TALAJDEGRADÁCIÓS FOLYAMATOK ÉS SZÉLSŐSÉGES VÍZHÁZTARTÁSI HELYZETEK A KÖRNYEZETI ÁLLAPOT MEGHATÁROZÓ TÉNYEZŐI
VÁRALLYAY GYÖRGY
Kulcsszavak: talaj multifunkcionalitása, talajdegradáció, talajtermékenység, belvízveszély–
aszályérzékenység, talaj környezeti állapota.
Magyarország legfontosabb feltételesen megújuló (megújítható) természeti erőforrása a talaj, amelynek ésszerű és fenntartható használata, védelme, állagának megőrzése és sokoldalú funkcióképességének fenntartása a környezetvédelem és a biomassza-termelés közös feladata, a fenntartható fejlődés egyik alapeleme, tehát össztársadalmi érdek.
A talaj funkcióit egyre inkább és egyre sokoldalúbban hasznosítja az ember, élve (sajnos nem ritkán visszaélve) a talaj sajátos és specifikus önmegújuló képességével (soil resilience). Magyarországon a nagyon változatos talajképződési tényezők bonyolult összhatásának eredményeképpen mozaikosan tarka talajtakaró jött létre, térben és időben egyaránt nagyon változó talajtulajdonságokkal, amelyekről nemzetközi színvonalú talajtani adatbázis nyújt információt, s képez tudományos alapokat azok befolyásolására.
Magyarország általában és viszonylag kedvező agroökológiai adottságokkal rendelkezik. Ezt azonban nagy és szeszélyes tér- és időbeni variabilitás jellemzi, valamint az alábbi tényezők korlátozzák, veszélyeztetik:
- Talajdegradációs folyamatok.
- Szélsőséges vízháztartási helyzetek (árvíz, belvíz, túlnedvesedés – aszály).
- Elemek (növényi tápanyagok és potenciális szennyező anyagok) biogeokémiai ciklusának kedvezőtlen irányú megváltozása.
A talajdegradációs folyamatok túlnyomó része a talaj környezeti érzékenységének jellemzésével, „stressz-elemzésével” megelőzhető, kivédhető, de legalább egy ökológiai tűréshatárig mérsékelhető.
Magyarország vízkészletei korlátozottak. S nem lehet számítani sem a légköri csapadék, sem felszíni és felszín alatti vízkészletek jövőbeni növekedésére sem. A korlátozott készletekből egyre nagyobb és sokoldalúbb társadalmi igényeket kell(ene) kielégíteni. A mezőgazdaságnak és a gazdaságfejlesztésnek, valamint a környezetvédelemnek egyaránt a víz az egyik meghatározó tényezője, a vízhasználat hatékonyságának növelése pedig megkülönböztetett jelentőségű kulcsfeladat.
A klímaváltozás-prognózisok egybehangzó megállapítása szerint a szélsőséges időjárási és vízháztartási helyzetek (árvíz, belvíz, túlnedvesedés, illetve aszály) valószínűsége, gyakorisága, tartama növekedik, s súlyosbodnak ennek káros következményei. Ilyen körülmények között megkülönböztetett jelentősége van annak, hogy az ország legnagyobb kapacitású potenciális természetes víztározója a talaj. Ez a tározótér azonban a víz talajba szivárgásának és a talajban történő hasznos tárolásának akadályai miatt gyakran nem hasznosul, s szélsőséges vízháztartási helyzeteket eredményez, azok minden káros következményével. A nedvességforgalom-
szabályozás alaptétele tehát ezen akadályok megszüntetése vagy mérséklése. Az erre irányuló beavatkozások túlnyomó része ugyanakkor kedvező környezetvédelmi intézkedés is.
Magyarország talajainak környezeti állapota és annak változásai szempontjából megkülönböztetett jelentőségű a talaj vízgazdálkodása és nedvességforgalma, hisz ez a növényzet és a bióta közvetlen vízellátásán kívül többnyire döntő mértékben befolyásolja a többi talajökológiai tényező (levegő-, hő- és tápanyag-forgalom, biológiai tevékenység) állapotát és dinamikáját is. Jelentősen (gyakran meghatározóan) hat a talaj anyag- és energiaforgalmára, abiotikus és biotikus transzport és transzformációs folyamataira, következésképpen funkcióira, termékenységére, megújuló képességére. Hat továbbá a talaj technológiai állapotára, művelhetőségére, a talajművelés energiaigényére; valamint a talaj környezeti érzékenységére, stressztűrő képességére, technikai és kémiai terhelhetőségére is.
A talaj kedvező környezeti állapotának fenntartása, megóvása, vagy éppen kialakítása érdekében is mindent meg kell tenni azért, hogy a talaj felszínére jutó víz minél nagyobb hányada szivárogjon be a talajba, s tározódjon ott, növények számára hasznosítható formában. Erre megfelelő talajhasználati és agrotechnikai módszerek állnak rendelkezésre, csak az adott körülményekhez kell azokat – termőhely-specifikusan – adaptálni és végrehajtani. Ezek az intézkedések – a talaj potenciális vízraktározó képességének minél teljesebb körű kihasználásával – egyaránt csökkentik az aszályérzékenység és a belvízveszély kockázatát, mérséklik azok kedvezőtlen gazdasági, környezeti, társadalmi hatásait, káros következményeit is.
A talaj vízháztartás-szabályozása tehát egyaránt nélkülözhetetlen eleme a fenntartható talajhasználatnak, a korszerű vízkészlet-gazdálkodásnak és az eredményes környezetvédelemnek.
* * *
A RENDSZERES TALAJBOLYGATÁS HATÁSA A TALAJ SZÉN-DIOXIDKIBOCSÁTÁSÁRA BARACKÜLTETVÉNYBEN
TÓTH ESZTER – FARKAS CSILLA
Kulcsszavak: szén-dioxid-emisszió, bolygatatlan talajminta, klímaszoba, barackültetvény, talaj-vízpotenciál, sorközművelés.
Munkánkban a talaj szén-dioxid-kibocsátása, nedvességtartalma és nedvességpotenciálja közötti összefüggést vizsgáltuk a barackültetvény gyeppel borított és rendszeresen tárcsázott soraiban abból a célból, hogy a művelés következtében megváltozott talajszerkezeti elemek talajlégzésre gyakorolt hatását is figyelembe vegyük. Ezért új mérési módszert dolgoztunk ki és teszteltünk klímaszobában, kontrollált körülmények között. A mintavételezéskor kezelésenként 23 darab, megközelítőleg 800 cm3 térfogatú talajmintát vettünk a talaj felső 10 cm-es rétegéből, melyek közül 3-3 mintát a térfogattömeg és a kiindulási nedvességtartalom meghatározásához, 20-20 mintát pedig inkubációs vizsgálatokhoz használtunk fel. A talaj vízvisszatartógörbéjét 100 cm3-es bolygatatlan talajmintákból határoztuk meg, három ismétlésben. A szemcseösszetétel, a tápanyagtartalom és a biológiai aktivitást jellemző talajtulajdonságok meghatározása bolygatott mintákból történt. A talaj szén-dioxid-emisszóját a talaj nedvességtartalmának és vízpotenciáljának függvényében vizsgáltuk. E célból tizenkét alkalommal vettünk levegőmintát a minták feletti zárt légrétegből a mérés kezdetekor és három óra elteltével úgy, hogy a minták nedvességtartalma minél szélesebb spektrumot fedjen le. A kezelések közötti különbségek kimutatására egytényezős varianciaanalízist használtunk 5%-os szignifikancia-szinten.
Az eredményeket a főbb talajbiológiai jellemzők ismeretében értelmeztük. Megállapítható, hogy a gyakorlatilag bolygatatlan, gyep borította talajban mért talajjellemzők alapján ebben a kezelésben magasabb a tápanyagtartalom és a biológiai aktivitás. A bolygatatlan kezelésben (Gy) mért emisszió-értékek valamennyi nedvességtartományban szignifikánsan nagyobbak voltak, mint a tárcsás kezelésben, kivéve a legnedvesebb talajállapotot (>45 v%), ahol a különbség nem volt szignifikáns. A talajnedvesség-tartalom növekedésével párhuzamosan a talajlégzés emelkedését figyeltük meg, egészen a szabadföldi vízkapacitáshoz tartozó nedvességérték eléréséig. A telítettségi nedvességállapot közelében enyhe csökkenést tapasztaltunk az emisszió-értékekben. Eredményeink egyértelműen mutatják a talaj CO2-kibocsátása és a talaj vízpotenciálja, valamint szerkezete közötti szoros kapcsolatot. Megállapítottuk, hogy a talajművelés talajlevegőzöttségére gyakorolt kedvező hatása mellett, a rendszeres talajbolygatás a talaj mikrobiológiai aktivitásának csökkenését eredményezi, ami egyben a talaj széndioxid-kibocsátásának csökkenéséhez is vezet.
* * *
A TERMÉSINGADOZÁS ÉS AZ IDŐJÁRÁS ÖSSZEFÜGGÉSEI A SZÁNTÓFÖLDI
NÖVÉNYTERMELÉSBEN
TARNAWA ÁKOS – KLUPÁCS HELGA – BALLA ISTVÁN – JOLÁNKAI MÁRTON
Kulcsszavak: időjárás, klimatikus tényezők, növénytermelés, termésstabilitás.
A vizsgálatban 40 éves adatsorok alapján 11 növényfaj; búza, kukorica, árpa, rozs, zab, borsó, napraforgó, repce, lucerna, cukorrépa, burgonya terméseredményeinek 32 meteorológiai paraméter alapján történő elemzésére került sor. A cél annak meghatározása volt, hogy mennyiben függ az adott évi termésátlag trend alatti vagy trend fölötti alakulása az időjárástól. Összességében megállapítható, hogy bár a növénytermelésre az időjárás egyes tényezői, így különösen a hőmérséklet, a radiáció és a csapadék jelentősen hat, semmiképpen nem hagyható figyelmen kívül az agrotechnikai és az egyéb elemek. Az agrotechnikai kutatásoknak és fejlesztéseknek jelentős szerepe lehet az ingadozások mérséklésében.
* * *
AZ ÁRVÍZVÉDELEM BIZTONSÁGA ÉS A KLÍMAHATÁSOK KAPCSOLATA A TISZA VÍZGYŰJTŐJÉN
RADVÁNSZKY BERTALAN – BABÁK KRISZTINA – BALOGH JÁNOS – FÁBIÁN
SZABOLCS ÁKOS – SCHWEITZER FERENC
Kulcsszavak: klímaváltozás, veszélyek, árterek, modellezés, Tisza.
A Tiszán kialakuló árvizeknél fontos szerepet játszik a hidrometeorológiai, a geomorfológiai, a vegetációs, valamint az antropogén hatás. A szélsőségesen változékony vízjárású Tisza vízgyűjtő területén veszélyes árvizek alakulnak ki a téli hó elolvadásakor, a tavaszi–nyári, sőt a mediterrán ciklonoknak köszönhetően az őszi nagy esőzésekkor is.
A Tisza vízgyűjtőjén a közelmúltban bekövetkezett természeti katasztrófák alapja a pozitív átlagos hőmérséklet-változás, amely fokozza a globális vízkörzést. A regionális klímamodellel (REMO) végzett vizsgálatok alapján, a XXI. század végére (2061–2090) elkészített éghajlati forgatókönyvvel lehet számolni. A havi átlagos hőmérsékletek a jövőben az év minden hónapjában növekednek. A csapadékmennyiség változásának nagysága térben és időben különböző lehet a kutatások alapján. A Tisza vízgyűjtő síksági részén az éves csapadéknövekedés eléri a 6%-ot, az Északkeleti-Kárpátok területén a 6–9%-ot, ellenben az Erdélyi medencében 6–15%-os csökkenés várható.
A lefolyási modell (Hydrological Discharge, HD) alapján – a REMO modell várható éghajlati adatait felhasználva – a Tisza éves átlagos vízhozama csökkeni fog a szcenárió időszakban (2071–2090) Zentánál. A havi átlagos vízhozam változása különböző előjelű lesz, a legjelentősebb csökkenés augusztusban (16%), szeptemberben (32%) és októberben (20%) következik be, a növekedés pedig januárban (9%), április (7%) és májusban (29%).
Vizsgálataink alapján megállapíthatjuk, hogy a hullámtéri üledék lerakódása, az övzátonyok épülése, valamint a hullámtéri vegetáció és a technika fejlődése révén növekvő antropogén hatások csak tovább fokozzák a szélsőséges hidrometeorológiai helyzet miatt kialakuló pusztító árvizek gyakoriságát.
* * *
SZELVÉNY- ÉS VÍZGYŰJTŐ-SZINTŰ MODELLEK ALKALMAZHATÓSÁGA A KLÍMAVÁLTOZÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK ÉRTÉKELÉSÉRE
FARKAS CSILLA – HAGYÓ ANDREA
Kulcsszavak: klímaváltozás, szélsőséges időjárási jelenségek, matematikai modellek, Benchmark modellértékelési kritériumok.
Tanulmányunkban a klímaváltozás lehetséges hatásainak előrejelzésére alkalmas matematikai modellek értékelését végeztük el az ún. helyes modellezői gyakorlat alapelveivel összhangban. Nyolc talajszelvény-léptékű és öt vízgyűjtő-szintű matematikai modellt hasonlítottunk össze a Benchmark kritériumrendszer szerint abból a szempontból, hogy mennyiben alkalmasak a klímaváltozás víz- és tápanyagforgalomra gyakorolt hatásainak előrejelzésére hazai feltételek között. Megállapítottuk, hogy a szelvény-léptékű modellek közül a talaj vízháztartásának számítására a SWAP és a 4M modell, a tápanyagforgalom talajszelvény- és kisvízgyűjtő-szintű értékelésére a HYDRUS modell jöhet elsődlegesen szóba. A vízgyűjtő-szintű modellek közül az INCA és a SWAT modell bizonyult a legalkalmasabbnak arra, hogy eltérő klíma- és földhasználati forgatókönyvek együttes hatását vizsgáljuk az erózió okozta talajveszteség, továbbá a tápanyag-kimosódás becslésére. Az elméleti modellértékelés eredményeit minden konkrét feladat megfogalmazását követően érdemes finomítani a mintaterület és a rendelkezésre álló adatok figyelembevételével.
* * *
ERÓZIÓBECSLÉS VÁLTOZÓ KLIMATIKUS FELTÉTELEK KÖZÖTT
SZALAI ZOLTÁN – BALOGH JÁNOS – JAKAB GERGELY
Kulcsszavak: klímaváltozás, talajerózió-modellezés, felszínborítás, MEDRUSH, WEPP.
A klímaváltozás mind rövid, mind hosszú távon befolyásolja a talaj fizikai és kémiai paramétereit, valamint ezen keresztül a talajpusztulást is. A feltételezhetően egyre gyakoribbá váló extrém csapadékesemények rövid távú hatásait a WEPP modellel szimuláltuk. Az éghajlati viszonyok megváltozásának hosszú távú modellezésére a MEDRUSH modellt alkalmaztuk. A modellezett éghajlat legfontosabb ismérvei az időjárási szélsőségek számának emelkedése és az éves csapadékmennyiség a mainál sokkal rendszertelenebb eloszlása. Ezen hatások eredőjeként hosszú távon valószínűsítettük a jelenlegi felszínborítás (szántóföld, legelő) megváltozását. Megállapítható, hogy a vizsgált lejtőkön egy nagyon heves csapadékesemény önmagában nem okozna jelentős talajpusztulást a vizsgált szelvények mentén. Az időjárási szélsőségek gyakoribbá válása azonban a csapadék csökkenése mellett is intenzívebb talajpusztulást idézhet elő. Esetünkben a lepusztulás mértéke a modellszámítások szerint 10-16%-kal növekedhet a pillanatnyi értékekhez képest, miközben a barázdás erózió részaránya is ugrásszerűen megemelkedik. Rövid távon a szántóföldi művelés alatt álló lejtők – különösen a meredek térszíneken – jelentős pusztulása várható. E pusztulás kártétele várhatóan elsősorban az elhordott talaj lerakódásában (a lejtőalji a növények eltemetésével, a tározók és élővizek feltöltődésével) mutatkozik meg és csak másodlagosan a termelt növények által elérhető talaj- és tápanyagmennyiség csökkenésében. Hosszabb távon a meredekebb térszíneken a talajpusztulás ütemének erősödésére lehet számítani. Ennek a folyamatnak a spontán visszaerdősülés is hatékony
védőeszköze lehet. A legkritikusabb térszíneken klímazonális jellegű erdő telepítése is hatékony talajvédelmi eszköz lehet, bár a modell e társulások szempontjából kedvezőtlen környezeti feltételeket prognosztizál. A rendszertelenül hulló csapadék a növényzet fejlődésére általánosságban gátlóan hat, így ezen erdők talajmegkötő és vízvisszatartó képessége várhatóan csekélyebb lesz a jelen értékekhez képest.
Az alkalmazott módszer területei kiterjesztésével lehetőség nyílik nagyobb területek talajpusztulásának becslésére eltérő klimatikus viszonyok esetén. Alkalmazásával számszerűen összehasonlíthatóvá válnak ez egyes területhasználati és művelésmódok rövid és hosszú távú talajvédelmi hatásai is.
* * *
A KLÍMAVÁLTOZÁS FIGYELEMBEVÉTELE A KÖRNYEZETI ÉRTÉKELÉSEKBEN
PÁLVÖLGYI TAMÁS
Kulcsszavak: környezeti értékelés, éghajlatváltozás, stratégiai környezeti vizsgálat, infrastruktúrafejlesztések.
A gazdasági tevékenységek tervezésének, előkészítésének egyik központi eleme a környezeti értékelés. Az infrastruktúra-beruházásoknál a környezetvédelmi engedélyezés, tervek, míg a programoknál, koncepcióknál a stratégiai környezeti vizsgálat keretében szükséges környezeti értékelést készíteni. A gazdasági tevékenységeket különbözőképpen érintik majd az éghajlatváltozás közvetlen és közvetett hatásai. A hatások igen eltérőek lehetnek akár egy ágazaton belül is, a hely és fejlettség függvényében.
A jelen kutatás arra keresett választ, hogy milyen módszertani keretek között vizsgálható a „ma” induló, hosszú távon ható programok, tervek, koncepciók hatása a „jövő” éghajlatára, illetve a változó éghajlat hogyan befolyásolhatja e fejlesztési törekvések sorsát és hatékonyságát. Legfontosabb megállapítások:
* Az egyes infrastruktúra-fejlesztések „érintettsége” erősen differenciált az éghajlatváltozás szempontjából. A fejlesztési elemek közvetett és közvetlen ÜHG-kibocsátásának figyelembevételével, továbbá az éghajlatváltozásnak a fejlesztésekre gyakorolt visszahatásán keresztül mód nyílik a fejlesztési elemek éghajlati vonatkozásainak objektív elemzésére. Vizsgálataink alapján két klímakategóriába soroltuk a fejlesztéseket. Javasoljuk, hogy az első kategóriába eső fejlesztéseknél (pl. erőmű-létesítés, tüzelőanyag-váltás, özlekedésfejlesztés, intenzív agártermelés stb.) feltétlenül készüljön éghajlat-változási hatáselemzés.
* Az éghajlat-változási hatáselemzés jól illeszkedik a stratégiai környezeti vizsgálathoz. A stratégiai környezeti vizsgálat jogi és módszertani keretei alkalmazhatók az éghajlati hatáselemzésekben, és ezek szerves részét képezhetik a stratégiai környezeti vizsgálatoknak. Az éghajlat-változási hatáselemzés módszertanának első lépéseként kidolgoztunk egy éghajlatvédelmi szempontú fenntarthatósági értékrendet, mely 14 összehasonlító kritériumot, feltételt támaszt a fejlesztésekkel szemben. Szempontokat adtunk a fejlesztésekkel kapcsolatos, éghajlatvédelmi fókuszáltságú társadalmi participáció szempontjaira.
* * *
A KISTÉRSÉGI SZINTŰ ÉGHAJLATVÁLTOZÁSI SÉRÜLÉKENYSÉGVIZSGÁLAT MÓDSZERE ÉS EREDMÉNYEI
PÁLVÖLGYI TAMÁS – CZIRA TAMÁS – DOBOZI ESZTER – RIDEG ADRIENN –
SCHNELLER KRISZTIÁN
Kulcsszavak: éghajlatváltozás, érzékenység, alkalmazkodóképesség, sérülékenység, kistérségek
A kutatómunka célja olyan objektív alapú hatásvizsgálati módszertan kialakítása, amellyel kvantitatív módon jellemezhető és egymással összehasonlítható egy-egy térség éghajlatváltozással szemben mutatott komplex természeti, társadalmi, gazdasági sérülékenysége. A térségi kitettségen, érzékenységen és alkalmazkodóképességen alapuló éghajlatváltozási sérülékenység-vizsgálat módszerének (CIVAS modell) területi szinten elvégzett hazai adaptációjakor több területi komplex indikátor kialakítására került sor. Tesztelés alá vontuk egy regionális éghajlati modell (RACMO klímamodell) kistérségi alkalmazhatóságát, illetve térképes összehasonlító elemzéseken keresztül meghatároztuk tématerületenként a kistérségek kitettségét, érzékenységét, alkalmazkodóképességét és ezek eredőjeként komplex sérülékenységük relatív szintjét is. A kutatómunka megalapozta a területfejlesztési szakpolitika klímaváltozás mérséklésére vonatkozó négy éves szakmai programját és hozzájárulhat a térségeink sajátos adottságain alapuló, a fenntartható fejlődést figyelembe vevő klíma- és területi stratégiáinak kialakítására.
