Az alprojekt célja a Balaton és vízgyűjtője ökológiai állapotát alakító legfontosabb emberi és környezeti hatások átfogó vizsgálata volt. Kutatásaink középpontjában az inváziós fajok terjedése és ökológiai hatása, a tájhasználat, a tápanyagterhelés és a humán eredetű mikroszennyezők, valamint az éghajlatváltozással összefüggő folyamatok álltak. Összességében az alprojekt a Balaton ökológiai működését veszélyeztető folyamatok feltárásától a konkrét kezelési javaslatokig terjedő tudásbázis létrehozására irányult.

Témavezető: Specziár András, kutatóprofesszor, HUN-REN BLKI

A vállalt célkitűzések és legfontosabb eredményeik

1. A balatoni algaközösségek vizsgálata. Feltártuk a planktonikus és bentikus algaközösségek összetételét, mennyiségét és hosszú távú változásait.
2. Az algatömegprodukciók okainak feltárása. Műholdas, terepi és kísérletes vizsgálatokkal feltártuk az üledék, a tápanyagforgalom, a fényviszonyok, az oxigénellátottság és a vízhőmérséklet szerepét. Az elmúlt két évtizedben a planktonikus algák visszaszorulása és a bentikus algák előretörése volt jellemző (1. ábra), 2024-től azonban a felmelegedéssel párhuzamosan ismét jelentősen nőtt a planktonikus algák mennyisége. Kimutattuk, hogy magas hőmérsékleten és oxigénhiányos körülmények között jelentősen fokozódhat az üledék foszforleadása. Eredményeink szerint a jelenlegi felmelegedés és az alacsony vízállás növelheti a belső tápanyagterhelést és így az algavirágzások kockázatát. A Kis-Balaton esetében kimutattuk, hogy a hínár részleges aratásával javítható lehet a rendszer tápanyagmérlege.
3. Egy esetleges balatoni vízpótlás vízkémiai következményei. Kimutattuk a Balaton sótartalmának hosszú távú emelkedését: az összes ionkoncentráció a korábbi mintegy 450 mg/L-ről 620–690 mg/L-re nőtt. A potenciális vízpótló folyók vize mérsékelné ezt a folyamatot, ugyanakkor megváltoztathatja a tó tápanyagforgalmát, növelhetné a foszforterhelést. Kísérleteink szerint a sótartalom további növekedése csökkentheti a plankton diverzitását, míg a hígítás (esetleges vízpótlás) önmagában nem okozott kedvezőtlen változást az algaközösségben.
4. Inváziós makroszkopikus gerinctelenek versengése. Feltártuk a vándorkagyló és a kvagga kagyló eltérő környezeti alkalmazkodását. A kvagga kagyló elsősorban a mélyebb, laza üledékű területeken, a vándorkagyló inkább a sekélyebb, kemény aljzatú és időszakosan kiszáradó élőhelyeken lehet sikeresebb. Kimutattuk, hogy a kvagga kagyló térnyerése bizonyos körülményeknél kisebb terhelést jelenthet az őshonos nagytestű kagylókra, mint a vándorkagylóé.
5. Antropogén hatások a makrogerinctelen közösségekre. Igazoltuk, hogy a települések, halastavak, utak, átereszek és partmódosítások jelentősen befolyásolják a vízfolyások élővilágát. Eredményeink rámutatnak, hogy a természetvédelmi beavatkozások során vízfolyás-specifikus megoldásokra van szükség. Az idegenhonos Theodoxus fluviatilis balatoni terjedését többek között a partok kikövezése, a magasan tartott vízszint és az eutrofizáció segítette.
6. A halközösségek szerveződése és az idegenhonos fajok szerepe. Kimutattuk, hogy a vízfolyások hidrológiai és geomorfológiai jellemzői alapvetően meghatározzák a halközösségek funkcionális sokféleségét. A halastavak elősegítik az idegenhonos fajok megjelenését, amelyek növekvő aránya csökkenti az őshonos halközösségek időbeli stabilitását. Vizsgáltuk a hagyományos és környezeti DNS-alapú mintavételek összevethetőségét, és javaslatokat dolgoztunk ki a halállomány-monitoring fejlesztésére. Feltártuk a Balaton halközösségének táplálékforrás használatát és táplálkozási kapcsolatrendszerét (2. ábra).
7. Inváziós halfajok populációgenetikája. Morfológiai és populációgenetikai módszerekkel vizsgáltuk a naphal és a folyami géb balatoni állományainak térbeli szerkezetét, új információkat nyerve e fajok terjedési folyamatairól.
8. A fekete törpeharcsa táplálkozásökológiája. Kimutattuk, hogy az invazív fekete törpeharcsa táplálékhasznosítása elkülönül az őshonos bodorkáétól és a sügérétől, ugyanakkor növekedésével egyre nagyobb arányban fogyasztja az őshonos halfajok ivadékát.
9. Humán eredetű kémiai szennyezők. Feltérképeztük a gyógyszermaradványok, UV-szűrők (3. ábra), mikroműanyagok és rodenticidek előfordulását és környezeti kockázatát. Tökéletesítettünk egy, a szerves UV-szűrők felszíni vizekből történő kimutatására alkalmas analitikai módszert, és meghatároztuk egyes szennyezők terhelési gócpontjait.
10. A kémiai szennyezők biológiai hatásai. Vízi gerinctelen modellfajokon vizsgáltuk az UV-szűrők, gyógyszermaradványok, mikroműanyagok, peszticidek és egyéb szennyezők egyedi és kombinált hatásait, beleértve a felmelegedéssel való kölcsönhatásukat. A balatoni vidrák vizsgálata során >90%-os mikotoxin-terhelést találtunk, ami egyben rámutat a faj potenciális őrszemindikátor-szerepére is.
11. Az UV-szűrők hatásának vizsgálata mezokozmoszban. A leggyakoribb UV-szűrők környezeti koncentrációinak közösségi szintű hatásait vizsgálva kimutattuk, hogy a kezelések befolyásolhatják a vízibolhák növekedését, miközben reprodukciójukban nem jelentkezett a laboratóriumi kísérletek alapján várható eltérés.

Vállaláson felüli eredmények

A fogassüllő populációgenetikai vizsgálata alapján a balatoni állomány genetikai állapota az intenzív hasznosítás ellenére kedvező, és kelet–nyugati irányú állományon belüli mozgás mutatható ki. Átfogóan vizsgáltuk a vidra elterjedését, élőhelyhasználatát és táplálékát (4. ábra), valamint a kockás sikló és a pettyes gőte állományaira gyakorolt tájhasználati hatásokat. Eredményeink különösen az utak, vasutak, beépítettség és a vizes élőhelyek eltűnésének kedvezőtlen hatásaira hívták fel a figyelmet.

Gyakorlatban hasznosítható eredmények és javaslatok

Algavirágzások kockázatának csökkentése. Létrehoztuk és szabadon elérhetővé tettük a Balaton hosszú távú és folyamatosan frissülő klorofill-a térképét, és feltártuk az algatömegprodukciókat meghatározó fő folyamatokat. Eredményeink szerint napjainkban a felmelegedéssel összefüggő belső foszforterhelés kiemelt kockázati tényező. Javaslatokat dolgoztunk ki a vízszintszabályozás, a Kis-Balaton tápanyag-visszatartási problémái és a horgászati etetőanyagok okozta terhelés kockázatainak kezelésére.

Vízpótlás. Kimutattuk, hogy egy esetleges vízpótlás lassíthatja a Balaton sótartalmának növekedését, ugyanakkor a vízkémiai és tápanyagforgalmi következményeket a beavatkozás tervezésekor kiemelten figyelembe kell venni.

Inváziós fajok kezelése. Feltártuk az inváziós kagyló-, csiga- és halfajok terjedésének környezeti és antropogén tényezőit, terjedési forrópontjait és ökológiai hatásait. Kezelési javaslatokat dolgoztunk ki terjedésük mérséklésére és korai észlelésükre. A fekete törpeharcsa őshonos fajokra gyakorolt predációs és kompetíciós nyomása miatt javasoltuk gyérítését, amelyet a halászati kezelő meg is kezdett.

Biodiverzitás és fenntartható tájhasználat. Feltártuk a tájhasználat trendjeit (5. ábra) és a társadalom természetes ökoszisztémához való viszonyulását a Balaton mentén. Javaslatokat dolgoztunk ki a meder- és partszabályozások, települések, halastavak és közlekedési infrastruktúra kedvezőtlen ökológiai hatásainak mérséklésére, valamint a halállomány-monitoring korszerűsítésére. Eredményeink közvetlenül felhasználhatók a Balaton és vízgyűjtője természetvédelmi és tájhasználati tervezésében.

Mikroszennyezők környezeti kockázatának csökkentése. Környezeti kockázatbecsléseket és monitorozási javaslatokat dolgoztunk ki gyógyszermaradványokra, UV-szűrőkre, mikroműanyagokra és rodenticidekre. Eredményeink hozzájárulhatnak indokolt környezeti határértékek kialakításához. Kimutattuk továbbá, hogy a kvagga kagyló egyes szerves szennyezőket hatékonyan akkumulál, ami a jövőben új víztisztítási lehetőségek vizsgálatát alapozhatja meg.

Tovább a kutatócsoport oldalára: fenntarthatotechnologiak.hu/BLKI