Hidrológiai Közlöny 1999 (79. évfolyam)

4. szám - A Magyar Hidrológiai Társaság XVII. Országos Vándorgyűlése, Miskolc, 1999. július 7–8.

358 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1999. 79. ÉVF. 6. SZ. Egyszerű empirikus modell a fitoplankton és bakterioplankton kapcsolatának leírására. Koncz Eszter, V.-Balogh Katalin, Vörös Lajos Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany Kivonat: Állóvizekben a fitoplankton által termelt szervesanyag képezi a bakterioplankton 15 szubsztrátumát, és határozza meg ezáltal tömegét és produkcióját. Emellett azonban a baktérium abundanciát a top down kontroll is szabályozza. A 80-as évektől kezdve történtek kísérletek tengeri és édesvízi környezetben a bakterioplankton és a fitoplankton viszonyának kvantifikálására. Hazai sekély állóvizekben több évre és különbözó trofitásu vlzterekre kiterjedő nagyszámú mérésünk alapján empirikus egyenletet állítottunk fel a víz klorofill-a koncentrációja és a bakterioplankton abundanciája között, amelyet összevetettünk a korábban közölt európai, ázsiai és amerikai modellekkel. Kulcs sí: fitoplankton, bakterioplankton, sekély tavak Bevezetés A bakterioplankton pelágikus táplálékhálózatban játszott alapvető szerepének felismerése számos, a bakterioplankton dinamikájára és produkciójára vonatkozó kutatást indított el. A táplálékellátás és a grazing kontroll együtt, vagy egymástól függetlenül hatva szabályozzák a planktonikus baktérium populációkat (Wright 1988). Tavakban a bakterioplankton és a klorofill-a koncentráció között észlelt pozitív korreláció (Bírd <t Kalff 1984) a fitoplankton szervesanyag-termelése által meghatározott baktérium abundanciára utalt. Tengeri és édesvízi pelágikus ökoszisztémákban folytatott egymástól független kutatások Irimniattair hogy a bakterioplankton az elsődleges produkció nagy hányadát (akár 90 %-át is) hasznosítja (Colé el aL. 1988, Lavandier, 1990). Erősödött azonban az a felismerés is, hogy a bakterioplankton nem csupán a fitoplankton eredetű szerves szenet hasznosltja, hanem az allochton forrásokat is (Tranvik, 1992). A fitoplankton eredetű szerves szén, mint táplálékforrás bakterioplanktonra gyakorolt hatásának kvantifikálására azóta is több kísérlet történt Míg Currie (1990) és Takamura et al. (1996) különböző trofitásu tavak adatsorait elemezték, addig Jeppesen et al. (1997) egy sekély, hipertróf tó nyolc éves vizsgálatát összegezve jutottak el az empirikus összefüggés megállapításához (1. táblázat). A jelen munkában a bakterioplanktotmak a fitoplankton általi meghatározottságát vizsgáltuk. Több éves és különböző trofitásu vízterekre kiterjedő vizsgálataink alapján empirikus függvénykapcsolatot állítottunk fel a bakterioplankton abundancia és a fitoplankton biomassza (klorofilla) között, s eredményünket összevetettük az irodalomban közöltekkel. Anyag és módszer Az 1994-től - 1998-ig terjedő rendszeres, havi illetve kétheti gyakoriságú vizsgálatainkat a Balatonban, a Kis-Balaton Vízvédelmi Rendszerben és a Marcali-tározóban végeztük. Ezekből a Balatonon két különböző trofitásu terület (Keszthelyi-medence és Siófoki-medence), a Kis-Balatonon két nyiltvizes pont, (Felső tározó elfolyó vize, Ingói berek nyíltvize az Alsó tározóban) valamint a Marcali-tározó zsilipelfolyó adatait vettük figyelembe. A teljes baktérium abundanciát Hobbié et al. (1977) módszere szerint határoztuk meg. Akridin-narancs Quorokróm 0.01 %-os, 2 % formaiint tartalmazó oldatában öt percig inkubóltuk a megfelelő térfogatú formaiinnal tartósított vízmintát, majd 0.2 pm pórusbóségü fekete Nuclepore polikarbonát membránra szűrtük. Az Így készített preparátumot Nikon Optiphot-2 epifluoreszcens mikroszkóppal kék gerjesztéssel vizsgáltuk. A klorofill-a koncentrációt spektrofotometriás módszerrel, forró metanolos extrakcióval mértük (Felföldy, 1980). A statisztikai elemzésekhez a Microsoft Excel 5.0 programcsomagot használtuk. Eredmények és megbeszélésük A Balatonban a vizsgált időintervallumban a Siófokimedencében a klorofill-a koncentráció 1.6 és 16.3 (a.g/1 kőzött, a Keszthelyi-medence közepén 3.5 és 55.0 ng/1 között változott. Ugyanez az érték a Kis-Balatonban a Felső tározó elfolyó vizében 16 és 466 ng/1, az Ingói-berek nyütvizében 20 ng/1 és 262 pg/1 közötti volt. A Marcali-tározóban 59 jtg/1 volt a legkisebb és 285 pg/1 a maximális klorofill-a koncentráció. Szignifikáns, de nem szoros összefüggést találtunk a párhuzamosan mért klorofill-a logaritmusa és a baktérium abundancia logaritmusa között (/. ábra). A magasabb klorofill-a koncentráció értékeknél a baktérium abundancia is magasabb, azaz a korreláció pozitív. A szoros öszszefuggés hiányának fő oka az, hogy a bakterioplankton szaporodása késéssel követi az algákét. Emellett a bakterioplankton abundanciáját a top-down kontroll is jelentősen befolyásolja, aminek következtében rövid időintervallumon belül a fitoplankton és a bakterioplankton abunLog klorofill-a (Mg/l) 1. ábra. A baktérium abundancia a klorofill-a koncentráció függvényében hazai sekély állóvizekben A különböző területeken mért klorofill-a koncentráció és baktérium abundancia éves átlagértékeinek logaritmusa között szignifikáns és szoros az összefüggés. Érmek magyarázata, hogy az átlagértékekkel való számoláskor a bakterioplankton szaporodásának jellegzetes fáziskésése kiküszöbölődik. A szoros szignifikáns összefüggés azt jelenti, hogy a bakterioplakton fÖ szubsztrátjául az adott vízterekben a fitoplankton szervesanyag termelése szolgál. Bírd is Kalff (1984) főleg tengeri és oligotróf édesvízi adatok felhasználásával állították fel empirikus egyenletüket (/. táblázat), de nagyon kevés, mindössze 13 adat elemzésével jutottak az összefüggés leírásához. Ez a körülmény okozhatja hogy egyenletük meredeksége jelentősen különbözik a később felállítottakétól. Fuksa (1990) sekély (minimum 1 m) és mély (maximum 53 m), különbözó trofitásu tavakra kiterjedő vizsgálatait elemezve közölte empirikus egyenletét, de a baktérium abundanciát nem fluoreszcens mikroszkóppal határozta meg, hanem az ún. Razumov módszerrel (Razumov 1932), ezért adatait nem vehetjük figyelembe az összehasonlításnál. Currie (1990) által vizsgált tavak epilínnioo mélysége 1.5 - 9.0 m, klorofill-a koncentrációtartományuk pedig 1.5-74 (ig/1 volt Del Giorgio is Peters (1993) 20 quebeci tavat vizsgált amelyekben a klorofill-a koncentráció 0.7 és 38 ng/1 között változott, az oldott szerves szén pedig 3 és 9.2 mg/l közé esett. Takamura et al. (1996) különböző trofitásu tavak adatait vizsgálta. A vizsgált tavak átlagos mélysége 2.0 m és 265 m közötti volt, melyekben az éves átlagos klorofill-a koncentráció 0.9 és 65 jig/1 között mozgott Jeppesen et al. (1997) pedig a sekély, hipertróf Sobygard tó 8 éves vizsgálatait összegezve jutott az empirikus egyenlet felállításához. A Sobygard tó maxi-