Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)
5-6. szám - LIII. Hidrobiológus Napok: „A hidrobiológia szerepe a víz-stratégiákban” Tihany, 2011. október 5–7.
96 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2012. 92. ÉVF. 5-6. SZ. A bevonat hatása a hínárokra Tóth R. Viktor Balatoni Limnológiai Intézet, Magyar Tudományos Akadémia Ökológiai Kutatóközpont, Tihany Kivonat Az alámerült gyökerező hínárok, mint a növények általában függnek a fotoszintetizáló felületüket érő fény intenzitásától. Vizsgálatomnak célja, hogy tanulmányozzam a Potamogeton perfoliatus leveleinek felületén összegyűlő bevonat hatását a fotoszintézisre, amihez egy mesterséges felületen (fénymásoló fólia) meghatároztam a képződő bevonat szezonális és függőleges eloszlását a Balaton siófoki medencéjében. A vizsgálataim azt mutatták, hogy műanyag felületen átlagosan 8,8±0,4 nap alatt 4,1 ±0,4 mg (sza)-l cm-2 bevonat képződött. Ennek az átlagos tömegnek 294 ± 30 mg m-2 klorofill-a érték felelt meg. A bevonat akkumulációjában szezonális és vertikális mintázatok voltak megfigyelhetők. A perifiton lerakódás legaktívabb ideje a vegetációs periódus első hónapjaiban (június közepéig) volt, míg a bevonatképződés legintenzívebben a 40 cm-es vízmélységben volt megfigyelhető. Az ettől eltérő időszakban és vízmélységekben a bevonat mennyisége alacsonyabb volt. A tapasztalt nagy mennyiségű élő és élettelen bevonat jelentősen csökkentette a levelet ért fény mennyiségét (92,3±0,8%-al), ami 90%-al csökkentette a hínaras békaszőlő fotoszintézisét. A levél felső felületén keresztül érkező fény drasztikus csökkenése felértékelte a szórt, alulról érkező fény jelentőségét, és ennek felhasználása számottevően (+100%) növel-te a növény produkcióját. A bevonat erőteljesen megváltoztatja a hínár belső morfológiai és élettani változékonyságát, ami pedig szá-mottevő szelekciós nyomás a bevonattal fedett hínárfajokra. A vizsgálat kimutatta, hogy az epifita algák döntően bentikus, Pennales kovamoszatok, a nyíltvízi kovamoszatokra hasonló szezonális dinamikával. Kulcsszavak: bevonat, függőleges eloszlás, évszakos változások, makrofíta produkció, Potamogeton perfoliatus. Bevezetés A littorális zóna ökológiai jelentősége és sokszínűsége a hínár és a rajta megtelepedő bevonat között fennálló bonyolult kapcsolatrendszemek is köszönhető. A fotoautotróf szervezetek elsődleges termelése a rendelkezésre álló fénytől függ, és így az alámerült hínárok és az epifita algák állandó kompetícióban vannak a fényért. A hínár esetében a kompetíció nem egyed szinten, hanem az autonóm fotoautotróf egységek (levelek) szintjén folyik. A versengés következtében a levél produkciója potenciálisan a kompenzációs szint alá süllyedhet (a bazális leveleknél ez gyakran elő is fordul), ami a levél, ill. legvégén az egész növény pusztulásához vezet. Ezt elkerülendő, a morfogenezis során olyan levek képződnek, amelyek az adott vízmélység fényintenzitásához alkalmazkodtak. így a fény vertikális változása a vízoszlopban erőteljesen befolyásolja a morfológiai paraméterek függőleges eloszlását (árnyéktürő alkalmazkodás) és/ vagy a hínárok felépítését (árnyékkerülő alkalmazkodás) (Tóth és mts., 2011; Vári és mts., 2010). Ezen módosulások elsődleges célja a fény begyűjtéséhez szükséges felület maximalizálása, de ez nem jár az élettani folyamatok módosulásával (Tóth és mts., 2011). Jelen vizsgálat nem kívánja a hínár és az élőbevonat közötti kompetíció jellegét feltárni, csak be kívánja mutatni a versengés egyik résztvevőjének (hínáros békaszőlő-Potamogeton perfoliatus L.) produkciójának alakulását a levelek felületén kialakuló bevonat szezonális és vertikális változásának függvényében. Ehhez meghatároztam a Balaton keleti medencéjében a bevonatképződés szezonális és vertikális eloszlását és dinamikáját, ill. annak hatását a fényelnyelésre. Ebből számítottam ki a P. perfoliatus fotoszintetikus aktivitás mélységi és szezonális változását. Anyag és módszer A kísérletek helyszíne a Balatoni Limnológiai Intézet közelében volt. A kísérletek 2010. március 22. és október 9. között lettek elvégezve. A vízbe, 7 különböző mélységben (0-tól 120 cm mélységig), 44x14 mm-es (az átlagos P. perfoliatus levél, lásd Tóth és mts. (2011), Vári és mts., (2010)) műanyag fólia csíkokat lógattam horgászzsinórhoz illesztve. Minden vízmélységben három csík volt. Egymás mellé 5 horgászzsinórt helyeztem el, amelyeket a kihelyezés utáni 1., 3., 6., 8. és 10. napon begyűjtöttem és meghatároztam a fóliák optikai tulajdonságait, klorofill-a tartalmát és száraz súlyát. A fóliák optikai fényáteresztő-képességének vizsgálatát spektrofotométeren (UV-VIS 1601, Shimadzu, Japán) végeztem el 800 és 320 nm között. Ezt követően meghatároztam a fóliák bevonatának száraz súlyát és a kloroftll-a tartalmat (Ritchie, 2008). Közben a kísérleti terület közelében, 8 fel- és 4 leirányuló fényérzékelővel (ONSET Computer Corporation, USA) mértem a fény intenzitását 7 különböző mélyégben az egész szezon során. Ezzel párhuzamosan, a kísérleti helyszín közelében 1,5 méteres mélységben havonta 9 ép, egészséges, teljesen kifejlett P. perfoliatus növényről fotoszintézis mérés céljából leveleket gyűjtöttem. Laboratóriumban megmértem a növények sötétlégzését és fotoszintézisét hat (18, 43, 113, 205, 408 és 780 nmol m-2 s-l) fényintenzitáson oxigénelektródos módszerrel (Tóth és Herodek, 2009). Eredmények A bevonat súlyának, klorofill-a tartalmának és fényáteresztő-képességének szezonális és vertikális eloszlása látható az 1. ábrán és az 1. táblázatban. Az adatokból szembeötlő, hogy a Balaton keleti medencéjében két jól elkülöníthető időszak (tavaszi és nyári-őszi) figyelhető meg (/. ábra, 1. táblázat). A vegetációs időszak elején (június közepéig) a bevonatra jellemző volt az alacsony transzmítancia (-1,5 %), magas súly (kb. 7 mg cm-2) és a nagy kl-a tartalom (kb. 470 mg m-2) (1. ábra). Ezzel szemben a nyári-őszi időszak sajátossága volt az alacsony súly és klorofill tartalom (~2 mg cm" 2 és 160 mg m-2), ill. a magasabb fényáteresztő-képesség (13 %) (/. ábra, 1. táblázat). Ez a szignifikáns szezonális eltérés nem mutatkozott a perifiton akkumulációjának dinamikájában (/. táblázat). A bevonatképződés időbeli lefutásának szigmoid jellege lehetővé tette a telítődési idő kiszámítását. A bevonatképződés telítődése tavasszal 9,5 nap volt, míg nyáron ez a folyamat egy nappal (8,4 nap) rövidült (1. táblázat) A vizsgált paraméterek vertikális eloszlásában is éles minta volt fellelhető. A felszínhez közel a bevonat szárazsúlya és a kl-a tartalma alacsony volt (2 mg cm' 2, ill. 200 (ig m" 2) és ez az érték 30-40 cm mélységig folyamatosan nőtt. A egintenzívebb bevonatképződés a 40 cm-es mélységben volt megfigyelhető (szezonális átlag 5 mg cm" 2, maximum 13 mg cm"), míg a legmagasabb kl-a tartalmat (szezonális átlag 440 (ig m" 2, maximum 1400 jug m" 2) a 30 cm mély vízben mértem. Ebben a vízrétegben a bevonat fényáteresztőképessége volt a legalacsonyabb (szezonális átlag 40 cm-en 2,5 , minimum 0,1 %). A mélység növekedésével a bevonat súlya és a kl-a tartalom csökkent. A bevonat súlya és fényáteresztő-képessége között szignifikáns, nem lineáris összefüggés volt (y=83.8e"' 72 x, R = 0,93, p <0,001).
