- 72 -

doc. dr. A. Gaberščik

doc_ dL Alenka GABERŠČIK.·

UVOD

MEJE REČNEGA EKOSISTEMA

V njeni čisti vodi se razveseljujejo postrvi

in druge ribe V precejšnji množini;

ob njej delajo mnoge žage in mlini.

Njena bistri na pa je pred nekaj časa zelo

potemnela in voda je leto dni tekla docela

motna in skoraj črna; iz tega so preprosti

ljudje sklepali, da tiči v hribu kjer izvira,

zmaj, ki vodo kali. ...

Janez Vajkard Valvasor

UREJENOST VODA -

OSNOVA ALI OMEJITEV

Takole je o Tržiški Bistrici pred 300 leti zapisal Janez Vajkard Valvasor v Slavi Vojvodine Kranjske. Ko danes gledamo naše reke se prav tako lahko sprašujemo, kje neki tičijo zmaji, ki so skal ili vodo včasih bistrih rek.

Človek spreminja naravo. Med ekosistemi, v katere je najbolj posegel, so gotovo reke. Človeku so bile reke od nekdaj dragocene. Česar se je želel znebiti, je vrgel v reko. PO rekah je plul, ob rekah je postavljal mline in uporabljal vodo v najrazličnejše namene. Zaradi vsestranske vloge rek v človekovem življenju je bilo lastništvo nad njimi zelo pomembno. Večno prepiranje o tem, komu reka pripada, je stalo veliko denarja in časa . To pa je na nek način blagodejno vplivalo na reke in jih ohranjalo, saj nihče ni imel pristojnosti, da bi močno

posegel v rečni ekosistem na daljšem odseku. "Posedovati" reko je pomenilo imeti moč. Beseda "rival" je prvotno pomenila nekoga, ki je lahko uporabljal isto reko kot drugi (po Oxford English Dictionary). Drugotni pomen "kompetitor" tako najbrž ni naključen.

Število ljudi je hitro naraščalo, njihove potrebe pa še bolj. Odvečnih snovI Je bilo vedno več. Reke kljub samočistilni sposobnosti tega bremena niso mogle več prenašati. Človek je začel širiti aktivnosti v zaledju rek. Uničeval je naravno vegetacijo, ki je ščitila reke. V želji, da bi usmeril tok rek in se čim hitreje znebil vode iz pokrajine, je spreminjal njeno strugo in s tem tudi življenje v njej. Onesnaževanje je hitro naraščalo, saj so se gnojila in najrazličnejše kemične

snovi spirale v nezaščitene vodotoke.

* doc. dr. Alenka GABERŠČiK, dipl. biol., Inštitut za biologijo LjUbljana, 1111 LjUbljana, Večna pot 111

MiŠiČEV VaDARSKI DAN '96

- 73 -

doc. dr. A. Gaberščik

UREJENOST VODA -

OSNOVA All OMEJITEV

Šele takrat, ko so začele reke umirati pod vsem tem bremenom, smo se zavedli, da moramo reke zaščititi, če hočemo pomagati sami sebi. Kaj je ' reka, kaj je tisto kar moramo zaščititi? Zaradi sprememb, ki so se dogajale v zgodovini, imamo znanja o nedotaknjenih rekah malo, saj je bila večina raziskav narejena že na bolj ali manj spremenjenih sistemih, ki smo jih nasledili od svojih prednikov. Kljub temu pa imamo danes dovolj znanja, da lahko izpostavimo nekatere pomembnejše komponente v strukturi in funkciji reke.

REČNI EKOSISTEM - KAJ JE TO?

Ekosistemi so po definiciji funkcionalne enote pokrajine, ki so sestavljene iz živega (življenjske združbe - biocenoze) in neživega dela (biotopa). V okviru življenjske združbe se energija in snov kopičita, krožita in spreminjata v procesih fotosinteze, rastlinojedstva (herbivorije), predacije, razgradnje in drugih aktivnosti, v okviru neživega dela pa preko izhlapevanja, obarjanja, erozije in odlaganja. Ekosistemi so odprti in preko teh procesov povezani z drugimi ekosistemi. Neposredni prehodi med ekosistemi so tako imenovani ekotoni. Od strukture ekotona je odvisna izmenjava snovi in energije med organizmi in seveda njegovo stabilnost. Če želimo razumeti delovanje rečnega ekosistema, moramo upreti pogled preko njegovih meja, na povodje, ozračje in včasih na celotno biosfero. Ko govorimo o rečnem ekosistemu navadno pomislimo le na strugo, kjer voda teče . Pa vendar, tako ob majhnih potočkih kot tudi ob velikih rekah, je zemlja nasičena z vodo. Ta pas je različno širok. Pri potokih in rekah, katerih struga ima položno brežino je z vodo nasičeno območje mnogokrat večje (>30 krat) kot je proste vodne površine glavnega toka (slika 1.).

obrežna : vegetacija:

obrežna in kopenska močvirska vegetacija vegetacija

Slika 1: Meje rečnega ekosistema. Soli in raztopljene organske snovi prehajajo med vodno maso v strugi, hiporeično cono in talno vodo. Rastlinstvo, ki je zakoreninjeno v hiporeični coni ima neposreden vpliv na reko.

Zaradi neposredne hidrološke in funkcionalne povezave s tokom reke lahko rečemo, da so rečni ekosistemi omejeni s prehodom med hiporeično cono in talnico in tako vključujejo precejšen predel pod strugo in ob njej. Ta pogled na rečni ekosistem je zelo pomemben, ko govorimo o funkciji organizmov, predvsem rastlinstva (primarnih producentov), saj so obrežne rastline zakoreninjene v hiporeični coni, po drugi strani pa v veliki meri doprinesejo k produkciji in dinamiki celotnega ekosistema. Kako neločljivo sta reka in rastlinstvo obrežnega pasu povezana, kažejo številne raziskave. Na rečnem obrežju najdemo mnoge močvirske in lesne rastline. Kakšna je njihova vloga v rečnem ekosistemu poleg že omenjene primarne produkCije biomase? Rastline obrežnega pasu imajo predvsem zaščitno funkcijo.

MiŠiČEV VaDARSKI DAN '96

- 74 -doc. dr. A. Gaberščik

UREJENOST VODA -

OSNOVA ALI OMEJITEV

Ščitijo reko pred onesnaževanjem, saj predstavljajo filter za hranila, ki se spirajo iz zaledja in tako vplivajo na kvaliteto vode. Raziskave vloge obrežne vegetacije v zmernem pasu so pokazale, da le-ta močno zmanjša količino hranil, tako v prosti rečni vodi, kot tudi v talnici. Travnata ravnica zadrži 87% fosforja in dušika, ki bi se sicer izpral v reko, in kar 90% nitrata, ki bi lahko prešel vtaino vodo. Aluvialni gozdovi imajo pomembno vlogo v primeru razpršenih (difuznih) virov onesnaževanja. Teh pa je danes vedno več. Dokazali so tudi, da obrežni gozdovi in močvirja zadržijo praktično ves nitrat (99%). Obrežna vegetacija predstavlja tudi zaščito reke kot habitata številnih organizmov in zato povečuje

biodiverziteto vodnega ekosistema. Obrežna vegetacija zagotavlja senco, nudi zavetje in organske snovi, ki so vir energije. Vnos organskega drobirja je zelo pomemben predvsem za populacije nevretenčarjev. Senčenje vodotoka omogoča uravnavanje temperature vode in omejuje rast alg in makrofitov. Rastlinstvo obrežnega pasu s koreninskim sistemom utrjuje rečni breg in zadržuje vodo v pokrajini. Obrežni pasovi pa so kot ekotoni nepogrešljivi tudi za številne živalske vrste, ki so sicer vezane na kopne ekosisteme. Obrežna področja so navadno naseljena s pestro favno. So habitat in koridor skozi pokrajino. Posebno pomembna so za sesalce, plazilce in dvoživke. Okrnjenost ali uničenje tovrstnih habitatov lahko resno ogrozi tudi populacije ptic. Vegetacija v rečnem ekosistemu ni vezana le na hiporeično vodo vzdolž glavnega toka reke, pomemben del biocenoze rečnega ekosistema so tudi vodne rastl ine (makrofiti), ki uspevajo v rečni strugi. Vodne rastline so potopljene (submerzne), ukoreninjene s plavajočimi listi, prosto plavajoče in močvirske

(emerzne). Predstavljajo vir hrane, zmanjšujejo erozijo tako da zmanjšujejo moč vodnega toka in predstavljajo filter za neraztopljene delce. Skupaj z algami, bogatijo vodo s kisikom, ki . nastaja pri fotosintezi in s tem omogočajo dihanje heterotrofnim organizmom ter omogočajo delovanje aerobnim bakterijam in tako pospešujejo razgradnjo organskega materiala. Porabljajo hranila in nudijo preb ivališče vodnim živalim ter predstavljajo substrat za naselitev perifitonske združbe (prerasta).

PRETOK ENERGIJE SKOZI REČNI EKOSISTEM

Energija v rečnem ekosistemu prehaja iz enega trofičnega nivoja na drugega. V stabilnem ekosistemu velja, da količina energije, ki vstopa v ekosistem, enaka kol i č i n i energije, ki ekosistem zapušča, kar je osnova prvega zakona termodinamike. Zahteva drugega zakona termodinamike pa je razgradnja in povečanje entropije sistema, kar se odraža v oddajanju toplote in izgubah pri prehajanjih iz enega na drugi trofični nivo.

MiŠiČEV VODARSKI DAN '96

doc. dr. A. Gaberščik

- 75 -

vnos iz zgornjega

toka

UREJENOST VODA -

OSNOVA ALI OMEJITEV

~ vnos iz kopnega

razgrajevalci

sončna energija

toplota t::0 O ~ ~ t::0 ,------------------------------------, ~ rastlinojedci

mesojedci

prenos po toku

navzdol

~ primarni

producenti

Slika 2: Pretok energije v delu rečnega ekosistema

Primaren vir energije je sončna svetloba. Sončno svetlobo primarni producenti (alge, mahovi, praproti, višje rastline), v procesu fotosinteze spremenijo v kemično vezano energijo. V rekah pa je navadno potreba po rastlinski biomasi nekajkrat manjša kot je produkcija rastlin. Zato se večji del rastlinske biomase spremeni v detrit. Ključno vlogo pri razgradnji detrita igrajo razgrajevalci. Energijo, ki je vezana v rastl!nsko biomaso, detrit in mikrobno biomaso uporabijo živali, za izgradnjo svoje biomase. Reke so ekološko in geomorfološko spreminjajoči se ekosistemi. Geološke in klimatske spremembe vplivajo na ekološko ravnotežje in spreminjajo brežine, strugo in okoliško vegetacijo. Njihov tok se lahko močno spreminja celo na zelo kratkih odsekih in v kratkih časovnih obdobjih. To pa vpliva tudi na energetsko bilanco reke. Zaradi toka se del energetsko bogatih snovi prenaša po reki navzdol, ob poplavah tudi na kopno. Ker je rečni ekosistem odprt, prihaja znaten delež energetsko bogatih snovi tudi iz zaledja reke (slika 2). Kakšen je ta delež, pa je neposredno odvisno od stanja rečnega ekosistema, predvsem od strukture obrežnega pasu.

ČLOVEK IN REČNI EKOSISTEM

Čeprav so reke močno podvržene naravnim spremembam, so spremembe, ki jih povzroča človek, bistveno večje . Predvidevajo, da bo leta 2000 okrog 60% vseh svetovnih vodotokov reguliranih . Zgodovinska povezanost med rekami in njihovimi poplavnimi ravnicami je v veliki meri motena. Fizikalne, biološke in kemijske lastnosti rek za jezovi, se močno razlikujejo od lastnosti prosto tekoče reke. Povečuje se temperatura vode in zmanjšuje naravna raznolikost rečnega

ekosistema. Poleg neposrednih posegov v tok reke, je človek predrugačil tudi pokrajino, skozi katero teče ' reka. Zgradil je naselja in izsušil močvirja, zasadil kulturne rastline in posekal gozdove. Na ta nači!"! je spremenil vodni režim, zn ižal nivo podtalnice. Reke so postale bolj ranljive, poplave in suše so pogostejše. Povečal je erozijo, tako da se vedno več snovi prenaša po toku

MiŠiČEV VODARSKI DAN '96

- 76 -

doc. dr. A. Gaberščik

UREJENOST VODA -

OSNOVA ALI OMEJITEV

navzdol. Poškodoval ali povsem uničil je obrežno vegetacijo in s tem odstranil zašč ito vodotoka pred vnosom neželjenih snovi, zaradi česar se povečuje

razmerje med primarno in sekundarno produkcijo v strugi reke, bregovi pa so vedno manj stabilni. Vse to so "zmaji", ki kalijo tudi naše reke. Ker pa so vzroki mnogoteri je težko najti "zdravilo", ki bi najuspešnejše ozdravilo rečne ekosisteme. Reke imajo precejšno naravno sposobnost samoočiščenja in si hitro opomorejo, kadar gre za občasno onesnaževanje, kot je na primer razlitje škodljivih snovi in drugi točkovni viri. Na nesrečo pa so najhujše grožnje tiste, katerih vpliv je dolgotrajen. Spremenjena pokrajina in regulirani tokovi so resničnost, zaradi katere je struktura in funkcija rek popolnoma spremenjena. Prvi korak k izboljšanju bi bil gotovo zaščita rek z obrežnimi pasovi vred. Kontrola aktivnosti v zaledju rek in ponovna zasaditev obrežne vegetacije, ki je nekoč pripadala rekam, pa bi lahko reke postopoma spet zbistrila.

VIRI

Allan, D.J. 1995. Stream ecology. Structure and function of running waters. Chapman & Hall , USA.

Calow, P. & Petts, G.P., 1995. The rivers handbook. Hydrological and ecological principles. Volume 1, Blackwell Science.

Calow, P. & Petts, G.P., 1995. The rivers handbook. Hydrological and ecological principles. Volume 2, Blackwell Science.

Gopal, B., Hillbricht-lIkowska, A. & Wetzel , R.G. 1993. Wetlands and ecotones. studies on land-water interactios. International scientific Publication, New Delhi.

Haslam, S.M. 1991 . The historic river. Rivers and culture down the ages. Cambridge Press, England.

Likens G.E. 1985. An ecosystem approach to aquatic ecology. Mirror lake and its environment. Springer Verlag.

Odum, E.P. 1971. Fundaments of Ecology. Third edition. W. B. Saunders Company.

MiŠiČEV VODARSKI DAN '96