Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)
6. szám - XLVI. Hidrobiológus Napok: Szélsőséges körülmények hatása vizeink élővilágára, Magyarországi kisvízfolyások ökológiai viszonyai Tihany, 2004. október 6–8.
52 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2005. 85. ÉVF. 6. SZ. Hipertróf halastavak oxigénforgalma Kerepeczki Éva, Zsigri András és Pékár Ferenc Halászati és Öntözési Kutatóintézet, 5540. Szarvas, Anna-liget 8. Kivonat: Az oxigénforgalom nyomon követése képet adhat a vízi rendszerekben lezajló termelő és lebontó folyamatok intenzitásáról egyaránt. Különösen igaz ez a szélsőséges tápanyag-ellátottsággal rendelkező tavak esetében, ahol az oldott oxigén tartalom meghatározásával jellemezhető a tavak állapota. Munkánk során két magas szervesanyag-terhelésü halastó vfzoszlopának oxigén koncentrációját mértük 24 órás periódusokban. A mért értékek alapján hatodfokú regressziós polinommal közelítettük a tavak oxigéngörbéjét. Az oxigéngörbe alapján kiszámítottuk a tavak elsődleges produkcióját és respirációját. A kísérlet során a szervesanyag terhelést közvetlenül az 1 halastó kapta, ahol a respiráció szinte minden alkalommal csekély mértékben magasabb volt a produkciónál, mlg a 2. halastó terhelése kisebb volt, Igy a respiráció nagysága csak két esetben közelítette meg az oxigéntermelés mértékét, a többi mérés alkalmával jelentősen kisebb volt a légzés során elfogyasztott oxigén mennyisége, mint amennyi a tóban keletkezett. Kulcsszavak: halastó, oldott oxigén, respiráció, elsődleges termelés Bevezetés Az oxigén a felépítő és lebontó folyamatok egyik központi eleme, mint elektronakceptor, illetve elektrondonor. Megfelelő mennyiségben való jelenléte életfontosságú az aerob szervezetek számára, így az oldott oxigén-koncentráció és annak változása jó indikátora a vízi élőhelyeken lejátszódó folyamatoknak és a víztest állapotának. Halastavi ökoszisztémákban elsősorban a haltermelés biztonsága érdekében végeznek oxigénforgalmi méréseket, továbbá a tavakban történő elsődleges termelésről és társulás-légzésről is információt ad az oldott oxigénkoncentráció nagysága és annak változása. Az elsődleges termelés becslésének régóta ismert és legegyszerűbb módja az oldott oxigén termelésének mérése. A leggyakrabban alkalmazott módszer az oxigéntermelés meghatározására az ún. sötét-világos palack módszer, melynek eredményei azonban a rövid inkubációs idő miatt nem extrapolálhatók a teljes napi termelésre. Tavak egész napi elsődleges termelésének becslésére alkalmasabb a tavi ökoszisztéma teljes társulásának oxigén anyagcseréjét mérő módszer, melynek alkalmazásakor 24 órán keresztül több alkalommal rétegenként mérjük a tó vízoszlopában az oldott oxigén koncentrációjának változását. Ezt a módszert, részben összehasonlítva a hagyományos sötétvilágos palack módszerrel, több szerző alkalmazta az elmúlt évek során és megállapították, hogy nincs szignifikáns öszszefúggés a két módszerrel kapott eredmények között, bár a sötét-világos palack módszerrel általában alábecsüljük a termelés intenzitását (Teichert-Coddington és Green, 1993; Teichert-Coddington és mtsai., 1992). Kísérleteinkben ezt a megközelítést alkalmaztuk, kísérleti tavaink elsődleges termelésének és légzésének becslésére, ezek segítségével a tavak szervesanyag lebontó képességének, illetve a lebontás oxigén igényének a meghatározására. Anyag és módszer Az oldott oxigénkoncentráció méréseket egy kísérleti, intenzív halnevelő telep elfolyó vizének kezelésére használt halastó-vvetland tórendszer két halastavában végeztük a szarvasi Halászati és Öntözési Kutatóintézetben 2002 és 2003 nyarán. A tórendszer kialakítása négy tó összekapcsolásával történt 2000-ben. A halastavak alapterülete egyenként 2500 m 2, vízmélységük 1,2 m volt, a két vizes élőhely területe szintén 2500 m 2, a vízmélység áltagosan 0,6 m volt. A tavak lineárisan voltak összekapcsolva egymással, a harcsatelep elfolyó vizét csővezetéken keresztül közvetlenül az 1. halastóra szivattyúztuk, a rendszer kifolyása a negyedik tó végén található, a vízáramlást a gravitáció szabályozta (7. ábra). A bevezetett víz tartózkodási ideje a rendszerben megközelítőleg 20 nap volt, az átfolyást és az oxigénpótlást szükség esetén frissítő víz adagolásával biztosítottuk. Az oldott oxigén méréseket WTW Oxi 93 típusú hordozható műszerrel végeztük, mely elektrokémiai elven határozza meg a víz oxigénkoncentrációját. 2002-ben június és július hónapokban négy alkalommal, 2003-ban június, július és augusztus hónapokban havonta végeztünk 24 órás oxigénméréseket, a tavak kifolyó műtárgyának közelében: a felszínen, 50 cm és 100 cm mélységekben. Hl H2 Wl W2 =í> 1. ábra. A kísérleti rendszer vázlatos rajza Hl, H2: halastavak, Wl, W2: vizes élőhelyek, •*: elfolyó viz bevezetés, O: a rendszer kifolyó műtárgya) Az oxigéngörbék értékelését Oláh és mtsai. (1977) módszere alapján végeztük, akik Odúm (1956) az áramló vizek elsődleges termelésének becslésére vonatkozó alapelvei és McConnell (1962) mikrokozmosz kísérletei alapján dolgozták ki halastavakra az elsődleges termelés becslésének eljárását. A halastavak vízoszlopának oxigén koncentrációját 24 órás periódusokban, legalább napi hét időpontban mértük. A mért értékek alapján hatodfokú regressziós polinommal közelítettük a tavak oxigéngörbéjét. Az oxigéngörbe alapján kiszámítottuk a tavak elsődleges produkcióját, respirációját és a diffúziót. Számításaink kiindulópontja a következő egyenlet volt: ^l = P(t)-R(t) + D(t) + A(t) dl t: a pillanatnyi idő, 0 2(t): az oxigénkoncentráció idő szerinti függvénye, P(t): az oxigéntermelési függvény, R(t): a respirációs függvény, D(t): a diffúziós függvény, A(t): a rendszerbe befolyó vizek által szállított oxigén. Az egyenlet a következő feltételekkel oldható meg: 1. P(t)=0 az éjszakai órákban, egyébként pozitív, 2. R(t)=R k0 2(t) R k: respirációs konstans; a respiráció egyenesen arányos az oxigénkoncentrációval, 3. D(t)=D>S h(t) D k: diffúziós konstans, S h: a százalékos oxigéntelítettségtől való eltérés adott hőmérsékleten; a diffúzió egyenesen arányos az oxigénhiány százalékkal, 4. A(t)=0, a rendszert zártnak tekintjük. Eredmények A kísérlet során 2002-ben a vizsgált halastavak napi oxigénritmusát mutatja be a 2. és 3. ábra. Az 1. halastóban alacsonyabb nappali maximumokat (6,4-11,5 mgl' 1) és minden alkalommal 5 mg l' 1 alatti éjszakai értékeket mértünk, míg a 2. halastóban magasabb nappali értékeket (maximum: 10,219,6 mg 1"') és egy nap kivételével 5 mg I"' feletti éjszakai koncentrációkat találtunk 2002-ben.
