Alkalmazhatóak-e a kovaalga

ökológiai guildek az ökológiai

állapot becslésére a Duna

esetében?

Trábert Zsuzsa

Kiss K. Tihamér, Tóth Bence, Ács Éva

Szombathely, 2015. július 01. XXXIII. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉS

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

•‘High’ profile guild: nagy tápanyag-tartalom, kis vízsebesség •‘Planktic’ guild: lentikus környezet

•‘Low’ profile guild: kis tápanyag-tartalom, nagy vízsebesség

www.plingfactory.de/Science

•‘Motile’ guild: nagy tápanyag-

tartalom, vízsebesség ?

IPS=Index of Pollution Sensitivity=

az egyes taxonok relatív mennyiségéből és a taxonok ökológiai jellemzőiből számított

index

Anyag és módszer

1. A Duna gödi szakaszának (1672 fkm) litorális régiójában, három éven keresztüli

mintavétel (2010-2012).

2. A Duna gödi keresztszelvényében,

3 mintavétel/3 év (2012, 2013, 2014).

Mintavétel:

2012.05.23 6 minta eltérő

vízmélységből, különböző

mederanyagról (kő, homok és iszap)

2013.05.13. 5 minta eltérő

vízmélységből, de azonos típusú

mederanyagról (kő)

2014.05.26. 4 + 5 minta (homok és

iszap is; csak kő)

R3R5

L5

L3

L1

R1

R1

L3

L5R5R3

L1

R3R5

L5

L3

L1

R1

R1

L3

L5R5R3

L1

R1 R3 L5 L3 L1

Anyag és módszer 3. Kagylóhéjakon végzett kísérlet

- 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.

4. Joint Danube Survey 2013 (JDS3)

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)

Főkomponens-elemzés a vegetációperiódusban a domináns fajok alapján

• IPS index alapján a „jó” és

„nem jó” minősítésű minták jól

elkülönültek

• a minták csoportosulása

szignifikáns korrelációt mutat a

fajok és a PO4-P koncentrációja

között

IPS – „jó” vízminőség

IPS – nem éri el a „jó” vízminőséget

EREDMÉNYEK I. 3 ÉVES PERIÓDUSÚ VIZSGÁLAT

• a guildek alkalmazásakor nem

tapasztaltuk a „jó” és „nem jó”

minősítésű minták egyértelmű

elkülönülését

EREDMÉNYEK I. 3 ÉVES PERIÓDUSÚ VIZSGÁLAT

IPS – nem éri el a „jó” vízminőséget

IPS – „jó” vízminőség

Főkomponens-elemzés a vegetációperiódusban a guildek

aránya (rel. abund.) alapján

IPS

PCA a környezeti változók és az IPS, ill. a környezeti

változók és a guildek között

Pearson-féle korrelációs együttható (r)

az IPS és a guildek, ill. a változók között:

IPS-HPG r=(-0,059)

IPS-LPG r=0,489

IPS-MG r=(-0,429)

IPS-PG r=0,076

IPS-hőm.(T) r=(-0,391)

HPG-T r=(-0,239)

LPG-T r=(-0,051)

MG-T r=(-0,036)

PG-T r=0,235

IPS-PO4-P r=(-0,308)

HPG-PO4-P r=(-0,047)

LPG-PO4-P r=(-0,112)

MG-PO4-P r=0,494

PG-PO4-P r=(-0,574)

IPS-NO3-N r=0,277

HPG-NO3-N r=0,127

LPG-NO3-N r=0,052

MG-NO3-N r=0,075

PG-NO3-N r=(-0,228)

2012

2012 2012 2012

2013 2013

2013

2013

2014

2014

2014

2014

0

20

40

60

80

100

120

140

160

HPG LPG MG PG

Az ökológiai guildek CV% értékei a keresztszelvény mentén a

vizsgált 3 évben

Vari

áció

s k

oeff

icie

ns (

CV

%)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

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

A mintavétel pontjai különböző vízmélységekben (m) a Duna felsőgödi

keresztszelvény mentén 2012-2014-ben

Az ö

ko

lóg

iai g

uild

ek

re

latí

v a

bu

nd

an

cia

ért

ék

ei

(%)

8

10

12

14

16

18

20

IPS

in

de

x

HPG LPG MG PG IPS

EREDMÉNYEK II. KERESZTSZELVÉNY VIZSGÁLATOK

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.

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.

0

20

40

60

80

100

HPG LPG MG PG

A g

uild

ek

re

latí

v a

bu

nd

an

ciá

ja (

%)

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

EREDMÉNYEK III. Kagylóhéjakon végzett vizsgálat

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.

Az ökológiai guildek relatív abundanciájának változása a Duna mentén a

torkolat felé haladva (2013. aug. 15 - szept. 10.)

EREDMÉNYEK IV. JDS3

Mintavételi helyek a Dunán a torkolat felé haladva

Az ö

ko

lóg

iai g

uil

de

k r

ela

tív a

bu

nd

an

ciá

ja (

%)

IPS

JDS CTRQ

Axis 1

543210-1-2-3-4-5

Axis

2

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

-5

185

219

164

135

24

103

14

288

8

114

88

134

23

113

108

101

121

99

PG

T water

Flow

MG

CondTotal N

HPG

IPS

LPG

Suspended Solidschll a

Total P

pH

DO satDO conc

Szignifikáns kapcsolatot (Pearson-

korrreláció) mutattunk ki a következők

között:

IPS – LPG, HPG, PG

LPG – PG, IPS, (HPG)

HPG – IPS, (PG)

MG – PG

PG – PG, LPG, (HPG), MG

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

Pearson-korrelációs együttható értékei a

metrikák között

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.)

R2 = 0,7983

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5

Csökkenés mértéke az IPS index értékében

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.

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).

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!