Tovább gyorsítja a globális felmelegedést, ha szenet veszítenek a talajok

Sok vizsgálat foglalkozott már azzal, hogy a fölmelegedés hatására hogyan változik a talajba jutó vagy az onnan fölszabaduló szén mennyisége – az eredmények szerint jellemzően mindkettőnek a növekedésére lehet számítani –, azonban globális szintézis eddig még nem készült a témában. Jobbára csak elszórt esettanulmányok születtek a kibocsátás és a megkötés folyamatainak egyensúlyáról, a talajok széntartalmának változásáról. Pedig ez utóbbi a leglényegesebb kérdés: ha ugyanis a felmelegedés hatására csökken a talajok széntartalma, ez olyan jelentős visszacsatolást jelenthet, amely a klímaváltozás nem várt mértékű felgyorsulásához vezethet.

Jelentős pluszkibocsátás

A Yale Egyetem Erdészeti és Környezettudományi Karának munkatársai által vezetett, a globális szintézist megvalósító elemzés szerint a felmelegedés következtében a talajok széntartalma 2050-ig 55 milliárd tonnával csökkenhet világszerte. Ez a mennyiség a légkörbe kerülve 12-17%-kal növelheti meg az erre az időszakra kalkulált, emberi tevékenységből adódó szénkibocsátást. Egy hasonlattal élve, egy ilyen mértékű kibocsátás nagyjából azzal ér fel, mintha egy újabb fejlett, USA-méretű ipari állam jelenne meg a nagy üvegházgáz-kibocsátók (Kína, Egyesült Államok, Oroszország, India, Japán, Németország, Irán, Dél-Korea, Kanada, Szaúd-Arábia) mellett.

A tanulmány címe: Quantifying global soil carbon losses in response to warmingAz eredményekről beszámoló tanulmányt a Nature közölte; a cikk társszerzője volt az MTA Ökológiai Kutatóközpont tudományos főmunkatársa, Kröel-Dulay György is. A kutatás során az elmúlt 20 évben Ázsiában, Európában és Észak-Amerikában összesen 49 helyszínen folytatott melegítéses terepkísérletek eredményeit vették figyelembe. Ilyen, a klímaváltozás hatásait kutató kísérlet zajlik 2001 óta a Kiskunságban is, amelynek eredményei szintén bekerültek a tanulmányba. A terepkísérletek eredményeit egy adatbázisban gyűjtötték össze, majd a szerzők a globális felmelegedéshez kapcsolódó talajérzékenységi térképet készítettek.

Jellegzetes permafroszt (örökké fagyott talaj) a Kvadehuksletta-mezőn a Nyugati-földön, a Spitzbergák-szigetcsoport egyik szigetén Fotó: NASA

A permafroszt a legnagyobb kockázat

Amennyiben a globális átlaghőmérséklet 1 Celsius-fokkal emelkedik, akkor a talajokból a becslések szerint körülbelül 30 milliárd tonna szén kerül a légkörbe – áll a tanulmányban. Az elemzés szerint a talajok szénvesztése a Föld hűvös éghajlatú térségeiben, a magasabb szélességi köröknél várható a legnagyobb mértékben. Ez azért lényeges, mert ezekben a régiókban az ott jellemző, örökké fagyott talajba, idegen szóval permafrosztba az évezredek folyamán hatalmas mennyiségű szén épült be, és az alacsony hőmérsékleten az alacsony mikrobiális aktivitás meg is őrizte ezeket a készleteket. A sarkkörközeli vagy azon túli területek fokozott érzékenysége azért aggasztó, mert ezekben a régiókban várható a legnagyobb felmelegedés. Ez a mikrobiális aktivitás élénkülésével jár, ami pedig jelentősen fokozza a CO₂-kibocsátást. A permafroszt olvadása a benne lévő metán felszabadulása miatt is jelentősen gyorsíthatja a felmelegedést.

Az ábra azt mutatja, hol és mennyi szenet veszítenek a talajok 2050-ig, amennyiben a globális felmelegedés nem mérséklődik (vagyis minden marad a régiben, és a „business-as-usual” forgatókönyv valósul meg) Ábra: T. W. Crowther et al.

További tesztek szükségesek

„A Kiskunságban folyó melegítéses kísérletünk eredménye illeszkedik a globális mintázatba – mondta Kröel-Dulay György, a tanulmány egyik társszerzője az mta.hu-nak. – A vizsgált homoki gyepek talajának széntartalma ugyanis az egyik legalacsonyabb volt a szintézisbe bevont 49 kísérlet között, és itt nem is tapasztaltunk változást a talaj széntartalmában hosszú távú melegítés hatására sem. Ez egyébként jól mutatja az ilyen típusú szintetizáló munkák jelentőségét: míg egyetlen ilyen »negatív« eredménynek esetleg nem tulajdonítunk jelentőséget – nehéz is egy ilyen eredményt önállóan publikálni –, egy globális szintézisben ezekre is szükség van, ezek is értelmet nyernek” – tette hozzá.

Bár a Kárpát-medencét csak egyetlen meglehetősen szélsőséges pont, egy homoktalaj képviseli ebben a szintézisben, a kapott eredmények alapján feltételezhető, hogy egy régión belül is fennállhat az az összefüggés, hogy a több szenet tartalmazó talajok esetében kell számítani jelentős szénvesztésre. Ilyen típusúak például a mezőségi vagy az erdőtalajok. „Az Talajminőség-kutató kiválósági központot hoz létre az ELTE TTK és az MTA ATKösszefüggés tesztelésére szükséges lenne több talajtípuson is melegítéses kísérleteket végezni” – mondta Kröel-Dulay György.

A Yale kutatói által vezetett vizsgálat csak a talajok felmelegedés hatására bekövetkező szénvesztésére koncentrált, a kutatók nem vettek figyelembe más biológiai visszacsatolási folyamatokat, például azt, hogy a magasabb CO₂-koncentráció serkenti a növények növekedését. A kutatók tanulmányukban hangsúlyozzák, hogy a globális szénkörforgalom változásának megértéséhez és pontosabb előrejelzéséhez nélkülözhetetlen lesz ezeknek a párhuzamosan zajló folyamatoknak az együttes vizsgálata.

Olvadó permafroszt talaj az Északi-sarkvidéken Fotó: NASA

A bizonytalanságok oka

A kutatók tanulmányuk összefoglalójában elismerik, hogy csak jelentős bizonytalanság mellett lehetett becslést készíteni a talajszéntartalom várható változásának mértékéről. Mi volt ennek az oka? Kröel-Dulay György magyarázata a következő:

„A 49 kísérlet nagyon soknak tűnik. Azonban az ökológiai rendszerek összetettek és sokfélék, a vizsgált ökoszisztémák is sok mindenben különböznek egymástól, például a talajukban, növényzeti típusban, a klímában, korábbi történetükben. Mindez nehezíti az összefüggések kimutathatóságát, és nagy bizonytalanságot okoz. A vizsgálat során egyébként több tényezőt is teszteltünk, például a klíma- és talajtulajdonságokat, hogy magyarázzák-e a szénvesztésben megfigyelhető mintázatot. Egyedül a talajok széntartalma esetében találtunk összefüggést, vagyis onnan várható a legnagyobb szénkibocsátás, ahol a legtöbb szén van megkötve a talajban.”

Az eredmények bizonytalansága ellenére tehát a trend egyértelműen kirajzolódik: a globális átlaghőmérséklet emelkedése csökkenti a talajok széntartalmát, ami a légkörbe kerülve pozitív visszacsatolásként gyorsíthatja a globális felmelegedést.