Klímaváltozás a Kárpát-medencében: múlt, jelen, jövő.

Átírás

1 Klímaváltozás a Kárpát-medencében: múlt, jelen, jövő. Szerkesztette: Szanyi Szabolcs 2013 Márton Áron Szakkollégium - Debrecen

2 Készült a Debreceni Egyetem tudományos képzési műhelyeinek támogatása TAMOP-4.2.2/B-10/ jelű, projekt keretében a Márton Áron Szakkollégium tanulmányaként. ISBN

3 Lektorálta: Dr. Varga Zoltán (D.Sc) Professor emeritus Szerzők: Hadnagy István, Hubay Katalin Kolozsvári István, László Elemér, Szanyi Szabolcs, Varga Zoltán,

4

5 HÉT KÉRDÉS A KLÍMAVÁLTOZÁSRÓL Varga Zoltán Debreceni Egyetem, Természettudományi és Technológiai Kar, Evolúciós Állattani Tanszék varga.zoltan@science.unideb.hu Bevezetés A klíma megváltozása fontos jelzője az általános geoszférikus környezetváltozásnak, egyúttal okozója is a különböző rész-rendszerek megváltozásának, az általános légcirkuláció és tengeráramlások megváltozásától, a növényzet átrendeződésétől, a terjedő invázív növényés állatfajokon át egészen az urbanizált környezet megváltozásáig. Ezért a klímaváltozás témaköre eleve az interdiszciplináris megközelítést igényli. Szükségessé teszi, hogy a különböző szakterületek képviselői kicseréljék tapasztalataikat, összegezzék tudásukat, és dialógus alakuljon ki a különböző társadalmi szférák és a döntéshozók között is, egy, a mainál környezettudatosabb, és a klímaváltozás kihívásaival szemben hatékonyabban reagáló társadalom létrejötte érdekében. Az interdiszciplináris megközeítés hozhat közelebb a ma még megválaszolatlan kérdések megoldásához is, ahogy ezt az alábbiakban szeretném megmutatni, egyben keretet adva a következő tanulmányokhoz is. 1. Még befelé szalad-e a nyúl az interglaciális erdőbe vagy már a glaciális tundra-sztyepp felé üget? A negyedidőszak során eljegesedési és jégközi periódusok váltották egymást. Közülük az idő előrehaladtával a fiatalabb pleisztocénben a glaciálisok egyre hosszabbakká, az interglaciálisok egyre rövidebbekké váltak (1a ábra). Így az utolsó, meleg és csapadékos Riss- Würm (Eem) interglaciális mindössze ezer évig tarthatott, és Európa szinte a sarkvidékekig beerdősödött. Ekkor a hőmérsékleti optimum a jelenlegi átlagot mintegy 2-3 fokkal haladta meg. A lomberdőkben a mai helyzethez képest jóval kevésbé terjedt el a bükk, lényegesen északabbra húzódott viszont a hársak és juharok elterjedési határa, és a tűlevelű erdők fontos komponense volt a jelenkorra a Balkán egyes hegyvidékeire visszaszorult omorika-fenyő. A földpályaelemekre vonatkozó csillagászati számítások azt jósolják, hogy napjaink interglaciális időszakának már a vége felé közeledünk (1b ábra), és lehűlésnek kellene bekövetkezni. Ezzel szemben viszont egyre több adat bizonyítja, hogy az elmúlt évszázad során Földünk hőmérséklete emelkedett, és mindinkább várható, hogy ennek legalábbis az

6 utóbbi évtizedekben döntővé vált tényezője az emberi tevékenység okozta üvegházhatás. Kérdezhető: mi lesz az eredője a szekuláris tényezők alapján várható lehűlés és a rohamosnak tűnő globális felmelegedés hatás-ellenhatásának? Kiegyenlítik-e egymást, vagy éppen ellenkezőleg, a folyamat egy szélsőségesen ingadozó lázgörbe szerint zajlik, váratlan fordulatokkal, vagy ahogy Czelnay Rudolf találóan írta: kellemetlen meglepetésekkel az üvegházban. Nem mindegy ugyanis, milyen éghajlati elemekben és milyen évszakos eloszlásban jelentkeznek a szélsőségek, hiszen bioklimatológiai szempontból komoly veszélyeket rejthet mindenekelőtt Európában a csapadék hatékonyságának csökkenése, a téli hóborítottság rendszertelenné válása, továbbá a jelenleg döntően Ny-K-i áramlási rendszer helyett az északi-déli, illetve déli-északi irányú hideghullámok és hőséghullámok.kialakulása, amelyek pusztító hatásait a közelmúltban ismételten érzékelhettük Észak-Amerikában. Jogos az előbbiekből fakadó kérdés! 1a. ábra: A legutóbbi 2 millió év hőmérsékleti 1b. ábra:. A Föld pályaelemeinek változásai változásai; kék színnel jelöltek a glaciálisok, az elmúlt 800e évben (excentricitás, tengelysárga színnel az interglaciálisok. ferdeség, precesszió, sugárzási mérleg), ill. hőmérsékleti görbe a tengeri üledék oxigénizotóp aránya alapján. 2. Milyen változások várhatók e forgatókönyv alapján a Kárpát-medencében? A Kárpát-medence Európa legnagyobb fajgazdagságú területeihez tartozik. Mivel a fiatal negyedidőszaki klímaváltozások során mindvégig átmeneti jellegű terület volt, különféle eredetű flóra- és faunaelemek találkozási övezetévé válhatott. A klíma átmeneti jellege mellett a különböző domborzati, geológiai, talajtani és vegetációs sajátságú tájak

7 mozaikszerű egymáshoz-illeszkedése és egymásba-ékelődése volt az, amely minden egyes klímafázisban nagyszámú faj megtelepedését, illetve a korábbi klímafázisokból ittmaradt fajok kedvező túlélési lehetőségeit biztosította. A jelenkori változások is többféle forgatókönyv szerint alakulhatnak, hiszen ma is azt tapasztaljuk, hogy egyes években a kontinantális, míg másokban inkább a mediterrán hatás érvényesül, sőt egyazon év különböző évszakai is az eltérő hatások sajátos egyvelegét mutathatják. Vastag hótakarót hirtelen tavaszi olvadás, majd árvíz követhet, ám alig néhány hét, és máris beköszönt a tavaszi aszály, mint néhányszor az elmúlt egy-másfél évtizedben. Az aszályt azonban hirtelen lehulló medárdos záporok követhetik, kánikulai hőhullámokkal megszakítva. Kérdezhető ezek után, hogy errefelé az, amit átlagosnak vélünk, az puszta absztrakció-e, vagy valamiféle valószínűtlen esemény?! Ezért a legesélyesebb válasz arra a kérdésre, hogy a klímaváltozás során melyik hatás válik jellemzővé, a sztyeppei vagy a mediterrán, az hogy szeszélyesen ingadozó gyakorisággal akár mindkettő! Válaszunkból buborékként pattan ki az. újabb kérdések sora. 3. Fajok és/vagy gének? Ez itt a kérdés. Arról még csak-csak vannak sejtelmeink, nagy vonalakban ismerve egy sor faj ökológiai tűrőképességét, hogy a hőmérséklet, csapadék, stb. változásaira melyik faj várhatóan hogyan reagál majd. Ilyen prognózisokat készítettek is a hazai flóra vonatkozásában, részint a fajok Ellenberg-Zólyomi-féle TWR értékei alapján, részint az egyes flóraelemekhez tartozó fajok egységes válaszait feltételezve. Ám az utóbbi évek molekuláris taxonómiai és ökológiai vizsgálatai azt is kiderítették, hogy amit hagyományosan egy fajnak vélünk, valójában több evolúciósan szignifikáns egység lehet. Az egyes fajok különböző populációi különböző jégkorszaki menedékterületekről, délről-délkeletről vagy akárcsak a medence kedvezőbb, maradványőrző területeiről, különböző irányokból és időkben foglalhatta el jelenlegi elterjedési területét, ahogyan ezt mindenekelőtt erdőalkotó fáinkról, pl. a bükkről, tölgyekről, kőrisekről, illetve egyes gerinces állatcsoportokról (pl. tarajos gőtefajcsoport, sárga- és vöröshasú unka, mocsári béka, keresztes vipera, erdei pocok) és rovarokról (pl. kis apollólepke, lápi tarkalepke, kerekfoltú szerecsenlepke, sakktáblalepke) tudjuk. Kitűnt, hogy a dél-európai maradványterületektől északra eső, ún. extramediterrán refugiumokból való benépesedés, különösen ami a Kárpát-medencét illeti, nem kivétel, sokkal inkább egy általános szabály. A Kárpát-medence és lakói számára különösen fontos megvizsgálni, milyen tanulságok adódnak az elmúlt ezer év erdőtörténetéből! Ősi, reliktumerdeink, a szikla-

8 és szurdokerdők, a dolomiterdők mind elegyesek. Ez arra utal, hogy a klímaváltozásokat elsősorban a változatos fajkészletű és elegyarányú erdők élhetik túl! Ezt azzal is meg kell toldanunk, hogy természetes jelenség, ha egy korábbi elegyfából mára állományalkotó válik, és ez egyáltalán nem baj, sőt szükségszerű! A szubmediterrán hatást jelző ezüsthárs például bizonyára az őshonos, és eléggé gyorsan növő fafajokkal történő erdőtelepítésnek az egyik ígéretes jelöltje lesz. Sőt: lépjünk tovább! Bizonyára át kell értékelnünk az őshonosság kérdését is, hiszen ez térben és időben földrajzi léptékfüggő! Meddig terjed délre a Kárpátmedence? És északra meddig a Balkán? Idegen-e karszterdeinktől az orgona, amely sokfelé spontán újul, szinte olyan jól mint az Al-Dunánál vagy Makedóniában?! Arra persze vigyázni kell, hogy ne a reliktumőrző dolomitgyepek kárára terjedjen! És a feketefenyő sem azért bizonyult károsnak, mert a Kárpát-medencétől idegen, hiszen ott van a Vaskapu sziklái fölött, meg a Bécsi-medence peremén, a Thermenlinie dealpin reliktumokat őrző Relikt- Föhrenwald -jaiban! Hanem azért, mert pannon dolomit-sziklagyepeket és homoki gyepeket, endemikus növénytársulásokat tettek tönkre a kopárfásítás pártállamilag támogatott kampánya során. Éppilyen elfogulatlanul kell azt a kérdést is megválaszolnunk, hogy megmenthetők-e másként erdőssztyepp-tölgyeseink, mint a teljes koronazáródás elérésének feladása nélkül, és hogy nem kell-e visszatérnünk egyes szélsőséges (homoki) termőhelyeken a kocsányos tölgy sarjaztatásához, mint megmentésük egyetlen módszeréhez? 4. Mi lesz a medence vizeivel? A klímaváltozásra adott válasz vízkészleteinkről is dönt! Közhelyszerűen vadvízországból alvízország lettünk, kiszolgáltatva felvizi szomszédaink számos tevékenységének, vízlépcsők és mederkotrások, bányászat és erdőirtások hatásainak. Viszont a medence belső régiói óriási felszín-alatti vízkincseket rejtenek. Közülük most, nem becsülve le termál- és gyógyvizeink, európai viszonylatban is páratlan ásványvizeink értékét (hiszen számos multi már szemet vetett rájuk!), két különösen érzékeny formációra irányítanám a figyelmet, a homokhátságok és a karsztjaink vízkészletére. Mindenekelőtt azért, mert mindkét esetben jelentős a vízszint süllyedése. A Duna-Tisza-közén ez évek óta élesben jelentkezik. Ezzel egyenrangúan fontos azonban, mi történik a Bakony, a Gerecse, a Bükk és az Aggteleki-karszt karsztvízkészletével. Amelyek elég jelentősek voltak ahhoz, hogy megbukjon rajtuk egy eocénprogram, de igazi értéküket ma sem becsüljük eléggé. Nem figyelünk eléggé azokra a változásokra, amelyek a vízszintsüllyedést kísérik, és amelyek sorozatos szukcessziós változásokat indítanak el az érintett élőhelyek növényzetében és állategyütteseiben. Jól látható például a Nyírségben, a

9 Fényi-erdő erdőrezervátum területén, hogyan alakul át a keményfa-ligeterdő gyöngyvirágostölgyessé, és hogyan válik a gyöngyvirágos tölgyes egyre inkább a pusztai tölgyeshez hasonlóvá, azonban a felnyílással együtt rohamosan nitrofolizálódó aljnövényzettel, az egyre jobban felverődő akáccal, babérmeggyel és alkörmössel. És joggal kérdezhető: felújítható-e még ekkor a homokpusztai tölgyes?! Gazdasági és természetvédelmi vonzatai vannak annak is, ahogy a száradással a Bükk-fennsíkon a vöröscsenkeszes-szőrfüves hegyi rétet a szálkaperjésfélszáraz gyep váltja fel, sőt egyre inkább a sarjtelepesen terjedő siskanád a hagyományos nyári egyszeri kaszálás feladása miatt. Itt is kérdezzük: hogyan tovább? És a pannon vegetáció kutatóinak arra is válaszolnia kell, mi ezekben a rendkívül dinamikus folyamatokban az erdőssztyepp-szegély, a sarjtelepek és a kontinentális magaskórósok szerepe?! 5. Bizonyára élénk vitákat vált ki az a kérdés is: valóban zöld-e a zöldenergia?! Ez is seregnyi további kérdésre bomlik, amelyeket elfogulatlanul kell megvizsgálni. Valóban kiút vagy csapda-e a bioenergia? Megoldást jelenthet-e energiagondjainkra az energiaerdő és az energiafű? A faültetvények esetében döntő kérdés, milyen termőhelyeket foglalunk el velük. Hatalmas, visszafordíthatatlan károkat okozhatunk akár a természetközeli élőhelyek felszámolásával, akár az élelmiszertermelésre hatékonyan hasznosítható területek elfoglalásával. A kettő közötti mesgye roppant keskeny. Az pedig az energiagyepek éles kérdése, hogy kiszöknek-e a beültetett szárazságtűrést, sótűrést biztosító gének a genetikailag módosított (pl. Agrostis és Lolium) fajokból az őshonos pázsitfüveinkbe? Nem hozunk-e létre a korábbiaknál is veszélyesebb invázív növényeket ezáltal, amelyek éppen a legértékesebb pannon jellegű gyepeinkbe hatolnak be, kiszorítva onnan a gyekran gyönge kompetítor őshonos flóraelemeket?! Kérdezhető: más-e a helyzet nálunk ebből a szempontból, mint Európa többi részén? Válaszom határozott igen, mert nálunk a védett területeknek sokkal nagyobb része gyep, még hozzá az Élőhelyvédelmi Irányelv szerint prioritási társulásnak besorolt gyep, mint a környező európai országokban. Ami pedig az energianyerés módját illeti: függetlenül attól, hogy a kőolaj vagy gáz hány százaléka váltható ki bioenergiával, valóban megoldás-e az égetés? Hiszen ennek során a növény által kémiai kötésbe mentett napenergia rendkívül rossz hatásfokkal egy pillanatreakció során szabadul fel, és ez megbocsáthatatlannak tűnő pazarlás! Ám ha ez így van, mi legyen a rengeteg hasznosítatlan biomasszával, parlagjainkon, használatlan legelőinken, az özönnövények által elborított területeken? Megannyi ágaskodó kérdés, amely

10 innovatív megoldásokért kiált! Kérdezzük azonban azt is, hogy ha már nem akarunk égetni, akkor miért félünk a szélerőmüvektől? Valóban annyira veszélyes a madarakra?! A magasfeszültségű távvezetékek áldozatairól ismerjük a számokat, erről miért nincsenek ilyen adatok?! Az élőhelyek pusztulásának korában nem idejét múlt-e a madárközpontú természetvédelem? Ernyő-csoport-e vagy valóban jó indikátor-e a madár?! Más szavakkal: miért hiszünk a madaraknak (és a madárjósoknak)? Világos: a madár is vizuális lény, akár csak MI! 6. Fenntartható-e a biodiverzitás? Elértük-e az ambíciózus 2010-es céldátumot? A szokásos monitorozás, úgy tűnik, megreked a múlt század ökológiájának szemléleténél: miből mennyi van, milyen tér-időbeli megoszlásban? Hol fúj sorakozót és hol vezényel oszoljt a természet. Eközben megfeledkezünk fontos folyamatokról, lebecsülve első látásra nem nyilvánvaló, de nagyon is létező veszélyeket. Néhány példa ezekből. Kimutatott tény, hogy a megnövekvő CO2-tartalom a növényeknél korábbi virágzást okoz, emiatt aszinkronia lép fel a virágzás és a pollinátorok között. Nem lesz termés, és a pollinátorok is éheznek. Ismert kapcsolat áll fenn a rügyfakadás időpontja és a fitofág rovarlárvák fő táplálkozási időszaka között is. Irodalmi adatok bizonyítják, hogy lepkefajok lombfogyasztó hernyói erősebben károsítják a korai lombfakadású tölgyeket, mint a későieket. Ha viszont a lombfakadás túl korai, akkor már a táplálkozási időszak kezdetén kedvezőtlen a levelek kémiai összetétele. Romlik a C/N arány, és növekszik a mérgező szekunder metabolitok, pl. tannin mennyisége. Ez erősebben érinti az érzékeny specialista, mint a tanninszint változásával szemben ellenállóbb (pl. gyapjaslepke) fajokat. Kérdés tehát, összefügg-e a gyapjaslepke közelmúltbeli gradációja a klímaváltozással? Egyelőre adatok híjján nem tudjuk. És azt sem tudjuk, hogy gradációhajlamos fajaink közül a szabályos (10 +/- 1-2 év) periodicitású csoportok (téliaraszolók, tavaszi és őszibagolylepkék), illetve a szabálytalan periódusúak (az ún. opportunisták, mint a gyapjaslepke, a zöld tölgysodrólepke) eltérően reagálnak-e a klímaváltozás okozta ökofiziológiai eltérésekre. Mindezek, és még feltehetően sok más hasonló folyamat állhat amögött, amit a klímaváltozással kapcsolatban sommásan úgy fogalmaztak meg: ennek a folyamatnak lesz néhány győztese, mindenekelőtt az özönfajok, de nagyon-nagyon sok vesztese. És ez alól az ember sem kivétel.

11 7. Végül, de nem utolsósorban: új Vásárhelyi-terv kell vagy még többre kell törekednünk?! A megindult és méginkább a várható nagy beruházások időszakában be kell látnunk, hogy amennyiben bizonyos, az infrastruktúra fejlesztése érdekében szükséges fejlesztések, mindenekelőtt a táj elemeit széttagoló lineáris létesítmények (például autópályák) tervezése során nem érvényesítik kellően a természeti táj elemeinek és azok kapcsolatainak védelmét, akkor az általános környezeti állapotromlás, s vele együtt a biológiai sokféleség rohamos pusztulása nem állítható meg. A mezőgazdaságilag marginálissá vált területeken megnőtt a parlagok és a használatlanná vált gyepterületek (felhagyott legelők és kaszálók) aránya. Nagy jelentőségű a környezeti viszonyok stabilizálása szempontjából, hogy mit tudunk kezdeni ezekkel a területekkel, hiszen egy európai léptékű felmérés tanulságai szerint az utóbbi évtizedekben az agrárterületek biodiverzitása csökkent a legnagyobb mértékben. Az egyik, költséges és bizonyára csak a szóbajöhető területek kisebb részén megvalósítható feladat az élőhelyek rekonstrukciója. A másik: a hagyományos gazdálkodás megőrzése és újraélesztése, mindenekelőtt a legelőterületeken és a folyó menti hullámtereken, biztosítva az EU-forrásokat mind a NATURA 2000-es követelmények teljesítése, mind a környezetkímélő mezőgazdaság számára. Mivel a környezeti forrásaiknak csak mérsékelt kihasználására alkalmas, jelentős felszíni és felszínalatti vízkészletekkel rendelkező, a természetközeli és féltermészetes élőhelyek, valamint a hagyományos területhasználatú mozaiktájak biológiai sokféleségének magas szintjét őrző és jórészt átlag feletti erdősültségű régiók jórészt gyűrűszerűen veszik körül a Kárpát-medence mélyebb fekvésű részeit (mint az Alpokalja, a Dráva-sík, a Körös Maros-vidék, a Nyírség és a Bereg Szatmári-sík, a Hegyalja, a Tisza jobbparti folyóvölgyei, a Bükk és a Gömör Tornai-karszt fennsíkjai és előterük dombvidékei stb.), kárpát-medencei összefogással és csakis így! megtervezhető és megvalósítható egy, a medence belső részeinek környezeti állapotát stabilizáló ökológiai védőgyűrű, amely a szomszéd államok bevonásával regionális táj- és természetvédelmi rendszerré fejleszthető. A fő tanulság: sem a klímastabilitás, sem a termésbiztonság, sem természeti értékeink megóvása nem megy enélkül és másként!

12 A KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSA AZ UKRÁN-KÁRPÁTOK NÖVÉNYZETÉRE ÉS A MAGASSÁGI ÖVEZETESSÉG ELRENDEZŐDÉSÉRE Hadnagy István 1,2 1 Debreceni Egyetem, Meteorológiai Tanszék, Földtudományok Doktori iskola 2 II. Rákóczi Ferenc Kárpátaljai Magyar Főiskola, Biológia és Kémia Tanszék hadistvan@gmail.com Bevezetés Tanulmányomban összefoglaló értékelést készítettem a klímaváltozás regionális, a Kárpátaljai-alföld és az Ukrán-Kárpátok területén érvényesülő hatásairól. Elsősorban annak megállapítását céloztam meg, hogy az éghajlatváltozásnak van-e már a jelenben kimutatható hatása a jellemző vegetációra, illetve az egyes klímamodellek által előrejelzett hőmérsékletés csapadékviszonyok megváltozása révén, milyen módosulások következhetnek be a magassági növényzeti övek és az erdőterületek határaiban. A legfontosabb helyi ukrán és nemzetközi irodalom felhasználásával áttekintettem a természetvédelmi szempontból jelentős növényformációknak az éghajlatváltozással szemben várható viselkedését, elterjedését és toleranciáját. Megpróbáltam feltárni és összefoglalni a növénytakaró, elsősorban az erdők védett, domináns, társulásalkotó fajainak klímaváltozásra adott válaszreakcióiban jelentkező trendeket. A fajok jövőbeli elterjedésének változásai kapcsán külön figyelmet fordítottam a biológiai invázió problémakörére. Az éghajlatváltozás megítélése és várható következményei Az éghajlat mind a földtörténeti korok folyamán, mind az emberiség története során, így napjainkban is folyamatosan változik. A földi éghajlat természetes változékonyságát a Föld Nap körüli pályájának csillagászati ciklusai, a Földet elérő napsugárzás erősségének változása, a légkör összetétele, a kontinensvándorlás és a vulkanikus tevékenység határozza meg (Takács-Sánta 2005). Az utóbbi évszázadban azonban az emberiség is képessé vált arra, hogy különböző tevékenységeivel számottevően befolyásolja a földi éghajlati rendszert helyben, regionálisan és világszinten egyaránt. A világ tudósainak döntő többsége egyetért abban, hogy megkezdődött a globális felmelegedés időszaka, amelyet számos meteorológiai kutatás igazol. Ezek közül legfrissebb az IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, Éghajlatváltozási Kormányközi Bizottság) 2007-es, negyedik összefoglaló jelentése (Fourth Assessment Report, AR4) (Faragó & Kerényi 2007). A viták ma már arra koncentrálódnak, hogy a globális felmelegedés

13 csupán természeti jelenség-e, vagy pedig antropogén hatások következménye is (NÉS 2008). Valószínű, hogy mindkét tényező együttesen érvényesül, és kölcsönösen felerősítik a hatást. A globális felmelegedés a globális és/vagy a regionális klíma megváltozását eredményezheti (Takács-Sánta 2005). A sokoldalú elemzések alapján az elkövetkező évtizedekben várhatóan jelentős mértékben megváltozó hőmérsékleti- és csapadékviszonyok, az évszakok lehetséges eltolódása, egyes szélsőséges időjárási jelenségek erősödése és gyakoriságuk növekedése veszélyezteti természeti értékeinket, vizeinket, az élővilágot, erdőinket, a mezőgazdasági terméshozamokat, építményeinket, lakókörnyezetünket, a lakosság egészségét és életminőségét egyaránt. A nemzetközi klímajelentések alapján egyre elfogadottabb az a vélemény, miszerint nem célszerű megvárni azt, hogy teljesen bebizonyosodjon a globális klímaváltozást és felmelegedést antropogén tényezők okozzák (Láng et al. 2007). A jövőképben bár sok a bizonytalanság, de korábban kell cselekednünk, mint ahogy teljes mértékben beigazolódna az éghajlatváltozás mértéke, kimenetele és következményei. Az éghajlat és a növényzet közötti kapcsolat A XIX sz. első felében felismerték, hogy az éghajlat és a vegetáció között szoros kapcsolat áll fenn. Egymástól távol eső területek vegetációjában szerkezeti és funkcionális hasonlóságok fedezhetők fel, ha a két terület éghajlata hasonló (Bonan 2002). Ezért egy növényföldrajzi térkép egyúttal klímatérkép is, hiszen a növényzet a környezet hatásait ötvöző megjelenési formája az éghajlatnak. Az éghajlat tipizálása során nyilvánvaló lett, hogy minden éghajlati rendszer csupán leegyszerűsített megközelítése a valóságnak, és így csak néhány döntő tényező kiemelésére, térbeli elhatárolására szorítkozhatunk (Justyák 2001). Idővel megállapították, hogy e szempontból a két legfontosabb tényező a hőmérséklet és a csapadék. A növényzeti övek határait alapvetően szintén e két tényezőcsoport határozza meg: a hőellátottság és a vízellátottság. Az előbbit többnyire megfelelően tükrözik a hőmérsékleti viszonyok, az utóbbit pedig a csapadék mennyisége és évszakos eloszlása, továbbá a csapadék és párolgás különbsége: a klimatikus vízmérleg (Borhidi 1981). A globális felmelegedés következtében megváltozó hőmérsékleti- és csapadékviszonyok és egyéb időjárási anomáliák erősödése és gyakoriságuk növekedése miatt (IPCC, 2007) területenként módosulhat a természetes növénytakaró, annak összetétele, diverzitása vagy teljes kicserélődése is végbemehet.

14 Általános trendek és bizonytalanságok az ökológiai rendszerek válaszreakcióiban a klímaváltozásra A földtörténet során a természetes ökoszisztémák már ki voltak téve klímaváltozásnak. A földi klíma természetes okok miatt jelentős változásokat mutatott, amelyekre az aktuális élővilág a fosszíliák tanúsága szerint kisebb nagyobb változásokkal, elvándorlásokkal, esetenként tömeges kihalással reagált. Az is megállapítható, hogy az éghajlatváltozásra az élővilág nem egyenletesen reagál, hanem a válasz térben heterogén, regiónként és fajonként más és más. A klímaváltozásra adott válasz vizsgálata napjainkra az ökológia egyik legdinamikusabban fejlődő ágává vált. Az éghajlatváltozás következtében lezajlódó természeti folyamatok egy meglehetősen összetett és zárt ok-okozati rendszert képeznek. A természetes ökológiai rendszerek klímaváltozásra adott válaszreakciói között keveredni fognak a fokozatos és az ugrásszerű válaszreakciók, de alighanem dominálni fognak a kiszámíthatatlan, ugrásszerű változások. Egyes változók, mint például a fenológiai sajátosságok, egyszerűen követik a megváltozó klimatikus feltételeket; amennyiben a klíma fokozatosan változik, ezekben is fokozatos eltolódásra számíthatunk (Fitter Fitter 2002). Sok esetben azonban a fokozatos, vagy kismértékű klimatikus változás is hirtelen átalakulásokat indukálhat. Ha a klímaváltozás szélsőséges időjárási eseményekkel jár együtt (ahogy ez az előrejelzésekben szerepel), akkor még inkább számíthatunk arra, hogy ugrásszerű válaszokat kapunk. Az 1950-es évekbeli aszály hatására Új-Mexikó északi részén 5 éven belül 2 km-rel tolódott el az összefüggő erdő határa (Allen Breshears 1998). Arra számítanunk kell, hogy a klímaváltozás miatt (és egyéb okokból) vándorló fajok következtében lokálisan és rövidtávon akár diverzitás-növekedést is detektálhatunk a betelepülő fajok miatt. Ugyancsak fontos és nehezíti a jelenségek detektálását és értelmezését, hogy az élővilág válaszreakciói időben rendkívül eltérőek, és jelentős késleltetettségek lehetnek. A hosszú életű növényfajok például még azt követően is sokáig jelen lehetnek egy területen, hogy az már esetleg klimatikusan alkalmatlanná vált a felújulásukra. Általánosan megfigyelt jelenség, hogy csakúgy, mint általában a különböző bolygatások, a klímaváltozás is a rövid életű, jó terjedő képességű (r-strategista) fajoknak kedvez, ők tudják jobban követni a változásokat. Növények esetében elsősorban a nagy ökológiai tűrőképességű, sokféle élőhelyen megjelenő, rövid reprodukciós ciklusú, könnyen terjedő lágyszárú növényfajok előretörése várható (de Groot 1995). Az eltűnő fajok ezzel szemben az őshonos flórák gyengébb terjedő képességű, bolygatásra érzékeny,

15 specializálódott fajai közül fognak kikerülni. Összefoglalva: a klímaváltozás a specialisták visszaszorulását, a közösségek elszegényedését és a generalista fajok dominanciáját hozhatja. Magassági övezetesség az Ukrán- (Északkeleti-) Kárpátokban Az egyes növényfajok elterjedése nagyon szoros kapcsolatban áll az éghajlattal. A növények környezeti igényeit alapvetően az időjárási elemek jelentik (mint a vízellátottság és a napfény mennyisége) vagy befolyásolják (a tápanyagok képződése is erősen függ a csapadéktól és a hőmérséklettől). Ennek megfelelően a hegyeken megjelenő növényzeti öveket az éghajlati övekkel lehet párhuzamba állítani. A léghőmérséklet (illetve a hőösszeg) és a csapadék változása a magassággal tipikus növényzetű klímaöveket határoz meg. Ezek magassága nem teljesen állandó, a mezoklímától függ. A hegy árnyékosabb és ezzel együtt hidegebb északi kitettségű részén alacsonyabban van egy adott öv határa, mint a meleg déli oldalon, így az északi oldalon vagy egy zárt, mély völgyben megjelenhet szubmontán (azaz a vártnál alacsonyabb tengerszint feletti magasságon növő) bükkös, míg a délin karsztbokorerdő. A hegységrendszerek belsejében ezek az övek valamivel feljebb tolódnak, magányos hegycsúcsok esetén pedig lejjebb. Megállapították, hogy a tengerszint feletti magasság növekedésével általában csökken az élőhelyek fajgazdagsága is, mivel a szélsőséges körülményeket kevés faj képes elviselni. Általánosságban elmondható, hogy a fajgazdagság a hőmérséklet és a csapadék növekedésével nő, azaz a legváltozatosabb életközösségek a nem túl száraz, és nem túl hideg területeken találhatóak. A Kárpátok az Eurázsiai-hegységrendszer tagja. Ez egy fiatal, gyűrt lánchegység. Az Ukrán-Kárpátok (Erdős-Kárpátok, Északkeleti-Kárpátok) a Kárpátok hegyvidékének keleti része Ukrajna nyugati részén, Kárpátalja, Lviv, Ivano-Frankivszk és Csernovci megyék területén helyezkedik el (Marinics et al. 1982). Kiterjedési területe több mint 24 ezer km 2 (az Előkárpátokkal és a Kárpátaljai-alfölddel együtt 37 ezer km 2 ) (Sisenko & Marinics 2006). Az Ukrán-Kárpátok középmagas hegység (legmagasabb pontja a Hoverla-hegy, 2061 m). Az éghajlata különbözik a környező területekétől, melynek alakulására kihatással van a hegyvidéki domborzat. Az Atlanti-óceán fölött keletkező ciklonok és anticiklonok beáramlása miatt mérsékelten kontinentális, viszonylag meleg klímájú. Jellemző a nagy mennyiségű csapadék és a levegő magas páratartalma, a hosszan tartó hideg időszak, a levegő és a talaj viszonylag alacsony hőmérséklete.

16 Az Északkeleti-Kárpátok különleges növénytakarója már régen felkeltette a kutatók érdeklődését. Az első feltáró munkákat olyan neves botanikusok végezték, mint Kitaibel Pál, Borbás Vince, Jávorka Sándor, Mágócsy-Dietz Sándor, Soó Rezső, Domin Károly, Deyl Milos, Boros Ádám, Margittai Antal és még sokan mások (Fodor 1992). Többek között kutatási eredményeik bizonyították, hogy az itteni sajátos növényzet kialakulása a pleisztocén jégkorszakok idejére és a posztglaciális korra tehető és több jól elkülöníthető szakaszra osztható. Az első időszak az utolsó glaciális maximum idejére esett, amikor a tájra a zord hideg éghajlat miatt tundrai növényzet volt jellemző. A legmagasabb csúcsokon (Hoverla, Bliznica, Pip Iván) még ma is megtalálható az évezredes reliktumok között több fűz- és nyír faj (Fodor 1992). A holocén korszakban a nagyobb meleg és csapadék folytán a tőzegmohán kifejlődtek pl. a csipkeharasztfélék és a gyújtoványfüvek stb., az 1400 m feletti magasságban pedig a törpefenyő és a cirbolyafenyő. A melegebb boreális klíma beköszöntével megjelent az áfonya és a borókafenyő. A neolit korban a magashegyi övezet növényvilágában megtelepedett a luc, a bükk és a szíl (Fodor 1974). Az ekkor kialakult erdők a következő szubboreális és szubatlanti korszakokban az időjárás viszontagságai miatt (viharok, orkánok stb.) a hegygerinceken pusztulásnak indultak. A melegebb vidékek füves növényzetének magvai a szél által áthelyeződve egyre nagyobb területeken telepedtek meg. A gyepes növényzet lassan hátrébb szorította az erdőt. Az Északkeleti-Kárpátok mint minden térség tájképét nem csak a természetes tényezők alakítják, hanem a korábbi és jelenlegi emberi hatásoknak is nagy szerepe van. A térségben a II. világháború után megalakult szovjet mintájú kolhozi gazdálkodási rendszerben intenzív fakitermelés és legeltetés zajlott, ami a jegenyefenyő és a bükk elterjedését jelentősen lecsökkentette. A Kárpátok vulkanikus eredetű, tengeri üledékes savanyú podzolos erdőtalaja rendszerit kevés tápanyagot tartalmaz, ezért az erdő kifejlődését kevésbé tudja biztosítani. A megfelelő táptalaj hiánya, a nehezen áttörhető vastag gyepréteg, a lassú szukcessziós folyamatok és a helyi hagyományos gazdálkodási formák, legeltető állattartás, kaszálás nem kedveznek az erdők újbóli térhódításának. Ennek okán számos közép-magas, akár m tengerszint feletti magasságig emelkedő csúcsot kopár legelő borít (Bodnar (ed.) 1987), bár a klimatikus viszonyok hasonló magasságban még kedveznek a lomb és tűlevelű erdők vitalitásának. A Kárpátok növényzetének magasság szerinti öveződésével az idők során többen is foglalkoztak (Margittai 1927, Fodor 1974, Malinovszkij 1980, Sztojko 2009, 2011). A megállapítások szerint az Északkeleti-Kárpátok természetes növénytakarójának magasság szerinti változásában öt zóna különíthető el (1. táblázat). A klimatikus felső erdőhatár,

17 kitettségtől függően m, esetenként ennél valamivel feljebb is lehet. Felső erdőhatár alatt egyesek a többé-kevésbé összefüggő erdőket, mások a magányosan álló egyes fák vonalát értik. Az említett kutatók vizsgálatai egyértelműen azt igazolják, hogy a természetes felső erdőhatár lényegesen feljebb van, mint ahogyan azt a meglevő erdők vagy magányos fák jelölik. Ennek egyik bizonyítéka, hogy a Kárpáti Bioszféra Rezervátum csornohorai masszívumának területén, a Pop Iván csúcson ( m), a védetté nyilvánítás miatt felhagyott legeltető állattartás után a fenyők magoncai egyre feljebb törtek (Sztojko 2009). 1. táblázat. Növényzeti és éghajlati övek a Kárpátokban (Grigora & Szolomahа 2005) A növényzeti öv Tengerszintfeletti megnevezése magasság Jellemző növényzet 1. előhegyi tölgyes öv m tölgyes és tölgyes-gyertyános erdők 2. alacsonyhegységi bükkös öv m bükkösök, bükkös-jegenyefenyves, lucfenyős-jegenyefenyves erdők 3. középhegységi lucfenyves öv m lucfenyves és borókás-lucfenyves erdők 4. szubalpesi (alhavasi) öv m 5. alpesi (havasi) öv 1800 m felett hegyi fenyőből és égerfából álló cserjések Csornohora, Szvidovec, Csivcsinihegyek és a Gorgánok területén, füves puszta A természetes növényzet jellemzői szerint az Ukrán-Kárpátokat a közép-európai lomblevelű erdős tartományához sorolják. Erdeire jellemző a bükk, ritkábban a tölgy, a hegyekben a tűlevelű fafajok uralkodása, a legmagasabb gerinceken az alhavasi és havasi rétek kiterjedése. A terület közel 40%-os erdősültségével az ország egyik legnagyobb erdős masszívuma az északi Polisszja és a Krím-hegység mellett. Méltán kaphatta ez a masszívum a Kárpátok hegységrendszeren belül az Erdős-Kárpátok elnevezést. Az erdők 41%-át lucfenyő, 35%-át bükk alkotja. Más fajok kisebb területen terjedtek el: tölgy 9%, jegenyefenyő 5%, gyertyán 4%. A nyír, juhar, kőris, éger az erők területének csak 6%-át foglalják el (Sisenko & Marinics 2006). Az éghajlatváltozás regionális hatásai az időjárási elemekre és a magassági övezetességre Jelenleg nem ismeretes világszerte általánosan elfogadott módszer a globális klímaváltozással párhuzamosan várható helyi változások becslésére (Czúcz et al. 2007). A fajok (élőhelyek) elterjedési területének a klímaváltozás nyomán bekövetkező változásait akkor tudjuk előre

18 jelezni, ha rendelkezünk a jelenlegi elterjedési terület és klíma közötti kapcsolat megfelelő ismeretével. Egy hely éghajlatát alapvetően meghatározó tényezők a hely óceántól való távolsága, a földrajzi szélesség, a tengerszint feletti magasság és a domborzat. A tengerszint feletti magasság növekedésével az átlaghőmérséklet csökken, és a csapadék mennyisége általában nő. Az Kárpátaljai-alföld és az Ukrán-Kárpátok klímáját több éghajlati övezet légtömegei határozzák meg: nyugat felől az óceáni, kelet felől a kontinentális, dél felől pedig a mediterrán éghajlat határolja, ezek különböző arányban fejtik ki hatásukat (Sisenko & Marinics 2006). Az erősen tagolt domborzata miatt sokféle, változatos mezoklímát alakít ki. A régióban működő mintegy 17 meteorológiai állomás adatai alapján az éghajlati elemek értékei az alábbiak szerint alakulnak (Bodnar (ed.) 1987): az átlaghőmérséklet kb. 0,56 C-kal csökken 100 méterenként; az éves csapadékmennyiség kb mm-el nő 100 méterenként; átlagosan az alföldön mm, a hegyvidéken mm csapadék hull, aminek a harmada párolog el, a többi vagy bekerül a talaj vízkészletébe, vagy a lefolyással távozik a területről; a beérkező napsugárzás az alföldön MJ/m 2, a hegyvidéken MJ/m 2 ; a hótakarós napok száma nappal nő 100 méterenként; a vegetációs időszak hossza 6-9 nappal csökken 100 méterenként. A csapadék évi összegének összefüggése a tengerszint feletti magassággal Ismert, hogy a csapadék összmennyisége nagymértékben összefügg a tengerszint feletti magassággal. Ugyanakkor a domborzat általi kitettség, a konvektív aktivitás mértéke vagy a nedves légtömegek óceáni forrásától mért távolsága szintén befolyásolja azt. Ha megfigyeljük a Kárpátaljai-alföld és az Ukrán-Kárpátok csapadéktérképét (1. ábra) láthatjuk, hogy a hatás egyértelmű: a nagyobb tengerszint feletti magasság növeli a csapadékot. Ez alól valamelyest kivételt képeznek a messze szokásos felhőszint fölé emelkedő csúcsok szél felőli oldalai. Ez esetben ugyanis a főnhatás csapadékképző ága csak a csúcs alatti magasságokban fejti ki hatását. E szint felett a további emelkedés nem növeli (ellenkezőleg csökkenti) a csapadékot. Így fordulhat elő, hogy az Ukrán-Kárpátok legmagassabb hegycsúcsait magába foglaló Csornohorai-masszívum dél-nyugati az Atlantióceán felől a nyugati áramlás révén ide érkező nedves légtömegeknek kitett előoldalán

19 elhelyezkedő Rahó (438 m tszf) környékén éves átlagban 1169 mm csapadék hull, míg a vonulat szélvédett túlodalán található Verhovina (640 m tszf) településen csupán 759 mm jelentkezik (Sisenko & Marinics 2006). a. b. c. 1. ábra. A Kárpátaljai-alföld és az Északkeleti-Kárpátok domborzat (saját szerkesztés) (a), csapadék (b) és hőmérséklet térképe (c) (Боднар (ed.) 1987) Változások a Kárpátok térségében Arra vonatkozólag, hogy a 21. században változik-e és milyen irányba Ukrajna éghajlata a szakirodalomban kevés adatot találunk. Az Északkeleti-Kárpátok térségét tekintve szintén ugyanez mondható el. Viszont az európai földrész számos más területein végzett modelles szimulációk sok esetben lefedik az ország, ezzel együtt a Kárpátok régióját és az eredmények könnyen levetíthetőek (2. ábra). A többmodelles szimulációk révén kapott eredmények azt

20 mutatják, hogy a Kárpátok éghajlata a jelenleginél jóval melegebb lesz (Волощук Бойченко 2003, МакКарті (ed.) 2010), és megváltozik a csapadék éven belüli eloszlása. Közép- és Kelet-Európában a es időszakra, az es referencia időszakhoz képest, az évi átlaghőmérséklet 2,5-4 C-al melegszik (Räisänen et al. 2004). Főleg a téli évszakban várható melegedés és a csapadékmennyiség enyhe növekedése. A minimumhőmérséklet növekedése miatt minden 1 C-al 10-15%-ot rövidül a hótakarós időszak a magasabb régiókban (Jeremejev & Jefimov 2003). A nyarakat tekintve inkább a hőhullámok és forró napok gyakoriságának gyarapodása lesz jellemző. A nyári csapadékcsökkenés 15-20%-os lesz. A csapadék ritkábban, azonban rövid idő alatt, intenzívebben fog hullani (Mezsenszkij 2009). Az alacsony helyeken inkább csökkenni, a magasabb helyeken pedig nőni fog (Kjellström 2004). a) évi átlag DJF JJA hőmérséklet változás, C b) csapadék változás, % 2. ábra Az évi átlaghőmérséklet (a) és csapadékmennyiség (b) változása között, decemberben-januárban-februárban (DJF) és júniusban-júliusbanaugusztusban (JJA) Kjellström (2007) alapján Az 5. nemzeti éghajlati jelentés a klímaváltozás hatásairól Ukrajnában (Осадчий et al. 2006) alapján, az utóbbi 100 év során, az ország területén a léghőmérséklet 0,6-0,7 C-al emelkedett, a januári középhőmérséklet 1,5-2,5 C-al, a júliusi pedig 1-2 C-al növekedett. Az erdős és a sztyepp övben mm-el gyarapodtak az éves csapadékösszegek (Ліпинський et al. 2003). Ha figyelembe vesszük azt, hogy a mérsékelt éghajlati övben az évi átlagos vízszintes észak-déli irányú hőmérsékleti gradiens 100 km-ként 0,6-0,7 C-t tesz ki, akkor ez

21 a felmelegedés annak felel meg mintha a Kárpátok 100 km-rel délebbre helyeződött volna át (Стойко 2011). Egy ilyen mértékű változás hatásai az erdőformációk szukcessziós folyamataiban is kimutatható. A magassági növényövekben bekövetkezett változások A növényformációk dinamikus tendenciáinak vizsgálatára legalkalmasabb ökológiai modell a hegyvidék. A növényzet térbeli differenciálódásának törvényszerűségei és a formációk szerkezetében beállt változás sokkal kisebb földrajzi térben meghatározható, mint síksági tájakon. Az éghajlatváltozás hatása az erdőformációkra, annak földrajzi elhelyezkedésétől és a klímazóna jellegétől függően, különböző lehet. A klímaváltozás miatt a növényformációk térbeli kiterjedésében változások állhatnak be. Ennek vizsgálatát a növényzeti övek jelenlegi és múltbéli elrendeződésének összehasonlításával végezhetjük el. Lengyel, magyar, később ukrán szakemberek (Zapałowicz 1889, Golubec 1967, Fodor 1974) a Kárpátokban a tölgy, bükk, lucfenyő, alhavasi és havasi rét öveit különítették el. Az éghajlatváltozás és a magassági növényövek kapcsolata már több évtizeddel ezelőtt is tudományos viták tárgyát képezték. Jarosenko (1957) feltételezte, hogy a lassú felmelegedés következtében az erdők felső határa feljebb tolódik. Ennek ellenére a középmagas hegységi lucfenyő öve egyre lejjebb helyeződött át. A Kárpátok északkeleti gerince a Kelet-Európai síkság hűvös kontinentális, a délnyugati vonulata az enyhébb atlanti óceáni éghajlat uralma alatt van. Ennek okán a két táj között a magassági öveződésben is különbségek mutatkoznak. Az Előkárpátokban a hűvösebb éghajlat alatt fenyves-tölgyes öv alakult ki a kocsányos tölgy dominanciájával, amely Kárpátalján hiányzik. A Vulkanikus-vonulat déli oldalán elterjedtek a tölgy és tölgyes-bükkös erdők a kocsánytalan tölggyel, ez viszont az Előkárpátokban nem alakult ki. A bükk és a lucfenyő öve között mind a két oldalon széles sávot foglalnak el bükk-jegenye-lucfenyves társulások. A Beszkideken az ún. esőárnyékos területeken zonális eloszlást mutatnak a jegenye-bükkös és a bükk-jegenye erdők. A természetes és az antropogén hatás folytán kevésbé sérült féltermészetes erdők és más növénytípusok elterjedése alapján Sztojko (2009, 2011) 10 magassági növényövet különít el a Kárpátokban. Ezek a növényzeti övek kisebb éghajlati különbségek alapján több zónára oszlanak. Mindegyikben meghatározott formációcsoport növénytársulásai uralkodnak, híven tükrözve az ott uralkodó éghajlati és talajviszonyokat. Sztojko (2009) vegetációs zónái 8

22 erdős formációt és 2 kárpátaljai és előkárpáti zónatípust foglalnak össze. A zónák sorrendjét és alsó-felső határaik tengerszint feletti magasságát az alföldről a magashegységig a 2. táblázat mutatja be. S.sz. 2. táblázat. A Kárpátok vegetációs zónái (VZ) és azok határinak változása a klímaváltozás következtében A vegetációs zóna (VZ) megnevezése Délnyugati oldal (Kárpátalja)* Északkeleti oldal (Előkárpátok)* 1 Kocsányos tölgyes (Querceta roboris) , stabil , stabil 2 Bükkös-kocsányos tölgyesjegenyefenyves (Fageto-Abieto- Quercetum roboris) 3 Kocsánytalan tölgyes (Querceta petraeae) 4 Tölgyes-bükkös és bükkös-kocsánytalan tölgyes (Querceto petraeae- Fagetum, Fageto-Quercetum рetraeae) 5 Bükkös (Fageta sylvaticae) (1340) terjedésre képes 6 Jegenyefenyves-bükkös és bükkösjegenyefenyves (Abieto-Fagetum et Fageto-Abietum) 7 Bükkös-jegenyefenyves-lucfenyves (Fageto-Abieto-Piceetum) , stabil , stabil Bukovinán diszperz eloszlásban , labilis Bukovinán diszperz eloszlásban terjedésre képes , stabil , stabil Lucfenyves (Piceeta abietis) a 9b Szubalpesi, alhavasi rét, törpefenyves és bokorerdő (Prata subalpina, Pineta mugi) (kelet felé, a Gorgánok területén) Szubalpesi, alhavasi rét, havasi éger bokorerdő (Prata subalpina, Alneta viridis) (a Gorgánoktól nyugat felé) c Szubalpesi, alhavasi rét (Prata subalpina) Alpesi, havasi rét (Prata alpina) * Megjegyzés: a vegetációs zónák tengerszint feletti magassága, méterben; - a nyilak az erdő és különböző szubformációk dinamikus tendenciáit, határvonalainak változásait mutatják; a vegetációs zóna stabilitása/labilitása. Kárpátalja növényzete a harmadidőszaki eljegesedés utáni fejlődés és a területen ma uralkodó klímaviszonyok miatt különbözik az Elő-Kárpátokétól, ami a vegetációs zónák módosulásaiban, aszimmetrikus elrendeződében is jelentkezik. Ezért a zónák fejlődésének két változata különíthető el a Kárpátokban: kárpátaljai és előkárpáti. A táblázatban feltüntetett

23 magassági értékek melletti nyilak a vegetációs zónák kiterjedésében, dinamikájában beállt változásra, instabilitására mutatnak, amely okozója a környezetben bekövetkezett változás. A Kárpátokban a kocsányos és a kocsánytalan tölgy is polidomináns jellegű társulásokban van jelen, ahol a szkiofil fajok előretörése miatt jelentős veszély hárul rájuk. A negyedik zóna kocsánytalan tölgyes-bükkös és bükkös-kocsánytalan tölgyes formációiban összehasonlító elemzések készültek a kocsánytalan tölgy és a bükk természetes regenerációjára. Az eredmények azt mutatják, hogy a felnövekvő magoncok között jelentősen dominál a bükk. Az ötödik öv bükkös állományának kitűnő vitalitási mutatói vannak. A formáció erőteljes térhódítása érvényesül a kárpátaljai és az előkárpátoki vonulatokon egyaránt. A hatodik zóna jegenyefenyves-bükkös és bükkös-jegenyefenyves formációja legteljesebben a Beszkidekben fejlődött ki. A csapadékosabb, kiegyenlített klíma, kedvező ökológiai feltételeket biztosít a bükk és a jegenyefenyő számára. Meg kell jegyeznünk, hogy a több évtizede tartó monokultúrás, fenyő orientált, erdőgazdálkodás folyamatos hatást gyakorol a természetes erdős társulások összetételére. Ezért külön figyelmet érdemel ezen őshonos társulások megőrzése. A hetedik bükkös-jegenyefenyves-lucfenyves övben a vizsgálatok szintén a bükk előretörését igazolták a közönséges lucfenyő hátrányára. Így okkal állíthatjuk, hogy a jelenlegi éghajlat változási körülmények rendkívül kedveznek a bükk fejlődéséhez. A bükkösfenyves erdőkben a bükk késő holocéni előretörésére szintén utalnak az Uzsoki Nemzeti Park, Perecsenyi Erdőgazdaság és az Uglya-Sirokoluzsanszki természetvédelmi terület zonális bükköseiben fennmaradt jegenyefenyő maradványok. A szubalpesi és alpesi övekből nem állnak rendelkezésre adatok a társulások éghajlatváltozásra adott válaszairól. Sztojko és társai a bükkös-tölgyes és bükkös állományokban végzett többéves fitocönológiai kutatásokat. Megállapították, hogy Kárpátalján, a hegyvidék déli expozíciójú lejtőin megjelenőben vannak a kocsánytalan tölgyes formációra jellemző olyan melegkedvelő növények mint a: gumós nadálytő (живокіст Попова, Symphytum tuberosum L. subsp. nodosum (Schur) Soó) déli méhfű (кадило мелісолисте, Melittis melissophyllum L. em. Soó), közönséges méreggyilok (ластовень лікарський, Vincetoxicum hirundinaria Medik.), fekete lednek (чина чорніюча, Lathyrus niger (L.) Bernh.), borostyán (плющ, Hedera helix L.), erdei iszalag (ломиніс виноградолистий, Clematis vitalba L.). A hegyvidéken areájuk felső határa egyre magasabbra kúszik. Nagyobb tengerszint feletti magasságokon spontán terjedésnek indult számos melegkedvelő fafaj: madárcseresznye (черешня, Prunus avium L., 860 m-en), közönséges

24 gyertyán (граб, Carpinus betulus L., 950 m-en), közönséges vagy európai mogyoró (ліщина, Сorylus avellana L., 1000 m-en), mezei juhar (клен польовий, Acer campestre L., 650 m- en), barkócaberkenye (берека, Sorbus torminalis (L.) Crantz., 650 m-en), közönséges vagy csíkos kecskerágó (бруслина європейська, Euonymus europaea L., 400 m-en), közönséges fagyal (бирючина звичайна, Ligustrum vulgare L., 380 m-en) stb. A Vulkanikus-vonulat déli lejtőin kedvező környezeti feltételekre talált a melegkedvelő szelídgesztenye (каштан їстівний, Castanea sativa Mill., 400 m-en) és a simafenyő (сосна Веймутова, Pinus strobus L., 520 m-en). A bükkös öv folyóvölgyeiben folyamatosan teret hódít az enyves éger (вільха клейка, Alnus glutinosa (L.) Gaertn., 650 m- en). Az éghajlatváltozás lehetséges hatásai a biológiai invázióra A klímaváltozás hatására a jelenleg is problémás özönnövények elterjedése megváltozhat, a jelenleg is előforduló, idegen, de nem inváziós fajok özönfajjá válhatnak, illetve új özönfajok jelenhetnek meg. A klímaváltozás során a fajok számára klimatikusan megfelelő területek határai megváltoznak, és ez természetesen nem csak az őshonos, hanem az idegen fajokat is érinti. Ez jelentheti azt, hogy a klíma alkalmatlanná válik a korábbi inváziós faj számára (pl. Beerling és társai, 1995 a japán keserűfű (Fallopia japonica) visszaszorulását jósolják Közép Európában), de jelentheti azt is, hogy az inváziós faj számára alkalmas terület megnő. Az adventív (behurcolt vagy bevándorolt és meghonosodó) fajok térnyerése általában a spontán flóra elszegényedését jelenti. A nagyon erős versenyképességű adventív kiszorítja az ugyanolyan termőhely igényű őshonos fajt. Különösen a kis elterjedésű és a szűk ökológiai amplitúdójú őshonos fajok veszélyeztetettek, közülük is ki kell emelni a bennszülött (endemikus) és a specialista fajokat. Az adventív fajok térnyerése tehát a spontán flóra elszegényedését jelenti, mivel legtöbb képviselőjük egyéves gyom. Мельниченко és Трохименко (2009) szerint Ukrajnában a legelterjedtebb mezei gyomok közé sorolható: az ürömlevelű parlagfű (Ambrosia artemisiifolia L.), fehér disznóparéj (Amaranthus albus L.), labodás disznóparéj (Amaranthus blitoides S. Wats), szőrös disznóparéj (Amarathus retroflexus L.), parlagi rézgyom (Iva xanthiifolia Nutt.), szúrós szerbtövis (Xanthium spinosum), fekete ebszőlő (Solanum nigrum L.) és számos rozsnok (Bromus L.) nemzettséghez tartozó faj. Az erdő-sztyeppi övezetben vizsgálva az adventív növényfajok elterjedését megállapították, hogy a legtöbb faj a káposztafélék (Brassicaceae) 29 faj, az

25 őszirózsafélék vagy fészkesek (Asteraceae) 27, a perjefélék vagy pázsitfűfélék (Poaceae) 14, a pillangósvirágúak (Fabaceae) 12, az árvacsalánfélék (Lamiaceae) 9 és a disznóparéjfélék (Amaranthaceae) 8 családjába tartozik. Az adventív növények véletlen behurcolódással (pl. vetőmagvakkal), a kereskedelem és a közlekedés vagy spontán terjedés révén (a szél, folyóvizek, állatok közreműködésével) stb. is könnyen átterjedhettek. Kárpátalján az elmúlt két évtizedben rohamos terjedésnek indult egy adventív medvetalp faj a Heracleum sosnowskyi Manden. (Вихор és Проць 2012). A növény leggyakrabban a m tengerszint feletti magasságon elterülő síksági és előhegységi tölgyesekben fordul elő. Mára megtalálható a középmagas hegységek (Szvidovec, Gorgánok, Csornohora, Kraszna, Máramarosi-masszívum) folyóvölgyeiben és a Kárpátaljai-alföldön egyaránt. Az erdőtakaró szerepe a klímaváltozás hatásainak mérséklésében A föltörténet során az éghajlat és a hozzá tartozó vegetáció sohasem volt állandó. Vannak feltételezések, hogy a jelenleg prognosztizálthoz hasonló gyorsaságú éghajlatváltozások a régmúltban is előfordultak (Mátyás et al. 2009); vulkánkitörések, csillagászati hatások stb. okozhattak akár a földi klíma egészére kiterjedő változásokat is. E tekintetben a jelenleg feltételezett, emberi tevékenység hatására jelentkező klímabizonytalanság nem új keletű próbatétele az élővilágnak. A klímaváltozás mértékét előrejelző modellek és módszerek eredményeiben eltérések mutatkoznak, ily módon egymástól különböző éghajlat változási szcenáriókat tételezhetünk fel. A regionális klímamodellek többsége szerint a Kárpát-medencében a 21. században jelentős felmelegedés és nyári csapadékcsökkenés valószínűsíthető (Bartholy et al. 2011). A jelenleg tapasztalható klímaváltozás fő okai között kiemelkednek: az üvegházhatást fokozó gázok légköri koncentrációjának növekedése; a légköri aeroszol szennyezés; a szárazföldek felszínének albedó-változása. A vegetáció nem csupán klímaindikátor és hatásviselő, hanem az időjárás és az éghajlat alakításában is kulcsszerepet játszik (Gálos et al. 2012). A vegetációval borított felszínnek a csupasz talajhoz képest alacsonyabb az albedója, nagyobb az érdessége és párologtató felülete, ezáltal hat a légkör energia- és vízháztartására (Bonan 2004). Az erdők energia-elnyelő képessége kedvezőbb, mint más területhasználati formáké: lomberdő albedója 13-17%, a legelőé: 30-32%. Mindemellett nem elhanyagolható az erdő szénmegkötő képessége sem.

26 Az erdő borította terület földközeli légrétegében minden éghajlati elem módosul. A faállomány feletti légtérben mérsékeltebb a felmelegedés és a lehűlés. A légnedvesség az erdő felett nagyobb, a növényzet fokozott párologtatásából származó páratöbblet miatt. A légáramlás a fák koronája felett a változó felszínnel való súrlódás miatt valamelyest fékeződik, de az egyenetlen felső lombszint kedvez a turbulens mozgásoknak így a függőleges összetevője megnő. Ezt a hatást ellensúlyozza az, hogy az erdő feletti hűvösebb légtérben kisebb a hajlam a felszálló légmozgásra, mint a jobban felhevülő fátlan terület felett. A nagyobb páraszolgáltatás ütemét fékezi a korlátozott légcsere, illetve a csekélyebb felmelegedés következtében lelassuló konvektív feláramlás. Ezek az ellentétes hatások a makroklímában általában kiegyenlítődnek. Ezért az erdők csapadéknövelő vagy úgy nevezett csapadékvonzó hatásának nem tulajdoníthatunk nagy jelentőséget (Bacsó 1959). Általában a fátlan és az erdős területek csapadékösszegei között nem mutatható ki jelentős különbség a csapadék mennyiségét tekintve. Az erdő éghajlat módosító jelentőségét fokozza az a körülmény, hogy a belsejében mutatkozó a külső légtérhez képest megváltozott hőmérséklet, légnedvesség, légáramlás viszonyok nem korlátozódnak csakis magára az állományra, hanem nagy távolságig környékének az éghajlatára is kiterjednek. A belső és külső légtér korlátozott légcseréje elegendő ahhoz, hogy az erdő magasabb páratartalmú levegője valamelyest növelje az erdő környékének relatív nedvességét. Ehhez hozzájárul az erdő szélfékező hatása is, amely az erdőszéltől jelentős távolságig érvényesül. Ennek következtében a fátlan területeken is kisebb a párolgás, lassabban megy végbe a felszín kiszáradása. Anélkül, hogy az erdőnek jelentős csapadéknövelő jelentőséget tulajdonítunk, lényeges éghajlat módosító tényezőnek minősíthetjük a talajerózió, a defláció elleni védelme, a légnedvesség fokozása, a talajnedvesség megőrzése és a hőmérsékleti szélsőségek csökkentése folytán. Az erdőtakaró szerepe a klímaváltozás korlátozásában tehát kétségtelenül szignifikáns (Mátyás et al. 2009), de nem meghatározó. Az erdő pozitív hatása az albedó javításában, a légköri anyagok kiülepítésében tagadhatatlan, de hatása a makroklimatikus folyamatokra elhanyagolható. Az éghajlatváltozás hatása az erdőkre A nemzetközi klímaelemzések részletesen kitérnek az előre jelzett éghajlatváltozás erdőtakarót érintő következményeire, legújabban az IPCC klímaváltozás-bizottság évi jelentése (IPCC, 2007). A globális változások természetesen valamilyen mértékben érinteni

27 fogják a Kárpátok térségét is. A regionális hatások tanulmányozásához a már említett, a növényzet jellegét jelentősen meghatározó két tényező: a hőmérséklet és csapadék változását kell figyelembe venni. Az előrejelzések szerint (Voloscsuk & Bojcsenko 2003, Kjellström 2004, Räisänen et al. 2004, Jeremejev & Jefimov 2003, Mezsenszkij 2009, Oszadcsij et al. 2006, MacCarthy 2010, Bartholy et al. 2011) az éves hőmérsékleti átlagértékek növekednének, telek enyhébbek lennének. A nyár jóval csapadékszegényebb lenne a jelenleginél, ellenben télen a csapadék nem csökkenne, sőt, a talajnedvesség kismértékben emelkedne; igaz a vegetációs időszakon kívül. A csapadék főleg eső lenne, ami gyorsabban beszivárog a talajba, vagy elfolyik. A növényzet a megnövekedett hőmérséklet, a kezdeti talajnedvesség-többlet és a magasabb CO2-koncentráció következtében nagyobb mértékben asszimilálna. Ez a gyorsabb fejlődés kedvezne a rövid tenyészidejű növényeknek, ugyanis a hosszabb tenyészidejű növények nyár közepére, végére már vízhiánytól szenvednének a fokozott asszimiláció és evapotranspiráció miatt. Ez a klíma azoknak a részben mediterrán jellegű fajoknak kedvezne, amelyek már eleve a nyári aszályos meleget és a tavaszi, őszi csapadéktöbbletet igénylik, illetve elviselik. A téli felmelegedés nem zárná ki a (nagy) fagyok lehetőségét, de lényegesen csökkentheti a fagyos napok számát, így előretörhetnek a délies fajok. A melegkedvelő és aszálytűrő fajok fokozottabban juthatnak élettérhez, az érzékenyebbek rovására. A nyári csapadék- és talajnedvesség-csökkenés a légnedvesség csökkenésével járna együtt. Magas hőmérséklet és alacsony csapadék a növekedési szezonban keskenyebb évgyűrűt eredményezhet. Meg kell jegyezni, hogy a növények és az éghajlat közötti kölcsönhatások bonyolultak és az egész növény reagálása a stresszhatásra nem minden esetben lineáris a környezeti stressz lefutásával (Tuba et al. (ed.) 2007). Ezért az erdős ökoszisztémák jelezhetik egy hosszabb időszak éghajlati változásait, de meglehetősen bizonytalanul. Feltételezhető, hogy a nedvességcsökkenés hatására a természetes erdőtársulások határa megváltozik. Száraz jellegű felmelegedés mindenütt csökkentené az erdők kiterjedését. Várhatóan horizontálisan és vertikálisan is megnövekedhet az erdősztyepp aránya. Összefoglalás A klímaváltozás problematikájából adódóan az erdei ökoszisztémák és a magassági növényövek klímatoleranciája napjainkban nem várt aktualitást kapott. Az erdő roppant bonyolult életközösség, amely érzékenyen reagál az őt érintő biológiai és környezeti

28 hatásokra. Az abiotikus környezeti tényezők közül a légkör klimatikus elemei elsődlegesek az erdő számára; a klíma teszi lehetővé egy adott faj elterjedését, létezését. Az éghajlat változás és az erdőhatárok vizsgálata során nem zárhatjuk ki az antropogén hatást. Az utóbbi évtizedek alatt lejátszódó gazdasági változások és népességnövekedés a természetes növénytakaró határiban, összetételében, diverzitásában változásokat idézett elő. A Kárpátokban folytatott gazdálkodási formák erdőterület-csökkenést és a csökkent területű erdők fokozottabb használatba vonását eredményezték. Következésképpen a természeteshez közeli és mesterséges erdők válaszreakciói a napjaink éghajlat változásából adódó stressz hatásokra nehezen detektálhatóak. Az Északkeleti-Kárpátok erdeinek és magassági növényöveinek elterjedése régóta foglalkoztatja az ökológusokat. Az itteni erdők éghajlatváltozással szemben tapasztalható és várható válaszreakcióinak vizsgálatai a következőket mutatják: a felmelegedő éghajlat a biodiverzitás növekedését és a melegkedvelő fafajok elterjedését hozhatja a hegyvidékeken; kedvez a kocsánytalan tölgyes és a kocsánytalan tölgyes-bükkös erdőöv nagyobb tengerszintfeletti magasságokba való terjeszkedésének, a faji összetétel gyarapodásának pl. a szelídgesztenye (Castanea sativa Mill., 400 m-en) vagy a simafenyő (Pinus strobus L., 520 m-en) és más exóták térfoglalásával. A vegetációs időszak hosszabbodásával növekedhet a faállományok biológiai produkciója; a hőmérséklet-emelkedés következtében élénkülő lebontó folyamatok javíthatják a hegyvidék talajerőforrásait. Felgyorsulhat az erdők felső szegélyének természetes regenerálódása, a klimatikus felső erdőhatár a jelenleg tapasztalható m-es szintről kitettségtől függően feljebb tolódhat. A pozitív jelenségek mellett az éghajlatváltozás várható káros hatásai között említhetjük: a téli időszakban megnövekedett csapadékmennyiség árhullám keltő hatását a folyókon; a szélsőséges időjárási események (szélvihar, jégeső, özönvíz szerű esőzés, aszály, villámcsapás stb.) gyakoribbá válását, növelve az eróziós, deflációs erőket vagy az erdőtűz esélyét, hatalmas károkat okozva a természetes növénytakaróban. A felmelegedés és megváltozott csapadékviszonyok hatást fejtenek ki a biológiai invázióra, egyre nőhet a problémás özönnövények, adventív fajok szerepe az erdőkben. A felmelegedés kedvez az erdőt károsító rovarok és gombák térhódításának.

29 Irodalom Allen, C. Breshears, D. (1998) Drought-induced shift of a forest-woodland ecotone. Rapid landscape response to climate variation. PNAS 95: Bacsó, N. (1959) Magyarország éghajlata. Akadémia Kiadó, Budapest, pp Bartholy, J. Bozó, L. Haszpra, L. (Ed.) (2011) Klímaváltozás Klímaszcenáriók a Kárpát-medence térségére. Magyar Tudományos Akadémia és az Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszéke, Budapest, pp Beerling, D. Huntley, B. Bailey, J. (1995) Climate and the distribution of Fallopia japonica: use of an introduced species to test the predictive capacity of response surfaces. In: Journal Vegetacion Science. 6: Боднар, В. (ed.) 1987 Пртродні багатства Закарпаття. Карпати, Ужгород, pp , Bonan, G. (2002) Ecological Climatology. Cambridge University Press. National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, pp Borhidi, A. (1981) Az éghajlat. In: Hortobágyi, T. Simon, T. (ed.): Növényföldrajz, társulástan és ökológia. Tankönyvkiadó, Budapest, pp Czúcz, B. Kröel-Dulay, Gy. Rédei, T. Botta-Dukát, Z. Molnár, Zs. (2007) Éghajlatváltozás és biológiai sokféleség elemzések az adaptációs stratégia tudományos megalapozásához. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium. MTA ÖBKI, Budapest, p de Groot, R. Ketner, P. Ovaa, A. (1995) Selection and use of bio-indicators to assess the possible effects of climate change in Europe. In: Journal of Biogeography 22: Faragó, T. Kerényi, A. (2003) Nemzetközi együttműködés az éghajlatváltozás veszélyének, az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, Debreceni Egyetem, Budapest Debrecen, pp. 70. Fitter, A. Fitter, R. (2002) Rapid Changes in Flowering Time in British Plants. In: Science, 296: Fodor, I. (1992) Vizsgálatok a különböző erdőállományok felső fahatárának megállapítására az Északkeleti-Kárpátokban. In: ifj. Fodor, I. (ed.) (2007) A Kárpátok bűvöletében élt. Fodor István centenáriumi emlékkönyve. Intermix Kiadó, Ungvár-Budapest, p Фодор, С.С. (1974) Флора Закарпаття. Вища школа. Вид-во Львівського університету, Львів, pp. 194.

30 IPCC (2007) Az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) negyedik értékelő jelentése. A III. Munkacsoport Döntéshozói Összefoglalója. (IPCC, Summary for Policymakers. In: Metz, B. Davidson, O.R. Bosch, P.R. Dave, R. Mayer, L.A. (Ed.) Climate Change (2007) Mitigation, Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York) Єремеєв В., Єфімов В., (2003) Регіональні аспекти глобальної зміни клімату. Вісник НАН України, Київ, 2: Justyák, J. Szász, G. (2001) Az éghajlat, a növényzet és a talaj övezetes elrendeződése a Földön. Kossuth Egyetemi Kiadó, Budapest, pp Kjellström, E. (2004) Recent and future signatures of climate change in Europe. In: Ambio, 23: Kjellström, E. Bärring, L. Jacob, D. Jones, R. Lenderink, G. (2007) Modelling daily temperature emtremes: recent climate and future changes over Europe. In: Climatic Change, 81: Láng, I. Csete, L. Jolánkai, M. (2007) A globális klímaváltozás: hazai hatások és válaszok. A VAHAVA jelentés. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, pp Mátyás, Cs. Nagy, L. Ujváriné Jármay, É. (2009) Klimatikus stressz és a fafajok genetikai válaszreakciója az elterjedés szárazsági határán: elemzés és előrejelzés. In: Csete, L. (ed.) Klíma 21 füzetek. MTA BCE kutatócsoport klímavédelmi kutatások koordinációs iroda, MTA KSZI, 59: Малиновський, К.А. (1980) Рослинність високогір'я Українських Карпат. Наукова думка, Київ. p Маринич, А.М. Ланько, А.І. Щербань, М.І. Шищенко, П.Г. (1982) Фізична географія Української РСР. Вища школа, Київ, pp МакКарті, Р. (ed.) (2010) MetOffice. Наслідки зміни клімату. Україна. Посольство Великої Британії в Україні. Національна метеорологічна служба Великої Британії. Лондон, pp. 20. Меженський, В.М. (2009) Кліматичні зміни та їх вплив на деревні рослини на південному сході України. In: Промышленная ботаника. 9: NÉS (2008) Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia /2008. (III. 20.) OGY határozat a Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégiáról, Budapest, pp Räisänen, J. Hansson, U. Ullerstig, A. Döscher, R. Graham, L.P. Jones, C. Meier, M. Samuelsson, P. Willén, U. (2004) European climate in the late 21st Century:

31 regional simulations with two driving global models and two forcing scenarios. In: Climate Dyn., 22: Шищенко, П.Г. Маринич, О.М. (2006) Фізична географія України. Знання, Київ, p Стойко, С.М. (2009) Потенційні екологічні наслідки глобального потепління клімату в лісових формаціях Українських Карпат. Науковий вісник. Вип. 19: 15, Львів, p Стойко, С.М. (2011) Вплив глобальної зміни клімату на лісові формації Карпат. In: РВВ НЛТУ України, Львів, 9: Takács-Sánta, A. (Ed.) (2005) Éghajlatváltozás a világban és Magyarországon. Alinea Kiadó és Védegylet, Budapest, p Волощук, В.М. Бойченко, С.Г. (2003) Клімат України. Сценарії можливих змін клімату України в 21 ст. (під впливом глобального антропогенного потепління). Вид-во Раєвського, Київ, p Осадчий, В.І. Набиванець, Ю.Б. Странадко, Н.В. (2006) П яте національне повідомлення України з питань зміни клімату. Вид-во Інтерпрес, ЛТД, pp Голубец, М.А. (1967) О высотной зональности растительного покрова Украинских Карпат. Растительный мир высокогорий СССР и вопросы его использования. Фрунзе Изд-во, Илин, p Ярошенко, П.Д. (1957) О природной динамике верхней границе леса у Карпатах. Докл. АН СССР, Москва, Т. XXVIII. Ліпинський, В.М. Дячук, В.Д. Бабиченко, Б.М. (Ed.) (2003) Клімат України. Видво Раєвського, Київ, pp Zapałowicz, H. (1889) Roślinna szata gór Pokucko-Marmaroskich. Spawozd.Kom.Fiziogr., pp Григора, І.М. Соломаха, В.А. (2005) Рослинність України. Український фітосоціологічний центр, Київ, p Gálos, B. Mátyás, Cs. Jacob, D. (2012) Az erdőtelepítés szerepe a klímaváltozás hatásának mérséklésében. In: Erdészettudományi Közlemények, 2. évf. 1: Margittai, A. (1927) Adatok az Északkeleti Felvidék flórájához. Botanikai Közlemények, 24, 5-6: In: Andrik, E (Ed.) (2010) The scientific works of Antal Margittai. Uzhhorod National University, M.G. Kholodny Intitute of botani, NAS of Ukraine, Ferenc Rákóczi II. Transcarpathian Hungarian Institute. Karpaty, Uzhhorod, p

32 Tuba, Z. Szerdahelyi, T. Engloner, A. Nagy, J. (ed.) (2007) Botanika III. Növényföldrajz Társulástan Növényökológia. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, pp Мельниченко, О.Л. Трохименко, Г.Г. (2009) Аналіз наслідків змін клімату та їхнього впливу на флору України на прикладі Миколаївської області. Науковий вісник Національного лісотехнічного університету України Вип : Вихор, Б. І. Проць, Б. Г. (2012) Борщівник сосновського (Heracleum sosnowskyi Manden.) на Закарпатті: екологія, поширення та вплив на довкілля. In: Біологічні Студії, Том 6, 3:

33 A DÉLI-KÁRPÁTOK PALEOÖKOLÓGIAI VIZSGÁLATAINAK ÁTTEKINTÉSE Hubay Katalin 1 1 Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, 4032 Debrecen, Egyetem tér 1., hubay.katalin@science.unideb.hu Bevezető A negyedidőszaki klímakutatások az utolsó glaciális időszaktól a jelenlegi interglaciálisig ( C BP év; kal. BP év) tartó időszak hideg és meleg periódusainak gyors váltakozásaira fókuszálnak (Dansgaard et al. 1993, Walker et al. 1999). Ezzel összefüggésben figyelik az élővilág átalakulását és a hőmérséklet ingadozásaira adott válaszokat. A tengeri, tavi üledékekből és a grönlandi jégfúrások oxigénizotóp vizsgálatai alapján jól jellemezhetők a gyors, jellegzetes klímaingadozások (Lotter et al. 1992, Björk et al. 1998, Johnsen et al. 1992, 2001, Lowe 2001, Rasmussen et al. 2006). A tavi üledékek megőrzik a vízgyűjtő területről származó pollen- és makrofosszília maradványokat, ill. a vizes környezetből származó szervezetek maradványait, például a szilíciumvázas algák (Diatoma), az ágascsápú rákok (Cladocera) és az árvaszúnyog-lárvák (Chironomidae) fosszíliáit (Ammann et al. 2000; Birks és Ammann 2000; Walker et al. 2003). A szárazföldi és vízi szervezetek azonban eltérő gyorsasággal reagálhatnak a környezetben bekövetkezett változásokra. Míg a terresztris vegetációra a késleltetett válasz jellemző, a vízi szervezetek sokkalta gyorsabban reagálhatnak, mivel rövid generációs idejűek és nem kötődnek a talajfejlődés folyamatához (Iversen 1954, 1964; Wright 1984; Hoek 2001). A szárazföldi és vízi maradványok együttes értékelésével nagyfelbontású, multidiszciplináris tanulmányokat készíthetünk (Birks & Birks 2006), melyek által nemcsak a tóban zajló egykori folyamatokat írhatjuk le, hanem környezetének változásait is. A negyedidőszaki kutatások nagy része a nyugat- és észak-európai területekre fókuszálódik, innen számos nagyfelbontású tanulmány született, különböző adatforrások alapján. Ahhoz azonban, hogy a késő-glaciális időszakban bekövetkezett változásokra nagyobb rálátásunk legyen, jelentősek a különböző területekről származó rekonstrukciók (Ilyashuk 2009), különös tekintettel az eddig alig vizsgált Déli-Kárpátok hegyvonulataira. A 2000-es évek elejéig a Kárpátok déli területeit a paleoökológiai térképeken még fehér foltként írják le (Willis 1994; Berglund 1996). Európának ezen részéről származó adatok jelentősek a múltbeli vegetációváltozások szempontjából, a klímaváltozás kapcsán, illetve a fafajok utolsó eljegesedési időszak alatti-utáni migrációs útjainak rekonstrukciója céljából (Feurdean 2007). Románia területén az alacsonyabban fekvő területeken nem volt nagykiterjedésű, összefüggő

34 eljegesedés, ezért a romániai Kárpátok refúgium területként szolgálhatott több fafaj, mint például a Pinus, Betula, Picea, Alnus, Larix, Salix és a Juniperus számára az utolsó eljegesedés időszakában (Feurdean 2007). Romániában már viszonylag korán, az 1960-as években foglalkoztak különböző, főként magashegységi területek pollenanalízisével (Pop 1960), azonban ezek közül nemzetközi lapokban kevés munkát publikáltak, ill. a korai kutatások eredményeiből még hiányoznak a radiokarbon 14 C kor adatok (Coldea 1971; Diaconeasa & Stefureac 1971; Pop 1971; Diaconeasa & Farcas 1996; Farcas 1996). Fokozatosan egyre nagyobb figyelmet kaptak a Déli-Kárpátok területei a palinológiai kutatások szempontjából (Wohlfahrt et al. 2001; Tantau et al. 2003, 2006; Feurdean & Bennike 2004, Feurdean 2005, Feurdean et al a,b; Feurdean és Willis 2008 a,b; Feurdean 2011; Magyari et al. 2009, 2011), majd megjelentek a más adatforrást alkalmazó rekonstrukciók is, például a szpeleothéma vizsgálatok (Tamas 2005, Constantin 2007), ill. a többféle proxit alkalmazó multidiszciplináris tanulmányok, így például Chironomidae, Diatoma, Cladocera, geokémiai- és faszén-témájú kutatások is folytak, és nagy erőkkel folytatódnak ma is ezeken a részeken (Buczkó 2009; Korponai 2011; Tóth 2011; Braun 2012). A Pleisztocén eljegesedési időszakokban a Déli-Kárpátok magas részeit hatalmas kiterjedésű eljegesedés borította, főként az 1800 m tengerszint feletti magasságban fekvő völgyeket (Mihailescu 1966; Posea 1974; Urdea 2004). A legnagyobb kiterjedésű gleccserek a Retyezát, Páreng és Fogaras hegységekben voltak, melyek meghaladhatták a 10 km-es hosszúságot. A gleccserek visszahúzódásával (kb éve) a felszín jelentősen megváltozott, a hátrahagyott mélyedésekben, U-alakú gleccservölgyekben számtalan tengerszem keletkezett, melyek megőrizték a keletkezésüktől eltelt változásokat (Urdea 2004; Reuther 2007). A Retyezátban található a legtöbb tengerszem a Kárpátokban (Mindrescu 2010), ezért is tekinthető klímarekonstrukciós szempontból jelentős és értékes területnek. Jelen éghajlati viszonyok mellet nincsenek gleccserek, ill. állandó hó borítású területek a Kárpátokban (Kern 2004). A Retyezát-hegység A Retyezát-hegység (Zerge-havasok, Muntii Retezat) a Déli-Kárpátok hegyvonulatának része, legmagasabb csúcsa a Peleaga (2509 m). A jelenlegi éves átlag hőmérséklete 2200 méteren -2 C, nyári középhőmérséklete 6 C, míg a januári

35 középhőmérséklete -10 C. Csapadékos terület, az év 286 napján esik az eső vagy a hó. A csapadék mennyiség 1700 méter tengerszint feletti magasságon mm, a mediterrán és óceáni klímahatásoknak köszönhetően. Endemikus növényfajainak száma 62, ez glaciális refúgium szerepére utal. Jelenlegi vegetáció zónái a következők: méter között a kevert lombos erdők öve található, méternél a bükkösök öve, méteren lucfenyvesek öve és méter között cirbolyafenyővel kevert törpefenyves öv. A hegység területének több mint egynegyede 1800 méter felett található (Grodzinska 2004). Késő-glaciális kora-holocén tanulmányok a Retyezát- hegységből A Retyezát-hegységről már az 1900-as években is jelentek meg őskörnyezeti tanulmányok (Lupsa 1968; Pop és mts. 1971), mégis a Kárpátoknak ez a része sokáig alig kutatott területnek számított. Klímarekonstrukció szempontjából igazán jelentősek azok a tanulmányok, melyek már radiokarbon koradatokkal is alátámasztják, és időben pontosan elhelyezik az egykori eseményeket (Farcas 1999; Feurdean 2007). A PROLONG (Providing long environmental records of Late Quaternary climate oscillations in the Retezat Mountains) kutatás 2007-ben vette kezdetét, Magyari Enikő vezetésével. Ennek során négy tóból történt üledékmintavétel a Retyezát-hegységben (Taul dintre Brazi, Gales-, Bukura- és Lia-tó). A kutatócsoport célkitűzése az volt, hogy multidiszciplináris vizsgálatok alapján leírnják a paleokörnyezeti és paleoklimatikus változásokat a Retyezát-hegység területeiről, különös tekintettel a késő-glaciális és koraholocén periódusra. További célja még a kutatásnak meghatározni a Retyezát-hegységben a Holocén időszakra eső fahatár változásokat. A vizsgálatokhoz elsőként a Gales-gleccser-völgyben elhelyezkedő Brazi (1740 m) és a Gales-tó (1990 m) lett kiválasztva. A Taul dintre Brazi ( É, K, 0,5 ha, 1 m vízmélység), melyet sokszor Fenyők-közti-tónak neveznek, a Gales-völgy legalacsonyabb fekvésű tengerszeme. Partját törpefenyő (Pinus mugo), luc (Picea abies), cirbolyafenyő (Pinus cembra), erdélyi havasszépe (Rhododendron myrtifolium) és tözegmoha-gyűrű veszi körül. A Taul dintre Braziból vett üledék alapján a Déli-Kárpátok területéről elkészült az első pollen-, fosszilis sztóma- és makrofosszília vizsgálat a késő-glaciális kora-holocén időszakából (Magyari et al. 2009). Megállapítható, hogy kb és kal.bp évvel ezelőtt alakultak ki ezek a tavak, gránitos alapkőzeten (Magyari et al. 2009, Braun et al. 2012). Ezek az adatok jó egyezést mutatnak a völgyben elterülő gleccserek Reuther által

36 (2007) közölt adataival, miszerint a Pietrele-völgyből kb kal. BP évvel ezelőtt kezdtek visszahúzódni a gleccserek kal.bp időszakból a gleccser újbóli előrehaladását írták le, és az ezáltal hozott hidegebb éghajlat hatással volt a tavak élővilágára. A Retyezát-hegységben a fahatár a késő-glaciális időszaka alatt 1750 és 1800 m tengerszint feletti magasság között húzódott; vörösfenyő (Larix decidua), cirbolyafenyő (Pinus cembra), törpefenyő (Pinus mugo) és luc (Picea abies) alkotta. Az újabb Dryas időszakban bekövetkezett lehűlés a sztyeppe-tundra területek kiterjedését eredményezte, azonban a fahatár helyzetében és összetételében csupán kis eltérés mutatkozott. A fák és cserjék abundaciája 1740 méter tengerszint feletti magasságban csökkent, azonban a fajok sokfélesége a cirbolyafenyő (Pinus cembra) megjelenésével nőtt. A kora-holocén időszakában a fahatár elérte a 2000 méteres tengerszint feletti magasságot, és diverzebb és magasabban található volt a jelenleginél is. A magasabban fekvő területeken a Pinus cembra, Picea abies és Pinus mugo mellett megjelent a jegenyefenyő (Abies alba) is. A és kal.bp időszakban a nyári középhőmérséklet (kb. 2,8 C) magasabb volt, mint napjainkban (Magyari et al. 2009, 2012). Az üledék vizsgálatával nemcsak a tó környezetében bekövetkezett fahatárváltozásokat tudjuk nyomon követni, hanem a szilíciumvázas kovaalgák által tanulmányozhatóvá válnak a tóban bekövetkezett állapot- és hőmérséklet változások is. Az üledékképződés kezdeti szakaszában nem maradtak meg kovamoszat vázak, azonban a néhány fennmaradt nagyobb kovaalga sejtmaradvány sekély tó jelenlétére utal az idősebb Dryas időszak (GS-2; Björk et al. 1998) során, közvetlen a Capra Judele-gleccser visszahúzódását követően (Reuther et al. 2007) és kal.bp évnél az alacsony tavi környezetre utaló fajok voltak dominánsak. A fiatal Dryas időszak alatt bekövetkező lehűlést követően, mintegy és kal.bp évnél a diatóma-közösségekben jelentős változás következett be, feltehetően a meghosszabbodott téli jégborítottság következtében. A domináns diatómafajok gyors egymás utáni változása és kal.bp év között a környezetben bekövetkezett ingadozásokra utal. Ezt követően kal.bp évig a diatómák diverzitása a stabilabb környezetnek és az abiotikus stressz csökkenésének következtében jelentősen megnőtt és kal.bp év között a zöld algák a megnövekedett vízhőmérsékletre és a talajosodás következtében megnövekedett tápanyagdúsulásra reagáltak. A tó vize kal.bp évtől savasabbá vált, a tőzegmoha megjelenésének köszönhetően (Buczkó et al a,b). A jelenlegi kutatások szerint a késő glaciális időszakban bekövetkezett felmelegedés az Alpokban és a nyugat-európai részeken nagyobb mértékű volt, mint a Kárpátok területén.

37 A Déli-Kárpátok területén kal.bp időszakban a júliusi középhőmérséklet kb. 2 C volt, míg az Alpok térségében megközelítőleg 4-6 C. A Déli-Kárpátokból közölt hőmérsékleti rekonstrukciók Az őskörnyezeti vizsgálatok széles körben elterjedt típusa a kvalitatív rekonstrukció, mely során egy-egy terület kutatója önállóan meghatározza a fajok és populációik adott időszakban bekövetkezett változásait, majd ezeket logikai következtetésekkel próbálja magyarázni. Az utóbbi időben elterjedtebbek a kvantitatív vizsgálatok. Ezek során a fajok indikátor szerepén keresztül, vagy a fosszilis és recens közösségek többváltozós statisztikai értékelése révén meghatározhatjuk az egykori környezet csapadék- és hőmérsékleti viszonyait (Jakab & Sümegi 2011). Ezek a vizsgálatok történhetnek pollen és makrofosszília, árvaszúnyog (Chironomidae), ágascsápú rák (Cladocera) és kovaalga (Diatoma), valamint δ 18 O és δ 13 C izotóp meghatározások alapján ig számos tanulmány született, mely kvantitatíve tárta fel Északnyugat- és Közép-Európa késő-glaciális változásait (mint például Atkinson et al. 1987; Ammann 2000; Seppä & Birks 2001; Klotz 2003; Heiri és Millet 2005; Peyron et al. 2005; Birks & Birks 2005), azonban a Déli-Kárpátok területeire vonatkozólag ez idáig csak vegetáció történeti tanulmányok születtek (Farcas et al. 1999; Wohlfahrt et al. 2001; Björkman et al. 2002, 2003; Tantau et al. 2003, 2006; Feurdean 2004). Barlangból, szpeleothémának nevezett karbonát kiválás alapján történt az északnyugat romániai területről késő-glaciális klímarekonstrukció δ 18 O és δ 13 C izotóp szignál alapján (Tamas et al. 2005), azonban ezek az adatok nem adnak abszolút értéket a hőmérséklet és csapadék változásra. Ezeket relatív hőmérséklet, csapadék és talaj CO2 termelésének becslésére alkalmazhatjuk (McDermott 2004). Feurdean és mtsai as munkájukban nagy felbontású pollen alapján történő kvantitatív késő-glaciális klímarekonstrukciót készítettek a Gutaului-hegységből (ÉNy- Románia). Ez a hegység a Keleti-Kárpátok hegyvonulatainak része, ahol számos krátertó található, melyek a késő-glaciális és holocén időszak alatt töltődtek fel. A pollen adatsorok két krátertóból a Preluca Tiganului ( É, K, 730 m tszf, 1ha) és a Steregoiu ( É, K, 790 m tszf., 0,5 ha) származnak (Björkman et al. 2002). A terület jelenlegi januári középhőmérséklete -4 és -6 C, míg a júliusi középhőmérséklet megközelítőleg 16 és 18 C és az átlaghőmérséklet 8 C. Az átlagos csapadékmennyiség 800 és 1000 mm. A jelenlegi erdőséget a bükk (Fagus sylvatica) alkotja.

38 A Retyezát-hegysegből árvaszúnyog (Chironomidae) alapú kvantitatív rekonstrukciót a késő-glaciális kora-holocén időszakról Tóth és mtsai. (2011) közöltek, melyhez a norvégsvájci transzfer funkciót alkalmazták a nyári hőmérséklet meghatározásához. A Taul dintre Braziból ( É, K, 1740 méter tszf.) vett üledéken végzett vizsgálatok egyaránt mutatnak hasonlóságot és eltéréseket az NGRIP δ 18 O izotópos vizsgálatokkal és más európai chironomida-alapú kutatásokkal. Ezek alapján a vizsgálatok alapján a júliusi hőmérséklet az idős Dryas (GS-2) időszakában 5,2-5,3 C volt, majd gyors felmelegedést követően a Bølling (GI-1) átmenet alatt elérte a 8,1-8,7 C-os hőmérsékletet. A fiatal Dryas időszakában enyhe hőmérséklet csökkenés volt megfigyelhető. A kora-holocén időszakában növekedett a nyári hőmérséklet és a preboreális alatt elérte a 12,0-13,3 C-ot (Tóth et al. 2011). Összefoglaló A Déli-Kárpátok területén végzett tanulmányok jelentős ismereteket tártak fel a késő-glaciális és kora-holocén időszakából. A gleccser rekonstrukció Azonban egyelőre részletes több adatforrásból (pollen, diatóma, chironomida, cladocera és geokémia) származó tanulmányokat csupán a Taul dintre Brazi és Gales-tavakból publikáltak. Ahhoz, hogy erről az időszakról átfogó képet kapjunk, fontos, hogy a Déli-Kárpátok területén található, különböző tengerszint feletti magasságban lévő tavakról multidiszciplináris tanulmányok készüljenek, tovább bővítve eddigi ismereteinket. Jelentősek a kvantitatív vizsgálatok során elért eredmények, azonban ezen vizsgálatok pontosításához szükségesek Közép-Európára vonatkoztatott transzfer funkciók, melyek jelenleg nem állnak rendelkezésre. Ezek a regionális klímarekonstrukciók fontosak, mivel felhasználhatóak a klímamodellek teljesítményének értékelésére. Az őskörnyezeti rekonstrukciók hozzájárulnak a földi klímarekonstrukciók pontos modellezéséhez és a globális felmelegedés várható hatásainak előrejelzéséhez. Irodalom Birks, H.H. és Birks, H.J.B. (2006) Multi-proxy studies in palaeolimnology. Vegetation History and Archaeobotany 15: Björck, S.; Walker, M.J.C.; Cwynar, L.C.; Johnsen, S.; Knudsen, K-L.; Lowe, J.J.; Wohlfarth, B. and INTIMATE Members (1998) An event stratigraphy for the Last Termination in the North Atlantic region based on the Greenland Ice-core record: a proposal by the INTIMATE group. Journal of Quaternary Science 13:

39 Björkman, L.; Feurdean, A.; Cinthio, K.; Wohlfarth, B.; Possnert, G. (2002) Lateglacial and early Holocene vegetation development in the Gutaiului Mountains, northwestern Romania. Quaternary Science Reviews 21: Buczkó, K.; Magyari, E.; Hübener, T.; Braun, M.; Bálint, M.; Tóth, M.; Lotter, A.F. (2012) Response of diatoms to the Younger Dryas climatic reversal in a South Carpathian mountain lake (Romania). Journal of Paleolimnology 48 (2): Buczkó, K.; Magyari, E.; Soróczki-Pintér, É.; Hubay, K.; Braun, M.; Bálint, M. (2009) Diatom-based evidence for abrupt climate changes during the Late Glacial in the Southern Carpathian Mountains. Central European Geology 52(3-4): Constantin, S., Bojar, A-V., Lauritzen, S-E., Lundberg, J. (2007) Holocene and Late Pleistocene climate in the sub-mediterranean continental environment: A speleothem record from Poleva Cave (Southern Carpathians, Romania). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 243: Farcas, S., de Beaulieu, J.-L., Reilie, M., Coldea, G., Diaconeasa, B., Goeury, C., Goslar, T., Jull, T. (1999) First 14 C datings of Late Glacial and Holocene pollen sequence from Romanian Carpathes. Comptes Rendues de l Académie des Sciences de Paris, Sciences de la Vie 322: Feurdean, A., Klotz, S., Brewer, S., Mosbrugger, V., Tamas, T., Wohlfarth, B. (2008) Lateglacial climate devepoment in NW Romania- Comparative results from three quantitative pollen-based methods. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 265: Feurdean, A., Spessa, A., Magyari, E.K., Willis, K.J., Veres, D., Hickler, T. (2012) Trends in biomass burning in the Carpathian region over the last 15,000 years. Quaternary Science Reviews 45: Feurdean, A.; Tamas, T.; Tantau, I.; Farcas, S. (2011) Elevational variation in regional vegetation responses to late-glacial climate changes in the Carpathians. Journal of Biogeography 39 (2): Feurdean, A., Willis, K.J. (2008) The usefulness of a long-term perspective in assessing current forest conservation management in the Apuseni Natural Park, Romania. Forest Ecology and Management 256: Feurdean, A., Wohlfarth, B., Björkman, L., Tantau, I., Bennike, O., Willis, K.J., Farcas, S., Robertsson, A.M. (2007) The influence of refugial population on Lateglacial and early Holocene vegetation changes in Romania. Review of Palaeobotany and Palynology 145:

40 Grodzinska, K., Godzik, B., Fraczek, W., Badea, O., Oszlányi, J., Postelnicu, D., Shparyk, Y. (2004) Vegetation of the selected forest stands and land use in the Carpathian Mountains. Environmental Pollution 130: Ilyashuk, B., Gobet, E., Heiri, O., Lotter, A.F., van Leeuwen, J.F.N., van der Knaap, W.O., Ilyashuk, E., Oberli, F., Ammann, B. (2009) Lateglacial environmental and climatic changes at the Majola Pass, Central Swiss Alps, as recorded by chironomids and pollen. Quaternary Science Reviews 28: Jakab, G., Sümegi P. (2011) Negyedidőszaki makrobotanika. GeoLitera, SZTE TTIK Földrajzi és Földtani Tanszékcsoport, Szeged. Kern, Z., Balogh, D., Nagy, B. (2004) Investigations for the actual elvation of the mountain permafrost zone on postglacial landforms in the head of Lăpuşnicu Mare Valley, and the history of deglaciation of Ana Lake-Judele Peak region, Retazat Mountains, Romania. Analele Universităţii de Vest din Timişoara, Geografie 14: Korponai, J., Magyari, E.K., Buczkó, K., Iepure, S., Namiotko, T., Czakó, D., Kövér, Cs., Braun, M. (2011) Cladocera response to Late Glacial to Early Holocene climate change in a South Carpathian mountain lake. Hydrobiologia 676: Lowe, J.J. (2001) Abrupt climatic changes in Europe during the last glacial interglacial transition: the potential for testing hypotheses on the synchronicity of climatic events using tephrochronology. Global and Planetary Change 30: Magyari, E.K., Braun, M., Buczkó, K., Kern, Z., László, P., Hubay, K., Bálint, M. (2009) Radiocarbon chronology and basic characteristics of glacial lake sediments in t he Retezat Mts (S Carpathians, Romania): a window to Lateglacial and Holocene climatic and paleoenvironmental changes. Central European Geology 52: Mindrescu, M.; Cristea, A.I.; Hutchinson, S.M.; Florescu, G.; Feurdean, A. (2012) Interdisciplinary investigations of the first reported laminated lacustrine sediments in Romania. Quaternary International, In press. Peyron, O.; Bégeot, C.; Brewer, S.; Heiri, O.; Magny, M.; Millet, L.; Ruffaldi, P.; Van Campo, E.; Yu, G. (2005) Late-Glacial climatic changes in Eastern France (Lake Lautrey) from pollen, lake-levels, and chironomids. Quaternary Research 64: Rasmussen, S.O., Andersen, K.K., Svensson, A.M., Steffensen, J.P., Vinther, B.M., Clausen, H.B., Siggaard-Andersen, M.L., Johnsen, S.J., Larsen, L.B., Dahl-Jensen, D., Bigler, M., Rothlisberger, R., Fischer, H., Goto-Azuma, K., Hansson, M.E., Ruth, U. (2006) A new Greenland ice core chronology for the last glacial termination. Journal of Geophysical Research 111.

41 Reuther, A.U., Urdea, P., Geiger, Ch., Ivy-Ochs, S., Niller, H.-P., Kubik, P.W., Heine, K. (2007) Late Pleistocene glacial chronology of the Pietrele Valley, Retezat Mountains, Southern Carpathians constrained by 10 Be exposure ages and pedological investigations. Quaternary International 164/165: Tamas, T., Onac, B.P., Bojar, A.V. (2005) Lateglacial-Middle Holocene stable isotope records in two coeval stalagmites from the Bihor Mountains, NW Romania. Geological Quaterly 49: Tantau, I., Reille, M., de Beaulieu, J.-L., Farcas, S., Brewer, S. (2009) Holocene vegetation history in Romanian Subcarpathians. Quaternary Research 72: Tóth, M., Magyari, E.K., Brooks, S.J., Braun, M., Buczkó, K., Bálint, M., Heiri, O. (2011) A chironomid-based reconstruction of late glacial summer temperatures in the southern Carpathians (Romania). Quaternary Research 77: Walker, M.J.C., Björck, S., Lowe, J.J., Cwynar, L.C., Johnsen, S., Knudsen, K.-L., Wohlfarth, B., INTIMATE group (1999) Isotopic events in the GRIP ice core: a stratotype for the Late Pleistocene. Quaternary Science Reviews 18: Dansgaard, W., Johnsen, S.J., Clausen, H.B., Dahl, J.D., Gundestrup, N.S., Hammer, C.U., Hvidberg, C.S., Steffensen, J.P., Sveinbjornsdottir, A.E., Jouzel, J., Bond, G. (1993 Evidence for general instability of past climate from a 250-kyr ice-core record. Nature 364:

42 A KLÍMAVÁLTOZÁS VÁRHATÓ ALAKULÁSÁNAK HATÁSA A VÁROSI ÉGHAJLATRA László Elemér 1 1 Debreceni Egyetem, Természettudományi és Technológiai Kar, Meteorológiai Tanszék eme95@kmf.uz.ua 1. Bevezetés Jelenleg Földünk népességének közel a fele városokban él. A városi környezet az ember által leginkább átalakított, megbolygatott tájtípusok közé sorolható, felfogható a természetes környezetre gyakorolt emberi hatás produktumaként is. Mint mesterséges tájegység, a természetközeli állapotú környezetétől sok szempontból eltér. E különbségek között egész sor mezo- és mikroklimatikus sajátosság van, mint például a városok légterében kialakuló kisebbnagyobb mértékű hőtöbblet, amit városi hősziget néven emleget a szakirodalom. Jelenleg a városklíma kutatás a városi hősziget kialakító tényezőinek vizsgálatára reflektálnak. Azonban, egyes szerzők szerint a szakirodalomban a klímaváltozás a városokra gyakorolt hatása nem eléggé tisztázott. Ezért jelen munkában vállalkoztam arra, hogy a meglévő eredményeket bemutassam ebben a témakörben. 2. Tények a városi lakosság növekedéséről A Föld lakossága több mint 7 Mrd, ebből a városokban él 50,6%-a re a prognosztizált az összlakosság kb. 70%-a 6,3 Mrd lesz városlakó (ENSZ, 2010). Ezek az adatok aláhúzzák azt, hogy nagyon fontos vizsgálni a klímaváltozás várható hatását a városi éghajlatra vonatkoztatva, hiszen az emberek túlnyomó részére fog hatni a városi éghajlat alakulására. A fenn említett lakosságnak a száma, városi környezetben él. A városok kiterjedtsége a szárazföldnek több mint 0,5%-ka (Schneider et al, 2009). A világ régiói közül, Nyugat- Európa szárazföldjén legkitermettebbek a városok aránya, amely 3,08 %-ot tesz ki. A klíma és a városok kölcsönhatása, ahol jól látható a globális átlag növekedése, merőben eltér Tokió átlag hőmérséklet emelkedésétől, amely az antropogén hatást magyarázza ebben a megacityben. Tokió 30 km körzetében 33 millió lakos (1900 óta tízszeresére nőtt), amely magával vonta a városi átlaghőmérséklet ( T+ 3 0 C/100 év), valamint a minimum hőmérséklet (T min+ 6 0 C/100 év) emelkedését. A város egyértelműen kihat a helyi klímára, de azt nem tudjuk, hogy a klímaváltozás hatása, hogyan fog megnyilvánul a városi éghajlatban (Dobi, 2011). Azonban az bizonyos, hogy a városok érintik a globális változás problémáját, hiszen a

43 kibocsátott légszennyező anyagok és a fogyasztás mintegy háromnegyede a világ energia összmennyiségben realizálódik. És az üvegházhatást okozó gázok, amelyek révén folyamatosan melegedik a bolygó. 1. ábra. Az átlagos évi hőmérséklet alakulása időszakban. 3. A hősziget hatás kapcsolata a globális felmelegedéssel A légnyomás növekedése, az anticiklon-hajlam emelkedés, amely valószínűsíti a városhatás erősödését. A tengerszinti légnyomás trendjei a mezők tízévenkénti átlagai alapján (2. ábra). Az áramvonalak a nyomásváltozásból geosztrófikus közelítéssel számított, járulékos szélkomponenst jelölik. 2. ábra. A tengerszinti légnyomás trendjei a teli átlagok (D-J-F) alapján: (a) megfigyelt értekek, (b) nyolc globális klímamodell átlagos szimulációja, az üvegházgazok, az aeroszolok, az ózon es a naptevékenység alakulását figyelembe véve. Az Atlanti-Europai térség mérsékelt szélességein nyomásemelkedés, a poláris térségben csökkenés volt megfigyelhető (Gillett et al., 2005). A modellek ezt csak részben tudtak visszaadni. Az IPPCC 2007 jelentése szerint valószínűsíthető, hogy téli félévben több anticiklon fog kialakulni, mint ciklon, nyáron pedig több ciklon fog képződni. A két periódus átlaga pedig 19 GCM-nek fog adódni.

44 4. A hősziget hatás kapcsolata a regionális felmelegedéssel Statiszikus módszerrel kimutatott felmelegedére utaló modosulásokat tártak fel Kárpát-medence térségében. Az ös időszakban a légnyomásmezőben szignifikáns változásokat detektáltak (Molnár, 2003). Ezek közül, városkíma szempontjából fontosak a következők: - éves szinten Közép-Európa déli részén a mediterrán térségben maximalizálódó nyomásnövekedés ment végbe, amely észak-európai csökkenéssel társult; - az éves szinten megfigyelt változásokért az erőteljes téli trendek a felelősek; - a vizsgált térség erőteljesebb változásokkal jellemezhető déli részén található kiterjedt területeken jelentkező töréspontok; - a Kárpát-medencében detektált 1970/71-es, 1981/82-es és 1988/89-es töréspontok a légnyomás-emelkedés lépcsőzetes jellegére utalnak; - a töréspontok zöme a legmarkánsabb trendeket mutató téli évszak idősorában bukkant fel. A hősziget kifejlődése jelentős mértékben függ a nagytérségi meteorológiai feltételektől. Legerősebb derült szélcsendes, anticiklonális időjárási helyzetekben, amikor a ki- és besugárzás zavartalan, illetve a szél nem fújja el a beépített terület felett felmelegedő levegőt. Ilyen esetben nagyobb városok felett akár méter magasságig is kimutatható a városi határréteg környezeténél melegebb levegője (Landsberg, 1981). A hősziget-hatás kialakulása szempontjából meghatározó az időjárási helyzet. Ez az időjárás függés Szeged esetében a következőképpen alakult: az anticiklonban kb. kétszer erősebb a hősziget fejlődött ki (3. ábra), mint ciklon esetén (Szeged ). 3. ábra. Az anticiklonális helyzet esetén kb. kétszer erősebb a hősziget intenzitas, mint ciklonalis helyzet esetén a Peczely-féle makroszinoptikus típusokban

45 Analóg vizsgálatokkal alátámasztották, hogy Budapest esetében is, a hősziget-hatás az anticiklonális helyzetekben valamivel erősebb, mint a ciklonális helyzetben (Mika, 1998, 2013). 4. ábra. Az éjszakai minimumhőmérsékletben megnyilvánuló városi-hatás Budapest belterület (Kitaibel P. u.) és Budapest külterület (Pestszentlőrinc) között a 13 Péczely-típusban, 1945 és 1985 között. Mindkét szélső időszakban az anticiklonokban általában nagyobb a különbség. A fenn említett két példa bemutatja azt, hogy ha nem növekszenek a városok létszáma, akkor is módosul a városklíma, a cirkuláció megváltozása miatt. A globális klímaváltozás közvetlen hat város éghajlatára, ha az anticiklonok gyakorisága megnő? 5. A légköri széndioxid hatása a városi hőszigetre A nagy népesség és az urbanizációs trendek alakulása Afrika és Ázsia részein, amely igényelni fogja az urbánus területek növekedését e térségekben. A városias területek elhelyezkedése az Észak-Afrika Közel-Kelet, Nyugat-Ázsia térségeiben, amelyeknek az éjszakai városi hőtöbbletük ötször nagyobb, mint az átlagos hőmérséklet, amelyet az összes lakott területen mértek a C1U kísérletben (1. ábra). A legnagyobb hőszigetek adódnak a száraz szubtrópusi éghajlaton, ahol a nappali hőmérséklet amplitúdója nagy. Ezek az eredmények a felszínre eső rövidhullámú sugárzás és az alacsony talajnedvesség összetevőiből adódnak, melynek eredményeképpen a nap során elnyelt energiamennyiség és a felszín alacsony hő kapacitása a talaj és a zöld felszínek kihűlését okozza éjszaka, ami nagyobb hozamot okoz az éjszakai hőmérsékletben az urbánus területeken, mint a vidékin. A változás a modellezett éjszakai hőszigetben megmutatkozik a kétszeres CO2 al (C2U C1U), ami 30%-os többletben jelenik meg a következő helyeken: (5. ábra) az USA keleti partján, Dél-Amerikában és Dél- Kelet-Ázsiában. A változás a vizsgált területeken nyilvánul meg az átlagos éjszakai hőszigetben, ami szerényes 6%-ra (+-1) korlátozódik. A szimulált hőszigetek megfelelnek az éghajlatváltozásnak olyan tényezőkön keresztül, mint a

46 felhő és a talaj nedvességtartalma, azok fontos kiható tényezők a felszínenergia egyensúlyában. Az abszolút hőszigethatás ezekben a modellekben általában, néhány tíz foknak felel meg, összehasonlítva a sugárzásból érkezett hővel, amely 3 C, ez azt demonstrálja a városi hősziget-intenzitása nem statikus az éghajlatváltozás alatt. 5. ábra. A városi hősziget (UHI) változás a CO2 duplázódás esetén. Az UHI különbségek C2U és C1U modell kísérletek között.

47 6. Lehetséges hatások a városklímára és az emberi szervezetre az IPCC 2007 jelentése alapján 1. táblázat. Példák a szélsőséges időjárási és klimatikus események miatti klímaváltozás lehetséges hatásaira a 21. század közepére és végére érvényes előrejelzések alapján, különös tekintettel az ipar, település és társadalomra vonatkoztatva. Jelenség és az irányzat jellege A legtöbb szárazföldi területen melegebb és ritkábban hideg nappalok és az éjszakák, melegebb és gyakrabban forró nappalok és éjszakák Meleg időszakok és hőhullámok. A gyakoriság fokozódik a legtöbb szárazföldi területen Intenzív csapadékhullás. A gyakoriság a legtöbb területen növekszik Az aszállyal sújtott terület növekszik A jövőbeni irányzatok valószínűsége a 21. századi előrejelzések alapján az SRES forgatókönyvek alkalmazásával Szinte biztos Nagyon valószínű Nagyon valószínű Valószínű A jelentősebb várható hatások példái közül: Ipar, település társadalomra vonatkoztatva Kisebb energiaigény a fűtéshez; növekvő hűtés iránti igény; romló levegőminőség a városokban; a hó és a jég okozta szállítási kiesés csökkenése; a téli idegenforgalomra gyakorolt hatások Az életminőség romlása a meleg területeken élő személyek számára, akik nem rendelkeznek megfelelő lakással; az idősekre, nagyon fiatalokra és szegényekre gyakorolt hatások Települések, kereskedelem, közlekedés és társadalmak megszűnése az áradások miatt; a városi és a vidéki infrastruktúrák fokozott igénybevétele; anyagi veszteségek Vízhiány a települések, az ipar és a társadalmak számára; kisebb vízenergia-termelési lehetőségek; a népesség migrációjának lehetősége Az intenzív trópusi ciklontevékenység fokozódik Valószínű Árvizek és szélviharok által okozott kimaradás; kockázatfedezet visszavonása a magánbiztosítók által sérülékeny területeken, populációk migrációjának lehetősége, anyagi veszteségek. A szélsőségesen magas tengerszint fokozott előfordulása (cunamik nélkül) Valószínű Partvidéki védelmi költségek kontra földhasználatátrendeződési költségek; a populációk és az infrastruktúra mozgásának lehetősége; I. még fent a trópusi ciklonok. 7. Az urbanizáció hatása a helyi klímaváltozásra A számolt hatás a léghőmérsékletre a HadAM3 szimulációban, ha légköri CO2 kétszeresen vesszük, hozzáépítve a városi felszínt, és az antropogén hőt, amelyek összegződik a 3. ábrán. A globális átlag megfelel Tmin és a CO2 duplázódása a modellben és a hőmérséklet növekedése 3,2 C, és a melegedés a szub-régióban 2,3 és 3,4 C közé esik. A beépített városi tényezők növekedése a teljes melegedés 6,2 C felé emeli a városi területeken,

48 a Közel-Keleten a hőmérsékletet, ennek megfelelően magas értékekkel rendelkezik az éjszakai városi hősziget. Az antropogén hő kibocsátás hasonló hatással van az éjszakai hőmérsékletre minden régióban, amelynek átlaga 0,2 C melegedést mutat 20 W/m -2 energiánál, 0,6 C melegedést 60 W/m 2. A Tmax melegedés kontrasztjában a klímaváltozás dominál (6. ábra), ami a városi területeknél 0,5 C hőmérséklet növekedést indukál, és az antropogén 0,1 0,2 C hőmérséklet növekedést eredményez 20 és 60 W/m -2 energiáknál megfelelően, ez okból a hősziget-intenzitása relatíve alacsony a napi szoláris sugárzás viszonylatában. 6. ábra. Szimulált éghajlatváltozás a CO2 megduplázása esetén figyelembe véve a város hatás alakulását különböző régiókban. A régiók: Közép-Kelet (ME), Közép-Ázsia (CAs), Nyugat-Afrika (WAf), Nyugat- Észak Amerika (WNA), Észak-Afrika (EAf), Dél- Amerika (SAm), Európa (EU), Közép-Amerika (CAm), Kelet-Észak-Amerika (ENA), Ausztrália és Új-Zéland (ANZ). Azokon, területeken ahol a magasan halmozottan hat a klímaváltozás a városhatásra (6. ábra A), kivéve Észak- Nyugat-Amerikában, valamint valószínűsíthető, hogy 2050-ig megduplázódik a lakosság száma (piros színnel 6.ábrán (C), az adatok United Nations [2007]). Az antropogén hatás a klímaváltozásra érzékelhetővé fog válni az emberek és az infrastruktúra számára, a jövőben potenciálisan változik a vezetők száma, amely urbanizációhoz és hőtöbblethez vezet (Mark, et al., 2010). A lakosság egészsége és komfortérzete a klímaváltozás hatása alatt van, amely leírható területi vagy globális klímamodellel, és ez előrejelzi a hőmérséklet növekedését, illetve összességében a halálozási-éghajlati statisztikákkal lehet következtetni a városi lakosságra. A hőhullámok gyakorisága és esetszáma alapján lehet értékelni az elhalálozást és a rizikóját a városi lakosság körében. A hatás az éghajlatra és a városi effektusra extrém esetekben összegezhető: egy városfelszínt leíró modellel, illetve GCM négyzethálóval, amely tartalmaz számos város lokális adatait. A hely kiválasztásával illusztráljuk a regionális hatásokat, és ezek az eredmények nem reprezentálják a formális éghajlati projekciókat ezekben a városokban. A forró éjszakák meghatározzák a gyakoriságát Tmin a vidéki és városi felszíneknél, illetve Tmin hőmérséklet 99%-an felülmúlja a nem városi felszínekét (Mills, 2007).

49 A klímaváltozás növeli a forró napok számát, amely hasonló mennyiségű városi és nem városi esetekben. Ellenben a vidéki és városi területeken a forró napok növekedésének gyakorisága szignifikánsan eltér egymástól, amit a 4. ábra mutat. Amíg Peking vidéki felszíne 14 forró éjszakával rendelkezik, dupla széndioxid kibocsátás esetén, addig a városi felszín 26 forró éjszakával rendelkezik, és további 15 forró éjszakával 60 W/m -2 sugárzás esetén, amely eredményeképpen Peking a jövőben 42 forró éjszakával fog rendelkezni 60 W/m -2 sugárzás esetén. Lagos-ban 153 forró éjszaka egy év alatt 60 W/m2 sugárzás esetén, összehasonlítva a vidéki területekkel, ahol 82 eset adódik. 7. ábra. A forró éjszakák évi gyakoriságának növekedése a nagyvárosokban figyelembe véve a CO2 változását: 1 CO2(C1U) és 2 CO2 (C2U20, C2U60). A forró éjszakák esete a klímaváltozás alatt értékelhető sugárzási klímaváltozás görbéjével, amelyet a C2U segítségével kaptak, a városi felmelegedés C1U kísérletében. Más szavakkal jellemezve a jelenkori hősziget, amely lineárisan hozzáadható a jövőbeni éghajlathoz. Néhány értékelés megmutatta az átfedést a hősziget és a jövőbeni klímaváltozás között. (7. ábra). A londoni és a teheráni értékelések alapján hasonló város-klíma modellel irható le, de más helységek esetében szignifikáns különbséget találtak, amely szemmel láthatóan alulértékeli: Sydny, Delhi, Sao Paulo és túlértékeli Peking, Los Angeles és Lagos esetében. Alkalmazva a jelenlegi hősziget modell a jövőbeni éghajlati tervek útjában nem elég alkalmas értékelni a jövőbeni éghajlati hatásokat a városokban. Ezen felül egyes stratégiák nem veszik számításba az antropogén hőtöbbletet, amelyek nagy hatással van a forró éjszakák számára. A 60 W/m 2 energia sugárzás eredményezhet egy szignifikáns növekedést a londoni extrém forró éjszakák számában és hasonló hatást eredményez a pekingi széndioxid kétszereződében. Az éghajlatváltozás egy nagyobb forró éjszakák számának növekedéséhez vezet a városoknál, mint a szomszédos vidéki területeken, növekszik a hő stresszek száma és

50 a hőhullámok pusztító hatása a városi lakosság körében a melegebb éghajlatnál mint a vidéki területek esetében (Mark, et al., 2010). 8. Összegzés Ezen eredmények szimulációi demonstrálják a városi lakosság potenciális kiszolgáltatottságát a klímaváltozás vonatkozásában, valamint hogyan fejleszthető a modell a helyi tényezők beépítésével. Az éghajlati hatások és az alkalmazkodás kutatása nagyon fontos, valamint megértsük és kiértékeljük az éghajlati stresszek rizikóit, amely alapvetően számol nem csak a klímaváltozással, hanem a népesség változásával, vagyis városiasodással és az energia felhasználással. A jövőbeni fejlesztések a városi földfelszín sémákban megfelelnek az éghajlati modellek és nagymértékben segítenek a klímaváltozás megértéséhez a városokban. A GCM (Global Climate Modell) egy erős eszközt biztosít a klímaváltozás hatásának mennyiségi leírására a városi társadalomra és infrastruktúrára, amelynek eredményeképpen együttessen a globális és lokális klíma becslését teszi lehetővé. Azonban számos megoldatlan probléma van a modell fejlesztésében, hiszen sok bemenő paraméter még nincs objektívan felmérve a kisebb méretű településekre vonatkoztatva, valamint ezen adatok beágyazása a modellszámításokba, amely még várat magára. Irodalomjegyzék: Dobi Ildikó (2011): A városklimatológia helyzete a világban. Városklíma 2011 munkaértekezlet. Gillett, N.P., Allan, R.J., Ansell, T.J., (2005): Detection of external infl uence on sea level pressure with a multi-model ensemble. Geophysical Research Letter, 32, L19714 IPCC WG-I, 2007: Climate Change (2007): The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007 (Solomon, S., D. et al., eds.) Cambridge University Press, Cambridge UK & New York NY, USA. Landsberg H.E, (1981): The urban climate. Academic Press, New York, 275 p Mark P. McCarthy, Martin J. Best, Richard A. Betts (2010): Climate change in cities due to global warming and urban effects. Geophysical Research Letters. Mika, J., (1998): A városi hősziget-hatás es a globális klímaváltozás kapcsolatáról. Éghajlati és Agrometeorológiai Tanulmányok, 6,

51 Mika, J., (2013): A globális klimaváltozás és a városi hősziget összefüggései. Mills G. (2007): Cities as agents of global change. International Journal of Climatology. Royal Meteorological Society. pp Molnár J., (2003): A légnyomási mező szerkezete és módosulása a Kárpát-medence térségében. (doktori (PhD) értekezés), Debreceni Egyetem. pp Schneider A, M A Friedl, D. Potere (2009): A new map of global urban extent form MODIS satellite data. Enviromental Research Letters. pp.1-7. Unger J, 1996: Heat island intensity with different meteorological conditions in a mediumsized town: Szeged, Hungary. Theoretical and Applied Climatology, 54, UN (United Nations) 2008 World Urbanization Prospects: The 2007 Revision Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations Secretariat last accessed 21 July 2009

52 EURÓPA SZITAKÖTŐFAUNÁJÁNAK KLÍMAFÜGGŐ ELTERJEDÉSVIZSGÁLATA IRODALMI FORRÁSOK TÜKRÉBEN Kolozsvári István 1,2 1 Debreceni Egyetem, Természettudományi és Technológiai Kar, Hidrobiológiai Tanszék 2 II. Rákóczi Ferenc Kárpátaljai Magyar Főiskola, Fodor István Kutatóintézet kolozsvaros@gmail.com Bevezetés Földünk éghajlatának időszakos változásai a korábbi földtörténeti korokban már számos alkalommal idéztek elő markáns ökológiai átalakulásokat. Egy adott terület faunájának időről-időre történő megváltozása régóta ismert jelenség. A klímaváltozás jelenségére napjainkban tudományosan többé-kevésbé általánosan elfogadott tényként tekintünk. Az éghajlat átalakulása hatással van az emberiségre is, a társadalom és a gazdaság minden szegmensére, emellett az ökológiai rendszerekre is (Kovács-Láng et al. 2008). Az éghajlat átalakulására az élő szervezetek különböző módon és mértékben reagálnak. A környezeti tényezők megváltozása alkalmat teremt a jövevényfajok megjelenésére és megtelepedésére. A tájidegen fajok térhódítása jelentős változásokat idézhet elő az adott terület természetes és mesterséges ökoszisztémáiban (Szeőke & Csóka 2012). Az éghajlatváltozás hatására növekedhet a felszíni vizek hőmérséklete, megváltozhat a folyók vízhozama, átalakulhat azok évszakos vízforgalma (Rahel & Olden 2008), átalakítva azok élőhelyi viszonyait. A globális klímaváltozás következményeként jelentkező felmelegedés jelei a rovarvilágban is egyre markánsabban mutatkoznak. A környezeti változások komplexen hatnak az élő szervezetekre. A korábbi földtörténeti időszakok során az élőlények vándorlása lépést tarthetott az éghajlat átalakulásával. Az emberiség természetformáló tevékenységének hatására mindez valószínűleg nem lesz érvényes, mivel az éghajlatváltozás hatása már nem választható el az egyéb antropogén eredetű hatásoktól (Kovács-Láng et al. 2008). Egyes fajok fokozatosan vagy váratlanul, ideiglenesen vagy véglegesen eltűnnek, mások felbukkannak, esetleg hosszú távon megtelepszenek (Szeőke & Csóka 2012). Az élőhelyek átalakulásának ilyen irányú változásai a jövőben nagymértékben csökkenthetik az élő környezet biológiai sokféleséget (Wilson & Maclean 2011). Napjainkig nagyon kevés rovarcsoportról rendelkezünk konkrét, az éghajlatváltozás jelenségével bizonyíthatóan összefüggést mutató ismeretekkel. A környezeti ható tényezők változásának a szitakötőkre gyakorolt hatásai még csak részleteiben feltártak, ennek ellenére

53 mindenképp indikátorszervezetként tekinthetünk rájuk. Több szitakötőfaj esetében sikerült már az éghajlatváltozás által előidézett környezeti átalakulásokkal bizonyíthatóan összefüggést mutató folyamatokat kimutatni (Flenner & Sahlén 2008), bár sok esetben a különböző vizsgálatok egymással ellentmondásos eredményeket hoztak (Hickling et al. 2005). A klimatikus változások egyes taxonok esetében fenológiai és elterjedésbeli változásokat is eredményeztek (Menéndez 2007). Több Odonata fajnál bizonyítható, hogy elterjedési területük a magasabb földrajzi szélességek és a magasabb tengerszint feletti magasságú területek irányába tolódott ki. Ezzel egyidőben a nagyobb élőhelyi specifitást mutató fajok élettere fokozatosan zsugorodik (Hassall & Thompson 2008; Hill et al. 2011). Annak eldöntésére, hogy e változásokat mennyiben generálja a klímaváltozás és mennyiben más egyéb környezeti, esetleg antropogén eredetű tényezők hosszú távú és célirányos adatgyűjtések szükségesek (Parr 2010). Valószínűsíthetően az éghajlatváltozás hatásai a szárazföldi életmódú taxonoknál gyorsabban és markánsabban jelentkeznek, mint a vízi szervezeteknél (Hassal et al. 2007). Nem biztos, hogy minden ilyen jellegű elmozdulás hátterében egyedüliként a klímaváltozás okolható. A folyamatos emberi térhódítás és környezetszennyezés markáns változásokat idézhetnek elő a szitakötő populációk előfordulási viszonyaiban. Emellett az időnként jelentkező, kisebb kiterjedésű és időszakú klimatikus kilengések is okozhatnak területi előfordulási elmozdulásokat. Amennyiben a változások csak időszakosak, úgy az általuk generált elterjedési elmozdulások sem mindig tartósak. Az őket kiváltó hatások elmúltával visszahúzódnak. A folyamat következményeként kialakult, vagy kialakulóban lévő változások jellegéről, irányáról, mértékéről, az élő és az antropogén környezetre gyakorolt hatásáról viszont még számos kérdésben nincs tudományos konszenzus. Rendszeres, célirányos és összetett vizsgálatokkal tudunk majd megbízható és tényszerű megállapításokat és válaszokat adni a folyamat kapcsán felmerülő kérdésekre. Munkánk célja, hogy általános képet alkossunk Európa egyes vidékeinek szitakötőpopulációiról, az éghajlatváltozás és a globális felmelegedés odonatológiai hatásairól. Anyag és módszer Munkánkban irodalmi forrásokban közölt, Európa különböző klímazónáiból származó szitakötő elterjedési adatokat dolgoztunk fel. Európa éghajlati felosztásánál a Trewartha-féle éghajlat-osztályozási rendszert követtük (1. ábra). Európa tekintetében négy nagyobb éghajlati régió szitakötőadatait gyűjtöttük össze. Külön régióként vettük az enyhe

54 tengerparti éghajlatú területeket, a mediterrán, vagy száraz nyarú szubtrópusi éghajlatú területeket, a kontinentális éghajlatú hosszabb meleg évszakkal bíró területeket és a kontinentális éghajlatú rövidebb meleg évszakkal bíró területeket. Munkánkban Nyugat-, Közép-, Kelet- és Dél Európa, valamint a Brit-szigetek szitakötőadatait tekintettük át, a Skandináv-félsziget és Európa egyes magashegyvidéki területeinek viszonyait jelen munkában nem tárgyaltuk. - közepes földrajzi szélességek sztyepp éghajlata - kontinentális éghajlat rövidebb meleg évszakkal -mediterrán, vagy száraz nyarú szubtrópusi éghajlat - szubarktikus éghajlat - enyhe tengerparti éghajlat - tundra éghajlat - kontinentális éghajlat hosszabb meleg évszakkal - közepes földrajzi szélességek magashegységi éghajlata 1. ábra. Európa klímazonális felosztása a Trewartha-féle rendszer alapján. Eredményeink és értékelésük Enyhe tengerparti éghajlatú területek Az enyhe tengerparti éghajlatú területek esetében az évi középhőmérséklet 10 C-ra tehető, a hőmérséklet évi ingása sem haladja meg 10 C-ot. Jellemzője a hűvös nyár és az

55 enyhe tél. Az évi csapadékösszeg < mm, a csapadék eloszlása egyenletes. Jellemzőek a téli zivatarok, a magas vízgőz tartalom és a kevés napsütés (Péczely 1979). Európában a Brit-szigetek, Dánia, Svédország déli területei, Franciaország, az Ibériai-félsziget északi része, Belgium, Hollandia, Luxemburg, Németország nyugati és északnyugati vidékei, Lengyelország nyugati része sorolható ebbe a kategóriába (1. ábra). Nagy-Britannia szitakötőinek elterjedési viszonyait Európa más részeihez képest meglehetős részletességgel ismerjük (Parr 2010). Ugyanakkor klimatikus eredetű elterjedési változások szempontjából fontos, hogy az eddigi gyűjtésekből származó ismeretek rendszeres, folyamatos és összehasonlítható adatgyűjtésekből származó új adatokkal egészüljenek ki. Nagy-Britannia szitakötőfajainál nem sikerült jelentős, a klímaváltozással bizonyíthatóan összefüggésbe hozható fenológiai változásokat kimutatni (Hassal et al. 2007). Nagy-Britannia területéről az elmúlt 60 évben három szitakötőfaj eltűnését regisztrálták. A Coenagrion armatum képviselőit 1958-ban, az Coenagrion scitulumot ben, az Oxygastra curtisii egyedeit pedig 1963-ban figyelték meg utoljára. A Coenagrion scitulum képviselőit között regisztrálták a szigetországban. Elképzelhető, hogy időszakos elterjedésű, átmeneti faj volt a területen, lehetséges, hogy felbukkanását és eltűnését valamilyen kisebb amplitúdójú klimatikus kilengés idézte elő (Parr 2010). Angliában több déli elterjedésű szitakötőfajnál is kimutatható volt az elterjedési határvonaluk északi irányú eltolódása (Hickling et al. 2005). A déli elterjedésű fajok közül az elsők között jelent meg az Erythromma viridulum. Előfordulását 1999-ben jegyezték le Délkelet-Angliában. A későbbiekben más fajok hasonló elterjedésbeli változásait is megfigyelték. A Lestes barbarus képviselőit először 2002-ben Norfolknál figyelték meg, majd 2003-ban, illetve 2004-ben Délkelet-Anglia más vidékein is felbukkant már. E faj esetében sem detektálták a tartós jelenlétet, a következő években nem sikerült őket újból megfigyelni, majd 2006-ban bukkant fel ismét (Parr 2010). Az , valamint közötti évekből származó megfigyelési adatok alapján megállapították, hogy a déli elterjedésű fajok szinte mindegyike produkált északi irányú elterjedésbeli elmozdulást. A Coenagrion puella fajnál 103 km-es, a Sympetrum striolatum esetében 346 km-es északi irányú eltolódást mutattak ki. Két szitakötőfaj kivételével összességében növekedett a honos szitakötő taxonok elterjedési tartományának összmérete, emellett markáns volt az északi irányú térhódítás is.

56 Két északi elterjedésű faj, az Aeshna caerulea és a Leucorrhinia dubia esetében összességében csökkent az előfordulási terület nagysága. Az északi fajok déli irányú elmozdulása kevésbé volt jellemző (Hickling et al. 2005). Az utóbbi években nagyobb léptékű északi irányú elmozdulást mutattak ki az Anax imperator esetében is. Az 1980-as évek elején még inkább szórványosan előforduló fajként azonosították az é.sz. 52 o 55 vonaláig. A 2000-es években már állandó populációit jelentették Skóciából és Írországból. Az Anax parthenope feltűnését Angliában először az 1980-as évek közepén regisztrálták, viszont 1996-ig még nem volt számottevő a jelenléte. Az elmúlt években Anglia déli vidékeiről leírták a Sympetrum pedemontanum, a Crocothemis erythraea és az észak-amerikai eredetű Anax junius faj egyedeinek megjelenését is. A Crocothemis erythraea esetében egyelőre csak időszakoson felbukkanó példányokat figyeltek meg Anglia déli partvidékének körzetében (Parr 2010). Angliában időszakosan megjelenő fajként tekinthetünk a Sympetrum fonscolombii egyedeire, bár Délnyugat-Angliában egyre gyakrabban számolnak be jelenlétéről (Parr 2010). Nem tartoznak közvetlenül a Brit-szigetekhez, ennek ellenére érdekes információ, hogy a Csatorna-szigeteken megfigyelték az Orthetrum brunneum egyedeinek jelenlétét (Parr 2010). Az elmúlt évtizedekben a szitakötőfauna elterjedési viszonyaiban Hollandiában is átrendeződéseket figyeltek meg. Az országban mért átlaghőmérséklet a XX. század elejétől napjainkig mintegy 0,7 C-ot növekedett. Egyértelmű a déli fajok északi irányú térhódítása, az északi elterjedésű fajok rovására. Hollandiában külön problémaként jelentkezik a művi környezet előretörése, ezáltal a természetes élőhelyek kiterjedésének csökkentése. A hőmérséklet emelkedése folytán egyértelmű északi irányú térhódítást figyeltek meg az alábbi fajoknál: Lestes barbarus, Aeshna affinis, Anax parthenope, Crocothemis erytraea, Orthetrum brunneum és Sympetrum fonscolombii. A Coenagrion scitulum északi irányú térhódítását Hollandiában észlelték először, azóta már Észak-Franciaország és Belgium több tartományából is jelezték felbukkanását (Termaat et al. 2010). A Brachytron pratense egyedeit Németországban először 2002-ben regisztrálták, 2006-ban pedig már Franciaországban, Champagne környékén is megfigyelték, elterjedési területét északi irányba tolva ki (Ott 2010). Hollandiában több északi elterjedésű fajnál figyeltek meg az elmúlt évtizedekben nagyarányú egyedszám csökkenést. Az éghajlat melegebbé válása, az időszakos felszíni vizek esetenkénti kiszáradása, valamint az antropogén eredetű folyamatok egyaránt negatívan hatnak ezekre a fajokra. Hollandiában a Coenagrion hastulatum, Cordulegaster boltonii és

57 Somatochlora arctica fajok előfordulási viszonyainál már egyértelműen kimutathatók e folyamatok negatív következményei. Ezzel szemben a melegebb és sekélyebb vizeket kedvelő fajok számára, mint a Lestes barbarus és a Sympetrum flaveolum előnyösnek bizonyulnak a klímaváltozás hatásai (Termaat et al. 2010). Franciaország északi vidékein a Crocothemis erythraea populációi már az 1980-as évektől jelen vannak (Houard & Vanappelghem 2011). Svájcban az alföldi és hegylábi fajok tengerszint feletti, a korábbiakban megállapítottnál nagyobb magasságokban való megjelenését regisztrálták (Oertli 2010). Németországban is megfigyelték a déli fajok északi irányú elmozdulását. A Crocothemis erythraea északi előfordulási határát az 1980-as évek elején még Baden- Württemberg tartomány körül húzták meg, ezzel szemben 2007-re már a legészakibb tartományban, Schleswig-Holsteinban is megjelent (Ott 2007a; 2007b; 2007c). A Crocothemys erythraea elterjedési súlypontja a Földközi-tenger medencéjére és Észak- Afrikára tehető. Jelentős állományai vannak Közép-Európában is. Egyes feltételezések szerint a faj skandináviai megjelenése már csak idő kérdése (Ott, 2008). Észak-Rajna-Vesztfáliában az elmúlt 50 évben regisztrált hőmérsékletemelkedés a rovarvilág nagyfokú mobilitását indította útjára, közülük is markáns elterjedésbeli eltolódást mutatott a Coenagrion scitulum, az Orthetrum brunneum, az Erythromma viridulum, a Lestes barbarus és az Aeshna affinis (Conze Menke 2008). Több más déli elterjedésű faj is megjelent Németországban az elmúlt időszakban. Az Anax parthenope populációi stabil növekedést mutatnak Brandenburg és a Rajna-völgy térségében. Az Oxygastra curtisii, Boyeria irene, Sympetrum fonscolombii, Sympetrum meridionale és Hemianax ephippiger fajoknál is növekvő németországi jelenlétet állapítottak meg (Ott, 2008). A szitakötők elterjedési viszonyaiban mutatkozó változásokat számos fajnál sikerült kimutatni. Általános jelenség a régióban a déli fajok északi irányú élőhely-hódítása. A jelenség jövőbeni irányának és mértékének kiszámítására számos modell készült már. A modellek egybehangzóan jelzik, a déli elterjedésű fajok fokozatos északi irányú térhódítását. Úgy tűnik, hogy az északi fajok kevésbé mobilisak, így a jövőben számos faj egyedszámbeli csökkenésével, esetleg bizonyos területekről való teljes eltűnésével kell számolnunk. Mediterrán, vagy száraz nyarú szubtrópusi éghajlatú területek A mediterrán, vagy száraz nyarú szubtrópusi éghajlatú területek évi középhőmérséklete 20 C körüli, az éves hőmérsékleti ingás C. Jellemzőjük a meleg,

58 száraz nyár és az enyhe, fagymentes, ugyanakkor csapadékos tél (Péczely 1979). Európában az Ibériai-félsziget nagyobb része, az Appennini-félsziget jelentős része és a Balkán-félsziget déli része sorolható ebbe a kategóriába (1. ábra). A klimatikus viszonyok átalakulása és tartós megváltozása a szitakötők fiziológiai és viselkedésbeli viszonyaira is hatással lehet (Dolni & Matějka 2007). Az áprilisban tapasztalható magasabb hőmérsékleti értékek felboríthatják az őshonos fajok szezonális viselkedését, a szaporodási periódusok és peterakási időszakok is megváltozhatnak (Feehan 2009). Dél-Európa országaiban, Spanyolország, Franciaország és Olaszország déli vidékein is mind gyakrabban jelennek meg afrikai eredetű szitakötőfajok (Ott 2007; 2010). Bizonyos taxonok esetében már nem csak időszakos jelenlétről van szó, hanem az adott régió állandó fajává válhatnak. A Trithemis annulata egyedei korábban csak Afrika és a Közel-Kelet térségében voltak elterjedve. A Trithemis annulata európai térhódításának első fázisában Dél- Spanyolországban és Közép-Olaszországban tűnt fel, napjainkban pedig már Dél- Franciaországból is jelezték előfordulását. Egyedeik átkeltek Spanyolországon, és a Pireneusokon. Jelenleg már Olaszországban is fellelték képviselőit Ferrara térségében (Ott 2010; Ezquerro et al. 2011). A Trithemis kirbyi egyedei is megjelentek Európában. Legelőször Szardínia szigetéről írták le 2003-ban, majd 2008-ban Dél-Spanyolországból, Malaga közelében is megfigyelték. A harmadik nemrégiben megjelent afrikai eredetű faj a Selysiothemis nigra. Példányait Olaszországban Trieszt, Velence és Parma környezetében figyelték meg (Ott 2010). A globális felmelegedés hatásai igen negatívan érinthetik a mediterrán régió vizes élőhelyeit. Elsősorban a kisvizes és mocsaras élőhelyek vannak a legnagyobb veszélyben. A felmelegedés hatására bekövetkező kiszáradásos és alacsony vízszintű időszakok egyre gyakoribbá válhatnak a régióban. Kontinentális éghajlatú területek hosszabb meleg évszakkal A kontinentális éghajlatú, hosszabb meleg évszakú területeken az évi középhőmérséklet 10 C körüli, és legalább három hónap középhőmérséklete meghaladja a 18 C-ot. A 0 C-nál alacsonyabb középhőmérsékletű hónapok száma nem több mint 3. Az éves hőmérsékleti ingás 25 C körül van. A nyár meleg (gyakori a 35 C-nál magasabb napi maximum hőmérséklet). A téli hőmérséklet szeszélyes, zordabb és enyhébb időszakok váltják

59 egymást. Az évi csapadékösszeg mm, eloszlás egyenletes (júniusban átlag felett). A téli csapadék egy része hó formájában érkezik (Péczely 1979). Európában Németország délkeleti vidékei, Csehország délnyugati része, Szlovákia nyugati része, Ausztria, Magyarország, Románia déli része, a Balkán-félsziget északi és középső vidékei tartoznak ebbe a kategóriába (1. ábra). A klímaváltozás az egész Kárpát-medencében, így Magyarországon is a melegedés és szárazodás irányába való elmozdulást jelent (Kovácsné et al. 2006; Bartholy et al. 2007; Kovács et al. 2008). A klímaváltozás által kiváltott változások nagy veszélyt jelentenek a kisvizekre, a kis területi kiterjedésű, foltokban előforduló élőhely-típusokra és az azokhoz kötődő szitakötőfajokra. Közép- és Kelet-Európa tekintetében az éghajlatváltozás szitakötőkre gyakorolt hatásai igen hiányosan kutatottak. Csehország, Szlovákia és Románia esetében a fellelhető adatsorok sok esetben hiányosak, alulkutatottak. Szlovákia területéről újonnan megjelenő és északi irányú elmozdulást mutató fajként számoltak be a Crocothemis erythraea-ról (Melo et al. 2007). Magyarország esetében egyelőre nem mutattak ki a szitakötők elterjedési viszonyait tekintve markáns anomáliákat, ennek ellenére kiemelt fontosságú a kisvizek folyamatos monitoring vizsgálata. A szórványosan előforduló fajok esetében, mint amilyen a Coenagrion ornatum és a Somatochlora metallica is, nagy veszélyforrást jelent a vizes élőhelyek zsugorodása (Móra et al. 2008). Kontinentális éghajlatú területek rövidebb meleg évszakkal A kontinentális éghajlatú, rövidebb meleg évszakú területek évi középhőmérséklete 5 C körüli. Az év legalább egy hónapjának középhőmérséklete nagyobb 18 C-nál. A 0 C-nál alacsonyabb középhőmérsékletű hónapok száma 4-5, az évi hőingadozás 25 C. A nyár hűvös, a tél zord. A leghidegebb hónap középhőmérséklete kisebb, mint -10 C. Az évi csapadékösszeg 500 mm körüli. A csapadék éves eloszlására jellemző, hogy télen kisebb mennyiségű, nyáron bőségesebb (Péczely 1979). Európában Lengyelország, Csehország és Szlovákia keleti vidékei, Magyarország északkeleti része, Észtország, Lettország, Litvánia, Norvégia, Svédország, Finnország és az Orosz Föderáció egyes területei, Fehéroroszország, Ukrajna és Románia északi része sorolható ebbe a kategóriába (1. ábra). Lengyelországban a Sympetrum meridionale, a Sympetrum fonscolombii és Sympetrum striolatum fajok képviselőit korábban nem, vagy csak igen ritkán előforduló

60 taxonként tartották nyilván, jelenleg viszont már a szitakötőfauna állandó elemeinek tekinthetők (Ott 2010). Lettországban is megfigyelték több déli elterjedésű faj északi irányú előrenyomulását. A Sympecma paedisca esetében 1951-től napjainkig mintegy 90 km-es északi irányú eltolódást azonosítottak (1951: é. sz '; napjainkban: é. sz '), a Lestes virens fajnál ugyanebben az időszakban 110 km-es elmozdulást (1951: é. sz '; napjainkban: é. sz '), Ischnura pumilio esetében 140 km-es északi irányú elmozdulást (1951: é. sz '; napjainkban: 57 51'). Az Aeshna mixta fő elterjedési területe Lettországtól délebbre húzódik, ugyanakkor napjainkban már az 1951-ben végzett megfigyelések adatai által jelzett területektől 90 km-re északabbra is fellelték képviselőit (1951: é. sz '; napjainkban: é. sz '). Az Aeshna isoceles fő elterjedési területe Lettországtól délebbre húzódik, ennek ellenére ennél a fajnál is 50 km-es északi irányú elmozdulást azonosítottak (1951: 57 04'; napjainkban: 57 27'). Hasonló változásokat detektáltak az Anax imperator és a Sympetrum striolatum fajoknál is. Az Aeshna affinis legészakibb elterjedési határa Lengyelország északi részén és Fehéroroszország déli vidékein húzódott. Fehéroroszország esetében az ország szitakötőfaunájának állandó tagjaként tekinthetünk a Lestes viridis, Erythromma viridulum, Orthetrum brunneum és Orthetrum albistylum fajok képviselőire (Buczynski & Moroz 2008; Ott 2010). A melegebb nyarakon egyedeik északabbra is elvándorolnak, ideiglenes kolóniákat képezve. Az Anax ephippiger elterjedési területei Afrikában és Délkelet-Ázsiában, Európában a Földközi-tenger medencéjében jellemző. Kedveli a sekélyebb tavakat és az időszakos állóvizeket. Markáns bevándorlóként tartják számon. Egyedeit 1995-ben már Lettországból is leírták. Az Orthetrum albistylum északi elterjedési határa Lengyelország és Fehéroroszország déli vidékén húzódik. Példányait fellelték már Lettországban is, ennek ellenére nem tekinthetünk rá bevándorló fajként, mivel csak időszakosan, általában május közepétől őszig jelennek meg képviselői. A Sympetrum depressiusculumra markáns bevándorló fajként tekinthetünk, északi előfordulási határa napjainkig már elérte a Kalinyingrádi régiót. A Sympetrum fonscolombii, a Sympetrum meridionale, a Sympetrum eroticum és a Sympetrum pedemontanum képviselői esetenként Lettországban is előfordulnak, ennek ellenére megjelenésük időszakosnak és nem állandónak tekinthető (Kovács et al. 2008; Kalniņš 2011; Kovács et al. 2011).

61 Litvániában között az Orthetrum brunneum-ot (Bernard és Ivinskis 2004), 2003-ban pedig az Aeshna affinis-t írták le újonnan megjelenő fajként (Ott 2010). 2. ábra. A Crocothemis erythraea előfordulása a nyugati palearktikus régióban (Khrokalo 2010). Ukrajnában egyes előrejelzések szerint a klímaváltozás hatására előreláthatóan csökkenni fog a szitakötőfajok száma. A korábban Ukrajnában csak igen elszórtan, vagy egyáltalán nem előforduló, déli elterjedésű fajok térhódításával számolnak. Ilyen fajoknak tekinthetők a Crocthemys erithraea, az Erythromma viridulum és az Anax parthenope is, amelyek napjainkban egyre nagyobb területeket vesznek birtokba. A klímamodellek elemzésével készült prognózisok alapján a jövőben nagymértékben lecsökkenhet, esetleg teljesen el is tűnhet Ukrajnából a Leucorrhinia rubicunda, L. albifrons, L. caudalis, L. dubia és a Sympetrum danae. A borúlátóbb prognózisok 2050-re Ukrajna jelenleg honos szitakötőfajai 70%-nak eltűnésével számolnak. Ezzel ellentétben az olyan melegkedvelő fajok, mint a Sympetrum striolatum, Crocothemys erithraea és a Selysiothemis nigra fokozott térnyerése várható (Tntar 2011). XX. század első felében a Crocothemis erythraea jelenlétét Ukrajna déli vidékeiről, a Krím-félszigetről, a Dnyeper völgyéből, a Duna-delta vidékéről, Kárpátaljáról írták le. Az

62 elmúlt 50 év gyűjtéseinek eredményei e fajnál keleti-északkeleti irányú elmozdulásokat mutattak (Khrokalo 2008; 2010), Szlovákia területéről is leírták, mint a klímaváltozást jelző újonnan megjelent déli fajt (Melo et al. 2007). A Bug, a Pripjaty és a Dnyeper fehéroroszországi vízgyűjtőterületein elmozdulást detektáltak a Sympecma fusca, a Lestes viridis és az Orthetrum albystilum esetében. Az Orthetrum albystilumot 2006-ban első alkalommal írták le Fehéroroszországból. Sajnos az egyetlen megelőző, hasonló jellegű felvételezés az 1980-as években végezték a vizsgálati területen (Buczynski & Moroz 2008). A Somatochlora alpestris és a Somatochlora arctica esetében Románia hegyvidéki területein írtak le hasonló elterjedésbeli eltolódásokat (Geert et al. 2011). Kelet-Európa és a Baltikum tekintetében részleges, sok esetben véletlenszerű gyűjtésekből származó adatokkal rendelkezünk. Az északi elterjedésű szitakötőfajokra a globális felmelegedés különösen nagy veszélypotenciállal bír. Az évi átlaghőmérséklet növekedése, a nyarak melegedése, a kisvizes élőhelyek fragmentálódása és a déli elterjedésű fajok megjelenése a jövőben komoly élőhelyi tényezőként jelentkezhet a régióban. Az északi elterjedésű fajok megóvása érdekében nagyon fontos volna a klímaorientált és célirányos monitoringvizsgálatok folytatása és az egész régióra történő kiterjesztése. Összefoglalás Általános jelenség számos faj esetében a sarkok felé, illetve a hegységekben a magasabb régiók felé történő elvándorlás. Ezt angliai, finnországi és egyéb, főleg skandináv adatok is igazolták, számos madár, hal, szitakötő és egyéb rovarfajra vonatkozóan (Kovácsné et al. 2006). A klimatikus hatótényezők és az egyes fajok ökológiai igényeinek számbavételével készült modellek a jövőre nézve számos északi elterjedésű és hegyvidéki szitakötőfaj elterjedésbeli visszaszorulását jósolják. Amennyiben a jelenlegi klimatikus hatótényezők fejlődésiránya nem változik, úgy Európa esetében több trópusi és mediterrán faj északi irányú térhódításával kell számolnunk. A hegyvidéki taxonok magasabb tengerszint feletti régiókba kényszerülhetnek, a csapadékviszonyok járulékos megváltozásával, élőhelyeik fragmentálódása és degradációja következhet be. Európában több szitakötőfaj esetében már bizonyíthatóan kimutathatóak a klímaváltozást és a kontinens éghajlatának melegedését követő elterjedésbeli elmozdulások. Nyugat-Európából az elmúlt évtizedekben kiterjedt odonatológiai vizsgálatokat folytattak, így az éghajlatváltozás szitakötőkre gyakorolt hatásait is e régiókból ismerhettük meg elsőként.

63 Jelenleg is e területek szolgáltatják a legtöbb ilyen jellegű információt. Közép- és Kelet- Európa tekintetében jóval kevesebb adat áll rendelkezésünkre. Fontos volna, a Nyugat- Európában már bizonyítottan területi eltolódást mutató szitakötőfajok közép- és kelet-európai helyzetének klimatológiai és geomorfológiai szempontok tükrében történő áttekintése. A szitakötőfajok klímaváltozást követő elterjedését prognosztizáló modellek egybehangzóan azt jelzik, hogy az Odonata taxonok európai fajgazdagsága az elkövetkezendő évtizedekben erősen csökkenni fog. A változások sebessége előreláthatólag meghaladja majd sok faj akklimatizálódási képességét (Maes et al. 2010; Тitar 2011). A globális klímaváltozás más vízi rovarok biodiverzitására is nagy veszélyt jelent. A globális felmelegedés hatására bekövetkezhet a habitatok leromlása, fragmentálódása és esetleges pusztulása (Kiss 2012). A szitakötők rendjén belül igen nagy különbségek lehetnek egyes fajok környezeti igényei terén, ezért a szitakötőfajok között a klímaváltozásnak lesznek vesztesei és nyertesei is (Rosset és Oertli 2011). Irodalom Bartholy, J., Pongrácz, R., Gelybó, Gy. (2007) Regional climate change expected in Hungary for Applied Ecology and Environmental Research 5 (1): Bernard, R., Ivinskis, P. (2004) Orthetrum brunneum (Fonscolombe, 1837), a new dragonfly species in Lithuania (Odonata: Libellulidae). Acta Zoologica Lituanica 14: Buczynski, P., Moroz, M. (2008) Notes on the occurrence of some Mediterranean dragonflies (Odonata) in Belarus. Polish Jornal of Entomology, Bydgoszcz, Volume 77: Conze, K.J., Menke, N. (2008) Libellen in Nordrhein-Westfalen: Bearbeitungsstand, Inventar und aktuelle Entwicklungen. In: Eylert, J., Frese, H., Klinger, H., Leder, B., Weiss, J. (Red.): Landesamt für Natur-, Umwelt- und Verbraucherschutz Nordrhein- Westfalen, Natur in NRW 4: Dolno, A., Matějka, P. (2007) Contribution to population biology of Libellula fulva (Odonata: Libellulidae) on coal sludge sedimentation pond (Karviná Czech republic). Ekologia (Bratislava) 26 (4): Ezquerro, C.Z., Rodríguez, P.C., Asso, T.L. (2011) Provisional catalogue and biogeographical analysis of the Odonata of La Rioja (Spain). Boletín de la Sociedad Entomológica Aragonesa 48:

64 Feehan, J., Harley, M., Minnen, J. (2009) Climate change in Europe. 1. Impact on terrestrial ecosystems and biodiversity. Agronomy for Sustainable Development 29: Flenner, I., Sahlén, G. (2008) Dragonfly community re-organisation in boreal forest lakes: rapid species turnover driven by climate change? Insect Conservation and Diversity 1(3): Hassall, C., Th ompson, D.J., French, G.C, Harvey, I.F. (2007) Historical changes in the phenology of British Odonata are related to climate. Global Change Biology 13: Hassall, C., Thompson, D.J. (2008) The effects of environmental warming on Odonata: a review. International Journal of Odonatology 11: Hickling, R., Roy, D.B., Hill, J.K., Thomas, C.D. (2005) A northward shift of range margins in British Odonata. Global Change Biology 11: Hill, J.K., Griffiths, H.M., Thomas, C.D. (2011) Climate Change and Evolutionary Adaptations at Species Range Margins. Annual Review of Entomology 56: Houard, X., Vanappelghem, C. (2011) Tour d horizon de l odonatologie française. De la découverte des libellules à la mise en oeuvre du Plan national d actions en faveur des odonates. Le Courrier de la Nature 265: Kalniņš, M. (2011) The distribution of southern dragonfly (Odonata) species in Latvia and adjacent territories. Environmental and Experimental Biology 9: Khrokalo, L. (2010) Expansion of Crocothemis erythraea in Ukraine. In: Ott, J. (Ed.) Monitoring Climatic Change With Dragonflies. BioRisk 5: Khrokalo, L. Krylovskaya, S. (2008) Distribution and current status of Coenagrion armatum (Charpentier, 1840) in Ukraine. IDF-Report 13: Kiss, O. (2012) Globális klímaváltozás okozta elsivatagosodás lehetséges hatásai a magyarországi vizes élőhelyekre és rovarpopulációjukra, különös tekintettel a tegzesekre. e-acta Naturalia Pannonica 4: Knijf, G. Flenker, U. Vanappelghem, C. Manci, C.O. Kalkman, V.J. Demolder, H. (2011): The status of two boreo-alpine species, Somatochlora alpestris and S. arctica, in Romania and their vulnerability to the impact of climate change (Odonata: Corduliidae). International Journal of Odonatology, Volume 14 (2):

65 Kovács, T. Ambrus, A. Juhász, P. Olajos, P. Szilágyi, G. (2008) Larval and exuvial data to the Odonata fauna of Lithuania. Folia Historico Naturalia Musei Matraensis 32: Kovács, T. Olajos, P. Szilágyi, G. (2011) Records of Ephemeroptera, Odonata and Plecoptera from Lithuania, with notes on aquatic arthropods. Folia Historico Naturalia Musei Matraensis 35: Kovácsné Láng, E. Kröel-Dulay, G. Czúcz, B. (2006) Szakértői anyag a Kormány programjában szereplő Nemzeti Éghajlat-változási Stratégia természetvédelmi részéhez. MTA ÖBKI, 42 pp. Kovács-Láng, E. Kröel-Dulay, Gy. Czúcz, B. (2008) Az éghajlatváltozás hatásai a természetes élővilágra és teendőink a megőrzés és kutatás területén. Természetvédelmi Közlemények 14: Maes, D. Titeux, N. Hortal, J. Anselin, A. Decleer, K. De Knijf, G. Fichefet, V. Luoto, M. (2010) Predicted insect diversity declines under climate change in an already impoverished region. Journal of Insect Conservation 14 (5): Melo, M Lapin, M. Damborská, I (2007) Detection of climatic trends and variability at Hurbanovo. Střelcová, K. Škvarenina, J. Blaženec, M. (eds.): Bioclimatology and Natural Hazards. International Scientific Conference, Poľana nad Detvou, Slovakia, September Menéndez, R. (2007): How are insects responding to global warming? Tijdschrift voor Entomologie 150: Móra, A. Boda, P. Csabai, Z. Cser, B. Deák, Cs. Hornyák, A. Jakab, T. Kálmán, Z. Kecső, K. Kovács, T.Z. Papp, L. Polyák, L. Soós, N. (2008) A Zala és befolyói makroszkopikus gerinctelen faunája. Acta Biologica Debrecina Oecologica Hungarica 18: Oertli, B. (2010) The local species richness of Dragonflies in mountain waterbodies: an indicator of climate warming. In: Ott, J. (Ed.) Monitoring Climatic Change With Dragonflies. BioRisk 5: Ott, J. (2007a) The expansion of Crocothemis erythraea (Brullé, 1832) in Germany an indicator of climatic changes. In: Tyagi, B.K. (Hrsg.). Biology of dragonflies Odonata, p Ott, J. (2007b) The expansion of Mediterranean dragonflies in Europe as an indicator of climatic changes effects on protected species and possible consequences for the NATURA 2000 web. in: Secretariat of the Convention on Biological Diversity:

66 Emerging Issues for Biodiversity Conservation in a Changing Climate. Technical Series no. 9, Montreal, p Ott, J. (2007c) Veränderungen der Libellenfauna in Deutschland und Europa aufgrund des Klimawandels und Konsequenzen für den Naturschutz. In: Korn, H. Schliep, R. Stadler, J. (Red.): Biodiversität und Klima.Vernetzung der Akteure in Deutschland, Bundesamt für Naturschutz Insel Vilm, p Ott, J. (2008) Libellen als Indikatoren der Klimaänderung Ergebnisse aus Deutschland und Konsequenzen für den Naturschutz. Insecta, Heft 11: Ott, J. (2010) Dragonflies and climatic change - recent trends in Germany and Europe. BioRisk 5: Parr, A.J. (2011) Monitoring of Odonata in Britain and possible insights into climate change. BioRisk 5: Péczely, Gy. (1979) Éghajlattan. Tankönyvkiadó, Budapest, p Rahel, F.J. Olden, J.D. (2008) Assessing the Effects of Climate Change on Aquatic Invasive Species. Conservation Biology 22 (3): Rosset, V. Oertli, B. (2011) Freshwater biodiversity under climate warming pressure: Identifying the winners and losers in temperate standing waterbodies. Biological Conservation 144 (9): Szeőke, K. Csóka, Gy. (2012) Jövevény kártevő ízeltlábúak áttekintése Magyarországon. Lepkék (Lepidoptera). Növényvédelem 48 (3): Титар, В.М. (2011) Аналіз ареалів видів: підхід, застовний на моделюванні екологічної ніші. Вестник зоологии 25: Termaat, T. Kalkman, V.J. Bouwman, J.H. (2010) Changes in the range of dragonflies in the Netherlands and the possible role of temperature change. BioRisk 5: Wilson, R.J. Maclean, I.M.D. (2011) Recent evidence for the climate change threat to Lepidoptera and other insects. Journal of Insect Conservation 15:

67 A GLOBÁLIS KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSA A ROVAROK ELTERJEDÉSÉRE, TEKINTETTEL NÉHÁNY MEZŐGAZDASÁGI KÁRTEVŐ TERJEDÉSÉRE Szanyi Szabolcs 1 1 Debreceni Egyetem, Természettudományi és Technológiai Kar, Evolúciós Állattani Tanszék szanyiszabolcs@gmail.com Bevezetés Gyorsuló világunk hírcsatornáiban szinte naponta beleütközünk az alábbi kulcsszóba: globális klímaváltozás. Ennek ellenére a mindennapok embere máig sem tudja, hogy ez valójában mit jelent. Hiszen a Föld többmilliárd éves története során, már számos globális klímaváltozási folyamat zajlott le. Ezek során állandóan váltották egymást a lehűlési és felmelegedési ciklusok. Az ilyen irányú változásokról a legtöbb adatunk a negyedidőszak végéről származik. Mára bizonyítottá vált, hogy a glaciális és interglaciális ciklusok váltakozása során a vegetációs övek, talajképződési folyamatok, növény- és állatközösségek, periódikusan megváltoztak, eltolódtak, kiterjedtek, majd összehúzódtak, és fragmentálódtak. A ciklikus eljegesedések és felmelegedések hatására globális elterjedés-változási folyamatok zajlottak le, melynek hatására Földünk élővilága is fokozatosan átalakult. A negyedidőszak interglaciálisai során és a legutóbbi eljegesedés végén a felmelegedések során Európában a déli, mediterrán és szubtrópusi, a glaciáéisokkal járó lehűlések során pedig a hideg- és a kontinentális, mérsékeltövi flóra és fauna szétterjedése állapítható meg. Bizonyítékok vannak arra, hogy a negyedidőszaki interglaciálisok során lehettek olyan időszakok, amikor a klíma a jelenleginél is jóval melegebb lehetett, így az északi féltekén a jégtakarók és gleccserek a mainál nagyobb mértékben visszahúzódhattak. Viszont az utolsó interglaciálist több hullámban lehűlési fázis követte, amelynek utolsó mélypontja (20-22 ezer évvel ezelőtt) igen erőteljes volt. Ezt követően kezdett el kialakulni a jelenkori felmelegedés is, mintegy 12 ezer évvel ezelőtt. Éppen ebben az időszakban kezdtek el világszerte elterjedni az anatómiailag modern ember (Homo sapiens sapiens) vadászó csoportjai, melyekből kifejlődtek a azok a közösségek, akik a jelenkor technikai fejlesztéseit és gazdasági innovációit létrehozták, és ezzel jelentősen hozzájárultak ahhoz, hogy Földünk az éghajlati változásokat meghaladó mértékű átalakulásnak indult. (Sümegi 2001). Mára az emberiség kétségkívül egyik legégetőbb problémája a klímaváltozás lett, mivel ez a változás nem pusztán a természetes folyamatok eredménye, hanem az ember környezet-átalakító és romboló tevékenységének hatására felerősödött globális jelenség.

68 Ezek a globális folyamatok teljesen megváltoztathatják a bolygó arculatát. Amerikai tudósok már rögzítettek éghajlatváltozásra utaló jeleket az USA-ban, mely szerint az átlaghőmérséklet az utolsó században mintegy 0,6 ºC-kal nőtt, valamint a csapadékmennyiség is emelkedett, átlagosan 5-10 %-al (Parmesan & Galbreight 2004). Különböző klímaprognózisok alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a sarkközeli területek éghajlata az átlagosnál erősebben melegszik, illetve, hogy Európában főleg a mediterrán területek éghajlata válik szárazabbá. Ezek a hatások a modell-számítások szerint leképezhetők a Kárpát-medencére is (Bartholly et al. 2009). 1. ábra: Várható éghajlatváltozás a Kárpát-medencében és a Földközi-tenger környékén amennyiben az A2 szcenárió fut (Bartholly et al nyomán)

69 Az éghajlatváltozások okozta problémákra azért is kell felkészülnünk, mert azoknak már nemcsak környezetvédelnmi, hanem gazdasági következményei is jelentősek. Ezt eddig főleg az USA-ban és Franciaországban vizsgálták (Parmesan & Yohe 2003; Boudon-Padieu & Maixner 2007), de a hazai VAHAVA program tudományos összefoglalása is számos idevágó tényt rögzít (Anonym 2006). A klímaváltozás hatásainak biológiai következményei Az éghajlatváltozás egyik negatív hatása abban nyilvánul meg, hogy az élő rendszerek összetett folyamataira sokrétű hatással lehet. Ezen hatások elemzése bonyolult feladat, mert az élővilág összetételét és változási folyamatait a klíma mellett számos helyi hatás is befolyásolja. A természetes ökoszisztémák saját önszabályozó, valamint önfenntartó képességgel rendelkeznek. Ezekből a képességekből adódik, hogy az ökoszisztémák önálló adaptációra képesek. A természetes ökoszisztémák a földtörténet során már számtalanszor ki voltak téve a klímaváltozás hatásainak, melyeket kisebb-nagyobb változásokkal, vándorlásokkal, rosszabb esetben tömeges fajpusztulással oldottak meg. Ezekből az információkból kiindulva, ha a jelenlegi klímaváltozás természetes folyamatok eredménye lenne, akkor ez hosszabb távon az ökoszisztémákat nem hozná megoldhatatlan helyzetbe, viszont emberi időléptékben, az emberi tevékenységek miatt sajnos már nem ez a helyzet. Hatalmas problémát jelent az a tény, hogy az ökológiai folyamatok sebessége nincs szinkronban a klímaváltozási folyamatok sebességével. Ez számos állatfaj populációjának elvándorlását vagy kihalását eredményezheti (Kovács et al. 2008). A különböző vándorlási útvonalak azonban erősen korlátozva vannak. Az nagy kiterjedésű természetes tájak antropogén feldarabolódása, a természetes élőhelyek megszűnése, valamint csekély méretű foltokká zsugorodása meggátolja a populációk terjedését és elvándorlását (Schneider & Root 2001). Az élőlényekben várhatóan különböző, pl. fiziológiai, fenológiai, elterjedésbeli, stb. változások mennek majd végbe a klímaváltozás hatására. Fiziológiai változás lehet pl. a növények sztómasűrűségének szignifikáns csökkenése az elmúlt 200 év folyamán, ezzel mintegy jelezve a szárazsághoz való alkalmazkodást (Beerling & Kelly 1997). Fenológiai változásra az egyik legáltalánosabb példa a tavasz előretolódása, évtizedenként átlagosan 2-3 nappal (Walther et al. 2002), ami a növények korábbi virágzásában, vagy egyes rovarok korábbi rajzásában, illetve a két jelenség szinkronitásának megszűnésében nyilvánulhat meg.

70 2. ábra: Több csoport szervezet válasza az éghajlat változásokra, Nagy-Britanniában az elmúlt 30 évben. Fenológiai változások adatai: rovarok (Hassall et al., 2007 Root et al., 2003 Roy & Sparks 2000), a növények (Spark et al. 2000) és madarak (Crick és Sparks 1999). Adatok szélességi és magassági változásokról (Hickiling et al ) (Rosa Menéndez nyomán)

71 Különböző rovarfajok elterjedésbeli változása a klímaváltozás hatására. Parmesan és munkatársai (1996) több mint 1,700 állatfaj elterjedés-változásait vizsgálták meg az Egyesült Államokban és Európában, és megállapították, hogy a változások összhangban állnak a klímaváltozási előrejelzésekkel. A globális meta-analízisek számottevő elterjedés-változásokat jeleztek, átlagosan 6.1 km-t évtizedenként észak felé. A tavaszodást jelző események is évtizedenként 2-3 napi előretolódást mutattak. Az is kitűnt, hogy a klímaváltozás során általában az északi elterjedési határ változott jelentősen, míg a déli viszonylag stabilabbnak bizonyult. A sáskák és tücskök nagyon érzékenyek az éghajlat legkisebb változásaira is, ezért nagyon jól indikálják azt. Legjelentősebb faj- és egyedszámban a meleg-száraz klímájú régiókban vannak jelen. Faj- és egyedszámuk észak, északnyugat felé haladva csökken. Csak kevés fajuk fordul elő a szubarktikus északi területeken, és a nagy magassági szintű alpesi régiókban is. Az európai felmelegedést egyik legjobban jelző faj kétségkívül a Conocephalus discolor szöcskefaj, mely 1975 óta jelentősen növelte elterjedési határait Északnyugat- Európában (Kleukers et al. 1996). 3. ábra: A Conocephalus discolor terjeszkedése Észak-Nyugat-Európában. Fekete terület és fekete körök: elterjedés 1980 előtt; üres körök: terjedés január 1. és 1995 között; szaggatott vonal: elterjedés 1996 és december 31 között (frissítve Kleukers et al., 1996 jóvoltából, Kleukers és Widgery adatai alapján) (Burton 2003)