Terénní hydrobiologické praktikum I. - stratifikovaná voda - výsledky 2008

V roce 2008 proběhl již 4.ročník praktika, v termínu 22.-27.5.2008 na Slapské terénní stanici BC (HBÚ) AV ČR.

Praktika se účastnili studenti a pedagogové PřF UK Praha a PřF UP Olomouc.

Předchozí ročníky se konaly v letech 2005 (lom Rumchalpa), 2006 (Slapy) a 2007 (Slapy)

•     Slapskou údolní nádrž jsme vybrali pro konání praktik z několika důvodů:
  

• je dostatečně hluboká a pravidelně teplotně stratifikuje, výborně tak splňuje podmínky pro plánované praktikové úlohy
• díky terénní stanici Hydrobiologického ústavu AV ČR u Živohošťského (nového) mostu je velmi snadná logistika praktik; jsou k dispozici jak laboratorní prostory pro mikroskopování, tak i přístaviště a stacionární bóje pro odběry na vodě.
• a v neposlední řadě je nádrž dlouhodobě pravidelně sledována pracovníky Hydrobiologického ústavu AV ČR, díky čemuž víme, jak se nádrž a planktonní společenstvo během roku chová.

Úlohy:

a) měření základních chemických a fyzikálních parametrů na hloubkovém profilu (hladina-dno).

Teplota, kyslík a pH:

Teplotní profil byl měřen pomocí multisondy YSI 6600 V2 ve třech termínech: večer 23.5., ráno a po poledni 24.5.a večer. Na grafu (Fig. 1) je vidět výrazná skočná vrstva (ze 14 °C na 8 °C) mezi 3 a 7 metry, přičemž strmější termoklina je v horní polovině metalimnia (3-5 m). Zároveň je patrné, že během dne dochází k ohřevu hladinové vrstvy, která je večer nejteplejší. Stejným způsobem byla měřena i koncentrace kyslíku (Fig. 2) a hodnoty pH (Fig. 3). Zatímco hodnoty kyslíku jsou konzistentní a potvrzují 3m mocnost epilimnia s tím, že patrně díky bezvětří docházi u hladiny k vyššímu sycení kyslíkem, hodnoty pH byly u posledního měření systematicky posunuty k vyšším hodnotám zhruba o 3 desetiny pH. Tento jev pravděpodobně dokumentuje horizontální výměnu vodní masy. Výrazný úbytek kyslíku v oblasti metalimnia (pod 4 m) je způsobem rozkladem sedimentující organické hmoty (drobného detritu) produkované v epilimniu, která ve skočné vrstvě v důsledku prudké hustotní změny vodního sloupce zpomaluje svou sedimentaci. Mírný nárůst kyslíku ve větších hloubkách (hypolimniu) je způsoben poklesem teploty, od 35 m se již projevuje nedostatek  kyslíku způsobený rozkladem organických látek na dně.        

b) vertikální stratifikace/pohyb fytoplanktonu, průhlednost, světelné poměry

Praktikum se "strefilo" do období čiré vody (clear water), hodnoty chlorofylu-a (Fig. 4) byly na celém profily velmi nízké, okolo 3 mg.m^-3, ukazující na velký žrací tlak zooplanktonu. Pro měření profilu chlorofylu-a jsme primárně využili fluorescenční čidlo výše zmíněné sondy YSI 6600 V2. Vzhledem k tomu, že koncentrace chlorofylu-a nevykazovala na hloubkovém profilu žádné významné změny, upustili jsem letos od individuálních odběrů fytoplanktonu z jednotlivých hloubek, neřešili jsme tedy ani kvalitativní složení a dominanci hlavních taxonů řas a sinic v epi-, meta- a hypolimnionu. Nicméně, druhové složení fytoplanktonu odpovídalo fázi čiré vody (bičíkovci skupiny Cryptomonas, centrické rozsivky). Průhlednost (měřená Secciho deskou) se pohybovala kolem 4 m.

Světelné poměry (Fig. 5) v epilimniu jsme zjišťovali pomocí senzorů Li-cor s dataloggerem Li-1400, kdy bylo jedno čidlo umístěno nad hladinou a druhé v hloubce 5 m pod hladinou. Zároveň byl vyvešen řetězec teplotních (Minikin T) a PhaR čidel (Minikin QT) od 1 m do 5,5 m hloubky. Vzhedem k tomu, že PhAR senzory na čidlech jsou jednosměrné a při zavěšení směřují směrem dolů,  zachycují pouze difúzní světlo. Naměřené hodnoty jsou proto o několik (5-6) řádů nižší než hodnoty přímého osvitu, přesto však kopírují diurnální světelný cyklus. Ozáření dosahovalo v maximu na hladině 2,8 x 103 uE m^-2.s^-1(tj. asi 700-800 W.m^-2), 5 m pod hladinou bylo max 21 uE m^-2.s^-1.

Sekvencí logovacích teplotních čidel (Minikin T) vyvěšenou v půlmetrových intervalech jsme sledovali změny v mocnosti epilimnia a metalimnia v důsledku vnitřního vlnění, tzv. séše (seiche), které vzniká periodickým odběrem/vypouštěním vody z nádrže při energeticklých špičkách. Na grafu (Fig. 6.) je patrná teplotní změna u hladiny, kdy během dne dochází k ohřevu,(cca o 2 °C),  po 21 hod dochází k prudšímu ochlazení. Zároveň je nápadná změna teplot v hloubkách pod 3 m s kladnou amplitudou kolem 16 hod, minimem pak v nočních hodinách - tyto změny dokumentují existenci výše zmíněné vnitřní séše, vzhledem ke vzdálenosti od hráze (výpustního místa) je však těžko odhadnout, jaký je časový posuv od příslušného vypouštění.

pH:c) Vertikální stratifikace / pohyb zooplanktonu: Kvantitativní odběr odběrákem typu Schindler Patalas o objemu 28 l (alternativně používáme též odběrák fy Uwitec, tzv. Niederreiter junior) z hloubek 0,5, 1,5, 3 m (dohromady pak jako epilimnion) 4,5 m (metalimnion), 10, 20 m (dohromady jako hypolimnion), z každé hloubky byly odebrány 3-4 "odběráky". Při prvních odběrech jsme provedli vertikální tah planktonní sítí, kterýž sloužil pro seznámení se s přítomnýmo druhy a zhodnocení dominance hlavních taxonů. Kvantitativní vzorky byly přineseny živé do laboratoře, a tam měly být rozděleny na sítkách na "velké" (> 710 um) a "malé" (< 710 um), po fixování počítány pod mikroskopem v Sedwick-Rafterově počítací komůrce. Z časových důvodů však byly letos vzorky počítány bez rozdělení na velikostní frakce.

Jak je vidět z následujících grafů, které ukazují diurnální změny početnosti (relativní (%) i absolutní, v ind.l^-1), u žádné ze skupiny zooplanktonu (druhy r. Daphnia, dominuje D. galeata - Fig. 7; vznášivky (kopepoditová stadia) - Fig. 8; buchanky (kopepoditová stadia) - Fig. 9, z dominantních vířníku Keratella cochelaris - Fig. 10; druhy r. Polyarthra - Fig. 11) není patrná vertikální migrace, jakkoliv jsou predátoři v epilimniu početní.