A BALATON ÉSZAKI ÉS DÉLI PART NÁDASAINAK MORFOMETRIAI ÖSSZEHASONLÍTÁSA

Átírás

1 A BALATON ÉSZAKI ÉS DÉLI PART NÁDASAINAK MORFOMETRIAI ÖSSZEHASONLÍTÁSA Tóth Viktor MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany Összefoglalás. Jelenleg a Balaton egyik legsúlyosabb környezetvédelmi kérdése a nádasok helyzete és állapotuk megőrzése. A nádpusztulás nem a Balaton sajátossága, hiszen ez a jelenség az utóbbi évtizedekben Európa-szerte jelentkezett, mindazonáltal egzakt módon még hosszas kutatásokkal sem sikerült meghatározni a pusztulás pontos okát. A nádasok morfológiai megjelenésében megfigyelhető rendezettség teszi nyilvánvalóvá, hogy a nádasok többek nádak egyszerű halmazánál. A vizsgálataink kimutatták, hogy a nádasok a tó mindkét partján eltérő markáns biometriai mintákat követnek. Ez a minta függ a környezeti feltételektől, a nádas földrajzi elhelyezkedésétől, és a nádak genetikai állományától. Ez okozhatja a nádasokban a mélyvízi és szárazföldi nádak egymást átfedő zonációját. Bevezetés A közönséges nád (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. Syn) az édesvizű tavak élővilágának fontos alkotója a Föld mérsékelt öveiben, ahol a legszaporább növények egyike. Élőhelyein nagy, többnyire monospecifikus, vagy más fajokkal vegyes állományokat képez. Az első tudományosan dokumentált nádpusztulást Európában, az 50- es években írták le (Ostendorp, 1989), de a 70-es évektől kezdődően Nyugat- és Kelet-Európa több mint 35 tavában észlelték a nádasok pusztulását (Den Hartog és mts., 1988, Ostendorp, 1989, Van Der Putten és mts., 1996). A pusztulás során az összefüggő állományok fellazultak, tarfoltok alakultak ki bennük. Ezt követően a nád csomókban, úgy nevezett babákban csoportosult, amit végül a hullámzás kifordított, és partra vetett (Dinka és mts., 1979, Virág 1998). A Balaton északi partján 1975 után figyelhetünk meg csökkenést a nádas területekben. Míg 1975-ben 13 km 2 volt a nádassal borított rész nagysága, addig 1984-ben 10 km 2, 1993-ban, pedig csak 9 km 2 -en találunk nádast (Virág, 1998). A nádpusztulás kapcsán a mennyiségi mellett minőségi romlást is megfigyeltek: a nádszálak minden esetben a helyre jellemző sokéves átlagnál rövidebbek és vékonyabbak voltak (Kovács és mts., 1994). Legnagyobb mértékben az I. osztályú (jó minőségű, zárt) nádasok területe lett kisebb (45%-kal) (Kovács és mts., 1994).

2 A nádpusztulás okát a kutatások nem tudták egyértelműen tisztázni. Külföldi kutatások (Vretare és mts., 2001) és saját vizsgálataink (Herodek és Tóth, 2004) arra utalnak, hogy a degradáció összefügghet az üledékben lévő szerves anyagok bomlásával, illetve közvetve a vízállás mesterséges szabályozásával. A es aszályos években a Balaton vízszintje jelentősen csökkent, és már az első évben megfigyelhető volt a nádassal borított területek növekedése (Herodek és Tóth, 2004). A nád generatív szaporodásához nélkülözhetetlen a vízzel nem borított talaj. A magból kikelő csíranövény fejlődése során többnyire vegetatívan szaporodik, aminek következtében a magból genetikailag azonos több egyedből álló, és közös gyökértörzzsel összekötött modulok jönnek létre. Ezeket a modulokat nevezik rametnek, míg az azonos genetikai információn osztozó egységeket hívják geneteknek vagy klónoknak. A kialakult klón mérete elérheti a több száz négyzetmétert is, életkora pedig a több évtizedet. A geneteket érő környezeti hatások (üledékkémiai, klimatikus, biológiai) klónok közötti kompetícióhoz vezetnek, ami strukturálja a nádast. Ez teszi szükségessé a nádasok szupraindividuális rendezettségének tanulmányozását. Jelen munkám célja a balatoni nádasok előre meghatározott állapotú helyeiről vett minták biometriai elemzése, ennek alapján a nádas, mint egység, környezeti tényezőktől függő, fajon belüli morfológiai változatosságának tanulmányozása. Ennek alapján tisztább képet kapunk a nádasokra ható környezeti tényezők mechanizmusáról. Vizsgálataimban Szabó Kálmán és Zlinszky András segítettek. Az eredmények értékelésében jelentős szerepet dr. Herodek Sándor vállalt. Anyag és módszer A vizsgálathoz olyan területeket kerestünk, amelyek a partra jellemző tipikus tulajdonságokkal rendelkeznek, egészségesnek mondhatók, és antropogén hatásnak ne legyenek kitéve. Az északi parton a Balatonfüred és Csopak között elhelyezkedő Kerekedi-öböl északkeleti részén találunk az Északi partra jellemző ép nádast. A déli parton Szántód és Balatonföldvár között találtunk a vizsgálathoz alkalmas területet. A mintákat augusztusban, vagyis a nád közel maximális fejlettségű állapotából vettük. A kiválasztott területeken egy-egy transzektet

3 jelöltünk ki, amely átfogta a teljes nádast a szárazföldi szélétől a nyílt víz határáig. A transzekt mentén a déli parton 11, míg az északi parton 20 pontot jelöltünk ki. Az 1 m 2 -es mintavételi kvadráton belül összeszámoltuk a zöld és avas nádszálak számát, és a kvadrát belsejéből metszőollóval a vertikális rizómák magasságában learattunk legalább 20 zöld nádszálat. A szálakat összekötöztük, megjelöltük pontonként, majd további vizsgálatok céljából elszállítottuk. 1. ábra. Mintavételi helyek (térkép alapján) 1. pont Kerekedi-öböl (Sz.: 46,967481, H.: 17,920268) 2. pont Szántód ( Sz.: 46,861652, H.: 17,892711) A biometriai méréseket a Balatoni Limnológiai Kutatóintézet területén folytattuk le. A mérés során lemértük a szár hosszát, a szár átmérőjét, a zöld és száraz levelek, továbbá az internódiumok számát. Az adatok rögzítése és rendszerezése Microsoft Excel-táblázatokban történt, melyeket később az SPSS SigmaPlot 8.0 szoftver segítségével feldolgoztunk és grafikusan ábrázoltunk. Eredmények A Kerekedi-öbölben a vizsgált keresztszelvény 20 pontján összesen 574 db növény vizsgáltunk meg. A déli part szántódi partszakaszán 11 pontból álló keresztszelvényben összesen 232 db nádszálat mértünk le. A szántódi keresztszelvény átlagos nádszála 295±9 cm-es magas volt. A Kerekedi-öböl nádszálai átlagosan 20 cm-el voltak alacsonyabbak (274±3 cm) (P<0,05). (1. táblázat)

4 1. táblázat. Az északi és déli nádasokban mért biometriai paraméterek átlagértékei és a megfigyelt eltérések szignifikanciája északi part nádasa déli part nádasa P nád magassága (cm) 273.7± ±8.6 <0,05 internódium átmérője (mm) 7.2± ±0.2 nsz száraz levelek száma (db) 4.8± ±0.2 <0,001 zöld levelek száma (db) 13.3± ±0.3 nsz nóduszok száma (db) 18± ±0.4 <0,001 zöld-száraz levelek aránya 3.3± ±0.1 <0,001 átlagos internódium hossza (cm) 15.9± ±0.3 <0,001 zöld nádszálak denzitása (db m -2 ) 15.9± ±0.3 <0,01 avas nádszálak denzitása (db m -2 ) 15.9± ±0.3 <0,001 A déli parton levő szántódi nádast tipikus nádasnak lehet nevezni. A vízfelőli szegélyben a nádszálak magassága eredendően alacsonyabb nádjának és az újulatnak köszönhetően 200 cm alatt volt. A vízfronttól távolodva a nádszálak hossza 110%-kal nőtt, és a nádas vízfelőli szegélyétől 20 méterre elérte a déli parton megfigyelhető esetenkénti 450 cm-es méreteket. Az ezt követő 60 méter során a nád átlagmagassága csekély mértékben (<5%) változott. A nádas szárazföld felőli szegélyéhez közeledve a nádszálak magassága lecsökkent a vízfelőli szegélyen mért értékekre. Az északi parti Kerekedi-öbölben a legmagasabb nádszálakat a nyíltvíz felőli szegély 10 méteres területén mértük. A legmagasabb értékek 353±7 cm volt, ami csak 25%-kal haladta meg a vízfronti nád átlagos magasságát (270±5 cm). A nádszálak magassága a vízfronttól számított 10. méter után csökkent és a keresztszelvény közepén elérte a legalacsonyabb, átlagosan 209±10 cm-s magasságot. A szárazföld felé haladva a nádszálak magassága 20%-kal ismét nőtt és a szárazföld felőli szegélytől 30 méterre elérte a 299±4 cm magasságot. Az ezt követő 30 méteres területen a nádszálak hossza ismét csökkent. A nádszálak vastagságának alakulása a keresztszelvény mentén a déli és az északi parton hasonló lefutást mutatott, mint a magasság eloszlása a keresztszelvény mentén. A szántódi keresztszelvény vízfelőli oldalán a nádszálak átmérője 6,5±0,4 mm volt, de 10 méteren belül jelentős, 60%-os növekedést tapasztalhattunk, és a nádas vízszegélyétől számított méterre a nád elérte a maximális 10,5±0,3 mm-es átmérőt. Az ezt követő 90 méteres szakaszon a nádszálak magassága nem

5 változott szignifikánsan, és csak a keresztszelvény szárazföld felé eső méterében csökkent a nádszálak vastagsága. A Kerekedi-öböl nádasának vízfrontján a kezdő 8,1±0,1 mm-es érték után a második mérési pontnál mértük a transzszekt maximális (9,9±0,2 mm) átmérőjét. A keresztszelvény vízfelőli harmadában a nádszálak átmérője a maximumhoz képest 50%-os csökkent, ami után a nád egészen a szárazföldig 5 és 6 mm közötti átmérővel rendelkezett. A nádszálak növekedése egyértelműen nádszál vastagodásával jár. Szántódnál mértük a legnagyobb összefüggést a nádszálak magassága és vastagsága között (Pearson korrelációs koefficiens k=0,91), míg a Kerekedi-öbölben kisebb értékeket kaptunk (k=0,86). A nyílt víz felőli szegélyben található nádszálak mind az északi, mind a déli parton szignifikánsan vastagabbak a hasonló méretű nádszálaknál. A nádszálak növekedése nem mindenhol jár a nóduszok számának növekedésével. Jellemző volt a déli part nádasára, hogy a nádszálak növekedését (+117%) nem követte a nóduszok számának gyarapodása (+49%), míg az északi part nádasánál a méretnövekedés (+68%) és a nóduszszám növekedés (+65%) hasonló mértékű volt. Ezzel a két nádas nyilvánvalóan eltérő növekedési stratégiát követ. A szántódi nádas vízfront felőli oldalán a zöld levelek száma 12,1±0,5 db volt. A keresztszelvény vízfrontjától távolodva a zöld levelek száma jelentősen nőtt, míg a transzekt negyedik pontjánál 42%- os emelkedés után elérte a déli keresztszelvényben megfigyelhető maximális 17,4±0,9 db-os értékét. A következő 100 méteren a zöld levelek száma folyamatosan csökkent 11,2±0,7 db-ig, hogy a keresztszelvény szárazföldi végén enyhe növekedést mutasson (14,5±0,9 db-ig). A Kerekedi-öböl nádasának vízfelőli szegélyében a zöld levelek száma elérte a 14,5±0,8 db-t, ami több volt déli part vízfrontjában mért értékeknél. Azonban a keresztszelvény nagyobb részében kevesebb volt a zöld levelek száma (10 és 14 db között mozgott) az északi part nádasában. A zöld levelek számának tekintetében a nádas egészét véve a déli és az északi part között nem volt megfigyelhető számottevő különbség. A száraz levelek száma a szántódi nádas keresztszelvényében nem mutatott jellegzetes lefutást, és a keresztszelvény mentén 4,5±0,4 és 10,1±0,2 db között változott. A Kerekedi-öbölben a vízfronton volt a legmagasabb a száraz levelek száma (7,1±0,2 db), és a keresztszelvény

6 vízfelőli harmadának végére ez az érték lecsökkent a minimumra, 1,4±0,3 db-ra. A szántódi nádasban magas zöld levélszám mellett magasabb száraz levélszámmal találkoztunk. A zöld levelek aránya a száraz levekhez képest a keresztszelvény mentén közel állandó volt (2,3±0,3). A Kerekedi-öbölben a zöld-száraz levelek aránya teljesen más képet mutatott: a nádas vizsgált szakaszának két szélén viszonylag alacsony értékeket kaptunk (2,9±0,1, illetve 3,1±0,3), míg a középső szakaszon viszont jelentősen nőtt az arány (8,4±1,4). Ezeknél a pontoknál magas zöld levélszám mellett nagyon alacsony számú száraz levelet találtunk. A szántódi nádasban a vízfrontnál a nóduszok száma 10 méteren belül már 50%-kal emelkedett, 16,6±0,6 db-ról 24,8±0,3 db-ra. Az elkövetkező 100 méteren át a nóduszok száma közel változatlan maradt (21,9±0,9) és csak a nádas szárazföldi szegélyéhez közeledve csökkent le ismét 20 db-os átlag alá. A Kerekedi-öböl nádasában a vízfrontnál mért, magasabb (19-21 db-os) adatok után a nádszálak nódusz száma csökkent (13-18 db). A keresztszelvény szárazföldi vége előtt a nódusz szám enyhén emelkedett. Az internódiumok átlagos hosszának alakulása a déli part nádasának keresztszelvényében egy haranggörbe formáját írta le (alacsony értékek a nádas széleinél, minimum 9,9±0,4, maximum a keresztszelvény közepén 19,1±0,9). Ezzel szemben a Kerekedi-öbölben az internódiumok átlagos hossza viszonylag stabil maradt a keresztszelvény mentén (minimum, 13,0±0,4, maximum 18,7+1,4). A keresztszelvények pontjain meghatároztuk a zöld és avas (száraz) nádszálak sűrűségét. Az északi part nádasaiban négyzetméterenként több zöld nádszálat számláltunk, mint a déli parton (30,5±5,9, illetve 12,7±1,9, P<0,01). Ez a különbség legszembetűnőbb a nádasok vízszegélyében, ahol az északi parton db m -2 a zöld nádszálak denzitása szemben a déli part nádszálával. Az avas nád esetében a különbségek még nagyobbak: az északi part nádasában 57,7±5,9, míg a szántódi nádasban átlagosan 21,4±1,6 db m -2 volt az avas nádszálak denzitása. Következtetések, javaslatok Fenotipikusan a nádak két csoportra bonthatók: egyrészt a mélyvízi, 1-2 m-es vízállást is elviselő, másrészt a szárazföldi, vagyis az elárasztást kevésbé toleráló típusú nádra. Ennek megfelelően a nádast durván három

7 nagyobb részre oszthatjuk: a mélyvízi zónára, a szárazföldi zónára, és egy átmeneti zónára, ahol a vízmélységtől függően az előző két típusból találhatunk egyszerre. E pólusosság a lényege a nádasok pusztulásának, hiszen a hanyatlás a mélyvízi, és az átmeneti zónában jelen lévő nádaknál figyelhető meg. Jelenleg a Balaton vízszintje mesterségesen állandó értékre van beállítva, aminek következtében csak csekély (10-15 cm-es) vízszintingadozással számolhatunk. Ez egyrészt, az üledékben a folyamatokat az anaerob anyagcsere felé tereli, ami előidézi a nádasok degradációját a mélyvízi és/vagy átmeneti zónában. Másrészt, a csekély vízingadozás következtében a vízzel borított területeken a nádak szaporodása magról nem mehet végbe, így a nádas degradációja vagy a nádklón kiöregedése következtében felszabadult üres hely pótlása nehézkes. A front visszahúzódása csak akkor pótlódhat az átmeneti zónából, ha az átmeneti zónában jelen vannak a mély vizet tolerálni képes nádklónok. Az átmeneti zóna degradációja is a magas vízállás következtében mehet végbe. Az átmeneti zóna nádállománya nem képes elviselni a megváltozott körülményeket, a zóna állapota romlik, aminek végeredményeként kipusztulhat az átmeneti zóna. Így nyílt területek alakulnak ki az addig zárt nádasban a mélyvízi zóna mögött. Mind a mélyvízi, mind az átmeneti zóna pusztulását felgyorsítják a felerősödött mechanikai hatások. A nádasok pusztulásában a mechanikai (hullámzás) terheléssel szembeni ellenállásnak fontos szerepe van (Fischl, 1999). A déli parti nádasnál a vízfelőli szegélyben a 189 cm magasság átlagosan 6,5 mm-es átmérővel párosult, szemben a hasonló méretű ( 191 cm átlag) nádszálak alacsonyabb (4,7 mm-es) vastagságával. Az északi part nádasánál ezek az értékek is hasonló képpen alakultak (270 cm és 8 mm a vízfrontban, illetve 271 cm és 6 mm a nádas belsejében. A nádas vízfelőli oldalán található alacsony, vastagabb, zárt nádas ellen tud állni a hullámzásnak. Az egységes állomány megbontása főleg a stégek, horgászbejárók építése, de a szabálytalan aratás is a nádason belül elhelyezkedő nádszálakat teszi ki közvetlenül a hullámzás erejének. A hullámzás hatására a nád eltörhet és elpusztulhat, ami akár egy egész nádas pusztulásához is vezethet. Egyedülálló alkalmazkodóképessége következtében a nád (Phragmites australis) képes változatos körülmények között létezni (Haslam, 1968), így a víztoleranciája is eléggé széles. Erőteljes vegetatív

8 szaporodásával a kedvezőtlen környezeti feltételeket a nád képes áthidalni, vagy magról szaporodva új genetikai variánssal alkalmazkodni az adott előnytelen körülményekhez. Az évszázadok során a nád jól alkalmazkodott a Balaton környezeti feltételeihez, azonban a tó körülményei között a preferenciálisan vegetatív szaporodású növény még a környezeti feltételek lassú degradációját sem képes kellő ütemben követni. Ezért szükségesnek tartjuk megemlíteni, hogy a nád generatív terjedésének elősegítése, illetve a már meglévő nádállomány állapotának megóvása céljából érdemes megfontolni az esetenkénti alacsonyabb vízállás engedélyezését. Értelemszerűen az alacsony vízállások időpontjának, illetve gyakoriságának megállapítására szükségesnek tartjuk a további vizsgálatok ütemezését. A fenotípikus vizsgálatok alapján igazolhatónak látszik a feltételezés, hogy a balatoni nád két ökotípusra osztható. A Balatonon tehát megkülönböztethetünk két különböző adottságokkal rendelkező nádat, amelyek a nevükből adódó körülményeket kedvelik. A két homogén populáció találkozásánál ezek elkerülhetetlenül keverednek egymással. Az így létrejött nád azonban a körülmények változására nem tud megfelelően válaszolni. Ennek bizonyítására további részletes vizsgálatokra van szükség. A legfontosabb, gyakorlatban is hasznosítható eredmények: 1. Szükséges egy hivatalos Balatoni nádasokat összegző térinformatikai adatbázis létrehozása, amely rögzítené az aktuális nádasok kiterjedését és állapotát. Az adatbázis a következőkben segíthet a nem hivatalos nádaratások, csónakbejárók, víziállások létesítésének, stb. szankcionálásában. 2. Nádrehabilitációs szempontból célszerű az alacsony vízszint a Balatonban. Meg kell fontolni megteremtésének a lehetőségét, az időközöket és a mértékét. 3. A horgászok, üdülők és lakosok körében el kell magyarázni a nádasok háborítatlanságának szükségességét. 4. Biztosítani kell a nádasok fenntartásához szükséges téli kaszálások szakszerű végrehajtását. Irodalom Den Hartog, C., Kvét, J., Sukopp, H. (1988) Reed. A common species in decline. Aquatic Botany, 35: 1-4.

9 Dinka, M., Kovács, M., Podani, J. (1979) A balatoni nád elemtartalmának vizsgálata II. A nád elem-akkumulációja a különböző terhelésű partszakaszokon. In: Bot. Közl. 66: Fischl, G. (1999) Nád Internódiumok morfometriai elemzése és mechanikai szilárdsága. In: Hidrológiai közlöny. 79. évf. 6. sz. (1999), Haslam, S., M. (1971) Shoot height and density in Phragmites stands. In: Hidrobiologia. Bucuresti (1971), Herodek, S. Tóth, V. (2004) Ép és pusztuló balatoni nádasok összehasonlító kutatása. In Mahunka, S., Banczerowski, J.-né (eds.): A Balaton kutatásának évi eredményei Kovács, M., Szabó, Sz., Busics, I., Kaszab, L., (1994) A balatoni nádas területének változása, degradációjuk. In: XII. Országos vándorgyűlés Ostendorp, W. (1988) 'Die-back' of reeds in Europe - a critical review of literature. In: Aquatic Botany, 35 (1989) Van Der Putten, W. H., Peters, B. A. M., Van Der Berg, M. S. (1996) Effects of litter on substrate conditions and growth of emergent macrophytes. In: New Phytol, 135 (1997), Virág, Á. (1998) A Balaton múltja és jelene. Egri Nyomda Kft., Vretare, V., Weisner, S. E. B., Strand, J., Granéli, W. (2001) Phenotypic plasticity in Phragmites australis as a functional response to water depth. In: Aquatic Botany, 69 (2001)