Zooplankton (Rotatoria, Crustacea: Cladocera, Copepoda) közösségek tér- és időbeli változásai, valamint vízminőséggel való kapcsolatuk az ócsai Turjánvidék vizeiben
Vad Csaba Ferenc Környezetbiológia, III. évf.
Témavezető:
Dr. Ács Éva
Bevezetés • Világszinten megnőtt a kisvizekre irányuló kutatások száma • Hazai sekély, kis kiterjedésű állóvizeinkről meglehetősen szegényes ökológiai ismeretekkel rendelkezünk • Tőzeglápok – Európa-szerte veszélyeztetett élőhelyek – Kevesebb mint 50%-uk élő láp (ezek is főleg északon)
• Magyarország: – Tőzegbányászat, lecsapolások → 60% eltűnt – Utótájak értékes másodlagos élőhelyek, de nehezen megközelíthetők – Ilyen másodlagos élőhely az ócsai Turjánvidék Öreg-turján nevű területe
Célkitűzések • Az ócsai Turjánvidékre jellemző különböző vizes élőhelyek zooplanktonjának minőségi és mennyiségi vizsgálata • Az együttesekben bekövetkező rövid- és hosszútávú (szezonális) változások figyelemmel követése • Összefüggések biotikus és abiotikus változókkal • Fitoplankton és fitobentosz vizsgálata • Napszakos előfordulási mintázatok - az ezeket kialakító háttérváltozók vizsgálata • Faunisztikai felmérés
Turjánvidék • Duna-Tisza közén hajdan kiterjedt lápos területek maradványa • Öreg-turján – Posztglaciális maradványláp – Fokozottan védett, Ramsari és Natura 2000 terület – Tőzegbányászat másodlagos növényzet
Fotó: Csörgő Tibor, 2000
Turjánvidék
• Nagyerdő – Kőrises égerláp – Asztatikus vízforgalom
Mintavételi helyek • Öreg-turján – 1-1 víztest a terület széli ill. belső részén – Állandó vízborítás
Ö2
Ö4
Mintavételi helyek • Nagyerdő – 2 nyíltabb vizes terület és egy növényállomány (Hottonia palustris) L3
L2
Szezonális mintázatok • Négyheti terepi mintavétel: – Háromszori ismétléssel vett 10 liter planktonminta, 1 literes átlátszó mérőedénnyel – Zavarosság, pH, vízhőmérséklet, vezetőképesség, oldott oxigén, fényellátottság, vízmélység, léghőmérséklet – 45 µm lyukbőségű planktonháló
• Labor: – NO3-N, NH3-N, PO4-P, összes oldott P, a-klorofill koncentráció – Sztereo- és fénymikroszkóp
Eredmények A környezeti változók egyes helyeken mért 2010 évi átlag- ill. minimumés maximumértékei: L1 pH Vezetőképeség (µS/cm) NO3-N (mg/l) NH4-N (mg/l) PO4-P (µg/l) Klorofill-a (µg/l) Zavarosság (NTU) DO (%)
L2
L3
Ö2
Ö4
7,3
7,5
7,4
7,2
7,1
(6,9 - 7,9)
(7,2 - 7,9)
(7,1 - 7,9)
(6,9 - 7,6)
(7,0 - 7,6)
1004,7
901,1
898,1
782,9
1082,0
(841 - 1469)
(759 - 997)
(767 - 1014)
(669 - 882)
(981 - 1278)
0,08
0,04
0,04
0,02
0,27
(0 - 0,31)
(0 - 0,16)
(0 - 0,11)
(0 - 0,04)
(0 - 0,75)
0,19
0,06
0,05
0,02
0,07
(0 - 0,765)
(0 - 0,151)
(0 - 0,14)
(0 - 0,07)
(0 - 0,35)
95,14
40,41
39,79
16,53
25,45
(124,45 - 448,15)
(35,58 - 114,47)
(38,11 - 111,11)
(17,52 - 80,67)
(23,06 - 79,63)
2,83
1,58
1,97
4,62
9,15
(0,1 - 10,9)
(0,38 - 5,16)
(0,2 - 6,6)
(0,38 - 14,09)
(0,68 - 18,50)
1,37
0,69
1,07
1,16
5,92
(0 - 11)
(0 - 2)
(0 - 2,9)
(0 - 4,2)
(0-22)
23,3
50,1
21
26,71
18,23
(9,3 - 43,5)
( 32,1 - 80,7)
(1,6 - 40,4)
(3,9 - 80,6)
(2,9 - 43,0)
Szezonális dinamika 1.0
• RDA Cret
Tavaszi fajegyüttesek
06.10. Aexi Dlon
N
Smuc Pped
T
Tdyb
PO4-P Csph 05.14.
Cbic
DO(%) Z pH
Sexs Mvir
07.12.
Eser
www.friendsofwarnhamlnr.org.uk
Aexc
Plae Seri 08.09. Maur Dcur
Bser 09.07. Svet Chl 10.07.
Dlan 03.17.
Tur
Vez
Mkup Cins Csta Ppop Cstr 04.14.
superstock.com
-1.0
Dbic
-1.0
1.0
nas.er.usgs.gov
Szezonális dinamika • RDA 1.0
Nyár eleji fajegyüttesek Cret
06.10. Aexi Dlon
N
Smuc Pped
T
Tdyb
PO4-P Csph 05.14.
Cbic
DO(%) Z pH
Sexs Mvir
07.12.
Eser
Aexc
Plae Seri 08.09. Maur Dcur
Bser 09.07. Svet Chl 10.07.
Dlan 03.17.
Tur
Vez
Mkup Cins Csta Ppop Cstr 04.14.
-1.0
Dbic
-1.0
1.0
Szezonális dinamika 1.0
• RDA Cret
Nyári-őszi fajegyüttesek
06.10. Aexi Dlon
N
Smuc Pped
T
Tdyb
PO4-P Csph 05.14.
Cbic
DO(%) Z pH
Sexs Mvir
07.12.
Eser
Aexc
Plae Seri 08.09. Maur Dcur
Bser 09.07. Svet Chl 10.07.
Dlan 03.17.
Tur
Vez
Mkup Cins Csta Ppop Cstr 04.14.
-1.0
Dbic
-1.0
1.0
Napszakos függőleges vándorlás – a zooplankton élőlényei a nap folyamán vándorolnak a különböző vízrétegek között – mély, rétegzett tavakban a jelenség jól ismert, számos vizsgálat célpontja – okai: elsődlegesen ragadozó-elkerülés és UV sugárzás, másodlagosan hőmérséklet, oxigén, táplálék – kevés az ismeretünk a sekély tavak esetében
publishing.cdlib.org
Napszakos horizontális vándorlás – a nyílt vízi zooplankton szervezetek az éjszaka során a növényzetbe vándorolnak – sekély tavakra jellemző jelenség – Okai: ragadozó-elkerülés, UV sugárzás
Napszakos mintázatok vizsgálata Mintavételi hely • Ö4 • alacsony oldott oxigén-koncentráció • 70 cm maximális mélység
Mintavétel • 2012. (07.19, 08.17., 09.11.) • három 24 órás periódus (napfelkelte, 13 h, naplemente, éjszaka)
Környezeti változók • oldott oxigén, hőmérséklet, vezetőképesség, pH • a-klorofill, fitoplankton • UV sugárzás
Zooplankton mintavétel • Függőleges mintázat – 3 különböző mélységből (0-20, 20-40, 40-60 cm) – átlátszó Van Dorn Palack (20 cm hosszú, 6.2 cm belső átmérőjű) – 3 ismétlés mélységenként • Horizontális mintázat – közvetlenül a parti növényzet mellett – nyílt vízben, 1 m távolságra a partmenti növényzettől
envcoglobal.com
Az oldott oxigén napszakos változása • max. 84.9 ± 3.0 % 6.9 ± 1.0 mg/l • anoxikus alsó rétegek • szinte teljesen elfogy az éjszaka során Oldott oxigén (%) 0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
Mélység (cm)
10 20 30 40 50 60
Napfelkelte Dél Naplemente Éjszaka
90
Az a-klorofill és a fitoplankton napszakos mintázatai A-klorofill koncentráció (µg/l) 0
20
40
60
80
100
0 10
Mélység (cm)
• az alsó rétegek felé növekvő konc. • napszakos maximum délután
20
Napfelkelte Dél Naplemente Éjszaka
30 40 50
• domináns fajok:
Spondylomorum quaternarium
60
Chlamydomonas spp.
Cryptomonas spp.
Zooplankton függőleges eloszlása • szinte kizárólag a felső 20 cm-es rétegben tartózkodnak • az alsó rétegekben elenyésző mennyiségű állat
Kisrák abundancia (egyed/l) 0
200
400
600
800
1000
Mélység (cm)
0 10 20 30
Napfelkelte Dél Naplemente Éjszaka
40 50 60
19.07. nyílt víz
Horizontális mintázatok
• vízinövényzetbe vándorlás az éjszaka során
Kisrák abundancia (egyed/l) 0
200
400
600
800
1000
0
Mélység (cm)
• napszakos abundancia maximumok napközben
10 20 30
Napfelkelte Dél Naplemente Éjszaka
40 50 60
vízinövényzet mellett
Kisrák abundancia (egyed/l) 0
200
400
600
800
1000
Mélység (cm)
0
http://www.nimfea.hu
lápi póc (Umbra krameri)
10 20 30
Napfelkelte Dél Naplemente Éjszaka
40 50 60
nyílt vízben
Napszakos függőleges vándorlás
• nem látványos a Ceriodaphnia fajoknál
100%
Daphnia (%)
• a Daphnia curvirostris fajnál volt szembetűnő
80% 60%
0-20 cm 20-40 cm
40%
40-60 cm
20%
• több hemoglobin → nagyobb oxigéntároló képesség
0%
Sunrise Noon Sunset Night Napfelkelte Dél Naplemente Éjjel
07.19.
Daphnia (%)
100% 80% 60%
0-20 cm 20-40 cm
40%
40-60 cm
20% 0%
Napfelkelte Dél Naplemente Éjjel Sunrise Noon Sunset Night
08.17. Daphnia curvirostris
Következtetések • Az abiotikus és biotikus környezeti tényezők látványos függőleges rétegzettségét figyelhettünk meg a sekély vízben • A fő limitáló faktor feltehetőleg az oxigén • A fitoplankton fordított rétegződésének fő oka valószínűleg a fenti rétegekben nagy számban található kisrákok általi kifalás, ill. annak elkerülése • Csak a nagytestű Daphnia-fajok esetében figyelhettünk meg vertikális vándorlást → feltehetőleg nagyobb oxigén tároló kapacitásuk miatt • A zooplankton horizontális eloszlása feltehetőleg hal és makrogerinctelen predációval magyarázható • Eredményeink szerint a vertikális mintavétel sekély vizek esetén is fontos lehet
Összefoglalás • Biotikus és abiotikus háttérváltozók kiértékelése minden helyre elkészült – a-klorofill és N-formák: oligotrófikus – P: a láperdő eutrófikus, az Öreg-turján mezotrófikus • fitobentosz és fitoplankton – diverz fajegyüttesek, jó vízminőség • Hosszútávú vizsgálatok: – kisrák fauna feltárása megtörtént – szezonális együttesek (2010) és ezek vízminőséggel való összefüggései láthatóvá váltak • Napszakos mintázatok: – a mintákat feldolgoztuk, eredmények kiértékelése folyamatban
Tudományos közlemények az értekezés témakörében Vad Cs. F., Horváth Zs., Kiss K. T., Ács É., Török J. K. & Forró L., 2012. Seasonal dynamics and composition of cladoceran and copepod assemblages in ponds of a Hungarian cutaway peatland. International Review of Hydrobiology (közlésre elfogadva), IF(2010)=1,48 Vad Cs. F. & Horváth Zs., 2010. Előzetes vizsgálatok az ócsai Nagyerdő területén található néhány kisvíz Cladocera és Copepoda együtteseiről. Hidrológiai Közlöny 90/6: 157159.
Nemzetközi konferenciák az értekezés témakörében Vad Cs. F., Horváth Zs., Péntek A. L., Tóth B., Kiss K. T., Ács É.: Diel distribution of microcrustaceans in a shallow, oxygen-poor peatland pond. Előadás, 1st Young Sientist’s Conference on the Occasion of the World Water Day, Poznań, 2012. március 22-23. Vad Cs. F.: Cladocerans and copepods in small water bodies of a cutaway peatland (Öregturján, Ócsa, Hungary): annual abundance and species composition. Előadás, Fresh Blood For Fresh Water – Young Aquatic Science, Lunz am See, 2010. július 2-4. Vad Cs. F., Török J. K., Forró L.: Seasonal dynamics and composition of microcrustacean assemblages (Cladocera, Copepoda) in various waterbodies of a cutaway peatland (Öreg-turján, Ócsa, Hungary). Poszter, 4th European Pond Conservation Network Conference, Berlin, 2010 június 1-4. Vad Cs. F., Horváth Zs.: Study on the microcrustacean assemblages of some temporal ponds in a Hungarian swamp (Nagyerdő, Ócsa). Poszter, Student Conference on Conservation Science (SCCS) 2010, Cambridge, 2010. március 23-25. Vad Cs. F.: Investigation of water quality and planktonic crustaceans in a relic wetland. Poszter, 2nd European Congress of Conservation Biology (ECCB), Prága, 2009. szeptember 1-5.
Hazai konferenciák az értekezés témakörében Vad Cs. F., Horváth Zs., Péntek A. L., Kiss K. T., Ács É.: Kisrákok napszakos eloszlási mintázata egy sekély, oxigénszegény lápban. Poszter, LIII. Hidrobiológus Napok konferencia, Tihany, 2011. október 5-7. Vad Cs. F., Horváth, Zs., Tóth, B., Kiss, K. T., Ács, É.: Kisrákok szezonális szukcessziójának vizsgálata egy égeres láperdő vizében. Poszter, VIII. Makroszkópikus Vízi Gerinctelenek Konferencia (MaViGe), Jósvafő, 2011. április 14-16. Vad Cs. F., Horváth, Zs.: Előzetes vizsgálatok az ócsai Nagyerdő területén található néhány kisvíz Cladocera és Copepoda együtteseiről. Poszter, LI. Hidrobiológus Napok, Tihany, 2009. szeptember 30-október 2.
Egyéb tudományos közlemények Vad Cs. F., Horváth Zs., Kiss K. T. & Ács É., 201X. Microcrustacean (Cladocera, Copepoda) communities in artificial lakes in the region of the North Hungarian Mountains, with special reference to the adventive species. Acta Zoologica Academiae Scientiarum Hungaricae (lektorálás alatt) Horváth Zs., Vad Cs. F., Vörös L., Boros E., 201X. Distribution and conservation status of fairy shrimps (Crustacea: Anostraca) in the astatic soda pans of the Carpathian Basin: the role of local and spatial factors. Journal of Limnology (lektorálás alatt) Horváth Zs., Ferenczi M., Móra A., Vad Cs. F., Ambrus A., Forró L., Szövényi G., Andrikovics S., 2012. Invertebrate food sources for waterbirds provided by the reconstructed wetland of Nyirkai-Hany, northwestern Hungary. Hydrobiologia (megjelenés alatt). IF(2010)=1.964, DOI: 10.1007/s10750-012-1170-5 Borza P., Czirok A., Deák Cs., Ficsór M., Horvai V., Horváth Zs., Juhász P., Kovács K., Szabó T. & Vad, Cs. F., 2011. Invasive mysids (Crustacea: Malacostraca: Mysida) in Hungary: distributions and dispersal mechanisms. North-Western Journal of Zoology 7 (2): 222-228. IF (2010)=0.659
Egyéb konferenciák Vad Cs. F., Horváth Zs., Kiss K. T., Ács É.: Kisrák közösségek (Cladocera, Copepoda) az Északi-középhegység mesterséges tavaiban. Előadás, EuLakes Országos Konferencia 2012, Veszprém, 2012. március 9. Horváth Zs., Vad Cs. F., Vörös L., Boros E.: Anostracans in the astatic soda pans of the Carpathian Basin. Előadás, 1st Young Sientist’s Conference on the Occasion of the World Water Day, Poznań, 2012. március 22-23. Horváth, Zs., Vad, Cs. F.: A Városligeti-tó rákfaunájának és kisrák együtteseinek (Copepoda, Cladocera) vizsgálata. Poszter, LI. Hidrobiológus Napok, Tihany, 2009. szeptember 30október 2.
Köszönetnyilvánítás
• Dr. Ács Éva témavezetőmnek • Társzerzőimnek • A mintavételezésben nyújtott segítségéért: Decsov Csabának, Éva Csabának, Lendvay Bertalannak, Mózner Dánielnek, Péntek Attilának, Rédei Richárdnak, Vad Ferencnek, Vad Zsoltnak
Köszönöm a figyelmet!
