Lacul de acumulare
Izvoru Muntelui - Bicaz
Lacul de acumulare 'Izvoru Muntelui', cunoscut si sub numele de 'lacul Bicaz', este cel mai mare lac artificial (antropic) amenajat pe raurile interioare din Romania. Situat pe cursul superior al raului Bistrita, lacul s-a format ca urmare a construirii barajului hidroenergetic cu acelasi nume. Din el se alimenteaza centrala hidroelectrica Bicaz-Stejaru, echipata cu sase generatoare.
La nivelul maxim de umplere, acesta are o lungime de circa 31 km., pe o directie generala nord-vest - sud-est, cu numeroase arii de extindere laterala, mai accentuata fiind cea de pe raul Bistricioara (pe circa 3 km.).
Bazinul lacului Izvoru Muntelui - Bicaz este format din urmatoarele zone majore: zona cristalino-mezozoica, zona flisului carpatic si transcarpatic si zona vulcanitelor neogen-cuaternare.
Pe cuprinsul bazinului hidrografic al lacului (4035 km2) se realizeaza o inaltime medie a reliefului de circa 1100 m. Diferenta maxima de altitudine este de aproximativ 1800 m (intre Virful Inau, 2280 m, si cota fundului lacului la baraj de 425 m). Aceasta determina o etajare climatica ce are repercursiuni importante in regimul hidrologic al lacului.
Din punct de vedere a temperaturii aerului, zona lacului se inscrie in treapta climatica montana moderat de calda (temperatura medie anuala de 7 ÷ 7,5sC) cu ierni blande (temperatura medie a lunii ianuarie -4 ÷ -5°C) si veri moderat de calde (temperatura medie a lunii iulie, 16,5 ÷ 17°C). Diferentele temperaturii aerului din zona lacului sunt strans legate de termica suprafetei acvatice, ale carei variatii oglindesc particularitatile schimbului caloric dintre apa si atmosfera. Cercetarile au aratat ca in Octombrie continutul de caldura raportat la m3 de apa este maxim in acest lac. Ca efect al inertiei termice a lacului, temperatura maxima medie a aerului, cea mai ridicata, se produce in August si nu in Iulie.
Este cunoscut faptul ca aparitia lacurilor artificiale duce la modificarea echilibrului creat in regimul apelor subterane. In cazul lacului de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz, apele subterane din zona limitrofa sunt de mica importanta. Sunt cantonate in cea mai mare parte in depozitele deluviale ale versantilor vaiicu care vine in contact lacul si se caracterizeaza prin panza discontinui de apa locale, alimentate in cea mai parte a anului din ploi si zapezi, care in perioada calda isi micsoreaza considerabil debitul, pentru ca in timpul secetelor aportul lor sa fie nul. De cele mai multe ori apar in fiecare zi sub forma unor mici izvoare sau zone mlastinoase.
Regimul transparentei apei lacului este conditionat in principal de dezvoltarea longitudinala a lui, deci de adancimile crescande din amonte spre aval si de modul particular de alimentare cu apa.
Valorile cele mai mari ale transparentei apei, care pot ajunge pana la 6 m in sectiunile Baraj si Ruginesti si 3 m in sectiunea Coada lacului, se intalnesc in lunile Septembrie si Octombrie ca urmare a precipitatiilor scazute din aceasta perioada. Urmeaza apoi o reducere a transparentei in urma ploilor de la sfarsitul lunii Octombrie - inceputul lui Noiembrie. Pe baza valorii medii a transparentei apei din cursul anului, care este cuprinsa intre 2 si 10 m, se poate aprecia ca lacul Izvoru Muntelui - Bicaz apartiene categoriei lacurilor eutrofe - oligotrofe (de trnanzit) cu transparenta moderata.
Luminozitatea apei reprezinta un alt factor fizic important al apei lacurilor, care ajuta la explicarea unor procese biotice. Intensitatea luminii scade odata cu cresterea adancimii, datorita dispersiei si absobtiei razelor solare de catre materialele in suspensie. Pe baza masuratorilor de penetratie a luminii in apa lacului Izvoru Muntelui - Bicaz s-au constatat existenta unor mari diferentieri in ceea ce priveste intensitatea luminoasa intre straturile superficiale si profunde, fapt care determina conditii fizice net diferite pentru dezvoltarea vietii, intre orizonturi apropiate ca adincime; prezenta in lac a unei zone afotice (lipsite complet de lumina), pusa in evidenta la adincimi ce depasesc 35-40 m; variatia longitudinala a iluminarii prezinta un paralelism cu cea a transparantei, grosimea stratului luminos crescand din amonte spre aval.
Regimul termic si de inghet al apei din lacuri este rezultatul unui complex de factori care actioneaza simultan asupra maselor de apa acumulate in cuvetele lacustre. In cazul lacului Izvoru Muntelui - Bicaz, rolul hotarator asupra regimului termic si de inghet il au factorii care se refera in principal la modul de alimentare si dinamica masei de apa, precum si la pozitia sa geografica.
Pe baza masuratorilor de temperatura efectuate asupra stratului superficial de apa, se observa paralelismul accentuat dintre evolutia temperaturii aerului si aceea a apei, atat in ceea ce priveste mersul diurn, cat si cel sezonal, cu acel decalaj, uneori evident, care exista intre incalzirea si racirea apei in raport cu cea a atmosferei, decalaj impus de diferenta dintre caldura specifica a celor doua medii - apa si aer.
De remarcat sunt ritmul si amplitudinea acestor variatii, ca si repartitia lor pe suprafata lacului. Temperatura maxima a stratului superficial a depasit 24°C (24,3°C in sectiunea Baraj si 24,1°C in sectiunea Ruginesti la data de 16 Iunie 1972). In anotimpul rece temperatura stratului superficial de apa este scazuta, sub 1-2°C, datorita atat podului de gheata, care impiedica schimbul de caldura cu mediul inconjurator, cat si valorilor negative ale temperaturii aerului.
Variatii ale tempereturii stratului superficial de apa sunt provocate uneori de vinturilor din zona, a caror frecventa crescuta (peste 85%) faciliteaza omogenizarea temperaturii stratului superficial de apa cu cele din profunzime.
Limitele de variatie ale factorilor fizico - chimici, care caracterizeaza un ecosistem acvatic, pot fi la un moment dat determinate pentru structura si dinamica biocenozelor. Actiunea acestor factori poate fi singulara sau corelata, modificandu-si, prin aceasta, valoarea selectiva asupra organismelor. Este evidenta corelatia care se realizeaza intre miscarea sau stagnarea apei si cantitatea de oxigen solvita, sau stratificarea termica, functie de adancime.
In urmarirea succesiunea ecologice raul Bistrita - lacul Izvoru Muntelui - Bicaz, indicatorii fizico-chimici au fost considerati ca un criteriu de baza in analiza schimbarilor habitatului si apoi ale bicenozelor.
Cercetarile hidrochimice au luat in consideratie si principalele aspecte ale noului habitat: caracteristici morfometrice (adancime, lungime, latime), dinamica masei de apa, oscilatiile de nivel, influenta conditiilor atmosferice, precum si dezvoltarea biocenozelor lacustre.
Oxigenul dizolvat: oxigenarea maxima, de circa 11 mg/l, corespunde lunii martie in orizonturile de 0-30 m, in timp ce in orizonturile profunde (peste 40 m), maxima de oxigenare se realizeaza cu doua luni mai tarziu - in luna mai. Dupa aceasta faza, are loc o scadere lenta si continua a oxigenarii in toata masa apei, minimele inregistrandu-se in perioada lunilor Septembrie - Octombrie. Valorile minime ale mediilor oscileaza in jur de 6-7 mg/l, in orizonturile profunde, si 7-8 mg/l spre suprafata.
pH-ul: dinamica anuala a pH-ului comporta fluctuatii caracteristice, atat in functie de sezon, cat si in functie de adancime. Astfel se remarca ampla variatie a mediilor pH-ului in orizonturile cuprinse intre 0 si 10 m, intreaga intindere a lacului, unde gasim valori cuprinse mai frecvent intre 7,4 si 8,3. Aceasta amplitudine scade catre orizonturile profunde, unde oscilatiile sunt intre 7,2 si 7,4. Dupa cum se constata aceste valori indica o reactie slab alcalina a apei lacului.
Azotatii: variatia sezonala a concentratiilor medii ale nitratilor evidentiaza existenta a doua faze caracteristice. In perioada rece a anului concentratia nitratilor este mai ridicata, scazand au aproximativ 1 mg NO3/l in perioada calda, in special in stratul trofogen. In intervalul 1969-1975 valorile maxime ale azotatilor au oscilat in jurul a 2-3 mg/l, iar cele minime in jur de 0,5 - 2,0 mg/l. Amplitudinea variatiei mediei lunare scade usor cu adancimea si ramane relativ constanta pe orizontala.
Fosforul total: in perioada 1974-1975 variatia fosforului total a fost de 0,019 - 0,097 mg P/l. Valorile medii anuale indica o scadere a concentratiei de fosfor de la 0,040 mg/l in 1974 la 0,015 mg/l in 1975. Nu se remarca deosebiri in distributia pe verticala si orizontala a acestui indice.
Privita in ansamblu, analiza regimului fizico-chimic al lacului, evidentiaza urmatoarele caracteristici principale:
existenta unui regim termic stabilizat intre anumite limite sezonale, care genereaza stratificarea dimictica, cu un epilimnion euriterm, un metalimnion cu termoclina si hipolimnion stenoterm de apa rece;
variatiile sezonale ale plafonului termic imprima modificari corespunzatoare majoritatii parametrilor hidrochimici analizati, asa incat, annual, au loc cresteri si scaderi ale valorii acestora;
studiul multianual al proceselor hidrochimice din lac ne permite constatarea faptului ca, prin caracteristicile sale de oxigenare ridicata, prin nivelul scazut al materiilor organice dizolvate, ca si prin cantitatea redusa de nutrienti si reactia apei slab alcalina, lacul Izvoru Muntelui - Bicaz apartine lacurilor oligotrofe cu trecere lenta spre mezotrofie.
Substanta organica dizolvata este de regula mai redusa in lacurile fluvio-montane si mai ridicate in cele fluviale de campie. Substanta organica prezenta in sedimentele actuale provine atat din masele de apa de deasupra (in principal resturi de organisme planctonice), cat si din materialul alohton (resturi de vegetale superioare, substante chimice, polen, etc.) ajuns in bazin prin intermediul apelor afluente cat si pe cale eoliana.
In sedimentele actuale din lacul Izvoru Muntelui - Bicaz continuturile de substanta organica descresc, in general, din amonte in aval, adica pe masura reduceri aportului de origine alohtona si s-au inregistrat variatii intre 8 si 30 mg CCO-Mn/l. Cantitati maxime de substante organice au fost puse in evidenta vara.
Azotul organic din sedimentele actuale ale alacului este prezent in cantitati variabile, care nu se coreleaza intotdeauna cu valorile continutului de substanta organica, datorita procesului de intrepatrudere, in proportii variabile, a celor doua surse de materie organica (autohtona si alohtona).
Valorile raportului dintre azotul organic si cel amoniacal descresc din amonte spre aval, dovedind ca graul de transformare a acestui element din prima in a doua forma este mai redus in partea superioara a lacului.
Intervalul Statia Substanta
organica Carbonul
organic Azotul
organic (cm) (g %) (g %) (mg % g) Baraj Media Secu Media Hangu Media Calugareni Media
In ecosistemele lacustre fitoplanctonul are adesea un rol important determinat de biomasa imensa pe care o poate realiza totalitatea celulelor algale, de marea capacitate de inmultire a acestora si de ansamblul interactiunilor ecofizioligice dintre celulele algale si mediul lor de viata. In lacurile de baraj de mari dimensiuni din zonele montane, fitoplanctonul poate reprezenta chiar singurul producator de substanta organica primara.
Cercetarile limnologice asupra fitoplanctonului din lacul Izvoru Muntelui - Bicaz au inceput din primii ani dupa formarea sa, prin determinarea compozitiei calitative si cantitative. Din 1963 statiunea "Stejarul" a initiat studii organizate sistematice, asupra fitoplanctonului, amplificandu-se treptat nivelul de abordare a ecologiei planctonului algal.
Cunoasterea cailor de populare a lacurilor de baraj prezinta insemnatate teoretica, contribuind la stabilirea legitatilor formarii si evolutiei biocenozelor, dar si un anumit interes practic, legat de mecanismele care determina calitatea apei si productivitatea biologica in aceste ecosisteme,
In cazul lacului Izvoru Muntelui -Bicaz, s-au luat in studiu urmatoarele cai posibile de populare cu alge a noului biotop:
patrunderea in lac a unor alge din ecosisteme limnice vecine;
introducerea unor specii de catre pasarile acvatice;
rolul principalilor afluenti ai lacului;
popularea pe calea aeriana (precipitatii, vant, etc.).
Prezenta in primul an dupa inundare a 26 de specii de alge euplanctonice atesta ca, inca de la inceput, popularea cu alge a acestui lac a fost destul de intensa.
Analizele efectuate au aratat ca aportul de material algologic al principalilor afluenti contribuie la formarea microfitobentosului si a perifitonului din lac; contributia lor la alcatiuirea fitoplanconului este insa redusa. Numai foarte rar au fost intalnite in apa raurilor ceule vii ale unor specii potential euplanctonice. Cercetarile experimentale au dovedit prezenta in apa de precipitatii din zona lacului a unor celule vii de alge care, in conditii favorabile, se pot dezvolta in mod corespunzator. Faptul a fost confirmat de semnalarea in unele porbe fitoplanctonice din lac a speciilor Chlamidomonas insignis si Haematococcus pluvialis, care fusesera intalnite si in culturile cuapa de precipitatii.
Astfel se poate aprecia ca principalul rol in popularea cu alge a lacului il au microecosistemele limnice din zona. Celelalte cai de populare algala, desi functionale, prezinta o pondere efectiva mult mai redusa in procesul de formare a algoflorei planctonice a noului ecosistem, format dupa bararea raului Bistrita.
In primii 15 ani de colectare a probelor planctonice s-au determinat urmatoarele specii:
Cyanophyta;
Euglenophyta;
Pyrrophyta;
Cryptophyta;
Chrysophyta;
Bacillariophyta;
Chlorophyta;
Conjugatophyta.
Predominanta in plancton a diatomeelor, atat ca numar de specii, cat si ca densitate a populatiilor la fiecare din speciile dominante indica nivelul relativ scazut de trofie a lacului in primii ani de existenta a acestuia; aparitia ulterioara a unor crizoficee si cloroficee a dus la diversificarea compozitiei fitoplanctonului si la sporirea ponderii speciilor tipic planctonice. Dezvoltarea masiva a populatiei de Oscillatoria rubescens indica pentru perioada 1971-1974 o accelerare a procesului de eotrofizare a lacului.
In afara de modificarile diurne sau sezoniere ale compozitiei fitoplanctonului, care au afectat intreg bazinul lacustru sau numai portiuni ale sale, au mai fost puse in evidenta si modificari multianuale, determinate de evolutia ecosistemului. Astfel, in cursul evolutiei lacului, in planctonul vegetal si-au facut treptat aparitia specii care initial nu au fost intalnite in apa: Asterionella formosa, Oscillatoria rubescens, etc. Unele specii s-au caracterizat prin absente de lunga durata din plancton, dupa prima lor aparitie in lacul Izvoru Muntelui - Bicaz. Astfel, Volvox aureux, observata in fitoplancton in anul 1960, a reaparut dupa o lipsa de sapte ani, realizand chiar o "inflorire" a apei.
Ina ansamblu, aceste modificari ale compozitiei fitoplanctonului din lac pot fi privite ca rezultat al interactiunii - pe fondul general al evolutiei limnologice a ecosistemului - intre conditiile fizico-chimice variabile, functionarea intermitenta a diferitelor cai de populare si mecanismele periodicitatii dezvoltarii diferitelor populatii de alge.
In cadrul cercetarii limnologice a fitoplanctonului unui sistem, o atentie deosebita trebuie acordata variatiilor in timp si spatiu ale distributiei algelor. In cazul lacului Izvoru Muntelui - Bicaz, investigatiile au vizat urmatoarele directii principale: urmarirea variatiei sezonale ale distributiei; determinarea variatiilor diurne pe verticala si urmarirea migratiilor unor populatii; distributia pe adancime a fitoplanctonului; raspandirea acestuia in principalele golfuri ale lacului; microdistributia orizontala; sedimentarea planctonului vegetal in lac.
Variatii cantitative cu caracter sezonal. Cercetarile efectuate in perioada 1963-1974 au evidentiat anumite repetari cu caracter periodic ale maximelor si minimelor de dezvoltare a fitoplanctonului. In orizonturile bine luminate ale apei, dezvoltarea maxima s-a realizat in periada calda a anului, iar valorile medii minime, in cursul lunii februarie. In orizonturile mai profunde amplitudinea oscilatiilor cantitative a fost relativ redusa. Iarna, valorile medii ale densitatii fitoplanctonului la suprafata au fost mai mici decat cele din straturile de adancime, fapt legat de stratificarea de iarna a apelor lacului. Urmarind variatia sezonala a cantitatii de alge vii in fitoplancton se constata ca aceasta este maxima in perioada calda a anului (Iunie - Octombrie) si mai redusa in restul timpului. In orizonturile profunde, procentul se mentine la un nivel mai scazut decat in orizonturile eutrofice; ritmicitatea sezoniera este mai slab exprimata la adancime.
Variati sezonale ale compozitiei fitoplanctonului. Acestea au fost determinate de afinitatea unor alge pentru anumite sezoane ale anului. Astfel, ca specii intalnite de regula iarna, tipice pentru apele reci, putem mentiona: Cyclotella comta, Aulomonas purdyi, Stelexemonas dichotoma. Din speciile intalnite in special vara putem enumera: Cyclotella meneghiniana, Volvox aureus, Ceratium hirundinella, Elakatothrix acuta.
Variatii aledistributiei fitoplanctonului pe adancime. Stratificarea termica a maselor de apa si caracteristicile patrunderii luminii sunt principalii factori care determina dinamica distributiei pe verticala a fitoplanctonului. Sensul general al distributiei pe verticala a fitoplanctonului consta in scaderea treptata a cantitatii totale de la suprafata catre fundul bazinului. In general, inanotimpul cald al anului diferenta dintre suprafata si straturile profunde este mult mai neta decat in cursul iernii, cand amplitudinea variatiei pe verticala a cantitatii totale de fitoplancton este mai redusa.
Variatii pe orizontala ale distributiei fitoplanctonului. Pentru stabilirea caracteristicilor distributiei firoplanctonului in profil longitudinal al lacului, s-au luat in considerare datele analizelor din cele 4 statii principale de prelevare dispuse in lungul lacului: Coada lacului, Hangu, Secu - Ruginesti si Baraj. Cercetarile multianuale au aratat in general ca numarul total de alge scade dinspre Coada lacului spre portiunea sa inferioara; in schimb, ponderea algelor vii in probe sporeste treptat de la Coada lacului spre portiunile mijlocie si inferioara ale lacului, odata cu ameliorarea conditiilor limnologice.
Sedimentarea planctonului vegetal. Acest proces reprezinta o insemnatate deosebita pentru desfasurarea vietii in ecosistemele acvatice, pentru mecanismul productiei primare si pentru circulatia materiei si a energiei in lacuri. Investigatiile realizate in perioada 1971-1975 au precizat cateva trasaturi ale procesului continuu de sedimentare. Cantitatea totala de alge depuse s-a caracterizat printr-o rata foarte variabila cuprinsa intre 13,4·106 (Octombrie 1971) si 288·106 exemplare alge depuse per m2/zi (Mai 1973). Media generala a perioadei pentru care s-au facut determinarile este de 90·106 alge/m2/zi. In general a fost observata corespondenta dintre cantitatea de fitoplancton din masa apei si rata depunerii algelor planctonice, care a prezentat variatii asemanatoare. Valorile cele mai mari ale sedimentarii algelor planctonice s-au inregistrat in perioadele de maxima dezvoltare a populatiilor fitoplanctonice, adica primavara si vara. Determinarile au pus in evidenta prezenta in materialul depus a unor cantitati mari de alge vii; ponderea acestora a fost in medie de ordinul a 40-50 % din numarul total de alge sedimentate. Ca atare, se poate aprecia ca prin sedimentarea fitoplanctonului se produce o anumita intarziere a evolutiei lacurilor adanci catre eutrofizare, datorita scoaterii temporare din circuitul principal al materiei si energiei a unei parti din biomasa producatorilor planctonici.
Rolul fitoplanctonului in ecosistemele lacurilor de baraj poate fi definit prin urmatoarele functii:
producerea in cursul fotosintezei si eliberarea in mediu a unor mari cantitati de oxigen;
consumul oxigenului solvit in apa prin respiratie, proces care se face simtit in special noaptea si in conditii de "inflorire" a apei;
consumul unor substante nutritive si a unor microelemente din mediul acvatic, acumularea de substante si concentrarea lor in celula;
transformarea substantelor din materie anorganica in materie organica prin procesul de fotosinteza si retinerea in ecosistem (ca energie chimica) a unei parti din energia solaraincidenta la suprafata lacului;
eliberarea in mediu a unor compusi organici rezultati din metabolismul celular;
multe alge planctonice reprezinata resurse trofice pentru diferiti consumatori;
prin depunerea pe fundul bazinului, algele planconice determina sustragerea temporara a unor nutrienti din masa apei, precum si accelerarea procesului de colmatare.
O alta functie a fitoplanctonului in ecosistem este aceea de element primar trofic. Analiza unor probe de plancton total a aratat adesea prezenta in tubul digestiv al unor crustacei planctonici sau al unor rotifere a unor exemplare de alge ingerate de consumatorii amintiti. Aceste observatii probeaza existenta unor relatii trofice directe intre intre fitoplanctonul si zooplanctonul din lac, formele algale cu dezvoltare in masa nefiind insa ingerate de catre zooplacton.
Un fenomen biologic deosebit de pregnant, cu infulente multiple asupra calitatii apei si asupra sistemului ecologic in ansamblul sau este "inflorirea apei". Aceasta reprezinta, pe de o parte, rezultatul eutrofizarii bazinului, iar pe de alta parte, cresterea temporara (adesea de mari proportii) a rolului algelor planconice in intregul ecosistem. In lacul Izvoru Muntelui - Bicaz, o prima inflorire a fost observata in anul 1967 cand in portiunea superioara a acestuia s-a inregistrat o dezvoltare masiva a unei populatii de Chlamydomonas insignis. A fost o "inflorire" destul de pronuntata, densitatea atingand la 13 Octombrie valoarea de 35.000 cel./ml, dar de foarte mica extindere spatiala si de scurta durata.
In cadrul cercetarilor limnologice cu caracter complex intreprinse asupra lacului de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz inca de la aparitia sa (1960), studiul zooplanctonului ca veriga trofica esentiala constituie una dintre preocuparile cu pondere insemnata.
Incepand din anul 1969, cercetarile asupra zooplanctonului devin mai organizate si mai sistematizate, abordandu-se aspecte variate, legate in special de ecologia acestor organisme. S-au urmarit sensul in care evolueaza dezvoltarea de ansamblu a zooplanctonului din lac, variatiile sale cantitative si calitative pe verticala si pe orizontala in raport cu succesiunea seonala si unii factori fizici si hidrochimici.
Bararea cursului mijlociu al raului Bistrita si aparitia marelui lac de acumulare au insemnat in primul rand inlocuirea unui biotop de tip lotic cu cel lentic actual. In cursul evolutiei sale, structura noului ecosistem a castigat treptat in complexitate, devenind mai bogata in elemente, biosisteme, curente de energie, lanturi trofice.
Formarea si dezvoltarea biotopului stagnicol a creat conditii pentru constituirea unor asociatii zooplanctonice alcatuite din specii autohtont cu multiple valente ecologice, carora li s-au adaugat in decursul evolutiei elemante din afara.
Rezultatele cercetarilor desfasurate inca de la formarea lacului Izvoru Muntelui - Bicaz demonstreaza ca, in timp, in compozitia calitativa a zooplanctonului s-au petrecut importante modificari. Astfel, inca din primii trei ani de la inundare, in cadrul noilor conditii ecologice create, diversitatea specifica a inregistrat o crestere insemnata: de la 41 de taxoni in anul 1961, s-a ajuns la 63 de spacii si unitati subspecifice in anul 1963. Ulterior, procesul de diversificare a continuat sa evolueze progresiv, inventariindu-se in 1966 un numar de 72 de unitati sistematice.
Succesiunea ecologica s-a manifestat atat prin instalarea unor specii cosmoploite care au colonizat masiv lacul (Bosmina longirostris, Daphnia hyalina, Cyclops vicinus, Keratella cochlearis, Polyarthra vulgaris etc.), cat si prin aparitia unor specii care s-au mentinut doar in primii ani de existenta a lacului (1961-1962), ca de exemplu, Daphnia pulex, Scapholeberis kingi, Simocephalus vetulus, Lecane closterocerca, Polyarthra longiremis etc. Indivizii acestor specii populeaza de obicei medii de viata cu caracteristici eutrofe, uneori chiar balti temporare. In lacuri montane de tipul celui de la Izvoru Muntelui - Bicaz, in care conditiile de viata (hrana, temperatura, regimului oxigenului dizolvat si valorile altor parametri hidrochimici) sunt cu totul deosebite, speciile amintite nu s-au putut adapta.
Avandu-se in vedere particularitatile ecologice ale suprafetei inundate, cercetarile asupra zooplanctonului din acest ecosistem s-au axat indeosebi pe analiza a trei categorii reprezentative de biotopi:
zone de afluenta;
zone de intinsura;
zone de adancime.
Protozoarele: in apa lacului Izvoru Muntelui - Bicaz a fost determinat un singur gen, Tintinnopsis.
Rotiferele: reprezinta aproximativ 32 % din numarul total al taxonilor zooplanctonice, populand diferentiat cele trei categorii de biotopi analizati.
Cladocerele: constituie grupul reprezentat princel mai mare numar de unitati sistematice, insumand circa 44 % din totalul taxonilor.
Dinamica sezonala. Observatiile multianuale au permis sa se constate ca in lacul Izvoru Muntelui - Bicaz, ca de altfel si alte ecosisteme lacustre artificiale, dezvoltarea in decursul unui an a zooplanctonului nu se inscrie pe o traiectorie uniforma, lipsita de variatii. Apar de regula modificari manifestate poate cel mai expresiv in raport cu succesiunea sezonala. Schimbarile petrecute pe parcursul unui an afecteaza, pe de o parte, compozitia calitativa, iar pe de alta parte, cantitatea zoolanctonului.
Succesiunea anotimpurilor se repercuteaza cu pregnanta si asupra dezvoltarii cantitative a zooplanctonului din acest ecosistem. Daca ne referim la cantitae exprimata numeric, se constata ca pe durata unui an apar de obicei doua maxime bine conturate: primul se produce catre sfarsitul lunii Mai pe fondul unei abundente dezvoltari a fitoplanctonului, determinate mai ales de cresterea perioadei si intensitatii luminoase, de sporirea temperaturii apei, etc., iar cel de-al doilea varf apare toamna (Septembrie), asociindu-se cu urmatorul maxim inregistrat in evoluria cantitativa a asociatiilor algale.
In privinata desfasurarii ciclulilor de dezvolatare ale principalelor grupe de organisme zooplanctonice, s-a remarcat ca, inca din primele luni de primavara (Aprilie-Mai), apar concomitent in plancton atat copepodele (calanoide si ciclopide), cat si rotiferele; cladocerele se dezvolta masiv catre sfarsitul lunii Iunie si inceputul lunii Iulie.
Productia zooplanctonului. Estimarea productiei si productivitatii zooplanctonului din lacul de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz a inrtat in atentia specialistilor din anul 1978. Astfel, in anul 1979, pe o perioada cuprinsa intre lunile Mai-Septembrie, valorile globale ale productiei au fost relativ ridicate (1950,8 cal/m3/125 de zile/lac), fiind repartizate in modul urmator: 632 cal/m3 la Baraj; 2395,91 cal/m3 la Potoci; 488,56 cal/m3 la Secu; 1711,42 cal/m3 la Hangu si 4531,29 cal/m3 la Coada lacului.
Lacul de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz, fiind un lac montan cu ascilatii mari de nivel (25-30 m), nu are o centura vegetala de macrofite, productia primara realizandu-se aproape in exclusivitate pe seama activitatii fitoplanctonului. Punerea in circulatie a substantelor astfel sistetizate si transformarea lor in hrana animala se realizeaza in special prin intermediul filtratorilor zooplanctonici.
Rolul zooplanctonului in circuitul materiei si energiei in ecosistem se evidentiaza si prin amploarea relatiilor trofice stabilite intre acest grup functional si consumatorii de ordin superior, pestii.
In studierea ecosistemelor acvatice in general si a celor de tipul lacurilor artificiale in special o atentie deosebita se acorda complexului de factori de care depinde calitatea apei, gradul de troficitate si saprobitate a acestor bazine. In literatura de specialitate se mentioneaza ca prezenta in planctonul animal a unor anumite specii cu unanumit grad de dezvoltare ofera indicatiile utile in definirea calitatii apei respective.
In privinta lacului Izvoru Muntelui - Bicaz, se mentioneaza ca in alcatuirea zoplanctonului sau sunt cuprinse o serie de specii cu propietati bioindicatoare recunoscute. Astfel, Brachionus calyciflorus, Lecane lunaris, Chydorus sphaericus, Diaphanosoma brachyurum, Paracyclops fimbriatus sunt considerate specii bioindicatoare pentru ape din categoia beta-mezosaproba. Avand insa in vedere repartitia neuniforma a speciilor amintite, abundenta diferita de la o zona ecologica la alta, s-a determinat o anumita interferenta a arealelor lor si o dezvoltare cantitativa nu totdeauna reprezentativa pentru definirea unei zone saprobe. Preominanta speciilor beta-mezosaprobe, alaturi de un numar relativ redus de specii oligo- si alfa-beta-mezosaprobe, permite aprecierea ca apa acestui lac, pe baza acestor criterii, se incadreaza in categoria beta-mezosaproba, fara insa a intruni numai caracteristicile acestei categorii saprobe.
Lacul Izvoru Muntelui - Bicaz, prin caracteristicile sale fiziologice si hidrobiologice specifice, permite dezvoltarea populatiilor bacteriene in toate biocenozele si pe parcursul intregului an. Ina acelasi timp, amploarea si continutul proceselor pe care le realizeaza bacterioplanctonul comporta variatii multiple si semnificative integrate in ansambul evolutiei sezonale si multianuale ale ecosistemului. Astfel, nivelul dezvoltari populatiilor bacteriene este legat de intensitatea sintezelor primare de substante organice, de caracterul si randamentul transformarii biochimicea fitoplanctonului de catre consumatorii de diferite grade, precum si de valoarea indicatorilor fizico-chimici.
Numarul total de bacterii, determinat prin metoda filtrelor de membrana in anul 1966, a variat intre 70.000 - 920.000 cel./ml. In plan orizontal maximul a fost inregistrat la statia Calugareni, urmand o accentuata scadere spre baraj.
In grosimea apei bacteriile se concentreaza la doua orizonturi: un maxim la suprafata apei, corespunzator epilimnionului, si un al doilea maxim in apropierea depunerilor de fund. Durata media a unei generatii bacteriene este minima la suprafata apei (21,6 ore), creste progresiv in epilimnion, ramane constanta in metalimnion pentru a atinge o durata maxima in hipolimnion (122,5 ore la 55 m adancime). Dependenta vitezei de inmultire a bacterioplanctonului de termica apei dispare in straturile adiacente sedimentelor unde, ca urmare a schimbului activ cu cumularile de fund, se creeaza conditii nutritive optime, astfel ca o noua generatie bacteriana apare numai dupa 29,5 ore.
Aportul microorganismelor la circuitul biogen al azotului este esential in special in faza de descompunere si mineralizare a substantelor organice azotate, intervenind activ si in procesele de nitrificare si denitrificare si fixare a azotului molecular. Grupele fiziologice de bacterii raspunzatoare de aceste transformari biochimice in lacul Izvoru Muntelui - Bicaz prezinta particularitati ecologice interesante, determinate de trasaturile limnologice ale ecosistemului.
Amonificarea. Intensitatea procesului amonificarii nu este egala pe toata lungimea lacului, detasandu-se ca numar de bacterii zona de influenta alohtona de la Coada lacului (Calugareni) si semiinfluenta (statia Hangu). In aceste zone valorile cantitative cele mai ridicate din perioada 1968-1973 (medii geometrice anuale) au ajuns la 22.000 cel./ml la Calugareni si 17.000 cel./ml la Hangu, in timp ce in jumatatea inferioara a lacului (Ruginesti si Baraj) concentratiile au fost sub 10.000 cel./ml. Cele mai populate orizonturi cu bacterii amonificatoare sunt cele de la suprafata, in general pana la 20 m profunzime. In toamna, ca urmare a cresterii deosebite a rezervelor nutritive, prin moartea organismelor planctonice, se intalnesc concentratii ridicate ale amonificatorilor si in hipolimnion, fara ca aici sa ajunga la densitatea populatiilor de la suprafata.
Denitrificarea. In lacul Izvoru Muntelui - Bicaz dezvoltarea optima a denitrificatorilor seremarca in conditii termice de peste 7°C in hipolimnion si peste 10°C in epi-metalimnion, la concentratii minime ale oxigenului dizolvat. In periadele reci, se deceleaza mai putin de o celula/ml, in timp ce in cursul verii si al toamnei s-au determinat frecvent valori de ordinul sutelor de celule/ml. Celelalte grupe fiziologice cu rol in dinamica biogena a azotului (nitrificatori, fixatori de azot) sunt foarte slab reprezentate in apa, in general sub o celula/ml.
Bentosul
Investigarea perifitonului din lac a vizat doua directii distincte, si anume urmarirea compozitiei calitative in formatiunile perifitice instalate in mod spontan pe diferite obiecte imersate inapa si studiul instalarii parifitonului pe diferite substraturi artificiale. Prin imersarea unor suprafete de sticla la diferite adancimi si statii, urmata de determinarea cantitativa si calitativa a materialului algal fixat pe placi in unitatea de timp s-a stabilit ca, cara, instalarea perifitonului este foarte rapida, realizandu-se densitati de ordinul a 30-60 mil. ex. alge/m2. La adancime, atat vara cat si iarna, ritmul de instalare a perifitonului de ordinul a 5 mg s.u./m2/luna in orizontul de suprafata, in timp ce la adancimea de 10 m aceasta valoare era de numai 0,8 mg s.u./m2/luna. In perioada calda anului, ritmul de instalare si crestere a perifitonului au fost mult mai mari, de ordinul a 2.000 - 3.000 mg s.u./m2/luna la suprafata, respectiv 500 - 700 mg s.u./m2/luna la adancimea de 10 m.
In conditiile lacului Izvoru Muntelui - Bicaz, caracterizat prin adancimi, biocenoza algala de fund s-a dezvoltat foarte putin. Analiza probelor prelevate din diferite puncte ale lacului cu ajutorul unei sonde speciale a aratat ca in zonele de adancime microfitobentosul este foarte sarac, fiind reprezentat prin cateva specii de diatomee reobionte din genurile Cocconeis, Navicula, Cymbella, Ceratoneis. In acest lac de acumulare microfitobentosul apare ca o formatiune complexa care cuprinde, in afara de populatiile de alge tipice pentru microfitobentosul unui lac adanc, si alge planctonice vii ajunse aici ca rezultat al sedimentarii fitoplanctonului, alge reofile aduse de afluenti care se mentin in viata un anumit timp, forme de rezistenta si, in fine, o "tanatocenoza" cuprinzand alge planctonice sau bentonice moarte. In acest mod funcita microfitobentosului in ecosistemul lacustru este destul de variata: functie trofica, contributie la repopularea anuala a maselor de apa cu organisme planconice, rezervade substante organice, nutrienti, etc.
In lacul Izvoru Muntelui - Bicaz macrofitele acvatice reprezentau la inceputurile anilor '80 o grupare de importanta ecologica redusa, ele ocupand cateva suprafete mici in zonele litorale si fiind reprezentate numai de doua specii: Polygonum lapathifolium si Polygonum amphibium. Dezvoltarea redusa a macrofitelor in acest lac a fost determinata de urmatorii factori:
variatiile sezoniere importante ale nivelului apei;
abraziunea malurilor datorita valurilor, corelativ cu oscilatiile de nivel;
relativa lipsa a surselor locale de populare naturalaa lacului cu diferite macrofite acvatice, adaptabile la conditiile date.
Din dinamica formarii lacului rezulta ca acumularea apei s-a facut treptat, asa cum o prezinta evolutia nivelurilor. Succesiv, portiuni de teren sau cursuri de apa au devenit fund de lac, intand astfel, sub influenta noilor conditii. Anularea curentului ca factor ecologic a antrenat comportamentul bentofaunei reofile in urmatoarele directii: sa migreze in amonte, gratie unei reactii reotactice; sa migreze in teritoriile invecinate, recent inundate; sa ramana in acelasi loc, cum a fost cazul larvelor si ninfelor unor trihoptere fixate in casute. Ulterior intervine influenta temperaturii, oxigenarii, sedimentarii, resurselor trofice si a altor factori care pot orienta comportarea biocenozelor bentonice.
Ca urmare a optimei concentratii a resurselor nutritive si in acelasi timp a varietatii conditiilor fizico-chimice, in sedimente se dezvolta, in majoritatea cazurilor, toate grupele fiziologicede germeni intalnite in ecosistemele acvatice. Aceasta legitate se aplica si in cadrul lacului de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz, unde au fost evidentiate toate grupele de bacterii care intervin in circuitul azotului, carbonului si partial al sulfului.
Lacul Izvoru Muntelui - Bicaz, prin intinderea si volumul de apa foarte mari, precum si prin prezenta unor conditii specifice (variatii anuale ale nivelului apei pana la 25 - 30 m, stagnarea timp indelungat a apei in chuveta lacului si adancimile mari ce fac posibila aparitia unei stratificari termice a apei, denudarea periodica a unei suprafete apreciabile din suprafata lacului (1.500 ha) pe o durata de pana la 6 luni, asezarea intr-o zona muntoasa la o altitudine medie, etc.), a determinat schimbari caracteristice in ihtiofauna raului Bistrita. In primii ani dupa aparitia lacului, s-a inregistrat o crestere cantitativa generala a fondului piscicol, cu un maxim la 3-5 ani de la inundare. Astfel, in anul 1962, mreana reprezenta 44 %, scobarul 26 %, iar cleanul 20 % din cantitatea totala de peste colectat, cu valoare economica. Datorita variatiilor ample de nivel, ce inflenteaza in mod negativ reproducerea salmonidelor si ciprinidelor de talie mare, datorita reducerii cantitative a bazei trofice din lac efectivul speciilor de talie mare cu valoare economica a diminuat continuu. In 1967, scobarul reprezenta 9,8 %, cleanul 3,9 %, mreana 1,4 % din cantitatea totala de paste colectat; in 1968 scobarul reprezenta 10,4 %, cleanul 2,9 %, mreana 2,8 %.
Pentru valorificarea cat mai completa a resurselor trofice ale lacului Izvoru Muntelui - Bicaz, s-au introdus, in scopul aclimatizarii, un numar de spacii de pesti. Dintre salmonide s-au introdus pastravul curcubeu, pastravul de lac, lostrita, fantanelul, pastravul de rau, in vederea valorificarii speciilor de talie mica.
O dezvoltare buna o are pastravul de lac, speciade salmoid cea mai bine reprezentata in acest lac alaturi de lostrita. Fata de ciprinide, salmoidele din acest lac de acumulare cunosc o dezvoltare redusa, nedepasind 5-7 % din totalul ihtiofaunei. Existand o fauna piscicola adaptata in general la noile conditii aparute in lacul de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz, efectul popularilor intreprinse nu au fost cel scontat, exceptie facand babusca, platica si partial pastravul de lac.
Modificarile in structura populatiilor survenite in urma aparitiei lacului de acumulare Izvoru Muntelui - Bicaz sunt profunde pe o mare parte a cursului raului Bistrita, din amonte de lac si pana la barajul de la Zugreni (80 - 100 km), resimtandu-se pana la limita inferioara a zonei pastravului. Aceste modificari ale raspandirii spatiale a speciilor face necesara o reconsiderare a zonarii ihtiologice a raului Bistrita, in functie de existenta noilor specii conducatoare.
Plecand din amonte spre aval, se poate afirma ca singura zona neafectata (deact foarte putin sau deloc) este zona pastravului. In general speciile din zona au aceeasi distributie ca cea gasita in urma cu sase decenii. Acest lucru este atestat de prezenta masiva a populatiilor de zglavoaca, boistean, in acesta zona, ca si frecventa ridicata a grindelului si a moiagei.
