Struktura zooplanktonu jako miara stanu ekologicznego jezior | Zooplankton structure as a measure of the ecological status of lakes

Rozprawa doktorska powstała na podstawie cyklu czterech publikacji naukowych: P1. Ochocka A., Pasztaleniec A., 2016. Sensitivity of plankton indices to lake trophic conditions. Environmental Monitoring and Assessment volume 188: 622, https://doi.org/10.1007/s10661-021-09390-7; P2. Karpowicz M., Sługocki Ł., Kozłowska J. Ochocka A., López C., 2020. Body size of Daphnia cucullata as an indicator of the ecological status of temperate lake. Ecological Indicators 117: 106585, https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106585; P3. Ochocka A., 2021., ZIPLAS: Zooplankton Index for Polish Lakes’ Assessment - A new method to assess the ecological status of stratified lakes. Environmental Monitoring and Assessment 193: 664, https://doi.org/10.1007/s10661-021-09390-7; P4. Ochocka A., Karpowicz M., 2022. Assessment potential of zooplankton to establish reference conditions in lowland temperate lakes. Diversity 14: 501, https://doi.org/10.3390/d14060501

Cele pracy obejmowały: (i) przetestowanie wskaźników bazujących na strukturze zespołu zooplanktonu jezior stratyfikowanych, w celu wytypowania najbardziej wrażliwych na eutrofizację, (ii) charakterystykę struktury zooplanktonu w warunkach referencyjnych oraz (iii) opracowanie metody oceny stanu ekologicznego bazującej na strukturze zooplanktonu. W pracy przetestowano wrażliwość wskaźników zooplanktonowych na nasilenie eutrofizacji. Testowane wskaźniki wykazały zróżnicowane typy reakcji na wzrost koncentracji biogenów. W kolejnym etapem prac wyznaczone zostały jeziora referencyjne oraz opracowana została struktura zasiedlających je zespołów zooplanktonu. Wyniki badań wykazały również, że Daphnia cucullata osiąga większe rozmiary ciała w jeziorach o niskiej trofii. Na podstawie otrzymanych wyników zaproponowany został wskaźnik BSI (Body Size Index). Wyróżniono gatunki charakterystyczne dla jezior referencyjnych, w tym Bosmina (Eubosmina) coregoni, Ascomorpha ecaudis, Collotheca pelagica i Gastropus stylifer. W ostatnim etapie prac opracowano metodę oceny stanu ekologicznego jezior stratyfikowanych, indeks ZIPLAS (Zooplankton Index for Polish Lakes’ Assessment). Indeks ZIPLAS silnie koreluje (korelacja rang Spearmana) ze wszystkimi parametrami eutrofizacji – najsilniej z widzialnością krążka Secchiego (r = 0,86), nieco słabiej z fosforem ogólnym (r = -0,74) i azotem ogólnym (r = 0,68). Uzyskane wyniki pokazują, że indeks ZIPLAS może być wykorzystany jako wiarygodne narzędzie w monitoringu stanu ekologicznego jezior stratyfikowanych.

The aims of the dissertation included: (i) testing the zooplankton indices calculated based on the structure of the zooplankton community from stratified lakes in order to select the most sensitive indices of eutrophication pressure, (ii) the characteristics of the zooplankton structure in reference conditions, (iii) the development of a zooplankton based-method for assessing the ecological status of lakes. The first stage of the work was to test sensitivity of zooplankton indicators to the eutrophication parameters. The next stage was to determine lakes meeting the criteria of reference conditions and to analyze the structure of the zooplankton communities inhabiting them. The tested zooplankton indices showed three types of responses to the increases in nutrient concentration. The results showed that Daphnia cucullata grows larger in low trophic conditions. The new simple Body Size Index (BSI) has been proposed. The characteristic species for reference lakes were identified, including Bosmina (Eubosmina) coregoni, Ascomorpha ecaudis, Collotheca pelagica and Gastropus stylifer. Then zooplankton indices were calculated and tested against eutrophication parameters. Finally, the ZIPLAS multimetric index (Zooplankton Index for Polish Lakes' Assessment) was developed to assessment of the ecological status of stratified lakes. ZIPLAS responds clearly to eutrophication indicators - Secchi disc visibility (Spearman’s rank correlation r = 0.86), total phosphorus (r = -0.74) and total nitrogen (r = 0.68). The ZIPLAs index can be used as a valuable tool in the monitoring the ecological status of lakes.

Dane wykorzystane do przygotowania rozprawy doktorskiej zostały zgromadzone w ramach grantu o numerze 2012/07/N/NZ9/01396, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki oraz w ramach działalności statutowej Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego, finansowanej z dotacji Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Uniwersytet w Białymstoku. Wydział Biologii