Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

6. szám - L. Hidrológiai Napok: "A hazai hidrobiológia ötven éve" Tihany, 2008. október 1-3.

12 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 6. SZ. A turbulencia növekedés hatása a balatoni zooplanktonra a vízszint csökkenésekor G.-Tóth László

1, Laura Parpala

2, Baranyai Eszter

1'

3'

4 és Balogh Csilla

1 '.VITA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany 2Román Akadémia Biológiai Intézete, Bukarest 3Pannon Egyetem, Analitikai, Környezettudományi és Limnológiai Intézet, Limnológia Intézeti Tanszék, Veszprém 4Magyar Hidrológiai Társaság, Budapest Kivonat: 2000 és 2003 években az aszály miatt a Balaton vízszintje és a víztömege fokozatosan 28%-al csökkent. Annak ellenére, hogy közben a víz Chl-a tartalma nőtt, számos planktonikus Rotatoria, Cladocera, az Eudiaptomus gracilis és a veligera lárvák egyedsürűsége 70-80%-al csökkent, amely csak 2004-után után regenerálódott. Az RMS-turbulencia monitorozásának eredményei, és a különböző vízszintekre és szélsebességekre becsült energia disszipációs ráták szerint az élénk hídrodinamikájú Balaton turbulenciája a vízszintcsökkenés éveiben tovább erősödött. A leapadt Balaton fokozott turbulenciáját szimuláló kísérletekben is a fenti zooplankton szervezetek mortalitása volt a legnagyobb. Az eredményekből következően a sekély Balatonban a vízszint csökkenése a turbulencia növekedése miatt ezen szervezetekre kedvezőtlen. Balaton, vízszint, turbulencia, zooplankton, Kulcsszavak: Bevezetés és célkitűzés A felszíni állóvizek turbulenciáját a szélerősség, és ennek hatására, a víztestben ébredő turbulens kinetikai energia disszipáció rátája szabja meg. Utóbbi pedig víz kinematikai viszkozitása mellett a rendelkezésre álló tér nagyságától azaz, a vízmélységtől függ. A mérsékelt turbulencia elősegíti a ragadozó zooplankton találkozását a prédával, és frissíti a szűrve-ülepítve táplálkozók környezetében a táplálék menynyiségét. Az erős turbulencia azonban már zavarja a zooplankton távérzékelését, mert a turbulens örvények interferálnak a végtagok és kerékszerveik által keltett táplálékgyűjtő örvényekkel, és ezáltal csökken a táplálkozás hatékonysága. Egy kritikus fokon túl pedig, amikor a legkisebb turbulens örvények átmérője már megközelíti a zooplankton szervezetek méretét, a nyíróerők fizikailag is roncsolják azokat (Rotschild and Osborn 1988, Reynolds 1992, Alcaraz et al. 1994, Kierboe and Saiz 1995, Wisser and Stips 2002, O'Brien et al. 2004). A szél sok energiát ad át a Balatonnak, de a kinetikai energia disszipáció tere a tóban mindössze 2.3 - 4.6 m. Ezért a víztömeg erősen turbulens. 2000 és 2003 években, a tartós aszály miatt a tó vízszintje 22 cm-re apadt, és víztömege 28 %-kal csökkent. Ezzel párhuzamosan csökkent számos zooplankton faj sűrűsége is, holott a víz Chl-a tartalma nőtt. Felmerült, hogy a magas ásványi lebegőanyag tartalom gátló hatása mellett (G.-Tóth 1992) a turbulens nyíróerők vízszint csökkenéssel járó növekedése közvetlen szerepet is játszott a populációk gyérülésében. Ezért azt a célt tűztük ki, hogy meghatározzuk a turbulencia erősségét különböző szélviszonyok és vízállások mellett a Balatonban, hogy meghatározzuk a vízszint, a turbulencia, és a zooplankton szerkezetének összefüggéseit, és kísérleti úton bizonyítjuk a turbulencia növekedésének zooplanktonra kifejtett negatív hatását. Anyag és módszer Az 1999-2008 években április és október között 2-3 hetes gyakorisággal vizsgáltuk a zooplankton szerkezetét öt állandó tóközépi mintavételi helyen: Keszthely (1. medence), Szigliget (2. medence), Balatonakaii - Zánka (3. medence), Tihany (4. medence) és Siófok (5. medence). Az 58 Hm lyukbőségű hálóval ellátott 50 cm magas és 34 liter térfogatú Schindler-Patalas mintavevővel 6-9 egymás alatti vízrétegből vett mintákat 100 cm

3 térfogatban tömörítve 3,5 % végkoncentrációjú formalinnal tartósítottuk és Zeiss-Opton fordított plankton mikroszkóppal dolgoztuk fel. 2006tól minden mintavételi helyen és minden alkalommal, a felszíntől lefelé 0,5 m rétegenként 3D-Acoustic Doppler Velocimeter-el (SonTek, USA) mértük a víz turbulenciáját, és Horiba U-10 hordozható műszerrel a víz hőmérsékletét, pHját, vezetőképességét, és oldott oxigén tartalmát is. 20062007-ben hetente egyszer további öt sekély litorális tihanyi mérőponton is mértük a turbulenciát. A velociméterrel kapott 3D sebesség-frekvencia adatokat WinADV szoftverrel dolgoztuk fel, és a turbulenciát a sebesség fluktuációk négyzetes középértékével (RMS-turbulencia, cm sec"

2) jellemeztük. A kinetikai energia disszipációs rátát és a legkisebb örvényátmérőt különböző szélsebességek és vízszintek mellett Tennekes and Lumley (1992) és MacKenzie and Leggett (1993) nyomán számoltuk ki. Ehhez a vízszinteket a különböző mélységű medencékben vízoszlop magasságra számítottuk át. A vízszint, a szélsebesség és Chl-a adatokat a Balatoni Fejlesztési Tanács Integrációs Kht. (Siófok) szolgáltatta. A szélsebesség és a turbulencia összefüggéseit Pearson-korreláció számítással közelítettük. A vízszint, a vízhőmérséklet, a Chl-a és a különböző zooplankton csoportok varianciáinak erősségét kanonikus korrespondencia analízissel vizsgáltuk (Podani 1997). A turbulencia zooplanktonra kifejtett hatásának kísérletes vizsgálatára O'Brien és mtsai (2004) turbulencia generátorát használtuk, amely egy 64x64x96 cm kád volt, amelyben egy mozgó rács geijesztette a turbulenciát (1. ábra). 1. ábra: Turbulencia generátor (Experimentál tank for simulation turbulence conditions similar to the laké) Az eszközt a Pannon Egyetem Alkalmazott Géptan Tanszéke (Veszprém) készítette el az eredeti publikáció nyomán. A turbulens, és egy kontroll kádba lebegőanyagban szegény, ülepített tóvizet töltöttünk, és természetes zoo-