Zasoby wodne muszą być chronione. Chronić można je różnymi metodami. Kluczowe znaczenie dla ochrony wód ma roślinność. Sam fakt pokrycia gruntu roślinnością przyczynia się do ograniczenia erozji gleb, a to ogranicza zanieczyszczenie wód i osłabia parowanie. Jednakże, w wyniku działalności rolniczej człowieka powstają w środowisku agroekosystemy, których roślinność jest modyfikowana potrzebami rolnictwa. Mozaikowatość krajobrazu, bardzo zresztą pożądana, jest funkcją wzajemnego układu różnego rodzaju siedlisk, ekosystemów i zbiorowisk. Stanowią one połacie, pomiędzy którymi znajduje się sieć stref przejściowych, czyli ekotonów. Te zaś pełnią różne funkcje w procesach transportu i wymiany materii.

Zbiorowiska roślinne w ochronie wód

1. Lasy. Ich znaczenie w środowisku jest bardzo duże, m.in. stanowią one ochronę przed rozprzestrzenianiem się zanieczyszczeń z terenów rolniczych. Oczywiście znaczenie ma tutaj skład gatunkowy lasu, który zależy od warunków wodnych i glebowych, czyli typu siedliska.
2. W krajobrazie rolniczym występują też zadrzewienia śródpolne, złożone zwykle z przynajmniej kilku gatunków drzew i krzewów. Doskonale pełnią one rolę barier biogeochemicznych. Zadrzewienia oczyszczają wody gruntowe oraz przeciwdziałają rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń obszarowych, dzięki filtrującym właściwościom ich systemów korzeniowych oraz częściowej akumulacji w ściółce i roślinności runa. Zmniejszają również erozję wietrzną i wodną gleby, a także pełnią szereg innych istotnych funkcji, tj. wiatrochronną, moderatora warunków klimatycznych, ochronną, produkcyjną czy społeczno-kulturową.
3. Łąki. Zbiorowiskami łąkowymi, które najczęściej występują w krajobrazie Polski są łąki świeże z klasy Molinio-Arrhenatheretea. Ze względu na dobrą jakość traw są to łąki intensywnie lub ekstensywnie wykaszane i wypasane. Łąki te zajmują dość duże powierzchnie, dzięki czemu mają one znaczny udział w kształtowaniu bilansu biogenów i ograniczaniu „wędrówki” zanieczyszczeń. Generalnie łąki stanowią bardzo skuteczne bariery biogeochemiczne dla składników wypłukiwanych z pół uprawnych. Ma to związek z gęstym systemem korzeniowym roślinności łąkowej oraz intensywnie rozwiniętą florą bakteryjną. Dzięki temu możliwa jest zamiana ogromnych ilości biogenów w biomasę i szybszą dezaktywację pozostałości środków ochrony roślin. Wystarczy już 10-metrowej szerokości pas łąki. Pośród roślinności szuwarowej szczególną aktywnością w pochłanianiu biogenów wyróżniają się płaty tataraku.
4. Mokradła. Są to ekosystemy podmokłe, stanowiące formę przejściową pomiędzy ekosystemami typowo lądowymi i typowo wodnymi i zazwyczaj usytuowane są na ich pograniczu. Obszary te stanowią przedmiot ochrony Konwencji Ramsarskiej z dnia 2 lutego 1971 r., ratyfikowanej przez Polskę w 1978 r. Celem Konwencji jest ochrona i utrzymanie w niezmienionym stanie obszarów określanych jako „wodno-błotne”. W krajobrazie rolniczym siedliska te zwiększają bioróżnorodność oraz stanowią ostoję dla wielu cennych gatunków roślin i zwierząt. Różnicują (urozmaicają) one krajobraz. Ze względu na bardzo dużą różnorodność zbiorowisk roślinnych, jak i dostęp do wody, mokradła należą do jednych z najbardziej produktywnych ekosystemów. Szacuje się, że mokradła magazynują około 1/3 sumy przeciętnej opadów rocznych w Polsce. Sanitarne oddziaływanie mokradeł na środowisko naturalne ma ogromne znaczenie, a wynika to ze specyfiki obiegu w nich związków chemicznych. Jest on inny od obiegu związków w ekosystemach typowo wodnych i suchych, dzięki czemu mokradła (osady, torfy) zatrzymują więcej substancji chemicznych, aniżeli większość ekosystemów lądowych i wodnych. Dobrą pułapką są one głównie wiosną i wczesnym latem, a źródłem związków – po zakończeniu sezonu wegetacyjnego. Rola ich w ochronie wód polega m.in. na retencjonowaniu zanieczyszczeń chemicznych w osadach i torfach oraz pełnieniu roli filtra biologicznego (w wyniku absorpcji i asymilacji pierwiastków biogennych w tkankach roślin). Roślinność mokradeł pełni dwie ważne funkcje, tzn. zwiększa powierzchnię działalności mikroorganizmów, które osiadając na łodygach i liściach roślin, tworzą błonę biologicznie aktywną oraz wydziela przez system korzeniowy z dobrze rozwiniętą tkanką powierzchną (arenchymą) tlen wytwarzany w procesie asymilacji. Wzdłuż rozbudowanego systemu korzeniowego powstaje strefa tlenowa – ryzosfera. W zależności od gatunku roślin, korzenie mogą wydzielać do ryzosfery różne ilości tlenu. Tlen stwarza dogodne warunki do bytowania bakterii tlenowych, które biorą udział w procesie przemian azotu. Dlatego też właśnie obszary, na których występują rośliny wodne (hydrofity), przyczyniają się do usuwania z wód znacznych ilości azotu.
5. Ekotony nadbrzeżne (strefy buforowe). Są to obszary przejściowe pomiędzy dwoma ekosystemami, np. pole/łąka lub pole/woda. Ekotonami mogą być drzewiaste lub szuwarowe pasy roślinności nadbrzeżnej, łąki bądź lasy. W ekotonach eliminacji ulega przede wszystkim azot. Natomiast fosfor eliminowany jest w znacznie mniejszym stopniu, a wiąże się to najprawdopodobniej z odmiennymi warunkami tlenowymi, potrzebnymi do redukcji obu tych pierwiastków.

Ekotony pełnią bardzo ważne zadania w procesach:

• biogeochemicznych – poprawa jakości wody, zwracanie biogenów do obiegu i zatrzymywanie metali ciężkich, kumulowanie materii organicznej;
• hydrologicznych – zatrzymywanie wód roztopowych i powodziowych (retencja);
• produkcji organicznej – duża produkcja pierwotna i wtórna (warunek rozwoju rybołówstwa i myślistwa);
• biotycznych – zwiększanie różnorodności siedlisk, zwiększanie obszarów tarlisk, tworzenie korytarzy powietrznych dla przemieszczających się zwierząt oraz korytarze ekologiczne;
• urozmaicanie krajobrazu;
• miejsca rekreacji i wypoczynku.

Kluczowe dla oczyszczania wód jest określenie szerokości ekotonu. Istotny jest także rodzaj zastosowanej roślinności. Zazwyczaj uznaje się, że odpowiednia jest szerokość w granicach 8-10 do 20 m. Strefy buforowe przy ciekach wodnych mogą mieć też szerokość 2 lub 5 m.

Działanie ekotonów jako barier biogeochemicznych jest szczególnie skuteczne w przypadku transportu substancji chemicznych ze spływem powierzchniowym. W przypadku wód gruntowych, zasilających zbiornik czy też ciek wodny, skuteczność ekotonu w wychwytywaniu zanieczyszczeń może być znikoma. W dużym stopniu uzależnione jest to od kierunku przepływu wód w strefie aeracji (inaczej strefa napowietrzenia – strefa pomiędzy powierzchnią terenu a zwierciadłem wód podziemnych). Budowa geologiczna może powodować, że np. rzeka zasilana jest wodami zanieczyszczonymi biogenami pochodzącymi z obszarów rolniczych będących w znacznym oddaleniu od cieku, a dopływającymi do niego poza zasięgiem korzeni roślin strefy ekotonowej. Efektywność ekotonu największa jest, gdy ewapotranspiracja jest największa, czyli przeważa nad opadami. Ewapotranspiracja to proces parowania terenowego, obejmujący transpirację (parowanie z komórek roślinnych) oraz ewaporację (parowanie z gruntu).

Rozwiązania z Natury

1. Sztuczne mokradła. Mokradła te muszą być skonstruowane w odpowiedniej proporcji do wielkości zlewni. Kanały melioracyjne kierują wodę na mokradła. Łańcuch stawów osadowych, ulokowanych przed mokradłami, zwalnia bieg wody, co przyczynia się do osadzania się cząstek stałych. Wzdłuż cieków wodnych założone są szerokie strefy buforowe, również pomocne w ograniczaniu skutków erozji. Mokradła powinny być stosunkowo płytkie, co ogranicza wymywanie składników nawozowych oraz ma korzystny wpływ na poprawę bioróżnorodności. Roślinność hydrofitowa pojawi się w wyniku naturalnej sukcesji, ale można też proces ten przyspieszyć dokonując nasadzeń i obsiewu.
2. Strefy buforowe. Za strefy buforowe można uznać wszystkie trwałe środowiska chroniące przyległe do nich ekosystemy. Są to ochronne pasy trwałej roślinności (trawy, zioła) o różnej szerokości, będące na styku pól uprawnych lub intensywnych łąk ze środowiskiem nierolniczym, zwykle wodą. Zakładanie nienawożonych pasów wieloletniej roślinności ma za zadanie odfiltrować składniki nawozowe i inne zanieczyszczenia ze spływających wód. Powinno się je zakładać przy wszelkiego rodzaju miejscach, takich jak zadrzewienia, zabagnienia, torfowiska, a przede wszystkim na brzegach zbiorników i cieków wodnych wśród pól i intensywnie użytkowanych użytków zielonych. Strefa buforowa powinna mieć szerokość co najmniej 2 m, nie powinna być uprawiana, a co 2-3 lata powinna być koszona.
3. Zadrzewienia śródpolne. Projektując nasadzenia należy brać pod uwagę warunki: siedliskowe, przyrodnicze, krajobrazowe i historyczne (np. pozostałości dawnych układów nasadzeń, lokalne tradycje). Aby efektywność zadrzewienia w pełnieniu funkcji wodochronnej była jak najlepsza, należy uwzględnić odpowiedni w nim dobór gatunków. Pobieranie podstawowych biogenów z wody nie tylko zależy od ich ilości, ale także od ich wzajemnych proporcji w roztworze. Różne gatunki drzew i krzewów mają różne możliwości i umiejętności korzystania z tych zasobów. Najskuteczniej funkcje wodochronne pełnią pasmowe (liniowe) zadrzewienia wielogatunkowe. Szczególnie dobrym „pochłaniaczem” azotanów jest sosna. W nasadzeniach śródpolnych przede wszystkim należy preferować gatunki rodzime, a wystrzegać się gatunków obcych, stosunkowo od niedawna będących na naszym terenie (inwazyjnych). Należy uważać na gatunki, które są żywicielami pośrednimi chorób i szkodników poszczególnych upraw. We wszystkich rodzajach zadrzewień pożądane są gatunki miododajne, a także drzewa owocowe, w tym stare, tradycyjne odmiany.

Źródło:

• „Gospodarowanie wodą w rolnictwie w obliczu ekstremalnych zjawisk pogodowych”. Fundacja Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju, Warszawa, 2012.
• „Najlepsze praktyki rolnicze w regionie Morza Bałtyckiego”, Baltic Deal, 2012.
• „Zadrzewienia śródpolne, strefy buforowe i miedze”, Biblioteczka Krajowego Programu Rolnośrodowiskowego, MriRW, Warszawa, 2003.