy zawiesin ze
względu na ich odmienne właściwości optyczne różnie wpływają na podwodne pole
światła i modyfikują światło opuszczające akwen (Ficek 2013).
Materia zawieszona w jeziorach może być pochodzenia allochtonicznego. Organiczne szczątki liści i gałązek, drobiny mineralne wypłukane z gruntów, pyłki roślin
lądowych i pyły mineralne, nawiewane nieraz ze znacznych odległości, wprowadzane są do zbiornika z jego zlewni. Materia zawieszona może pochodzić również
z samego jeziora (materia autochtoniczna) w wyniku lokalnej produkcji biologicznej
lub resuspensji. Wielkość cząstek materii zawieszonej mieści się w zakresie od koloidów i wirusów do makrocząstek (np. makroplanktonu). Do celów analitycznych
(pomiarowych) materia zawieszona oddzielana jest od materii rozpuszczonej poprzez wirowanie próby, sedymentację lub za pomocą filtracji. Tę ostatnią z wymienionych metod stosuje się najczęściej (Chen i in. 2005, Ficek i Zapadka 2010, Lindström i in. 1999, Liu i in. 2013). Od rodzaju użytego filtra uzależniona jest minimalna
wielkość cząstek oddzielanej materii. Przy zazwyczaj stosowanych filtrach o średnicy porów około 0,45 µm badana zawiesina nie obejmuje koloidów i wirusów, jak
również części pikoplanktonu.
Celem niniejszej pracy było: (i) określenie stężenia zawiesiny oraz jego pionowego zróżnicowania w toni wodnej, (ii) wskazanie pochodzenia materii zawieszonej oraz (iii) zbadanie zależności pomiędzy stężeniem zawiesiny a innymi parametrami jakości wody, tzn. stężeniem chlorofilu a i przezroczystością w niewielkim
mezotroficznym jeziorze Mały Borek.
70
TEREN BADAŃ I METODYKA POMIARÓW
Jezioro Mały Borek (inna nazwa Boruja Mała) (54°05′15″N, 17°25′15″E) położone jest w zróżnicowanym hipsograficznie krajobrazie morenowym, w obrębie Pojezierza Bytowskiego. Samo jezioro to niewielki (tab. 1), bezdopływowy, mezotroficzny (Jarosiewicz i Witek 2009) zbiornik polodowcowy, znajdujący się wśród wielu innych niewielkich jezior. Połączone jest ono za pomocą niewielkiego, czasowo
niedrożnego drenu odpływowego z jeziorem Boruja Duża. Zlewnię bezpośrednią jeziora (46 ha) w około 50% stanowią lasy. Pozostała jej część to nieużytki, działki
rekreacyjne oraz nieliczne pola uprawne. Ze względu na obecność postglacjalnej flory reliktowej (Litorella uniflora) zaliczane jest ono do grupy jezior lobeliowych.
Również pozostałe właściwości wód tego jeziora, takie jak niskie stężenie fosforu
i wapnia, niewielkie przewodnictwo i względnie duża przejrzystość, są cechami charakterystycznymi dla tej wyjątkowej grupy jezior.
Wyniki prezentowanych w niniejszej pracy badań obejmują okres od kwietnia do
grudnia 2011 roku. Próby wody pobierane były w miesięcznych odstępach czasu
z jednego stanowiska pomiarowego, zlokalizowanego w najgłębszej – centralnej
części jeziora. Każdorazowo używano przy tym 2-litrowego czerpaka typu van Dorna. Próby pobierano z sześciu głębokości co 2 metry, tj. wodę z powierzchni jeziora
(0 m) i dalej w kolejności z 2, 4, 6, 8 metrów i z warstwy około 1 m nad dnem
(10 m). W ciągu 24 godzin od chwili pobrania woda poddawana była filtracji w celu
oznaczenia zawartości materii zawieszonej i chlorofilu a.
Stężenie sestonu, wyrażanego jako zawartość suchej masy zawiesiny w jednostce
objętości wody (1 dm3), mierzono grawimetrycznie, a pomiary obejmowały oznaczenie zawartości całkowitej materii zawieszonej (SPM) oraz jej nieorganicznej
(PIM) i organicznej (POM) frakcji. Poszczególne próby wody (o objętości od 200 do
1500 ml w zależności od zawartości zawiesiny) filtrowane były przez uprzednio
przemyte wodą destylowaną, wyprażone i zważone sączki szklane MN 85/90 BF
Tabela 1
Charakterystyka jeziora Mały Borek (Jarosiewicz i Witek 2009, Witek i Jarosiewicz 2010)
Table 1
Characteristics of Mały Borek lake (Jarosiewicz i Witek 2009, Witek i Jarosiewicz 2010)
Parametr
powierzchnia
objętość
Jednostka
Wartość
ha
7,6
3
tys. m
456
głębokość maksymalna
m
11
powierzchnia zlewni
ha
produkcja pierwotna fitoplanktonu
stężenie fosforu całkowitego (powierzchnia, lato)
przewodnictwo w wodach powierzchniowych
stężenie jonów wapnia
46
-2
-1
g O2 m rok
575
mg P dm-3
0,03
-1
µS cm
<100
-3
mg Ca dm
7,5
71
Ryc. 1. Schemat przeprowadzanej procedury analitycznej
Fig. 1. Scheme of the analytical procedure
o średnicy porów 0,5 µm (wstępne prażenie sączków w temp. 550°C przez 0,5 h
miało na celu usunięcie zanieczyszczeń organicznych, a płukanie – usunięcie luźno
związanych cząstek filtra). Po filtracji sączki zostały wysuszone w temperaturze
60°C do uzyskania stałej masy i zważone. W ten sposób uzyskano informację o całkowitej zawartości SPM. Następnie sączki z zawiesiną były prażone w temperaturze
550°C w celu usunięcia frakcji organicznej i ponownie ważone, aby określić ilość
pozostałej po spaleniu nieorganicznej materii zawieszonej (PIM) (ryc. 1). Zawartość
zawiesiny organicznej obliczano z różnicy pomiędzy SPM i PIM.
Pomiary koncentracji chlorofilu a w wodzie wykonano standardową metodą
spektrofotometryczną (Jeffrey i Humphrey 1975). W celu przeprowadzenia oznaczenia próby pobranej wody filtrowano przez sączki szklane MN GF-5 (0,4 µm).
Chlorofil z sączków ekstrahowany był przy użyciu 90% wodnego roztworu acetonu
(24 h, w ciemności, w temperaturze 4°C). Następnie, po wcześniejszym odwirowaniu, mierzono absorpcję światła poszczególnych roztworów (spektrofotometr Metertech SP-830) przy określonych długościach fali: 630, 647, 663 i 750 nm.
72
Stężenie chlorofilu a obliczano przy pomocy równania:
Chla = (11,85A663 – 1,54A647 – 0,08A630)*v*1-1*V-1
gdzie:
Chla – stężenie chlorofilu a, mg m-3
An
– absorbancja przy danej długości fali, pomniejszona o wielkość absorbancji przy długości fali 750 nm, (n – odpowiednio 663, 647,
630 nm)
v
– objętość acetonu dodana do próby, cm3
V
– objętość przefiltrowanej próby wody, dm3
1
– długość drogi optycznej kuwety, cm
Na rycinie 1 przedstawiono schemat procedury analitycznej wykonywanej dla
każdej z pobranych prób.
Do określenia przezroczystości wody jeziora (SD), wyrażonej w metrach głębokości, użyto krążka Secchiego o średnicy 0,3 m.
WYNIKI
Przebieg zmian zawartości całkowitej materii zawieszonej w jeziorze Mały Borek
w trakcie przeprowadzanych badań miał różny charakter w zależności od głębokości
poboru próby. W strefie do 6 metrów na poszczególnych głębokościach zmiany sezonowe miały podobny przebieg, a średnie wartości SPM dla tej warstwy (0-6 m)
zmieniały się od około 0,4 mg dm-3 w październiku do około 2,6 mg dm-3 pod koniec kwietnia i we wrześniu (ryc. 2A) – średnio 1,6 mg dm-3. W strefie przydennej
natomiast (10 m) stężenie SPM było zdecydowanie większe, a maksymalne i minimalne jego stężenia były przesunięte w czasie w stosunku do strefy płytszej (ryc.
2B). Ilość całkowitej materii zawieszonej zmieniała się od około 1,8-2,0 mg dm-3 na
początku i pod koniec okresu badawczego (pierwszy pomiar w kwietniu i listopadzie), do wartości ponad 14 mg dm-3 we wrześniu. Wartość średnia dla tej strefy
wyniosła około 8,2 mg dm-3. Należy zaznaczyć, że przez cały okres trwania stratyfikacji letniej stężenie SPM przy dnie nie spadło poniżej 9 mg dm-3.
Porównanie udziału części nieorganicznej (PIM) i organicznej (POM) zawiesiny
(ryc. 3) jednoznacznie wskazuje na to, że niezależnie od głębokości frakcją dominującą była zawiesina organiczna. W jeziorze Mały Borek stanowiła ona średnio
75,5% całkowitej zawartości zawiesiny cząsteczek ciał stałych w wodzie. Największy udział procentowy POM odnotowywano w powierzchniowej warstwie wody
(0 m). Stanowił on niemalże 80%±14,2%, przy odpowiednio 20% udziale frakcji
nieorganicznej. Z kolei największy udział PIM obserwowano w strefie przydennej
jeziora (10 m), to znaczy stanowiła ona tam około 35%±9,7% SPM. Ponadto, porównanie stężenia zawieszonej materii organicznej ze stężeniem materii nieorganicznej wykazało istotną statystycznie (r=0,775, p<0,05, n=44) dodatnią korelację
pomiędzy tymi parametrami (ryc. 4).
Na podstawie przeprowadzonych badań w warstwie wody od 0 do 6 metrów zaobserwowano również istotną statystycznie dodatnią korelację (r=0,689, p<0,05,
73
Ryc. 2. Sezonowe zmiany zawartości całkowitej materii zawieszonej (SPM): A – wartości dla
poszczególnych warstw od 0 do 6 m (puste znaczniki) oraz uśrednione wartości dla warstwy
wody 0-6 m (pełne znaczniki), B – strefa przydenna (10 m)
Fig. 2. Seasonal changes of the suspended particulate matter (SPM) concentration: A – values
for individual water layer from 0 to 6 m (empty markers) average values for 0-6 m water layer (black markers), B – near-bottom layer (10 m)
POM, %
0
20
40
60
80
100
głębokość, m
0
2
4
6
8
10
Ryc. 3. Procentowy udział zawieszonej materii organicznej (POM) w całkowitej materii zawieszonej; uśrednione wartości dla każdej z warstw
Fig. 3. Proportion of the organic matter (POM) in the total suspended particulate matter concentration; average values for each of the layers
74
Ryc. 4. Zależność między zawartością zawieszonej materii organicznej a materią nieorganiczną (dane dla warstwy 0-6 m)
Fig. 4. Relationship between the concentration of organic matter and inorganic matter (data
for 0-6 m layer)
Ryc. 5. Zależność między stężeniem chlorofilu a (Chla, mg m-3) a stężeniem całkowitej materii zawieszonej (SPM, mg dm-3) (dane dla warstwy 0-6 m)
Fig. 5. Relationship between the concentration of chlorophyll a (Chla, mg m-3) and suspended particulate matter (SPM, mg dm-3) (data for 0-6 m layer)
Ryc. 6. Zależność między średnim stężeniem całkowitej materii zawieszonej (SPM, mg dm-3)
w warstwie 0-6 m a przezroczystością wody, wyrażoną głębokością krążka Secchiego (SD, m)
Fig. 6. Relationship between the mean concentration of suspended particulate matter in 0-6 m
layer (SPM, mg dm-3) and Secchi depth visibility (SD, m)
75
n=38) pomiędzy SPM i koncentracją chlorofilu a (ryc. 5), którego stężenie w omawianym jeziorze zmieniało się w zakresie od 2,4 do około 18 mg m-3, a średnio wynosiło 6,4 mg m-3.
Ponadto również przejrzystość wód jeziora, która dla Małego Borka w 2011 roku
wynosiła od 3,2 m (lipiec) do 6 m (czerwiec) (średnio 4,4 m), silnie związana była
z koncentracją zawiesiny cząstek ciał stałych. Porównanie wyników widzialności
krążka Secchiego (SD) z uśrednionym dla warstwy 0-6 m stężeniem SPM wykazało
istotną statystycznie ujemną korelację (r=0,811, p<0,05, n=10) (ryc. 6). Oznacza
to, że wraz ze wzrostem ilości zawiesiny w wodzie spada przejrzystość wód jeziora.
W przypadku prezentowanych danych wzrost zawartości SPM w wodzie o 1 mg na
każdy litr wody powodował spadek przejrzystości wody o około 1 metr.
DYSKUSJA
Stężenia całkowitej zawiesiny w naturalnych wodach powierzchniowych są znacznie zróżnicowane i najczęściej mieszczą się w zakresie od poniżej 0,1 mg dm-3 do
powyżej 100 mg dm-3 (Ficek 2013, Lindström i in. 1999, Smal i in. 2005). W jeziorach, w których SPM jest głównie (z pominięciem resuspensji osadów w strefie
przydennej) pochodzenia autochtonicznego, jej stężenie jest względnie stałe i mieści
się w zakresie około 1 do 3 mg dm-3 (Borowiak 2011). Takie też stężenie zawiesiny
ogólnej odnotowano w jeziorze Mały Borek, w warstwie wody 0-6 metrów (ryc.
2A).
Na autochtoniczne pochodzenie zawiesiny ogólnej w jeziorze Mały Borek wskazuje wysoka dodatnia korelacja pomiędzy zawartością SPM a stężeniem chlorofilu
a w toni wodnej jeziora (ryc. 5). Zmiany stężenia chlorofilu a, traktowanego w praktyce jako wskaźnik żywej biomasy fitoplanktonu, odzwierciedlają zmiany ilości fitoplanktonu. Skoro więc wzrost bądź też spadek stężenia chlorofilu a w jeziorze
Mały Borek skutkował odpowiednio wzrostem/spadkiem ilości zawiesiny ogólnej
w tym zbiorniku, można wnioskować, że to fitoplankton miał znaczny wpływ na
zawartość SPM w strefie 0-6 m i był prawdopodobnie jej głównym źródłem. Podobnie Ficek (2013), opisując właściwości biooptyczne wód jezior Pomorza, podaje, że
zmienność SPM spowodowana jest głównie aktywnością fitoplanktonu, gdyż powstająca materia zawieszona stanowi w dużej mierze produkt metabolizmu i rozpadu organizmów wodnych, których koncentracja zależy od pierwotnej produkcji materii organicznej przez fitoplankton. A więc wraz ze wzrostem stężenia chlorofilu
a zawartego w komórkach fitoplanktonu następuje wzrost SPM. Również inni autorzy (Borowiak 2011, Ott i in. 2005, Stabel 1986, Wielgat-Rychert i in. 2010) wskazują na istotny wpływ zmian wielkości biomasy fitoplanktonu czy stężenia chlorofilu a na stężenie zawiesiny ogólnej. Za autochtonicznym pochodzeniem ogólnej materii zawieszonej przemawia także charakter samego jeziora i jego zlewni. Brak dopływu powierzchniowego oraz zagospodarowanie zlewni z przewagą lasów i nieznaczną powierzchnią wykorzystywaną rolniczo ogranicza wpływ materii pochodzenia allogenicznego.
W strefie przydennej jeziora stężenia SPM były wyższe niż w strefie do 6 metrów głębokości (ryc. 2B). Wynikało to prawdopodobnie z nałożenia się kilku czyn76
ników: spowolnionej sedymentacji w zimniejszej wodzie przydennej, produkcji
pierwotnej zielonych bakterii siarkowych oraz resuspensji materii z dna zbiornika.
Ponadto przypadająca na okres czerwiec-październik wyraźna stratyfikacja wód
w jeziorze Mały Borek (Jarosiewicz i Witek 2009) (okres, w trakcie którego odnotowywano najwyższe stężenia SPM na głębokości 10 m) uniemożliwiała przemieszczanie się zgromadzonych w tej warstwie cząstek zawiesiny w kierunku powierzchniowych wód jeziora. Efektem dużych koncentracji materii zawieszonej w strefie
przydennej jeziora jest znaczna intensywność procesów mikrobiologicznych, przejawiająca się dużym zużyciem tlenu. Witek i Jarosiewicz (2010) podają, że w jeziorze Mały Borek, poniżej 8 m, a więc w strefie najwyższych stężeń SPM, na początku sezonu wegetacyjnego odnotowywano największą konsumpcję tlenu, efektem
czego były utrzymujące się tam właściwie przez cały pozostały okres sezonu wegetacyjnego warunki beztlenowe. Co więcej, panujące w warstwie przydennej warunki
(deficyt tlenowy, niewielka ilość światła) sprzyjają produkcji pierwotnej zielonych
bakterii siarkowych (Witek i Jarosiewicz 2010).
W sestonie jeziora Mały Borek to zawieszonej materii organicznej przypadał
zdecydowanie większy udział niż materii nieorganicznej (ryc. 3). PIM stanowiła
średnio około 25% zawiesiny. Dla porównania Stabel (1986) podaje, że w Jeziorze
Bodeńskim materia nieorganiczna stanowiła średnio około 30% suchej masy sestonu
(od 9 do 49%). Ficek (2013) opisuje, że średni udział materii nieorganicznej w całkowitej masie zawiesiny dla 15 przebadanych jezior na Pomorzu wyniósł około 22%
(dla warstwy eufotycznej). Przy czym autor ten wskazuje na duże zróżnicowanie
pomiędzy poszczególnymi zbiornikami – od 2% (np. jezioro Jeleń) do 65% udziału
PIM (jezioro Gardno). Chen i in. (2005) z kolei podają, że udział frakcji nieorganicznej w całkowitej masie zawiesiny w estuarium rzeki Skalda (Belgia) wynosił od
75 do ponad 91%.
Na pochodzenie PIM w jeziorze Mały Borek wskazywać może zależność pomiędzy zawartością zawieszonej materii organicznej a zawartością materii nieorganicznej. Wysoka dodatnia korelacja (ryc. 4) pomiędzy wymienionymi parametrami
świadczy o istotnym wpływie zmian zawartości POM na zawartość PIM. Tym samym przypuszczać można, że obecna w jeziorze zawieszona materia nieorganiczna
ma raczej biologiczne, autochtoniczne pochodzenie.
Koncentracja chlorofilu i materii zawieszonej to główne elementy determinujące
stopień przezroczystości badanych wód (Ficek 2013). Zgodnie z tym faktem wzrost
koncentracji SPM obniżać powinien głębokość zasięgu widzialności krążka Secchiego. W przypadku jeziora Mały Borek istnieje wysoka istotna statystycznie
ujemna korelacja (r = 0,811) potwierdzająca tę zależność (ryc. 6). Materia zawieszona w wodzie spełnia głównie funkcję czynnika rozpraszającego światło. Jednakże zawiesiny organiczne, zawierające liczne pigmenty fotosyntetyzujące, są silnymi
absorberami światła (Borowiak 2011). Stąd też zapewne w przypadku badanego jeziora, charakteryzującego się znaczną przewagą zawiesiny organicznej, tak wyraźna
zależność pomiędzy SPM a SD.
Materia zawieszona poza rolą, jaką odgrywa będąc aktywnym optycznie składnikiem wody, jest też ważnym czynnikiem kształtującym obieg materii w jeziorze.
Zebrane informacje na temat zawartości SPM w zbiornikach wodnych o różnym
poziomie trofii (tab. 2) wskazują, zgodnie z oczekiwaniami, że najniższe stęże77
Tabela 2
Stężenie zawiesiny całkowitej w jeziorach o różnej trofii
Table 2
Suspended particulate matter (SPM) concentration in lakes of different trophic state
Jezioro/rejon badań
78
Stan
SPM;
troficzny mg dm-3
Źródło
1
2
3
4
Gardno, Polska
H
40
Wielgat-Rychert i in. 2010
Łebsko, Polska
H
47,0
Ficek 2013
Rybiec, Polska
H
22,5
Ficek 2013
Verevi, Estonia
H
30
Ott i in. 2005
Taihu, Chiny
E
42,3
Liu i in. 2013
Chaohu, Chiny
E
43,4
Liu i in. 2013
Three Gorges, Chiny
E
46,0
Liu i in. 2013
Grand-Lieu, Francja
E
36,5
Loïc, Brient 1998
Lipno, Polska
E
6,8
Kowalczewska-Madura i in. 2009
Jarosławieckie, Polska
E
6,28
Kowalczewska-Madura i in. 2009
Jasień Pn, Polska
E
2,4
Ficek i Zapadka 2010
Jasień Pd, Polska
E
3,2
Ficek i Zapadka 2010
Swarzędzkie, Polska
E
46,2
Kowalczewska-Madura i Gołdyn 2006
Leszczewek, Polska
E
28
Czeczuga i Snarska 2001
Noren, Szwecja
E*
4
Lindström i in. 1999
Stora Aspen, Szwecja
E*
3,81
Lindström i in. 1999
Östersjön, Szwecja
E*
4,67
Lindström i in. 1999
Freden, Szwecja
E*
5,88
Lindström i in. 1999
Miastro, Białoruś
E*
4,1
Malmaeus i Håkanson 2003
Balaton, Węgry
E*
27
Malmaeus i Håkanson 2003
Ijsselmeer, Holandia
E*
40
Lindström i in. 1999
Rotcze, Polska
E*
1,74
Smal i in. 2005
Sumin, Polska
E*
9,14
Smal i in. 2005
Głębokie, Polska
E*
15,57
Smal i in. 2005
Syczyńskie, Polska
E*
35,1
Smal i in. 2005
Obłęże, Polska
E
4,1
Ficek 2013
Dobra, Polska
E
4,0
Ficek 2013
Niezabyszewo, Polska
E
8,2
Ficek 2013
1
2
3
4
Chotkowskie, Polska
E
6,6
Ficek 2013
Czarne, Polska
M
2,5
Ficek 2013
Marszewo, Polska
M
2,5
Ficek 2013
Jeleń, Polska
M
1,6
Ficek i Zapadka 2010
Zürich, Szwajcaria
M*
0,93
Lindström i in. 1999
Väsman, Szwecja
M*
1,34
Lindström i in. 1999
Övre Hillen, Szwecja
M*
1,58
Lindström i in. 1999
Nedre Hillen, Szwecja
M*
2,44
Lindström i in. 1999
Leran, Szwecja
M*
3,04
Lindström i in. 1999
Haggen, Szwecja
M*
1,51
Lindström i in. 1999
Norra Barken, Szwecja
M*
1,94
Lindström i in. 1999
Södra Barken, Szwecja
M*
2,44
Lindström i in. 1999
Amänningen, Szwecja
M*
2,72
Lindström i in. 1999
Magsjön, Szwecja
M*
4,67
Lindström i in. 1999
Virsbosjön, Szwecja
M*
3,76
Lindström i in. 1999
Erken, Szwecja
M*
2,45
Lindström i in. 1999
Örträsket, Szwecja
M*
1,41
Lindström i in., 1999
Flatsjön, Szwecja
M*
2,5
Lindström i in. 1999
Erken, Szwecja
M*
2,3
Malmaeus i Håkanson 2003
Naroch, Białoruś
M*
1,6
Malmaeus i Håkanson 2003
Kinneret, Izrael
M*
3,4
Malmaeus i Håkanson 2003
Kleszczów, Polska
M*
2,62
Smal i in. 2005
Hillesjön, Szwecja
M*
5,0
Lindström i in. 1999
Bodeńskie, Niemcy/Austria
/Szwajcaria
M1
1,1
Stabel 1986
Esthwaite Water, Wielka Brytania
M*
3,55
Lindström i in. 1999
Chuzenji, Japonia
O
1
Fukushima i in. 1989
Siggsforasjön, Szwecja
O*
2,1
Lindström i in. 1999
Iso Valkjärri, Finlandia
O*
0,5
Lindström i in. 1999
Bracciano, Włochy
O*
0,5
Lindström i in. 1999
Devoke Water, Wielka Brytania
O*
0,7
Lindström i in. 1999
* określony na podstawie stężenia fosforu całkowitego
1
na podstawie Straile i Geller (1998)
79
Ryc. 7. Rozkład częstości (w %) średniego stężenia zawiesiny w grupie 62 jezior, kolorem
czarnym zaznaczona grupa, do której należy jezioro Mały Borek (opracowanie własne na
podstawie: Czeczuga i Snarska 2001, Ficek 2013, Ficek i Zapadka 2010, Kowalczewska-Madura i in. 2009, Lindström i in. 1999, Liu i in. 2013, Loïc i Brient 1998, Malmaeus
i Håkanson 2003, Ott i in. 2005, Smal i in. 2005, Stabel 1986, Wielgat-Rychert i in. 2010)
Fig. 7. Histogram of the suspended particulate matter concentration frequency (in %) for 62
lakes, black column – the Mały Borek lake group (based on: Czeczuga i Snarska 2001, Ficek
2013, Ficek i Zapadka 2010, Kowalczewska-Madura i in. 2009, Lindström i in. 1999, Liu
i in. 2013, Loïc i Brient 1998, Malmaeus i Håkanson 2003, Ott i in. 2005, Smal i in. 2005,
Stabel 1986, Wielgat-Rychert i in. 2010)
nia materii zawieszonej odnotowywane były w jeziorach oligotroficznych (poniżej
1 mg dm-3).
Dla jezior mezotroficznych, do grupy których zaliczane jest również jezioro Mały Borek, zawartość SPM zasadniczo mieściła się w granicach od 0,93 mg dm-3 (jezioro Zürich) do 4,67 (jezioro Magsjön, Szwecja) i średnio wynosiła 2,45 mg dm-3.
W przypadku jezior eutroficznych średnie stężenie zawiesiny wynosiło 17,4 mg dm-3,
przy czym ilość ta zmieniała się w zakresie od około 2 mg dm-3 (jezioro Rotcze) do
ponad 46 mg dm-3 (Jezioro Swarzędzkie). Najwyższą średnią zawartość materii zawieszonej odnotowywano w jeziorach hipertroficznych – 35 mg dm-3. Łączne zestawienie wykonane dla 62 jezior (ryc. 7) pokazuje, że około 10% z nich stanowią
zbiorniki o zawartości materii zawieszonej poniżej 1 mg dm-3, natomiast najliczniej
(w tym zestawieniu) reprezentowane są jeziora o zawartości SPM między 20 a 50
mg dm-3 (około 25%).
Grupa jezior (SPM w zakresie 1 do 2 mg dm-3), do której zaliczone zostało
omawiane w niniejszym artykule jezioro Mały Borek, stanowi około 12%. Tym samym stwierdzić można, że w porównaniu z innymi zbiornikami wodnymi (tab. 2,
ryc. 7) jezioro Mały Borek charakteryzuje się niską zawartością materii zawieszonej,
a w grupie zbiorników mezotroficznych jego średnie stężenie SPM (1,6 mg dm-3)
jest poniżej średniej obliczonej dla 24 jezior.
80
LITERATURA
Borowiak D. 2011. Właściwości optyczne wód jezior Pomorza. Wydawnictwo Uniwersytetu
Gdańskiego, Gdańsk.
Chen M.S., Wartel S., Van Eck B., Van Maldegem D. 2005. Suspended matter in the Scheldt
estuary, Hydrobiologia, 540: 79-104.
Czeczuga B., Snarska A. 2001. Pythium species in 13 various types of water bodies of N-E
Poland, Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 70: 61-69.
Ficek D. 2013. Właściwości biooptyczne wód jezior Pomorza oraz ich porównanie z właściwościami wód innych jezior i Morza Bałtyckiego, Polska Akademia Nauk, Instytut Oceanologii w Sopocie, Rozprawy i monografie, 23, Gdańsk.
Ficek D., Zapadka T. 2010. Variability of bio-optical parameters in Lake Jasień Północny and
Lake Jasień Południowy, Limnological Review, 10: 67-76.
Fukushima T., Aizaki M., Muraoka K. 1989. Characteristics of settling matter and its role in
nutrient cycles in a deep oligotrophic lake, Hydrobiologia, 176/177: 279-295.
Jarosiewicz A., Witek Z. 2009. Seasonal translocations of nitrogen and phosphorus in two lobelia lakes in the vicinity of Bytów, (West Pomeranian Lake District), Polish Journal of
Environmental Studies, 18: 827-836.
Jeffrey S., Humphrey G. 1975, New spectrophotometric equation for determining chlorophyll
a, b, c1 and c2, Biochem. Physiol. Pfl., 167: 194-204.
Kowalczewska-Madura K., Dondajewski R., Kozak A., Gołdyn R. 2009. Fitoplankton oraz
właściwości fizyczno-chemiczne wody i osadów dennych jezior Lipno i Jarosławieckiego. W: Wielkopolski Park Narodowy w badaniach przyrodniczych. B. Walna i in. (red.),
Poznań-Jeziory: 83-94.
Kowalczewska-Madura K., Gołdyn R. 2006. Anthropogenic changes in water quality in the
Swarzędzkie Lake (West Poland), Limnological Review, 6: 147-154.
Kreeger D.A., Goulden C.E., Kilham S.S, Lynn S.G., Datta S., Interlardi S.J. 1997. Seasonal
changes in the biochemistry of lake seston, Freshwater Biology, 38: 539-554.
Lindström M., Håkanson L., Abrahamsson O., Johansson H. 1999. An empirical model for
prediction of lake water suspended particulate matter, Ecological Modelling, 121: 185-198.
Liu J., Sun D., Zhang Y., Li Y. 2013. Pre-classification improves relationship between water
clarity, light attenuation, and suspended particulates in turbid inland waters, Hydrobiologia, DOI 10.1007/s10750-013-1462-4.
Loïc M., Brient L. 1998. Wetland effects on water quality; input-output studies of suspended
particulate matter, nitrogen (N) and phosphorus (P) in Grand-Lieu, a natural plain lake,
Hydrobiologia, 373/374: 217-235.
Malmaeus J.M., Håkanson L. 2003. A dynamic model to predict suspended particulate matter
in lakes, Ecological Modelling, 167: 247-262.
Ott J., Rakko A., Sarik D., Nõges P., Ott K. 2005. Sedimentation rate of seston during the
formation of temperature stratification after ice break-up in the partly meromictic Lake
Verevi, Hydrobiologia, 547: 51-61.
Smal H., Kornijów R., Ligęza S. 2005. The effect of catchment on water quality and eutrophication risk of five shallow lakes (Polesie region, eastern Poland), Polish Journal of Ecology, 53: 313-327.
Stabel H. 1986. The role of plankton biomass in controlling fluctuations of suspended matter
in Lake Constance, Hydrobiologia, 140: 173-181.
Straile D., Geller W. 1998. The response of Daphnia to changes in trophic status and weather
patterns: a case study from Lake Constance, Journal of Marine Science, 55: 775-782.
Wielgat-Rychert M., Rychert K., Ficek D. 2010. Factors controlling pelagic production and
respiration in a shallow polymictic lake, Polish Journal of Ecology, 58: 379-385.
81
Witek Z., Jarosiewicz A. 2010. The oxygen budget of two closed, dimictic lakes in the vicinity of Bytów (West Pomeranian Lake District, northern Poland), Oceanological and
Hydrobiological Studies, 39(2): 135-145.
82