Hidrológiai Közlöny 1997 (77. évfolyam)
9 A balatoni fitoplankton fotoszintézisének karakterisztikái Vörös Lajos, V.-Balogh Katalin Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany Bevezetés A kékalgák (cianobaktériumok) tömeges elszaporodása természetes és mesterséges állóvizek eutrofizálódása során világjelenség (Pcarl, 19HS). Ez alól az általános tendencia alól a Balaton sem kivétel (/. ábra). Az utóbbi időben világszerte felerősödtek a planktonikus kékalgák tömeges fellépésének magyarázatát kereső kutatások. Ez nem azért van így, mert a probléma újkclctű, hanem azért, mert az cutrofizálódás kutatása túljutott a kezdeti kvantitatív fázison, amit ajólismcrt Vollcnweider (1968) formula reprezentál. Az cutrofizálódásnak ugyanis van kvalitatív aspektusa is. A felszíni vizek minősége nemcsak az algák mennyiségétől (klorofill koncentráció) lugg. Az sem közömbös, hogy milyen algák szaporodnak cl tömegesen. A kékalgák (cianobaktériumok) okozzák a legnagyobb károkat, mivel a tömegesen cl szaporodók túlnyomó többsége potenciális toxintermelő. FIIOPLAWTOWaiOMASSÍ* |Lo» I. ábra. A kékalgák részesedése a balatoni Jitoplanktonban A Balatonban 1982-óta a legnagyobb tömegben a trópusi-szubtrópusi területeken közönséges Cylindrospermopsis raciborskii fonalas, nitrogénkötő kékalga fordul elő, amelynek balatom populációja loxintermelőnek bizonyult (Hiripi et al., 1996). A probléma kiemelkedő gyakorlati jelentősége miatt az utóbbi másfél évtizedben számos hipotézis született a kékalgák elszaporodásának magyarázatára: • A megemelkedett vízhőmérséklet hipotézis szerint a cianobaktériumok hőoptimuma magasabb, mini a zAldalgáké és a kovamoszatoké. Ez a hipotézis alapvetően arra a tényre épit, hogy a kékalgák a mérsékelt egövön tömegesen rendszerint nyáron jelennek meg. • Az alacsony fényigény hipotézist fiziológiai kísérletek alapozták meg, eszerint a cianobaktériumok energiaigénye kisebb, mint a többi algáé (Zevenbom & Mur 1980. Smith. 1986). • Az UV-rezisztencia hipotézis szerint a nyári kékalgavirágzások kialakulásában a cianobaktériumoknak a többi algát meghaladó UV-rezjszlenciája játszik meghatározó szerepet. • Az alacsony N/P arány hipotézis szerint úgy a N-kölő mint a lulrogén kötésre képtelen cianobaktériumok előnybe kerülnek a víz N/P arányának csökkenésével, de a tápanyagkmálati arányok eltolódását a TN/TP arányok nem tükrözik, ha ezen elemek többsége az algasejteken lielűl van. • A planktonikus kékalgák gázvakuólumaikkal és más mechanizmusokkal szabályozni tudják lebegöképességüket, ami előnyt jelelhet a fényért és lápanyagokért folyó versengésben. • Az is elősegítheti tömeges elszaporodásaukat, hogy a szürö zooplankton számára a vízvirágzást okozó cianobaktériumok nem hozzáférhetők, másrészt kisebb méretű kompetitoraik kifalása további elönyt jelent. • A CO /pH hipotézis szerint a cianobaktériumok szabad széndioxid limitje kisebb, mint a többi algáé. Magas pll-esetén felveszik a bikarbonátok szenét és nem csökken fotoszintetikus aktivitásuk. • A foszfortartalékolási hipotézis re példa a Gloeotrichia echinulata, amely a szedimentböl tölti fel foszfor raktárait a következő planktonikus életszakaszhoz A fenti, gyakran egymással versengő hipotézisek cgyikénck-másikának igazolódása rendszerint nem elegendő önmagában a kékalgák tömeges elszaporodásának megmagyarázásához. Mindenesetre ezek a hipotézisek átfogják mindazokat a környezeti feltételeket és kölcsönhatás rendszereket, amelyek összefüggésben lehetnek elszaporodásukkal. Egy-egy konkrét esetben, így a Balaton esetében is célzatos vizsgálatokkal lehet kideríteni azokat a környezeti feltételrendszereket, amelyek a tömegprodukciókhoz vezetnek. Ehhez a Balaton sajátos körülményei között a fenti hipotézisek mindegyikének ellenőrzése és esetleg újabbak megalkotása szükséges. Munkánk célja az alacsony fényigény hipotézis érvényessegének ellenőrzése a Balaton sajátos körülményei között. Anyag és módszer 1995 május 11 és október 25 között kilenc alkalommal mértük a fitoplankton elsődleges termelését a Keszthelyi-medence közepén és a Siófoki-medence Tihany clőtti nyiltvizébcn. A vízalatti fényviszonyokat LI-COR (L1-185B) típusú radioinélerrel határoztuk meg. A fitoplankton fotoszintézisét '"C-módszerrel mértük a tóviz aktuális hőmérsékletén 7 különböző fényintenzitáson 10 és 460 ^Einstein m" 2 sec"' között. A fotoszintézis (P) fényintenzitásíuggeset (7) exponenciális telítési függvénnyel inuk le (Webb et al., 1974): P=P ma x * (1-expl-y/A)) ahol P ma x = maximális produkció, I k = az a fényintenzitás, ahol a függvény kezdeti lineáris szakaszának meghoszabbítása metszi a P ma x értékét. Az alapterületre vonatkoztatott fotoszintézist a globálsugárzási adatokból, és a víz cxtinkciós koefficienseiből az adott időpontra meghatározott telítési függvény alapján számítottuk ki. Eredmények cs megbeszélésük Az alkalmazott telítési függvény minden esetben kielégítő módon jellemezte a fotoszintézis fényfűggését, 460 (lEinstein m 2 sec"' fényintenzitás értékig fénygátlást nem tapasztaltunk.
