Hidrológiai Közlöny 1992 (72. évfolyam)

5-6. szám - G. Tóth László: A plankton és az üledék terminális elektrontranszport rendszer (ETS)2 aktivizálása a Balatonban

-328 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1992. 72. ÉVF. 5—6. SZAM 4. Értékelés Az eredmények szerint az üledék és az 1—60 fxm lebegőanyag frakció (mikroplankton) ETSaktivitásának hőmérsékletfüggése volt a leggyengébb. Ennek az lehetett az oka, hogy ezek a minták tartalmazzák a legkevesebb, és a legváltozékonyabb mennyiségű szervesanyagot (a balatoni üledék és a 60 [xm-nél kisebb lebegőanyag frakció ásványianyag tartalma 97,0—99,9%, Dévai, 1984; G.-Tóth és mtsai, 1986). A zooplankton frakciók ETS-aktivitása esetén kaptunk szoros korrelációkat a hőmérséklettel, mutatván a frakcionálás sikerét is a biomassza tiszta elkülönítésére ézekben a mérettartományokban. A vízoszlop ETS-aktivitásának szezonális változását a mikroplankton ETS-aktivitása határozta meg. Ennek nagy augusztus-szeptemberi csúcsai a Keszthelyi-öbölben valószínűleg az ott rendszeresen kialakuló nyárvégi kékalga tömegprodukciókkal (Padisák és mtsai, 1984) kapcsolatosak. A Siófoki-medence vizének tavaszi—koranyári ETSaktivitás csúcsai a tavaszi kovamoszatos és zöldalgás fitoplanktonból származhattak. Az oligotrófikus Findley-tóban (elsődleges termelés: 3,1 mg CTm~

2 h

_

1) a zooplankton ETSaktivitása az összes planktonikus ETS-aktivitás 28%-át, a mezotrófikus Washington-tóban (elsődleges termelés: 20,83 mg C m~

2 h"

1) 25,3%-át tette ki (Devol és Packard, 1978; Devol, 1979). A szintén mezotrófikus Siófoki-medencében (elsődleges termelés: 28 mgC m~

2 h1, dr. Vörös Lajos közlése) a zooplankton ETS-aktivitása 19,0— —30,8%-ot, s a hipertrófikus Keszthelyi-öbölben (elsődleges termelés: 108 mg C m2 h

_

1, dr. Vörös Lajos közlése) 6,0—10,8%-ot tett ki (1988— —1989). Ügy tűnik tehát, hogy a zooplankton (legalábbis a 60 fxm-nél nagyobb Crustacea plankton) részvétele a vízoszlop metabolikus aktivitásában a trofitás növekedésével csökken. Ez összhangban van Rai eredményeivel (1984, 1988; Rai és mtsai, 1989) is, amelyek különböző trofitású európai és japán tavak elsődleges termelésére és a fitoplankton ETS-aktivitására vonatkoznak. Ha Rai három publikációjából összegyűjtjük és az elsődleges termelés erőssége szerint sorrendbe állítjuk az ETS-aktivitás adatokat, kiderül, hogy minél nagyobb az elsődleges termelés, annál közelebb áll ahhoz a fitoplankton respirációs szén veszteségben kifejezett ETS-aktivitása. Azaz, a szervesanyagot annál nagyobb mértékben képesek maguk az algák elégetni. Kezdetben azt vártuk, hogy a balatoni üledék ETS-aktivitásának mélységi profilja és nagysága a bakteriobentosz H—3—timidin inkorporációjához hasonlóan alakul, amelyet Zlinszky és Herodek (1987) vizsgáltak 1985 és 1987 között. Kiderült azonban, hogy ez koránt sincs így, az ETS mélyebbre terjed a tó üledékében, mint a bakteriális szaporodási aktivitás, s a különbség is nagyobb a két terület között. Míg a H—3-timidin inkorporáció mértéke a balatoni üledékben felszíntől lefelé cm-enként mintegy feleződik, s m

2-re vetítve Keszthely: Siófok aránya 1,2—1,6:1, az ETSaktivitás a Keszthelyi-öbölben 10%-al, a Siófokimedencében 23%-al csökken 1 cm-enként, s az enzimaktivitás K : S aránya=3,00 : 1. Az eltérés nyilvánvaló oka, hogy az ETS-aktivitás teszt az üledéklakók összességére vonatkozó légzési kapacitást méri, míg a 3-H-timidin inkorporáció a bakteriobentosz DNS-szintézisének intenzitását jellemzi. Nem biztos továbbá, hogy a bakteriális DNS-szintézis mindig arányos a baktériumsejtek metabolikus aktivitásával. Az üledék ETS-aktivitása sokszorosan felülmúlja a vízoszlopét, míg a bakteriobentosz 3-H-timidin inkorporáció ja csak mintegy 30%-a a bakterioplanktonénalc (Zlinszky ós Herodek, 1987). Ennek alapján az egyéb szervezetek önelégetése potenciálisan sokkal nagyobb mértékben hozzájárulhat az üledékben zajló mineralizációhoz, mint a baktériumok. Rai (1988) nyomán a fitoplankton ETS-aktivitását az algák önelégetési potenciáljának tekinthetjük, ha az ETS-aktivitást d0

2/dt-ről dC/dt-re számítjuk át (átszámítási faktor: 1 ml O

2=0,5 mg C, LeCreen és Lowe-McConnel\ 1980, Packard és mtsai, 1988), s azt az elsődleges termeléshez hasonlítjuk. Ennek megfelelően, a Keszthelyi-öbölben a fitoplankton (mikroplankton) önelégetési kapacitása 1989-ban az elsődleges termelés 114%-a, 1989-ben 74% •9/, cl Siófoki-medencében 1988-ban 116%-a, 1989-ben 72,5%-a lehetett. A zooplankton a Keszthelyi-öbölben 1988-ban az elsődleges termelés 7,3%-ának, 1989-ben 8,9%ának, a Siófoki-medencében 1988-ban 26,4%-ának, 1989-ben 31,7%-ának megfelelő szén elégetésére volt képes. A balatoni üledéket nagyon nagy biológiai oxidációs kapacitás jellemezte: az elsődleges termelés 749%-a a Keszthelyi-öbölben, s 964%-a a Siófoki-medencében. Az üledék ETS-aktivitása (g

—

1 nedves súly, felső 10 cm) egyébként hasonló, vagy alacsonyabb volt, mint a svédországi Erken-, Ramsjön- és Starndsjön-tavak üledéké-é a felső 10 cm-ben (Broberg, 1985). Packard (1985; Packard mtsai, 1988) munkái nyomán az ETS-aktivitásból megbecsülhető a reális légzési szénveszteség is, ha elfogadjuk azt, hogy a fitoplankton ETS/R (R=valóságos oxigénfogyasztás) aránya—7, a zooplanktoné=l,5 és a baktériumoké=2,4 (ml d0

2/mg dC=továbbra is 0,5). Ezek az arányok nem érvényesek mindig, mert az ETS/R az élőlények korától, fiziológiai állapotától függ, sőt, a zooplanktonnál például még napszakosan is változhat (Bamstedt, 1980; Packard 1985), de statisztikailag a legvalószínűbbek. Nos, egy üledékre alkalmazott ETS/R=2 érték esetén, feltételezve, hogy az üdélek ETSaktivitása baktériumokból és a gerinctelen faunából származik, az üledékben így is sokkal nagyobb légzési szénveszteséget kapunk, mint maga a planktonikus elsődleges termelés (Keszthelyi-öböl: 407,7 mgC m2 h~\ 377%; Siófoki-medence: 135,1 mgC m~

2 h1,482% az elsődleges termeléshez képest) és ez nehezen képzelhető el, ha tekintetbe vesszük, hogy a Balatonban csak annyi szervesanyag van, amennyi termelődik benne.