Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)
4. szám - Fülöp István Antal–Józsa János: A neruális hálózatok világa
312 Hosszú távú algavizsgálatok a Balatonon Kiss Gábor Közép-dunántúli Környezetvédelmi Felügyelőség Székesfehérvár Kivonat: A Balatonon 1979-96 között végzett algavizsgálatok jellegzetes változásokat mutatnak, térben és időben egyaránt. A kezdeti eukarióta dominanciát (zöld-, kova-, barázdás algák) az 1970-es évek közepétől fokozatosan felváltotta a prokarióta dominancia (kékalgák vagy cianobaktériumok). Először az Aphanizomenon flosaquae, majd az Anabaena spiroides, Aphanizomenon issatschenkoi, valamint a Cylindrospermopsis raciborskii vált uralkodóvá. Ez az egymásutániság, szukcesszió egy éven belül is észlelhető. A klorofilla, az algaszám és az algabiomassza hosszú távú változásában 2 éves ciklusok tapasztalhatók (páros év - algás év, páratlan év - kevésbé algás év). A szezonális szukcesszió általában a kevésbé algás években teljes, páros években szinte mindent elnyom a C. raciborskii. A cianobaktériumok vertikálisan a vízoszlopban vagy tartósan diffiízan, vagy elsősorban a vízfelszín közelében helyezkednek el, de csak rövid ideig. A C. raciborskii szaporodását nagyban befolyásolja a hőmérséklet, a fény, a tápelemek (N, P) ill. azok aránya (N/P), valamint egyes mikroelemek (Mo). Az üledék cianobaktérium spórával való fertőzöttségét több alkalommal is megvizsgáltuk. Nagyon fontos a pikoalgák (ultrananoplankton) produkcióbiológiai szerepe. Egy 1997-es esettanulmány más megvilágításban ugyan, de ráirányította figyelmünket ezen mikrokékalgák lehetséges szerepére a bentonikus eutrofizációban illetve a megnövekedett UV-A- és UVB-sugárzás elleni védekezési stratégiában. A legutóbbi két év (1995, 1996) sok szempontból kivételesnek bizonyult. Azóta is folyamatos algastinktúra átalakulás zajlik a Balatonban. Az okok és a következmények kutatása sürgető feladat. Kulcsszavak: prokarióta dominancia, Cylindrospermopsis raciborskii, cianobaktérium spóra, pikoalga, bentonikus eutrofizáció. Bevezetés A felszíni élővizek biológiai vízminősítésénél (Felföldy 1974) elengedhetetlenül fontos - a klorofilla meghatározása mellett - a fitoplankton vizsgálata is. A Közép-dunántúli Környezetvédelmi Felügyelőség és jogelődjei: a KDT VIZIG és KDT KÖVIZIG - laboratóriumaiban az 1970-es években kezdődött a rutin jellegű algológiai munka. Jelen dolgozat csak egy-egy szeletét próbálja meg szemléltetni ennek a nagy adattömegnek, hiszen ez a Balatonon 1979 és 1996 között közel 3600 algaminta feldolgozását jelentette! Az itt közölt adatokat előadásokon még eddig nem tettük közzé! Csupán egy-két kevéssé publikus kutatási jelentés valamint két korábbi cikk tartalmazott néhány megállapítást erre vonatkozóan (Gorzó 1988, 1992, Gorzó-Kiss 1984, 1985). Eredmények, anyag és módszer Az elmúlt 17 év algológiai tevékenysége három, jól körülhatárolható, metodikailag is eltérő területen folyt. 1. Klasszikus értelemben vett populációdinamikai vizsgálatokat végeztünk kezdetben és természetesen ma is. Ezeket a kvalitatív és kvantitatív vizsgálatokat fordított mikroszkóppal végeztük (Felföldy 1974, Utermöhl 1958, Németh-Vörös 1986). Az algaszám és algabiomassza mellett a klorofilla értékeit használtuk a trofitás változásának nyomon követésére (Vörös 1984, Vörös-Padisák 1991). 1.1. Hosszú távú változások (1979-96) Az gyes medencékben a trofitás változását az eukarióta algák (kova, zöld, barázdás) visszaszorulása, illetve ezzel egyidőben a prokarióta N2-kötő heterocitás kékalgák előretörése jellemzi (Tamás 1974, 1975). A fitoplankton átrendeződése napjainkra megtörtént az egyes medencék eltérő tápanyagterhelésének (külső, belső) megfelelően. A kékalgák faji összetétele az elmúlt évtizedekben sokat változott. A Keszthelyi-medencében 1976 előtt főként az Aphanizomenon flosaquae dominált, ezt 1977-ben az Anabaena spiroides váltotta fel. 1978-ban az Aphanizomenon issatschenkoi, 1979-től pedig szinte minden évben az Anabaenopsis ill. új genus nevén Cylindrospermopsis raciborskii vált uralkodóvá (Vörös 1979, 1980, Vörös-Németh 1981, Vörös et al. 1983, Vörös-Nagy 1994, Padisák 1997, Padisák-Kovács 1997). A N2-kötő kékalgák vázolt struktúra változása K-i irányban haladva - időben késve - a többi medencében is lezajlott. Napjainkban a mért nyári, kora őszi maximumok idején a C. raciborskii a fitoplankton 90-95 %-át képviseli (fonalszám, biomassza). A N2-kötő cianobaktériumok szukcessziója, egymásutánisága (Aphanizomenon—• Anabaena—Cylindrospermopsis) más tavak esetében is megfigyelhető. Az egyes kékalgafajok éves biomassza maximumainak trendanalízise alapján a Keszthelyi-medencében csupán a C. raciborskii tendenciája emelkedett nagy mértékben (1994-ig). A többi heterocitás kékalgafaj esetében ez a jelleg kevésbé növekedő, stagnáló vagy csökkenő. A klorofilla, az algaszám és az algabiomassza hoszszú távú változásában két - esetenként három -éves ciklusok tapasztalhatók (páros év algás év, páratlan év -kevésbé algás év). Ez alól kivétel az 1989. év. Ekkor ugyanis aránylag sok kovaalga járult hozzá a jelentős biomassza képződéshez. Több más páratlan évben (1979, 1983) további egyéb algacsoportba tartozó faj is megjelent: zöld, járommoszat, barázdás. Az utóbbiba tartozó Ceratium hirundinella számos alkalommal jelentős biomasszát képezett. Általánosságban elmondható, hogy 1994-ig a Keszthelyi-medence nagy mértékű, és a Siófoki-medence mérsékeltebb eutrofizálódása során a nyári fitoplankton-együttesekben a szezonális szukcesszió végső stádiumára jellemző R-stratégista fajok (pl. Ceratium hirundinella, Melosira granulata) jelentősége számottevően csökkent. Helyüket a gyorsan szaporodó r-stratégista "gyomfajok" foglalták el (Vörös-Nagy 1994). Ez a jelenség analóg a terresztris növénytársulások degradációjával. A ciklusváltozások jól összefüggésbe hozhatók a víz nyári, kora őszi átlaghőmérsékleteivel (Kóbor 1994/a, 1994/b, 1997). A legnagyobb maximumok idején az átlaghőmérséklet (június-szeptember) is magas volt (20-21° C felett, páros évek). A kisebb éves maximumok általában alacsony nyári átlaghőmérsékletekhez kötődtek (20° C alatt, általában páratlan évek). Ha csak a három nyári hónap (június-augusztus) átlaghőmérsékletét veszszük figyelembe, akkor a páros-páratlan évek közötti különbségek még kifejezettebbek. Az oldott N és P tápanyagok arányának változása szoros korrelációban van a klorofilla illetve az algabiomassza értékeinek alakulásával. Az összefüggés már korábbról is ismert (Sakamoto 1966, Forsberg et al. 1978, OECD 1982). A víz N-limitált állapota (N/P - 10) általában a tó Ny-i medencéiben hosszú (több hónap), a K-i medencékben rövid ideig tart (néhány hét). Az N-limitált víz csak a N2-kötő kékalgáknak kedvez. Az N/P érték és a N2-kötő kékalgák biomasszája közötti korreláció Keszthelynél a legszorosabb (12. 0.9), kelet felé haladva