Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)

5-6. szám - XLV. Hidrobilógus Napok „Vizeink hosszú idejű változásai” Tihany, 2003. október 1–3.

108 HIDROLÓGIAI KÖZLÖN

Y 2004. 84. ÉVF. Kivonat: A folyókutatás aktuális helyzete Oertel Nándor MTA ÖBKI - Magyar Dunakutató Állomás, 2131 Göd, Jávorka S. u. 14. (oer63@ella.hu) A folyóvizek hosszú idejű empirikus és experimentális vizsgálata során felhalmozódott részeredmények szintézise tette lehetővé, hogy a múlt század második felében megszülethessenek a folyó-koncepciók. A cikk azt igyekszik bemutatni, hogy e koncepciók mennyire vannak összhangban napjaink ökológiai ismereteinek általános elveivel. A gradiensek osztályozása vezetett el a „stream zonation concept"-hez, a folyó hosszában megkülönböztethető társulások sorozatának felismeréséhez. Ezt követte a „river continuum concept", amely a folyót struktúrájában és funkciójában eltérő életközösségek fo!yam(at)ának tekinti, ahol az adott szakaszra jellemző termelő és fogyasztó társulások strukturálisan és funkcionálisan illeszkednek a fizikai rendszer kinetikus energia csökkenés, energiavesztés mintázatához. A kontinuumban fellépő zavarások a. gátak okozta fragmentáció, ill. a folyó főágára - a közép és alsó szakaszokon egyre jelentősebb - hatást gyakorló oldalirányú kapcsolatok felvetették a diszkontinuitás gondolatát. A diszkontinuitást természetes és humán zavarások egyaránt okozhatják. A folyórendszer szerves részét képezik a főágat kísérő felszíni és felszín alatti vizek (mellékágak, holtágak, hiporheális és interszticiális régió). Az ekotónok és az összeköttetés ökológiai jelentősége különösen nagy hangsúlyt kap e területek kutatásában és vízügyi gyakorlatában. Mivel az ökológiai jelenségek mintázata skála és változó függő a kapcsolatok tájléptékű - vízgyűjtő szintű - ismerete nélkülözhetetlen a valós mintázatok és folyamatok (pl. biodiverzitás, produktivitás) felismeréséhez. folyó-koncepciók, zavarás, ekotón, összeköttetés, skálafilggés, a folyóvízi rendszer határai Kulcsszavak: Bevezetés Az elmúlt évtizedekben a folyóvizek ökológiai, társadalmi felértékelődésével egy időben felgyorsultak a kutatások, melyek jelentős áttörést hoztak mind a módszertan, mind pedig az elmélet területén. Az ökológia szerepének egyre szélesebb körben való felismerése és beépítése a mindennapi vízügyi gyakorlatba lehet egyedüli záloga folyóvizeink természetes állapotban való megőrzésének, ill. a rehabilitációnak. A múlt század második felében óriási ismeretanyagot halmozott fel az empirikus, experimentális és a modellező folyókutatás, az analitikus megközelítést felváltotta a szintézis igénye. Ezek nyomán alakultak ki a „folyó-koncepciók". Ma az a kérdés, mennyiben felelnek meg ezek a koncepciók az ökológia ma ismert törvényszerűségeinek. A választól, nemcsak a tudományterület elméleti fejlődése, de a gyakorlati vízminősítés jelene és még inkább a jövője függ. Folyó-koncepciók és az ökológia kapcsolata Zonáció - kontinuitás Kezdetben az volt a központi kérdése, hogyan alakulnak a mintázatok és folyamatok a környezeti gradiensek - a folyókat meghatározó egyirányú áramlás - mentén. A gradiensek osztályozása vezetett el a folyó-zonáció elvéhez (stream zonation concept), a folyó hosszában megkülönböztethető társulások sorozatának felismeréséhez (lilies és Botosaneanu 1963). A folyók méretbeli osztályozása során alakult ki a rendüség fogalma (stream order system) (Hynes 1970). Illiestől származik az első általános érvényű rendszerezés a folyóvízi szinttájak szerint, elsősorban az ott uralkodó halfauna alapján (1961). A gradiens analízisek sorát a folyó-kontinuum elve (river continuum concept) követte, amely inkább folyamatos, mint zonális megközelítésmódja a folyamatosan változó források gradienseinek, amelyek mentén a folyóvízi élőlény-együttesek megjósolhatóan strukturálódnak (Vannote et al. 1980). Az elv a folyót struktúrájában és funkciójában eltérő életközösségek folyam(at)ának tekinti, amelyre jellemző, hogy a felső szakaszon megtermelődött szerves anyag folyamatosan transzponálódik az alsó szakaszra, és ez azután a társulások struktúráját és funkcióját alapvetően meghatározza a vízfolyás hosszában. Az adott szakaszára jellemző termelő és fogyasztó társulások strukturálisan és funkcionálisan illeszkednek a fizikai rendszer kinetikus energia csökkenés, energiavesztés mintázatához. A folytonossági koncepció jelentősége abban van, hogy egy olyan általános és széleskörű keretet kínál, amelyben a folyókutatás számos lényegi törvényszerűsége helyet kapott, ill. abba később is beilleszthető. 1.) A folyó nyitott - dinamikus (kvázi) egyensúlyi - rendszerében a folyó morfológiájának és hidraulikájának egyensúlya az energiahasznosítás maximális hatékonysága és az ezzel ellentétes, időben egyenletes rátájú energiafelhasználás közötti kiegyenlítettségen múlik. 2.) A biológiai rendszer is erre az egyensúlyra törekszik, amikor a táplálék, az alzat és a hőmérséklet forrás-felosztásán keresztül az energia-bevitel leghatékonyabb felhasználását próbálja megvalósítani, miközben az energia hasznosítás rátáját igyekszik az egész év folyamán egyenletesen tartani. 3.) A folyóvízi ökoszisztéma stabilitása olyan tendencia, amely az energia áramlás fluktuációinak csökkentésére irányul, miközben a társulás struktúrája és funkciója a környezeti változások ellenében is fennmarad. 4.) A természetes folyóvízi rendszerekben a biológiai alrendszerek a térben tolódnak el és nem a tipikus növényi szukcesszió időbeli értelmében. 5.) Evolúciós skálán két térbeli vektor figyelhető meg: a szárazföldi eredetű vízi rovarok a források tájékáról lefelé, a puhatestűek és rákok viszont a tengerekből felfelé vándorolva népesítették be a folyókat. A két folyamat térbeli találkozásánál - a folyók közép-szakaszán - ezért alakulhat ki a legnagyobb fajdiverzitás. 6.) A folyó-kontinuum elvébe - éppen annak keretlehetősége miatt - utólag beilleszthetők a nem természetes, a humán zavarások is, amelyek "reset mechanismus"-ként hatnak és az egész kontinuum válaszát a forrás, vagy a torkolat felé tolják el, a zavarás típusától, ill. annak helyétől függően. Zavarások A folyó-kontinuum elv hatodrendű folyókig kidolgozott törvényszerűségeit később extrapolálással kiterjesztették a nagy folyók alsóbb szakaszaira is. A kontinuumban fellépő zavarások (diszturbanciák): a gátak okozta fragmentáció, ill. a folyó főágára - a közép és alsó szakaszokon egyre jelentősebb - hatást gyakorló oldalirányú kapcsolatok felvetették a diszkontinuitás gondolatát. A diszkontinuitást természetes és humán zavarások egyaránt okozhatják. Míg korábban a diszturbanciát, a természetben uralkodó egyensúlyi körülményektől való el-