A sekély Pátkai-tározó ökológiai állapotváltozásainak nyomon követése az üledék árvaszúnyog-fauna (Diptera: Chironomidae) vizsgálata alapján

Eszter  Tombor; Zoltán Szabó; Zoltán Szalai; István Kóbor; Enikő Magyari; János Korponai

doi:10.59258/hk.16460

Tombor Eszter ELTE TTK Környezettudományi Doktori Iskola Környezeti Földtudomány Program https://orcid.org/0009-0008-7822-1002
Szabó Zoltán Tolna Vármegyei Kormányhivatal Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Hulladékgazdálkodási Főosztálya https://orcid.org/0000-0002-0899-2214
Szalai Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Földrajztudományi Intézet https://orcid.org/0000-0001-5267-411X
Kóbor István Közép-dunántúli Vízügyi Igazgatóság
Magyari Enikő ELTE Környezet- és Tájföldrajzi Tanszék https://orcid.org/0000-0002-2844-8937
Korponai János Nemzeti Közszolgálati Egyetem, Víztudományi Kar, 6500 Baja, Bajcsy-Zsilinszky utca 12-14. https://orcid.org/0000-0003-0211-192X

Kulcsszavak: Árvaszúnyog, víztározó, Velencei-tó, eutrofizáció, Pátka, humán hatás

Absztrakt

A Pátkai-tározót 1975-ben alakították ki a Velencei-tó vízellátásának szabályozására, de másodlagosan horgász-, illetve jóléti tóként is hasznosítják. A vízminőség a 90-es évektől drasztikusan leromlott valószínűsíthetően a mederkotrások elmaradása és a horgászok által vízbe szórt etetőanyag miatt, ezért a tározó csak korlátozottan alkalmas a Velencei-tó vízpótlására. Az Éghajlatváltozás Multidiszciplináris Nemzeti Laboratórium anyagi támogatásával megvalósuló projekt (RRF-2.3.1.-21-2022-00014) keretén belül a Közép-dunántúli Vízügyi Igazgatóság (KDTVIZIG) vízminőség javítását és algavirágzások visszaszorítását célzó terveinek megalkotásához szeretnénk hozzájárulni a tározóból vett rövid (54 cm) üledékfurat árvaszúnyog-faunájának vizsgálatával. A fauna nagy felbontású vizsgálatával feltárhatjuk a vízminőség időbeli alakulását és a tározó életének eddigi állomásait (leeresztés, algavirágzások). Az elemzés során mértük az üledék a-klorofill tartalmát (SPDU) és egyéb geokémiai változóit (TOC: összes szerves széntartalom, TbN: összes kötött nitrogéntartalom, C/N arány) is. A tározó árvaszúnyog-közösségének időbeli alakulását vizsgálva 3 zónát tudtunk elkülöníteni: a legalsó zóna faunája a tározó 1992-es leeresztésével és 1994-es visszatöltésével járó jelentős vízszintváltozásokat jelzi; a középső zónát jó oxigénellátottságot, de már mezotróf-eutróf viszonyokat jelző taxonok jellemzik; a legfelső zónát az oxigénhiányos állapotot és az eutróf-hipertróf közeget toleráló taxonok uralják. A futtatott főkomponens-analízis (PCA) egyes tengelye mentén a fajok trofitási tolerancia és oxigénigény alapján is elváltak. A vizsgált geokémiai változók közül a TOC, a TbN és az SPDU növekvő tendenciájú változása planktonikus eutrofizálódást jelezhet, amit a területileg illetékes vízügyi igazgatóság vízminőség-feltáró vizsgálatai is kimutattak. Eredményeink alapján a fauna átalakulásának fontos befolyásolói a különböző eredetű tápanyagdúsulások és a tározó 1992-es leeresztése. A Víz Keretirányelv alapján is jó minősítésű víz kiemelt fontosságú a tározóban, hiszen nemzetközi szinten is fontos nagytavunk, a Velencei-tó vízpótlásának szükségessége az elmúlt években szinte kivétel nélkül felmerült. Az árvaszúnyog-fauna összetétele alapján a vízminőség javítása feltétlen indokolt, mely a horgászat ésszerű keretek közt tartásával, a meder kotrásával, valamint a befolyó Császár-víz vízhozamának növelésével érhető el.

Szerző életrajzok

Tombor Eszter, ELTE TTK Környezettudományi Doktori Iskola Környezeti Földtudomány Program

TOMBOR ESZTER okleveles geográfus, MSc diplomáját 2017-ben szerezte az Eötvös Loránd Tudományegyetemen. 2021-től az ELTE TTK Környezettudományi Doktori Iskola Környezeti Földtudomány Programjának hallgatója, kutatási témája magashegyi tavak rövid üledékfuratainak árvaszúnyog- és pollenanalízise, illetve az emberi hatások kimutatása geokémiai analízis és az árvaszúnyog-fauna változásai alapján. 2022 óta az Éghajlatváltozás Multidiszciplináris Nemzeti Laboratórium RRF-2.3.1.-21-2022-00014 projektjének munkatársa.

Szabó Zoltán, Tolna Vármegyei Kormányhivatal Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Hulladékgazdálkodási Főosztálya

SZABÓ ZOLTÁN okleveles geográfus, doktorjelölt, MSc diplomáját az ELTE TTK Környezet-és tájföldrajzi tanszékén szerezte 2018-ban. 2018-2022 között az ELTE TTK Földtudományi Doktori Iskolájának hallgatója. Doktori témája: Árvaszúnyog-alapú őskörnyezet és paleoklíma rekonstrukció a Kárpáti Régióban. 2023 márciusáig az ELTE TTK Környezet-és Tájföldrajzi Tanszékén dolgozott mint egyetemi tanársegéd. Jelenleg a Tolna Vármegyei Kormányhivatal Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Hulladékgazdálkodási Főosztályon dolgozik környezetvédelmi szakügyintézőként. 2019 óta tagja a Magyar Hidrológiai Társaságnak.

Szalai Zoltán, Eötvös Loránd Tudományegyetem Földrajztudományi Intézet

SZALAI ZOLTÁN okleveles biológia-földrajz szakos tanár az Eötvös Loránd Tudományegyetem habilitált egyetemi docense, illetve a HUN-REN CSFK Földrajtudományi Intézet tudományos munkatársa és kutatócsoport-vezetője. Elsődleges szakterületei a környezeti földtudományok és a geoökológia, főbb kutatási területei az emberi tevékenységek táji léptékű hatásai, a talajerózió, a talaj szervesanyag-tartalmának stabilizálódása és a szerves mikroszennyezők talajban történő megkötődése

Kóbor István, Közép-dunántúli Vízügyi Igazgatóság

KÓBOR ISTVÁN okleveles biológia-kémia szakos tanár, a Közép-dunántúli Vízügyi Igazgatóság laborvezetője, elsődlegesen tavak (Balaton, Velencei-tó), tározók és vízfolyások vizsgálatával foglalkozik. Legfontosabb feladatai folyamatos online monitoring rendszerek üzemeltetése és fejlesztése, tápanyagterhelési mérleg készítése, eutrofizációs folyamatok, algásodás vizsgálata. Szakterülete az algológia, a tavi tápanyagforgalmi viszonyok és a tápanyagterhelés.

Magyari Enikő, ELTE Környezet- és Tájföldrajzi Tanszék

MAGYARI ENIKŐ egyetemi tanár az ELTE Környezet- és Tájföldrajzi Tanszékén, illetve tudományos tanácsadó az ELKH-MTM-ELTE Paleontológiai Kutatócsoportban. Az Őskörnyezet- és Klímaváltozás Kutatócsoport és az Éghajlatváltozás Multidiszciplináris Nemzeti Laboratórium RRF-2.3.1.-21-2022-00014 alprojektjének vezetője. 2023 decemberéig tanszékvezető pozícióban dolgozott. Fő kutatási területei a pollen alapú vegetáció- és paleoklíma rekonstrukciók paleoökológiai módszerekkel Közép- és Délkelet Európában az elmúlt 30 ezer évre, a holocén és későglaciális vegetációdinamika, valamint paleogenetika.

Korponai János, Nemzeti Közszolgálati Egyetem, Víztudományi Kar, 6500 Baja, Bajcsy-Zsilinszky utca 12-14.

KORPONAI JÁNOS okleveles biológus (Kossuth Lajos Tudományegyetem, 1987), a Nemzeti Közszolgálati Egyetem Vízellátási és Csatornázási Tanszékének egyetemi docense. Mikroszkopikus rákok és azok maradványai alapján neo- és paleolimnológiai kutatásokat végez. Kutatásai központi témája a planktonrákok szerepének, trofikus kapcsolatainak vizsgálata vízi ökoszisztémákban, valamint az ökoszisztémák rövid- és hosszútávú változásainak elemzése. Az Éghajlatváltozás Multidiszciplináris Nemzeti Laboratórium RRF-2.3.1.-21-2022-00014 projektjének munkatársa. 1983 óta a Hidrológiai Társaság tagja

Hivatkozások

Ali, A., Frouz, J., Lobinske, R.J. (2002). Spatio-temporal effects of selected physico-chemical variables of water, algae and sediment chemistry on the larval community of nuisance Chironomidae (Diptera) in a natural and a man-made lake in central Florida. Hydrobiologia 470, 181-193. https://doi.org/10.1023/A:1015696615939

Andersen, T., Sæther O.A., Cranston, P.S., Epler, J.H. (2013). The larvae of Orthocladiinae (Diptera: Chironomidae) of the Holarctic Region – Keys and diagnoses. In: Andersen, T., Sæther, O. A., Cranston, P. S., Epler, J. H. (eds). Chironomidae of the Holarctic Region. Keys and diagnoses. Larvae. Insect Systematics & Evolution, Suppl. 66. pp. 189-386.

Berczik Á. (1957). Chironomidák, és a tótípustan néhány hazai kérdése [Chironomiden und einige heimische Fragen der Seetypenlehre]. Állattani Közlemények 46/1-2. pp. 33-41.

Birks, H.J.B., Line, J.M. (1992). The use of rarefaction analysis for estimating palynological richness from Quaternary pollen-analytical data, The Holocene 2. pp. 1-10. https://doi.org/10.1177/095968369200200101

Brodersen, K.P., Odgaard, B.V., Vestergaard, O., Anderson, N.J. (2001). Chironomid stratigraphy in the shallow and eutrophic Lake Søbygaard, Denmark: chironomid–macrophyte co‐occurrence. Freshwater Biology 46(2). pp. 253-267. https://doi.org/10.1046/j.1365-2427.2001.00652.x

Brodersen, K.P., Quinlan, R. (2006). Midges as palaeoindicators of lake productivity, eutrophication and hypolimnetic oxygen. Quatanary Science Review 25 (15-16). pp. 1995-2012. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2005.03.020

Brodersen, K., Lindegaard, C. (1999). Classification, assessment and trophic reconstruction of Danish lakes using chironomids. Freshwater Biology, 42. pp. 143-157. https://doi.org/10.1046/j.1365-2427.1999.00457.x

Brooks, S.J., Langdon, P.G., Heiri, O. (2007). The Identification and Use of Palaearctic Chironomidae Larvae in Palaeoecology. QRA Technical Guide No. 10. Quaternary Research Association, London. https://doi.org/10.1007/s10933-007-9191-1

Csabai Z., Móra A., Müller Z., Dévai Gy. (2001). Az Aqualex mintavételi hatékonyságának elemzése. Hidrológiai Közlöny 81/5-6. pp. 337-338.

Csépes E., Móra A., Aranyné Rózsavári A., Bancsi I., Kovács P. (2007). A Kiskörei-tározó Sarudi- és Poroszlói medencéiben végzett üledék-vizsgálatok árvaszúnyog (Chironomidae) együttesekre vonatkozó faunisztikai eredményei. Hidrológiai Közlöny 87/6. pp. 61–63.

Csépes E., Tóth M., Móra A. (2012). The chironomid fauna of the reservoir Kiskörei-tározó (Diptera: Chironomidae). Acta Biologica Debrecina Supplementum Oecologica Hungarica 27. pp. 15-26.

Csépes E., Berényi Á., Teszárné Nagy M. (2013). A Kiskörei-tározó növényzet közötti árvaszúnyog faunájának (Diptera: Chironomidae) változása az elmúlt évek szélsőséges tiszai vízjárásának következtében. Hidrológiai Közlöny, 93. 5-6. pp. 23-26.

Dearing, J., Wang, R., Zhang, K., Dyke, J., Haberl, H., Hossain, S., Langdon, P., Lenton, T., Raworth, K., Brown, S., Carstensen, J., Cole, M., Cornell, S., Dawson, T., Doncaster, P., Eigenbrod, F., Flörke, M., Jeffers, E., Mackay, A., Nykvist, B., Poppy, G. (2014). Safe and just operating spaces for regional social-ecological systems. Glob. Environ. Chang. 28. pp. 227-238. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2014.06.012

Eggermont, H., Heiri, O. (2012). The chironomid-temperature relationship: expression in nature and palaeoenvironmental implications. Biol. Rev. 87 (2), pp. 430-456. https://doi.org/10.1111/j.1469-185X.2011.00206.x

Gábris Gy. (2022). A folyóvíz felszínalakító tevékenysége Magyarországon. Kiadó: Dr. Kacskovics Imre, az ELTE Természettudományi Kar dékánja, 1117 Budapest, Pázmány Péter stny. 1/A. p.183.

Gandouin, E., Franquet, E. (2002). Late Glacial and Holocene chironomid assemblages in Lac Long Inférieur (southern France, 2090 m): palaeoenvironmental and palaeoclimatic implications. Journal of Paleolimnology 28(3). pp. 317-328. https://doi.org/10.1023/A:1021690122999

Gannon, J. E. (1971). Two counting cells for the enumeration of zooplankton microcrustacea. Transaction of the American Microscopical Society 90. pp. 486-490. https://doi.org/10.2307/3225467

Gee, G.W., Bauder, J.W. (1986). Particle size analysis. In: Klute (szerk.): Methods for soil analyses. Part 1. (2nd ed.) Agron. Monogr. Vol 9. pp. 383-411. ASA and SSSA, Madison, WI. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.1.2ed.c15

Giesecke, T., Ammann, B., Brande, A. (2014). Palynological richness and evenness: insights from the taxa accumulation curve, Vegetation History and Archaeobotany 23. pp. 217-228. https://doi.org/10.1007/s00334-014-0435-5

Grimm, E.C. (1987). CONISS: A FORTRAN 77 Program for Stratigraphically Constrained Cluster Analysis by the Method of the Incremental Sum of Squares. Computer and Geosciences, 13. pp. 13-35. https://doi.org/10.1016/0098-3004(87)90022-7

Haliuc, A., Buczkó K., Hutchinson, S., Ács É., Magyari E., Korponai J., Begy, R., Vasilache, D., Zak, M., Veres D. (2020). Climate and land-use as the main drivers of recent environmental change in a mid-altitude mountain lake, Romanian Carpathians. PLoS One 15. pp. 1-29. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239209

Heiri, O., Lotter, A.F. (2010). How does taxonomic resolution affect chironomid-based temperature reconstruction? Journal of Paleolomnology 44 (2). pp. 589-601. https://doi.org/10.1007/s10933-010-9439-z

Holmes, N. (2014). Chironomid analysis: background, methods and geomorphological applications. Geomorphological Techniques 1 (3). pp. 1-12.

KDTVIZIG (2023) A Közép-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság (KDTVIZIG) honlapján közzétett vízmérlegek (1986-2021), http://www.kdtvizig.hu/kozep-dunantuli/vizgazdalkodas-vizszolgaltatas/csatolmanyok/velencei-to-vizmerleg

Kék Bolygó Alapítvány (2022). Javaslat a Velencei-tó fenntartható vízpótlására, Vízpótlási lehetőségek a tó víz használati feltételeinek biztosítására az időjárási szélsőségek, a területi és vízhasználati változások függvényében. A Kék Bolygó Alapívány által felkért munkacsoport. p. 36.

Kucserka T., Tátrai I., György Á.I. (2008). Makrozoobentosz tér- és időbeli eloszlása, valamint mennyiségi viszonyai a Kis-Balaton Tározó Major-taván [The spatial and temporaldistribution of macrozoobenthos and itsquantitativecharacteristics in Lake Major at Kis-Balaton Reservoir] – Hidrológiai Közlöny 88/6. pp. 118–120.

Langdon, P.G., Ruiz, Z.O.E., Brodersen, K.P., Foster, I.D. (2006). Assessing lake eutrophication using chironomids: understanding the nature of community response in different lake type. Freshwater Biology 51(3). pp. 562-577. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2005.01500.x

Legendre, P., Gallagher, E.D. (2001). Ecologically Meaningful Transformations for Ordination of Species Data. (September 2000). pp. 271-280. https://doi.org/10.1007/s004420100716

Luoto, T.P., Nevalainen, L. (2015). Climate-forced patterns in midge feeding guilds. Hydrobiologia 742 (1). pp. 141-152. https://doi.org/10.1007/s10750-014-1973-7

Madarász B., Jakab G., Szalai Z., Juhos K. (2012). Lézeres szemcseösszetétel elemzés néhány előkészítő eljárásának vizsgálata nagy szervesanyag-tartalmú talajokon. Agrokémia és Talajtan 61:(2.). pp. 381-398. https://doi.org/10.1556/agrokem.60.2012.2.11

Magyari E. (2015). A Kárpát-medence és DK-Európa késő pleniglaciális és holocén vegetációfejlődése különös tekintettel a gyors felmelegedési és lehűlési hullámokra mutatott vegetációs válaszokra. MTA doktori értekezés. Budapest. p.176.

McCave, N., Syvitski, J.P.M. (1991). Principles and methods of geological particle size analysis. In: Syvitski, J. P. M. (Eds.): Principles, methods and appplication od particle size analyses. Cambridge University Press, Cambridge. pp. 3-22. https://doi.org/10.1017/CBO9780511626142.003

Méhes N., Harangi S., Kundrá T., Korponai J. (2017). Nyugat-magyarországi tavak és víztározók árvaszúnyog (Diptera, Chironomidae) együtteseinek felmérése az üledékben megőrződött maradványok alapján. In: XIII. Makroszkopikus Vízi Gerinctelenek Kutatási Konferencia és Szakmai Találkozó (MaViGe) (2017). Program és kivonatok, szerkesztő: Móra Arnold, Pécs.

Moller Pillot, H.K.M. (2013). HKM Chironomidae Larvae of the Netherlands and Adjacent Lowlands. Biology and Ecology of the aquatic Orhocladiinae. KNNV Publishing, Zeist. p. 270.

Nagy B., Andrikovics S. (2006). Vízi gerinctelenek minőségi és mennyiségi változásairól egy gyakori természetvédelmi beavatkozás során (Szalajka-patak, BNP). In: III. Makroszkopikus Víz Gerinctelenek Kutatási Konferencia (MaViGe) (2006). Programfüzet, szerkesztő: Dr. Oertel Nándor, Göd.

OVF (2020). Az Országos Vízügyi Főigazgatóság által közreadott Vízgyűjtő-gazdálkodási Tervek Duna részvízgyűjtőre vonatkoztatott adatai - https://vizeink.hu

Papas, P. (2007). Effect of macrophytes on aquatic invertebrates – a literature review. Freshwater Ecology, Arthur Rylah Institute for Environmental Research, Technical Report Series No. 158, Department of Sustainability and Environment, Melbourne; Melbourne Water, Melbourne, Victoria. p. 30. https://doi.org/10.13140/2.1.1176.0327

Paterson, G.C., Fernando, C.H. (1970). Benthic Fauna Colonization of a New Reservoir with Particular Reference to the Chironomidae. Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 27(2). pp. 213-232. https://doi.org/10.1139/f70-030

Perdue, M., Koprivnjak, J. (2007). Using the C/N ratio to estimate terrigenous inputs of organic matter to aquatic environments, Estuarine, Coastal and Shelf Science Volume 73, Issues 1-2. pp. 65-72. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2006.12.021

Podani J. (1997). Bevezetés a többváltozós biológiai adatfeltárás rejtelmeibe, Scientia Kiadó, Budapest, pp. 211-219.

Smol, J.P., Birks, H.J.B., Last, W.M. (Eds.) (2001). Tracking Environmental Changes Using Lakes Sediments. Kluwer, Dordrecht. pp. 43-66. https://doi.org/10.1007/0-306-47671-1

Szabó Z., Buczkó K., Haliuc A., Pál I., Korponai J., Begy R., Veres D., Luoto T., Zsigmond A., Magyari E. (2020). Ecosystem shift of a mountain lake under climate and human pressure: A move out from the safe operating space. Sci. Total Environ. 743. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140584

Szító A. (1997). Prognózis az üledékfauna szerepére és jelentőségére a Kis-Balaton II. ütem védőrendszerében. Hidrológiai Közlöny, 77/1-2. pp. 50-51.

Szító A. (1999). Hínár növényeken élő árvaszúnyog fajok szezonális dinamikája és indikátor szerepe a Kis-Balaton Védőrendszer II. ütemében. Hidrológiai Közlöny, 79/6. pp. 378-380.

Taylor, K.J., Potito, A.P., Beilman, D.W., Ghilardi, B., O'Connell, M. (2013). Palaeolimnological impacts of early prehistoric farming at Lough Dargan, County Sligo, Ireland. J. Archaeol. Sci. 40 (8). pp. 3212-3221. https://doi.org/10.1016/j.jas.2013.04.002

Tessier, C., Cattaneo, A., Pinel-Alloul, B., Hudon, C., Borcard, D. (2008): Invertebrate communities and epiphytic biomass associated with metaphyton and emergent and submergent macrophytes in a large river. Aquat. Sci. 70: 10-20. https://doi.org/10.1007/s00027-007-0920-3

Tóth M., Móra A., Dévai Gy. (2008). A fitálhoz kötődő árvaszúnyoglárva-együttesek (Diptera: Chironomidae) összetételének alakulása közvetlen zavarás hatására. Hidrológiai Közlöny, 88/6. pp. 211-214.

Valerio, G., Pilotti, M., Barontini, S., Leoni, B. (2015). Sensitivity of the multiannual thermal dynamics of a deep pre-alpine lake to climatic change. Hydrol. Process. 29. pp. 767-779. https://doi.org/10.1002/hyp.10183

Vallentyne, J.R. (1955). Sedimentary chlorophyll determination as a paleobotanical method. Canadian Journal of Botany, 33(4). pp. 304-313. https://doi.org/10.1139/b55-026

VGT3 (2020). Jelentős vízgazdálkodási kérdések 1-14-Velencei-tó vízgyűjtő-gazdálkodási alegység, Vitaanyag, Székesfehérvár.

Wang, R., Dearing, J.A., Langdon, P.G., Zhang, E., Yang, X., Dakos, V., Scheffer, M., (2012). Flickering gives early warning signals of a critical transition to a eutrophic lake state. Nature 492 (7429). pp. 419-422. https://doi.org/10.1038/nature11655

Wolfe, A.P., Baron, S.J., Cornett, R.J. (2001). Anthropogenic nitrogen deposition induces rapid ecological changes in alpine lakes of the Colorado Front Range (USA), Journal of Paleolimnology 25. pp. 1-7. https://doi.org/10.1023/A:1008129509322

Internetes letöltések:

https://sokszinuvidek.24.hu/viragzo-videkunk/2024/01/26/remalomma-valt-a-patkai-viztarozo-tortenete-leuritik-es-lehalasszak-a-tavat/

https://444.hu/2021/10/07/olyan-rossz-minosegunek-bizonyult-a-patkai-tarozo-vize-hogy-nem-lehet-beleengedni-a-velencei-toba

https://www.staff.ncl.ac.uk/stephen.juggins/software/C2Home.htm

https://chrono.qub.ac.uk/psimpoll/psimpoll.html

https://geocaching.hu/poi.geo?id=17204

https://earth.google.com/web/