A HUN-REN kutatóinak új rendszerével értékelhető a vízi közösségek súlyos zavarás utáni regenerációja

Magyar hidrobiológusok 10 éven keresztül vizsgálták a makroszkopikus vízi gerinctelenek helyi közösségeinek regenerációját, miután a 2010-ben bekövetkezett ajkai vörösiszap-katasztrófa során a környező patakokba jutott erősen lúgos zagy különböző mértékben kipusztította a vízfolyások élővilágát. A HUN-REN Balatoni Limnológiai Kutatóintézet (HUN-REN BLKI), a HUN-REN‒PE Limnoökológiai Kutatócsoport, a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont (HUN-REN ÖK), valamint a Pannon Egyetem és a Pécsi Tudományegyetem kutatói kimutatták, hogy a zavarás súlyosságának döntő szerepe van a makrogerinctelen közösség hosszú távú regenerációjának dinamikájában. 

A Science of The Total Environment folyóiratban megjelent tanulmány újdonsága egy olyan átfogó elméleti keret megalkotása, amely feltárja a zavarást követő helyreállás mögött álló eseményláncot, a folyamat egymást követő fázisait, és így lehetővé teszi a jelentős mértékű és súlyos zavarások következményeinek vizsgálatát. A Magyar Kutatási Hálózat anyagát szemléztük.

A kisebb és gyakran előforduló zavarások – pl. kotrás, tisztított szennyvíz-bevezetés, tájhasználat – vízi élőlényközösségekre gyakorolt hatását és az ökoszisztémák regenerációját az ökológusok régóta vizsgálják. A jelentős mértékű és súlyos zavarások – ipari katasztrófák, erdőtüzek – utáni regenerációról azonban kevés ismeret áll rendelkezésre. 

Ennek oka egyrészt az, hogy ezek bekövetkezése nem jósolható előre, másrészt hatásuk nyomon követésére hosszabb távú vizsgálat szükséges, továbbá a rekolonizáció időbeli alakulásának (dinamikájának) nincs leírt terminológiája és elméleti keretrendszere. Ennek megoldására a kutatók egy egymást követő – fellendülési (Ramp-up), túllövési (Overshoot) és oszcillációs – fázisokat leíró elméleti keretet dolgoztak ki, amellyel számszerűsíthető és értékelhető a vízi közösségek jelentős mértékű és súlyos zavarás utáni regenerációs dinamikája.

A gyakorlat súlyos magyar példája 

2010-ben történt a rendszerváltás utáni Magyarország legsúlyosabb ipari katasztrófája. Az Ajkai Timföldgyár vörösiszap-tározójának gátja átszakadt, és több mint egymillió köbméternyi maró hatású (pH >13) ipari folyadék öntötte el a környező településeket, illetve a patakokat, vízfolyásokat is. A Torna és a Marcal patakrendszerében eltérő mértékű volt a terhelés, a szennyezés beömléséhez közel ‒ a Torna-patakon ‒ a vörösiszap teljesen kipusztította az élővilágot, míg lejjebb haladva ‒ a Marcalon ‒ a hígulás miatt a hatás egyre kevésbé volt érzékelhető - írták.

A kutatók a katasztrófát követően 10 éven át tanulmányozták az érintett vízi ökoszisztéma makrogerinctelen közösségeinek regenerációját, összehasonlítva a szennyezéshez közeli szakaszokon tapasztalt durva és a távolabbi szakaszokat ért finom léptékű zavarások utáni regenerációs mintázatokat.

T1: A Torna-pataknak a szennyezéshez legközelebbi szakasza. A kép a folyómeder, a víznyelő és a környező területek megtisztítása után készült, a visszamaradt vörösiszap ezen a területen kb. 50-100 cm magas volt.T2: A Torna-patak a szennyezéstől távolabb. Ezen a szakaszon csak a part alsó részét tisztították meg. M1: A Marcal folyó a Torna-patak beömlése után. Ezt a szakaszt a kép készítése után tisztították meg. M2: A Marcal folyónak a szennyezéstől legtávolabbi szakasza. Ezen a szakaszon a parton nem volt üledék, a mederben és a növényzetben vékony üledékréteg képződött.
(Fotók: Karádi-Kovács Kata)

Boda Pál, a HUN-REN ÖK Makroszkopikus Vízi Gerinctelen Kutatócsoportjának vezetője, a publikáció egyik vezető szerzője kiemelte: 

„Adataink azt mutatják, hogy a makrogerinctelen közösség egy évtizeden belül szerkezetileg és funkcionálisan is sikeresen helyreállt mind a durva, mind a finom léptékű zavarások után. Megállapítottuk, hogy a zavarás súlyossága kulcsfontosságú szerepet játszik a hosszú távú helyreállási dinamikában. Ez azt jelenti, hogy a helyreállás dinamikája és mintázata is aszerint változik, hogy a nagy intenzitású, súlyos zavarás teljesen vagy részben pusztította ki az állatvilágot”.

A további eredmények és a jövő

A vizsgálat kimutatta, hogy a kezdeti helyreállási szakasz meredek volt, és a zavarás súlyosságától függetlenül 4-9 hónapig tartott. A durva léptékű zavarások valamennyi közösségi mérőszám átmeneti kilengését okozták a végső egyensúlyi értékekhez képest, ezt a jelenséget a kutatók „túllövésnek" (Overshoot) nevezik. 

Ezzel szemben a finom léptékű zavarás által érintett közösségeknél nem volt megfigyelhető jelentős túllövés. Ott, ahol a szennyezés teljesen elpusztította az élőlényeket, a visszatelepülési folyamat során több faj próbálta meg rekolonizálni az élőhelyeket, amelyek közül a környezet végül kiválogatta azokat, amelyek a stabilabb közösséget alkotják. 

„Minél súlyosabb a zavarás, annál később éri el a makrogerinctelen közösség az egyensúlyi állapotot” – magyarázta a kutató.

A tanulmány hangsúlyozza, hogy az ökoszisztémák regenerálódását nyomon követő felméréseknek legalább 2,5-3 évet kell átfogniuk, hogy a teljes helyreállási folyamatot rögzíteni tudják, függetlenül a zavarás súlyosságától. Ezek az eredmények hozzájárulnak az ökoszisztémák ellenálló képességének megértéséhez, és segítik a hatékony természetvédelmi stratégiák kidolgozását - írták.

Boda Pál kiemelte, hogy a Pannon Egyetem, a Pécsi Tudományegyetem, a HUN-REN BLKI, a HUN-REN‒PE Limnoökológiai Kutatócsoport és a HUN-REN ÖK hidrobiológusainak közös tanulmánya a különböző intézményekben dolgozó kutatók sikeres együttműködésének példája.

Publikáció:Kata Karádi-Kovács, Ildikó Szivák, Tamás Bozóki, Krisztián Kovács, Arnold Móra, Judit Padisák, Géza Balázs Selmeczy, Dénes Schmera, Pál Boda: Long-term recovery dynamics determined by the degree of the disturbance – Ten years tracking of aquatic macroinvertebrate recolonisation after an industrial disaster (Red Sludge Disaster, Hungary), Science of The Total Environment, Volume 921, 2024,171071, ISSN 0048-9697, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.171071