Výsledky projektu

Pro studium dopadů acidifikace, eutrofizace a dopadů globální změny klimatu byla založena v roce 1994 síť 14 malých pramenných povodí. Malá povodí o plochách desítek až několika stovek hektarů představují ideální výzkumné lokality pro hodnocení hydrologických a hydrochemických bilancí. Jednotnou metodikou – kontinuální měření průtoků v uzávěrovém profilu, měsíční analýzy složení srážek, podkorunových srážek a povrchového odtoku – slouží pro výpočet látkových toků ekologicky významných složek (dusík, fosfor, uhlík, hliník, bazické kationty, atd.). V současné době je k dispozici 20 let nepřetržitého sledování látkových bilancí ekologicky významných prvků v měsíčním/týdenním časovém rozlišení.

Stávající výzkum ukázal rapidně se měnící chemické složení srážek a povrchových vod na území České republiky. Primárně jako odezva na snížené vstupy okyselujících látek (redukce depozice síry). Změna chemického složení povrchových vod má zásadní vliv na biodiverzitu bezobratlých v pramenných oblastech. Tudíž, změna chemického složení povrchových vod má vliv na ekologickou funkci toků a významně ovlivňuje resistenci vodních ekosystémů vůči tlakům ze strany pozměněné hydrologické situace způsobené globální změnou klimatu.

Zásadní vliv složení povrchových vod na diverzitu makrozoobentosu byl v minulosti prokázán na vybraných povodích ze sítě GEOMON. Unikátnost dlouhodobých údajů o chemickém složení jednotlivých složek v povodí je zřejmá v kontextu těsného vztahu mezi chemickým složením vod a diverzitou jednotlivých rostlinných či živočišných taxonů. Modelované odhady chemického složení povrchových vod mohou přeneseně sloužit k odhadům změn v diverzitě rostlin a živočichů tyto pramenné oblasti obývající. Pokud jsou tyto odhady uskutečněny na organismech s vysokým indikačním potenciálem vyjádření kvality biotopu, např. druhové složení bentických řas, můžou takto získané závislosti a projekce sloužit k budoucímu odhadu nejen chemického, ale i ekologického statusu dotčeného území.

Atmosférické srážky

Ve 14 malých lesních povodí sítě GEOMON probíhá dlouhodobý monitoring látkových toků ekologicky významných prvků ve srážkách a povrchových vodách. Vzorky jsou odebírány po dobu celého trvání projektu v měsíčním intervalu.

Ve vzorcích jsou měřeny následující parametry: Na⁺, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺, Cl^-, F^-, Mn, Fe, Zn, Al, As, Cd, Pb, Ni, DOC rozpuštěný organický uhlík) a DON (rozpuštěný organický dusík), dále pH a vodivost. Výstupem je databáze látkových toků za sledované období, které jsou prezentovány v měsíčním intervalu.

Chemismus potoků

Na území všech 14 sledovaných malých lesních povodí probíhá sledování odtoku ekologicky významných prvků v povrchových vodách. Vzorky vod jsou odebírány po dobu celého trvání projektu v měsíčním intervalu.

Ve vzorcích jsou měřeny následující parametry: Na⁺, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺, Cl^-, F^-, Mn, Fe, Zn, Al, As, Cd, Pb, Ni, DOC rozpuštěný organický uhlík) a DON (rozpuštěný organický dusík), dále pH a vodivost. Výstupem je databáze látkových toků za sledované období které jsou prezentovány v měsíčním intervalu.

Chemismus půd

Půdy v povodí jsou největší zásobárnou bazických kationtů (Ca, Mg, K) a dalších ekologicky významných živin (P, N). Z celého ekosystému je také v půdách vázáno největší množství uhlíku. Půdy byly odebírány ve 14 povodích na základě výběru ploch definovaných v GIS (vážený výběr vycházející z porostních, topografických a půdních charakteristik povodí).

Byly provedeny kvantitativní odběry půd, které vycházejí z metodiky ICP Forest a zahrnují kvantifikaci jednotlivých půdních vrstev definovaných jako L, F, H, 0-10, 10-20, 20-40 a 40-80cm. V každém horizontu budou stanoveny obsahy výměnných kationtů (Ca, Mg, Na, K) ve výluhu 0,1M BaCl2, výměnné (1M KCl) pH a pH ve vodě, výměnná acidita a spočtena kationová výměnná kapacita (CEC) a bazická saturace (BS).

Jednotlivé vysušené půdní vzorky pak byly analyzovány v laboratořích České geologické služby.

Výsledky jsou prezentovány formou tabelárních přehledů zásob živin v půdách a formou mapových výstupů v prostředí GIS.

Vegetace a biodiverzita

Ve všech 14 povodích proběhly odběry vzorků asimilačních orgánů reprezentativních stromů v povodí. Dále byly odebrány vývrty Presslerovým nebozezem vzorků dřeva. Ve vzorcích biomasy jsou stanoveny celkové obsahy Ca, Mg, K, C, N, a P.

Chemismus povrchových vod v pramenných oblastech ČR prošel v 2. polovině 20. století výrazným okyselením, kdy složení vody (nízké pH, vysoké hodnoty toxického Al) mělo negativní vliv na diverzitu živočichů a rostlin (ryby, makrozoobentos, plankton, atd.). Přestože se povrchové vody úspěšně regenerují z acidifikace, biologická regenerace je zpožděná a její budoucí trajektorii lze jen těžko odhadnout. V rámcové směrnici o vodách (Water Framework Directive) je zakotven požadavek monitoringu fytobentosu v řekách jako ukazatele ekologického stavu vodotečí. Složení fytobentosu je účinným bioindikačním prostředkem ke zjištění ekologického stavu, kdy zejména rozsivky jsou vhodným indikátorem složení celého společenstva fytobentosu. Ke zjišťování trofického stavu a míry acidity prostředí se využívají též nerozsivkové druhy bentických řas. Ty jsou zejména vhodné ke stanovení míry živinové úrovně vod (tzv. perifyton index of trophic status PIT) a míry acidifikace (acidification index perifyton AIP).

Vyhodnocení závislosti složení diverzity společenstev bentického fytoplanktonu na chemismu vod je využito k odhadu budoucích změn v diverzitě primárních producentů a k predikci, kterým směrem se bude vyvíjet ekologický stav zkoumaných povodí. Toto je důležitý aspekt, protože ekologický status, tak jak je definován v Rámcové směrnici o vodách, je definován skrze strukturu a funkci ekosystémů, čehož jsou bentické organismy důležitou součástí.