Changes in the aquatic environmental over many years in three dam reservoirs in Silesia [southern Poland] from the beginning of their existence - causes and effects

Changes in the chemical composition of the water in three dam reservoirs are presented against the background of the chemical composition of their affluents, and the effect of these changes on the phytoplankton in terms of the chlorophyll a content, are discussed. Changes in the chemical properties of the water, an increase in trophy, and the existing differences in the fertility of the water between the reservoirs are associated with the ways of utilization of the catchment basins and with their population density. On the basis of the whole collected material a scheme of the eutrophication of the examined reservoirs is presented.

Badano trzy zbiorniki zaporowe (Wisła Czarne, Goczałkowice, Rybnik) różne pod względem morfologicznym, geologicznym, przeznaczenia i oddziaływania czynników antropogennych (ryc. 1-4, tabele I, II). Przedstwiono wyniki badań właściwości chemicznych wody zbiorników i ich dopływów (ryc. 5-14). W zlewniach rzek o dużym zalesieniu i znikomej działalności gospodarczej człowieka (zlewnia Białej i Czarnej Wisełki) zmiany we właściwościach chemicznych wód były niewielkie (ryc. 5, 6). W zlewniach zurbanizowanych i poddanych przemysłowej oraz rolniczej działalności człowieka zachodził stały i prawie coroczny wzrost mineralizacji i żyzności odpływającej z nich wody (ryc. 7-9). W zbiornikach, których wody dopływów ulegały określonej tendencji zmian, zmieniały się parametry chemiczne, wyrażające się poprzez stopniowy wzrost stężenia elektrolitów i zmianę proporcji ilościowego ich występowania, a także poprzez wzrost żyzności (ryc. 10-12, 14). W górskim zbiorniku Wisła Czarne, w którym parametry wody dopływów w perspektywie wielolecia nie podlegały istotnym zmianom, właściwości chemiczne wody, pomimo rozpiętości stężeń, były raczej stałe (ryc. 10). W badanym okresie w zbiornikach warunki tlenowe były względnie dobre (ryc. 10, 13, 15). W zbiorniku Wisła Czarne przeciętne ilości pigmentu asymilacyjnego na przestrzeni badanych lat nie ulegały istotnym zmianom. W zbiornikach Goczałkowice i Rybnik, średnie ilości chlorofilu “a” w sezonie wegetacyjnym były coraz wyższe w miarę wzrostu żyzności ich wody (ryc. 16). Ponadto zachodziła w tych zbiornikach stopniowa zmiana dominacji podstawowych grup systematycznych fitoplanktonu. Po początkowej przewadze Bacillariophyceae następował stopniowy spadek ich dominacji, a w fitoplanktonie rósł udział grup Chlorophyta z jednoczesną ekspansją sinic (Cyanophyta), które stały się dominantem tworzącym letnie zakwity wody (ryc. 17-19). Czynnikiem decydującym o stopniu trofii jest fosfor. Stwierdzono zależność przeciętnej ilości chlorofilu “a” i produkcji pierwotnej fitoplanktonu za sezon wegetacyjny od średniej rocznej koncentracji fosforu ogólnego w wodzie badanych zbiorników (ryc. 20). Ładunki fosforu wnoszonego do zbiorników są 4-krotnie wyższe dla zbiornika Goczałkowice i 6-krotnie dla Rybnika, zaś dla zbiornika Wisła Czarne dwukrotnie niższe od wartości dopuszczalnych (ryc. 21, tabela III). Podstawowymi przyczynami mającymi wpływ na wielkość odpływu fosforu ze zlewni są gęstość i zmiany zaludnienia (ryc. 22). O ilości odpływającego azotu z poszczególnych zlewni decyduje, oprócz gęstości zaludnienia, stopień rolniczego wykorzystania zlewni (ryc. 23). Przedstawiono generalny schemat ewolucji chlorofilu “a” w relacji do zawartości fosforu ogólnego w badanych zbiornikach (ryc. 24).