Biologický monitoring

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství

your name your caption here

Historie your name your caption here

Biologický monitoring Mgr. Gabriela Šťastná Ph.D.

Biomonitoring

Biomonitoring



•nerozpuštěné látky •toxické látky •netoxické látky

•pH •rozpuštěný kyslík •živiny

Chemie vody

Biologické společenstvo •dostupnost habitatů •stabilita dna a břehů •charakter podkladu

•hloubka •rychlost •doba zdržení

Hydrologie

Ekomorfologie

Indikační skupiny organismů


your name

your name

your caption here

your caption here

Skupina organismů

Časové měřítko

Prostorové měřítko

Skupina organismů

Časové měřítko


Řasy

dny-týdny

m2

Řasy

dny-týdny

m2

Makrofyta

roky

několik 100 m2

Makrofyta

roky

několik 100 m2

Pobřežní vegetace

desetiletí

km2


desetiletí

km2

Makrozoobentos

měsíce - rok

několik 100 m2

Ryby

roky

km2 – celé povodí

Makrozoobentos

měsíce - rok

Ryby

roky

několik 100

m2


1



your name

your name

your caption here

your caption here

Skupina organismů

Časové měřítko


Skupina organismů

Časové měřítko


Řasy

dny-týdny

m2

Řasy

dny-týdny

m2

Makrofyta

roky

několik 100 m2


desetiletí

km2

Makrozoobentos

měsíce - rok

několik 100 m2

Ryby

roky


Makrofyta

roky


desetiletí

Makrozoobentos Ryby

měsíce - rok roky

několik 100

m2

km2 několik 100

m2


Indikační skupiny organismů your name

Makrozoobentos your name

your caption here

your caption here

Skupina organismů

Časové měřítko


Řasy

dny-týdny

m2

Makrofyta

roky

několik 100 m2


desetiletí

km2

Makrozoobentos

měsíce - rok

několik 100 m2

Ryby

roky


• • • • • •

vidět pouhým okem žijí v těsné blízkosti dna omezená pohyblivost různé požadavky na prostředí různá citlivost vůči vlivům integrují environmentální vlivy

• závislost na charakteru podkladu • sezónní výskyt

Makrozoobentos

Makrozoobentos

your name

your name

your caption here

your caption here

• Červi

• Pijavice

Stylaria lacustris

Helobdella sp.

Tubifex tubifex Lumriculus variegatus

Erpobdella octoculata Glossiphonia complanata

2

Makrozoobentos

Makrozoobentos

your name

your name

your caption here

your caption here

• Mlži

Planorbis corneus

• Plži

Sphaerium corneum

Unio pictorum

Ancylus fluviatilis

Margaritana margaritifera

Radix ovata

Dreissena polymorpha

Viviparus viviparus

Makrozoobentos

Makrozoobentos

your name

your name

your caption here

your caption here

• Pavouci

• Korýši

Agyroneta aquatica Asellus quaticus

Gammarus lacustris

Dolomedes fimbriatus Hydrachna sp.

Oniscus asellus

Makrozoobentos

Makrozoobentos

your name

your name

your caption here

Chrostíci – Anabolia sp.

Chrostíci – Hydroptila sp.

• Larvy vodního hmyzu

your caption here

Brouci – Dytiscus sp.

Dvoukřídlí – Hemerodromia sp.

• Larvální stádia vodního hmyzu Dvoukřídlí - Ceratopogonidae Brouci – Elmis aenea

Ploštice - Nepa cinerea

Vážky – Lestes sp. Chrostíci – Rhyacophila sp.

Chrostíci – Limnephilus sp.

Brouci – Orectochilus villosus Dvoukřídlí - Culicidae

Dvoukřídlí – Dicranota sp.

Jepice – Ephemera sp. Brouci – Acilius sp.

Dvoukřídlí – Chironomidae Dvoukřídlí – Simulium sp

Střechatky – Sialis fuliginosa Chrostíci – Brachycentrus sp. Pošvatky – Perla marginata

Dvoukřídlí – Tipula sp.

3

Distribuce organismů v toku your name

Distribuce organismů v toku your name

your caption here

your caption here

Vzorkovací metody your name

Odběr vzorku - stanovení úseku your name

your caption here

your caption here

• Ekologická kvalita – Semikvantitativní odběr – Kvantitativní odběr

• Pro stanovení celkové ekologické kvality toku je nutné odebírat vzorky z nejrůznějších biotopů

• Vliv kvality vody • Charakteristický úsek • Odběrový úsek • Odběrová místa

• Obnova - drift

Odběr vzorku your name your caption here

Odběr vzorku - semikvantitativní your name your caption here

• za normálního vodního stavu (Q270d) • pro semikvantitativní a kvantitativní odběr se používají ruční sítě (ČSN EN 27828) • vlastní odběr – metoda kick sampling

4

Odběr vzorku - kvantitativní

Odběr vzorku – vliv chemické kvality

your name

your name

your caption here

your caption here

• uniformní habitat pro kolonizaci – obchází problém s nevhodností substrátu • Uložení vzorkovačů a jejich postupné odebírání • Ovlivnění kolonizace: – roční doba – zrnitostní frakce



your name

your name

your caption here

your caption here

Transfer 5 substrates from downstream to upstream; leave 5 substrates downstream.

Transfer 5 substrates from upstream to downstream; leave 5 substrates upstream.

your name

Odběr vzorků – pro sledování kolonizace

your caption here

• Cesty kolonizace: – – – –

Zpracování vzorku your name your caption here

z horní části po proud = drift z blízkého okolí přilétnutím z vajíček

• náhodné vybrání buněk • minimálně 300 jedinců • dopočet do 100 buněk

• Narušení kolonizace: – – – – –

roční období mobilita druhů průtok morfologie nad a pod stupeň narušení

• na lokalitě organismy částečně vybrány a fixovány 4% formaldehydem • Měkkýši, korýši – lépe ihned 70% ethanol • V laboratoři po 24 hodinách – přefixování ethanolem • Subsamplování:

TO 

PočetVybranýchOrganismů 100 PočetVybranýchBuněk

%OM 

# OrganimsMissed .  100 TotalOrganismsFound

5

Zpracování vzorku

Zpracování vzorku v laboratoři

your name

your name

your caption here

your caption here

• Determinační klíče • Určení do co nejnižší taxonomické úrovně – Čeleď – Sphaeriidae – Rod - Sphaerium sp. – Druh – Sphaerium corneum

your name

Vyhodnocení Základní charakteristiky a indexy

your caption here

your name

Vyhodnocení základní charakteristiky a indexy

your caption here

• Počet druhů

• Ekologické skupiny - porovnání např potravních skupin

– Zdravé prostředí • více druhů • jeden druh dominantní a více doprovodných • přítomnost vzácných druhů

– Narušené prostředí • málo druhů • tolerantní druhy

• Počet jedinců – Narušením – zvyšuje se početnost tolerantních

your name

Vyhodnocení Základní charakteristiky a indexy

your caption here

Referenční společenstvo

Sledované společenstvo

W

W

Zs

Zs

H

H

Zk

Zk

S

S

F

F

R

R

P

P

So

So

Saprobní index your name your caption here

• Organické zatížení – Saprobní index – ASPT index – RETI index

• Morfologická degradace – Preference vůči habitatům – Preference vůči rychlostem proudění

• Obecná degradace – Index diversity – Potravní preference

S

i





s

s

i

h

h

i

i

i

i

i  1 s



i

i

i  1

kde:

si je individuální saprobní index hi je stupeň hojnosti i-tého druhu (Marvan, 1969; cit. Sládeček a kol., 1981)

6

ASPT index

RETI index

your name

your name

your caption here

your caption here

• Každé čeledi se přiřadí indikační hodnota – skóre

• Vychází z potravní orientace nalezených organismů RETI 

• Citlivější = vyšší skóre • ASPT = součet skóre/počtem skórujících čeledí • Ztrácí se individualita jednotlivých druhů/čeledí

gs xy sh mi gc af pf ot

n

n

gs

gs

  n xy   n sh

  n xy   n sh  nmi   n gc   naf  n pf   not

seškrabávači (grazers and scrapers), požírači dřeva (xylophagous taxa), rozmělňovači (shredders), napichovači (miners), sběrači (gatherers/collectors), aktivní filrtátoři (active filter), pasivní filtrátoři (passive filter), ostatní (other feeding types)

Index diversity

Víceparametrické indexy

your name

your name

your caption here

your caption here

• Zahrnuje:

• B-IBI

– počet druhů – druhovou pestrost – vyrovnanost

– srovnává základní atributy společenstva – hodnotí zdraví a kvalitu společenstva Hodnocení • • • • •

Shannon-Wienerův index s

H ´ 



i 1

 ni   n     ln  i   n   n 

celkový počet taxonů počet taxonů Ephemeroptera počet taxonů Plecoptera počet taxonů Trichoptera procentuelní zastoupení nejpočetnějšího taxonu

Výborný (Excellent)

19-22

Dobrý (Good)

14-18

Střední (Fair)

9-13

Špatný (Poor)

5-8

Velmi špatný (Very poor)

(Odum, 1977)

Indexy podobnosti your name

your name

your caption here

Stav

23-25

Metody hodnocení vycházející z požadavků Směrnice 2000/60/ES

your caption here

Rozdíly mezi společenstvy Jaccardův index:

• Dosažení dobrého ekologického stavu • Srovnáním s referenčními lokalitami

o j d

P J 1  100

– nezatížené, či minimálně zatížené

Sörensenův index: So 

• AQEM – stresor specifický přístup

A Comprehensive Method to Assess European Streams Using Benthic Macroinvertebrates, Developed for the Purpose of the Water Framework Directive

2o100 jd

Sokalův index: s

Pv 

 p i 1

 pik 

2

ij

bere v úvahu i početnost (abundanci)

• PERLA – místně specifický přístup

(Kokeš, Vojtíšková, 1999)

7

AQEM

AQEM

your name

your name

your caption here

your caption here

Přirozený stav Neovlivněný

• Různé typy toků – různá společenstva • 28 typů toků – zařazení do ekologického stupně (pomocí klíčových indexů) • Cíle AQEM:

Postupný vývoj, antropogenní známky

Není totožný

Pozorování

Stávající stav

Referenční stav

Výsledek antropogenních aktivit

– klasifikace a zařazení toků do 5 ekologických tříd kvality – informovat o příčinách možné degradace

Přírodě blízký stav, minimální antropogenní zatížení

Cílový stav Dosažitelný kompromis mezi požadavky na užívání a ochranou vodního toku

Referenční stav

Stávající stav

your name

your name

your caption here

your caption here

Referenční podmínky

Seznam taxonů

your name

Index 1 (např. počet EPT taxonů)

skóre

Index 2 (např. diversita podle Simpsona)

skóre

Index 3 (např. % pastevců)

skóre

Index 4 (např. saprobní index)

skóre

Index 5 (např. % org. preferující prostředí litorálu)

skóre

Referenční podmínky

Index 1

skóre

Index 2

skóre

Index 3

skóre

Index 4

skóre

Index 5

skóre

Třída kvality pro modul organického zatížení

Třída ekologického stavu

Predikční systém PERLA program HOBENT

your caption here

Seznam taxonů

your name

Třída ekologického stavu Třída kvality pro modul morfologické degradace

Predikční systém PERLA program HOBENT

your caption here

• srovnává stávající společenstvo s cílovým společenstvem • cílové společenstvo – nulové / minimální ovlivnění • cílové společenstvo  na základě hodnot proměnných prostředí  porovnání s referenční lokalitou

• Parametry prostředí: – – – – – – –

Vzdálenost od pramen Nadmořská výška Spád Šířka toku Hloubka toky Rychlost proudění Substrát

8

B index your name

your name

your caption here

Definice ekologického stavu dle směrnice 2000/60/ES

your caption here

• Vyjadřuje podobnost sledovaného společenstva od referenčního • Hodnoty blízké 1 – přírodní, nenarušený • Se vzdáleností od 1 – roste narušení

• Velmi dobrý

Žádné či velmi malé odchylky od RP

• Dobrý

Malé odchylky od RP

• Střední

Střední odchylky od RP

• Poškozený EQR =

• Zničený

Definice ekologické kapacity your name

your name

Referenční biologická hodnota

Definice ekologické kapacity v souladu se směrnicí 2000/60/ES

your caption here

your caption here

Kapacita = schopnost snášet narušení

• Velmi dobrý

Referenční

– Užitný potenciál

• Dobrý

Cílový

– Odolnostní potenciál

• Střední

Vratné narušení

– resistence – resilience

• Poškozený

Vyčerpání kapacity = nevratné narušení

your name

Definice ekologické kapacity v souladu se směrnicí 2000/60/ES

your caption here

• Zničený

Zjištěná biologická hodnota

} Nevratné narušení

Testy toxicity your name your caption here

• Velmi dobrý

Kapacita na dlouhodobá i akutní narušení

Spodní hranice ekologické kapacity → Kapacita na akutní narušení hranice střední-poškozený stav

• Dobrý

• Střední

Nulová kapacita, nutné zlepšení

• PoškozenýEkologická kapacita

}

Ekologický deficit, nutné zlepšení

= rozdíl mezi touto hranicí a aktuálním stavem

• Zničený

9

your name

Schránky pro in situ toxicity test

your name

your caption here

your caption here

•Testovací organismy Chironomus riparius – 10 denní test, přežití a růst Hyalella azteca - 28 denní test, přežití a růst Hexagenia sp. – 21 denní test, přežití a růst Tubifex tubifex- 28 denní test, přežití a reprodukce

•Testy Ex situ In situ

• 5 schránek po 20 Hyalella azteca umístěny na sledovanou lokalitu

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství


Děkuji za pozornost

[email protected]

10

Biologický monitoring

Recommend Documents