Ako vplýva ľudská činnosť na spoločenstvá pakomárov (Chironomidae) Popradského plesa za ostatných 200 rokov? (multiproxy paleolimnologická analýza)

Authors: Daniela Dobríková 1    Ladislav Hamerlík 1    Katarzyna Szarłowicz 2    Witold Reczynski 2    Barbara Kubica 2    Ferdinand Šporka 3    Peter Bitušík 1   
1 Katedra biológie a ekológie, Fakulta prírodných vied Univerzity Mateja Bela, 974 01 Banská Bystrica, Slovenská republika    2 Department of Coal Chemistry and Environmental Sciences, Faculty of Energy and Fuels, AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland    3 Ústav zoológie, Slovenská akadémia vied, Dúbravská cesta 9, 845 06, Bratislava, Slovenská republika   
Year: 2015
Section: Ecology and Environmental Sciences
Abstract No.: 1187
ISBN: 978-80-970712-8-8

V rámci multi proxy paleolimnologického výskumu sedimentov Popradského plesa sme analyzovali obsah prvkov, stratu žíhaním, spoločenstvá pakomárov a datovanie pomocou 210Pb, aby sme zistili, ako antropické zmeny v blízkosti plesa ovplyvnili jeho spoločenstvá. Výsledky prinášame z vrchných 10 cm časti celkovo 34,5 cm dlhého sedimentačného stĺpca,  ktorá predstavuje cca 200 rokov (1811-súčasnosť). Celkovo sme zaznamenali 3 978 hlavových kapsúl pakomárov (Chironomidae), ktoré reprezentujú 37 taxónov z 5 podčeľadí. Porovnaním kľúčových zmien zaznamenaných v sedimentačnom jadre s doloženou ľudskou aktivitou v povodí jazera sme recentnú históriu jazera rozdelili na 4 fázy: 1. pred-turistická fáza, 2. fáza zvýšenej turistickej aktivity a výstavba menších chát okolo jazera, 3. fáza eutrofizácie a 4. fáza post-eutrofizácie. Počas prvých dvoch fáz sa nemenili výrazne ani spoločenstvá pakomárov, ani obsah organickej hmoty v sedimentoch (stanovený ako strata žíhaním). Najväčšie zmeny v stratigrafickom zázname sa ukázali po tom, ako začiatkom 60-tych rokov začali pleso znečisťovať odpadové vody z novopostaveného turistického hotela. Napriek tomu sa kvalitatívna štruktúra spoločenstva pakomárov menila len mierne, Tanytarsus lugens-type a Heterotrissocladius marcidus dominovali v spoločenstve počas celého obdobia. Ich vzájomný pomer sa však výrazne menil a abundancia H. marcidus korelovala signifikantne s obsahom organickej hmoty. Reofilné taxóny nepreukázali priamu závislosť na obsahu organických látok v sedimente, avšak korelovali s inštrumentálnymi dátami relatívnej vlhkosti za posledných 60 rokov a ich zmeny v paleospoločenstve sú teda pravdepodobne riadené klimatickými faktormi. Zmeny obsahu kovov poukazujú viac na ďiaľkový prenos z priemyselných oblastí Sliezska, ako na mieru lokálnej antropogénnej disturbancie.

Kľúčové slová: jazerný sediment, eutrofizácia, pakomáre, reofilné taxóny

Paleoekologický výskum Popradského plesa bol financovaný z projektu VEGA 1/0180/12.
Battarbee R.W. 2000. Palaeolimnological approaches to climate change, with special regard to to the biologicl record. Quaternary Science Reviews 19: 107-124.
Bengtsson, L., Enell, M., 1986. Chemical analysis. In: Berglund, B.E. (Ed.), Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology. John Wiley & Sons Ldt., Chichester, pp. 423-451.
Bitušík P., Svitok M., Kološta P. & Hubková M. 2006. Classification of the Tatra Mountain lakes (Slovakia) using chironomids (Diptera, Chironomidae). Biologia, Bratislava 61/Suppl. 18: 191–201.
Bohuš I. 2005. Tatranské doliny v zrkadlení času. I&B, Ivan Bohuš, tatranská Lomnica. 143 pp.
Brodersen K. P. & Quinlan R. 2006. Midges as palaeoindicators of lake productivity, eutrophication and hypolimnetic oxygen. Quaternary Science Reviews 25: 1995–2012.
Brooks, S.J. 2006. Fossil midges (Diptera: Chironomidae) as palaeoclimatic indicators for the Eurasian region. Quaternary Science Reviews 25: 1894-1910.
Brooks S. J., Langdon P. G., Heiri O. 2007. The Identification and Use of Palaearctic Chironomidae Larvae in Palaeoecology. QRA Technical Guide No. 10. Quaternary Research Association, London. 276 s.
Brundin L. 1949. Chironomiden und andere Bodentiere der südschwedischen Urgebirgseen. Ein Beitrag zur Kenntnis der bodenfaunistischen Charakterzüge schwedischer oligotropher Seen, vol. 30. Report of the Institute of Freshwater Research, Drottningholm, pp. 1–915.
Davidson T. A. & Jeppesen E. 2013. The role of palaeolimnology in assessing eutrophication and its impact on lakes. Journal of Paleolimnology 49: 391–410.
Dong X., Bennion H., Battarbee R, Yang X., Yang H., Liu E. 2008. Tracking eutrophication in Taihu lake using the diatom record: potential and problems. Journal of Paleolimnology 40: 413–429.
Gąsiorowski M. & Sienkiewicz E. 2013. The Sources of Carbon and Nitrogen in Mountain Lakes and the Role of Human Activity in Their Modification Determined by Tracking Stable Isotope Composition. Water Air Soil Pollut., 224:1498
Gregor V. & Pacl J. 2005. Hydrológia tatranských jazier. Acta Hydrol. Slov. 6(1): 161–187.
Heinrichs M.L. & Walker I.R., 2006. Fossil midges and palaeosalinity: potential as indicators of hydrological balance and sea-level change. Quaternary Science Review 25, 1948-1965.
Hrabě S. 1942. On zoobenthos of the High Tatra Mts. lakes. Physiographica Slovaca 124-177. (In Czech)
Hynštová M. 2014. Influence of catchment characteristics of high-mountain lakes in the Tatra Mountains on water chemistry. Diploma thesis. Charles Univesrit on Prague, 63 pp.(In Czech)
Itkonen A., Marttila V., Meriläinen J. & Salonen V. P. 1999. 8000-year history of palaeoproductivity in a large boreal lake. Journal of Paleolimnology, 21(3): 271–294.
Jost H. 1962. About mining and metallurgy in the Polish Tatras. WNT, Warsaw. (in Polish)
Juriš Š., Ertl M., Ertlová E. & Vranovský M. 1965. Niektoré poznatky z hydrobiologického výskumu Popradského plesa. Zborník prác o Tatranskom národnom parku 8: 33–44.
Kopáček J., Hardekopf D., Majer V., Pšenáková P., Stuchlík E. & Veselý J. 2004. Response of alpine lakes and soils to changes in acid deposition: the MAGIC model applied to the Tatra Mountain region, Slovakia-Poland. J. Limnol. 63: 143−156.
Kopáček J., E. Stuchlík & Hardekopf D. 2006. Chemical composition of the Tatra Mountain lakes: Recovery from acidification. Biologia, Bratislava 61/ Supplement 18: 21–33.
Larocque I., Hall R. I. & Grahn E. 2001. Chironomids as indicators of climate change: a 100-lake training set from a subarctic region of northern Sweden (Lapland). Journal of Paleolimnology 26: 307-322.
Meriläinen, J. J., Hynynen J., Palomäki A., Keijo Mentikoski, Allan Witick. 2003. Environmental History of an urban lake: a paleolimnological study of Lake Jyväsjärvi, Finland. Journal of Paleolimnology 30: 387–406.
Rybníčková E. & Rybníček K. 2006. Pollen and macroscopic analyses of sediments from two lakes in the High Tatra mountains, Slovakia. Vegetation history and archaeobotany 15: 345–356.
Sæther, O. A., 1979. Chironomid communities as water quality indicators. Holarct. Ecol. 2: 65–74.
Šporka, F., 2009. Oligochaete fauna of lakes Popradské and Štrbské pleso during the last 80 years. In Kröpfelová, L. and Šulcová, J. (eds): Sborník příspevků 15. konference Česke Limnologické Společnosti a Slovenskej Limnologickej Spoločnosti. Třeboň, 22-26, p. 254-258. (in Slovak)
Szarlowicz K., Reczyński W., Misiak R. & Kubica B. 2013 Radionuclides and heavy metal concentrations as complementary tools for studying the impact of industrialization on the environment. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 298: 1323–1333.
Tchobanoglous and Burton 1991
Thienemann A. 1921. Seetypen. Naturwissenschaften 9: 343–346.
Valinia S., Englund G., Moldan F. , Futter M.N., Kohler S.J., Bishop K. & Folster J. 2014: Assessing anthropogenic impact on boreal lakes with historical fish species distribution data and hydrogeochemical modeling. Global Change Biology, online.
Walker I.R., Cwynar L.C., 2006. Midges and palaeotemperature econstruction—the North American experience, Quaternary Science Review 25, 1911-1925.
Wiederholm T. 1980. Use of benthos in lake monitoring. Journal of the Water Pollution Control Federation 52: 537–547.
Wiederholm T. (Ed.) 1983: Chironomidae of the Holarctic region. Keys and diagnoses. Part I. Larvae. Ent. Scand. 19: 1–457.
Zontág M. & Kot M. 2010. Ryby, p. 503-518. In Chovancová B., Koutná A., Ładygin Z. & Šmatlák J. (Eds), Tatry – Príroda. Baset, Praha, 648 pp.