Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai
32 Vízhőmérséklet hatása az avarlebomlás sebességére Kosa Ádám1*, Kacsala István1, Németh Dávid2, Hubai Katalin Eszter1, Padisák Judit1,2 'Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Limnológia Intézeti Tanszék, Veszprém; 2 MTA PE Limnoökológiai Kutatócsoport *email: kadam9011@gmail.com Kivonat: Az ősszel bekövetkező lombhullás során a kisvízfolyásokba kerülő avar elsődleges energiaforrásként szolgál. A globális felmelegedés az alsóbbrendű patakok egyik fő veszélyeztető tényezője lehet, ami megváltoztathatja az avarlebomlás folyamatát. A vízi hyphomycetes fajok a patakokban zajló avarlebomlásban kulcsszerepet játszanak. Az ergoszterol a gombák egyik fö alkotója, mely alkalmas a gomba biomassza becslésére. Munkánk során 2014. január és július között háromféle avar lebomlását vizsgáltuk avarzsákos módszerrel három különböző hőmérsékletű mintavételi helyszínen. Méréseink során meghatároztuk az avarlebomlás sebességét, illetve ergoszterol mérést végeztünk HPLC segítségével. Összefüggéseket kerestünk a lebontó gombák mennyisége és az avariebomlás üteme között, valamint vizsgáltuk a vízhőmérséklet hatását a lebontó gomba biomassza mennyiségére. Kulcsszavak: avarlebomlás, bomlási együttható, ergoszterol, globális klímaváltozás. Bevezetés A folyókban a természetes szerves anyag két fő forrásból származik, autochton és allochton forrásból. Az autochton forrás a vízben történő fotoszintézis során termelődő szerves anyagot, míg az allochton forrás a környező erdőkből, fákról lehulló növényi anyagokat jelenti (Dobson & Frid, 1998). Az ősszel bekövetkező lombhullás szervesanyag utánpótlást biztosít az alsóbbrendű patakoknak és az árnyékos vízfolyásoknak, és elsődleges e- nergiaforrásként szolgál a táplálékhálózatnak (Hernandez et al, 1992; Wallace et al, 1997). A vízben az avarlebomlás természetes körülmények között négy szakaszban játszódik le, ami sorrendben a kioldásból, a mikrobiális kolonizációból, a makrogerinc- telen szervezetek aprításából és ezzel egyidejűén a fizikai kopásból áll (Abelho, 2001; Gessner et al, 2003). A mikrobiális szervezetek megtelepedése növeli a lebontás sebességét, megkezdik a levél anyagainak lebontását és másodlagos termékek kialakítását (Bärlocher, 1992). A mikrobiális bomlást gyakran tekintik az egyik legfontosabb mechanizmusnak, mely meghatározza a lebomlás sebességét (Rader et al, 1994). A mikrobiális kolonizáció mértéke és az ahhoz szükséges idő függ a környezeti tényezőktől, mint amilyen például a víz hőmérséklete (Su- berkropp & Chauvet, 1995; Goma-Tchimbakala et al, 2006; Bärlocher et al, 2008), a víz kémiai jellemzői (azaz a pH, lúgosság, és a tápanyag-koncentráció; Suber- kropp & Chauvet, 1995). A legtöbb esetben a mikrobiális lebontó szervezetek kolonizációja 2 hét alatt lezajlik (Gessner et al, 1993, Baldy & Gessner, 1997). A mért gombabiomassza nagyon változó, függ a levél típustól és a víztest jellemzőitől is (Gessner & Chauvet 1997). A globális felmelegedés az alsóbbrendű patakok egyik fő veszélyeztető tényezője lehet, ami megváltoztathatja az avarlebomlás folyamatát (Geraldes et al, 2012). Anyag és módszer A vizsgálatot 2014. január 23. és július 23. között végeztük három különböző vízhőmérsékletű mintavételi helyszínen: Raposkán a Kétöles-patakban, illetve a Ta- polca-patak tapolcai és raposkai szakaszán. A vizsgált i- dőszakban az átlagos vízhőmérséklet a termálvízhozam következtében a Kétöles-patakban 11°C volt, a Tapolca- patak raposkai szakaszánál 13°C, míg a tapolcai szakaszon 18°C. Háromféle avar bomlását vizsgáltuk: fehér fűz (Salix alba), éger (Alms glutinosa) és nyár (Populus sp.). A leveleket közvetlenül a lombhullás után gyűjtöttük, majd laboratóriumban 70°C-on tömegállandóságig szárítottuk. A száraz levelekből 10 ± 0,1 g-ot 3 mm lyukbőségű, kb. 10x10 centiméter méretű zsákokba, illetve 100 mikro- méteres lyukbőségű 10x10 centiméter méretű zsákokba töltöttük, melyekbe a makrogerinctelen szervezetek nem tudnak bejutni, így ezek a zsákok voltak kontroll minták. A megtöltött avarzsákokat rácson rögzítve helyeztük a patak medrébe, majd ezekből a kihelyezést követően 24, 48, majd 72 óra múlva történt a mintavétel, ezt követően hetente, az utolsó három hónapban pedig kéthetente vettünk mintát. A mintavételek során a helyszínen terepműszerrel meghatároztuk a víz oldott oxigén koncentrációját, oxigén telítettségét, vezetőképességét, pH-ját, hőmérsékletét, valamint vízmintát gyűjtöttünk későbbi laboratóriumi vízanalitikai vizsgálatokhoz. Minden mintavétel alkalmával három párhuzamos mintát gyűjtöttünk minden avartípusból, mindkét zsáktípusból. Az avarminták laboratóriumba szállítását követően háromszintes, különböző lyukbőségű szita felett átmostuk, hogy eltávolítsuk a rárakódott üledéket, illetve későbbi meghatározás céljából kiválogattuk a makrogerinctelen szervezeteket, melyeket 70 %-os alkoholban tartósítottuk. A visszamaradt megtisztított avart 70°C-on újra tömegállandóságig szárítottuk és lemértük a tömegét. A három párhuzamos eredményt átlagoltuk (Mt). Az avarlebomlás ütemének meghatározására a szakirodalomban használatos exponenciális formulát használva meghatároztuk az avar bomlási együtthatóját (Bärlocher et al, 2005). Mt=M0*ekt, ahol Mt a száraz avar tömege adott pillanatban (gramm), M0 az avartömeg 0 időpontban (M0=10 g), k az exponenciális bomlási együttható, t pedig a kihelyezés óta eltelt idő. Ha k<0,005, akkor az adott növény a lassú, ha k = 0,005-0,01, akkor az adott növény a közepes, és ha k> 0,01, vagy annál nagyobb értékkel rendelkezett, akkor gyors bomlási kategóriába került (Bärlocher et al, 2005). Ezen kívül az ergoszterol koncentráció meghatározásához az avarmintákat feltártuk KOH-os metanolban, majd szilárd fázisú extrakciót végeztünk. Az így kapott mintákat HPLC segítségével megmértük (Bärlocher et al, 2005, Kucserka et al., 2013). Eredmények és értékelésük Vízkémiai eredmények Az 1. táblázat a vízkémiai vizsgálatok során kapott átlageredményeket mutatja szórással.
