Rekultywacja jezior z naukowym wsparciem

– Dla skutecznego zarządzania jeziorami nie wystarczy sam monitoring ich aktualnego stanu. Kluczowe znaczenie ma identyfikacja zmiennych środowiskowych, odpowiadających za wprowadzanie do jezior składników odżywczych, które kształtują stan troficzny tych akwenów – podkreśliła w rozmowie z Nauką w Polsce dr Izabela Zawiska z Instytutu Gospodarki i Zagospodarowania Przestrzennego PAN.

Produktywność jeziora

Jak przypomniała, stan troficzny to inaczej produktywność jeziora. – Pod tym względem jeziora można podzielić na: niskoproduktywne (oligotroficzne), średnioproduktywne (mezotroficzne) i wysokoproduktywne (eutroficzne). W tych pierwszych woda jest najbardziej przeźroczysta, jednak żyje tam mało gatunków organizmów i najmniej jest składników odżywczych. W tym ostatnich jest odwrotnie – skład chemiczny wody jest bogaty w składniki odżywcze, organizmy wodne, takie jak glony czy rośliny wodne, bardzo dobrze się tam rozwijają, jednak czasem przeźroczystość wody wynosi zaledwie pół metra – opowiadała badaczka.

Wpływ 25 zmiennych środowiskowych

Naukowczyni w swojej ostatniej publikacji w czasopiśmie “Journal of Environmental Management”, we współpracy z zespołem dra hab. Jarosława Jasiewicza, prof. UAM, wykazała zróżnicowany wpływ 25 zmiennych środowiskowych na produktywność (stan troficzny) wybranych jezior położonych w północno-wschodniej Polsce (w pasie od Wisły po Suwalszczyznę).

– Wykorzystaliśmy interpretacyjne uczenie maszynowe do zbadania parametrów środowiskowych, które mają największy wpływ na obecny na stan troficzny każdego z jezior i pogrupowaliśmy jeziora ze względu na podobieństwo najbardziej wpływowych czynników. Przeanalizowaliśmy wpływ 25 zmiennych środowiskowych związanych z cechami jeziora (np. głębokością maksymalną) czy wykorzystaniem otoczenia jeziora (zlewni) na powszechnie stosowane wartości wskaźników stanu troficznego: fosfor całkowity (TP), chlorofil-a (Chl-a) i głębokość Secchiego (SD). Ważnymi parametrami okazały się m.in. stosunek powierzchni zlewni do powierzchni i objętości jeziora, typ zagospodarowania zlewni (np. teren zurbanizowany, rolnictwo, lasy), głębokość maksymalna jeziora, a także rodzaj gleby wokół (np. piaski czy gliny) – podała Zawiska.

Planowanie skutecznych strategii

W jej ocenie wyniki przyczyniają się do lepszego zrozumienia czynników kształtujących stan troficzny jeziora, co pozwoli zarządzającym jeziorami planować skuteczne strategie zarządzania m.in. w zakresie rekultywacji.

– Zależności powiązań występowania pewnych czynników ze stopniem produktywności jeziora są zasadniczo znane, jednak nasza metoda pozwala stwierdzić, które z tych czynników mają dominujący wpływ i od których warto rozpocząć np. działania rekultywacyjne – podsumowała Zawiska.

Artykuł powstał w ramach projektu pt. “Czego możemy nauczyć się od wioślarek (Cladocera)? Wykorzystanie zbioru testowego i nowoczesnych metod statystycznych do rekonstrukcji zmian środowiska”, finansowanego przez NCN.

Badania obejmowały zmierzenie wybranych parametrów wody i osadów z 64 jezior, potrzebnych do stworzenia zbioru testowego, na podstawie którego za pomocą zaawansowanych metod statystycznych (m.in. machine learning czy transfer function) są tworzone wykresy przedstawiające rekonstrukcję zmian klimatu w badanym zakresie.

Nauka w Polsce