Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 5-6. különszám - LIV. Hidrobiológus Napok előadásai
116 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2013. 93. ÉVF.5-6. SZ. Tóth 1988; G.-Tóth et al. 1987). A szűrő táplálkozást! zooplankton esetében a turbulencia élénkülésével csökken a szűrőlábak által keltett áramlások hatékonysága is a táplálékrészecskék gyűjtése során (Marrasé et al. 1990; Sommer 1994). Tennekes & Lumley (1972) modellje alapján a 0,5- 32 m s'1 erősségű szélsebességtől és a vízmélységtől függően az energiadisszipációs ráta becsült értéke 1,70 10'7 és 3,60 10"1 m2 s"3 között alakult. A Taylor-egyenlet alapján számolt energia-disszipációs ráta médián értékei szintén a fentiekben ismertetett tendenciákat mutatták, és a vízmélységtől függően 2,4 10~4 és 2,5 10'3 m2 s'3 között változtak. A szigligeti és keszthelyi mintavételi pontok esetében kiugró értékek voltak megfigyelhetőek. Az energiadisszipációs ráta maximális értékeinek eloszlása alapján arra következtethetünk, hogy a Balaton ezen térségében a zooplankton jobban ki van téve a turbulencia zavaró hatásának. Kutatások szerint a mérsékelt turbulencia (s < ~ 5 x 10'f’ rrf s"3) serkenti (Saiz & Alcaraz 1991; Visser & Stips 2002; Visser et al. 2009), míg a nagyobb turbulencia (e = ~5 x 10“6-10“3 m2 s'3) gátolja a zooplankton úszását, a zsákmány felderítését, a zsákmánnyal történő találkozás esélyét és a hatékony szűrést (Rotschild & Osbom 1988; Alcaraz et al. 1994; Kior- boe & Saiz 1995; Visser & Stips 2002; Visser et al. 2009). A Tennekes & Lumley (1972) nyomán becsült energiadisszipációs rátából számolt Kolmogorov-távolság értékek 0,25 - 0,42 mm, míg a Taylor-féle disszipációs rátából számoké 0,15 és 0,27 mm között alakultak. A balatoni zooplankton mérettartománya átlagosan 0,25 - 2,5 mm közé e- sik (kivétel a Leptodora kindlii, amely akár a 18 mm-t is elérheti). Az adatokból kitűnik, hogy a Kolmogorov-távolság a Balaton vízterében a vízmélység és a szélsebesség függvényeként gyakran olyan mérettartományba esik, amely a zooplankton méretével megegyezik. Kimutatták, hogy a planktonszervezetek nagysága egy adott víztestben nem lehet nagyobb a turbulens áramlások legkisebb örvényátmérőjénél, ellenkező esetben az érzékenyebb planktonszervezeteket a rájuk ható nyírófeszültség roncsolja (Margalef 1978; Reynolds 1992a,b, O’Brien 2002; O’Brien et al. 2004). A tavi plankton méreteloszlása ezért tolódik el tartós turbulens hatásra a kisebb mérettartomány felé (Herzig 1979; Alcaraz & Saiz 1991; Moisander et al. 2002). Megállapíthatjuk, hogy a számításaink alapján kapott Kolmogorov-távolságok szerint a Balaton turbulens viszonyai gyakran kedvezőtlen környezetet teremtenek a zooplankton társulás számára. Összefoglalás Összefoglalva, a Cladocera rákok Copepoda rákokhoz viszonyított kisebb egyedszámának hátterében a Balatonban uralkodó, számukra kedvezőtlen turbulencia viszonyok állhatnak, mely szűrő táplálkozásukra gyakorolt kedvezőtlen hatásban, valamint a legkisebb örvények által keltett nyíró hatásban nyilvánulnak meg. A turbulencia negatív hatásának elkerülése tükröződik a zooplankton társulás tagjainak horizontális elhelyezkedésében is, melyben a kisebb testű nauplius lárvák a litorális régiót, míg a nagyobb testű aduit egyedek a mélyebb víztesteket preferálták. Irodalom Alcaraz M., Saiz E. (1991): External energy and plankton: New insights on the role of small-scalen and turbulence on zooplankton ecology. Oecologia Aquatica 10: 137-144. Alcaraz M., Saiz E., Calbet A. (1994): Small-scale turbulence and zooplankton metabolism: Effects of turbulence on heartbeat rates of planktonic crustaceans. Limnology and Oceonography 39: 1465-1470. G.-Tóth L., P. Zánkai N., Messner O. M. (1987): Alga consumption of four dominant planktonic crustaceans in Lake Balaton (Hungary). Hydrobiologia 145: 323-332. G.-Tóth L. (1988): Táplálkozás-ökológiai kapcsolatok a planktonikus rákok és a szuszpendált anyagok között a Balatonban. Kandidátusi Értekezés, MTA, BLKI, Tihany, 119. G.-Tóth L., Parpala L., Balogh Cs., Tátrai I., Baranyai E. (2011): Zooplankton community response to enhanced turbulence generated by water-level decrease in Lake Balaton, the largest shallow lake in Central Europe. Limnology and Oceanography 56: 2211-2222. Geller W., Midler H. (1981): The filtration apparatus of Cladocera: Filter mesh- sizes and their implications on food selectivity. Oecologia (Berlin) 49: 316- 321. Herzig A. 1979: The zooplankton of the open lake. In: Löffler, H (ed.): Neu- siedlersee: the limnology of a shallow lake in Central Europe, Dr. W. Junk Publ., The Hague, Boston - London: 281-355. Kiorboe T., Saiz E. (1995): Planktivorous feeding in calm and turbulent environments, with emphasis of copepods. Marine Ecology Progress Series 122: 135-145. Luettich R. A., Harleman D. F. (1990): A comparison between measured wave properties and simple wave hindcasting models in shallow water. Journal of Hydraulic Research 28: 299-308. MacKenzie B. R., Leggett W. C. (1991): Quantifying the contribution of small- scale turbulence to the encounter rates between larval fisch and their zooplankton prey: the effects of wind and tide. Marine Ecology Progress Series 73: 149-160. MacKenzie B. R., Leggett W. C. (1993): Wind-based models for estimating the dissipation rates of turbulent energy in aquatic environments: empirical comparisons. Marine Ecology Progress Series 94: 207-216. Margalef R. (1978): Life-forms of phytoplankton as survival alternatives in an unstable environment. Oceanologica Acta 1: 493-509. Moisander P. H., Hench J. L., Kononen K., Paerl H. W. (2002): Small-scale shear effects on heterocystous cyanobacteria. Limnology and Oceanography 47: 108-119. O’Brien K. (2002): The effect of turbulent mixing on vertical distribution and biomass of phytoplankton populations, PhD. Thesis, Centre for Water Research, University of Western Australia, Crawley, 6009 Australia. O'Brien K. R., Meyer D. L., Waite A. M., Ivey G. N., Hamilton D. P. (2004): Disaggregation of Microcystis aeruginosa colonies under turbulent mixing: laboratory experiments in a drid-stirred tank. Hydrobiologia 519: 143-152. Reynolds C. S. (1992a): Fluid motion and Phytoplankton - In: Aquatic Ecology, Scale, Pattern and Process (Eds.: P. S. Giller, A. G. Hildrew and D. G. Raffaelli), The 34th Symposium of The British Ecol. Soc. Uni. Coll. Cork 1992, Blackwell Sei. Publ. Oxford, London, Edinbourgh, Boston, Melbourne, Paris, Berlin, Vienna 146-187. Reynolds C. S. (1992b): Turbulent Intensity and dissipation rate. In: Giller, P.S., Hildrew, A.G. and Raffaelli, D.G. (Eds): Aquatic ecology, scale, pattem and process. The 34th Symposium of the British Ecol. Soc. Univ. Coll. Cork. Blackwell Sei. Publ. Oxford, London, Edinburgh, Boston, Melbourne, Paris, Berlin, Vienna. Rotschild B. J.,. Osbom T. R (1988): Small scale turbulence and plankton contact rates. Journal of Plankton Research 10: 465-474. Saiz E., Alcaraz M. (1991): Effects of small-scale turbulence on development time and growth of Acartia grani (Copepoda: Calanoida). Journal of Plankton Research 13/4: 873-883. Marrasé C., Costello J. H., Granata T., Strickler J. R. (1990): Granzig in a turbulent environment: Energy dissipation, encounter rate, and efficiancy of feeding currents in Centropages hamatus. Proceedings of the National Academy of Sciences 87: 1653-1657. Sommer U. (1994): Planktologie. Springer-Verlag, Berlin. 1-273. Tennekes H., Lumley J. L. (1972): A first course in turbulence. The MIT press, Cambridge, Massachusetts 1-310. Visser A., Stips A. (2002): Turbulence and zooplankton production: insights from PROVESS. Journal of Sea Research 47: 317-329. Visser A., Mariani P., Pigolotti S. (2009): Swimming in turbulence: zooplankton fitness in terms of foraging efficiency and predation risk. Journal of Plankton Research 31: 121-133. The effect of turbulence on the structure of the crustacean community constituting the zooplankton assemblage E. Baranyai and L.G.-Tóth Abstract: Based on the two methods of assessment, values of energy dissipation rate varied in the range of 1.70 x 10'7 - 3.60 x 10 1 m2 s'3 and 2.4 x 10"4 — 2.5 x 10‘3 m2 s'3. Kolmogorov length scales based on the energy dissipation rates calculated using the two different methods fell into the range of 0.25-0.42 mm and 0.15-0.27 mm, respectively. Since the average size of zooplankton in Lake Balaton is in the range of 0.25-2.5 mm, the data reveal that the Kolmogorov length scale in Lake Balaton, while constantly varying as a function of water depth and wind velocity, often coincides with the size of plankton organisms. According to the Kolmogorov length scales resulting from our calculations, turbulence in Lake Balaton often creates an unfavourable environment for the zooplankton assemblage. Keywords:Balaton, zooplankton, energy dissipation rate, Kolmogorov length scales.
