Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
6. szám - LI: Hidrobiológus Napok: „Új módszerek és eljárások a hidrobiológiában” Tihany, 2009. szeptember 30–október 2.
91 Köztes diszturbaneia és az egyensúlyi állapot vizsgálata a Torna-patak kovaalga közösségeiben Lengyel Edina*, Stenger-Kovács Csilla és Padisák Judit Pannon Egyetem, Analitikai, Környezettudományi és Limnológiai Intézet, Limnológia Intézeti Tanszék H-8201. Veszprém, Pf. 158. *email: blair.koneko@gmail.com Kivonat: A kutatás elsődleges célja az equilibrium állapot és a kovaalga közösség bolygatásra adott válaszának vizsgálata volt. 2008. áprilisa és 2009. májusa között a vizsgálatok első hónapjában 3 naponta, ezt követően hetente előzőleg sterilizált és kihelyezett mészkő szubsztrátumot gyűjtöttünk be illetve helyszíni méréseket (oldott oxigén, hőmérséklet, vezetőképesség, pH) és vízkémiai analíziseket (fóionok, tápanyagformák) végeztünk. A domináns fajok (pl. Planoíhidium frequentissimum, Achnanthidium minutissimum, Cocconeis placentula, Fragilaria capucina, Gomphonema olivaceum, Gomphonema parvulum, Navicula gregaria, Navicula lanceolata) relativ gyakoriságát DO tartalom, a hőmérséklet, a nitrit-, a nitrát- és a kloridion mennyisége befolyásolta a leginkább. Az egyensúlyi állapot, melynek feltétele, hogy nem több, mint 5 faj alkossa a közösség 80%-át, csak három alkalommal volt megfigyelhető. Ezen alkalmak leszükíthetők a biomassza állandóságát (a- klorofill tartalom) is figyelembe véve egy tavaszi (április) 12 napig tartó időszakra. Mivel az egyensúlyi állapotnak hosszabb időintervallumon (min. 4-5 hét) áe kell fennállnia, az a vizsgálat során nem állt fenn, valószínűleg a kisvízfolyásban tapasztalható folyamatos bolygatásoknak köszönhetően. Kulcsszavak: kovaalga, patak, egyensúlyi állapot, fizikai és kémiai paraméterek. Bevezetés és célkitűzések A folyók perifiton közössége kevésbé ismert, mint azok fitoplanktonja, és a felmérések elsősorban egyszeri mintavételek voltak, és sokkal inkább alapállapot felmérésnek tekinthetők, nem ökológiai vizsgálatnak. Az ökológiai vizsgálatoknál számos olyan faktor van, amely hatással lehet a vizsgált közösségre. Ilyen befolyásoló tényező lehet például a víz fizikai és kémiai paraméterei, a turbiditás vagy a fény. Hardin (1960) kompetitív kizárási hipotézise azt feltételezi, hogy csak annyi faj tartós koegzisztenciája lehetséges, amennyi a limitáló tényezők száma. Ezen elmélet szerint az egyensúlyi állapotban csak kevés faj lesz jelen, ezzel szemben a tapasztalat nagy fajszámot mutat. Ez az ellentmondás „plankton paradoxonéként (Hutchinson, 1961) vált híressé. Ennek magyarázataként egyensúlyi, de főként nem egyensúlyi válaszokat adtak (Hutchinson, 1961, Richerson, 1970). A nem egyensúlyi hipotézis szerint olyan mértékben történik a bolygatás - ami növeli a heterogenitást -, hogy a kompetitív kizárás nem valósulhat meg. Az abiotikus zavarások közé tartoznak az áramlási sebesség, a vízhozam, vagy például a különböző szennyezések. A legfontosabb biotikus bolygatás a legelés. Nem egycnsúlyi hipotézis Connell (1978) Köztes Diszturbaneia Elmélete is, amely szerint bolygatás hiányában a kompetitív kizárás miatt csökken a diverzitás. Gyakori és erős zavarás hatására szintén csökken a diverzitás, ugyanis csak néhány pionír faj képes megtelepedni. Amennyiben a zavarás közepes erősségű, kiterjedésű és/vagy gyakoriságú, akkor mind a pionír fajok, mind a későbbi szukcessziós állapotokra jellemző fajok megtalálják életfeltételeiket, így a diverzitás ebben az esetben a legnagyobb. A zavarást a társulás-válaszon keresztül mérjük, s egyúttal annak okául nevezzük meg (Juhász-Nagy, 1993). A zavarás eredete kevésbé fontos, mint önmagában véve annak bekövetkezése, gyakorisága és intenzitása (Sommer és mts-ai, 1993). Az equilibrium állapothoz tartozó összetétel stabil és váltakozó környezetben is kialakulhat (Rojo és Alvarez-Cobelas, 2003). A fitoplanktonra javasolt egyensúlyi állapot feltételei Sommer és mts-ai (1993) szerint: 1) 1,2 vagy 3 faj alkossa a teljes biomassza több mint 80 %-át 2) Ez az állapot elég hosszú ideig álljon fenn (tovább, mint 1-2 hét) 3) Ez alatt az idő alatt a biomassza ne változzon jelentősen. Ezt a kritériumrendszert a szakmai közvélemény széles körben elfogadja, annyi módosítással, hogy a 2) és 3) feltétel megléte esetén több, mint három faj koegzisztenciáját is engedélyezi a 80 %-os együttes dominancián belül (NaselliFlores és mts-ai, 2003). Ács és Kiss (1993) szerint a 2) feltétel tekintetében a perifítont vizsgálva hosszabb időtartam (4-5 hét) szükséges. Ennek oka az eltérő generációs idő. Mindezek tekintetében munkánk során egy kis vízfolyás bentikus kovaalga közösségét vizsgáltuk. Ezen ökológiai kutatás során megvizsgáltuk azokat a tényezőket, amelyek befolyásolhatják ezen szervezeteket. Elsődleges célunk az egyensúlyi állapot, a bolygatások, és a kovaalga közösség erre adott válaszának vizsgálata volt. Anyag és módszer A mintavétel függ a szubsztrát típusától (Backhaus, 1967, Ács és Kiss 1991, Gumtow 1955). Kutatásunk során mesterséges aljzatot használtunk, amelyek elhelyezkedését mi választhattuk meg, ezzel lehetővé téve az összehasonlíthatóságukat. A mintavétel előzetesen sterilizált süttői mészkő szubsztrátról történt, mely megfelel a patak természetes alapkőzetének. A sterilizálási eljárás a szubsztrátok 30 %-os hídrogén-peroxidba történő áztatásával kezdődött. Ezt követően szárítószekrényben 120 C°-on szárítottuk, legvégül pedig UV lámpával világítottuk meg azokat. Minden munkafolyamatot kb. 2 óra hosszán keresztül végeztünk. A mintavétel a Torna-patak dcvecseri szakaszán 1 mintavételi pontban (N 47° 06,612', E 17° 26,154', tszf. 170 m) történt. (/. kép). A mintavétel az első hónapban három naponta, ezt követően pedig 7 naponta történt a vizsgált időtartam végéig. A vizsgálat 2009. május 18-ig tartott. Minden mintavétel során randomszerűen egy mészkő szubsztrátot távolítottunk el a dróthálóról, amelynek a reprezentatív részét, a szubsztrát felső felületét, ahol az alga közösség megtelepedett, gondosan lekapartuk egy fogkefe segítségével. Végül kevés desztillált vízzel a szubsztrát felületét lemostuk, és a mintát egy mintatartó edénybe töltöttük. Ezen mintát laboratóriumba szállítottuk, ahol homogenizálással megkezdődött az előkészítése, mely során azt 100 cm 3-re egészítettük ki desztillált vízzel, majd rázólombik segítségével homogenizáltuk. Az így előkészített mintából 8 cm 3-1 pipettáztunk ki, melyet 3 cm 3 96 m/m%-os etil alkohollal tartósítottunk. Majd ebből a mintákból forró hidrogén-peroxidos roncsolással (Ács és mtsi., 2004) és Zrax gyantába történő ágyazással tartós preparátumokat készítettünk, melyeket ezután Nixon fénymikroszkóppal immerziós olaj használata mellett lOOOx nagyításon vizsgáltuk. Minden mintában 400 fajt határoztunk meg Süßwasserflora von Mitteleuropa (Krammer és LangeBertalot, 1997, 1991, 1999) határozó kötetek segítségével. A mintavételi helyen HQd 40 Field Case hordozható készülékkel hőmérsékletet (°C), pH-t, oxigéntartalmat (DO, mg r ), oxigéntelítettséget (DO %), valamint vezetőképességet (pS cm" 1) mértük. Mindezek mellett minden mintavétel alkalmával 1,5 1 vízmintát vettünk, amit alufóliába csomagoltunk és a mérésig lefagyasztottunk. A laboratóriumban mért paraméterek közül a N0 2~, a N0 3", az P0 4 3", a TP, a Si valamint a NH 4 + mennyiségének mérése spektrofotometriás módszerrel történt. A Cl", S0 4 2", a KOI, a p-lúgos-
