Hidrológiai Közlöny 1952 (32. évfolyam)

11-12. szám - Dr. Maucha Rezső: A vizek halgazdasági hasznosításának elméleti alapjai

444 L)r. Maucha R.: A vizek halgazdasági hasznosítása zekben végbemenő metabolizmus folyamán szervetlen anyagokból szerves vegyületek keletkeznek, a szerves vegyületek egy része a biocönózisban résztvevő valamennyi szervezet testében élő szervesanyag alakjában raktározódik, másik része, mint fenntartó táplálék, valamennyi szervezet energiaszükségletének fedezésére használódik el, harmadik részét pedig exkrementumok alakjában, továbbá az élő szervezetek elhalása útján élettelen szervesanyaggá válva, az elbontó szervezetek szervetlen anyagokká oxidálják. Ezt matematikai egyenlet formájában is kifejezhetjük a következő módon: ^ P=R -f F +V ahol P az időegység alatt termelt szervesanyag mennyisége, R az ugyanazon idő alatt a szervezetek testében felhalmozódó szervesanyag, F az elhasznált fenntartótáplálék és V az elbontó szervezetek által oxidíjt és ezért az élőtérre nézve veszendőbe menő szervesanyag mennyiségét jelenti. Ez a teljes vagy totális termelést fejezi ki, ami tehát magában foglalja mind azt a szervesanyag mennyiséget, amely adott vízi élőtérben az időegység alatt keletkezik, a biocönozist összetevő szervezetek testében élőanyag alakjában raktározódik (biomassza), amit a konstruktív és akkumula'ív szervezetek életfolyamataik fenntartása céljából oxidálnak és végül, ami a szervezetek elpusztulása, valamint az exkrementumok útján élettelen szerves anyaggá válik és a dekomponáló szervezetek bontják el. Könnyen belátható, hogy ma még nincs olyan módszer, amellyel a totális termelés mennyisége kísérleti úton meghatározható volna. Lényegesen járhatóbb úton haladunk, ha a vizek termelőképességét, vagy ú. n. polenc'ális termelését óhajtjuk meghatározni, illetőleg valamilyen liton-módon annak számszerű értékét kifejezni. A termelőképesség, vagy potenciális termelés fogalmát alábbi módon definiálhatjuk: Valamely víz termelőképessége a nap sugárzó energiáiának az a maximális mennyisége, amit a víz térfogategységében élő konstruktív szervezetek az időegység alatt, opfimá'is feltételek m"lIctt termelt szerves vegyületekben, potenciális energia alakjában halmoznak fe. E fogalom tökéletes átértése végett az alábbi meggondolásokat kell végeznünk. A megelőzőkben volt már róla szó, hogy a vízi élőtérben végbemenő biológiai történés egv egyszerű reverzibilis körfolyamatra vezethető vissza, melynek kiindulási anyagai a széndioxid és a víz, végtermékei pedig nitrogénmentes szervesanyagok (szénhidrátok, vagy kivételesen zsír) és szabad oxigén gáz. Mint minden reverzibilis körfolyamatra, erre is alkalmazható a termodinamika szabad energia-tétele, m°ly szerint a rendszer hasznosítható (potenciális) energiakészletének változása a körfolyamat során csak a kezdeti és végállapottól függ, teljesen független azonban az úttól, amelyen a változás végbement. Tökéletesen analóg az itt szóbanforgó redox körfolyamat a felemelt és az eredeti szintre visszaeső test esetével, ahol a potenciális vagy hasznosítható energia változása csupán a két szint magasságkülönbségétől függ, az úttól azonban, amelyen a test az eredeti szintre került vissza, teljesen független. A napfénynek a fotoszintézis alkalmával keletkező nitrogénmentes szerves anyagokban potenciális energia alakjában felhalmozott energia részlege a rendszer kizárólagos hasznosítható energiakészlete. Ennek mennyiségét a metabolizmus folyamán keletkező proteinek mennyisége nem gyarapítja, mert a proteinek nem a fotoszintéziskor jönnek létre, nem is a kromatoforákban, hanem a nukleinsavak közreműködésével a sejt más plasztidáiban (pl. a nukleusban) vagy magában a citoplazmálban keletkeznek, ezért a felépítésükhöz szükséges energiamennyiséget a fotoszintézissel felépített nitrogénmentes szerves vegyületöki potenciális energiakészletéből merítik. A proteineket egyébként a heterotrof, illetőleg szaprotrof módon táplálkozó akkumulatív és dekomponáló szervezetek is fel tudják építeni, noha ezek autotrof módon nem képesek táplálkozni. A proteinek felépítése tehát a rendszer potenciális energiakészletét nem gyarapítja, mert a fehérjék szintéziséhez fényenergia nem szükséges. Mindezekből következik, hogy a vízi élőtér termelőképességét, vagyis a potenciális termelést egyedül a benne lejátszódó redox körfolyamat kezdeti és végállapota szabja meg. Miniihogy a kezdeti állapotot a víz hasznosítható széndioxidtartalma, a végállapot pedig az oldott oxigéngáz koncentrációja tökéletesen meghatározza, nyilvánvaló, hogy a potenciális termelés mértékéről a vízben oldott nitrongéntartalmú vegyületek koncentrációja nem nyújthat felvilágosítást, — miként azt a limnolÓgusok nagy része még ma is véli, — hanem kizárólag a hasznosítható széndioxid vagy az oldott oxigéngáz koncentrációja adhat erre a kérdésre feleletet. Félreértések megelőzése végett hangsúlyozni kívánjuk azonban itt, hogy a termelőképesség vagy potenciális termelés nem az időegység alhtt ténylegesen termelt, hanem az optimális feltételek mellett maximálisan termelhető szervesanyag mennyiségét jelenti, miként az a fenti definícióból! is köve'kezik. A termelőképesség éppen úgy, mint valamely vízerőmű kapacitása az energia potenciális tényezőjének, a vízlépcső magasságának függvénye. Ezért nevezik a terme'őképességet potenciális termelésnek is. A potenciális termelés értékét a vizek tényleges termelése a valóságban legfeljebb csak megközelítheti, de azt teljesen sohasem éri el, mert a szervezetek életfolyamatait befolyásoló különböző tényzők intenzitása, (mint pl. a fényerősség, a hőmérséklet és a rendelkezésre álló növényi tápanyagok, tehát a szervetlen nitrogén- és foszforvegyületek mennyisége) állandóan változik és csak átmenetileg, de nem egyidejűleg optimális értékű. Míg tehát a potenciális termelés a széndioxidon kívül a többi növénvi tápanyagtól független, a tényleges vagy aktuális termelés valamennyi növényi