Ekosystemy to sieci zależności pomiędzy organizmami na które wpływają czynniki zewnętrzne. Powiązania między nimi tworzą trwałą i wytrzymałą sieć pajęczą, ale zerwanie zbyt wielu lub kluczowych powiązań niszczy całą sieć, a wraz z nią zmniejsza się różnorodność i odporność ekosystemu.
Poruszana na blogu tematyka jakości wód i eutrofizacji wymaga, aby uzupełnił ją o podstawy zależności ekologicznych, bo niedawno uświadomiłem sobie, że niebranżowcy zazwyczaj nie mają takiej wiedzy i nie zawsze jest czas znaleźć rzetelną wiedzę. Jest to też pierwszy wpis z cyklu, w którym przybliżę podstawowe zależności i procesy wód powierzchniowych.
W świecie przyrody istnieje wiele podstawowych praw i zależności, oczywiście do wszystkich znajdzie się jakiś wyjątek, która jest wynikiem bioróżnorodności i ewolucji. Jako główny punkt sieci przyjmę sinice i od nich będę omawiał kluczowe zależności wpływające na tempo ich rozwoju.
Sinice do rozwoju potrzebują substancji odżywczych (zwanych też biogenami, czy nutrientami), w tym dwóch głównych składników azotu i fosforu. To właśnie ich nadmiar jest jedną z przyczyn przyspieszonej eutrofizacji zbiorników i zwiększonej częstotliwości pojawiania się zakwitów wody. Aby powstał zakwit muszą też wystąpić odpowiednie warunki – optymalna temperatura i nasłonecznienie oraz wolniejszy przepływ wody (wynikający z czasu retencji) i małe falowanie. Sterowanie wartościami powyższych parametrów jest zwane z ang. bottom-up, czyli kontrola procesu od dołu do góry, w naszym przypadku od dołu piramidy troficznej.
Więcej o czynnikach wpływających na rozwój sinic przeczytacie w tym wpisie Sinicowe zakwity wody – Co wiemy o tych organizmach?
Podejściem alternatywnym do bottom-up jest podejście top-down, czyli kontrola ilości fitoplanktonu od góry piramidy troficznej. W podejściu od góry ważna jest realizacja właściwej gospodarki rybackiej i działalność wędkarska. Elementem kontrolującym ilość fitoplankotnu jest zooplankton, którego liczba zależna jest w dużej mierze od ryb planktonożernych, których liczebność z kolei zależna jest od ryb drapieżnych. Rola odpowiedniego gospodarowania składem gatunkowym ichtiofauny (czyli ryb) polega na zachowaniu odpowiedniej struktury z odpowiednią liczbą drapieżników. Jeśli drapieżników jest za mało to nadmierny rozwój ryb planktonożernych ograniczy liczbę zooplanktonu, który nie będzie mógł efektywnie kontrolować liczebności fitoplanktonu. Dla ułatwienia zobrazowałem to na poniższym rysunku. Oczywiście liczebność poszczególnych grup będzie zmienna w czasie ze względu na zależność ofiara-drapieżnik, ale z zachowaniu właściwej struktury (jak najbardziej zbliżonej do naturalnej) można ograniczyć ilość fitoplankotnu.
Oprócz efektu top-down i bottom-up ważna jest także konkurencja pomiędzy poszczególnymi grupami organizmów o dostępność do pokarmu i odporność na zmienne warunki fizykochemiczne zwane zbiorczo abiotycznymi. Głównymi konkurentami dla sinic są inne grupy fitoplanktonu jak okrzemki i zielenice oraz rośliny przystosowane do życia w wodzie, czyli makrofity. Z różnych względów tym grupom jest co raz trudniej walczyć o azot i fosfor z sinicami, które jako organizmy pionierskie mają szeroki zakres tolerancji na wiele czynników, np. zwiększona tolerancja na zasolenie. Makrofity natomiast mają utrudniony rozwój ze względu na regulację rzek – wiele gatunków nie lubi szybkiego przepływu wody.
O wpływie zasolenia na zróżnicowanie grup fitoplankotnu możecie przeczytać tutaj: Wpływ rosnącego zasolenia wód na rozwój toksycznych zakwitów sinic.
Ważnym elementem wpływającym na całą sieć są także zanieczyszczenia wody, zarówno pojedyncze związki mogące toksycznie oddziaływać na pojedyncze jak i wszystkie grupy organizmów. Ponadto suma zanieczyszczeń, nawet na poziomach nietoksycznych, może prowadzić do ograniczenia rozwoju poszczególnych grup. Te wszystkie opisane procesy to główne nici sieci zależności budujące strukturę ekosystemów wodnych. Skupiłem się na głównym nicach, aby przedstawić Wam podstawowe procesy. Całość podsumowuje poniższy rysunek.
