Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 5-6. különszám - LIV. Hidrobiológus Napok előadásai
102 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2013. 93. ÉVF.5-6. SZ. Hal-együttesek hosszú távú taxonómiai és funkcionális összetétele egy középhegységi vízfolyásban Czeglédi István1, Erős Tibor2 'Debreceni Egyetem TEK, TTK, Hidrobiológiái Tanszék, 4032. Debrecen, Egyetem tér 1. 2MTA ÖK Balatoni Limnológiai Intézet, 8237. Tihany, Klebelsberg K. u. 3. Kivonat: A közösségökológiai kutatások egyik központi témája az élőlényközösségek időbeli változékonyságának tanulmányozása. Ennek kapcsán a kutatók döntő része a közösségek taxonómiai szerkezetét veszi vizsgálatai alapjául, míg a közösségek funkcionális szerkezetének időbeli változékonysága, az egyes fajok ökológiai szerepe kevéssé ismert. Kutatásunk során évszakos gyakoriságú (tavasz, nyár) mintavételek alapján vizsgáltuk a Börzsönyben található Kemence-patak halállományának taxonómiai szerkezetét és táplálkozási funkció szerinti időbeli dinamikáját, illetve összehasonlítottuk a két szerveződési forma hosszú távú változékonyságát. Kimutattuk, hogy a halközösség funkcionális szerveződésében jelentős szerepe van a fajok specifikus étrendjének és a táplálkozásban bekövetkező évszakos különbségeknek. A halközösség taxonómiai szerkezetének hosszú távú változása nem igazán volt megfeleltethető a funkcionális szerkezet időbeli változásaival. Kulcsszavak: évszakos különbségek, funkcionális összetétel, időbeli dinamika, hal-együttesek. Bevezetés és célkitűzés: Az élőlényközösségek időbeli változékonyságának kutatása ez idáig döntően a taxonómiai szerkezet alapján történt. Hiányos ismeretekkel rendelkezünk a közösségek funkcionális szerveződéséről, illetve arról, hogy miként feleltethető meg egymással a taxonómiai és funkcionális szerkezet (He- ino és mtsai 2007, Erős és mtsai 2009). Leegyszerűsítve az élőlényközösségek időbeli stabilitásának vs. Változékonyságának tanulmányozása során a két szerveződési forma négy lehetséges kombinációja jöhet számításba. 1.) Mind a taxonómiai, mind a funkcionális szerveződés viszonylag stabil időben. Ez akkor lehetséges, ha a fajösszetétel és az ab- undancia viszonyok nem változnak jelentősen, illetve a fajok funkciója is állandó marad. Ebben a modellben a lokális szabályozó tényezőknek fontos szerepe van, míg a koloni- zációs folyamatok jelentéktelenek. 2.) A taxonómiai szerkezet stabil, míg a funkcionális szerveződés változékony. Ekkor az új fajok kolonizációs rátája alacsony, viszont a fajok funkciója változik az abiotikus környezeti változások vagy a fajok által használt források mennyiségi változásának hatására. 3.) Mind a taxonómiai, mind a funkcionális szerkezet változékony időben. Ekkor a lokális és a regionális folyamatoknak is jelentős hatása lehet; a funkcionális szerkezetben történő változások pedig jól tükrözik a taxonómiai szerkezet változásait. 4.) A taxonómiai szerkezet változékony (kolonizáció jelentős), azonban a közösség funkciója állandó marad időben. Ez akkor lehetséges, ha a fajkicserélődés nem jár funkcióváltozással, azaz az új fajok hasonló ökológiai szereppel rendelkeznek az előttük ott éltekével. Munkánk célja volt vizsgálni egy középhegységi kisvízfolyás halközösségének hosszú távú funkcionális szerveződését, melynek jellemzéséhez a táplálkozási funkciót választottuk. A kutatás kérdései a következők voltak: 1.) Mi jellemzi a patak halainak táplálék-összetételét és mekkora szerepe van táplálkozásban a fajok specifikus étrendjének, az egyedek testhosszának és a táplálkozásban tapasztalható évszakos különbségeknek? 2.) Ennek alapján hogyan változik a halállomány hosszú távú funkcionális szerveződése? 3.) Miként feleltethető meg egymással a halközösség taxonómiai és funkcionális szerveződése? Anyag és módszer: A táplálkozási vizsgálatokhoz a halakat a Börzsönyben található Kemence-patakból gyűjtöttük elektromos halászgéppel két éven keresztül tavasszal és nyáron, illetve egy évben tavasszal és egy évben nyáron. A patak halegyütteseinek monitorozása 2000 óta folyamatosan zajlik (Erős és m- tsai 2008) A laboratóriumi munkák során lemértük az egyedek standard testhosszát. A táplálék-összetétel meghatározásához a halakat felboncoltuk, majd adott fajtól függően a gyomor vagy a bélcsatoma első harmadának térfogat-százalékos telítettségét vizsgáltuk (Hyslop 1980). Az egyes táplálékalkotókat sztereo-mikroszkóp segítségével határoztuk meg, majd rögzítettük, hogy mekkora részt (térfogat-százalék) foglalnak el az összes táplálékmennyiségből (Czeglédi és Erős 2012). A patakot jellemző domináns fajokon, melyek a sujtásos küsz, a fürge cselle, a kövicsík, a domolykó és a fenékjáró küllő voltak részletesebb elemzéséket végeztünk. Az öt faj a patak halállományának kb. 80 %-át adja. A részletesebb e- lemzések oka, hogy ezeknél a fajoknál állt rendelkezésünkre megfelelő mennyiségű egyed, de konzerváltuk a gyűjtés során elhullott ritkább fajok egyedeit is és a labormunkák során feldolgoztuk őket. A domináns fajok táplálék-összetételét két felbontási szinten vizsgáltuk (lásd: Czeglédi és E- rős 2012). Cluster-analízist készítettünk annak érdekében, hogy megállapítsuk, mekkora szerepe van a fajok táplálkozásában az évszakos különbségeknek, a fajok specifikus étrendjének, illetve az egyedek testhosszának. A domináns fajok egyedeit két méretkategóriába rendeztük testhossz-gyakori- sági hisztogramok alapján. A domolykónál a 90 mm-nél kisebb egyedek kerültek egy csoportba (fiatal példányok), a nagyobbak pedig egy másikba (idősebb példányok). A maradék négy domináns fajnál ez a határ 50 mm volt. A ritka fajoknál nem különböztettünk meg méretkategóriákat. A csoportokat tehát a fajok, a méretkategóriák és az évszakok különböző kombinációi alkotják. A halközösség hosszú távú funkcionális összetételének vizsgálatához az egyes táplálékkategóriák (perifiton, vízi makró-gerinctelenek, terresztris eredetű táplálékalkotók, vízi rovarok imágói, halak) térfogat-százalékos részesedéseit súlyoztuk az adott évben (2000-2011) és évszakban fogott halak egyedszámaiból számolt relatív abundancia adatokkal. Az elemzésbe az összes fajt bevontuk, és rendelkezésünkre álltak táplálékadatok (a ritka fajokat összevonva). Eredmények: A domináns fajok táplálék-összetétele fajtól és évszaktól függő mintázatot mutatott. A fajok fő táplálékát tavasszal a bentikus makrogerinctelenek és a terresztris eredetű táplálékalkotók adták, míg nyáron a kövicsík kivételével nagymértékben megnőtt a perifiton fogyasztásának aránya (részletesebben lásd: Czeglédi és Erős 2012). A halak táplálékának összetételét a táplálkozásban bekövetkező évszakos különbségek, illetve a fajok specifikus étrendje határozta meg elsősorban, a testhossznak viszonylag kis szerepe volt a minták hasonlóságában (/. ábra). E két tényező hatása egyértelműen megnyilvánul abban, hogy az évszaktól fuggetle-
