Migrační bariéry

Migrační bariéry jsou příčné objekty v korytě vodního toku, které svou výškou (způsobenou rozdílem hladin), znemožňují migraci ryb a jiných na vodu vázaných živočichů proti proudu, případně i po proudu. Tyto bariéry často vznikaly jako různé typy staveb a úprav v souvislosti s aktivitami člověka. Následně tyto stavby omezily nebo zcela zabránily volné migraci ryb v podélné trase vodních toků. Typ migrační bariéry a její parametry do značné míry předurčují způsob řešení obnovy migrační prostupnosti.

Z typů migračních bariér lze uvést zejména:

• přehradní hráze (Obr. 1),
• rybniční hráze (Obr. 2),
• pevné jezy (Obr. 3a–3d) a stupně (Obr. 4),
• balvanité skluzy (Obr. 5) v prudkých sklonech,
• retenční přehrážky (Obr. 6) a
• poldry (obr. 7).

^{Obr. 1 – přehradní hráz (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 2 – rybniční hráz (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 3a – pevný jez (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 3b – tabulový jez (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 3c – pevný jez s klapkou (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 3d – pevný jez s náplatky (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 4 – stupeň (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 5 – balvanitý skluz (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 6 – retenční přehrážka (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR.}

^{Obr. 7 – hráz suchého poldru (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

Kromě výše uvedených bariér, které jsou tvořeny příčnými stavebními objekty v korytě, mohou znemožňovat migraci ryb i další jevy, které mohou být dané přírodními zákonitostmi, hydraulickými podmínkami, ale mohou být i nepřímým důsledkem působení lidské činnosti (např. vysychání toků, nepřiměřené odběry, chemické a fyzikální znečištění, které může mít bariérový efekt atd.).

Mezi další typy migračních bariér patří například:

• proudění vody pod přelivy,
• mělké úseky s vysokými rychlostmi proudění – hladké skluzy,
• propustky (obr. 8a,b),
• měrné tratě limnigrafického profilu (Obr. 9a),
• dlážděné úseky,
• zařízení pro dnové odběry (Obr. 9b),
• přirozené skalní stupně (Obr. 10), vodopády a skluzy v prudkých sklonech,
• voda ztrácející se v puklinách skalního podloží a mizející z koryta v úseku dlouhém jednotky až stovky metrů,
• sezónní vysychání toků v důsledku klimatických změn a
• vysychání úseků toků (Obr. 11) v důsledku nepřiměřeného odběru vody.

^{Obr. 8a – propustek "Benešák" (autor: Bc. Ondřej Bartoš – AOPK ČR).}

^{Obr. 8b – propustek s betonovou rourou (autor: Bc. Ondřej Bartoš – AOPK ČR).}

^{Obr. 9a – měrný profil limnigrafické stanice (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 9b – příčný objekt pro dnový odběr (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 10 – skalní stupeň (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

^{Obr. 11 – vyschlý tok (autor: Ing. Kamil Farský – AOPK ČR).}

Výše uvedené mohou být pro ryby nepřekonatelné za určitých průtokových poměrů v lokalitě.

 

K přehrazení toku a následnému omezení volného pohybu ryb a jejich periodických migrací dochází i bez zásahů člověka, tedy přirozeně. Vodní tok může měnit své koryto, např. z důvodu jeho zanášení mrtvou dřevní hmotou, sesuvu půdy nebo i činností některých živočichů (např. bobr). Takové překážky jsou však pouze dočasné a nelze je srovnávat s trvalým přehrazením toků, které je často spojené s odběrem vody a změnami fyzikálních, chemických a biologických vlastností toku.

 

Nejvýznamnější důsledky přítomnosti migračních bariér jsou:

• fragmentace populací a ichtyocenóz,
• změny rybích společenstev,
• omezení či znemožnění reprodukce,
• znemožnění obnovy výskytu živočichů,
• změny říční morfologie a poříčních stanovišť,
• změny v průtokovém režimu,
• změny v průtokovém režimu u špičkujících elektráren,
• změny v sezónních povodňových cyklech,
• chemické a teplotní změny vody,
• narušení dynamiky transportu sedimentů a
• narušení samočistících procesů v řece.

 

Fragmentace populací a ichtyocenóz

Fragmentace populací a ichtyocenóz se dotýká zejména druhů charakteristických velkými populacemi, což je spojeno s poměrně rozsáhlými reprodukčními migracemi (např. ostroretka stěhovavá Chondrostoma nasus, podoustev říční Vimba vimba, mník jednovousý Lota lota či ostrucha křivočará Pelecus cultratus).

Fragmentace říčního systému i vlastního toku vede k oddělení populací a zamezení kontaktů mezi jejich jednotlivými částmi a výrazně ohrožuje diverzitu uvnitř populace. To má negativní vliv na zdraví a přežívání populace.

 

Změny rybích společenstev

Druhovou skladbu rybího společenstva i vlastní migraci po překonání migrační bariéry významně ovlivňují jezové zdrže, které vznikají nad vlastní bariérou.Rozsah jezových zdrží je v rozmezí desítek metrů až desítek kilometrů v závislosti na výšce vzdouvacího objektu a podélném sklonu vodního toku. Nad bariérou tak vzniká objemově významný prostor se silně omezeným prouděním a zvýšeným usazováním jemných splavenin, což vede ke změně původní zrnitosti dnových sedimentů. To vše vede ke změnám druhové skladby rybího společenstva, takže se v jezové zdrži stabilně vyskytují druhy cejnového pásma (cejn velký Abramis brama, plotice obecná Rutilus rutilus, okoun říční Perca fluviatilis, ouklej obecná Alburnus alburnus, kapr obecný Cyprinus carpio, štika obecná Esox lucius, sumec velký Silurus glanis a další).

Naopak reofilní druhy, které migrují za účelem tření se, pokud překonají migrační bariéru, ocitnou v prostředí pro tření nevhodném a tudíž musejí v migraci pokračovat dále proti proudu. Někdy však mohou být dezorientovány, což vede k omezení jejich migrace a následně i reprodukce. Toto riziko je nejčastější u systematicky upravených toků s rozsáhlými jezovými zdržemi. Původní struktura a rozmístění rybích společenstev v podélném profilu vodního toku jsou významně ovlivněny nepřekonatelnými migračními bariérami v podobě přehradních hrází a vzniklých vodních nádrží.

Největší zásah představují přehrady vybudované ve středních částech vodních toků v parmovém pásmu – ve vodní nádrži dochází k vývoji rybího společenstva charakteristického pro cejnové pásmo  (s dominancí štiky obecné a kaprovitých ryb a dále s početnou populací okouna říčního, sumce velkého a candáta obecného Sander lucioperca) a pod přehradní hrází se v důsledku změn průtokového a teplotního režimu vytváří sekundární pstruhové pásmo s příslušným rybím společenstvem.

 

Omezení či znemožnění reprodukce

Upravené vodní toky, kde došlo k unifikaci proudových a morfologických podmínek říčního koryta, neposkytují vhodné habitaty pro tření (jako jsou např. úseky s písčitým nebo štěrkovitým dnem pro pstruha obecného potočního Salmo trutta m. fario), což zvyšuje nároky na migraci za účelem jejich vyhledání – v úseku pod nepřekonatelnou migrační bariérou dochází ke zvyšování koncentrace výskytu migrujících ryb, které se zde následně vytřou, avšak vzhledem k nevhodnosti podmínek pro tření a raný vývoj juvenilních stádií je reprodukce často neúspěšná. Podobný efekt mají i úpravy znemožňující zaplavování říčních niv, což má negativní dopad na fytofilní druhy ryb (např. kapr obecný, karas obecný Carassius carassius, cejnek malý Blicca bjoerkna, štika obecná, sumec velký, candát obecný a další), které kladou jikry na rostlinný substrát.

Nepřekonatelnou příčnou překážkou se snižuje odchovná kapacita vodního toku. Ryby vyhledávající trdliště se nedostávají do všech partií toku, kde zůstávají nevyužité habitaty. Pod bariérou se hromadí ryby a jejich populace se zde vyskytují ve větší hustotě. Tyto se pak mohou ve vyšší míře vzájemně predovat z důvodu velké potravní nebo úkrytové konkurence. Přirozený výtěr tak nemusí stačit na doplňování a obnovování populací ryb.

 

Znemožnění obnovy výskytu živočichů

Volná migrace v podélném profilu vodních toků umožňovala rozšíření ryb v celém říčním ekosystému, a také přirozenou obnovu jejich výskytu z níže ležících částí toků v případě vymizení ryb z jejich původních lokalit. Nepřekonatelné migrační bariéry znemožňují návrat ryb a obnovení jejich výskytu na původních lokalitách v případě povodní (kdy jsou splaveny do dolních částí toků) nebo v případě jejich havarijního úhynu z důvodu znečištění vody toxickými nebo odpadními látkami. Vlivem fragmentace vodních toků nemusí docházet k přirozenému doplňování populací omezených příčnými překážkami, kde dochází dlouhodobě ke snižování genetické variability, a tak ke vzniku horší adaptability na změny v ekosystému. Příkladem je vymizení dunajských druhů (drsek větší Zingel zingel, drsek menší Zingel streber, ježdík žlutý Gymnocephalus schraetser, ostrucha křivočará a další) z řeky Moravy, kde se ještě v 19. století běžně vyskytovaly.

 

Změny říční morfologie a poříčních stanovišť

V souvislosti s budováním některých migračních bariér zejména v novodobé historii byly vodní toky upravovány, ať už napřimováním trasy či opevňováním dna i břehů. V důsledku těchto úprav dochází k eliminaci výskytu proudných úseků a tůní, k rychlému odvedení vody z území, ke snížení rozsahu mělčin a ke snížení četnosti pravidelných povodní a rozlivů mimo koryto řeky. Na základě těchto změn prudce klesá počet vhodných stanovišť pro vodní a na vodu vázané organismy. Např. lipani podhorní Thymallus thymallus a pstruzi v zimním období obsazují hluboké tůně a proudy, ale v období před rozmnožováním podnikají migrace do mělkých úseků s vyššími rychlostmi proudění a bez rostlin, konkrétně na štěrkové plochy.

 

Změny v průtokovém režimu

Uměle vyvolané extrémně nízké nebo prodloužené nízké průtoky, např. vlivem odběrů vody, vedou ke snížení početnosti nebo ke změnám v druhovém složení rostlin a živočichů. Zastavení, snížení či absence kolísavých průtoků dostatečných pro proplachování způsobuje změny nebo snížení početnosti druhů ryb a bezobratlých.

 

Změny v průtokovém režimu u špičkujících elektráren

Rychle se měnící průtoky (včetně špičkování) způsobují snížení početnosti rostlinných a živočišných druhů díky uváznutí na mělčině nebo vyplavení proudem.

 

Změny v sezónních povodňových cyklech

Zastavení či snížení průtoků tak, že neumožňuje spuštění a trvání migrace ryb vede k tomu, že je nsížena početnost tažných druhů ryb nebo tyto druhy zcela chyí. Vlivem úprav vodních toků jsou eliminovány přirozené sezónní povodně, na nichž jsou závislé některé druhy ryb (např. z hlediska rozmnožování). Naopak došlo ke zvýšení četnosti extrémních povodní, které mají ničivé účinky na celé populace některých druhů z důvodu eliminace jejich stanovišť či jejich splavení do dolních částí toků, odkud nemohou být realizovány kompenzační migrace těchto populací na původní stanoviště vzhledem k fragmentaci toků. Např. migrace ostroretek jsou maximální za vysokých průtoků mimo extrémní hodnoty, konkrétně za vysokých průtoků ve fázi poklesu po povodni nebo za stoupajících průtoků před povodňovým stavem. Stejně tak k migraci využívají vyšší průtoky jelec tloušť Squalius cephalus a hrouzek obecný Gobio gobio. Naopak kaprovité druhy ryb migrují za místně průměrných hodnot.

 

Chemické a teplotní změny vody

Změny obecných fyzikálně-chemických podmínek (např. teplota vody, průhlednost, chemické znečištění atd.) způsobují změny skladby či růstu makrozoobenthosu a ryb nebo zvýšenou mortalitu ryb. Např. kalná voda s množstvím jemných částic ovlivňuje dýchací funkci žaber a migrace lososovitých ryb.

 

Narušení dynamiky transportu sedimentů

Migrační bariéry, které mají formu příčných objektů, znemožňují přirozený transport sedimentů ve vodním toku. Narušená říční kontinuita transportu sedimentů, která vede ke změnám ve složení substrátu, způsobuje snížení početnosti ryb a bezobratlých a změny v druhovém složení. Na složení říčního substrátu jsou závislé některé druhy ryb, které se na konkrétních druzích substrátu vytírají. Jde o tzv. litofilní reprodukční skupinu, kam patří např. lososovité ryby (pstruzi, lipani), jejichž jikry se nejlépe vyvíjejí na štěrkovém substrátu. Podobné nároky mají i některé kaprovité ryby jako např. parma obecná Barbus barbus, jelec tloušť, podoustev nebo ostroretka, ale také mihule potoční Lampetra planeri. Tzv. psamofilní skupina se zase rozmnožuje nad písčitým substrátem (např. naše druhy hrouzků a ježdíků). Skupina speleofilní k reprodukci využívá štěrbiny mezi kameny, takže vyhledává hrubší substrát (vranka obecná Cottus gobio a pruhoploutvá Cottus poecilopus).

 

Narušení samočistících procesů v řece

S hydromorfologickými změnami, ztrátou členitosti dna, změnami zrnitosti substrátu či opevněním dna a břehů koryta souvisí ztráta či silné narušení samočistící funkce vodních toků.

 

^{Obr. 12 – Klapkový jez (zdroj: fotoarchiv AOPK ČR)}

^{Obr. 13 – Kamenný stupeň vybudovaný za účelem stabilizace sklonu (zdroj:fotoarchiv AOPK ČR)}