Ugrás a tartalomhoz

Az éghajlatváltozás okai és következményei

Gelencsér András, Molnár Ágnes, Imre Kornélia (2012)

Pannon Egyetem

8.3 A földhasználat és a szénkörforgalom változása

8.3 A földhasználat és a szénkörforgalom változása

A szénkörforgalom bioszférával összefüggő része a szén-dioxid felvételét és leadását jelenti. Ismeretes, hogy a növények, sztómáikon keresztül, a légkörből veszik fel a fotoszintézisükhöz szükséges szén-dioxidot. A fotoszintézis és a légzés mértékét, sebességét nagyban meghatározza az éghajlat. Ezek változnak évszakok során, és követik az éghajlat ingadozását is. Kutatási eredmények szerint az utóbbi két évtizedben a szárazföldi fotoszintézis meghaladta a légzés mértékét, azaz több szenet kötött meg, mint amennyit kibocsátott.

8.3.1Ökoszisztémák szénkörforgalmának meghatározása

A magasabb rendű növények fotoszintéziséhez szükséges szén-dioxid, a sztómákon keresztül, diffúzióval kerül a növények szervezetébe. A levélnedvekben oldott teljes CO2 mennyiség nagy része nem vesz részt a fotoszintézisben, a légkörbe diffundál. Az ún. megkötött szenet (a fotoszintézis során a CO2-ből keletkező szénhidrátot) nevezik bruttó elsődleges termelésnek (GPP: gross primary production). Méréseken alapuló becslések szerint, a szárazföldi GPP 120 PgC/év. Ennek kb. a fele a növények szöveteiben (levelekben, fás részekben, gyökerekben) tárolódik, a másik fele az autotróf légzés (autotróf szervezetek, pl. a klorofillt tartalmazó növények, környezetük szervetlen anyagaiból építik fel szerves anyagaikat) során távozik a légkörbe. A növények éves növekedése a fotoszintézis és az autotróf légzés különbsége, amelyet nettó elsődleges termelésnek (NPP: net primary production) neveznek. A globális NPP-t 60 PgC/év-re becsülik.

Végső soron, minden növények által fixált szén visszakerül a légkörbe, lebontó szervezetek (pl. baktériumok, gombák) és növényevő állatok ún. heterotróf légzése, illetve természetes folyamatokban és emberi közreműködéssel keletkező tüzek során. Az elhalt biomassza bekerül az avar és a talaj szerves anyagába, ahonnan végül szén-dioxidként visszakerül a levegőbe.

Az NPP és a heterotróf légzés közötti különbség adja meg, hogy mekkora adott ökoszisztéma szén vesztesége/nyeresége. (Természetesen zavaró események hiányában, mint pl. betakarítás, fakitermelés, tűz, stb.) Ezt a szénmérleget nevezik nettó ökoszisztéma termelésnek (NEP: net ecosystem production). A globális NEP értékét 10 PgC/évre teszik. Amikor a fenti „zavaró eseményeket”, valamint az erózió és folyók által az óceánokba szállított szerves anyagot is figyelembe veszik, a szárazföldi bioszférában ténylegesen akkumulálódó szerves anyagot (NBP: net biome production) kapjuk meg. Az elmondottakat a 8.2 táblázat foglalja össze. A felsorolt tényezők a légkör szén-dioxid készletét ténylegesen meghatározzák.

8.2. táblázat - Ökoszisztémák szénkörforgalmában használatos fogalmak


Definíció szerint az egyensúlyban lévő ökoszisztémában az NBP értéke nulla. A valóságban azonban ez emberi beavatkozás, természetes folyamatok és az éghajlat ingadozások miatt változik mind az NPP, mind a heterotróf légzés mértéke. Ha változik a szénfelvétel (NPP) sebessége, akkor a szénleadásé (légzés) is változik. A két folyamat között ugyanakkor időeltolódás figyelhető meg, mivel a széntározók lassabban reagálnak a változásra. Ennek következtében a szárazföldi szénkészlet is változik, és az NBP sem lesz nulla. A NBP értékét 1980-as évekre -0,2±0,7 PgC/év-re, míg az 1990-es évekre -1,4±0,7 PgC/év-re becsültek. A vizsgálatok szerint a szárazföldi rendszer jelenleg globális nyelője a légköri szénnek (lásd 8.3 táblázat).

8.3. táblázat - Globális szén-dioxid mérleg (PgC/év). A pozitív számok a légkörbe irányuló fluxust, a negatív számok a légkörből történő felvételt jelzik. (IPCC 2007)


8.3.2 Az újraerdősítés és az erdőirtás hatása a légköri CO2 szintre.

A kutatók becslése alapján az elmúlt 1-2 évszázad alatt a földhasználat-változás miatt a felszínről a légkörbe belépő szénmennyiség 180-200 PgC , míg 2000-ig, a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó szénmennyiség 280 PgC volt. Ezek figyelembe vételével, az elmúlt 100-200 év alatt, az összes antropogén kibocsátás 480-500 PgC-ra tehető. A légköri CO2 koncentráció ez alatt az idő alatt 90 ppm-mel (amely 190 PgC-nek felel meg) nőtt. Az antropogén szén-dioxid kibocsátás kb. 40%-a maradt a légkörben, a többit a szárazföldek és az óceánok vették fel.

Amennyiben újraerdősítéssel, az eddigi földhasználat-változást teljesen vissza tudnánk fordítani, a CO2 koncentrációjában mintegy 40 ppm-es (80 PgC = 0,4*200 PgC) csökkenésre számíthatnánk. Ez a számítás azt feltételezi, hogy a jövőben az ökoszisztémák nem tárolnak több szenet, mint az ipari forradalom előttiek, valamint, hogy az óceánok CO2 felvétele csökken a kisebb légköri CO2 koncentráció miatt. Az újraerdősítés maximális hatását is becsülhetjük. Feltételezve, hogy az elmúlt 100-200 év alatt a szárazföldek szénfelvétele nem változott, s a jövőben sem fog, mintegy 70ppm (140 PgC = 0,7*200PgC) koncentráció csökkenést következne be.

Az erdőirtások maximális hatása is hasonlóképpen becsülhető. A különböző ökoszisztémák vegetációjában és a talajban tárolt szén mennyiségének függvényében, az erdők teljes kiirtása és a területek gyeppé alakulása következtében 400-800 PgC szabadulna föl. A számítás során feltételezték, hogy a talajban raktározott szén 20-50%-a fog felszabadulni (IPCC 1997-es jelentése szerint). E számítás alapján, az erdők globális felszámolása 2-4-szer több CO2-t juttatna a levegőbe, mint amennyit az újraerdősítéssel ki lehetne vonni a légkörből!