Mire véljük, ha zöldes trutymó jelenik meg kedvenc tavunk felszínén? Mi köze mindennek a Balaton vízállásához? És mit szólnak mindehhez a halak? Cianobaktériumok, zöldalgák és kovamoszatok a tófenéken, a vízben, a felszínen és a parti köveken: Vörös Lajos ökológus, az ÖK Balatoni Limnológiai Intézet kutatójának összefoglaló írása.
A Balaton, ahogy minden más nagy tó életében alapvető szerepet játszanak az algák. Fotoszintézisük révén termelt szerves anyagok biztosítják a tavi ökológiai rendszer energetikai alapját, ezért végső soron a tóban termett halak mennyisége is az algák függvénye. A Balaton algáinak egy része a vízoszlopban lebegve él, mások pedig a tófenék felszínét népesítik be. Utóbbiak nem képesek lebegésre, ha erőteljes hullámzás hatására bekerülnek a vízoszlopba, onnan hamar kiülepednek. A tó algáinak egy harmadik csoportja a parti kövekre, nádszálakra tapadva él, vagy a déli part sekély néhány deciméteres vizét népesíti be látványos szövedéket alkotva. Ezek a térben elkülönülő, eltérő faji összetételű együttesek alkotják a Balaton gazdag és változatos algavilágát, ami már több mint egy évszázada foglakoztatja a kutatókat, és a 20. század közepétől kezdve fontos vízgazdálkodási jelentőséggel is bír.
A fitoplankton
A Balatonban a múlt század nyolcvanas éveiben a lebegő mikroszkopikus algák (fitoplankton) túlzott elszaporodása veszélyeztette a vízminőséget, ami szükségszerűen maga után vonta intenzív kutatásukat, az algatömegprodukciók okainak és következményeinek kiderítését. A túlzott mértékben elszaporodott algák csökkentik a víz átlátszóságát, a víznek kellemetlen ízt és szagot kölcsönöznek, ráadásul nyáron az üdülési szezonban a legtömegesebbek. Tetézi a bajt, hogy nyaranta a tóban a kékalgák (cianobaktériumok) az uralkodó szervezetek, amelyek az édesvízi algák közül egyedüliként méregtermelésre is képesek. A cianobaktériumok toxinjai a fürdőzőknél bőrirritációt, nyálkahártya-gyulladást, szemgyulladást, a fürdés közben véletlenül lenyelt víz pedig hányást, hasmenést okozhat. A Balatonban tömeges kékalgák képesek a légköri molekuláris nitrogén megkötésére, ezért egyedüli limitáló tápelem számukra a foszfor. Általános tapasztalat, hogy a kékalga-tömegprodukciók kialakulása szorosan összefügg az időjárással. A vízhőmérséklet csökkenése, együtt járva az erőteljes szél okozta felkeveredéssel, szaporodásukat gátolja, lassítja. Minden bizonnyal az egyes nyarak eltérő időjárási viszonyai játszanak döntő szerepet abban, hogy azonos külső foszforterhelés mellett a tó algásodottságának mértéke egyik évről a másikra jelentős különbségeket mutathat. A múlt század hetvenes éveinek végén, a nyolcvanas évek elején a tavat a Zala folyón keresztül nagymértékű foszforterhelés érte, amelynek forrása elsősorban Zalaegerszeg városának nem kellően megtisztított háztartási és ipari szennyvize volt. Ennek hatására a Keszthelyi-medencében egy trópusi-szubtrópusi eredetű fonalas cianobaktérium (Raphidiopsis raciborskii) szaporodott el óriási tömegben és egészen 1994-ig uralta a tavi planktont.
A foszfor mennyiségét visszaszorító nagyberuházások létesítésének és folyamatos üzemeltetésének eredményeként sikerült a tó külső terhelését jelentős mértékben csökkenteni. Ennek következtében 1995 óta a Balaton legalgásabb területén a Keszthelyi-medencében egészen 2019 nyaráig nem fordult elő vízvirágzás (lásd alább, a diagramon), azaz még a nyári kánikulában sem szaporodtak el az algák a fürdőzés szempontjából kifogásolható mértékben. Ez a hazai előírások szerint azt jelenti, hogy cianobaktérium-dominancia esetén 50 µg/l a-klorofill koncentrációt nem haladta meg az algabiomassza. Ennek a kedvező, mintegy két évtizeden keresztüli állapotnak tudható be, hogy a szakembereket is meglepte és készületlenül érte, hogy tavaly nyáron a múlt század nyolcvanas éveit idéző algatömeg-produkció következett be a Keszthelyi- és Szigligeti-medencében.
Ezt a váratlan nyári-nyárvégi tömeges algaszaporodást nem egy hirtelen bekövetkezett külső foszforterhelés okozta, hanem drámaian megnövekedett a tó üledékéből származó úgynevezett belső terhelés. Ez vezetett először a fecskemoszatok, majd a velük együtt elszaporodó fonalas cianobaktériumok hatalmas tömegprodukciójához. A következő évben, 2020-ban nem ismétlődött meg a jelenség, a Keszthelyi-medencében mért maximális algabiomassza 35 µg/l a-klorofill volt, ami nem különbözik az ezredfordulót követő évek kedvező értékeitől (lásd alább, a diagramon). Ez persze nem jelenti azt, hogy a jövőben, akár a következő évben nem ismétlődhet meg amit 2019-ben megtapasztaltunk. Sajnálatos azonban, hogy az oknyomozó, a kérdés tisztázására irányuló multidiszciplináris kutatások a mai napig nem kezdődtek meg. A fitoplankton sokoldalú kutatására nemcsak vízminőségi szempontok miatt lenne szükség: meg kellene mérni produkciójukat, fel kellene mérni a vízi táplálékhálózatban játszott szerepüket, hasznosulásukat a fogyasztó szervezetek részéről, hiszen ennek alapján lehetne megtervezni a balatoni halállomány ökológiai szempontú szabályozását, ez lehetne az alapja egy fenntartható horgászturizmusnak is.
A fitobentosz
Az ezredforduló után javuló vízminőség mellett új probléma, az alacsony vízállás jelentett gondot a turizmus számára. Ez a jelenség irányította a kutatók figyelmét a tó üledékfelszínén élő algaegyüttesek (fitobentosz) elterjedésének és jelentőségének felmérésére. A Balatoni Limnológiai Intézetben több éves kutatómunkával megállapították, hogy a Keszthelyi-medence két méternél mélyebb vizeinek kivételével a tó fenekén mindenütt élnek egysejtű és fonalas algák, amelyek nem azonosak a felette lévő vízoszlopban lebegőkkel. Létezésük feltétele, hogy a vízfenékre jusson valamennyi napfény. Könnyű belátni, hogy számukra a fény a korlátozó tényező, hiszen intenzitása a mélység és a zavarosság növekedésével egyre csökken. A kevésbé átlátszó vizű Keszthelyi-medence mélyebb vizének alján a fényhiány miatt nem élnek algák. A Balaton középső és keleti területein a tófenék algáinak átlagos tömege közel azonos a vízoszlopban lebegő algákéval, azonban a mélyebb vizek fényben szűkölködő fenekén nem tudnak olyan intenzíven szerves anyagot termelni, mint a felettük lebegő jobb fényviszonyok között élők, ezért a tó egészét tekintve produkciójuk csak mintegy 18%-a a tó lebegő algáinak. Nem mellékes körülmény az, hogy a két méternél sekélyebb vizű tóterületeken tömegük és jelentőségük egyaránt meghaladja a lebegő algákét, itt ezek válnak főszereplővé. Ezért a Balaton legproduktívabb területe nem a Keszthelyi-medence, hanem a déli part sekély homokos fövenye, ahol a homokszemekre tapadva egysejtű kovamoszatok milliárdjai élnek. A mélyebb mederrészeken a laza üledék felületén a kisebb fényigényű kékalgák (cianobaktériumok) az uralkodók.
A déli part homokos fövenyén az aranybarna kovamoszat sejtek szabad szemmel észrevehetetlenek, nem okoznak semmilyen ismert vízminőségi problémát, de ugyanez nem mondható el az iszapos tófenék kékalgáiról. Balatonalmádiban a strandokon a tó fenekét benövő algagyep felúszása évről-évre ismétlődő jelenség, ami tavasszal és nyáron is előfordulhat és elő is fordult. Idén, május 18-án a Wesselényi-strand teljes területét borította a fenékről felszakadt sűrű Oscillatoria princeps algagyep, amely másnapra szerencsére erősen megritkult. Ezt megelőzően 2017 nyarán is megfigyelhető volt ez a jelenség, amikor ugyanezen kékmoszatfaj okozott hasonló, bár kisebb kiterjedésű algavirágzást. Hosszan tartó szélcsendes időszakban a Balaton tiszta vizű területein azonban a mélyebb, akár 3-4 méter mély víz fenekén is kialakulhat összefüggő algagyep, amire korábban szintén volt példa. 2015 nyarán Fonyódtól Tihanyig mindenütt találkoztunk változó sűrűségben a vízfelszínen úszó kisebb-nagyobb (pénzérme nagyságú vagy akár tenyérnyi méretű) algagyepdarabokkal amelyek a szél hatására néhol összegyűltek, kellemetlenséget okozva ezáltal a strandolóknak.
Amíg a lebegő algák szaporodása a víztömegben oldott tápelemek függvénye, a tófenék algáit a növényi tápelemek nem korlátozzák, mert a tó üledékének úgynevezett pórusvizében bőséges mennyiségben van felvehető foszfor és nitrogén számukra, a fotoszintézishez szükséges fény az, ami a legfontosabb limitáló tényező. Kétségtelen, hogy a fenéklakó algák által okozott vízminőségi károk nem olyan univerzálisak, mint a lebegő algák károkozása, de lokálisan és időlegesen okozhatnak komoly problémákat és gazdasági kárt is. Megjelenésük vízmélység- és időjárásfüggő. Szaporodásuk és viselkedésük törvényszerűségei a Balatonban még távolról sem ismertek a szükséges mértékben. Ez részben összefügg azzal, hogy tanulmányozásuk összehasonlíthatatlanul nehezebb, mint a lebegő algáké. Amíg kis túlzással egy pohár víz vizsgálatával akár egy tómedencére érvényes megállapítások tehetők, a fenéklakó algák estén ugyanezt üledékminták tucatjainak vizsgálatával is nehéz elérni, arról nem is beszélve, hogy az üledékminta-vétel és feldolgozás munka- és eszközigénye is többszöröse a vízmintákénak. Kijelenthető, hogy a Balatonnak a turizmus által leginkább igénybevett parti területein a Keszthelyi-medence kivételével a fenéküledék algái a meghatározó ökológiai és vízminőségi szereplők. Az említett nehézségek ellenére fontos lenne sokoldalú, multidiszciplináris (meteorológia, hidrológia, ökolológia) kutatásuk, mert ez vezethet el szaporodásuk, viselkedésük, a tavi életben betöltött szerepük megismeréséhez, és egyúttal megalapozhatja egy hatékony strandmenedzsment kialakítását.
A parti öv algái
A Balatont felkereső turisták a parti kövek, műtárgyak felületét bevonó algákkal kerülnek legközelebbi ismeretségbe. Tavasszal a kövezések aranysárga nyálkás bevonatát egysejtű kovamoszatok milliárdjai alkotják, a szilárd felületeket locsoló hullámok pedig egy sajátos és különleges algának, egy fonalas vörösmoszatnak biztosítanak életteret. Ez az alga nem viseli el az állandó vízborítást, csak az ún. locsolás terében képes megélni. Korábban a vízimalmok kerekei biztosították ezt a körülményt a számára, mára a vízimalmok eltűnésével élettere nagymértékben beszűkült.
Hasonlóan a parti kövek bevonatához, a nád vízalatti hajtásain is megtapadnak algák. Ezek leggyakrabban kovamoszatok, amelyek kocsonyával ragasztják sejtjeiket az aljzathoz. Ezután ebben a mátrixban baktériumok, apró gerinctelen állatok is megtelepednek, komplex életközösséget hozva létre. Korábban a nád élőbevonatának kimagasló szerepet tulajdonítottak – méréseink mutattak rá, hogy ez a szerep erősen korlátozott, mert a nádas belsejében lévő vízbe nem jut a fotoszintézihez elegendő fény, így a nádas élőbevonata csak a külső félméteres nádszegélyben tud kifejlődni. Az ezredfordulót követő, az egész tóra és minden jellegzetes algaegyüttesre kiterjedő produkció méréseink tanúsága szerint a parti kövek algabevonata 1%-át, a nádasok élőbevonata további 1%-át, a fitobentosz 18%-át, a fitoplankton 80%-át tette ki a tó algaprodukciójának. A parti kövek és nádszálak algáinak a tó ökológiai rendszerében betöltött szerepéről még kevesebbet tudunk mint a tó fenekén élőkéről.
Az alacsony vízállás algái
1934-ben azt észlelték, hogy a Cladophora nevű fonalas zöldmoszatot (lásd az alábbi két ábrán) óriási mennyiségben vetik partra a Balaton hullámai. Elterjedését vizsgálva megállapították, hogy a Cladophora-turzások a Siófok és Balatonlelle közti partszakaszra jellemzőek. Balatonszemes térségében olyan tömegben lepte el a partot, hogy a fürdőtelep vezetőségének egészen komoly gondot okozott. „Időről időre eltakarítják, kupacokba szedik, de néhány nap alatt újból ellep mindent. A fürdőzők undorodnak ettől, a partot elborító nyálkás, zöld anyagtól.” (Mihályi, 1936). A Cladophora glomerata legújabban a déli part sekély vizében 2002 és 2003 nyarán jelent meg hatalmas tömegben, ahol jelenléte egyértelműen a 2000 óta az alacsony vízszinthez volt köthető. A jelenség 2012-ben megismétlődött.
Tekintettel arra, hogy ez az algatömeg-produkció a déli part strandjain komoly gondokat okozott, úgy is fogalmazhatunk, hogy az alacsony vízállással kapcsolatban ez volt az egyetlen jelenség, amely számottevően csökkentette a tó üdülésre való alkalmasságát. 2003 nyarán felmértük a déli part Cladophora-állományát, méréseket és kísérleteket végeztünk az elterjedését szabályozó környezeti tényezők megismerése céljából. A mérések alapján megállapítottuk, hogy július közepén és végén a Balaton déli partjának nádmentes területein mindenütt gazdag Cladophora-gyep alakult ki, a mező szélessége 60 és 120 méter között változott, átlagosan 100 m széles volt. Az a parthossz, ahol a Cladophora dúsan tenyészett, 55 kilométerre tehető, becsült össztömege kereken 230 tonna száraz anyag volt. Ezzel egyidejűleg a planktonikus algák becsült össztömege a Balatonban 270 tonna száraz tömeget tett ki, azaz a Cladophora-gyep szervesanyagtömege gyakorlatilag megegyezett a tó egészének planktonikus algatömegével. A Cladophora tömeges elszaporodását rendszerint a tengerek, tavak parti övének növekvő foszforterhelésével magyarázzák. A Balatonban minden bizonnyal nem erről van szó. A déli parton, júliusban van elegendő fény a gyors szaporodáshoz, amelynek a magas hőmérséklet is kedvezett. Fotoszintézisének intenzitása 20 és 35 ℃ hőmérsékleti tartományban lineárisan nőtt.
A hínárokhoz tapadó fonaltömegeket a tó hossztengelyére merőleges uralkodó szél által keltett hullámok nem tudják a partra kivetni, ugyanakkor a gyakran cserélődő víztömegek gondoskodnak a folyamatos, bár alacsony koncentrációjú tápanyag (foszfor és nitrogén) utánpótlásról. Erre utalnak azok a mérési eredmények is, amelyek szerint a Cladophora-gyepekben az oldott reaktív foszfor koncentrációja nem tér el a nyíltvízétől. A nagyon sekély vizű 10-20 cm vízmélységű tóterületeken a fonalas zöldalgák (Cladophora glomerata) óriási tömegben való elszaporodása hátrányosan befolyásolta a fürdőéletet. Ennek a jelenségnek egyedüli oka az alacsony vízszint (nem szennyezés!) volt. A magas vízállású években, így napjainkban a Cladophora nem jelent meg a parti régióban, méréseink alapján erre csak a siófoki vízmérce 50 cm-es állása alatt kell számítani. A mesterségesen magasan tartott vízszint egyértelműen meggátolja ennek a nemkívánatos algaburjánzásnak a kialakulását.
Az MTA Nemzeti Víztudományi Programban képviselt kutatóintézetek közül több is tagja annak a Balaton Algavirágzás Konzorciumnak, amelynek novemberben az ITM által kiírt BALATON-ZFR-2020/1 kódszámú felhívásra benyújtott pályázata 47 525 000 Ft összegű támogatást nyert el. A konzorciumi partnerek: a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (konzorciumvezető) , az Ökológiai Kutatóközpont, az Országos Meteorológiai Szolgálat, a Nemzeti Közszolgálati Egyetem, a Pannon Egyetem, a Magyar Természetvédők Szövetsége, a Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság, valamint a Trinity Enviro Tanácsadó Kft.
