Szigetközi környezeti kutatások eredményei

Átírás

1 MTA Szigetközi Munkacsoport Szigetközi környezeti kutatások eredményei március 23. MTA Jogtudományi Intézet, Tanácsterem Az előadások összefoglalói Tartalom Az erdészeti monitoring 25 évnyi tapasztalata Illés Gábor, Szabados Ildikó (Erdészeti Tudományos Intézet) A botanikai monitoring 2010-es eredményei és a növényzet változásai a Duna elterelése óta Hahn István, Gergely Attila, Barabás Sándor (ELTE TTK BI Növényrendszertani és Ökológiai Tanszék) A hidrobiológiai monitorozás kiemelendő hosszúidejű tapasztalatai és fejlesztésének perspektívái Berczik Árpád akadémikus, Guti Gábor (MTA Duna-kutató Intézet) A talajnedvesség mérése és a gyomvegetáció vizsgálata Koltai Gábor, Mikéné Hegedűs Friderika, Pinke Gyula (Nyugat-magyarországi Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar) Talajvízszint változások az közötti időszakban Szalai József (VITUKI Nonprofit Közhasznú Kft.) A talajvíz utánpótlódásának változása a Rajka-Szap Duna szakaszon a MÁFI hidrogeológiai vizsgálatai alapján Scharek Péter (Magyar Állami Földtani Intézet) A szigetközi felszínborítás térképezések légifelvételek készítésével és feldolgozásával 1984 és 2008 között Licskó Béla (VITUKI Nonprofit Közhasznú Kft.) A szigetközi környezeti monitoring a számok tükrében Hajósy Adrienne (MTA Szigetközi Munkacsoport)

2 AZ ERDÉSZETI MONITORING 25 ÉVNYI TAPASZTALATA ÖSSZEFOGLALÁS A Szigetköz hullámtéri erdei a Duna elterelése előtt megfelelő mennyiségű víz jelenlétében a helyi tapasztalatok és a vonatkozó időszakban gyűjtött adataink alapján az országos átlagnál erőteljesebb növekedésre voltak képesek. Ezt a víz mellett az is lehetővé tette, hogy a talajok a Duna vizéből árvizek alkalmával kiülepedett hordalék miatt tápanyagban folyamatosan gazdagok voltak. Ez a kedvező adottság a Duna elterelése óta megváltozott. A környezeti feltételek kedvezőtlen irányú változását a fanövekedésre és a fák egészségi állapotára gyakorolt hatásait, az esetlegesen jelentkező növekedéscsökkenés, illetve állapotromlás mértékét igyekszünk kimutatni és dokumentálni. Az elmúlt 25 évben a füzesek egészségi állapota erősen romlott és a térség fatermési potenciálja a harmadával esett vissza. Ezekre a jelenségekre a vízpótló rendszerek nem adtak hatékony megoldást. KULCSSZAVAK: vízlépcső, hidrológiai változások, környezeti monitoring, erdészeti megfigyelések SUMMARY 25-YEAR EXPERIENCE DELIVERED BY THE MONITORING OF FORESTS IN THE SZIGETKÖZ Before the diversion of the Danube River, riparian forests in the floodplain of Szigetköz had been able to produce an outstanding growth rate far beyond the Country s average due to the advantageous water regime. This was proven by collected data from that time and supported also by local experience. Besides the permanent water supply floods had other notable proceed: to ensure the presence of available nutrients in soils. These suitable conditions from forest management point of view were changed dramatically. Our challenge is to identify and document any kinds of impacts of environmental changes on the health condition and growing rate of trees and forest stands. In the past 25 years the health condition of willow stands suffered severe decline whilst the overall yield potential of the stands decreased with one third of previous values. The water supplying system was unable to solve the changes in the water regime and recover the loss of yield potential. KEYWORDS: hydro-power station, changes in water regimes, environmental monitoring, observations in forests BEVEZETÉS A Szigetköz a Csallóközzel együtt a Felső-Duna egyetlen nagy kiterjedésű folyó menti ártéri területe, kiemelkedő jelentőségű nedves élőhelye volt. A természeti adottságok, az élőhelyek sokfélesége gazdag növény- és állatvilágnak adott otthont. Ez a nagymértékű diverzitás egyaránt vonatkozott a térség növényés állattársulásainak változatosságára, a fajgazdagságra és az egyedszámra egyaránt. A bősi vízerőmű üzembe helyezésének hatására feltételezett és bekövetkezett változások vizsgálatára 1986-ban több intézmény közreműködésével hozták létre azt a biomonitoringot, amely vizsgálja a Szigetköz természetes és kultúr-növényzetét, a különböző típusú növénytársulásokat és számos indikátor szerepet betöltő populáció és egyed fejlődését. Az Erdészeti Tudományos Intézet megalakulása óta tagja az MTA Szigetközi Munkacsoportjának (MTA Szigetközi Munkacsoport, ), melynek keretein belül a méréseket és megfigyeléseket először a KvVM és jogelődjei, ma pedig a VM megrendelésére végzi. A SZIGETKÖZ ERDEINEK ÁLTALÁNOS TERMŐHELY JELLEMZÉSE A szigetközi erdők talajának a termőrétege újholocén öntésből alakult ki, a karbonátos nyers öntéstalajok (kb. 25%) mozaikszerűen váltakoznak a humuszos öntéstalajokkal és ezek nyers hordalékkal borított kombinációival. Az öntéstalajok termőértékét döntő mértékben az elöntési időtartam, ill. magassági fekvés és a fizikai talajféleség határozza meg. A humuszos öntéstalajok jellemzője, hogy a megtelepedett növényzet hatására kialakult egy humuszos szint, amely cm vastagságú és 1 2% humusztartalmú. A szigetközi talajok uralkodó fizikai talajfélesége a homok és az iszapos homok. Ezek a talajrétegek nagyon jó vízvezetők és a kapilláris vízemelésük is gyors. Mivel a pórusterük nagy, a víztelítés után gyorsan helyreáll a levegőzésük. Ezzel a tulajdonsággal függ össze a gyors szervesanyag-lebomlás, ill. tápanyagforgalom, de természetesen csak akkor, ha a vízellátás megfelelő. Az elöntések hordaléka (átlagosan 2 cm-es a lerakódás) és a növénytársulások nagy szervesanyag-képzése természetes körülmények között biztosítja az állandó tápanyag-utánpótlást. A fedőréteg vízháztartásában az elöntésből és a csapadékból történő utánpótlás mellett a talajvíz is részt vesz, ha szintje eléri a fedő alsó síkját. Ilyenkor a fedőréteg a talajvízből kapilláris úton vesz fel vizet. Ahol erre nincs mód, ott a talajok nyáron gyorsan kiszáradnak.

3 A Szigetközben a termőréteg alatt különböző mélységben m vastagságú kavics, vagy durva homokos kavicsréteg található. Legnagyobb területen a kavicsréteg a talajfelszínhez közel, cm-en belül van, de a felszínhez egészen közel 50 cm-en belül is előfordul. Ez a réteg a Duna eredeti vízjárásánál fontos szerepet játszott az árhullámok vízének levezetésében. A későbbiekben azonban jelentős talajhibává vált. A FŐ FAFAJOK NÖVEKEDÉSÉNEK SAJÁTSÁGAI AZ ELMÚLT 25 ÉVBEN Az erdőállományok folyónövedékének értéke egy, a növekedés ütemét jellemző érték, és azt mutatja meg, hogy az erdőterület faállománya az éves méretváltozás révén (átmérő- és magassági növekedés) mekkora fatérfogat többletet ér el az egyes vegetációs időszakok alatt. Mivel a fák növekedésmenete fafajonként eltérő és a korral is változik, ezért az ennek mindenkori meredekségét jellemező folyónövedék érték vizsgálatát korosztályonként és fafajonként, a tömegesen jelen lévő, meghatározó fafajok esetében célszerű elvégezni. Esetünkben ilyen meghatározó fafajok a nyarak, melyek több klónnal képviseltetik magukat; meghatározó fafaj még a fehérfűz; illetve a kocsányos tölgy, mely utóbbi a keményfás ligeterdők fontos fafaja. A továbbiakban ezekre a fafajokra rövidítések formájában is hivatkozunk, ezért e rövidítéseket tömören összefoglaljuk. A nyárak közül itt vizsgált fajták a következők: az óriás nyár (ONY), az olasznyár ( I-214 ), a Pannonia nyár (PANY), illetve az Agathe-F (OP-229) fajta. A fehérfűz ( Bédai egyenes ) rövidítése - FFU, míg a kocsányos tölggyé - KST. Ezeknek a fafajoknak a folyónövedék alakulását fafajonként és korosztályonként, az elterelés előtti és utáni időszakokra szétbontva vizsgáltuk, az eredményeket az 1. ábra foglalja össze. 1. ábra. Az elterelés előtti (kék) és utáni (piros), időszakok folyónövedék értékei fafajonként. Fig. 1. Annual increment of species before (blue) and after (red) the diversion Elemeztük a fafajok állományainak folyónövedék értékeit korcsoportonként, 1993 előtt és 1993 után. Az ábrán az egyes fafajok függőlegesében lévő kisebb négyzetek a fafaj átlagos folyónövedék értékét mutatják a vizsgált fafajaink összes mért, és egyező korcsoportba tartozó faállománya tekintetében az elterelés előtti és utáni mintákból. A nagyobb téglalapok ezen négyzetek körül az átlag hibatartományát jelenítik meg, a hozzájuk kapcsolódó talpacskák pedig az adatok szórásmezejét jelölik. A folyónövedék értékek vizsgálata alapján megállapítható volt, hogy több fafajra vonatkozóan érzékelhetünk szignifikáns különbségeket ugyanazon korosztályba tartozó faállományok növekedésmenete között. Ilyen fafajok az óriás nyár, aminek jelentősen csökkent a folyónövedék értéke az összehasonlítható korosztályokban és csak 0,5% az esélye annak, hogy a két időszak átlaga megegyezik. A Pannonia nyár esetében ugyancsak csökkent az egyazon korosztályok növedék értéke, és itt is csak 16% az egyezés valószínűsége. A fehérfűz esetében két összehasonlítható korosztály esetében is csökkent a folyónövedék értéke az elterelés előtti értékekhez képest. Ennek a fafajnak az esetében 11%, ill. 13% a két időszak átlagának egyezési valószínűsége. Némi visszaesés érezhető a kocsányos tölgy esetében is, de az nem mondható jelenleg jelentősnek. Ezek az eredmények megerősítenek bennünket abban, hogy a fatermesztés általános feltételei romlottak a Szigetközben. A fafajok esetében külön-külön elvégzett szignifikancia tesztek megmutatták, hogy általánosan mind az öt fafaj esetében csökkentek a folyónövedék értékek. Az ONY esetében 17%; az I-214 esetében 48%; - 2 -

4 az Agathe-F (OP-229) esetében 3%; a KST esetében 69%; a PANY esetében 3%; végül a FFU esetében csak 2% a valószínűsége annak, hogy az elterelés előtti és utáni folyónövedék értékek, vagy növekedési ütemek megegyeznek. A Szigetköz erdeire vonatkozóan megállapítható, hogy az elterelés utáni időszak folyónövedék értéke jelentősen elmarad az elterelés előtti időszakétól és várhatóan 23m 3 /ha éves folyónövedék értéken realizálódik. Az eltérés biztosnak mondható (mivel a konfidencia határok csak igen szűk tartományon fednek át), a faállományok összességének szintjén értelmezendő és jelentős, mintegy 9 m 3 /ha veszteséget prognosztizáló érték. AZ EGYES FÁK NÖVEKEDÉSE HETI KERÜLETNÖVEKEDÉS-MÉRÉS ALAPJÁN Az elterelésnek a fák vastagsági növekedésére gyakorolt hatását hetenkénti kerületnövekedésméréssel igyekeztünk nyomon követni az elmúlt huszonöt évben. A növedékváltozások az esetek túlnyomó többségében csökkenések nagysága attól függően alakult, hogy az adott erdőrész hidrológiai viszonyai milyen mértékben változtak meg, illetve milyen korúak és fafajúak az állományok. A talajvíz-változások alapján célszerű a térséget három nagy egységre osztani: Felső szakasz Az elterelést megelőzően a nyarakat az egyenletes növekedés jellemezte, ami 1993-tól megváltozott: a fejlődés erőteljesen lelassult, és a vegetációs időszak hosszához képest nagyon korán befejeződött. Az éves átlagos vastagodás mértéke a korábbiaknak csak kb. 80%-át érte el. Az időközben kitermelésre került vagy túlkoros parcellák helyett újabb megfigyelési helyeket nem jelöltünk ki, mert a fenékküszöb megépítését követően a hidrológiai viszonyok normalizálódtak. Középső szakasz A közvetlenül az öreg Duna mellett található parcellák szenvedték el a legnagyobb mértékű talajvízsüllyedést. Mivel itt a termőréteg általában sekély, a kavicsréteg a felszínhez közel helyezkedik el, így a vízhiány gyorsan és erőteljesen jelentkezett. A későbbiekben sem javult számottevően a helyzet, mert a hullámtérnek ez a magasabban fekvő része kiesik a vízpótló rendszer hatáskörzete alól tól folyamatosan érzékeltük a gyorsan növő fafajok növedékének törésszerű visszaesését, és a jelentősebb mértékű pusztulásokat. Alsó szakasz A füzesek elsősorban azokat a mély fekvésű területeket foglalják el, amelyek hetekre elárasztás alá kerültek. Az elterelést követően a rendszeres áradások elmaradtak, és kezdetben a vízpótló rendszer sem volt képes ezt szimulálni. A kerületnövekedés törésszerű csökkenését 1994-től észleltük. Az eltérés az átlagos kerületnövekedéshez képest május végéig mintegy 20%, június végéig pedig már 50% -os mértéket ért el. A növekedés mértéke a következő években az elterelés előtti növedék 30 55%-át érte csak el ben és 2006-ban annak ellenére tovább romlott a helyzet az évi összes 5, illetve 9 mm-rel, hogy mindkét évben a terület többször is elöntésre került. TÁVÉRZÉKELT ADATOK FELHASZNÁLÁSA LOMBVESZTÉSI TÉRKÉPEK KÉSZÍTÉSÉRE A monitoring tevékenység időszaka alatt három alkalommal és négy időpontra vonatkozóan végeztük el távérzékelt adatok kiértékelését és feldolgozását (1991; 1999; 2003; 2008). Ezen vizsgálatok során értékeltük az erdőterület változását és a faállományok egészségi állapot változását. Legfontosabb eredményünk, hogy 2008-ra vonatkozóan a szlovák kollégákkal közös módszertan alapján egységes lombvesztési térképeket készítettünk a Csallóköz és a Szigetköz térségére vonatkozóan, amit 2011-ben kellene megismételnünk

5 2. ábra. Részlet a szlovák-magyar közös lombvesztési térképből Fig. 2. A fraction of the Slovak-Hungarian joint map of defoliation - 4 -

6 A botanikai monitoring 2010-es eredményei és a növényzet változásai a Duna elterelése óta Hahn István 1, Gergely Attila 2, Barabás Sándor 3 1 ELTE BI Növényrendszertani és Ökológiai Tanszék, Budapest 2 SZIE Tájvédelmi És Tájrehabilitációs Tanszék, Budapest 3 SZIE Növénytani Tanszék és Soroksári Botanikus Kert, Budapest I es eredmények Vizsgálataink három módszerrel történtek: cönológiai felvételezések és a Duna eredeti medrében 17 éve megindult szárazföldi szukcesszió vizsgálata. A cönológiai vizsgálatok során az egyes mintaterületekről kimutatott fajok száma az elmúlt években az alábbi módon változott. Mintaterület Dunasziget, rét Dunasziget, erdő Gombócos Halászi, Derék-erdő Dunaremete, füzes Vámosszabadi, füzes táblázat. A cönológiai felvételi helyszíneken kimutatott fajok számának változása és átlagaik az utóbbi hét évben után 2010-ben is az árhullám a hullámtéri mintaterületeken az aljnövényzetet lenyomta, és részben iszappal terítette be, ezért az elmúlt években szokásos tömegességi viszonyok nem álltak helyre. A csapadék mennyisége 2010-ben országosan szokatlanul nagy volt. A cönológiai mintaterületeken a növényzet a következő állapotot mutatta: Dunasziget, rét: A nyári árvíz miatt a Nyáros-szigeten levő mintaterületeket a szokásos mintavételi időben nem tudtuk megközelíteni, mert az árhullám levonulása után a zárásokon még nem lehetett bejutni. Ezért a szokásos július eleji időpontnál későbben, július 7-8-én készültek a cönológiai felvételek. A növényzet összborítása 100%, de magassága csökkent, az előző évinél alacsonyabb termetű volt. A parti sás (Carex riparia) foltjának mérete változatlanul nagy, belsejében a sás sűrűsége 10-20%-ra csökkent, megjelentek benne más fajok is. A zöld juhar (Acer negundo) nagyobb példányainak magassága 3-3,5 méter, aljukon a mintavétel időpontjában nem látszott erőteljes rágás. Dunasziget, erdő: A nyári árvíz miatt a Nyáros-szigeten levő mintaterületeket a szokásos mintavételi időben nem tudtuk megközelíteni, mert az árhullám levonulása után a zárásokon még nem lehetett bejutni. Ezért a szokásos július eleji időpontnál későbben, július 7-8-én készültek a cönológiai felvételek. A fák törzsén 30 cm-es magasságig látszik az elöntés nyoma, a talajon sok az üres, hordalékos folt és az uszadékfával borított terület. Vaddisznótúrás nyomai nem láthatóak. Gombócos: 2010-ben a nyári felvételezés idején elöntés nyomai lehetett a füzesben megfigyelni, a fákon körülbelül 150 cm magasságig láthatók az elöntés nyomai. A területen sok friss, növénymentes iszapfelszín volt. Emiatt az egyébként tömeges lágyszárú fajok - csalán (Urtica dioica), bíbor nebáncsvirág (Impatiens glandulifera), ragadós galaj (Galium

7 aparine), kerek repkény (Glechoma hederacea) - borítása jelentősen csökkent a megelőző évekhez képest. Halászi Derék erdő: A mintaterületen és közvetlen környékén kisebb mértékű a vadak látható hatása. A cserjeszintben a rágásnyomok kisebb gyakoriságúak. Emellett a területen átvezető vadcsapást is kezdik benőni a fásszárúak újulatai. A cserjeszintben nagyjából kétszeresére növekedett a korai juhar (Acer platanoides) borítása, de a cserjeszint erősödése inkább magasságának növekedésében nyilvánul meg. Ezzel párhuzamosan a gyepszintben előforduló fajok összborítása csökkent a cserjeszint árnyékoló hatásának növekedése miatt. Dunaremetei füzes: A mintavételezés előtt mintegy 80 centiméteres magassággal levonult árhullám az aljnövényzetet lenyomta, és részben iszappal terítette be. A nagy csalán (Urtica dioica), és a bíbor nebáncsvirág (Impatiens glandulifera) talajon fekvő hajtásai gyorsan átnőttek az iszapon, de a ragadós galaj (Galium aparine), és a kerek repkény (Glechoma hederacea) csak minimális mennyiségben volt jelen a mintavételezéskor. A hamvas szeder (Rubus caesius) viszont a megelőző évi minimumhoz képest regenerálódott. Vámosszabadi füzes: Az előző évhez hasonlóan 2010-ben is a nyár eleji árvíz határozta meg a növényzet képét. A mintaterület körülbelül 20%-át iszap, nagyobb szemű hordalék és uszadékfa borította. Az áradás hatásával magyarázható, hogy az aljnövényzet borításának előző évben bekövetkezett jelentős csökkent értéke 2010-ben sem állt vissza a szokott értékre. Ez leginkább a kisvirágú őszirózsát (Aster lanceolatus) és a hamvas szedret (Rubus caesius) érintette. A fehér fűz (Salix alba) dominánssá válása a lombozat alsóbb szintjein egyre nagyobb mértékű, már csak a csigolyafűz (Salix purpurea) maradt meg a kis mennyiségben. A medertranszekt teljes fajszáma az előző évhez képest jelentősen csökkent 2010-ben (38- ról 24-re). A fajok fluktuációját jellemzi, hogy míg 2007-ben 22 faj tűnt el (több egy-kétéves) és egy sem jelent meg, 2008-ban csak 6 faj volt abszens és 9 faj a megjelenő (közöttük több újra megjelenő, pl. Convolvulus arvensis, Galium aparine, Myosoton aquaticum), 2010-ben pedig ismét 17 faj nem jelent meg a transzektben (2. táblázat). A fajszámcsökkenésre jellemző adat, hogy 2010-ben a fajszám kvadrátonként mindössze 4-8 faj. Az utolsó 10 év fajszámváltozásait tekintve továbbra is az alsó harmadban ( puhafaliget ) figyelhető meg a legjelentősebb (ti. leggyorsabb) változás, de néhány felső kvadrátban (38 és 50m) is nagy fluktuáció tapasztalható. Viszonylag nagy a fajkicserélődés a füzes-magaskórós határzónának számító 28m környékén. A fajszámok tekintetében bizonyos kiegyenlítődés látszódik a magaskórós és a zöld juharos övezetekben, elsősorban az utóbbi csökkenő fajszáma miatt eltűnt (17 faj) 2010 megjelent (3 faj) Agropyron caninum Angelica palustris Arrhenatherum elatius Polygonum sp. Artemisia vulgaris Sambucus nigra Convolvulus arvensis Dactylis glomerata Elymus repens Fallopia dumetorum Festuca pratensis Linaria vulgaris Myosoton aquatica Poa angustifolia Poa pratensis Poa trivialis Rorippa sylvestris - 2 -

8 Rumex conglomeratus Rumex sanguinea Tripleurospermum inodorum 2. táblázat. A medertranszekt fajkicserélődései 2010-ben. II. Növényzeti változások 1992 óta A szárazföldi szukcesszió folyamatait a Szigetközben egy helyi sajátság erősen módosíthatja. A változatos vastagságú talajréteg alatt rossz kapilláris vízemelő képességű kavics található. Ha a talaj vastagsága elég eléri a talajvíz szintjét, alulról is folyamatosan tud nedvesedni, a fajok egy részének gyökérzete elérheti a talajvízszintet is, ami biztonságos vízellátást tesz lehetővé számukra. Ha a talajvíz szintje lecsökken, a növények számára nehezebben elérhető, de ha a talaj érintkezik vele, kapillárisan vizet tud szállítani a gyökérzónába. A növényzet számára a talajból felvehető víz mennyisége akkor válik kritikussá, amikor a talaj nem éri el a talajvíz-szintet, mert az a kavicságyba süllyed. Ilyenkor a növények számára csak a légköri csapadék jelent vízforrást, ami aszályos periódus esetén az adott területről a nedvességigényes fajok lassú eltűnését okozza. Ilyen folyamat megfigyelhető a Duna lecsökkent vízszintű főmedrében, ahol az eredeti kavicságyon az elterelés óta eltelt évek alatt talaj halmozódott fel, és ezen spontán szukcesszió során szárazföldi növényzet alakult ki. A jelenlegi vízpartnál 2-3 méterrel magasabban fekvő részeken átlagos csapadékú években lágyszárú növények is élnek, de egy aszályos évben - ilyen volt nyár közepére a lágyszárú növényzet teljesen kiégett, abban a sávban csak a mélyen gyökerező fásszárúak maradtak életben. Egy csapadékos évben mint 2010 nedvességhiány sem a lágyszárú, sem a fásszárú növényzet számára nem volt korlátozó tényező. A szukcesszió jellegéből fakadóan lassú folyamat, de egyes növényfajok eltűnése egy számára már teljesen alkalmatlan élőhelyről is hosszú ideig tarthat. Ennek magyarázata az évelő fajok túlélőképessége. Az egyedek és klónjaik még évtizedekig életben maradhatnak, bár szaporodni már nem képesek. A vízparti, lápi mocsári növényfajok közül sok jelentős mennyiségű tápanyagot tartalékol föld alatti raktározó szerveiben. Ezek segítségével tudnak átvészelni olyan éveket, amikor kevesebb tápanyagok tudnak készíteni, mint amennyit felhasználnak. A szlovák-magyar közös határszakaszon tervezett víztározó magyarországi része csak részben épült meg, mivel 1989-ben a magyar kormány a Dunakiliti tározó építését leállította. Ennek következtében egy körülbelül 11,5 négyzetkilométeres, víztározónak szánt terület alakult ki, melynek közel háromnegyede talajmentes kavicsfelszín volt. Ide még áradások esetén sem jut víz, csupán a kavicsaljzatban felemelkedő talajvízszint éri el a mélyebb helyeken a felszínt. A tározó nyugati részén eredeti ligeterdők és száraz gyepek maradványai mellett kisebb tavak, morotvák is megtalálhatók. A homoki gyepekből a szél vékony homokleplet terített a kavicsfelszínre. Ezen megindult a növényzet spontán szukcessziója. Az őshonos fás szárúak közül a fehér és a csigolyafűz (Salix alba és S. purpurea), a fekete és a szürke nyár (Populus nigra és P. canescens) dominál. Mellettük a nemesnyár (Populus x euramericana), a fehér akác (Robinia pseudo-acacia), a bálványfa (Ailanthus altissima) a zöld juhar (Acer negundo), és az amerikai kőris (Fraxinus pennsylvanica) található nagyobb tömegességgel. A száraz gyepben védett kosborfélék spontán megtelepedése is megtörtént. Kis példányszámmal fehér madársisak (Cephalanthera damasonium), sömörös kosbor (Orchis ustulata), vitézkosbor (Orchis militaris), agárkosbor (Orchis morio) is megtalálható

9 A szigetközi hidrobiológiai monitorozás kiemelkedő hosszúidejű tapasztalatai és fejlesztésének perspektívái Berczik Árpád, Guti Gábor MTA Magyar Duna-kutató Intézet, Budapest A Duna elterelését megelőző időszak szigetközi hidrobiológiai kutatásairól Az MTA Magyar Dunakutató Állomás szinte megalapításától fogva hidrobiológiai alapállapotfeltáró kutatásait a szigetközi vízrendszerre is kiterjesztette, éspedig viszonylag igen széles spektrummal több hazai természettudományos kutatóhely szakembereinek bevonásával. Ehhez járultak még hazai és külföldi szakemberek, akik részben ugyancsak a Magyar Dunakutató Állomás ösztönzésére és támogatásával a területet (is) érintő kutatásokat végeztek, majd publikálták eredményeiket és között összesen 75 tudományos publikáció jelent meg, amely az MTA által magyar és angol nyelven kiadott annotált bibliográfiában fellelhető. Ezek a tanulmányok az Öreg-Duna és a Mosoni-Duna előtérbe helyezése mellett egyéb szigetközi hullámtéri és mentett oldali vízterekre is kiterjednek. A munkák tartalmilag a víz- és üledékkémián kívül elsősorban a gerinctelen élővilág igen széles spektrumának vizsgálatáról számolnak be, emellett a halak és bizonyos makrofita együttesek, valamint hiporeikus vízterek, sőt a patogén vízmikrobiológiai viszonyok vizsgálatai is helyet kaptak, éspedig sokkal szélesebb körben, amint azt az MDÁ óta a monitorozás keretében elláthatta volna. Megfontolandó, hogy e 75 tanulmány eredményei, ma már a Duna elterelésének hosszú távú hatásait is ismerve, nem volnának-e megfelelő körültekintéssel egybevetendők. 2009/2010. évi tevékenységünkről A évi tevékenységünkről tartott beszámolónk, ill. írott Kutatási jelentésünk már szólt munkánk volumenének kényszerű tér- és időbeli csökkentéséről, amelyre a megbízás összegének korlátozása miatt volt szükséges. Akkor még meg tudtuk oldani, hogy a korlátozás mértéke ne csökkentse jelentősen a kiértékelhetőséget, a hosszúidejű adatsor jelentősebb megszakítását. A 2009/2010. évi vizsgálatokra biztosított keret a évinek 30%-a volt (inflációs rátát, áremelkedéseket nem számítva), az ennek megfelelően erőteljesen csökkentett vállalás már az adatsorok, észlelések (monitorozásban alapvető) folyamatosságát mindenképpen megszakította, esetlegesen az értékelés bizonytalanságát is növelte. A korábbi években végrehajtott hárommal szemben, mindössze egyetlen átfogó helyszíni vizsgálatra kerülhetett sor az Öreg-Dunán és Gödön, a hullámtéren és a mentett

10 oldalon 10, ill. 13. vizsgálati ponton, a vízkémiai háttérjellemzőkre a fitoplanktonra és a trofitásra, részlegesen a zooplankton és a makrofiton állományszerkezetére, a part-menti makrofaunára, végül a hal- és halászatökológiai jellemzőkre kiterjedően. Vizsgálataink legfontosabb megállapításai közül az alábbiakat emeljük ki (elsősorban évi eredmények alapján): A háttér-vízkémiai vizsgálataink adatai alapján végzett klaszteranalízis szerint ez évben is elkülönültek a vizsgált vízterek (víztípusok), de a korábbi évekhez képest kisebb mértékben, feltehetően a vizsgálati időpontot közvetlenül megelőző árvízi csúcs miatt (lebegőanyagtartalom, stb.!) (1. ábra). 1. ábra: A mintavételi helyek klasszifikációja a vízkémiai paraméterek alapján (2009) A fitoplanktonvizsgálatok tanulsága szerint az Öreg-Dunában (valamint a Dunában Gödnél), továbbá a hullámtéri, ill. a mentett oldali vizekből gyűjtött minták fajösszetétele, fajszáma továbbra is csak kismértékben különbözött (2. ábra). A évben erőteljes árhullámot követő időszakra eső mintavétel idején a fitoplankton együttesek fajszáma és egyedszáma elmaradt az évszaknak megfelelő értékektől. A trofitást illetően megállapíthattuk, hogy valamennyi mintavételi helyen oligotrófikus volt a víz, részben nyilvánvalóan ugyancsak az előzőleg levonult árvízhullám következtében

11 fajszám Öreg-Duna, Duna hullámtér mentett oldal Chlo Eugl Cr-D Hapt Penn Cent Ch-X Cyan Dki Dre Med Göd Sch Csák Zát2 Zát4 Lip2 Lip4 2. ábra: A fitoplankton főbb rendszertani csoportjainak fajszáma a vizsgált vizekben (Dki - Dunakiliti, Dre - Dunaremete, Med - Medve, Göd, Zát - Zátonyi-Duna, Csák Csákányi-Duna, Sch - Schisler, Lip - Lipóti-morotva; Ch-X - Chrysophyceae - Xanthophyceae, Cent -Centrales, Penn - Pennales, Hapt - Haptophyta, Cr-D - Cryptophyta, Dinophyta, Eugl - Euglenophyta, Chlo- Chlorophyta) A zooplankton vizsgálatok kertében az eddig kimutatott 51 Rotatoria taxon közül 24 olyan taxon van, amelynek jelenléte az utóbbi 8 év alatt nem minden évben volt kimutatható. A Rotatoria állományok fajkompozíciója és mennyiségi viszonyai a vízjárástól függően igen változékonyak. A Crustaceák közül az elmúlt 10 évben 114 taxon jelenlétét mutattuk ki. Az előző évi 50 taxonnal szemben 2009-ben 31 taxon jelenlétét állapítottuk meg. A kisrákegyüttesek analízise alapján a mintavételi helyek egyértelműen három csoportra különíthetők el. Ez alkalommal is egyértelmű volt, hogy a kisrákok (és a Rotatoriák) az egyes vízterek ökológiai állapotának változásait az állomány összetételének és egyedszámának változásával megbízhatóan jelzik. A bevonat és a növényzet között élő makrofauna taxonszáma, bármelyik vizsgált élőhelytípuson, csak kismértékben változott (3. ábra). A makrogerinctelen fauna továbbra is a mentett oldali vízterekben a legváltozatosabb. előfordulási gyakoriság (%) Csigák Kétszárnyúak Hasadtlábú rákok Kagylók Felemáslábú rákok Kérészek Poloskák Tegzesek Ászkarákok Szitakötők Laposférgek 3. ábra: A makrogerinctelen rendszertani csoportok előfordulási gyakorisága a teljes mintavételi területen 2009-ben Kevéssertéjüek Nadályok Bogarak Hidrák Soksertéjűek Mohaállatok Nagyszárnyúak - 3 -

12 A halbiológiai vizsgálatok öt mintavételi helyszínen összesen 22 halfaj előfordulását mutatták ki, ez valamivel kevesebb az megelőző években találtaknál. Ismét beigazolódott, hogy a főág halállományának összetételét alulreprezentálták a korábbi, kevés fajt jelző mintavételek. A főági helyszínek megbízhatóbb felmérésére egy-egy mintavétel során mintegy ötször nagyobb ráfordításra (5 x 500 m partszakasz halászata) lenne szükséges. Vízi makrovegetáció együtteseiben kisebb változások a fajszámban és az előfordulási gyakoriságban ez évben is észlelhetők voltak, ezek azonban nem tekinthetők valamely emberi beavatkozásra adott válaszreakciónak (1. táblázat)

13 2009/2010. évi vizsgálatainkat 8 ill. 6 tudományos kutató és 5 ill. 3 szakalkalmazott végezte (egyetlen kutató kivételével valamennyien a Magyar Dunakutató Állomás munkatársai). Összefoglaló áttekintés az MTA Magyar Dunakutató Állomás szigetközi nemzetközi monitorozó tevékenységéről és szemléleti fejlesztésének szükségességéről Összefoglaló áttekintés A monitorozó tevékenység Információ igény Miben és hogyan nyilvánulnak meg a bősi vízlépcső építésével és üzemeltetésével összefüggő környezeti hatások? Fő célkitűzés: 1) A szigetközi vízrendszer hidrobiológiai jellemzése. 2) A hosszú idejű változások feltárása különböző élőhelyeken tekintettel a bősi vízlépcsővel összefüggő környezeti hatásokra. Monitorozás helyszíne és tárgya: A főág, a hullámtér, a mentett oldal és a Mosoni-Duna csaknem 40 helyszínén rendszeres megfigyelések az 1990-es évek kezdetétől. Vizsgált irányok: 1) Vízkémia 2) Üledékkémia 3) Fitoplankton 4) Makrofiton 5) Zooplankton 6) Makrogerinctelenek 7) Halak Eredmények: Információ a vizsgált élőlénycsoportok hosszú idejű dinamizmusáról, és a hidrológiai változásokkal összefüggő reakcióiról számos élőhelyen évtizedes adatsorok alapján. Fontosabb általános megállapítások A szigetközi Duna-szakasz (Öreg-Duna) és a szigetközi vízterek hidrobiológiai viszonyairól és közötti időszakból (tehát a Duna elterelése előtt!) 75 tudományos publikáció jelent meg, túlnyomórészt az MTA Magyar Dunakutató Állomás szervezett kutatásai eredményeképpen (MTA: Annotált bibliográfia a Bős-(Gabčikovo)-Nagymaros vízlépcsőrendszer hatásterületét érintő fontosabb környezeti kutatásokról, Budapest 1994.). Több mint egy évtizedes vizsgálatsorozatok igazolják, hogy a Szigetköz változatos víztereinek kiemelkedő a természeti értékét, nagyfokú az élőhelyi és fajdiverzitását. A Duna elterelésének (1992) közvetlen károsító hatásai jól ismertek kárenyhítő program kedvező hatásai egyértelműen igazolhatóak. Folyamatos vízpótlással fenntartott vízrendszer átjárhatósága és vízjárása részben felel meg környezet és természetvédelmi elvárásoknak, - 5 -

14 élőhelyi változatosság csökkenése, az élővilág uniformizálódása sokoldalúan kimutatható. A monitorozás eredményei hasznos tanulságokkal gyarapították ismereteinket a vizsgált élőlénycsoportok hosszú-idejű dinamizmusáról. gyakorlati tapasztalatok alapján értékelhetőek az eddigi megfigyelések A hidrobiológiai monitorozórendszer a fő célkitűzését jól teljesítette elmúlt évtizedben sokat fejlődött a hidrobiológiai vizsgálatok módszertana, de indokolt a hidrobiológiai monitorozó rendszer módszertani fejlesztése. A monitorozás szemléleti fejlesztése A hidrobiológiai monitorozással kapcsolatos elvárások A Szigetköz ökológiai rendszerének megfigyelése, a bősi vízlépcső üzemeltetésével összefüggő változások kimutatása (eddig is megfelelően működött) Az ökológiai állapot várható változásának elemzése, alternatív rehabilitációs elképzelések összehasonlító értékeléséhez új elvárás eddigi adatbázis nem nyújt elegendő információt A hidrobiológiai monitorozás továbbfejlesztése indokolt. A hidrobiológiai monitorozással kapcsolatos jövőbeni elvárások A hidrobiológiai monitorozás az eddigi célkitűzéseit megfelelően szolgálta, a hosszúidejű adatsorok sok esetben igazolták a szigetközi Duna-szakasz ökológiai rendszerének megváltozását a bősi vízlépcső építésével és üzemeltetésével összefüggő beavatkozások következtében. A monitorozás kezdete óta eltelt csaknem két évtizedében számos új koncepció került megfogalmazásra, ugyanakkor a folyami hidroökológia terén és növekedett a restaurációs lehetőségek iránti társadalmi érdeklődés. Bevezették az EU Víz Keretirányelvet, amelynek egyik súlyponti kérdése a folyók ökológiai állapotának javítása. A szigetközi vízrendszer ökológiai vonatkozású problémái ismertek, és azok kezelésére számos műszaki elképzelést dolgoztak ki, a vízkormányzás és a vízmegosztás változataival. A rehabilitációs tervek összehasonlító értékelésekor viszont nyilvánvalóvá vált, hogy a biológiai adatbázisok nem minden esetben nyújtanak elégséges információt az ökológiai állapot várható változásának elemzéséhez, ezért is indokolt a hidrobiológiai monitorozás módszertani korszerűsítése, módosítása, amelynek szükségességét éves kutatói jelentésünk zárófejezetében évek óta sürgetjük. A monitorozó rendszer továbbfejlesztéséhez a következő szempontokat fontosnak tarjuk előtérbe helyezni: - 6 -

15 A különböző tudományterületek monitorozási eredményeinek integrálása szükséges. A hidrológiai, geomorfológiai és tájökológiai és biológiai megfigyelések eredményei közötti összefüggések értelmezésével ismereteket szerezhetünk a szigetközi vízrendszert alakító folyamatokról. Felül kell vizsgálni, hogy mely biológiai objektumok megfigyelése nyújtja a legtöbb hasznos információt az ökológiai változások értékelésére. A nemzetközi gyakorlat alapján a szárazföldi és vízi növények, a vízi makrogerinctelenek egyes csoportjai és a halak kiemelt jelentőségűek. A VKI monitorozás nem alkalmas az eddigi szigetközi monitorozó rendszer felváltására. A VKI módszertana szerint történő állapotértékelés nem jelzi megfelelően a térségre jellemző ökológiai problémákat, ezért egy speciális értékelő rendszert célszerű kialakítani a történelmi élőhely-elemzésekkel meghatározott referenciákra építve. A monitorozásnak túl kell lépnie a bősi vízlépcső környezeti hatásainak elemzésén, a rehabilitációs lehetőségek értékeléséhez további célirányos felmérésekre van szükség. A monitorozó rendszer továbbfejlesztését most különösen aktuálissá teszi a megvalósítandó Európai Duna Régió Stratégia március

16 A TALAJNEDVESSÉG MÉRÉSE ÉS A GYOMVEGETÁCIÓ VIZSGÁLATA A SZIGETKÖZBEN Koltai Gábor, Mikéné Hegedűs Friderika és Pinke Gyula A Nyugat-Magyarországi Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar Szigetköz Kutatási Központja (és jogelődjei) 1980 óta végez mezőgazdasági megfigyeléseket a Dunaelterelés által érintett szigetközi mezőgazdasági területeken. Ezek a kilencvenes években talajnedvesség mérésekkel egészültek ki (1.ábra). A megfigyelőrendszer mérései 2010 óta a magyar-szlovák adatcsere mérőhelyeire korlátozódnak. Az adatállományt az adatcserére alkalmassá tesszük, értékeljük és éves nemzeti jelentést állítunk össze. 1. ábra Talajnedvesség mérőhelyek a Szigetközben A rendszeres mérésekkel kimutattuk a talajvízhatás, a Duna mederben levonuló árhullámok és az időjárás által meghatározott talajnedvesség és a gyökérzóna talajvízkészletének éves váltakozását (2. ábra). nedvességtartalom térfogatszázalékban mérési időpontok cm átlaga 100 cm alatti átlag 2. ábra Talajnedvesség változása a fölemelkedő talajvíz hatására

17 Kimértük az árhullámok miatt megemelkedő talajvíz nedvességtartalom növelő hatását. Az érintett területeken a felemelkedő majd lesüllyedő talajvíz a talajt a szabadföldi vízkapacitásig feltölti (1. táblázat). Dunaremete Talajvízmélység(cm) Réteg Talaj Mért talajnedvesség értékek tf%-ban 10 V Á L Y O G HOMOKOS VÁLYOG VÁLYOG Vályog Homok 190 több mint 50% kavics 1. táblázat A talaj nedvességtartalma Együttműködünk az MTA TAKI-val és a Szlovák Tudományos Akadémia Hidrológiai Intézetével. Elvégeztük a különféle talajnedvesség-mérési módszerek (neutron szonda, kapacitív szonda és ismert térfogatú talajminták szárítószekrényes) eredményeinek összehasonlítását. A közös méréseket a három mintahelyen 2008-ban és 2009-ben megismételtük. Ahol rendelkezésre állt a talajrétegek pf-görbéje, a mért nedvességtartalomból csökkenő nedvességtartalmú időszakokban - becsültük a talajvízpotenciált a nedvesség növényi hasznosíthatóságának érdekében (3.ábra). Szimulációs modellben megvizsgáltuk a lesüllyedt talajvízszint és növények vízigényének kapcsolatát. Vizsgálatainkban szántóföldi növényeket, gyepet és telepített erdőt elemeztünk. Szimulációs számításainkban a havi csapadékösszegeket és a havi átlaghőmérsékleteket vettük figyelembe az Országos Meteorológiai Szolgálat adataival dolgoztunk. A vízszinteket az Észak-dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság bocsátotta rendelkezésünkre. A vizsgált évi adatok mellett megvizsgáltuk a Duna elterelése előtti évi talajvízszinteket. A mért nedvességértékekből a vegetációs időszakban kiszámoltuk a gyökérzóna nedvességkészletének változását. A modellel havonkénti bontásban növényállományonként meghatároztuk a nedvesítéshez szükséges optimális talajvízszintet. Dunaszigeten a 2006-ban telepített nemes nyáras vízigényét vizsgáltuk. Ásványrárón ban őszi búzát, 2009-ben kukoricát termesztettek. A vizsgált területen a talajvíz fontos szerepet kap a talajképződési folyamatokban és a mezőgazdasági hasznosításban. A talajnedvesség folyamatos vizsgálatával jelezni lehet a bekövetkezett változásokat, amelyet a talajvíz és a helyi időjárás okoztak a talajkörnyezetben (4. ábra)

18 0 pf (cm) Depth (cm) Jun (2605) 21-Jun 6-Jul 19-Jul 9-Aug 7-Jun (2630) 21-Jun 6-Jul 19-Jul 9-Aug 7-Jun (2659) 21-Jun 6-Jul 19-Jul 9-Aug 3.ábra A talaj nedvességtartalma vízpotenciál értékben 4.ábra A talajvíz mért és számított szintje A mérések adatainak értékeléséhez szükség van újabb talajvizsgálatokra, kalibráló mérések elvégzésére, további célirányosan kihelyezett mérőhelyek kialakítására. A több mint tizenöt éves műszerek cseréje megbízható és korszerű eszközökre a közeljövőben szükséges lesz. Megbízhatóságuk csökkent, továbbá már évek óta nem kaphatók alkatrészek a javításukhoz

19 A Szigetköz gyomvegetációja A Szigetközi gyomfelvételezések több éves eredményeit figyelembe véve a következők voltak Czimber Gyula főbb megállapításai: - Gabonavetéseken a klasszikus gabonagyomok találhatók. Új veszélyes gyomfajjal nem találkoztunk. Kisebb számban találhatók a korábban nagy kárt okozó rezisztens gyomnövények. - Nagy a különbség az intenzív- és extenzív művelésű gabonatáblák között. - Az első (tavaszi) gyomfelvételezések során megjelenő gyomok illetve a később kelő nyári gyomok együttesen károsítanak a kukorica termésképzése idején. - Az extenzív- és intenzív kukoricatáblák átlagos gyomossága között nagy a különbség (38,79 % illetve 12,75 %). - A parlagfű (Ambrosia artemisiifolia) első helye egyértelműen bizonyítja, hogy a Szigetközben is szinte egyeduralkodóvá vált. Allergiát okozó tömeges pollenszórása miatt hivatalos rendeletek írják elő kötelező irtását a szántóföldeken is. A hivatalos Növény- és Talajvédelemi Szolgálat előfordulását ellenőrzi, és irtásának elmaradását szankcionálja. Úgy tűnik, hogy a tarlók vizsgálata országosan is az ellenőrzésekből kimaradt. Jelenleg a tarlók parlagfűfertőzöttsége a legfontosabb pollenforrás. Tarlókon új kelésű állomány is kialakul, de a már gabonában is jelenlévő egyedeit tarlóra vágva azok nóduszaiból új virágzó hajtások fejlődnek. - A Szigetközben is szinte kizárólagos az intenzív növénytermesztés, amely nem teszi lehetővé a potenciális gyomosodás (talajok gyommagkészlete) fajainak megjelenését. Igazolják ezt korábbi jelentéseink is (Czimber 2003, 2004, 2005). Az extenzív- és intenzív termesztésű táblák fajszáma és azok borítási értékei nagyon eltérnek egymástól. Ezért választottuk a Szigetközben a gyomosságot jobban reprezentáló tarlók- és tarlóhántások gyomnövényeinek felvételezését. A tarlókon a búzavetések T 4 -es életformájú gyomnövényei amelyek a kapás kultúrák jellemző fajai már a herbicidek hatása nélkül tudnak fejlődni. A korai tarló felvételezés még lehetőséget ad az áttelelő egyévesek vagy tavaszi kelésűek (T 3 ) regisztrálására is. Kellő időben érkezett csapadék esetén a tarlók gyomnövényei legfeljebb csak egymással versenyezve fejlődnek és akár teljes területfoglalást is okoznak. A tarlón az évelők (H-G.) fejlődése is zavartalan. Hasonló a tarlóhántások gyomnövényzete is, de a tárcsázás a korábbi kelésű fajokat általában eltünteti. Ezek gyom-fajszáma kevesebb. A tárcsázás okozta talajforgatás viszont új gyommagcsírázáshoz nyújt lehetőséget. A tarlók tehát lehetővé teszik a herbicid hatások nélküli gyomflóra megjelenését, ami esetünkben a Szigetköz gyomflóráját jobban reprezentálja. Az is igaz viszont, hogy ez esetben a növénytermesztés szempontjából fontos herbicid hatások már nem vagy csak részben tanulmányozhatók. - A tarlókon összesen 136 gyomfajt találtunk a hántott tarlók 96 gyomnövényével szemben. A tarlók táblánkénti átlagos gyomborítottsága 71,09 %, a tarlóhántásoké pedig 63,66 % volt. A különbség igazolja azt, hogy a hántott tarlón később alakul ki a gyomnövényzet. A gyomborítási értékeket viszont elfedik az árvakelések okozta területfoglalási adatok. Az árvakelések mértéke leginkább a betakarítás kori szemveszteségtől függ. - A tarlók legnagyobb átlagborítású gyomnövényei: Ambrosia artemisiifolia (9,21%), Setaria glauca (5,35%), Chenopodium album (5,01%), Stachys annua (4,91%), Panicum miliaceum et ruderale (3,27%), Cirsium arvense (3,26%), Polygonum aviculare (3,18%), Anagallis arvensis (2,98%)

20 - Ahol a talajvíz eléri a hasznos fedőréteget, azt a nagyobb vízigényű gyomfajok megjelenésükkel jelzik. E tekintetben az alsó-szigetköz bővelkedik. Leggazosabb területek a középső-szigetközben találhatók. - A Szigetközben is visszaszorulóban lévő, de kisebb borítással szereplő fajok a következők: Aethusa cynapium, Ajuga chamaepitys, Antirrhinum orontium, Artemisia annua, Centaurium pulchellum, Chaenorrhinum minus, Centaurium minus, Hibiscus trionum, Hyoscyamus niger, Lithospermum arvense, Stachys palustris. - Az intenzív herbicid használat elszegényíti a gyomflóra összetételét. Védett és ritka gyomnövényeink egyre kevesebb helyen találhatók a Szigetközben is. Konkollyal (Agrostemma githago) például már évek óta nem találkoztunk. - Továbbra is foltonként tömeges Rajkán a veszélyes selyemkóró (Asclepias syriaca) annak ellenére, hogy a búza- és kukoricavetésekben intenzív a herbicid használat. Elsősorban tarackjaival szaporodik, mert maghozását az aratás lehetetlenné teszi (Czimber-féle veszélyességi indexe: 5,66) - 5 -