Környezetvédelem | Tanulmányok, esszék » Kalapos Tibor - A globális környezeti változások ökológiai következményei

A globális környezeti változások ökológiai következményei Ökológia előadás 2013 Kalapos Tibor A klímaváltozás fő elemei – a légköri CO2 (és más üveghágázok) koncentrációjának növekedése • • – – – – – – – Klímaváltozás fosszilis energiahordozók égetése, a Föld CO2 elnyelő kapacitásának csökkentése; üvegházhatás  léghőmérséklet emelkedés  tengervíz- és talajhőmérséklet emelkedés; hosszabb tenyészidőszak; rendszertelenebb / szélsőségesebbé időjárás; a magaslégköri ózonpajzs sérül  UV sugárzási terhelés nő; [CO2] emelkedés a középkortól  magasabb felszínközeli napjainkig (Antarktiszi jég ózonkoncentráció; levegőzárványai alapján) csökkenő sarki jégsapka,  emelkedő tengervízszint; középkori meleg „kis jégperiódus földrajzi területi eloszlása korszak” várhatóan egyenetlen; 2 Gleccserek olvadása magashegységekben Klímaváltozás ―

világszerte rohamos ― az 1800-as évek közepe óta az Európai Alpok gleccserei területe 30-40 %-al, térfogatuk közel felére csökkent ― az állandóan hóval borított magashegyek területe csökken, nyáron nagyobb területeken, hosszabb időre olvad el a hó ― jelentős édesvíztartalékok vesznek el (ivóvíz, öntözés ); ― albedo csökkenésével  gyorsuló melegedés ― a sarki jégsapkák után a legmagasabb édesvíztartalékok a Himalája gleccsereiben vannak ― olvadásukkal 2 milliárd ember vízkészlete veszélyben (jó vízellátású helyekből aszály sújtotta tájak lehetnek), ― speciális fenyegetés: hatalmas, instabil tavak alakulhatnak ki az olvadékvízből, gátszakadás  településeket sodor el. Ausztria leghosszabb gleccsere, a Pasterze gleccser 1875-ben és 2004-ben Óceánok: • vízszint emelkedés Klímaváltozás hatásai – sarki jégtakaró és gleccserek olvadásából hozzáadódó víz • a tengerszint

emelkedés ~1/4-éért Grönland jegének olvadása a felelős – jelentősebb hatás: emelkedő vízhőmérséklet  hőtágulás, térfogatnövekedés – a 21. század végére átlagosan 50-200 cm-el emelkedhet a tengervízszint • bizonytalanság: Grönland és az Antarktisz hatalmas jégtömege sorsa – a vízhőmérséklet emelkedése több száz m mélységig észlelhető • ha a léghőmérséklet emelkedése le is állna, a vízoszlopban a hőmérsékleti változás évtizedekig eltartana (lassú keveredés). • Emelkedő légköri [CO2]  tengervíz savasodása – az ipari forradalom óta a tengervíz pH-ja átlagosan legalább 0,1-el csökkent – a trend folytatódásával a tengervíz túl savassá válik a korall mészvázának kiválasztásához  korallpusztulás – más mészvázat képző tengeri lények (mészmoszatok, kagylók ) és a velük interspecifikus kölcsönhatásban levő fajok szintén bajban! 4 Óceánok: • Klímaváltozás

hatásai A tengervíz hőmérsékletének emelkedése pusztítja a korallzátonyokat – ha tartósan 1 °C emelkedik a vízhőmérséklet  a korall „kilöki” fotoszintetizáló endoszimbionta algáját (zooxanthella, Dinophyta)  a korallpolip elpusztul – a korallképződmény színét veszti (korallfehéredés, coral bleaching) – 1976 óta a tengervíz hőmérséklete átlagosan 0,2 °C-kal emelkedett – egyes régiókban a korallfehéredés már jelentős!   a korall az életközösség szerkezet meghatározója  pusztulása közösségi hatású • korallzátonyok az óceánok területének 0,2%-án, a tengeri biodiverzitás 25%-a • 2008 végére a Föld korallzátonyainak 19%-a elpusztult (IUCN) 5 Klímaváltozás madarak: fészekrakás és költés korábban - Nagy Britannia: 1971-1995, 60 énekesmadár közül 20-nál (4-17 nappal) korábbi fészekrakás, későbbi csak 1 fajnál. - Európa: a kakukk tojását egyre gyakrabban csempészi helyben

áttelelő vagy kis távolságról vándorló madarak fészkébe - hatásai: fenológia - a távolról vándorlók érkezésére ezek fészkei már tojással készek a korábban kezdődő mérsékeltövi tavasz miatt. - aszinkronitás pl. a növény – beporzó, gazda – parazita kapcsolatokban; - téli araszolólepke: hernyók friss, zsenge levelekkel táplálkoznak (lombosfák, gyümölcsfák is). Idősebb levelekben tanninok  fogyaszthatatlan - klíma melegedése korábbi rügyfakadás  az araszoló kelésére már magas a tannintartalom  kevesebb hernyó, módosuló növény-növényevő kapcsolatok - a téli araszoló hernyó ragadozói (cinegék):  kisebb fészekalj, csökkenő populáció  más rovarok is elszaporodhatnak - a klímaváltozás valószínűleg túl gyors ahhoz, hogy az araszolóknál korábban kelő genotípus szelektálódjon ki a korábban fakadó rügyekre 6 Klímaváltozás Módosuló földrajzi elterjedés • a melegedéssel

a pólusok felé, a hegyvidéken felfelé • Fajok elterjedési területe évtizedenként átlagosan 6,1 km-el tolódik észak felé (É-i félteke), ill. 6,1 m-rel felfelé a hegyvidéken • korlátozott terjedő képességű fajok „lemaradnak” – a sarkokon élő fajok áreája szűkül (nekik már nincs hova terjeszkedni) pl. a jégfelszínhez kötött császárpingvin (Aptenodytes forsteri) antarktiszi előfordulásának legészakibb területeiről szinte teljesen eltűnt 1970 óta az Arktisz legveszélyeztetettebb emlőse a jegesmedve: 2050-re kipusztulhat (élőhely vesztés) – – • az átlagos testméret csökkenését már megfigyelték egyes populációikban (tápanyagszűkösség; emlősöknél gyakran megelőzi a kihalást) •Alkalmazkodást nehezítik: – – – túl gyors a klímaváltozás üteme élőhelyek feldaraboltsága, izolációja, ökológiai folyosók hiánya kompetíció inváziós fajokkal  lokális kihalások v. helyben

alkalmazkodás Elképzelések a klímaváltozás feltartóztatására: bolygó mérnökösködés • Vas (Fe3+) ionokkal műtrágyázva az óceánt a fitoplankton produkciója nőni fog, így több CO2-t fog megkötni a légkörből. Főleg a mészmoszatok számítanak, mert ezek mészváza üledék, kőzet lesz. (Planktos Inc, USA) mészmoszat • Telepítsünk nagy területen molyhos, ezüstös levelű növényt a szárazföldeken. A magas sugárzás visszaverés (albedó) révén akár 1 C fokkal is csökkentheti az átlaghőmérsékletet. (UC Irvine) • erdőtelepítés nagy területeken: a faanyagban sok C raktározódik és vonódik ki a körfogásból  kevesebb CO2 üvegházgáz – gond: az erdők albedója kisebb mint a szántóföldeké, több sugárzást nyel el és melegíti a légkört. – Jelentősebb vízigény  talaj vízkészletének csökkentése mészmoszatok tömeges elszaporodása Anglia DNY-i partjainál. 8 Elképzelések a klímaváltozás

feltartóztatására: bolygó mérnökösködés • „mesterséges fák” a légköri magas CO2 koncentráció csökkentésére – nagy felületű gázfelvevő felszíneken levegőt áramoltatnak át. Ebben NaOH nyeli el a CO2-t, így NaHCO3 keletkezik. – Ezt mélytengeri porózus közetekbe pumpálják, ahol a magas nyomás nem engedi felszabadulni a gázt. – Mivel a felvevő lemezek jóval sűrűbben helyezhetők mint a fák levelei, hiszen itt az árnyékolás nem probléma, szénmegkötő hatékonyságuk jóval meghaladja a valódi fákét. • „szulfát napernyő”: a légkörbe juttatott szulfát részecskék kondenzációs gócként felhőképződést generálnak  kevesebb sugárzás a Föld felszínén  kevésbé melegszik – Teller Ede javasolta először – a mechanizmus hasonló a tengeri fitoplankton termelte DMS-hez – veszély: a szulfát részecskék gyengítik az ózonpajzsot! Veszélyes kísérletezés!!!! • • kipróbálás nélküli

technológiák, nagyléptékű használatuknak mellékhatásai valószínűek eltereli a társadalom figyelmét a CO2 kibocsátás visszafogásának elkerülhetetlen szükségéről. 9 Élőhelyek feldarabolódása, izolálódása Előhelyek megfogyatkozása - a kultúr- (agrár, urbánus, stb.) táj kiterjedése  természetes fajok élőhelye is zsugorodik - az erdőterületek területe különösen csökken. - fragmentálódás: a megmaradt természetközeli élőhelyek egyre kisebb foltokban - szigethatás (kisebb folt = kisebb fajszám); - elszigetelődés (izoláció: élőhelyfoltok közötti terjedés korlátozott  lokális kihalásokat nem követheti újratelepülés szomszédos foltokból). (METAPOPULÁCIÓ) - szegélyhatás: jellegzetes élőhely-mag (pl. erdőbelső) nem v alig alakulhat ki  számos faj ezt igényli  szegényedés. A fragmentum szegélye és a belső, érintetlen terület kapcsolata: ha konstans szegélykiterjedés mellett nő az intakt

élőhely kiterjedése, nő a belső terület-szegély arány. 10 Emberi bolygatás, élőhelyek átalakítása Táji léptékű vízrendezések - folyók szabályozása, mocsarak-lápok lecsapolása  talajvízszint jelentős csökkenése  élőhelyek szárazodása - mérnöki árvízvédelmi szemlélet: minél hamarabb elvezetni a vizet a területről - ennek áldozata pl. a Duna-Tisza Köze, ahol az eredetileg honos vízigényes kocsányos tölgy ma már nem újul ill. nem telepíthető a szárazodott élőhelyeken - helyette jobb lenne: nagyvizeket időszakos árvízi tározókba terelni, innen felhasználható alacsony víz idején. 11 Gyakoribb tüzek Emberi bolygatás, élőhelyek átalakítása • több növénytakaró típusban természetes a tűz (szavanna, préri, pampa, sztyeppe [= ált. félszáraz gyepek], mediterrán töviscserjés [makkia, garigue, chaparral], de a tajga is!). • gyakorisága emberhatásra nő – ma az öngyulladásoknál

gyakoribbak az emberi gondatlanságból a tüzek; – inváziós füvek gyepje vált fel kivágott erdőket, félsivatagokat  fűavar (széna) rendkívül gyúlékony; – klíma kiszámíthatatlanabb  nagy tömegű száraz avar ott is, ahol rendesen nem jellemző.  tűz • elszegényedő bióta • kimerülő ásványi tápanyagkészlet 12 A biológiai sokféleség csökkenése • biodiverzitás ≠ fajgazdagság • fajon belül: ökotípusok, lokális rasszok – ember pusztítja, keveri – természetvédelmi szemlélet • populáción belül genetikai sokféleség • életközösségek szerkezeti diverzitása – pl. telepített erdők szerkezete szegényebb, mint a természetközelieké  egyszerűbb életközösség – túlhalászat – természeti erőforrások túlzott fogyasztása A világtengerek halállományának drámai túlhalászása (példa: tőkehal). A szárazföldi N megkötés összetevői napjainkban – inváziós élőlények – ember

behurcolta idegenek, – tömeges terjedés, honosak kiszorítása – környezetszennyezés (lég, talaj és víz)), – tápanyag feldúsulás (eutrofizáció) 13 Túlnépesedés: az ökológiai lábnyom 14 Bolygónk korlátai (planetary boundaries) Tíz kritikus globális környezeti változás közül háromnál már túlléptük a fenntarthatósági korlátot! 15