Właśnie ukazała się kolejna praca zespołu ekologów z Zakładu Ekologii i Ochrony Środowiska, uzupełniająca serię artykułów poświęconych odbudowie ekosystemów wodnych w Karpatach i u ich podnóża. Wyniki badań opublikowane zostały w ostatnich trzech latach w renomowanych czasopismach z tzw. grupy TOP10 (Sci. Total Environ. IF2023-2024=9.44, lista MNiSW 200 pkt.; J. Environ. Manag. IF2023-2024=9.32, lista MNiSW 200 pkt.) i nawiązują do ogólnoeuropejskiego planu poprawy stanu ekologicznego wód śródlądowych. Ukazująca się w styczniu bieżącego roku, publikacja „Boulder ramps as a restoration measure: Increasing in the resilience of mountain freshwater ecosystems to environmental changes” domknęła cykl publikacyjny poświęcony testowaniu skuteczności zastosowanych praktyk renaturyzacyjnych, zarówno spontanicznych, tj. bez bezpośrednich ingerencji technicznych, ale także będących efektem inżynierskiej aktywności bobrów, a w końcu jako efektu inżynierskich działań człowieka.

Zakres wspólnotowych działań w dziedzinie polityki wodnej wyznacza Ramowa Dyrektywa Wodna (RDW), czyli Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. Nadrzędnym celem RDW jest zachowanie i poprawa stanu wód powierzchniowych i podziemnych, zarówno pod względem jakościowym jak i ilościowym. Ramowa Dyrektywa Wodna stanowi jedną z najważniejszych odpowiedzi na obserwowaną degradację rzek. Zadania wynikające z przyjęcia RDW obejmują klasyfikację wód, ocenę ich stanu oraz konieczność wdrożenia programów stopniowego osiągania dobrego stanu ekologicznego wszystkich wód europejskich. Dyrektywa przyczyniła się do ogromnego wzrostu znaczenia badań rzek i potoków. Jednak wciąż są znaczne luki w wiedzy, przede wszystkim na temat reakcji ryb i bezkręgowców wodnych na zmiany warunków środowiskowych, zwłaszcza w odniesieniu do ekosystemów wód płynących i bez intensyfikacji badań naukowych trudno będzie wskazać właściwe działania odwracające degradację.

Zespół prof. dra hab. Krzysztofa Kukuły i dr hab. Anety Bylak, prof. UR z Zakładu Ekologii i Ochrony Środowiska od wielu lat prowadzi badania naukowe wpisujące się w zadania wytyczone przez Ramową Dyrektywę Wodną. Pozwalają one na ocenę skuteczności zastosowanych rozwiązań renaturyzacyjnych, a przede wszystkim są drogowskazem dla instytucji zarządzających zlewniami, pokazującym jak przywrócić dobry stan ekologiczny rzek i zapewnić dostęp do czystej wody. Cykl publikacji tworzących spójny blok tematyczny to obszerny pakiet wskazań i rozwiązań, które mogą pośrednio lub bezpośrednio wpływać na poprawę stanu ekologicznego wód płynących.

Nie sięgając daleko, zespół przeanalizował wyniki rozpoczętych w latach 90. ubiegłego wieku badań i porównał je z nowymi danymi zebranym w podmiejskiej strefie Rzeszowa – w zlewni potoku Matysówka. Jeszcze czterdzieści lat temu potok był silnie zdegradowany, choć zlewnia pozostawała jeszcze poza strefą miejską. Współcześnie, mimo braku działań bezpośrednio ukierunkowanych na jego rewitalizację, stan potoku wyraźnie się poprawił. Rozbudowa sieci kanalizacyjnej, w połączeniu z zanikiem działalności rolniczej oraz procesy sukcesyjne na dawnych gruntach rolnych zapoczątkowały spontaniczny proces renaturyzacji potoku („self-restoration”). Przykład potoku Matysówka pokazuje, że przemiany gospodarcze w obszarach podmiejskich mogą stworzyć szansę na utworzenie wartościowego terenu wypoczynkowego dla mieszkańców miasta. Niezbędne są jednak dodatkowe działania rewitalizacyjne i inwestycyjne. Nasi Autorzy podkreślili, że dalsza poprawa stanu ekologicznego potoku i jego zlewni, w powiązaniu z zachowaniem mozaiki siedlisk, może zwiększyć możliwość korzystania z tzw. usług ekosystemowych (ecosystem services), w tym zaopatrzenie w czystą wodę, regulację jakości powietrza i temperatury w mieście, oraz zapewnianie miejsc do rekreacji.

Rozszerzeniem badań zlewni potoku Matysówka był projekt obejmujący kompleksowe badania na północnych przedmieściach Rzeszowa, na dwóch potokach różniących się skalą przekształcenia zlewni przez człowieka oraz innego „inżyniera ekosystemu”, tj. bobra europejskiego Castor fiber. Głównym celem badań było uzyskanie odpowiedzi na pytanie - czy i w jakim stopniu inżynierska działalność bobrów w krajobrazie zdominowanym przez człowieka będzie pozytywnie wpływać na stan ekologiczny potoku? Analizie poddano charakter zagospodarowania zlewni, parametry siedlisk w potokach, w tym parametry fizyko-chemiczne wody, wskaźniki sanitarne, zespoły bezkręgowców bentosowych, ichtiofaunę, ale także płazy, ptaki wodno-błotne i rośliny. Podjęto się także oceny zlewni potoku będącego pod wpływem inżynierskiej działalności bobrów pod kątem potencjału do świadczenia usług ekosystemowych. Staw bobrowy wraz z przyległymi podmokłymi trzcinowiskami i wilgotnymi łąkami stał się nową siedliskową „wyspą”, z wieloma gatunkami roślin i zwierząt. W krajobrazie zdominowanym przez człowieka powstało zatem miejsce o cennych walorach przyrodniczych. Pozytywny wpływ działalności bobra europejskiego obserwowano także w samym potoku, gdzie w efekcie „oczyszczającej” roli stawu bobrowego, nastąpiła wyraźna poprawa jakości wody. Naukowcy z Zakładu Ekologii i Ochrony Środowiska zaproponowali zmianę podejścia do kompleksów tam i stawów bobrowych i uwzględnienie ich możliwego pozytywnego wpływu na ekosystemy w planach zarządzania zlewniami.

Współcześnie, nawet uznawane za synonim „dzikości” i „naturalności” Bieszczady nie są wolne od zagrożeń. Jednym z nich może być gospodarka leśna. W efekcie wieloletnich, kompleksowych badań w Międzynarodowym Rezerwacie Biosfery „Karpaty Wschodnie” nasi pracownicy wskazali, że choć osady drobnoziarniste są naturalnym składnikiem systemów rzecznych, to działalność człowieka może powodować dramatyczny wzrost ich ilości. Na obszarach górskich źródłem osadów zakłócających funkcjonowanie ekosystemów wodnych często jest gospodarka leśna. W opublikowanej pracy Autorzy testowali hipotezę, że biocenozy w badanych potokach będą się różnić stopniem zniekształcenia, w zależności od intensywności prac leśnych w zlewni. Autorzy wykazali, że zamulanie dna potoków górskich może zaburzyć strukturę sieci troficznych całych ekosystemów. Jednocześnie, w pracy przedstawiono dowody na pozytywny wpływ obecności bobrów na terenach lasów eksploatowanych gospodarczo. Stawy bobrowe akumulując osady hamują degradację potoków i przyczyniają się do odtworzenia naturalnej struktury biocenozy. Wychwytywanie i magazynowanie drobnych osadów w stawach bobrowych może przyspieszyć procesy rewitalizacji cieków górskich. W publikacji zaproponowano innowacyjne podejście do zarządzania piętrzeniami bobrowymi i zasugerowano, że dobre praktyki eksploatacji lasów, zwłaszcza na obszarach górskich, powinny uwzględniać inżynierską działalność bobrów poprzez zachowanie budowanych przez nie tam i stawów.

Kolejnym krokiem w analizach możliwości poprawy stanu ekologicznego potoków karpackich były kompleksowe badania reakcji biocenozy na renaturyzację techniczną koryt potoków. Przekształcenia wynikające z działalności człowieka dotknęły zlewni wielu karpackich rzek. Autorzy wskazali, że liczne bariery zbudowane przez człowieka, zakłócają ciągłość ekologiczną wielu cieków i konieczne jest ich udrażnianie, tj. usunięcie barier lub odpowiednia przebudowa. Aby ocenić realne skutki renaturyzacji potoków zespół pod kierunkiem prof. K. Kukuły i prof. A. Bylak przeprowadził analizy zespołów ryb i bezkręgowców wodnych, które są doskonałymi bioindykatorami stanu siedlisk w systemach rzecznych. Autorzy wykazali pozytywne efekty zastosowania kamiennych ramp jako rozwiązań technicznych do renaturyzacji małych potoków górskich. Udowodnili, że dzięki poprawnie zaprojektowanym i

przeprowadzonym zabiegom przywracającym ciągłość potoku, możliwe jest także odbudowanie siedlisk fauny wodnej. Autorzy w zaleceniach skierowanych do instytucji zarządzających środowiskiem wskazali, że ocena skutków renaturyzacji zlewni rzek i potoków powinna być prowadzona w perspektywie długoterminowej. Tylko takie podejście może to pozwolić na wiarygodną ocenę skutków działań renaturyzacyjnych i w razie potrzeby, szybkie wprowadzenie niezbędnych korekt.

Publikacje z omawianego cyklu badań:

Bylak A., Kukuła K., Ortyl B., Hałoń E., Demczyk A., Janora-Hołyszko K., Maternia J., Szczurowski Ł., Ziobro J. 2022. Small stream catchments in a developing city context: The importance of land cover changes on the ecological status of streams and the possibilities for providing ecosystem services. Science of the Total Environment 815, 151974. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151974. (TOP10, 200 pkt.)

Bylak A., Kukuła K. 2022. Impact of fine-grained sediment on mountain stream macroinvertebrate communities: forestry activities and beaver-induced sediment management. Science of the Total Environment 832, 155079, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155079. (TOP10, 200 pkt.)

Bylak A., Szmuc J., Kukuła K. 2023. Assessment of the viable effects of structural reconstruction of habitats in a mountain stream: a long-term study Science of the Total Environment 905: 167230. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167230. (TOP10, 200 pkt.)

Bylak A., Kochman-Kędziora K., Kukuła E., Kukuła K. 2024. Beaver-induced restoration: an opportunity for sandy lowland streams in a human-dominated landscape. Journal of Environmental Management 351, 119799. 1603–1615. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119799. (TOP10, 200 pkt.)

Bylak A., Szmuc J., Hałoń E., Kukuła K. 2025. Boulder ramps as a restoration measure: Increasing in the resilience of mountain freshwater ecosystems to environmental changes Science of the Total Environment 962: 178475. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.178475. (TOP10, 200 pkt.)