Mennyi területet kell helyreállítanunk, hogy visszahozzuk a helyi esőket?
A kérdésre úgy tűnik, mindenki választ akar kapni.
Az egyik leggyakrabban feltett kérdés, amikor az emberek megtudják, hogy a fák képesek esőt hozni, a következő: mekkora területet kell helyreállítanunk ahhoz, hogy a helyi esők visszatérjenek?
Először is fontos megérteni, hogy a helyi esőképződés sok tényezőtől függ, többek között attól, hogy a légköri nedvesség hogyan jut be és ki egy régióba. Figyelembe kell vennünk a helyi páratartalom szintjét is, és azt, hogy a párolgás képes-e eléggé megemelni a páratartalmat ahhoz, hogy átlépje a kondenzáció küszöbét. Ezen túlmenően döntő fontosságú annak tisztázása, hogy a cél a csapadék mennyiségének növelése helyben vagy távolabb, a széllel szemben. A több száz kilométerrel távolabbi csapadékmennyiség növelése is még mindig előnyös lehet az eredeti terület számára, mivel az eső által táplált folyók visszaáramolhatnak, feltöltve a helyi vízforrásokat.
Ez a Kárpát medence léptékében azt jelenti, hogy a nagy víztestekkel összefüggő Somogy megyei új erdők képesek lehetnek a Homokhátságon vagy még keletebbre is csapadékot generálni a szelek függvényében. Vagy akár a Kárpátok csapadékkékképzésében is szerepet játszhatnak a magyar erdők növelése a vízvisszatartással ellátott területeken.
Millán Millán meteorológus hosszú éveken át tanulmányozta, hogy az erdők és vizes élőhelyek pusztulása Spanyolországban hogyan okozta az ország csapadékveszteségét. Először közösségi gyűlésekből és helyi ismeretekből származó megfigyeléseket gyűjtött, majd kifinomultabb megfigyelések, érzékelők és éghajlati modellek segítségével követte nyomon, hol emelkedik a vízgőz, hol képződnek felhők, és hol esik - vagy nem esik - az eső. Ily módon részletes képet alkotott az esőzéseket előidéző mikrometeorológiai folyamatokról. Millán hasonló mintákat vizsgált a világ más régióiban is. Kutatásai alapján Millán úgy becsülte, hogy viszonylag sík terepen körülbelül 10 km × 10 km (10 000 hektár) helyreállított erdőkre és vizes élőhelyekre lenne szükség a helyi esőzések regenerálásához.
Megjegyezte, hogy a völgyekben kisebb helyreállítási terület is elegendő lehet.
Millán becslését azóta pontosabb tanulmányok is alátámasztották. Ronny Meier légkörkutató 2021-ben egy légkörkutatókból álló csoportot vezetett annak vizsgálatára, hogy a földhasználat hogyan befolyásolja a csapadékmennyiséget a nagyrészt mérsékelt éghajlatú Európában. Nagyjából 11 km × 7 km (7700 hektár) méretű cellákat vizsgáltak, és azt találták, hogy azokon a területeken, ahol 20%-kal több az erdősültség, lényegesen több eső esett. A 2021-es, "Empirical estimate of forestation-induced precipitation changes in Europe," című tanulmányukban 1512 helyszínt vizsgáltak a kontinensen, és megerősítették, hogy az erdősültség kézzelfogható hatással van a helyi csapadékmennyiségre. Vizsgálati területük hasonló léptékű volt, mint amit Millán javasolt. Eredményeik azt sugallják, hogy egy 10 km × 10 km-es terület akár 20%-ának helyreállítása is elegendő lehet a csapadékmennyiség növeléséhez. Lehetséges, hogy még a kisebb területen végzett beavatkozásoknak is lehet hatása, de kutatásuk nem vizsgálta ezeket a kisebb léptékeket.
2019-ben Oliver Branch és Volker Wulfmeyer, a Hohenheimi Egyetem klímakutatói egy klímamodellt dolgoztak ki, hogy megvizsgálják a nagy kiterjedésű jojoba faültetvények hatását a regionális csapadékmennyiségre. Szimulálták egy 100 km × 100 km-es terület jojobafákkal való beültetésének hatását Izrael és Omán sivatagjaiban. A szimuláció tartalmazta a víz mozgását a talajban és a jojobafák transzspirációs sebességét. Eredményeik azt mutatták, hogy az ilyen ültetvények valóban növelnék a csapadékmennyiséget, de nem eléggé ahhoz, hogy a fákat teljes mértékben fenntartsák. A fák olyan nyomásváltozást idéznének elő, amely a szelet az ültetvény felé fordítja. A fák súrlódása turbulenciát kelt, és elősegíti a feláramlást, ami segít az eső kialakulásában. Tekintettel e régiók rendkívüli szárazságára, lényegesen több párolgásra lenne szükség ahhoz, hogy a légkör páratartalma olyan szintre emelkedjen, ahol a vízgőz felhőkké tudna kondenzálódni. Ez azt sugallja, hogy valószínűleg sokkal nagyobb területet kellene helyreállítani ahhoz, hogy a sivatagi környezetben következetes csapadék hulljon. A tanulmány nem vizsgálta, hogy a kisebb ültetvények hasonló hatást tudnának-e elérni.
Az anekdotikus esetek további betekintést nyújtanak abba, hogy milyen mértékű helyi helyreállításra van szükség az esőzések befolyásolásához. Az észak-mexikói Chihuahuan-sivatagban az évtizedek óta tartó túllegeltetés miatt nagy területeken tömörödött a talaj és gyér a növényzet. A Water in Plain Sight című könyvben Judith Schwartz leírja, hogyan látogattak el olyan gazdákhoz, akik holisztikus legeltetési módszerekkel helyreállítottak egy körülbelül 32 km × 32 km-es területet - vagyis 102 400 hektárt - három birtokon keresztül. A száraz évszakban gyakran esett eső a helyreállított földjeiken, míg a szomszédos, még mindig leromlott területek szárazak maradtak. Ez arra utal, hogy a 32 km × 32 km-nél kisebb léptékű helyreállítási erőfeszítések még száraz környezetben is befolyásolhatják a helyi csapadékviszonyokat. A jojobaültetvény-szimulációval összehasonlítva azt is meg lehet fontolni, hogy a regenerálódó gyepek megfelelőbbek lehetnek az ilyen éghajlati viszonyok között. A jojobafák nem állítják helyre olyan jól a fák közötti talajt, és a talaj megkeményedik. A száraz éghajlaton a füves területek és a szavannák így hatékonyabban helyreállíthatják a talaj egészségét, javítva a beszivárgást, és a talaj nedvességdinamikájának javításával potenciálisan tartósabb csapadékot támogatva. Ha több az eső, a fák jobbá válnak az eső helyreállítására. A fák egyik tulajdonsága, hogy képesek lelassítani a fölöttük lévő levegőt, egy turbulens réteget létrehozva, amely lelassítja a vízgőzmolekulákat, így nagyobb esélyük van arra, hogy felhőcseppekké alakuljanak.
P.S. Meher-Homji kutató 1979-ben végzett tanulmánya az indiai Karnataka nyugati részén, ahol szubtrópusi éghajlat uralkodik, az esőzések mintázatáról szintén ad némi támpontot arra vonatkozóan, hogy a földhasználat mennyire befolyásolja az esőt. Elemezték 29 esőmérő állomás adatait, amelyek egymástól legalább 40 km távolságra voltak egymástól. Ezek az állomások erdős és erdőirtott területeken helyezkedtek el. Azt találták, hogy az erdőirtás a csapadékmennyiség mérhető csökkenéséhez vezetett, kivéve a tengerparti állomásokat, amelyek továbbra is kaptak nedvességet az óceánból. Ez arra utal, hogy van egy 40 km × 40 km-nél kisebb szárazföldi skála, amely befolyásolja az esőt. [Meher-Homji 1979]
A terepviszonyok meghatározzák, hogy mekkora területet kell helyreállítani. Egy völgyben a közeli hegyek részben megakadályozhatják a légköri nedvesség távozását. Ezekben az esetekben kevesebb földterületet kell helyreállítani, mielőtt az eső visszatérne. Rajendra Singh, akit "India vízügyi szakembereként" ismernek, megállapította, hogy a völgyek esetében már 1,5 km × 1,5 km és 2,8 km × 2,8 km (225-784 hektár) közötti területek helyreállítása is hozhat csapadékot, köszönhetően a fokozott vízvisszatartásnak és a domborzati hatásoknak.
Az indiai Maharashtra tartomány Paani Cup nevű kezdeményezésében 8000 falu épített víznyelőket és tavakat az esővíz felfogására és beszivárgására. Miután feltöltötték víztározóikat, elkezdték az erdők újratelepítését. Ezeknek a falvaknak a területe változó volt, de körülbelül 2,8 km × 2,8 km (784 hektár). Mivel ennyi falu végez helyreállítást, a szél felőli falvak is részesülnek a szél felőli falvak helyreállításának előnyeiből. E falvak közül sokan hegyvidéki területeken helyezkedtek el, és így részesülhettek a völgyhatásból. Azok a falvak, amelyek esőadatokat vezettek, a csapadék mennyiségének növekedését tapasztalták. A közeli, földjeiket nem helyreállító falvak esőadataival való összehasonlítás hiányában azonban nem lehet biztosan megállapítani, hogy a globális felmelegedés vagy más hosszú távú éghajlati ingadozások okozták-e az esőzés növekedését. Ha a szomszédos falvakban kevesebb eső esett volna, vagy ugyanannyi eső esett volna a földjeiken, akkor biztosabban tudnánk a helyreállítási munkálatoknak tulajdonítani a csapadék növekedését.
Egy különösen figyelemre méltó eset Ernst Götsch svájci agronómusé, aki a brazíliai Bahiában mintegy 2,2 km × 2,2 km (484 hektár) nagyságú leromlott földterületet állított helyre. Az eredetileg kivágott és legelővé tömörített földterület súlyosan leromlott. Götsch az általa kifejlesztett, az ökológiai szukcesszión és a növényi sokféleségen alapuló módszert alkalmazta, amely a későbbiekben Syntropic Agriculture néven vált ismertté. Idővel földje visszanyerte termékenységét, feltöltötte a víztartó rétegeket, és tizenhét patak egész éves vízhozamát kezdte támogatni, amelyek korábban csak az év egy részében folytak. A regionális aszályok idején az ő földje még mindig kapott csapadékot, míg a szomszédoké nem. A földjére látogatók arról beszéltek, hogy az ő földje felett felhőket láttak, míg a szomszédos ingatlanok felhőtlenek maradtak.
Felmerül a kérdés: miért volt képes Götsch földje, mivel nem egy völgyben volt, az esőt ilyen kisebb léptékben, a Millán becslésének kb. 1/20-ed részénél visszaállítani? A válasz valószínűleg azzal a gazdag biológiai sokféleséggel függ össze, amelyet a Szintropikus Mezőgazdaság módszerével sikerült létrehozni. (A Szintropikus Mezőgazdaság később világhírnévre tett szert a gazdag biomassza miatt, és az emberek szerte a világon elkezdték gyakorolni a módszerét). A biológiai sokféleség gazdagabb talajt és több talajtakarót hoz létre, ami azt jelenti, hogy a föld jobban képes elnyelni a csapadékot és feltölteni a víztartó rétegeket. Ez fenntartja a patakok vízhozamát, és a parti növényzetet a száraz évszakban is hidratáltan tartja - ez az úgynevezett lassú víz példája. A feltöltött víztartó rétegek növelhetik a csapadékmennyiséget a talajvizet felszínre hozó és elpárolgó fák révén. Millán 10 x 10 kilométeres becslése lehet, hogy nem vette figyelembe a víztartó rétegek hatásait. A lassú víz koncepció lényege, hogy az esős évszak vizét a víztartó rétegekben felfogják, hogy a száraz évszakban is rendelkezésre álljon. Gondoljunk arra, hogy az esős évszak viharainak jelentős része a száraz évszakban visszapárologtatható, hogy esőt hozzon létre.
Egy másik ok, amiért Götsch földjén a Millán becslésénél kisebb léptékben is sikerülhetett esőt létrehozni, az lehetett, hogy rengeteg gombaspóra, fa terpén és baktérium volt, amelyek fel tudtak lebegni az égbe, majd a vízgőzt felhőkké és esővé nukleálva felhővé és esővé alakítani.
A föld helyreállítása az eső visszahozásának egyik módja
A folyók és a víztartó rétegek helyreállítása szintén visszahozhatja az esőt. Az ellenőrző gátak, a szivárgó gátak és a hódgátak lelassíthatják a patakok vizét, ami lehetővé teszi, hogy a víz a szomszédos árterekbe és víztartó rétegekbe szivárogjon. A fák ezt a talajvizet a száraz évszakban felhozhatják és elvezethetik, így segítve az eső kialakulását. Valer Clark és Josiah Austin 20 000 kis kőgátat helyezett el az 728 hektáros arizonai földjükön keresztülfolyó patakon. Ezáltal a téli csúcsvízhozam csökkent, a folyó vízhozama pedig máskor 28%-kal nőtt. A patak négy héttel tovább folyt a száraz évszakban. A növényzet zöldebbé vált a patak melletti ártereken. A víztározók feltöltődtek. Azt, hogy mekkora mennyiségű patak helyreállítása szükséges az eső visszahozásához, még nem vizsgálták ennyire, de sejteni lehet, hogy ha elég lassú vízi műtárgyat helyezünk el, hogy 10 km × 10 km hidrológiáját befolyásoljuk, az visszahozhatja az esőt.
Ez a fajta helyreállítás úgy is megtörténhet, hogy a hódokat szabadon engedjük, ahol olyan gátakat építenek, amelyek növelik a vizes élőhelyeket és helyreállítják a víztartó rétegeket. A hódokat mostanában kezdik dicsérni a helyi önkormányzatok és a gazdák a talajvíz-helyreállítási képességeik miatt. A kutatóknak azt a kérdést kell jobban megvizsgálniuk, hogy a hódok mennyire tudják visszahozni az esőt.
Összefoglalva: mekkora területet kell helyreállítanunk ahhoz, hogy visszahozzuk az esőt? Ez a helyi viszonyoktól függ. De van néhány tanulmány és történet, amely hasznos becslésekkel szolgál. Van egy 100 km x 100 km-es szimulációnk egy monokultúrás ültetvényről a sivatagban, ahol nehezebb csapadékot generálni. Van egy tényleges példa egy 32km x 32km-es helyről a sivatagban, ahol esett az eső, amikor a szomszédos helyeken nem. Egy szubtrópusi éghajlaton végzett kutatás, amely 40 km × 40 km-es körzetekben vizsgálta az esőzések különbségeit, megállapította, hogy az erdők befolyásolták az esőzést. Egy meteorológus becslése szerint a szükséges terület közelebb van a 10 km × 10 km-hez. Egy légkörkutatási tanulmány szerint egy 11 km × 7 km-es terület mindössze 20%-ának helyreállítása mérsékelt éghajlaton (Európában) már eredményes lehet. Bizonyos esetekben a biológiai sokféleségben és talajnedvességben gazdag, a víztartó rétegeket feltöltő, nagyon hatékony helyreállításhoz mindössze 2,2 km × 2,2 km-es területre van szükség trópusi éghajlaton. A völgyekben, ahol a domborzati viszonyok segítik a nedvesség megkötését, akár 1,5 km × 1,5 km is elegendő lehet az eső helyreállításához.
Hogyan állítsuk helyre a föld- és vízrendszereket?
Számos fontos tényezőt kell figyelembe venni. Először is, a meglévő idős ökoszisztémák megőrzése alapvető fontosságú. Ezek a területek pótolhatatlan ökológiai funkciókat és biológiai sokféleséget biztosítanak, ezért mindenhol, ahol megmaradnak, meg kell őket védeni.
Az is fontos, hogy megértsük, mi volt a táj egykoron - eredetileg erdő, szavanna vagy vizes élőhely volt. Ez a történelmi kontextus útmutatást nyújt ahhoz, hogy milyen ökoszisztéma helyreállítása a legmegfelelőbb. Az erdők általában hatékonyabbak a víz elpárologtatásában és a csapadéktermelésben. Szárazabb környezetben azonban a szavannák vagy füves területek alkalmasabbak lehetnek. Ezek még mindig képesek elnyelni a csapadékot és visszaadni a nedvességet a légkörnek, de fenntartásukhoz kevesebb vízre van szükség.
Az egyik leghatékonyabb stratégia az lehet, ha hagyjuk, hogy a természet újravaduljon. Az olyan állatok, mint a madarak, mókusok és majmok természetes módon szórják szét a magokat, és segítenek az ökoszisztémák idővel történő megújulásában. Ahol lehetséges, az ilyen jellegű természetes erdőtelepítés lehetővé tétele fenntarthatóbb lehet, mint a közvetlen emberi beavatkozás.
Gyakran a vízkörforgás helyreállításával lehet a legjobban kezdeni. A Maharatra Paani Kupán a falvak a vízgyűjtő medrek és tavak építésével kezdték. A Száhel-övezetet átszelő afrikai Nagy Zöld Fal projektben a leghatékonyabb erdőtelepítési erőfeszítések némelyike olyan technikákat alkalmazott, mint a magok elhelyezése zai-gödrökbe - kis mélyedésekbe, amelyek összegyűjtik a vizet - vagy félhold alakú medrekbe, amelyek felfogják és visszatartják az esőt. A Water Storiesmunkatársaihoz hasonló szakemberek - Zach Weiss, Nick Steiner és mások - általában úgy kezdik a helyreállítást, hogy először a víz körforgására összpontosítanak, teraszokat, tavakat és más olyan elemeket használnak, amelyek lassítják az esővizet, és a talajba szűrve feltöltik a víztartó rétegeket.
A vízgazdálkodásról való gondolkodás hasznos kerete Brock Dolmantól származik, aki a "Lassítsd le, süllyeszd el,oszlasd el" kifejezést alkotta meg a hatékony hidrológiai helyreállítás leírására. Az eső helyreállítására ezt a mondatot kiterjesztettem:
"Slow it, sink it, spread it, lift it, hop it", és hozzáadtam egy második képletet: "Lift ≤ Sink."
Az "emelés" arra utal, ahogyan a fák gyökerei felhozzák a talajvizet, míg az "ugrálás" arra utal, ahogyan a nedvesség elpárolog, majd később eső formájában - gyakran a közelben - lehull a kis vízkörforgáson keresztül (a csapadék újrahasznosítása). Ezek a lépések együttesen egy körforgást írnak le: a víz lelassul, a talajba süllyed, szétterül a földön, a növényzet felemeli, majd átszivárog, és esővé válik.
Az "Emelés ≤ Süllyedés " kifejezés egy alapvető ökológiai egyensúlyt fejez ki: a légkörbe emelt vízmennyiségnek kisebbnek vagy egyenlőnek kell lennie a süllyesztett és tárolt vízmennyiséggel - különben a rendszer fenntarthatatlanná válik. Például a kaliforniai Közép-völgyben jobb lenne feltölteni a víztartó rétegeket, és olyan fákat vagy növényeket termeszteni, amelyek a feltöltési aránynál kisebb mértékben emelik fel a vizet, mint a nagy vízfelhasználású növények, például a mandula és a gyapot ültetése, amelyek Lift > Sink állapotokhoz vezettek.
Egy másik szempont, hogy őshonos vagy nem őshonos fajokat használjunk-e. Az őshonos növények általában jobban alkalmazkodnak a helyi körülményekhez, kevésbé hajlamosak a betegségekre, és kevésbé zavarják a vízkörforgást. Ez egy árnyalt vita arról, hogy mely nem őshonos fajok lehetnek rendben - egy klímaváltozással és kiszáradással erősen érintett területen valószínűleg új fajok már jobban teljesítenek, mint az őshonos növényfajok.
Ehhez szorosan kapcsolódik a polikultúra kontra monokultúra kérdése. A változatos, polikultúrás ültetvények javítják a talaj egészségét, több vizet vesznek fel, és ellenállóbbak a betegségekkel és a tűzzel szemben. Spanyolországban és Portugáliában az őshonos fajokkal történő erdősítésre irányuló erőfeszítések - például a Rewild Spain által vezetett erőfeszítések - sokkal fenntarthatóbbnak bizonyultak, mint a monokultúrás eukaliptuszültetvények, amelyek lecsapolták a talajvizet és növelték az erdőtüzek kockázatát. Hasonlóképpen, a kínai Loess-fennsík helyreállítási projektjében azok a területek, ahol őshonos faültetvényeket telepítettek, sokkal sikeresebbek voltak a talajvízszint fenntartásában, míg azok a területek, ahol nem őshonos fajokat telepítettek, gyakran további kiszáradást okoztak, ami hosszú távú problémákhoz vezethet.
A mai mezőgazdasági területek nagy része egykor erdő vagy vizes élőhely volt. Ezekben az esetekben az olyan agroökológiai megközelítések, mint az agroerdészet - ahol a növényeket fák alatt termesztik - és a vizes élőhelyek helyreállítása segíthet mind az ökológiai, mind a mezőgazdasági termelékenység helyreállításában. Az olyan technikák, mint a permakultúra, a szintetikus mezőgazdaság, az agroökológia és a természetes szekvenciájú gazdálkodás számos eszközt kínálnak a degradált földterületek újjáélesztéséhez.
Végezetül vegyük figyelembe magát a felszínt. Az olyan vízáteresztő felületek, mint a beton és az aszfalt, megakadályozzák, hogy az esővíz beszivárogjon a talajba. A városi területek lecsapolása lehetővé teheti a víztartó rétegek természetes feltöltődését. Ahol a teljes burkolatmentesítés nem kivitelezhető, ott a hagyományos burkolatok vízáteresztő alternatívákkal való helyettesítése jelentős lépés a vízkörforgás helyreállítása felé.
Masanobu Fukuoka, a természetes gazdálkodásáról ismert japán gazdálkodó és filozófus azt mondta: "Egy amerikai sivatagban hirtelen rájöttem, hogy az eső nem az égből hullik - a talajból jön fel. A sivatagok kialakulása nem az eső hiányának köszönhető, hanem az eső azért szűnik meg esni, mert a növényzet eltűnt".
Állítsuk vissza a növényzetet, és ültessük el az esőt.
.....
Források:
(2018) Megacity precipitationsheds reveal tele-connected water security challenges. PLoS ONE 13(3): e0194311. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194311.
Meher-Homji, V. M. "Repercussions of deforestation on precipitation in Western Karnataka, India". Theoretical and Applied Climatology 28, no. 4 (1980): 385-400
Meier, Ronny, Jonas Schwaab, Sonia I. Seneviratne, Michael Sprenger, Elizabeth Lewis és Edouard L. Davin. "Az erdősítés okozta csapadékváltozások empirikus becslése Európában". Nature Geoscience 14, no. 7 (2021): 473-478
Millán, Millán M. "Extrém hidrometeorológiai események és az éghajlatváltozás előrejelzései Európában". Journal of Hydrology 518 (2014): 206-224.
Staal, Arie, Jolanda JE Theeuwen, Lan Wang-Erlandsson, Nico Wunderling és Stefan C. Dekker. "A csapadékmennyiség célzott növelése mint az erdősítés célja". Global Change Biology 30, no. 1 (2024): e17096.
 | A guest post by
|