A balatoni busaállomány kutatásának előzményei és fontosabb eredményei a közötti időszakban

Átírás

1 A balatoni busaállomány kutatásának előzményei és fontosabb eredményei a közötti időszakban 1

2 2

3 A balatoni busaállomány kutatásának előzményei és fontosabb eredményei a közötti időszakban Szerkesztette: Boros Gergely Ph.D. MTA ÖK BLI tudományos főmunkatárs Magyar Tudományos Akadémia Ökológiai Kutatóközpont Balatoni Limnológiai Intézete Tihany,

4 A Földművelésügyi Minisztérium megbízásából készítette a Magyar Tudományos Akadémia Ökológiai Kutatóközpontjának Balatoni Limnológiai Intézete (MTA ÖK BLI) MTA ÖK BLI, Tihany, 2015 Szerkesztette: Boros Gergely PhD, tudományos főmunkatárs Szakmailag lektorálták: G.-Tóth László DSc, MTA ÖK BLI igazgató, tudományos tanácsadó Józsa Vilmos PhD, NAIK HAKI tudományos főmunkatárs Nyomtatta: Klepeisz Kft., Zánka 4

5 Tartalom 1. Általános bevezetés, előzmények A Balaton, mint mintavételi terület bemutatása Hidroakusztikus halállomány vizsgálat a Balatonon, különös tekintettel a busaállomány felmérésérének lehetőségeire Áttekintés Eszközök és módszerek Eredmények és értékelés Busarajok felderítésének lehetősége drónok segítségével Áttekintés Eszközök és módszerek Eredmények és értékelés A busák növekedése és kondíciófaktora a Balatonban Áttekintés Eszközök és módszerek Eredmények és értékelés Táplálkozási szokások vizsgálata Áttekintés Eszközök és módszerek Eredmények és értékelés Az előbélből és a szűrőszervről gyűjtött minták összetételének összehasonlítása A balatoni busák táplálékának összetétele, illetve a táplálékösszetétel és a szűrőszervek morfológiai felépítése közötti kapcsolat A balatoni busák tápcsatornájában és a tóvízben előforduló baktérium-közösségek mennyiségi viszonyainak és szerkezetének összehasonlítása A busaállomány utánpótlásának lehetőségei a Balatonban Áttekintés Eszközök és módszerek Eredmények és értékelés Köszönetnyilvánítás Idézett irodalom

6 6

7 1. Általános bevezetés, előzmények A világszerte végrehajtott busatelepítések az 1950-es években kezdődtek, de igazán az 1960-as évektől váltak általánossá (Kolar és mtsai, 2007). A telepítések célja elsősorban a tógazdasági haltermelés fokozása és a természetes vízi halászati hozamok növelése volt. A busa fajok (fehér busa Hypophthalmichthys molitrix; pettyes busa Hypophthalmichthys nobilis) eredeti élőhelye Ázsiában található az Amur-folyó vidékén, de a telepítéseknek köszönhetően mára szinte az összes kontinensen önfenntartó állományaik élnek (Jennings, 1988; Kolar és mtsai, 2007). Az általános vélekedés szerint a busák gazdasági sikere azon alapul, hogy szűrő táplálkozású, alapvetően planktonfogyasztó fajokként rövidre zárják a táplálékláncot, és kiiktatják az annak során fellépő veszteségeket (Herodek, 1979). Emellett (főként korábban) úgy vélekedtek, hogy a busák érdemben képesek lehetnek javítani a vízminőséget az által, hogy kiszűrik és elfogyasztják a lebegő algákat, melyek túlszaporodása planktonikus eutrofizációt okoz (Woynarovich, 1971; Cremer és Smitherman, 1980; Xie és Liu, 2001). Az eutrofizáció kedvezőtlen jelenség vizeinkben és számos veszélyt rejt magában, úgymint a biodiverzitás csökkenése, a vízhasznosítás költségeinek emelkedése, vagy cianobakteriális eredetű toxinok megjelenése (Scheffer, 1998; Smith és mtsai, 1999; Jeppesen és mtsai, 2000; Leveque és mtsai, 2009). A busák telepítését tehát sok helyen egyebek mellett az eutrofizáció elleni biológiai védekezés eszközének szánták. Magyarországra először 1963-ban hoztak be fehér busa példányokat, melyeket kínai természetes vizekből gyűjtöttek (Pintér, 2002; Kolar és mtsai, 2007). Ezzel egy időben kerültek hazánkba az első pettyes busa egyedek is, melyek Pintér (2002) szerint a fehér busa és amur (Ctenopharyngodon idella) ivadékai közé keveredve érkeztek. Ezt az állítást Kolar és munkatársai (2007) is megerősítik, akik a pettyes busa hazánkba telepítését részben véletlenszerűnek tartják. Mindkét busa faj a pontyfélék (Cyprinidae) családjába tartozó, szűrő táplálkozású halfaj. Egyedeik viszonylag gyorsan nőnek, sokáig élnek és nagy testméretet (akár kilogrammos testtömeget) érhetnek el. Jól alkalmazkodó fajok lévén egyaránt megélnek különböző klímájú folyókban, tavakban, holtágakban és nagyobb csatornákban is, ugyanakkor szaporodásuk a szakirodalmi adatok többsége alapján erősen áramló vizekhez kötött (lásd 7. fejezet). Mindkét busa faj fontos haszonhalnak számít, tógazdasági termelésük a világ számos országában kiemelkedő (Kolar és mtsai, 2007). Az Ázsiából származó halfajok betelepítésének ötlete a Balaton esetében először az 1960-as években merült fel (Specziár, 2010; Gönczy, 2012), majd 7

8 1972-ben elkezdték a busák telepítését, a halászati hozamok növelése és az akkoriban igen intenzíven jelentkező planktonikus eutrofizáció visszaszorítása céljából. Ez a lépés éles vitákat váltott ki szakmai körökben, melyek során egyaránt javasolták és vetették el a busatelepítés szükségességét. Woynarovich Elek gyakorlatias gondolkodású halászati szakértőként egyértelműen a busatelepítések mellett foglalt állást (Woynarovich, 1971), és úgy vélte, hogy a busák hathatósan segíthetnek ez eutrofizáció elleni védekezésben. Ezzel szemben egyes szakemberek már az 1970-es években azt hangsúlyozták, hogy olyan nagyságrendű busatelepítésre a hazai halászati szakma nem képes, amely érdemben befolyásolhatná a Balaton eutrofizációs folyamatait (Gönczy, 2012). Felföldy Lajos úgy vélekedett, hogy az eutrofizáció elleni védekezésnek az egyetlen módszere az, ha csökken a Balatont érő tápanyagterhelés. Véleménye szerint a busák az elfogyasztott algáknak mindössze hetvened részét hasznosítják, a többit anyagcseretermékek formájában kibocsátják a környezetbe, tehát alkalmatlanok arra, hogy érdemben csökkentsék az eutrofizációt (Felföldy, 1972). Herodek Sándor, az MTA ÖK Balatoni Limnológiai Intézet (korábban MTA Biológiai Kutatóintézet) tudományos tanácsadója, 1990 és 2005 között igazgatója, 1979-ben elkészített egy, a témát elemző szakmai jelentést, melyben az alábbi érveket sorakoztatta fel a fehér busa Balatonba telepítése mellett (a szempontok az 1970-es évek viszonyait tükrözik): -- A Balatonban nagy gondot okoz az eutrofizálódás, melyet a túlzott foszforterhelés idéz elő. A kihalászott busákkal foszfor távozik a rendszerből, így végső soron a busa telepítése és lehalászása mindenképpen az eutrofizáció ellenében hat; -- A víz minőségének romlását közvetlenül az algásodás okozza. A fehér busa legalább a legkárosabb, nagyobb méretű algákat kiszűri, és ezzel közvetlenül javítja a vízminőséget; -- A fitoplanktonban gazdag Balatonban a busák valószínűleg bőséges táplálékforrást találnak, tehát jelentős gazdasági hasznot hajtó hozamra lehet számítani. Ugyanakkor az algafogyasztó fehér busák nem táplálékkonkurensei a többi balatoni halfajnak. Emellett, a busák telepítése ellen az alábbi érveket sorolta: -- Előfordulhat, hogy a betelepített busák mégsem találnak elegendő táplálékot a Balatonban; -- Kiszűrhetik a zooplanktont is, tehát azokat az apró állati szervezeteket, melyek egyébként az algákat eltávolítanák a vízből, így a busák jelenléte inkább fokozhatja, mintsem csökkenti az algásodást; 8

9 - A fehér busa csak a nagyobb méretű algákat képes kiszűrni a vízből, így a versenytárs nélkül maradt, kisméretű algák csak még gyorsabban szaporodhatnak, ezáltal pedig tovább fokozódhat az elsődleges termelés intenzitása; - A busák tápcsatornájában nem minden alga emésztődik meg. Az emésztésnek ellenálló fajok a bélben tápanyagot vesznek fel, és kiürülve csak még gyorsabban szaporodnak; - A busák ürüléke a benne található nagy mennyiségű (és növények számára hozzáférhető) tápanyagokkal trágyázza a tavat, így ez a folyamat fokozza az eutrofizálódást; - Minden új faj betelepítésének vannak előre nem látható kockázatai, és ezek a Balaton esetében nem megengedhetők. Számos várakozással ellentétben, és egyben alátámasztva egyesek aggodalmait, a busák jelenléte nem okozott semmilyen érzékelhető javulást a Balaton vízminőségében, emellett a busák visszafogása nem várt nehézségekbe ütközött, így a telepítéseket 1983-ban leállították. A több mint tíz éven át tartó busatelepítések során összesen mintegy 1,5 1,8 millió darab növendék busa került kihelyezésre, tonna össztömegben (Tátrai és mtsai, 2009; Specziár, 2010; Józsa és mtsai, 2014). Specziár (2010) megjegyzi, hogy a hivatalos busatelepítések időszakával és a betelepített halak mennyiségével kapcsolatban is többféle adat jelent meg a különböző publikált művekben, tehát a pontos számok megállapítása nem könnyű feladat. A balatoni haltelepítésekkel kapcsolatosan hozzáférhető hivatalos feljegyzések és dokumentációk (összegezve például az alábbi munkákban: Virág, 1998; Specziár, 2010) arról számoltak be, hogy fehér busákat telepítettek a tóba az 1970-es és 1980-as években. Feltételezhető, hogy 1972-ben valóban fehér busákkal kezdték a telepítéseket, az azonban már kérdéses, hogy az azt követő években is ugyanígy történt-e. Gönczy (2012) szerint a hazai tógazdaságokban gondot okozott a tiszta vérvonalú fehér busa állományok fenntartása, és a balatoni telepítésekhez pettyes busát és a két faj hibridjét is használták. Márián és munkatársai (1984; 1986), illetve Pintér (2002) is megjegyzik, hogy a magyar halkeltető telepeken intenzív program zajlott a busa hibridek kitenyésztésére, melynek során gyakran keresztezték a fehér és pettyes busát, majd az így létrejött hibrideket különböző kombinációkban tovább szaporították. Mivel a balatoni busatelepítésekhez főként ezekből a hazai forrásokból érkeztek egyedek, így ez alapján is feltételezhető, hogy nagy mennyiségben került hibrid busa a tóba az 1970-es és 1980-as években, bár ennek pontos megállapítása és számszerűsítése utólag szinte lehetetlen. Az viszont 9

10 biztos, hogy 1980-ban újabb fehér busa egyedeket hoztak Magyarországra a volt Szovjetunióból, a tiszta vérvonalú fehér busa állomány fenntartása és helyreállítása érdekében (Pintér, 2002). Ez arra utal, hogy a témával akkoriban foglalkozó szakemberek is felismerték a probléma természetét. Woynárovich (2007) tényként kezelte, hogy a balatoni busaállományt fehér busa és pettyes busa hibridjei alkotják. Tátrai és munkatársai (2009) morfometriai vizsgálatok alapján szintén arra a következtetésre jutottak, hogy a Balatonban élő busáknak több mint 95%-a hibrid jellegű volt a 2000-es évek utáni időszakban is, továbbá hogy gyakoribbak a fehér busa jellegekkel rendelkező hibridek. A balatoni busaállományra napjainkban jellemző morfológiai diverzitást az 1/1. ábra is egyértelműen szemlélteti. 1/1. ábra: A Balatonban található busarajokat változatos megjelenésű egyedek alkotják, melyek között akadnak pettyes busa jellegű (a, b), kevert, azaz kifejezetten hibrid jellegű (c, d, e, f) és fehér busa jellegű (g, h) példányok is. Napjainkra bebizonyosodott, hogy nem voltak alaptalanok azok az aggályok, melyek már az 1970-es években felmerültek a busák természetes vizeinkbe való kihelyezésével kapcsolatban. Az újabb kutatási eredményeket figyelembe véve egyáltalán nem meglepő, hogy a busák jelenlététől várt 10

11 vízminőség javulás nem következett be a Balatonban. Beigazolódott, hogy a busák a kiszűrt algáknak csak egy részét képesek hasznosítani, és számos algafaj sejtjei vagy telepei sértetlen formában, sőt, tápanyagokkal feltöltődve távozhatnak a busák tápcsatornájából (pl. Vörös és mtsai, 1997; Görgényi és mtsai, 2016). Mátyás és munkatársai (2003) szerint a busák inkább a fitoplankton közösség faji összetételére, mint sem annak biomasszájára vannak hatással. Emellett születtek olyan kutatási eredmények is, melyek szerint a busák jelenléte kimondottan az alga biomassza gyarapodását idézheti elő. Ezek a tanulmányok leírják (Barthelmes és Brämick, 2003; Cooke és mtsai, 2009; Lin és mtsai, 2014), hogy a busák táplálkozásának következtében lecsökken a zooplankton biomasszája és jelentősen átalakul a zooplankton közösség faji összetétele, vagyis a kisebb méretű zooplankton fajok dominanciája alakul ki. Ennek egyenes következménye, hogy lecsökken az algákra ható top-down kontroll, amely az eutrofizációs folyamatok fokozódásának kedvez. Továbbá, egyes vizsgálatok szerint busák jelenlétében jelentősen emelkedik a vízoszlop tápanyag tartalma (Mátyás és mtsai, 2003: Lin és mtsai, 2014), amely szintén a vízminőség romlásához és az algák túlszaporodásához vezethet. Az elmúlt két évtized során jelentősen csökkent a Balatont érő külső tápanyagterhelés, amely együtt járt a teljes tápláléklánc mennyiségi viszonyainak és szerkezetének átalakulásával, és egyenes következménye volt az alga biomassza csökkenése is. Feltételezhető, hogy az eutrofizáció mérséklődésével a Balatonban élő busáknak még több vizet kell ahhoz átszűrniük, hogy megfelelő mennyiségű táplálékhoz jussanak energiaszükségleteik biztosításához, emiatt pedig zooplankton fogyasztásuk is jelentősen fokozódhat. Specziár (2010) szerint ezért a busa fajok jelenléte igen jelentős, káros hatással lehet a Balaton anyagforgalmára és veszélyeztetheti annak ökológiai egyensúlyát. Ráadásul, a busák táplálkozási szokásaival foglalkozó tanulmányok rávilágítanak (lásd 6. fejezet), hogy mindkét busa faj és a hibridek is fogyasztanak zooplanktont, melynek következtében közvetlen táplálék-konkurenseivé válhatnak az őshonos halfajok ivadékának. Utóbbiak legfontosabb táplálékát szintén a mikroszkopikus lebegő állati szervezetek (zooplankton) alkotják. Emellett számos olyan halfaj él vizeinkben (pl. a dévérkeszeg Abramis brama, a garda Pelecus cultratus vagy a küsz Alburnus alburnus), melyek táplálékbázisának kifejlett korban is fontos részét képezi a zooplankton (Specziár, 2010), így e fajok egyedei teljes életciklusuk során versenghetnek a busákkal. A táplálékforrásokért és az élőhelyek felosztásáért folytatott versengés pedig csökkent méretet és romló egészségi állapotot okozhat az őshonos halak állományaiban (Spataru és Gophen, 1985; Chick és Pegg, 2001; Williamson és Garvey, 2005; Sampson és mtsai, 2009; Freedman 11

12 és mtsai, 2012). Megállapítható, hogy a busák jelenlétével, mint ökológiai kockázati tényezővel lehet számolni eredeti elterjedési területükön kívül eső természetes vizekben. Napjainkban törvény rendelkezik arról, hogy a busa fajok jelenlétét ökológiai kockázati tényezőként kell kezelni hazai természetes vizeinkben. A évi, Halgazdálkodásról és a Hal Védelméről szóló CII. törvény végrehajtási rendelete [133/2013. (XII.29) VM rendelet] alapján a hazai vizekben előforduló halfajok közül 24 faj minősül idegenhonosnak, melyek közül 7 halfaj kapott invazív besorolást, köztük a fehér és a pettyes busa is. Továbbá, a Halgazdálkodási Törvény 7. (2.) pontja meghatározza, hogy a 200 hektárnál nagyobb felületű állóvízi, vagy a 20 kilométernél hosszabb folyóvízi halgazdálkodási területen jelentős ökológiai hatásnak kell tekinteni az inváziós fajok, köztük a busa fajok tömeges előfordulását. Mai szemmel nézve érdekesség, hogy Antalfi és Tölg (1972) Növényevő halak című könyvükben még csak a naphal (Lepomis gibbosus), a törpeharcsa (Ameiurus nebulosus) és az ezüstkárász (Carassius gibelio) magyarországi meghonosítását vagy meghonosodását tartották problémának. Ezzel szemben az amurt és a két busa fajt úgy említik, mint az idegenhonos fajok betelepítésének sikerét, fogalmazásuk szerint ezeknek a fajoknak a meghonosítása hazánkban telitalálat volt. Tölg István egy később született cikkében ( Vállaljuk a kínai növényevő halakat, hibáikkal együtt 1992) beismeri ugyan, hogy a busák természetes vizekből való visszafogása és értékesítése számos, korábban nem várt nehézségbe ütközött, ugyanakkor kitartott azon álláspontja mellett, mely szerint alapvetően jó döntés volt a busa fajok magyarországi meghonosítása és elterjesztése. Az újabb tudományos szemlélet szerint azonban bármely idegenhonos faj megtelepedése természetes vizeinkben káros és veszélyes hatásnak minősül, melyet lehetőség szerint megelőzni szükséges. Ha pedig olyan fajról van szó, amely már megtelepedett, akkor a cél az állomány gyérítése és végső soron teljes felszámolása. 2. A Balaton, mint mintavételi terület bemutatása A Balaton Magyarország Dunántúli-régiójában helyezkedik el, Közép- Európa legnagyobb kiterjedésű sekély tava. Átlagos vízmélysége 3,3 méter, vízfelülete 596 m 2, vízgyűjtő területe pedig 5775 km 2 (2/1. és 2/2. ábra). A tóban komoly problémákat okozott az 1960-as és 1990-es évek között 12

13 jelentkező planktonikus eutrofizáció, melynek során dúsultak a tóvízben a növényi tápanyagok és ezzel együtt jelentősen megemelkedett a fitoplankton biomasszája. Az eutrofizáció fokozódásának kedvezőtlen következménye volt a kékalga (cianobaktérium) tömegprodukciók gyakori megjelenése, valamint a rendszeres és tömeges halpusztulások. A Balaton tápanyagterhelése jelentősen csökkenni kezdett az 1990-es évek közepétől kezdve, köszönhetően a szennyvíztisztítási technológiák modernizációjának és a mezőgazdaságban használt műtrágyák visszafogottabb használatának a vízgyűjtő területen. A külső tápanyagterhelés csökkenésével együtt jelentősen mérséklődött az eutrofizáció is, amely együtt járt a teljes tápláléklánc szerkezetének és mennyiségi viszonyainak átalakulásával. Ez természetesen a halak szintjén is éreztette hatását, amelyet jól jelez, hogy balatoni hal biomassza 2008-ban mindössze harmada/fele volt az 1980-as években becsült értékeknek (Tátrai és mtsai, 2009). Napjainkban a Balaton vízminősége kiváló, és az év nagy részében az oligotróf és mezotróf kategóriákra jellemző algamennyiség található meg a vízoszlopban, bár ebben a tekintetben az egyes medencék között időnként jelentősebb eltéréseket lehet tapasztalni (Istvánovics és mtsai, 2007; 2/1. ábra). 2/1. ábra: A Balaton egyes medencéi között jellemző trofitási különbség 2013 tavaszán (Forrás: 13

14 A Balaton 51, különböző méretű befolyóval rendelkezik (2/2. ábra), melyek közül a legnagyobb vízhozamú a Kis-Balaton Vízvédelmi Rendszeren át beérkező Zala folyó. Emellett a Balaton mindössze egy kifolyó vízzel rendelkezik, amely a Siófoknál kilépő, zsilippel szabályozott Sió-csatorna. Számos halastó (pl. a Marcali-tározó) található a Balaton déli oldalán, melyek csatornákon keresztül összeköttetésben állnak a Balatonnal. Ezekben a halastavakban az elmúlt évtizedek során rendszeresen tenyésztettek busákat (Hancz és Varga, 2014). A területen végzett halfaunisztikai felmérések során a kutatók több alkalommal igazolták, hogy a halastavakból rendszerint érkeznek a Balatonba nem őshonos, invazív halfajok, köztük busák is (Specziár és mtsai, 2009; Sály és mtsai, 2011; Erős és mtsai, 2012). 2/2. ábra: A Balaton és a Kis-Balaton (sötétszürke), illetve ezek vízgyűjtő területe (Forrás: Weiperth és mtsai, 2014) 14

15 3. Hidroakusztikus halállomány vizsgálat a Balatonon, különös tekintettel a busaállomány felmérésérének lehetőségeire Michal Tušer, Milan Muška (Cseh Tudományos Akadémia), Vitál Zoltán, György Ágnes Irma, Boros Gergely (MTA ÖK) vizsgálatai alapján 3.1. Áttekintés Ahogyan az korábban említésre került, a Balatonba 1972 és 1983 között összesen mintegy 1,5 1,8 millió darab növendék busa került kihelyezésre, tonna össztömegben (Tátrai és mtsai, 2009; Specziár, 2010; Józsa és mtsai, 2014). A busa halászata számos nehézségbe ütközött és hatékonysága nem volt megfelelő (Tölg, 1992), emiatt pedig állománya hatalmasra nőtt a Balatonban. Ugyanakkor a tó jelenlegi busaállományát bizonyosan nem a hivatalos telepítésekből származó egyedek alkotják (Boros és mtsai, 2014). A busák produkciójából a biomasszához viszonyítva arra lehetett következtetni, hogy a 2010 előtti években minimálisan 1150 tonna busa élt a Balatonban (Specziár, 2010). Ugyanakkor, Tátrai és munkatársai (2009) becslése szerint 2008-ban mintegy tonna, halászattal hasznosítható méretű busa élt a tóban, amely a teljes hal biomassza harmadának felel meg. Jól látható tehát, hogy igen tág határok között mozgó becslések állnak rendelkezésre a tó busaállományának mennyiségi viszonyaival kapcsolatban. A halállomány összetételének és mennyiségi viszonyainak felmérése különösen jelentős kihívást jelent olyan nagy felületű és sekély tavak esetében, mint amilyen a Balaton. Erre a célra a kutatók rendszerint hidroakusztikus módszerrel végrehajtott felmérést alkalmaznak, mivel így viszonylag nagy víztérfogat vizsgálható át anélkül, hogy bármilyen kár keletkezne a halállományban. A hidroakusztikus halállomány felmérés eszköze a szonár, amely különböző frekvenciájú hanghullámok kibocsátása és visszaverődése alapján határozza meg a hatósugarában található objektumok (ez esetben halak) méretét és darabszámát. Ugyanakkor a módszernek vannak korlátai is, hiszen sekély tavakban csak horizontális irányban beállított műszerrel lehetséges felmérést végezni, amely csökkenti a hatékonyságot. A hidroakusztikus felmérés szempontjából a sekély víz további kedvezőtlen következménye, hogy a felszínről és az aljzatról visszaverődő hanghullámok megnehezítik a rögzített adatok értékelését. Jelen vizsgálat célja volt, hogy a rendelkezésre álló legkorszerűbb technikai 15

16 megoldással, azaz a hidroakusztikus berendezések sekélyebb tavakra kifejlesztett változatával halállomány felmérést készítsünk a Balaton nyíltvízi régiójában, és meghatározzuk, hogy a műszer által a felmérés ideje alatt érzékelt haltömegen belül mekkora a halászattal hasznosítható méretű busa egyedek részaránya Eszközök és módszerek A felmérést szeptember között az MTA ÖK kutatói és a Cseh Tudományos Akadémia (Biology Centre, Institute of Hydrobiology, Ceske Budejovice, Csehország) munkatársai közösen hajtották végre. A felméréshez használt műszereket a cseh kutatók biztosították, illetve a terepi munkát követő adatelemzést is főként a nagy tapasztalattal rendelkező cseh szakemberek végezték. A vizsgálatot a naplemente és napkelte közötti időszakokban folytatták a kutatók, amely azért volt célszerű, mert ilyenkor a halállomány eloszlása egyenletesebb. A felmérés ideje alatt igyekeztek elkerülni az erősen szeles időjárást, mivel komolyabb hullámzás esetén a hidroakusztikus módszer nem szolgáltat megfelelő eredményeket. A felmérés előtt a Balaton három medencéjében (nyugati, középső, keleti), a hossztengely mentén mintavételi útvonalakat (ún. transzekteket) jelöltek ki (3/1. ábra). A hatékonyság és megbízhatóság szempontjából fontos a mintavételek intenzitása, tehát az átvizsgált terület nagyságának aránya a teljes területhez viszonyítva. Aglen (1983, 1989) vizsgálatai alapján, a hidroakusztikus mérések esetén szükséges mintavételi intenzitás (vizsgált terület lefedettsége) Ʌ= D/ a, ahol D a mintavétel teljes hossza (km) és a a vizsgált terület nagysága (km 2 ). A precizitást a variációs együtthatóval (CV) fejezte ki, ami a becsült abundancia standard hibája és az átlag hányadosaként került kiszámításra. Ez alapján a kutatók kiszámolták a reprezentatív mérésekhez szükséges mintavételi erőfeszítést (útvonalak hosszát) a Balatonra. A mintavételi útvonalak elsősorban a tó nyíltvízi régióját fedték le, mivel a korábbi tapasztalatok alapján főként itt számíthatunk busa rajok jelenlétére. Tátrai és munkatársainak (2009) tanulmánya arra világított rá, hogy a busák jellemzően rajokba szerveződve élnek a Balatonban, és előnyben részesítik a mélyebb, azaz nyíltvízi területeket. Az egyes medencékben három transzektet jelöltek ki és mértek fel (északi oldal, középső, déli oldal), kivéve a keleti medencét, ahol egy további transzekt került kijelölésre a tó középvonala mentén (3/1. ábra). Összesen tehát 10 transzekt mentén végezték a felmérést, melyek hossza összeadva meghaladta a 200 kilométert. 16

17 3/1. ábra: A kijelölt medencék és a felmérés során végigjárt mintavételi útvonalak/transzektek (világoskék vonalakkal jelölve) A felméréshez SIMRAD EK-60 típusú szonárt használtak, melyet egy motoros hajótestre erősítettek. Az adatrögzítés közben a hajó 5 6 km/h sebességgel haladt. A SIMRAD EK-60 szonár 120 khz frekvenciájú hanghullámot generál, melyet a műszer részét képező jelátalakító ( szonár fej ) sugároz szét a vízben. A szonár hatókörében található objektumokról visszaverődő hanghullámok hullámhossza alapján megbecsülhető azok mérete. A felmérés során a kutatók két különböző típusú szonár fejet használtak egyidejűleg (elliptikus, kör alakú), amely a hasonló típusú felmérések során jellemző mintavételi intentizás kétszeresét eredményezi. A két fejet úgy állították be, hogy egymással ellentétes oldalra sugározzanak, azaz az egyik a hajó jobb oldala, a másik pedig a hajó bal oldala felé volt fordítva. A különbséget az jelenti a két eltérő típusú jelátalakító között, hogy az elliptikus típus 4,3 és 9,1 -os szögben bocsátja ki a hanghullámokat, míg a kör alakúból egységesen 6,8 -os szögben lépnek ki a hanghullámok. A vizsgálathoz a készüléket úgy állították be, hogy a szonár fejek másodpercenként ötször bocsássanak ki jelet a vízbe. A felmérés megkezdése előtt a teljes hidroakusztikus berendezést kalibrálták a gyártó által előírt, megfelelő protokoll szerint. A felmérés során rögzített adatokat Sonar5 program (Lindem Data Acquisition, Oslo, Norvégia) segítségével ún. echogrammokká konvertálták. A szonár által érzékelt és az elemzés során figyelembe vett egyedi jelek alsó értékét -70 db-ben határozták meg. A szonárfejek hatótávolsága a felmérés ideje alatt 4 és 20 méter között változott, az aktuális körülmények 17

18 (pl. hullámzás, vízmélység) függvényében. A hidroakusztikus halállománysűrűség becslések precizitása több tényezőtől is függ. Ezek közül az egyik legmeghatározóbb, hogy az egyes halakat egyedi célokként lehet-e észlelni, amely a rajokban lévő halak egymás közötti távolságának függvénye. Ezért meghatározták a halak aggregációs szintjét, amely a program által számított, egyes visszhangokból származó SvSED és az összes visszhangból származó SvTot hányadosa a mintázott térfogatban. Az adatelemző szoftver zajszűrő funkciójának hogy az egyes halakat használata egyedi célokként mellett lehet-e a felmérést észlelni, amely végző a rajokban szakemberek lévő halak külön egymás is ellenőrizték közötti távolságának az érzékelt függvénye. egyedi Ezért jelek meghatározták valódiságát, a halak azaz aggregációs hogy valóban szintjét, egy amely vagy a esetleg több halról van-e szó. program által számított, egyes visszhangokból származó SvSED és az összes visszhangból származó SvTot hányadosa a mintázott térfogatban. Az adatelemző szoftver zajszűrő funkciójának használata mellett a felmérést végző szakemberek külön is ellenőrizték az érzékelt egyedi jelek valódiságát, azaz hogy valóban egy vagy esetleg több halról van-e szó Eredmények és értékelés A felmérés során bejárt transzektek hossza összesen meghaladta a 200 km-t, emellett 3.3. Eredmények közel 32 és millió értékelés m 3 víztérfogatban vizsgálták a halak egyedeinek vagy rajainak A felmérés felbukkanását során bejárt transzektek (3/1. táblázat). hossza összesen Az egyes meghaladta medencékre, a 200 km-t, illetve emellett azokon közel belül 32 millió a transzektekre m 3 víztérfogatban jellemző vizsgálták becsült a halak egyedeinek biomassza vagy értékeket rajainak felbukkanását a 3/2. táblázat, (3/1. míg táblázat). az egyedszámokat Az egyes medencékre, az 3/3. illetve táblázat azokon mutatja belül a be. transzektekre A táblázatokban jellemző becsült külön szerepelnek biomassza értékeket az elliptikus a 3/2. és táblázat, a kör míg alakú az egyedszámokat szonár fejek eredményei az 3/3. táblázat alapján mutatja becsült be. A táblázatokban külön szerepelnek az elliptikus és a kör alakú szonár fejek eredményei alapján értékek. Emellett, az egyes transzektek felmérése során azonosított hal egyedek méretcsoportok szerint is el lettek különítve, melynek eredményei a 3/4. becsült értékek. Emellett, az egyes transzektek felmérése során azonosított hal egyedek méretcsoportok szerint is el lettek különítve, melynek eredményei a 3/4. táblázatban táblázatban (elliptikus fej (elliptikus méréseinek fej eredményei) méréseinek és a eredményei) 3/5. táblázatban és (kör a 3/5. alakú táblázatban fej mérésének (kör alakú eredményei) fej mérésének szerepelnek. eredményei) Az egyes transzekteken szerepelnek. belüli Az hal egyes biomassza,- transzekteken és egyedszámeloszlásokat biomassza,- a 3/2. és 3/13. egyedszám-eloszlásokat ábrák mutatják be. a 3/2. 3/13. ábrák mutatják belüli hal be. 3/1. 3/1. táblázat: Az Az elliptikus és a a kör kör alakú alakú szonár szonár fejek által fejek átvizsgált által átvizsgált vízterület és vízterület víztérfogat, és víztérfogat, mintavételi útvonalak mintavételi (transzektek) útvonalak szerinti (transzektek) bontásban szerinti bontásban Térfogat [m 3 ] Terület [m 2 ] Medence Transzekt Elliptikus Kör alakú Elliptikus Kör alakú Északi oldal Nyugati Középső Déli oldal Északi oldal Középső Középső Déli oldal Északi oldal Keleti Középső Középső Déli oldal Összesen /2. táblázat: Az egyes transzektekre becsült hal biomassza értékek, az elliptikus és a kör 18 alakú jelátalítók eredményei alapján, illetve a két fej által közvetített értékek átlagai Biomassza [kg/ha]

19 3/2. táblázat: Az egyes transzektekre becsült hal biomassza értékek, az elliptikus és a kör alakú jelátalítók eredményei alapján, illetve a két fej által közvetített értékek átlagai Biomassza [kg/ha] Medence Transzekt Elliptikus Kör alakú Átlag Medence átlag Nyugati Északi oldal 48,1 41,3 44,7 Középső 27,3 33,1 30,2 31,7 Déli oldal 23,2 17,2 20,2 Középső Északi oldal 40,7 17,7 29,2 Középső 28,6 31,7 30,1 29,7 Déli oldal 27,7 31,9 29,8 Keleti Északi oldal 14,1 34,3 24,2 Középső 1 12,1 12,5 12,3 Középső 2 19,3 21,8 20,5 18,2 Déli oldal 15,7 15,6 15,6 Balaton nyíltvízi régiójára becsült átlag 25,7 3/3. táblázat: Az egyes transzektekre becsült átlagos abundancia (adott területen jelen levő egyedek száma) értékek és a hozzájuk tartozó szórás (SD), az elliptikus és a kör alakú jelátalítók eredményei alapján, illetve a két fej által közvetített értékek átlagai Abundancia [egyed/ha] Medence Transzekt Elliptikus Kör alakú Átlag Medence átlag Nyugati Északi oldal 2617 ± ± Középső 1084 ± ± Déli oldal 822 ± ± Középső Északi oldal 945 ± ± Középső 1106 ± ± Déli oldal 1736 ± ± Keleti Északi oldal 370 ± ± Középső ± ± Középső ± ± Déli oldal 936 ± ± Balaton nyíltvízi régiójára becsült átlag

20 3/4. táblázat: Az egyes transzektekre jellemző biomassza értékek az elliptikus jelátalakító által közvetített eredmények alapján, méretcsoportok szerinti bontásban Biomassza [kg/ha] Medence Transzekt Teljes 2-40 cm cm cm cm Nyugati Északi oldal 48,1 ± 40,7 44,0 4,1 0,0 0,0 Középső 27,3 ± 12,6 24,4 2,1 0,8 0,0 Déli oldal 23,2 ± 16,2 14,6 5,9 2,6 0,0 Középső Északi oldal 40,7 ± 58,1 25,6 6,7 3,5 4,9 Középső 28,6 ± 13,8 24,2 4,4 0,0 0,0 Déli oldal 27,7 ± 16,4 22,9 2,5 2,4 0,0 Keleti Északi oldal 14,1 ± 8,8 10,4 3,7 0,0 0,0 Középső 1 12,1 ± 8,3 10,0 1,2 0,8 0,0 Középső 2 19,3 ± 10,5 16,1 1,7 1,5 0,0 Déli oldal 15,7 ± 9,2 13,9 1,8 0,0 0,0 3/5. táblázat: Az egyes transzektekre jellemző biomassza értékek a kör alakú jelátalakító által közvetített eredmények alapján, méretcsoportok szerinti bontásban Biomassza [kg/ha] Medence Transzekt Teljes 2-40 cm cm cm cm Nyugati Északi oldal 41,3 ± 36,2 23,7 14,7 3,0 0,0 Középső 33,1 ± 22,8 9,1 6,9 7,5 9,7 Déli oldal 17,2 ± 23,2 6,0 5,4 4,3 1,5 Középső Északi oldal 17,7 ± 16,4 6,1 6,5 3,2 1,9 Középső 31,7 ± 27,8 10,1 9,3 6,0 6,2 Déli oldal 31,9 ± 26,1 9,5 8,9 8,8 4,7 Keleti Északi oldal 34,3 ± 22,2 7,7 8,4 9,5 8,7 Középső 1 12,5 ± 9,4 5,2 5,7 1,5 0,0 Középső 2 21,8 ± 15,7 4,8 4,4 7,3 5,2 Déli oldal 15,6 ± 14,5 6,0 4,6 2,6 2,4 20

21 3/2. ábra: A nyugati medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal biomassza értékek az elliptikus jelátalakító eredményei alapján 21

22 3/3. ábra: A nyugati medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal biomassza értékek a kör alakú jelátalakító eredményei alapján 22

23 3/4. ábra: A nyugati medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal-egyedszám értékek az elliptikus jelátalakító eredményei alapján 23

24 3/5. ábra: A nyugati medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal-egyedszám értékek a kör alakú jelátalakító eredményei alapján 24

25 3/6. ábra: A középső medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal biomassza értékek az elliptikus jelátalakító eredményei alapján 25

26 3/7. ábra: A középső medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal biomassza értékek a kör alakú jelátalakító eredményei alapján 26

27 3/8. ábra: A középső medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal-egyedszám értékek az elliptikus jelátalakító eredményei alapján 27

28 3/9. ábra: A középső medence három területének (északi, középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal-egyedszám értékek a kör alakú alakú jelátalakító eredményei alapján 28

29 3/10. ábra: A keleti medence négy területének (északi, két középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal biomassza értékek az elliptikus jelátalakító eredményei alapján 29

30 3/11. ábra: A keleti medence négy területének (északi, két középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal biomassza értékek a kör alakú jelátalakító eredményei alapján 30

31 3/12. ábra: A keleti medence négy területének (északi, két középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal-egyedszám értékek az elliptikus jelátalakító eredményei alapján 31

32 3/13. ábra: A keleti medence négy területének (északi, két középső, déli) szelvényein belül tapasztalt hal-egyedszám értékek a kör alakú jelátalakító eredményei alapján 32

33 A nyugati medence vizsgált területén átlagosan 31,7 kg/ha halbiomasszát, és hektáronként átlagosan 999 egyedet azonosítottak. A teljes felmérés során a legmagasabb halbiomasszát (44,7 kg/ha) és egyedszámot (1760 egyed/ha) a nyugati medence északi-oldali transzektje mentén tapasztalták. Szükséges megjegyezni, hogy az adatelemzés során az egyes transzekteket további szakaszokra/szelvényekre tagolták. Egy-egy ilyen szakaszon a nagyméretű halak (> 80cm) biomasszája a kör alakú szonárfej eredményei alapján meghaladta a 250 kg/ha értéket, míg az elliptikus fej eredményei alapján a 400 kg/ha értéket (3/2. és 3/3. ábra). Ugyanakkor a teljes transzekthez tartozó biomassza érték az összes szelvény átlagát tükrözi, így ezek a kiugró értékek közvetlenül nem mutatkoznak meg, bár az átlagot jelentősen emelik. A nagyméretű halak vagy azok rajainak alkalomszerű felbukkanása mellett azonban a kisebb (<20 cm) halak előfordulása volt igazán jellemző, és a magas biomassza jelentős részét is ez a méretcsoport alkotta. A nyugati medence középső részén kijelölt transzekt mentén az északi oldalhoz képest alacsonyabb, átlagosan 30,2 kg/ ha halbiomasszát és hektáronként 736 egyedet azonosított a műszer, bár a két szonárfej meglehetősen különböző egyedszámokat rögzített ugyanazon a vízterületen. A transzekt közepén pontszerűen tapasztalható volt 110 kg/ha hal biomassza is. A nyugati medence déli-oldali transzektjének felmérése során a két különböző típusú szonár fej szintén jelentősen eltérő adatokat rögzített. Bár előfordultak olyan szakaszok a transzekten belül, ahol a legnagyobb méretű halak biomasszája meghaladta a 200 kilogrammot hektáronként, mégis a nyugati medencén belül az átlagos hal biomassza és egyedszám a déli oldalon bizonyult a legalacsonyabbnak. A Balaton középső medencéjének vizsgált területén az átlagos becsült hal biomassza 29,7 kg/ha, míg a halak átlagos egyedszáma 853 volt hektáronként. A medence északi oldalán az átlagos hal biomassza 29,2 kg/ha, míg ugyanitt az egyedszám 570 volt hektáronként. A becsült biomassza jelentősen eltért az kör alakú és az elliptikus szonárfej által mért értékek alapján: előbbi szerint 17,7, míg utóbbi alapján 40,7 kg/ha biomassza értékre következtethetünk. A legmagasabb halbiomasszát a transzekt közepén rögzítették, ahol az érték elérte az 500 kilogrammot hektáronként (3/6. ábra). A két különböző jelátalakító által rögzített egyedszám értékek szintén jelentősen eltértek egymástól: míg az elliptikus fej 945 egyedet azonosított hektáronként, addig a kör alakú fej ugyanazon a vízterületen mindössze átlagosan 194 egyedet. A középső medence középső transzektje mentén az átlagos hal biomassza 30,1 kg volt hektáronként. A kör alakú szonárfej számos ponton azonosított nagyobb halakból álló csoportokat; ezeken a szakaszokon a biomassza elérte a 200 kg/ha értéket (3/7. ábra). A középső medencének ezen a területén a 20 centiméternél 33

34 kisebb halak alkották a teljes rögzített egyedszám %-át. A középső medence déli oldalán a becsült átlagos biomassza (29,8 kg/ha) nagyon hasonló volt az északi oldalon és a medence közepén mért értékhez, ugyanakkor azt itt mért egyedszám (1151 egyed/ha) lényegesen meghaladta a medence másik két transzektjei mentén mért értékeket. A Balaton keleti medencéjében az átlagos hal biomassza értéke átlagosan 18,2 kg, míg az átlagos egyedszám 466 volt hektáronként. Az északi-oldali transzekt mentén észlelték a legmagasabb halbiomasszát (24,2 kg/ha), a medencében kijelölt további három transzekttel összehasonlítva. Tapasztalataik szerint északról délre haladva a hal biomassza csökkenő, míg a halak egyedszáma emelkedő tendenciát mutatott. A transzekteken belül nem volt tapasztalható sem biomassza, sem pedig egyedszám változás nyugatról kelet felé haladva. A hidroakusztikus halállomány felmérés összegzett eredményei alapján a Balaton nyíltvízi területén az átlagos hal biomassza 25,7 kg, míg az átlagos egyedszám 742 hektáronként. A teljes adatsor figyelembe vételével az állapítható meg, hogy a tó hossztengelye mentén, nyugatról kelet felé haladva, csökkenő értékek tapasztalhatók mind a halak biomasszája, mind pedig azok egyedszáma esetében. Hasonló gradiens jellemző a Balatonra trofitás tekintetében is (lásd 2/1. ábra, illetve Istvánovics és mtsai, 2007), így feltételezhető, hogy a két jelenség között szoros összefüggés van. A magasabb hal biomassza értékeket jellemzően a Balaton északi oldalán tapasztalták. Északról dél felé haladva a hal biomassza értékek általában csökkentek, ugyanakkor a halak egyedszámának térbeli változásával kapcsolatban nem jellemző határozottan kirajzolódó általános észak-déli tendencia. A busa egyedek, illetve rajok teljes halállományon belüli elkülönítésének kézenfekvő módszere volt, hogy feltételezték, hogy minden 60 cm-nél nagyobb testű, a nyíltvízi régió vízoszlopában jelen levő hal busa. Előfordulnak ugyan a Balatonban más halfajok is, melyeknek testmérete elérheti, sőt meg is haladhatja a 60 cm-t, de ezek a fajok jellemzően a vízoszlopnak nem azon a területén tartózkodnak, melyet a szonár vizsgált. Példaként említhetjük, hogy a harcsa (Silurus glanis) vagy a ponty (Cyprinus carpio) egyedei szintén elérhetik a 60 cm-es testhosszt, de ezek a fajok főként az aljzathoz közeli vízrétegekben tartózkodnak. Ezt a területet a horizontálisan beállított szonárfej korlátozottan képes érzékelni, így feltételezhető, hogy az itt található, nagyobb testű egyedek nem jelentek meg nagy súllyal az eredményekben. Ugyanakkor élnek a Balatonban olyan halfajok is (pl. fogassüllő Sander lucioperca), melyeknek egyedei szintén elérhetik a 60 cm-es testhosszt és jellemzően a vízoszlop felsőbb régióiban fordulnak elő. Ezt a körülményt természetesen nem szabad figyelmen kívül hagyni, és az eredményeket is ennek figyelembe vételével kell 34

35 kezelni. Mindazonáltal, a 60 cm-nél nagyobb testű, rajokba tömörülő süllők jelenléte a Balaton nyíltvízi régiójának vízoszlopában véleményünk szerint nem annyira jellemző, hogy az érdemben befolyásolná a busa biomasszával kapcsolatos becsléseket. Ezeknek a szempontoknak a figyelembe vételével, és mindkét szonár fej eredményeit átlagolva arra a következtetésre juthatunk, hogy a 60 cmnél nagyobb testű (feltételezhetően busa) egyedek részaránya a szonár által érzékelt teljes halbiomasszán belül 21,5%, míg ha csak az elliptikus fej által közvetített adatokat vesszük figyelembe, akkor ez az arány 36,6%-nak adódik. Tátrai és munkatársai (2009) hidroakusztikus halállomány felmérésük során a Balatonnak hasonló (bár kisebb kiterjedésű) területét mérték fel, mint 2014-ben a cseh és a magyar kutatók. Tátrai és munkatársai (2009) arra a következtetésre jutottak, hogy a balatoni halbiomasszának hozzávetőlegesen harmadát halászattal hasznosítható méterű busa alkotja. Jelen felmérés eredményei tehát összhangban vannak a korábbi becslésekkel, amely a busa részarányára vonatkozik. Ugyanakkor hozzá kell tennünk, hogy a tényleges (azaz teljes tóra vonatkoztatott) arány ettől némileg eltérhet, hiszen a teljes hal biomassza becsült értékét feltételezhetően növelné az aljzathoz közeli és a part menti sekély területeken tartózkodó halak nagyobb súllyal való figyelembe vétele, azaz ennek alapján valamivel csökkenne a busa becsült részaránya. Ezzel szemben, a busák méret alapján történő elkülönítése magában hordozza az elemzésnek azt a fajta elfogultságát, hogy csak a 60 cm-nél nagyobb testű halakat számítja busának, holott feltételezhető a kisebb testű busa példányok jelenléte is a tóban. Ez a körülmény pedig azt vonzza magával, hogy az elemzés alulértékelheti a busák tényleges biomasszáját, hiszen csak a halászattal hasznosítható méretű példányok jelenlétét képes megbecsülni ezzel a módszerrel. A biomassza meghatározásával kapcsolatban elmondható, hogy a szonár mindkét feje által azonosított egyedi jelek átlaga alapján a busa teljes Balatonra vonatkoztatott biomasszája 332 tonnára becsülhető, amely véleményünk szerint a valóságos értéknél lényegesen alacsonyabb. Kizárólag a kör alakú fej által rögzített adatok alapján a teljes Balatonra vonatkoztatott busa-biomasszát 564 tonnára becsülhetjük, amely véleményünk szerint továbbra is a valóságosnál alacsonyabb érték. Ugyanakkor tény, hogy a műszer azonosította a nagyobb halakból álló tömörüléseket egyes transzektek különböző pontjain, amely nagy valószínűséggel a busa rajok jelentétének bizonyítéka az adott területeken. Bár a két különböző típusú szonár fej (elliptikus és kör alakú) eltérő irányban volt beállítva a felmérés ideje alatt, mégis arra számítottunk, hogy az általuk mért eredmények nagyon hasonlóak lesznek, mivel ugyanannak a 35

36 transzektnek két különböző, de egymáshoz közel található részét vizsgálták. A várakozásainkkal ellentétben azonban azt tapasztaltuk, hogy a két eltérő típusú szonár fej által közvetített eredmények jelentősen különböztek egymástól. Az elliptikus fej által rögzített adatok alapján magasabb egyedszámokat állapíthatunk meg minden transzekt esetében, ugyanakkor a becsült biomassza értékek tekintetében nem mindig az elliptikus fej szolgáltatta a legmagasabb értékeket. A jelenség feltehetően a változó mértékű, de a felmérés alatt szinte folyamatosan jelentkező hullámzással magyarázható. A Fertő-tavon korábban végrehajtott, hasonló jellegű felmérés során azt állapították meg, hogy hullámzás esetén a halak jelentős része a nyugodtabb, alsóbb vízrétegekbe húzódik, ahol a szonár korlátozott mértékben képes azonosítani őket. Ilyen esetben a szonárfejek által kibocsátott hangnyaláb kilépési szögének komoly szerepe lehet a felmérés eredményére: míg a kör alakú szonár fej 6,8 -os szögben bocsátja ki a hangnyalábot, addig az elliptikus fejből 4,3 -os és 9,1 -os szögben lépnek ki a sugárzott hanghullámok. A víz hullámzása esetén a hangnyaláb eltérő kilépési szöge okozhat eltérő eredményeket a két különböző típusú szonárfej által közvetített adatok között, amelyet az adatelemzést végző kutatók is tapasztaltak az eredmények értékelése során. Megállapítható, hogy a Balaton és a hozzá hasonló sekély tavak esetében a hidroakusztikus módszer további finomításra és fejlesztésre szorul annak érdekében, hogy megbízhatóbban legyen alkalmazható a halállomány mennyiségi viszonyainak felmérésére. A 2014 őszén végrehajtott balatoni hidroakusztikus halállomány felmérés során használt eszközök, illetve a felmérés módszerei és alapossága minden tekintetben megfeleltek a nemzetközileg elfogadott követelményeknek, sőt, sok tekintetben túl is haladták azokat. A felmérésben résztvevő és az adatelemzést végző cseh kutatók a téma nemzetközileg elismert szakértői, akik a hidroakusztikus halállomány felmérés területén több tíz éves tapasztalattal rendelkeznek. Az eredmények egy része ugyanakkor a legnagyobb igyekezet ellenére sem bizonyul megfelelőnek, amely jelzi, hogy a módszernek bizonyos korlátai vannak a Balatonhoz hasonló sekély állóvizek esetében. Szükséges megjegyezni, hogy a vizsgálat lényegében a Balaton nyíltvízi területére korlátozódott, hiszen 3 méternél sekélyebb vízben a hidroakusztikus felmérés már kisebb hullámzás esetén sem lehetséges. Az eredményekben ismertetett, hozzávetőlegesen 26 kg/ha átlagos hal biomassza tehát a nyíltvízi területre jellemző, és a halállománynak csak egy részét foglalja magában. A jövőben tervezzük, hogy a nyíltvízi területeken végrehajtott hidroakusztikus felmérést szélcsendes időszakban kiterjesztjük a sekélyebb, part menti zónára is, illetve lehetőség szerint kiegészítjük aktív fogóeszközökkel (pl. kerítőhálós vagy húzóhálós) történő mintavételezéssel. 36

37 4. Busarajok felderítésének lehetősége drónok segítségével Tóth Viktor (MTA ÖK BLI) kutatási eredményei alapján 4.1. Áttekintés Drónoknak nevezzük azokat a légi járműveket, melyekben méretükből és távirányíthatóságukból adódóan nem tartózkodik pilóta. Az elsősorban civil célkora használt drónokat gyakran nevezik UAV-nak, amely az angol Unmanned Aerial Vehicle (pilóta nélküli repülőgép) kifejezés rövidítése. A drónok gyakran szállítanak normál videók vagy képek rögzítésére alkalmas kamerákon kívül infravörös, multispektrális kamerákat, illetve spektroradiométereket vagy lézeres távolságmérő eszközöket (LIDAR-ok). Az ilyen eszközökkel felszerelt tudományos drónokat gyakran alkalmazzák a természetvédelemben, mezőgazdaságban, erdészetben, vegetációtérképezésben, és számos egyéb területen is. Tudományos területen elsősorban (habár nem kizárólag) távérzékeléses vizsgálatokhoz használnak drónokat. A távérzékelés a modern szupraindividuális (élőlényközösségeket tanulmányozó) tudományok egyik nélkülözhetetlen eszköze. A távérzékelés számos előnnyel jár, hiszen ezzel a módszerrel nagy mennyiségű, homogén (időben állandó technikával készített) adatsorokhoz juthatunk. A műszer érzékelői a magasságtól függően akár cm-es felbontásban rögzíthetik az adatokat, ami terepi felbontásban egy igen sűrű, rácshálózatos mintavételnek fele meg. Ebből kifolyólag a drónos távérzékelés nem globális szinten, hanem elsősorban kisléptékű (tájjellegű) vizsgálatokra használható. A drónos távérzékelésnek talán legnagyobb előnye, hogy a mérések az időjárási viszonyok függvényében akár naponta többször is megismételhetők, amely nagyon fontos lehet a gyors lefutású folyamatok (pl. halak ívása vagy vándorlása) vizsgálatának esetében. Jelen vizsgálat célja az volt, hogy megismerjük a drónok alkalmazhatóságát a balatoni busarajok felderítésében Eszközök és módszerek A vizsgálathoz használt drón kiválasztásánál a következő szempontok voltak mérvadóak: - a drón élő adást közvetítsen az irányítónak - a drón optikai rendszere stabilizátorral rendelkezzen - a drón optikai rendszer beállításait módosítani lehessen közvetlenül repülés közben 37

38 - a drón automatizmusa lehetővé tegye az lebegő funkciót, ami a vizsgálatokhoz szükséges az optikai rendszer átállításához - változatos optikai felbontással rendelkezzen Ezeknek a követelményeknek teljes mértékben a DJI cég (Kína) Phantom 3 Pro (P3P) drónja felelt meg. A vizsgálatokhoz használt P3P-t a natív DJI GO szoftverrel használtuk. Az irányító szoftvert Android alapú mobiltelefonon (Alcatel Idol X, 5, full HD kijelző, 1,3 GHz quad-processor Android ) és tableten (Lenovo A7, 7, 1028x800 felbontású, 1,1 GHz quad-processor, Android ) egyaránt futtattuk. A drón integrált kamerával rendelkezik, amelyet egy 3 tengely mentén állítható stabilizátor (gimbal) segítségével rögzítettek a drón aljára, kompenzálva a drón mikro- és makro-mozgásait. A kamerában egy Sony EXMOR 1/2.3 érzékelő található. A lencse látószöge 35 mm formátumra átszámolva 94, a rekesz pedig f/2.8. Az ISO érték között állítható, míg a záridő 8 és 1/8000 mp között (4/1. táblázat). A kamera a legnagyobb felbontásában 4K (4096x2160p) videót, illetve, 12 megapixeles (4000x3000p) állóképeket rögzít. A DJI LightBridge technológiának köszönhetően 220 ms késleltetéssel a drón élő kameraképnek a HD (1280x720p) változatát, nem csak a távirányítónkhoz kapcsolt eszközökön követhetjük, de megfelelő internetkapcsolat esetén élő közvetítést is sugározhatunk. 4/1. táblázat: DJI Phantom 3 drón műszaki specifikációi Súly (akkumulátorral együtt) 1280g Max. sebesség 16m/s (57 km/óra) Max. emelkedési sebessége 5m/s (18 km/óra) Max. süllyedési sebessége 3m/s (11 km/óra) Üzemmódok videó, fotó, time lapse, sorozatfotó (3/5/7) Repülési idő max. 23 perc Stabilizátor (gimbal) 3 tengelyes Zenmuse GPS GPS/GLONASS Hatótávolság max 2 km Optika Sony EXMOR 1/2,3 (94 fokos látószög, F 2,8, torzításmentes, 9 rétegű lencsével) Max. video 4K (4096x2160p) 30 fps Max. állókép 4000x3000p 38

39 A drón alkalmazhatóságát halállományok felderítésére bóják segítségével teszteltük. Az ovális, 50, 75 és 100 cm hosszúságú bójákat aluminimumból készítettük (4/1. ábra). A lebegés fenntartásához az aljukhoz polisztirol habot illesztettünk. A bójákat különböző környezeti feltételek (víz zavarossága, víz mélysége, bóják mérete), illetve repülési (magasság, napálláshoz való viszony) és optikai paraméterek (optika iránya, szöge, felbontása) mellett teszteltük. A vizsgálathoz használt, busákat modellező bójákat 0, 20, 40, 60, 80 és 100 cm vízmélységbe helyeztük ki az MTA ÖK Balatoni Limnológiai Intézete előtti partszakaszon. A drónnal különböző magasságból és kameraállásból eltérő felbontású felvételeket készítettünk. A vizsgálatok során fennálló főbb változó paramétereket a kép exif információjából szereztük meg. A vizsgálatot több alkalommal (augusztus 17., 19., 25., 26., 27., szeptember 8.,15.) megismételtük, hogy a víz zavarosságának esetleges hatását is figyelembe vehessük. 4/1. ábra. A vizsgálatoknál használt bóják 50 cm-es változata. Felső részük alumíniumból, alsó részük polisztirolból készült. A felső, alumíniumból készült részen három lyuk lett kiképezve, a horgony rögzítéséhez A víz látható zavarossága a jelenlévő szervetlen és szerves lebegő részecskék fényelnyeléséből és fényszórásából adódik. A zavarosság meghatározására rendszerint a tóvíz lebegőanyag tartalmának mérését alkalmazzák. Munkánk során a víz lebegőanyag tartalmát gravimetriás módszerrel határoztuk meg. A begyűjtött vízminták szűrésére 0,45 μm pórusméretű membrán-filtert és vákuum berendezést használtunk. A szűrőkorong száraz tömegének ismeretében a szűrés után a membránszűrőn maradt lebegőanyag tömegét 2 órás 105 C-os szárítást követően gravimetriásan (analitikai mérlegen) határoztuk meg. Az így 39