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).
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 2000-2004-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
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)
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±2.7 294.7±8.6 <0,05 internódium átmérője (mm) 7.2±0.1 7.5±0.2 nsz száraz levelek száma (db) 4.8±0.1 6.8±0.2 <0,001 zöld levelek száma (db) 13.3±0.2 13.6±0.3 nsz nóduszok száma (db) 18±0.2 20.4±0.4 <0,001 zöld-száraz levelek aránya 3.3±0.1 2.4±0.1 <0,001 átlagos internódium hossza (cm) 15.9±0.2 14.4±0.3 <0,001 zöld nádszálak denzitása (db m -2 ) 15.9±0.2 14.4±0.3 <0,01 avas nádszálak denzitása (db m -2 ) 15.9±0.2 14.4±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 15-20 méterre a nád elérte a maximális 10,5±0,3 mm-es átmérőt. Az ezt követő 90 méteres szakaszon a nádszálak magassága nem
változott szignifikánsan, és csak a keresztszelvény szárazföld felé eső 20-25 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
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 50-117 db m -2 a zöld nádszálak denzitása szemben a déli part 20-24 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
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
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.
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: 285-290. Fischl, G. (1999) Nád Internódiumok morfometriai elemzése és mechanikai szilárdsága. In: Hidrológiai közlöny. 79. évf. 6. sz. (1999), 314-315. Haslam, S., M. (1971) Shoot height and density in Phragmites stands. In: Hidrobiologia. Bucuresti (1971), 113-119. Herodek, S. Tóth, V. (2004) Ép és pusztuló balatoni nádasok összehasonlító kutatása. In Mahunka, S., Banczerowski, J.-né (eds.): A Balaton kutatásának 2003. évi eredményei. 64-72. Kovács, M., Szabó, Sz., Busics, I., Kaszab, L., (1994) A balatoni nádas területének változása, degradációjuk. In: XII. Országos vándorgyűlés. 250-258. Ostendorp, W. (1988) 'Die-back' of reeds in Europe - a critical review of literature. In: Aquatic Botany, 35 (1989) 5-26. 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), 527-537. Virág, Á. (1998) A Balaton múltja és jelene. Egri Nyomda Kft., 503-628. 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) 127-145.