Tematika:

1-2: Édesvízi ökoszisztémák sajátosságai.

1.

A legfontosabb édesvízi limitáló tápanyag, a foszfor forgalma és annak jelentősége

„Reoligotrofizálódás”: Balaton

Áramlóvizek: RES (riverine ecosystem synthesis)

Tavak: szezonális szukcesszió (PEG-modell),

3-4: Tengeri ökoszisztémák sajátosságai.

Limnológia

• komplex ismeretanyagot foglal magában, arra vonatkozóan, h. hogyan viselkednek a kül. víztípusok természetes körülmények között

• milyen módon hat a kül. víztípusokra az emberi tevékenység

• a kontinentális vizeket (tavak, folyók, wetlandek) szinte minden emberi tevékenység befolyásolja vlm. módon (mezőgazdaság, útépítés, hajózás, halászat, üzemanyagok stb.)

Feltételezett ismeretek:

A víz- és levegő-közegű ökoszisztémák alapvetően eltérő adottságai. A vízi élettér tagozódása és élőlénytársulásai. Sűrűség, viszkozitás, felületi feszültség és vízmozgások hatása az élővilágra, tavi rendszerekben.A napenergia (fény, hő) hatásmechanizmusa vízi ökoszisztémákban. Plankton - bentosz - élőbevonat (struktúra és funkció).

Fizikai hatások a vízgyűjtő területén és magában a víztestben

gátak, duzzasztók létesítésehőmérséklet változásokmegváltozik az oldott oxigén-, tápanyag tartalom , lebegőanyag konc.hidraulikus változások: ~ következtében habitat-veszteségüvegházhatást okozó gázok mennyiségének növekedése

wetlandek átalakulása, eltűnése

tápanyagterhelés megváltozása földhasználattal összefüggésben (erdőirtás legelő céljára: allochton tápanyagterhelés nő)erdőgazdálkodás: erdőirtás: nő a vízgyűjtő érintett részén a vízhozam, a tápanyag, üledék és más anyagok mennyisége a vízben; faállomány megváltoztatása lombhullatóról örökzöldre: a talaj, a talajvíz és a víz egyaránt savasabb lesz

globális felmelegedés

Kémiai hatások

szennyvíz Forrása: városok, ipar és mezőgazdaságLegfontosabb hatásai:

Oldott oxigén-szint csökkenMesterséges eutrofizálódásToxikus szennyezőanyagok akkumulációja

savas eső, levegőből származó toxikus anyagok

Biológiai változások

idegenhonos fajok betelepítésekihalások

Limnológia szerepe ökoszisztémák helyreállításában

Adatgyűjtés, modellek kidolgozása, predikció

Foszfor formák:

Összes foszfor:

Oldott:

szervetlen: ortofoszfát

szerves: polifoszfátok (pl. detergensekből), szerves kolloidok, foszfátészterek

Partikulált:

szervetlen: foszfor tartalmú ásványok (hidroxiapatit+ kb. 200 más ásvány!), adszorbeált foszfort tartalmazó ásványok (agyagásványok, Fe- és Al hidroxidok, karbonátok)

Szerves:

- élőlényekben: nukleinsavak, foszfor tartalmú fehérjék, enzim-észterek, vitaminok, nukleotid foszfátok

- elhalt szervezetekből keletkezett detrituszban vagy ahhoz adszorbeálódva

Vizek emberi eredetű foszfor terhelése:

Kommunális szennyvíz: 1980-as évek végéig foszforalapú mosóporok,

azóta: nem foszforalapú mosószerek + szennyvíztisztítók: foszfor lecsapatóegység: antropogén foszfor-terhelés 50-80%-kal csökkent!

Foszforforgalom:

Vízi üledék és a víztér között

XX. Sz. közepén első megközelítés: üledék foszfor kibocsájtását elsősorban kémiai folyamatok határozzák meg:

Tó:

aerob körülmények között bekerülő ortofoszfát vas-oxi-hidroxid (FeOOH) pelyhek felületén adszorbeálódikv.

FePO4 csapadék keletkezik, leülepszik

Anaerob fenéküledékből származó foszfát számára csapda! nem juthat be a víztérbe

Redoxpotenciál: 200 mV kritikus érték (Mortimer 1941)

Fe(II); foszfát oldható < 200 mV < foszfát kicsapódik; főként Fe(III)

Belső foszforterhelés: a víz-üledék határfelület redoxpotenciál változása következtében történő foszfor felszabadulás (és nyári rétegzettség során a belsőseiche következtében a tápanyagdús hipolimnionból az epilimnionba történő ~ áramlás)

(Külső foszfor terhelés: befolyókból, atmoszférából)

A víztérben a felvehető, szabad foszformennyiség az üledék intersticiális vízteréhez képest 1/5 – 1/20

Hogyan kerül az üledékből foszfor a víztérbe???

Újabb eredmények tükrében:

Üledék foszfor kibocsájtása a víztérbe:

nem a kémiai, hanem elsődlegesen a biológiai folyamatok határozzák meg!

ferro- forma ferri-forma

Thiobacillus, Ferrobacillus: energianyerés:

pH <5, Fe(II)-ről e- O2-re,→ Fe(III)

(oldott O2: alacsony koncentrációban! mély tavak hipolimnionja, sekély tavak üledéke 20-30mV)

pH 7,5 – 7,7: Fe(III) van csak jelen

Fe(OH)3 csapadék keletkezik: 0,05-0,35µm-es aggregátumok, amelyek felületén más anyagok is adszorbeálódnak: szerves anyag, foszfor, nitrogén, Mn, Si, S, Ca, Mg

koprecipitáció(a vashidroxid csapadákhoz adszorbeálódó szervesanyag a nehézfémeket megköti, így kerülnek azok a víztérből az üledékbe ahol felhalmozódhatnak)

Vas oldódása: jelenlevő kén meghatározó! Ha kénhidrogén van jelen, (v. más szulfidok, biszulfidok) a vas kicsapódik, nem kerül vissza oldatba!

Biológiai folyamatok során:

2(CH2O)+SO42- → S2- + 2CO2 + 2H2O

S2- v. (HS-) vassal anaerob körülmények között rosszul oldódó csapadékot képez (FeS, fekete)

Hipertróf tó: fenéken nincs O2, intenzív kénhidrogén képződés, oldott vasat megköti, kicsapja!

Eutróf tó: kevés O2 a fenéken, Fe(II)-forma uralkodó, ez vízben oldott, tehát van szabad vas

Aerob bakteriális lebontás: oldható reaktív foszfor keletkezik

Fe(III) redukció: nem következhet be pusztán kémiai úton amennyiben az üledék oxigénhiányos, a koprecipitáció miatt (kötődő szerves ag.)!

Csak baktériumok jelenlétében tud oxidálódni (energianyeréskor: szervesanyag oxidációjakor Fe(III)-at e- akceptorként redukálják)

Biz.: antibiotikummal kezelt üledék: kisebb foszforkibocsájtás!

Aerob üledékből foszforkibocsájtást elősegítő tényezők:

•T emelkedése: gyorsítja a biol. reakciókat, intenzívebb fotoszintézis, pH nő, koprecipitált P az aggregátumok felszínén OH- -ra cserélődik

•Bioturbáció: üledéklakó gerinctelenek szűrögetése, alzat túrása: O2 konc. Nő de: légzés: O2 konc csökken

•Élőbevonat

•Hullámzás: üledék legfelső rétegét felkeveri, intersticiális térből P a víztérbe jut

•Üledékből kibuborékoló gázok (algabevonat: O2, üledékben metán, kénhidrogén): fenti hatás

Aerob hipolimnionnal rendelkező tavak:

Nagy mélység, vastag hipolimnion, átkeveredés után ide sok O2 kerül

Kis área-koefficiens: befolyók: kevés, kis befolyó vízmennyiség miatt hosszúretenciós idő

Bejövő P-t visszatartja

Ha a retenciós idő >10 év: P70-90% -t visszatartja!

Sekély tavak: nagyobb bejövő vízmennyiség, foszfor nagy része az epilimnionban marad, Produkcióban részt vesz!

Rétegzett tó csekély külső P és N terheléssel:

alacsony primer produkció

alacsony szedimentáció

Hipolimnion O2 készletét nem csökkenti az ülepedő szerves ag.

Aerob marad az üledék

Az üledékből származó P (belső terhelés) kicsi

Foszforcsapda! (üledék megköti a foszfort de nem szabadul fel belőle)

Anoxikus hipolimnionnal rendelkező tavak:

Kisebb mélység (<10m)

Rövidebb retenciós idő

Nagyobb külső P terhelés

Nagyobb fitoplankton biomassza

Nagyobb mennyiségű anyag ülepszik le

Hipolimnion O2 készletét elfogyasztja

P nem stabilizálódik az üledékben mert az anaerob és a P könnyen kimosódik a rövid retenciós idő miatt

Magas Ca2+ és karbonát, bikarbonát tartalmú tavak:

P kiülepedés: biológiai kalcit-precipitáció

Fotoszintézis intenzitása befolyásolja:

Fotoszintézis → pH nő→ kristályosodás fokozódik → P-t adszorbeálja+beépül

Epilimnion P-készlet csökkenéséért 25-35%-ban felelős a folyamat!

Eutrofizálódás

Növényi tápanyagok (limitációnak megfelelően 1. P és 2. N) feldúsulása a vizekben

Autotrófok produkciója megnő

Esetleg: tömegprodukció, vízvirágzás → planktonikus eutrofizálódás

v. üledékfelszínen szubmerz hínár ill. algagyep → bentonikus eutrofizálódás

Lebontásuk: O2 igényes → másodlagos következmények:

Halpusztulás

Toxikus anyagok keletkezése

Korrozív gázok keletkezése

Hatás

Helyi élővilágra (fauna és flóra összetétele)

a humán vízhasználat minden aspektusára (ivóvíz, közlekedés, halászat, )

Tó trofitása – termőképessége:

Olyan változók fejezik ki, amelyek az eutrofizálódással kapcsolatba hozhatók

(Ptot, produkció, biomassza, kl-a)

Trofitási indexek:

OECD (1982): „Eutrofication of waters. Monitoring, assessment and controll.”

OECD ajánlás jelentősége: addigi kvalitatív jellemzés helyett kvantitatív alapokra helyezték a trofitás szintjének megállapítását

klorofilltartalom éves átlaga és éves maximuma (µg/l)

Secchi-átlátszóság éves átlaga és minimuma

Százalékos O2 telítettség éves minimuma az üledék feletti 50-100cm-s víztérben (csak rétegzett tavakban használatos)

A trofitási kontinuumot (oligotróf és eutróf között) a tavaszi keveredés során meglévő Ptot koncentrációk alapján felosztották kategóriákra:• ultraoligotróf: Ptot <5 µg/l oligotróf: Ptot 5–10 µg/l mezotróf: Ptot 10–30 µg/l eutróf: Ptot 30–100 µg/l hipereutróf: Ptot >100 µg/l

Használatosak más kategorizálások is:

Atróf: terméketlen víz

Acidotróf: alacsony produktivitás pH<5, gyakran C limitáció

Alkalitróf magas produktivitás magas Ca2+ konc.

Argillotróf: alacsony produktivitás, agyagásványok nagy mennyiségben, turbid, fénylimitált

Sziderotróf: alacsony produktivitás, magas Fe konc.

Disztróf: alacsony produktivitás, sok oldott huminanyag, ált. savas

Politróf: átmenet eutróf és hipertróf állapot között

N/P arány (atom v. tömegarány): tápanyagforrások jellemzésénél informatív

Redfield arányok alapján: N:P = 16:1

Természetes tápanyagforrások egy tó esetében (befolyók, atmoszféra): Redfield arányhoz képest kevesebb foszfort tartalmaznak, N/P atomos arány >16

N/P arány:

Nem szennyezett talajvíz: 63

Csapadék: 54

Mezőgazdasági területről befolyás 44

Vízi makrofitonok 24

Alga (P limitáció nélkül) 22

Kiegyensúlyozottan növő fitoplankton 16

Állattartó telep szennyvize 14

Makrozooplankton salakanyaga 11

Bakterioplankton protoplazma 10

Városi szennyvíz 10

Szennyvíztelep kifolyója 6

Eutróf tó üledéke 6

Libaürülék 2

Üledékes kőzetek 2

Adatok vizsgálata alapján:

Vollenweider és Kerekes (1980) az éves kl-a konc és az éves P terhelés között az alábbi empírikus összefüggést állapította meg:

Log kl-a = 0,91* log P – 0,435

Másképpen:

Ahol a retenciós idő évben kifejezve

PL: Ptot éves

Pin: befolyók Pkonc

A befolyók és a tó P konc. között a különbség a retenciós időtől függ

Updating water quality targets for shallow Lake Balaton (Hungary), recovering from eutrophication

Hydrobiologia (2007) 581:305–318Istvánovics Vera, Clement Adrienne, Somlyódy László,

Specziár András, G.-Tóth László, Padisák Judit

Eutrofizálódás és re-oligotrofizálódás: Fontos alkalmazott terület, célja az emberi tevékenység által okozott, ún. mesterséges eutrofizálódás hatásainak megszüntetése, az eredeti trofitási viszonyokat közelítő állapot visszaállítása

példa:Balaton: a XX. század közepéig nyáron jellemzően mezotróf volt, ezt követően a

Közép-dunántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség

vízminőség romlásával eutróf ill. hipertróf lett

Szennyvízelvezetés a déli parton A vízgyűjtőn levő szennyvíztisztítókban kémiai foszfor lecsapatásKis-Balaton tározók feltöltéseMűtrágyázás 10%-ra esett visszaKét száraz periódus: 1990-93 és 2000-2003: diffúz tápanyagterhelés csökkenéseTöbbéves átlag P terhelés a 4 medencében 50%-ra esett vissza

Istvánovics V., Clement A., Somlyódy L.., Specziár A., G.-Tóth L., Padisák J.: Updating water quality targets for shallow Lake Balaton (Hungary), recovering from eutrophication. Hydrobiologia (2007) 581:305–318.

Beavatkozások:

Oldható reaktív foszfor és Ptot (SRP és más P formák)

a) Kis-Balaton felső tározó feltöltéseb) Műtrágyázás visszaesése

c) Kémiai P lecsapatás Zalaegerszegen a szennyvíztisztítóband) Kis-Balaton II. Ütem elárasztása

Istvánovics V., Clement A., Somlyódy L.., Specziár A., G.-Tóth L., Padisák J.: Updating water quality targets for shallow Lake Balaton (Hungary), recovering from eutrophication. Hydrobiologia (2007) 581:305–318.

Fitoplankton éves átlagos biomasszája a négy medencében

a) Kis-Balaton felső tározó feltöltéseb) Szennyvíz elvezetése a keleti medencéből

c) Műtrágyázás visszaesésed) Kémiai P lecsapatás Zalaegerszegen a szennyvíztisztítóban

e) Kis-Balaton II. Ütem elárasztása

szárazság

Istvánovics V., Clement A., Somlyódy L.., Specziár A., G.-Tóth L., Padisák J.: Updating water quality targets for shallow Lake Balaton (Hungary), recovering from eutrophication. Hydrobiologia (2007) 581:305–318.

Változások a fitoplanktonban

Cylindrospermopsis raciborskii

cianobaktérium

Ceratium hirundinella

dinoflagelláta

Istvánovics V., Clement A., Somlyódy L.., Specziár A., G.-Tóth L., Padisák J.: Updating water quality targets for shallow Lake Balaton (Hungary), recovering from eutrophication. Hydrobiologia (2007) 581:305–318.

Limnológia szerepe ökoszisztémák helyreállításában (pl. élőhelyrestauráción keresztül)

Adatgyűjtés, modellek kidolgozása, predikció

PEG-modell:

biom

assz

a

idő

eutróf tó oligotróf tó

zooplanktonkis méretű algák

nagy méretű algák

nagy kovaalgák

idő

PEG (Plankton Ecology Group) modell:Sommer, U., ZM. Gliwicz, W. Lampert, A. Duncan. 1986. PEG-model of Seasonal Succession of Planktonic

Events in Fresh Waters. Archives of Hydrobiology. 106(4): 433-471.

A mérsékelt övben klimatikus okok hatására az évszakokkal összefüggésben a fitoplankton szezonális szukcessziója figyelhető meg.

Ez volt az első koherens modell: empirikus alapon, 24 tó, >30 kutató• Tél végefelé: tápanyag elérhetőség + növekvő fénymennyiség hatására

korlátlanul növekedésnek indul a fitoplankton; gyorsan növő algák (főként: Cryptophyceae és Centrales kovaalgák)

• Őket kezdi fogyasztani és gyorsan tömegessé válik a ‘herbivor’zooplankton (részben akkor fejlődnek ki a tartós petékből (Cladocera), ill. a dús algatáplálékon elszaporodik )

• Elsőként a rövid generációs idejű planktonikus herbivorok lesznek uralkodók, őket követik a lassabb növekedésű fajok

• A herbivor populációk exponenciális ütemben növekednek, amíg a denzitásuk elég nagy nem lesz ahhoz, hogy közösségi szinten a filtrációs rátájuk meghaladja a fitoplankton reprodukciós rátáját.

• A herbivorok fogyasztásának következtében a fitoplankton biomassza gyors ütemben egy nagyon alacsony szintre csökken; ezt egy ‘tisztavizű’, egyensúlyi fázis követi, amíg a nem fogyasztható algafajok jelentős mennyiségben el nem szaporodnak; a tápanyagok a táplálkozás során reciklizálódnak és felhalmozódhatnak a tisztavizű szakasz során

• A herbivor zooplankton-fajok táplálék limitáció miatt egységnyi (testhosszra számított) testtömegükből veszítenek, termékenységük csökken, ezáltal visszaesik a populációk denzitása és a biomasszája

• A herbivorok visszaszorulását a halpredáció is serkenti, közben a túlélő kisrákok mérete átlagosan a kisebbek javára tolódik el

• A csökkenő predációs nyomás eredményeként és tápanyaglimitáció hiányában megkezdődik a fitoplankton nyári állományának kialakulása; összetétele komplex lesz, fajgazdag és funkcionálisan is többféle: a kisméretűeket a szűrögetők fogyasztják, a nagyméretűeket: specialista raptorok v. paraziták

• Először: az ehető Cryptophyceae és a nem ehetőtelepes zöldalgák dominálnak; az oldott reaktív foszfort felhasználják (alig észlelhető marad)

• Ezt követően az alganövekedés tápanyaglimitált lesz, megakadályozva az ‘ehető’ algák robbanásszerűelszaporodását; a növekedést a predátorok által szabályozott herbivorok algafogyasztása ellensúlyozza

• A foszfátért való versengés során a zöldalgákat a nagyméretű kovaalgák váltják fel, amelyek a zooplankton számára csak részben jelentenek felvehető táplálékot

• A felvehető szilícium-dioxid csökkenése révén a nagy kovaalgákat nagyméretű dinoflagelláták és/vagy cianobaktériumok váltják fel

• A felvehető nitrogén fogyása a nitrogénfixáló fonalas cianobaktériumok növekedésének kedvez

• A nagyobb méretű herbivor kisrákokat kisebbek, valamint kerekesférgek váltják fel, amelyeket a halak kevésbéfogyasztanak, és kevésbé károsítják őket a ‘nem ehető’ algák (pl. a szűrőkészülék eltömése); a populációk mortalitása kisebb, termékenysége nagyobb, mint a korábbi nagyméretű fajok populációié

• A kisebb méretű herbivorok koegzisztenciája a halak folyamatos predációs nyomása alatt valósul meg, egyidejűleg a táplálék mint forrás felosztása révén a fitoplankton nagy fajgazdagsága mellett

• A zooplanktonban a populációk denzitása és fajösszetétele a nyár folyamán fluktuál, utóbbira a hőmérséklet is erősen hat

• Az autogén szukcesszió időtartamát fizikai változásokhoz kötődő tényezők zárják le, ezek között szerepel, hogy a termoklin mélyebbre kerül, így a mélyebb tápanyagdús vízrétegek keverednek a felszínivel, a fényklíma azonban romlik

• Az alga-biomassza enyhe csökkenésével kialakul egy a víz keveredéshez adaptált közösség, ahol nagy egysejtű vagy fonalas algák jelennek meg; az ősz előrehaladtával a kovaalgák jelentősége egyre nő

• Ezt a nehezen emészthető fajegyüttest változó biomasszájúkisméretű, ehető algák egészítik ki

• Az algaközösség a halak általi predációs nyomás kis csökkenésével a zooplankton őszi maximumához vezet, nagyobb méretű fajok feltűnésével

• A beeső napfény csökkenése alacsony vagy negatív nettó primer produkcióhoz vezet, amelyet az algaveszteség tovább fokoz, így jön létre az algabiomassza téli minimuma

• A csökkenő hőmérséklet és táplálék mennyiség eredményeként a herbivorok termékenysége és ezáltal biomassza csökken

• Egyes fajok a zooplanktonban kitartóképletet hoznak létre (mások már korábban)

• Bizonyos cyclopoida fajok ilyenkor fejezik be a diapauzát és a zooplanktonban aktívan telelnek át

A PEG-modell hiányosságai:

Rétegzett nagy vizekre teljesül leginkább, sekély tavaknál több ponton nem: pl. többnyire hiányzik a tisztavíz-fázis

A tavaszi kovaalga csúcs összeomlását a Si, N P hiány egyaránt okozhatja

A felszínközelben méretcsökkenéshez a felmelegedéskor a rétegzettség kialakulása során a nagy sejtek süllyedése is vezethet

Nem veszi figyelembe a környezet fizikai változékonyságát

A mikrobiális hurkot amelynek a tápanyag reciklizálásban döntőszerepe lehet

EU kötelezettség:

Magyarország Vízgyűjtő-gazdálkodási Terve 2010.Átfogó, stratégiai munka a vízgazdálkodás (fenntartható vízhasználat, vízkészletek

megóvása) és a vízvédelem témakörében.

Intézkedési programok:

• Tápanyag- és szervesanyag-terhelés csökkentése(2015-ig tart az ún. szennyvíz-program)

• Egyéb szennyezések megelőzése, kárelhárítása(ipari létesítményekben keletkező veszélyes anyagok vízbe jutásának

megakadályozása az „elérhető legjobb technológia” elv alkalmazása révén, növényvédőszerek, használt termálvíz)

• Vízfolyások és állóvizek hidromorfológiai állapotának javítása(meder vonalvezetése: kanyargós meder visszaállítása, parti pufferzóna (növénysáv) kialakítása)

• Fenntartható vízhasználat(mederben hagyandó vízmennyiség becslése, fontos a kisvíz idején is elegendővízborítottság: Öreg-Duna, Szigetköz, Bősi Vízierőmű)

• Megfelelő ivóvízminőséget biztosító intézkedések

• Vizes élőhelyekre és védett területekre vonatkozó egyedi intézkedésekTermészetközeli állapot helyreállítása a mederben, a parton és az ártérben, természetvédelmi célú vízpótlás, 869 vízfolyás!!!, de csak 140-et vizsgáltak valaha is!

RES - riverine ecosystem synthesis (Thorp et al. 2006)

Áramlóvízi ökoszisztémák működésének jobb megértésére

A hossz-szelvény mentén, és a folyó + vele laterálisan kapcsolatban álló területeknél tapasztalható diszkontinuus mintázatokat értelmezi

Foltoknak tekinti az egymást követő eltérő hidro-geológiai adottságúterületeket;

ezek arculatát tehát az adott vízgyűjtőre jellemző geomorfológia és az éghajlat alakította ki

Egyes típusai folyásirányban megismétlődhetnek,

Különböző folyóknál más-más régióban találhatók meg

Egyedi hidrogeomorfológiai foltok jöhetnek létre, egyedi ún. funkcionális zónákat alkotva (a habitatok egyedi fiziko-kémiai tulajdonságai miatt)

Ezzel szemben:

A folyóvíz kontinuitás elve a vízfolyás mentén folyamatos grádienseket tételez fel (ld. BSc-s anyagban)

Emlékeztető:

RES - riverine ecosystem synthesis (Thorp et al. 2006)

RES - riverine ecosystem synthesis (Thorp et al. 2006)

Hierarchikusan egymásba ágyazott folt-mozaikok egy idealizált áramlóvízi ökoszisztémában

folyó-hálózatAbiotikus foltok

Biotikus foltok

Heterotrófok alkotta foltok

Autotrófok alkotta foltok

Habitat alakítás

Denzitás foltok

Negatív hatásokKompetícióPredáció+herbivoriaÉlősködők, betegségek

Szaporodás ill produkcióTerjedés ill. vándorlásTáplálék ill. habitat aggregáció

Hód: víz duzzasztásBúvóhely (tegzes lakócső)Egyedek összetömörülése (vándorkagyló)Biofilm kialakulásaBioturbáció (férgek, lárvák a bentoszban)

Vízjárás, annak történeti alakulása, kiáradás-apadás rövid és hosszú időskálánHidraulikaHelyi geomorfológiaTopográfia, lejtésAlzat szemösszetétele és méreteloszlásaBesugárzás (fotoszintetikusan aktív és UV)HőmérsékletOxigénSzervetlen tápanyagokEgyéb vízkémiai jellemzőkFolt típus

A

Folt típusB

Folt típusn

Egymásba ágyazott hidrogeo-morfológiai foltok

Terresztrikus vegetációBentikus és pelágikus mikro- és fonalas algákEdényes makrofitonokDetritusz (levelek, fás maradványok)

Típus

MechanizmusokTerresztrikus abiotikus diszturbációkVízi abiotikus diszturbációkElterjedés, tápanyagok stb.Biotikus diszturbációkAutotróf-autotróf kölcsönhatásokFaji szintű igények

időskála

térskála

Legnagyobb térskálán a vízgyűjtő ill. a folyóvizek hálózata

Vagy egy ökorégión belül található, vagy akár több ökorégiót fedhet le

Következő szint: hidrogeomorfológiai foltok és az általuk alkotott funkcionális folyamat zónák

Utóbbiak változó kiterjedésű és természetű biotikus és abiotikus foltokból állnak

Folyóvízhez kapcsolódó foltok lehetnek magában a vízben v. a szárazföldön

A víziek lehetnek a mederben, pangóvizes területeken vagy ártérben, ill. a nyíltvízben, a bentoszban v. a hyporheikus zónában (pl. üledék mélyén)

A biotikus és abiotikus foltok alakulását egyaránt befolyásolja az éghajlat

Az abiotikus foltok gyakorta nagyobb térskálán vannak jelen, mint a biotikus foltok

RES - riverine ecosystem synthesis (Thorp et al. 2006)

Phytoplankton dynamics in relation to connectivity, flow dynamics and resource availability — the case of a large, lowland river, the Hungarian TiszaV. Istvánovics, M. Honti L. Vörös, Zs. Kozma, Hydrobiologia 2010 637: 121-141

Márciustól októberig: autotrófia, de: torkolatokból klorofill-a export 3-szorosa a folyó nettó autotróf produkciójának. Fitoplankton fő forrása (klorofill-a, fajösszetétel, hasonlóságok alapján): Szamos (Zagyva: csupán 20%-kal járult hozzá az össz-produkcióhoz)Az áradások szerepe alárendelt a befolyókéhoz képest.Vízgyűjtő szinten: kisvíznél diszkontinuus gradiensek a folyó és a befolyók között.

A folyóba torkollva hirtelen megnövekedő medermélység hatására csökkenő fénymennyiség, valósz. csökkenő foszfát konc.Egyedül a Szamos torkolatánál: kevésbé drasztikus átmenet.Adott fitoplankton komponens megmaradására a a hossz-szelvényben két út lehetséges: bekerülve a Tisza medrébe v. elszaporodik, v. kihal, de más befolyóból ismét bekerül. A fényszegény mederben inkább az utóbbi lehetséges, ezt a meanderező típusú folyótorkolatok lehetővé is teszik több befolyónálNagy hidrogeomorfológiai foltok szintjén: duzzasztás megtöri a viszonylag egyenletes alföldi gradienseket. Kisvíznél erősebb a hatása: hosszabb tartózkodási idő, felmelegedés … stb. Tavaszi áradások alkalmával kisebb különbségek.