Miért érdekes?

Az erőforrások – és ide nemcsak az energiahordozók tartoznak, hanem pl. az ökológiai rendszerek, mint „szolgáltatók”, és a talaj is – használatának intenzitása várhatóan a jövőben is növekedni fog, gondoljunk csak az emberi populáció növekedésének mértékére, és növekvő igényeire. Az ember, megjelenése óta, jelentős hatással volt a bioszféra anyagforgalmára, a jelenleg is zajló klímaváltozás is ennek következménye. A klíma és annak változásai, tapasztalhatjuk, jelentős hatással vannak a földfelszíni életre. Ám ennek a fordítottja is igaz: a felszínen és a felszín alatt zajló folyamatok is hatnak az atmoszféra működésére. A különböző komponensek között zajló anyagáramok megértésével közelebb kerülhetünk a jelenleg zajló klímaváltozás okainak tisztázásához és a változások esetleges lassításához, ami jelenleg az egyik legfontosabb célkitűzés a klímapolitikában.

2021. szeptember 8., szerda

A talajerózió 2050-re várható mértéke Európában

 Modellek segítségével becsülték kutatók a víz általi talajerózió mértékét a 2016-os referencia évhez képes. A csapadék jövőben várható eróziós hatását és a tájhasználati mód lehetséges változását használták fel a modellben. Az eredmények jelentős növekedést prognosztizálnak az európai, különösen a közép-európai talajok víz általi eróziójában: 13-22.5 %, 3.46 – 3.76 t/ha/év (a 2016-os átlagos 3.07 t/ha/évhez képes) talajveszteséggel számolnak 2050-re.

A becslések regionálisan jelentős különbségekkel (az ábrán a sárga-piros színek növekedést, a szürke-zöld árnyalatok csökkenést mutatnak az adott terület eróziójának mértékében 2016-hoz képest, kétféle modellfuttatás alapján), de elsősorban növekedéssel számolnak, melynek hátterében a csapadékesemények klímaváltozással együttjáró, feltételezhetően fokozódó erozivitása, illetve a várható tájhasználati változások hatása húzódik meg. A mediterrán területek egy részén változatlan erózió várható a csapadékmennyiség csökkenése miatt.

A cikk felhívja a figyelmet arra, hogy az >5 t/ha/év erózióval jellemezhető területeken kiemelten fontos a mitigációs lépések mielőbbi elindítása, pl. takarónövények vagy alacsony talajbolygatással járó művelési technikák használata stb. azért, hogy a talajveszteség fokozódása elkerülhető legyen.

2021. május 20., csütörtök

Szántóföldi szénmérleg

A szántóföldi művelés a leggyakoribb tájhasználati mód Magyarországon, az ország területének több, mint 50%-án jellemző ez a gazdálkodási forma, ezért is kiemelt nemzetgazdasági jelentőségű. A mezőgazdasági rendszerek azonban sérülékenyek, ki vannak téve az egyre gyakoribb szélsőséges időjárási eseményeknek. Ezek az események jelentős változékonyságot okoznak a terméshozamban, holott globálisan az elkövetkezendő évtizedek egyik fontos kihívása a hozam növelése a növekvő népesség ellátására. A sérülékenység egyik oka, hogy a változó klíma és az intenzív művelés hatására csökken a szántóföldi talajok széntartalma. Ez a széntartalom meghatározó jelentőségű a talajok termékenységének fenntartásában.



Kartali szénforgalmi mérőállomásunk 2017-ben indult, most a HuPCC konferencia kapcsán összegyűjtöttük az adatokat. Felhasználtuk a mérőállomás által mért szén-dioxid elnyelés és kibocsátás adatokat (nettó ökoszisztéma széncsere, NEE), illetve abból és a gazdálkodási adatokból (köszönet érte a Gödöllői Tangazdaság Zrt-nek) tudtunk szénmérleget is számolni, egy nagyjából 2,5 éves időszakra.

A kartali mintaterület egy jellegzetes hazai szántóföld átlagos klímával és talajviszonyokkal, így alkalmas modellterület a hazai szántókra. Korábban, bugaci mérőállomásunk adataiból már születtek publikációk, így a bugaci homoki legelőn mért adatokkal is össze tudtuk vetni a szántóföldi eredményeket.

Ezeket a következőképpen tudjuk összefoglalni:

A szántó és a gyep is nyelő aktivitást mutatott (NEE) a vizsgált években (2018-2020), átlagosan:

  • szántó: -152 g C m-2 év-1
  • gyep: -106 g C m-2 év-1
Azaz, jó hír, hogy mindkét mezőgazdasági rendszer szén-dioxid elnyelő volt az utóbbi években (csökkentette a légköri szén-dioxid koncentrációt). Míg a gyepen a szén-dioxid elnyelő aktivitás mértéke elsősorban a csapadékmennyiség függvénye volt, a szántón elsősorban az aktuális veteménytől függött, de mértéke a gyep aktivitását meghaladta. Klímavédelmi szempontból ez mindenképpen kedvező. 

A szénmérleget tekintve viszont azt tapasztaltuk, hogy a szántóföld talajának szénmérlege veszteséges: a learatott biomasszában elszállított  széntartalma annyira lecsökkentette a mérleget, hogy összességében kb. 200 g szerves szenet veszített a talaj éves szinten (a felszín 1 négyzetméterére számítva) - az alábbi ábra mutatja a szénmérleget (NECB, pozitív érték = veszteség), de csak a 2018-2019 teljes év.



Ebből úgy tűnik, hogy - hasonlóan korábbi európai eredményekhez - a hazai szántóföldek talajainak széntartalma is csökken. Felvetődik a kérdés, hogy hogyan lehetne csökkenteni ezt a veszteséget, vagy növelni a talajok széntartalmát? Léteznek olyan technológiák, amelyek hatékonyak lehetnek (pl. a szalma talajba dolgozása, csökkentett talajművelés, vagy takarónövények használata parlag helyett). A megfelelő technológia kiválasztásához pontosabban kell ismernünk azt, hogy mennyi szén is hiányzik a rendszerből - ehhez több mérésre lenne szükség -, illetve, hogy a gazdálkodók egy-egy adott területen mit tudnak megvalósítani. Ehhez tudományos és anyagi támogatásra lesz szükségük.

2021. január 11., hétfő

Új cikk

 Megjelent egy cikkünk a Scientific Reports c. lapban.


 

A hosszú távú kutatás fő eredménye az, hogy a vizsgált, legelőként hasznosított homokpusztagyepben kétféle egyensúlyi állapot jellemző a talaj CO2 kibocsátására (a talajlégzésre). A tér különböző pontjain, egymástól néhány méterre is nagyon eltérő talajlégzést mérhetünk még akkor is, ha van bizonyos állandóság abban, hogy a talajbeli légzési aktivitás hol mekkora. A légzési aktivitás térbeli "állandóságát" igazából egy hosszútávú átlagos v. szokásos intenzitásként definiálhatjuk, amely jellemző térbeli mintázatot mutat: vannak olyan helyek, ahol jellemzően, nagyobb, és olyanok, ahol jellemzően kisebb a talajlégzés intenzitása függetlenül az értékek aktuális tartományától. 

Ugyanakkor épp az aktuális értékek mutatják meg azt, hogy az adott élő rendszer milyen körülmények között működik, milyen kényszerfeltételekre reagál, és hogyan. A jellemzően alacsony, és a jellemzően magas aktivitású helyeken kisebb a talajlégzés "átlagos" intenzitástól való eltérése, mint azokon a térbeli pozíciókon, ahol változatos az értékek alakulása a különböző mérési időpontokban. Azaz, kevéssé jellemző az, hogy egy adott helyen "mindig" "közepeset" rögzítünk az aktuális adatsorban, mint az, hogy "nagyot" vagy "kicsit". Megnéztük hát azt, hogy mi lehet ennek az oka. Miért variál kevésbé az alacsony vagy magas aktivitás a tér egyes pontjain/régióiban, és jobban az, ami nem szélsőséges?

A háttérváltozók közül az aktuális csapadék-ellátottság, és ezen keresztül a talaj nedvességtartalom hatását könnyen feltételezhetjük, sőt azt is, hogy azokon a helyeken, ahol a talajnedvesség valamelyest magasabb, mint másutt, nagyobb talajlégzést fogunk tapasztalni. És ez még akkor is igaz lehet, ha nagyon magas vagy nagyon alacsony az aktuális talajnedvesség tartalom, hiszen a mélyedésekben mindenképpen összegyűlik a víz. Ez a feltételezésünk beigazolódott, azonban árnyalta a képet a tengerszint feletti magasság egészen finom további elemzése. Azt találtuk, hogy nemcsak durvább mélyedések és kiemelkedések fordulnak elő, hanem nagyon erősen szabályozza a talaj széntartalmát, és ezen keresztül a nedvesség tartalmát az is, hogy lokális vagy abszolút a mélyedés és hogy mennyire meredekek a lejtők. A szélsőséges vízgazdálkodású pozíciók egyrészt abszolút vagy lokális mélyedések, lankásabb összefolyással, magasabb szén- és nedvességtartalommal: itt mértük jellemzően a nagyobb talajlégzést és ezt a rendszer egy lehetséges egyensúlyi állapotaként határoztuk meg. Másrészt viszont szélsőséges vízgazdálkodásúak a lokális kiemelkedések is, meredekebb, így szél- és vízeróziónak jobban kitett oldalakkal, melyek szén- és nedvességtartalma csekély: itt mértük jellemzően a kisebb talajlégzést, és ezt is egy lehetséges egyensúlyi állapotnak tekintjük. A feltételezésünk még az, hogy azokon a helyeken, ahol nincsenek ilyen szélsőséges "állapotok", a talajlégzés aktuális értéke a két szélsőség közötti, tartósan jó vízellátottság esetén az első, tartós szárazság esetén a második egyensúlyi állapothoz közelítve.    

Mindennek a gyakorlati jelentősége talán abban kereshető, hogy a szántóföldi művelés során elegyengetett talajok, bár sokkal nagyobb léptékben és sokkal nagyobb abszolút magasság-különbséggel, szintén eltérő meredekségű, kitettségű, akár szélsőségesen eltérő széntartalmú és nedvességállapotú területekből állnak össze, melyeknél a felszínformálással nagyban beleavatkozhatunk a megfelelő termesztési körülmények kialakításába. Törekedni lehet a nedvességet jobban megtartó felszínforma kialakítására, illetve arra hogy a termesztett fajta a nagy táblákon az aktuális "élőhelyi" adottságokhoz igazodó legyen, mellyel jobb termésátlagokat érhetünk el kevesebb kezeléssel.