Rizika vysychání toků - očekávané dopady klimatické změny na jejich oživení Petr Pařil1,2, Světlana Zahrádková1,2, Michal Straka4, Pavla Řezníčková3, Lenka Tajmrová2,4, Vít Syrovátka1,2, Pavel Treml1, Marek Polášek1,2, Denisa Němejcová1, Libuše Opatřilová1 a Jiří Kokeš1
1 Výzkumný 3
Ústav rybářství a hydrobiologie, Agronomická fakulta MENDELU, Brno
4 WELL 2
ústav vodohospodářský TGM, v.v.i., pobočky Brno a Praha
consulting, s.r.o., Brno
Ústav botaniky a zoologie, Př. f., Masarykova univerzita, Brno
donor:
Technologická agentura ČR (TA02020395)
Budoucí rizika vysychání toků •
•
predikce vzniku suchého pásu ve střední a vých. Evropě v r. 2030 (Report of USA National Intelligence Council) změna klimatu – větší rozkolísanost srážek (+ zima, – léto) – Tvody +3 °C do r. 2050 (Prudence), růst evapotranspirace = vyšší frekvence úplného vysychání toků 1-4. řádu
•
zásadní změna podmínek v toku – kyslík, proudění, teplota, chemizmus, samočištění = výrazná změna bioty
•
úplné vysychání v ČR dosud nestudováno – stanovovány minimální průtoky
•
oblasti vysychavých toků nezmapovány – mapy sucha dosud pro zemědělské účely, zásoby podzemní vody, riziko požáru atd.
•
grant TA ČR 2012-15
Environmental Water Scarcity Index
Koncept projektu • otázky praxe: – je povodí ohroženo rizikem vysychání? – skutečně tok v minulých letech vyschnul?
• navrhované výstupy: – Retrospektivní metoda bioindikace vysychání toků – Mapy rizika ohrožení toku vyschnutím (pod 500 m n.m.)
• výhody: – metodika pro menší toky do 4. řádu (soustavně nesledovány) – zpětná indikace i kratší suché periody v nedávné minulosti (vzorkování při běžném průtoku) – mapy rizika vyschnutí – zahrnutí nejen kombinací klasických GIS vrstev ale navíc validace map výskytem vyschnutí v minulosti
Východiska metodiky: • úplné vyschnutí (Q = 0) je „ekologický filtr“ = změna společenstva • nejvhodnější makrozoobentos (vodní bezobratlí) – vhodná reakční rychlost (délka životního cyklu, rekolonizace) – člověk společenstvo přímo neovlivňuje – přítomen na všech typech toků – česká vzorkovací metoda PERLA zavedená na podnicích Povodí (specialisté)
Indikace založená na změnách:
nevysych.
vysychavé toky
• zastoupení vlastnosti druhů –„species traits“ • hydrobiologických indexů (multimetrik)
suho
• druhového složení – indikátorové druhy
čas
SALAMANDER data
Počet druhů a hustota osídlení Celkový počet druhů
Celková početnost (log)
vysychavé
permanentní
vysychavé
0.8 0.0
0.000
0.002
0.2
0.004
0.4
0.006
0.6
0.008
0.010
abundance (log)
počet druhů
LSS
INT
podzim jaro
REF
permanentní
0.2 0.0
0.1
0.4 0.2
non outliers outliers
0.0
• počet jedinců klesá méně výrazně
0.3
0.8
75% quartil median 25% quartil
0.6
• výrazné snížení počtu druhů
0.4
1.0
LSW
INT
REF
Proč sledovat biodiverzitu toků? mezinárodní závazky ČR • Ramsarská úmluva - ochrana mokřadů (Litovelské Pomoraví, Poodří , Mokřady Liběchovky a Pšovky) • Bernské úmluvy - ochrana volně žijících živočichů • Karpatská úmluva – ochrana a udržitelný rozvoj Karpat • Úmluva o biologické rozmanitosti – ochrana biodiverzity
strategické cíle a legislativa EU • Strategie přizpůsobení se změně klimatu v podmínkách ČR adaptační plán MŽP • Monitoring povrchových vod dle Rámcové směrnice o vodách – informace o ekologickém stavu
1. zaplavení
sucho
2. zaplavení
s
hloubka teplota
sucho
databáze SALAMANDER
Potenciální indikátory – odlišná funkce během sezóny? (NMDS, log abundance; Bray-Curtis dissimilarity)
hltanovka bahenní
beruška vodní
blešivec potoční
podzim
vysychavé permanentní toky toky
jaro
jepice (Baetis muticus)
• indikační potenciál druhů se liší dle sezóny (jaro/podzim)
databáze SALAMANDER
Odlišení permanentních x vysychavých toků (349 perm./28 vysych., 3 typy metrik, klassifikační stromy)
Indikátorové druhy
Vysychavé Permanentní ↑ Asellus aquaticus ↓ ↓ Baetis muticus ↑ ↓ Gammarus fossarum ↑ ↓ Rhyacophila fasciata ↑
Biotické indexy
Vlastnosti druhů
Vysychavé
Permanentní Vysychavé Permanentní ↓ kouskovači ↑ ↓ počet druhů ↑ ↓ lezoucí druhy ↑ ↓ počet druhů ↑ ↓ proudomilné druhy ↑ jepic, pošvatek, chrostíků ↑ jednoletý vývoj ↓ ↑ nárůst ↓ pokles
Správné odlišení vysychavých/permanentních toků (sezónní přístup)
27% 71%
podzim jaro
100% 99%
55% 82%
podzim jaro
100% 99%
(procento správně zařazených vzorků)
45% 47%
podzim jaro
100% 97%
Zpřesňování rozsahu vyschnutí 3 kategorie na základě dat z projektu BIOSUCHO
– permanentní toky – stálý průtok
– suchem ohrožené toky • krátké přerušení toku < 5-10 dní • izolované tůně
– vysychavé toky • dlouhé přerušení toku > 10 dní • kompletní vyschnutí > 1 km
BIOSUCHO data
Vysychavé i vysycháním ohrožené toky lze dle bentosu odlišit od permanentních jaro
podzim
NMDS (log trans. abundance , Jaccard dissimilarity, stress 0.13-0.14)
VALIDACE MAP
Výskyt vysychavých toků
(většina pozorovaných vyschnutí spadá do rizikových oblastí – odchylky např. v krasech + další zpřesňování)
VALIDACE MAP
Výskyt indikátorových druhů nejlepší shoda s predikcí – druh po vyschnutí vymizel (jepice)
Postup využití výstupů v praxi území vyššího rizika vysychaní toků dle map
dle vodních bezobratlých ověření reálnosti výskytu vysychání - index BIOSUCHO při potvrzení vysychání navrhnout opatření Podklad pro: • tvorba plánů povodí (plnění požadavků RSV) -
implementace do databáze LabSys - hodnocení toků dle rizika vyschnutí)
• hodnocení rizik v územně-plánovací praxi • hodnocení záměrů v kontextu lokálních povodí (EIA)
obojživelníci
slepýš
Kdo „filtruje“ naše milá zvířátka?
krtek divoké prase
SUCHO!
Náš tým děkuje za pozornost!
Workshop BIOSUCHO 11. září 2014 VÚV Praha www.vuv.cz
www.sucho.eu
