A megszokottnál drasztikusabban csökkentik a gyepek a szén-dioxid-elnyelésüket, ha a megemelkedett atmoszférikus CO2-szint, a globális felmelegedés és az aszály egyszerre fejti ki a hatását. Az Innsbrucki Egyetem kutatói egy egyedülálló, több tényezőt vizsgáló terepi kísérlet során kimutatták, hogy a jövőbeli éghajlati viszonyok között a füves területek szén-dioxid-lekötő képessége négyszer nagyobb mértékben eshet vissza a szárazság miatt, mint a jelenlegi körülmények között.
A laboratóriumi elméletek bukása a valóság tesztjén
Az eddigi éghajlati modellek és előrejelzések nagyrészt abból a feltételezésből indultak ki, hogy az egyes környezeti stresszfaktorok – mint a megemelkedett szén-dioxid-koncentráció, a melegedés és a vízhiány – hatásai egyszerűen összeadódnak az ökoszisztémákban. A kutatók úgy vélték, a magasabb CO2-szint miatt a növények takarékosabban bánnak majd a vízzel, ami részben tompítja a felmelegedés okozta fokozott párolgást és vízigényt. A valóságban azonban ezek a tényezők egyszerre, egymást felerősítve sújtják a vegetációt, a korábbi elszigetelt laboratóriumi vizsgálatok pedig képtelenek voltak modellezni ezt az összetett szinergiát.
Időgép a stájerországi tesztparcellákon
Az Innsbrucki Egyetem Ökológiai Tanszékének munkatársai, Maud Tissink és Michael Bahn professzor vezetésével egy rendkívül munkaigényes, hosszú távú szántóföldi kísérletet hoztak létre a stájerországi Raumberg-Gumpenstein agrárkutató központban. A kutatócsoport 54 tesztparcellát szerelt fel infravörös fűtőtestekkel, szabályozható CO2-befúvó rendszerekkel, valamint automatizált, az esőt kiszűrő tetőkkel. Ez a komplex infrastruktúra gyakorlatilag időgépként működött: a következő évtizedekben várható atmoszférikus és éghajlati viszonyokat szimulálta a gyakorlatban, mérve a fotoszintézis során történő szén-dioxid-felvételt, a légzéssel járó CO2-kibocsátást és a talaj vízháztartását.
A mérések igazolták, hogy a felmelegedés negatív hatása annyira erős, hogy a növények szén-dioxid-többlet miatti víztakarékossága teljesen elégtelenné válik. Bár a szárazság már a mai viszonyok között is korlátozza a gyepek produktivitását, a szimulált jövőbeli klímában ez a korlátozás felerősödik. A gyepek szén-dioxid-felvétele négyszer akkora visszaesést mutatott az aszály alatt, mint normál bázisszinten. Ezzel párhuzamosan a növények vízfelhasználási hatékonysága is leromlott: minden egyes egységnyi elnyelt szénért cserébe az ökoszisztéma több vizet volt kénytelen elpárologtatni, ami tovább szárította az eleve vízhiányos talajt.
Globális veszély a karbonkörforgásra
A szárazföldi ökoszisztémák közül a füves terégek és gyepek borítják a Föld felszínének csaknem 40 százalékát, így alapvető szerepet játszanak a globális szén- és vízkörforgás szabályozásában. Ha ezek a területek a jövőbeli aszályok során radikálisan veszítenek szén-dioxid-elnyelő kapacitásukból, az jelentős pozitív visszacsatolást indíthat el, felgyorsítva a légköri üvegházhatású gázok felhalmozódását. A felfedezés rávilágít, hogy a jelenlegi globális klímamodellek szisztematikusan alulbecsülhetik a jövőbeli szárazságok ökológiai és mezőgazdasági következményeit.
Közép-Európában, így a magyarországi legelők és gyepek esetében is közvetlen kockázatot jelent a folyamat, mivel a növekvő átlaghőmérséklet a csapadékmennyiség stagnálása mellett is fokozott párolgást és talajszárazságot okoz. A kutatók ugyanakkor óva intenek a közvetlen általánosítástól, az eredmények más éghajlati zónákra és erdős ökoszisztémákra való pontos átültetéséhez további, több-tényezős nemzetközi terepkísérletekre van szükség.
| Klímatényező | Korábbi elméleti feltételezés | Az innsbrucki kísérlet eredménye |
|---|---|---|
| Magas CO2-koncentráció | Fokozza a növények víztakarékosságát. | Rövid távon segít, de a hatását felülírja a melegedés. |
| Klímamelegedés | Lineárisan növeli a párolgást és a vízigényt. | Drámai módon rontja a vízfelhasználás hatékonyságát. |
| Jövőbeli kombinált aszály | Az egyedi hatások összegeként alakul a kár. | Négyszeresére növeli a szén-dioxid-elnyelés csökkenését. |
A modellek újrahangolása maradt az egyetlen opció
Az innsbrucki adatok egyértelművé teszik, hogy az ökoszisztémák védelme és a mezőgazdaság felkészítése nem alapozható lineáris becslésekre. Ha a globális felmelegedés mértékét nem sikerül a kritikus határértékeken belül tartani, a természetes szén-dioxid-nyelők összeomlása dominóhatásként gyorsíthatja meg a klímaváltozást. A kutatók szerint a jövőbeli adaptációs stratégiáknak és a globális klímavédelmi modelleknek sürgősen integrálniuk kell a stresszfaktorok közötti nemlineáris, egymást erősítő szinergiákat.
