6. Ocena stanu środowiska przyrodniczego zlewni badawczej w roku 2013

Rok 2013 był kolejnym okresem, w którym na obszarze zlewni badawczej realizowano zaplanowane programy pomiarowe w zakresie podstawowym, chociaż nie zawsze z zakładanym skutkiem. Po raz kolejny w całym sezonie nie zebrano odpowiedniej ilości roztworów glebowych do wykonania analiz fizyczno-chemicznych. Wydaje się, że jedną z przyczyn tego nie mogła być wielkość opadów atmosferycznych, gdyż rok 2013 charakteryzował się dość wysokimi opadami - w porównaniu do średnich opadów z Sobolewa z okresu 2002-2012 były one wyższe o 15,7 mm, a w porównaniu do średniej sumy z wielolecia 1971-2001 dla Suwałk były wyższe o 37,6 mm. Przyczyny takiej sytuacji należy szukać zatem gdzie indziej. Możliwe, że tkwi ona w urządzeniu zbierającym roztwory glebowe. Aby to sprawdzić w minionym roku zainstalowano nowe lizymetry. Jest to system do automatycznego poboru prób roztworu glebowego, z regulacją podciśnienia w systemie, w odniesieniu do aktualnej siły ssącej gleby mierzonej za pomocą tensjometru elektronicznego, podłączonego do pompki podciśnieniowej z elektronicznym układem sterującym i wbudowanym rejestratorem danych. Już pierwsze próbne wyniki wskazywały, że przynajmniej z wierzchniej warstwy gleby możliwe będzie zebranie wystarczającej ilości roztworu, aby można było przeprowadzić analizy fizykochemiczne.

Wyniki uzyskane w poszczególnych programach pomiarowych nie wskazują na drastyczne zmiany w środowisku, które mogłyby pogorszyć stan środowiska przyrodniczego zlewni. Większość badanych parametrów fizykochemicznych była na podobnym poziomie, co w latach poprzednich i nie stanowiła widocznego zagrożenia dla środowiska. Wyniki te potwierdzają fakt, że zmiany obserwowane w przyrodzie spowodowane zostały czynnikami innymi, niż zanieczyszczenie środowiska.

Zarówno z wyników uzyskanych w poprzednich latach, jak i w 2013 roku wynika, że wielkość ładunków oraz stężeń badanych jonów, takich jak m.in.: siarczany, azotany, fosforany, chlorki, wapń, potas czy sód, jest niewielka i nie powinna stanowić zagrożenia dla żyjących tu organizmów. Powietrze atmosferyczne jest czyste, a zawartości w nim dwutlenku azotu czy dwutlenku siarki są wielokrotnie niższe od poziomu dopuszczalnego w Polsce. Również stężenia innych jonów w powietrzu są nieznaczne, o czym świadczą niskie zawartości badanych pierwiastków w opadach atmosferycznych, które „wymywają” z powietrza zanieczyszczenia, czy w plechach porostów, które pochłaniają wszystkie składniki powietrza całą swoją powierzchnią. Podobnie, właściwości fizykochemiczne wód podziemnych wskazują na ich wysoką jakość, która nie odbiega od ogólnej charakterystyki wód w utworach czwartorzędowych i świadczy o niewielkim oddziaływaniu lokalnych źródeł zanieczyszczeń.

Rzeka Czarna Hańcza, wraz ze wszystkimi dopływami o zróżnicowanym charakterze, stanowi drogę przemieszczania się wody, substancji mineralnych i biogennych oraz materii organicznej przez geoekosystemy zlewni. W kształtowaniu chemizmu wód rzeki największe znaczenie mają źródła zanieczyszczeń położone powyżej obszaru zlewni badawczej. Czarna Hańcza przepływa przez miasto Suwałki i odbiera oczyszczone ścieki z miejskiej oczyszczalni ścieków. Jakość wód rzeki w dużym stopniu uzależniona jest od ilości i jakości odprowadzanych do niej ścieków. W latach 1993-1995 dokonano modernizacji suwalskiej oczyszczalni i rozbudowano ciąg technologiczny części ściekowej, wprowadzając biologiczną defosfatację (z okresowym wspomaganiem chemicznym), nitryfikację i denitryfikację. Według obowiązującego do stycznia 2017 roku pozwolenia wodnoprawnego, minimalny procent redukcji zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych wynosić ma co najmniej: 90% BZT₅, 75% ChZT, 85% azotu ogólnego, 90% fosforu ogólnego i 90% zawiesin. Stężenia substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, występujące w oczyszczonych ściekach komunalnych, nie mogą aktualnie przekraczać: 10 mg N-NH₄/dm³, 30 mg N-NO₃/dm³, 0,06 mg Hg/dm³ (wartość średnia dobowa), 0,5 mg Ni/dm³, 0,5 mg Pb/dm³, 0,1 mg As/dm ³.

Coraz lepsze i skuteczniejsze metody oczyszczania ścieków komunalnych przyczyniają się do lepszego stanu wód Czarnej Hańczy. W 2013 roku prawie wszystkie badane parametry fizykochemiczne zawierały się w I klasie czystości w obu punktach pomiarowych (Sobolewo, Ujście). W II klasie czystości, na obu punktach pomiarowych, była jedynie zasadowość ogólna, a w Sobolewie BZT₅.

W całym okresie prowadzenia monitoringu zintegrowanego, z reguły, przy ujściu Czarnej Hańczy do jeziora Wigry (Ujście) stwierdzane były wyższe ładunki badanych jonów, niż w Sobolewie. Wskazuje to na dopływ do rzeki dodatkowego ładunku jonów pomiędzy badanymi punktami. Wielkość tego ładunku w dużej mierze będzie zależała od ilości źródeł zanieczyszczeń, ich rozmieszczenia w zlewni oraz charakteru i wielkości. Zlewnia badawcza WIGRY ma głównie charakter leśno-torfowiskowy, a tereny rolnicze i zurbanizowane stanowią niewielką jej część. Pomimo tego nie należy pomijać faktu, że w kształtowaniu chemizmu wód rzeki mogą brać udział zanieczyszczenia punktowe - odcieki z pryzm obornika i zbiorników na nieczystości płynne (ścieki bytowo-gospodarcze), czy zanieczyszczenia powierzchniowe - spływy z użytkowanych pól i łąk. Określenie wielkości wpływu tych źródeł zanieczyszczenia na przyrodę zlewni jest trudne i kosztowne. Ze względu na wyjątkowe walory przyrodnicze, jakimi odznacza się cała dolina Czarnej Hańczy pomiędzy Sobolewem a jeziorem Wigry, wskazane są działania ograniczające nawet najmniejsze dopływy zanieczyszczeń do środowiska. Biorąc pod uwagę dotychczasowe wyniki stanu jakości wód rzeki oraz chcąc jak najlepiej zabezpieczyć przestrzeń przyrodniczą zlewni badawczej WIGRY, podjęto decyzję o wybudowaniu w trzech gospodarstwach rolnych, położonych w dolinie rzeki, płyt obornikowych i zbiorników na gnojowicę. Urządzenia te przyczynią się do zatrzymania spływu zanieczyszczeń odzwierzęcych pochodzących z tych gospodarstw. W 2013 roku urządzenia takie, przy wsparciu finansowym Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, w ramach współfinansowania projektu LIFE+, zostały wybudowane i oddane do użytkowania (Fot. 22).

Fot. 22. Płyta obornikowa w Sobolewie

Analizując wielkości zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego zlewni badawczej z dużym prawdopodobieństwem można przyjąć, że czynnik ten nie decyduje, lub decyduje tylko w niewielkim stopniu i to lokalnie, o zmianach zachodzących w środowisku. Na ogół gatunki grzybów, roślin, śluzowców i zwierząt mają zapewnione dobre warunki bytowania i ich występowanie czy wielkość populacji nie jest w sposób istotny ograniczana tym czynnikiem. Zatem zmiany obserwowane w przyrodzie, a zwłaszcza w biocie porostów, są wynikiem innych czynników środowiskowych.

Już wcześniejsze obserwacje przyrodnicze wskazywały, że stan przyrody zlewni i jej otoczenia w bardzo dużym stopniu zależy od warunków termiczno-opadowych. To temperatura powietrza, gleby i wody decyduje o przeżywalności i aktywności wielu gatunków roślin i zwierząt, a dostępność wody dla organizmów, zwłaszcza na początku sezonu wegetacyjnego, decyduje o ich różnorodności gatunkowej, liczebności, sukcesie rozrodczym oraz kondycji. Biorąc pod uwagę dane meteorologiczne ze stacji synoptycznej w Suwałkach stwierdzamy, że w ciągu ostatnich 30 lat średnia temperatura powietrza w lipcu wzrastała o 0,11 ^oC/rok, w sierpniu o 0,09^oC/rok, zaś w styczniu o 0,1^oC/rok (Górniak 2009). Zmiany temperatury powietrza mają wpływ na długość sezonu wegetacyjnego. W latach 1976-2008 ulegał on stopniowemu wydłużaniu, osiągając przeciętną wartość 197 dni, a jego zmienność była dość duża, bo od 167 do 228 dni. Opierając się na pomiarach prowadzonych w ogródku meteorologicznym w Sobolewie w ostatnich dwunastu latach długość okresu wegetacyjnego wahała się od 171 dni w 2003 r. do 247 dni w 2004 r., a średnia długość wynosiła 200 dni. O ile zmienność niektórych parametrów klimatycznych, zarówno w wymiarze przestrzennym jak i czasowym, nie jest niczym nadzwyczajnym, o tyle tempo tych zmian zasługuje już na szczególną uwagę.

Warunki pogodowe, a zwłaszcza zjawiska ekstremalne, odgrywają bardzo istotną rolę w przyrodzie. Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w największy i najbardziej widoczny sposób wpływają na stan przyrody i zachodzące w środowisku zjawiska. Temperatura, zwłaszcza w okresie wczesnowiosennym, ma duże znaczenie dla wilgotności gleby, a tym samym dla rozwoju młodych roślin. W minionych latach na terenie zlewni badawczej często obserwowano zjawisko zanikania pokrywy śnieżnej na skutek podwyższonej temperatury powietrza w ciągu dnia. Woda z roztopionego śniegu szybko spływała po jeszcze zamarzniętej ziemi, wpadając do rzeki i obniżeń bezodpływowych lub parowała. W konsekwencji już wiosną w wielu miejscach gleba była przesuszona. W 2013 roku sytuacja przedstawiała się nieco odmiennie, gdyż w okresie wiosennym zanotowano wzrost stanów wód i to zarówno powierzchniowych (w jeziorach, oczkach wodnych, rzekach), jak i podziemnych. W Czarnej Hańczy średni roczny stan wody był o 3 cm wyższy niż w roku poprzednim, a stany wód wykazywały tendencję do podnoszenia się. Prawie dwukrotnie wzrósł udział stanów wody w przedziale 230-239 cm, względem roku poprzedniego. Zwiększył się również udział stanów w przedziale 250-259 cm - z 3% w roku 2012 do 15% w 2013 roku oraz pojawiły się stany wody w bardzo wysokim przedziale od 250 do 259 cm. Podniósł się również, względem roku poprzedniego, średni roczny stan wody podziemnej (o 3 cm).

Pozwoliło to na częściowe odbudowanie zasobów wody w glebie, zwłaszcza w drugiej połowie roku. Nadal jednak wartości wskaźnika zagrożenia suszą gruntową wskazywały na zagrożenie pojawienia się niżówki w ciągu całego roku.

Wyniki badań wód opadowych i opadu podkoronowego ukazują pewne procesy zachodzące w środowisku. Wody opadowe docierające do koron drzew charakteryzowały się normalnym odczynem - pH 5,79 i bardzo silną przewodnością elektrolityczną - 7,3 mS/m. Po przejściu przez warstwę drzew odczyn opadu był nadal normalny i niemal identyczny z odczynem wód opadowych (5,74), a przewodność wzrosła do 8,4 mS/m. Wody przechodzące przez korony drzew spłukują zgromadzony na powierzchni liści pył, zawierający liczne pierwiastki oraz wymywają niektóre jony z liści. Pewne pierwiastki są absorbowane z opadów przez korony drzew. Zjawisko to jest bardzo złożone i zależy od wielu czynników, m.in. od gatunku drzewa, powierzchni aparatu asymilacyjnego, trofii siedliska, reakcji jonowymiennych czy wielkości opadów atmosferycznych i ich zanieczyszczenia. W skali całego minionego roku opady po przejściu przez warstwę koron drzew zostały wzbogacone we wszystkie badane jony.

Jednym z ważniejszych źródeł zanieczyszczenia powietrza są ciepłownie miejskie w Suwałkach, oddalone od granic zlewni o niecałe 10 km. Przy wiatrach wiejących z sektora północno-zachodniego (w 2013 roku masy powietrza napływały nad rejon Stacji Bazowej głównie z zachodu i północnego-zachodu oraz z północy) wnoszą one nad teren zlewni pewne ilości dwutlenku azotu, dwutlenku siarki i innych zanieczyszczeń. Największa emisja SO₂ (>40 ton/m-c) i NO₂ (>20 ton/m-c) z ciepłowni w Suwałkach (Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej) wystąpiła w miesiącach zimowych (styczeń-luty oraz grudzień 2013 roku), co znalazło odbicie w średnich miesięcznych stężeniach zanieczyszczeń powietrza odnotowanych w Sobolewie. Podobnie, jak przed rokiem można zauważyć zbieżność wzrostów i spadków ilości zanieczyszczeń z wielkościami emisji tych zanieczyszczeń w miesiącach letnich oraz w sezonie grzewczym.

Nie powoduje to jednak przekroczeń dopuszczalnych stężeń średniorocznych tych substancji w powietrzu, a tym samym nie zaburza funkcjonowania układów przyrodniczych na terenie zlewni. Potwierdzeniem tego są niskie stężenia i ładunki badanych jonów w wodzie opadowej, która wypłukuje zawarte w powietrzu zanieczyszczenia czy niewielkie stężenia badanych pierwiastków w plechach porostów.

Wyniki uzyskane dla terenu zlewni badawczej w 2013 roku z poszczególnych programów pomiarowych potwierdzają, że największy wpływ na środowisko przyrodnicze zlewni mają warunki pogodowe. To stwierdzenie zgodne jest z „Oceną wpływu zmian klimatu na różnorodność biologiczną oraz wynikające z niej wytyczne dla działań administracji ochrony przyrody do roku 2030” opublikowaną przez Generalną Dyrekcję Ochrony Środowiska (Bartosz i in. 2012). Z opracowania tego wynika, że „kluczowy wpływ na gatunki i siedliska w perspektywie najbliższych lat będzie miała intensyfikacja ekstremalnych zjawisk pogodowych takich jak gwałtowne, ulewne opady, porywiste wiatry, powodzie czy długotrwale utrzymujące się okresy bezopadowe, połączone z wysokimi temperaturami i występującymi w ich efekcie suszami”.

Zmiany, jakie obserwujemy w klimacie zlewni badawczej mogą bezpośrednio wpływać na różne gatunki organizmów, np. powodując skrócenie lub wydłużenie okresu wegetacji lub pośrednio, np. poprzez skrócenie okresu odpowiedniego do żerowania czy rozwoju. Zmiany klimatyczne mogą także wpłynąć na uaktywnienie się lub zwiększenie intensywności czynników, które niekorzystnie będą oddziaływały na gatunki i siedliska, a w konsekwencji mogą doprowadzić do zachwiania równowagi w ekosystemach. Autorzy „Oceny wpływu zmian klimatu na różnorodność biologiczną ...” jako przykładowe czynniki klimatyczne mogące mieć znaczący wpływ na przyrodę podają m.in.: liczbę dni z temperaturą ujemną, liczbę dni upalnych z temperaturą powyżej 30°C, długość okresów bezopadowych, długość okresu wegetacyjnego, wielkość opadów czy wysokość i okres zalegania pokrywy śnieżnej.

Skutki, jakie mogą wywołać w przyrodzie zmiany klimatyczne, z reguły można przewidzieć. Mogą to być przykładowo: wzrost eutrofizacji wód i deficytu wilgoci w glebie i związane z tym pogorszenie warunków życia niektórych organizmów, obniżenie poziomu wód powierzchniowych i podziemnych, a w konsekwencji zanikanie małych zbiorników wodnych będących miejscem rozrodu i występowania licznych gatunków roślin i zwierząt, zmniejszenie zasięgu i czasu trwania wiosennych zalewów dolin rzecznych - wpływające na występowanie gatunków wodno-błotnych czy gwałtowne zmiany w siedliskach leśnych związane z silnymi wiatrami. Najczęściej nie znamy dokładnej granicy odporności przyrody na te czynniki. Trudno też do końca przewidzieć wpływ chociażby presji gatunków obcych i inwazyjnych na nasze rodzime gatunki oraz stopień przekształcenia siedlisk z tego wynikający. Wydaje się, że zmiany klimatyczne są jednym z głównych czynników odpowiedzialnych za inwazje gatunków obcych geograficznie. Na poziomie globalnym inwazyjne gatunki obce są powszechnie uważane (np. w Konwencji o różnorodności biologicznej) za jedno z największych zagrożeń dla różnorodności biologicznej, ustępujące pod względem ważności tylko utracie i degradacji siedlisk. Rejestrowany w ostatnich latach wzrost temperatury powietrza, również na terenie zlewni badawczej, może być odpowiedzialny za wzrost inwazyjności niecierpka gruczołowatego Impatiens glandulifera - rośliny obcego pochodzenia. Wyniki prowadzonego na terenie zlewni badawczej monitoringu roślin inwazyjnych obcych geograficznie wskazują, że gatunek ten zagraża stanowiskom rzadkich i chronionych gatunków roślin. Do nich należy m.in. fiołek torfowy Viola epipsila, będący reliktem epoki lodowcowej. Jest to gatunek objęty w Polsce ochroną ścisłą, zamieszczony w Polskiej Czerwonej Księdze Roślin - jako krytycznie zagrożony oraz na Czerwonej liście roślin i grzybów Polski - jako gatunek wymierający - krytycznie zagrożony. Podjęte w 2013 roku zabiegi zwalczania niecierpka gruczołowatego w dolinie Czarnej Hańczy mają w znaczący sposób ograniczyć jego populację i powstrzymać niekorzystne zmiany w przyrodzie zlewni.

Na terenie zlewni badawczej i w jej otulinie występują siedliska przyrodnicze, które wykazują wysoką wrażliwość na zmiany klimatu, m.in. torfowiska przejściowe i trzęsawiska (kod 7140) czy górskie i nizinne torfowiska zasadowe o charakterze młak, turzycowisk i mechowisk (7230). Są to przede wszystkim siedliska hydrogeniczne o bardzo dużej wrażliwości na wszelkie zaburzenia stosunków wodnych. Według Bartosza i in. (2012) na te siedliska będą oddziaływały takie czynniki, jak: długotrwałe okresy bezdeszczowe, zwiększona frekwencja upałów, krótszy czas zalegania i mniejsza wysokość pokrywy śnieżnej. To może doprowadzić do zmniejszenia uwodnienia siedlisk, powodując nasilenie procesu murszenia hydrogenicznych utworów glebowych oraz mineralizacji materii organicznej i uwalnianie związków biogennych. W konsekwencji następuje eutrofizacja środowiska, zanik charakterystycznych gatunków, ekspansja roślin nitrofilnych oraz powolne zarastanie obszaru roślinnością krzewiastą i drzewiastą. Taki scenariusz jest prawdopodobny dla całego obszaru Natura 2000 „Ostoja Wigierska”, w granicach którego znajduje się przeważająca część zlewni badawczej Stacji Bazowej WIGRY. Według autorów wspomnianego już wyżej opracowania (Bartosz i in. 2012) „Ostoja Wigierska” została zaliczona do grupy obszarów „naturowych” o wysokim stopniu zagrożenia zmianami klimatycznymi ze względu na przedmiot ochrony. Można zatem przyjąć, że wszystkie siedliska i gatunki zależne od warunków wilgotnościowych są na tym terenie wysoce zagrożone. Należą do nich wszystkie torfowiska oraz rośliny torfowisk i podmokłych łąk, jak: fiołek torfowy Viola epipsila, wątlik błotny Hammarbya paludosa, wyblin jednolistny Malaxis monophyllos czy brzoza niska Betula humilis.

Wyniki uzyskane z programów pomiarowych ZMŚP oraz z programów specjalistycznych, zarówno z lat poprzednich jak i z ostatniego roku, w większości przypadków nie wskazują na istotne zagrożenia dla środowiska przyrodniczego zlewni badawczej. Ogólnie należy stwierdzić, że obszar zlewni charakteryzuje się dobrym stanem środowiska, a obserwowane zmiany mają przeważnie charakter naturalny i na ogół nie wpływają negatywnie na stan przyrody. Wyjątkiem jest ekspansja inwazyjnego gatunku rośliny obcego pochodzenia, jakim jest wspomniany już wcześniej niecierpek gruczołowaty Impatiens glandulifera. Dalszy wzrost populacji tego gatunku może doprowadzić do wyparcia z tego terenu naszych rodzimych roślin i istotnych zmian w strukturze zespołów roślinnych. Konieczne jest podejmowanie wszelkich działań ograniczających występowanie tego gatunku. Konieczne jest również prowadzenie dalszego monitoringu gatunków inwazyjnych, który pokaże efekty podejmowanych działań ochronnych a także może wskazać nowe zagrożenia (gatunki).

W dalszej perspektywie istotne zagrożenie dla środowiska przyrodniczego zlewni badawczej może stanowić deficyt wody. Obniżanie się poziomu wód podziemnych oraz niewielkie opady atmosferyczne, a co za tym idzie przesuszenie gleby leśnej oraz torfowisk, mogą spowodować niekorzystne, trudno odwracalne zmiany w środowisku. Obserwowane nasilanie się negatywnych czynników, związanych ze zmianami klimatu, wydaje się na razie nie wpływać w sposób istotny na przyrodę, ale przy zachowaniu takich kierunków zmian już w następnych latach może dojść do utraty niektórych wartości przyrodniczych. W tym kontekście ważne staje się nasilenie obserwacji zmian stanów wód podziemnych w środowiskach zależnych od wody oraz badanie wpływu tych zmian na przyrodę.

Znaczna część zlewni badawczej Stacji Bazowej WIGRY położona jest na terenie chronionym: w ramach Wigierskiego Parku Narodowego, obszaru objętego Konwencją Ramiarską - skupiającą najcenniejsze obszary wodno-błotne świata oraz obszarów wyznaczonych w ramach Europejskiej Sieci Ekologicznej Natura 2000 ("Ostoja Wigierska" PLH200004, "Puszcza Augustowska" PLB200002 - północny fragment obszaru). Fakt ten powoduje, że rezultaty uzyskiwane zarówno w ramach monitoringu zintegrowanego, jak i innych programów specjalistycznych, mogą być przydatne do określania zmian zachodzących na tych terenach oraz planowania i podejmowania działań mających na celu utrzymanie lub poprawę stanu ochrony gatunków i siedlisk.

Literatura

Bartosz R., Bukowska M., Chylarecki P., Ignatowicz A., Puzio A., Wilińska A. 2012. Ocena wpływu zmian klimatu na różnorodność biologiczną oraz wynikające z niej wytyczne dla działań administracji ochrony przyrody do roku 2030. GDOŚ Warszawa, 93.

spis treści