Környezeti változások nyomai a hegyi tavakban

A kutatók megállapították, hogy Románia legnagyobb karszttavában drasztikus átalakulás zajlott le az elmúlt évtizedekben, amelyben olyan távoli tényezők is szerepet játszottak, mint a légköri szennyezés, a közlekedés és a műtrágyahasználat.

Az ELKH közleménye szerint a kovaalga-vizsgálatokat Buczkó Krisztina, az ELKH ÖK Duna-kutató Intézetének osztályvezetője végezte. Az eredmények értelmezéséhez román, cseh és angol kutatók méréseire is szükség volt, Magyarországról az ELTE és a Közszolgálati Egyetem munkatársai vettek még részt a munkában. A kutatás eredményeiről az ökológusok a Plos One című nemzetközi szakfolyóiratban számoltak be.
Az Ighiel-tó a Torockó-hegység déli részén, 940 méteres tengerszint feletti magasságban található.
A kutatók 2012-ben négy rövid (kevesebb mint egyméteres) és egy hosszú (hatméteres) fúrásmagot emeltek ki a tóból. A négy rövid fúrás közül az utolsó fúrásmagot a kutatócsoport nagy felbontású, részletes vizsgálatnak vetette alá. Számos paraméterét mérték, becsülték és elemezték a szakemberek: többek között az üledék szervesanyag-tartalmát, a kémiai elemeket, az üledék mágneses tulajdonságait és a szilícium-dioxid-vázú szervezeteket. Az üledék korát ólom- és céziumizotóp-méréssel állapították meg, eszerint az SC4 jelű egyméteres fúrás mintegy száz év történetét őrzi.

A kutatók annak érdekében, hogy oksági összefüggéseket találjanak az üledékben talált változásokkal, számos paraméter lehetséges hatását vizsgálták, például a meteorológiai adatokét. Történeti térképek segítségével megbecsülték egyebek mellett az erdős területek nagyságát, és adatokat kerestek az állattartás alakulásáról, beleértve a halgazdálkodást is. Emellett a nagy légkörzési rendszerek hatását is figyelembe vették.
Az eredmények alapján a vizsgált időszak elején (1920-1964) a tó kovaalgáinak összetételét elsősorban a csapadékosság határozta meg. A kutatócsoport által készített környezeti rekonstrukció egyezést mutat a mért meteorológiai paraméterekkel: bizonyítást nyert többek között, hogy szárazabb és nedvesebb évek hogyan váltották egymást. Megfigyelhetőek továbbá a tó partjáról érkező bemosódások nyomai. A kovaalga-közösség pedig nagyjából tiszta vizet és stabil körülményeket jelez annak ellenére, hogy az áradások időről-időre jelentős mennyiségű anyagot mostak be a tóba.
A hetvenes évek elején ez a ritmus átalakul: mind a fajösszetétel, mind a közösség szerkezete megváltozik. Maga az üledék is más képet mutat: a korábban finoman rétegzett anyag egyneművé válik. Az üledékminták bizonyítják, hogy a nyílt vízben egyre több kovaalga él, vagyis kezdetét veszi az algásodás okozta vízminőség romlás. Ez a váltás időben egybeesik az erdőborítás csökkenésével és a haltelepítéssel.
A kutatók azt találták, hogy a nyolcvanas évek végétől teljesen más az üledékben megőrzött kovaalgák összetétele: már nem a parti övben és a tó fenekén élő formák uralkodnak, hanem a nyílt vízben lebegő fajok válnak tömegessé. Jellemző és tömeges az Asterionella formosa nevű kovaalga, aminek a neve arra utal, hogy a sejtek csillagszerűen össezkapcsolódnak, ezzel segítve elő a lebegő életformát, lassítva a kiülepedést. Az Asterionella formosa egyeduralma azonban megtörik: a kétezres évek elején újabb, nagyon gyors és drasztikus átalakulás volt észlelhető: ekkor apró, kerek, sugaras szimmetriájú kovaalga fajok váltak meghatározóvá a vízben.
„A mostani adatok sajnos egyezést mutatnak a régió más tavaiban végzett hasonló elemzésekkel. Előbb az Asterionella formosa, azután a kerek, apró kovaalgák szaporodnak el a hegyi és arktikus területek tavaiban. A Föld északi féltekéjének felszíni vizeiben hasonlóan drasztikus változások figyelhetők meg: a tavak jelentős részében a mikroszkopikus élővilág teljes átalakulása ment végbe, mindössze néhány évtized alatt” – hívják fel a figyelmet a kutatásban, amely szerint az okok között szerepel a tájhasználat változása, vagyis a lokális hatások szerepe is. A kutatók ugyanakkor úgy vélik, ha a tavak nagy időbeli egybeeséssel ennyire hasonló választ adnak, akkor „globális” okokat kell keresni.
„Az Ighiel-tó esetében a nagy légkörzési ciklusok, például az AMO (North Atlantic Multidecadal Oscillation) hatása is érvényesülhet. Az elemzés és a nemzetközi összehasonlítások szerint azonban a légkörből kiülepedő nitrogén az, ami alapvetően átalakítja a vízi világot, ezért pedig leginkább a légköri szennyezés, a közlekedés és a műtrágyahasználat a felelős” – állapítják meg.
A vizsgálat összefoglalása szerint az Ighiel-tóból kiemelt üledékmag elemzése bizonyítékokat szolgáltat a tájhasználat változásait illetően (erdőirtás, legeltetés, építkezések), de kimutatja a légköri ciklusok (NAO) szerepét is a tavi folyamatokban.
Az üledék elemzése során a legdrasztikusabb változás a kovaalga-közösség összetételében mutatkozott: az 1980-as évektől két lépésben teljesen átalakult ez a közösség, a folyamatban pedig meghatározó szerepe lehetett a légkörből kiülepedő nitrogéntartalmú anyagoknak.
„Most szembesülünk azzal, hogy milyen következményekkel járt a növekvő műtrágyahasználat a hegyi tavak élővilágára nézve” – mutatnak rá a kutatók.
A beszámoló szerint ez a vizsgálat az ÖK Duna-kutató Intézetének egyik új kutatási irányához kapcsolódik, melynek célja a Kárpát-medence tavainak hosszabb távú vizsgálata. A fúrásmagok elemzése lehetőséget ad arra, hogy akár több évszázadra, vagy évezredre visszamenőleg tanulmányozzuk a vizekben zajló folyamatokat, abban az időszakban, amikor még nem voltak műszeres mérések.