Alkalmazhatóak-e a kovaalga ökológiai guildek az ökológiai állapot becslésére a Duna esetében? Trábert Zsuzsa Kiss K. Tihamér, Tóth Bence, Ács Éva XXXIII. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉS Szombathely, 2015. július 01.
A téma aktualitása, problémafelvetés Miért van szükség kovaalga vizsgálatokra? Kiváló biológiai indikátor vizek ökológiai állapotváltozása jól nyomon követhető 2000 EU VKI 2015-ig jó állapotba kell hozni minden felszíni és felszín alatti vizet az Európai Unió területén (www.euvki.hu) 5 élőlénycsoport alapján: fitoplankton, fitobentosz, makrofita, makrozoobentosz, halak vízminősítés (EU VKI MSZ 12749:1993) Az ökológiai állapotértékelő módszer alapja: A fajok és a környezeti tényezők kapcsolata A hazai ökológiai állapotértékelő módszereket (beleértve a fitobentosz alapút is) nem sikerült maradéktalanul interkalibrálni további kiegészítésekre van szükség, nagy folyók esetében elsősorban a hidromorfológiai stresszorfüggés igazolása területén (ugyanis a fitobentosz módszer többnyire szerves szennyezés jelenlétének ill. eutrofizáció igazolására bizonyult alkalmasnak). életforma-típus és guild alapú vizsgálatok tesztelése, mivel számos irodalmi eredmény utal arra, hogy ezek stresszor- és diszturbancia-függők, és hogy ezért a jövőben alkalmas eszközei lehetnek az ökológiai állapotértékelésnek, azonban ezeket eddig csupán kisvízfolyások esetén vizsgálták megvizsgálni nagy folyó esetében is.
Az IPS index és a kovaalga ökológiai guildek IPS=Index of Pollution Sensitivity= az egyes taxonok relatív mennyiségéből és a taxonok ökológiai jellemzőiből számított index Low profile guild: kis tápanyagtartalom, nagy vízsebesség Motile guild: nagy tápanyagtartalom, vízsebesség? High profile guild: nagy tápanyag-tartalom, kis vízsebesség Planktic guild: lentikus környezet www.plingfactory.de/science
Anyag és módszer 1. A Duna gödi szakaszának (1672 fkm) litorális régiójában, három éven keresztüli mintavétel (2010-2012). R1 R3 R5 L5 2. A Duna gödi keresztszelvényében, 3 mintavétel/3 év (2012, 2013, 2014). R1 R3 R5 L3 Mintavétel: 2012.05.23 6 minta eltérő vízmélységből, különböző mederanyagról (kő, homok és iszap) L5 L3 L1 2013.05.13. 5 minta eltérő vízmélységből, de azonos típusú mederanyagról (kő) R1 R3 L5 L3 L1 L1 2014.05.26. 4 + 5 minta (homok és iszap is; csak kő)
Anyag és módszer 3. Kagylóhéjakon végzett kísérlet 4. Joint Danube Survey 2013 (JDS3) - összesen 80 kagylóhéj egy fémlemezre rögzítve; 20 cm-es mélységben - 3 kagylófaj (Unio tumidus: 10 csiszolt és 10 csiszolatlan héj; Sinanodonta woodiana: 10 csiszolt és 10 csiszolatlan; Corbicula fluminea : 20 csiszolt és 20 csiszolatlan héj. A Duna szinte teljes hosszának mintázása (Regensburgtól a torkolatig). A vizsgálat időtartama: 2013. aug. 14-szept. 13. Kovaalga mintavételi helyek: Geisling (2), Deggendorf (2), Wildungsmauer, Pozsony (4), Hrusov (2), Medve (2), Kolozsnéma, Szőny/Iza (2), Szob (2), Dunaföldvár, Paks, Baja, Aljmas/Dráva, Erdőd, Újvidék, Vrbica/Simian (4)
Anyag és módszer környezeti változók mérése: összes szerves anyag összes oldott anyag NO3-N, NH4-N, PO4-P (vagy össz-nitrogén, össz-foszfor) lebegőanyag-tartalom zavarosság vízhozam, vízállás KOI oldott oxigén ph vezetőképesség mintánként 5-5 db, szürkés-barnás bevonatot tartalmazó kő a minták laboratóriumi feldolgozása, előkészítése fénymikroszkópos vizsgálatokhoz vízminősítési index értékek kiszámítása (OMNIDIA 5.3)
EREDMÉNYEK I. 3 ÉVES PERIÓDUSÚ VIZSGÁLAT Főkomponens-elemzés a vegetációperiódusban a domináns fajok alapján IPS nem éri el a jó vízminőséget IPS jó vízminőség IPS index alapján a jó és nem jó minősítésű minták jól elkülönültek a minták csoportosulása szignifikáns korrelációt mutat a fajok és a PO 4 -P koncentrációja között
EREDMÉNYEK I. 3 ÉVES PERIÓDUSÚ VIZSGÁLAT Főkomponens-elemzés a vegetációperiódusban a guildek aránya (rel. abund.) alapján IPS nem éri el a jó vízminőséget IPS jó vízminőség a guildek alkalmazásakor nem tapasztaltuk a jó és nem jó minősítésű minták egyértelmű elkülönülését
PCA a környezeti változók és az IPS, ill. a környezeti változók és a guildek között IPS Pearson-féle korrelációs együttható (r) az IPS és a guildek, ill. a változók között: IPS-HPG IPS-LPG IPS-MG IPS-PG IPS-hőm.(T) HPG-T LPG-T MG-T PG-T IPS-PO 4 -P HPG-PO 4 -P LPG-PO 4 -P MG-PO 4 -P PG-PO 4 -P IPS-NO 3 -N HPG-NO 3 -N LPG-NO 3 -N MG-NO 3 -N PG-NO 3 -N r=(-0,059) r=0,489 r=(-0,429) r=0,076 r=(-0,391) r=(-0,239) r=(-0,051) r=(-0,036) r=0,235 r=(-0,308) r=(-0,047) r=(-0,112) r=0,494 r=(-0,574) r=0,277 r=0,127 r=0,052 r=0,075 r=(-0,228)
12.R1 13.R1 14.R1 12.R3 13.R3 12.R5 12.L5 13.L5 12.L3 13.L3 12.L1 13.L1 14.L2 Az ökológiai guildek relatív abundancia értékei (%) IPS index Variációs koefficiens (CV%) EREDMÉNYEK II. KERESZTSZELVÉNY VIZSGÁLATOK 160 A HPG és az LPG arányai segítségével számított CV% értékek alapján a keresztszelvény nagyobb stabilitást mutatott (közel homogén), a MG és a PG alapján azonban nagy fokú instabilitást (heterogenitást) tapasztaltunk. 140 120 100 80 60 40 20 2012 2013 2013 2014 2012 2012 2012 2014 2013 2014 2013 2014 100% HPG LPG MG PG IPS 200 HPG LPG MG PG 80% 18 Az ökológiai guildek CV% értékei a keresztszelvény mentén a vizsgált 3 évben 60% 40% 20% 0% A mintavétel pontjai különböző vízmélységekben (m) a Duna felsőgödi keresztszelvény mentén 2012-2014-ben 16 14 12 10 8 A guildek arányaiban jelentős különbségek mutatkoztak, az IPS értékeiben is megfigyelhető biz. mértékű fluktuáció, de mindig a jó / közepes vízminősítési kategória határ felett voltak az értékek.
A guildek relatív abundanciája (%) EREDMÉNYEK III. Kagylóhéjakon végzett vizsgálat HPG LPG MG PG IPS csiszolt 47,816 7,524 38,835 5,825 13,2 csiszolt 56,341 2,683 38,780 2,195 13,1 csiszolatlan 37,624 1,980 59,653 0,743 11,8 csiszolatlan 65,757 1,241 32,010 0,993 14,1 csiszolatlan 53,598 10,174 32,258 3,970 13,3 CV% 19,96 82,98 28,08 78,07 100 80 60 40 20 Noha tápanyag tartalom, fényintenzitás és vízsebesség tekintetében homogén volt a közeg (csupán az aljzat volt az, ami eltérő volt: csiszolt és csiszolatlan héjak), a LPG és a PG relatív abundanciája szélsőségesen változott. A belőlük számított CV% értékek instabil (heterogén) környezetre utaltak. Az IPS értékei is különböztek egymástól biz. mértékben. 0 HPG LPG MG PG
Az ökológiai guildek relatív abundanciája (%) EREDMÉNYEK IV. JDS3 Az ökológiai guildek relatív abundanciájának változása a Duna mentén a torkolat felé haladva (2013. aug. 15 - szept. 10.) IPS Mintavételi helyek a Dunán a torkolat felé haladva
JDS CTRQ 4 3 2 1 0-1 -2-3 -4-5 -5 185 219-4 164-3 135 T water PG -2-1 24 Flow Cond 14 MG 288 103 0 Axis 1 8 88 114 134 Total N 1 HPG 23 101 113 108 chll a Suspended Solids 2 121 IPS LPG 99 3 Total P DO conc DO sat Főkomponens analízis: a guildek, környezeti változók és a mintavételi helyek közötti kapcsolat (A számok a mintavételi helyeket jelölik a forrástól (itt: Geislingtől Vrbica/Simian-ig) a torkolat felé haladva, növekvő sorrendben.) 4 ph 5 Szignifikáns kapcsolatot (Pearsonkorrreláció) mutattunk ki a következők között: IPS LPG, HPG, PG LPG PG, IPS, (HPG) HPG IPS, (PG) MG PG PG PG, LPG, (HPG), MG Pearson-korrelációs együttható értékei a metrikák között r LPG HPG MG PG IPS 0,770 0,513 0,234-0,729 LPG 0,419 0,05-0,728 HPG -0,033-0,430 MG -0,699
PG% A Duna esetében szignifikáns összefüggést találtunk a planktonikus fajok aránya (holt sejt arány elhanyagolható volt a mintákban) és az IPS index értékének a csökkenése között. 100 80 60 40 20 0-20 R 2 = 0,7983 0 1 2 3 4 5 Egy 70%-os arány már több, mint 3- mal csökkentheti az index értékét (természetesen fajtól függően, mert pl. a Discostella fajok nem, de pl. a Cyclotella meduane jelentősen csökkenti az IPS nagyságát). Csökkenés mértéke az IPS index értékében Az IPS index elsősorban a növényi tápanyagterhelésre és a szervesanyag terhelésre érzékeny, azonban kimutatható a hidromorfológiai beavatkozások hatása is (pl. tározók jelenléte), mert ha jelentősen megnő a planktonikus fajok aránya a mintában, akkor leromlik az index értéke.
KONKLÚZIÓ A kovaalga ökológiai guildek és a környezeti változók között csupán néhány esetben tapasztaltunk kapcsolatot, melyek sok esetben elhanyagolhatók voltak. A négy guild közül csak a low profile és a motile guildbe tartozó taxonok korreláltak az IPS-sel. Az IPS index jó korrelációt mutatott számos vizsgált környezeti változóval. A keresztszelvény vizsgálat esetén a guildek arányában jelentős különbségek mutatkoztak részben függve (a low profile és a high profile guildek esetében) az aljzat típusától; az IPS értékei között is megfigyeltünk kis eltéréseket egy keresztszelvény mentén. A vizsgálat rávilágított arra, hogy a mederanyag típusa fontos szerepet tölt be a kovaalga közösség kialakulásában. A keresztszelvény és a JDS3 vizsgálat eredményei sem erősítették meg a guildek és a változók közötti kapcsolatokat, számos esetben a szakirodalomban szerepeltekkel ellentétes eredményeket kaptunk. Kérdéses, hogy a guildek önmagukban valóban hasznos eszközei lehetnek-e a jövőben az ökológiai állapotértékelésnek. Nagy folyókban nem ajánlható. Az IPS index ugyan elsősorban a növényi tápanyagterhelésre és a szervesanyag terhelésre érzékeny, azonban nagysága összefüggést mutat egyes hidromorfológiai stresszorokkal is.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!