Tárgyszavak: városökológia; növényvédelem; ózon.

Átírás

1 A TERMÉSZETES ÉS ÉPÍTETT KÖRNYEZET VÉDELME Urbanizációs hatások a fák fejlődésére New York környékén Tárgyszavak: városökológia; növényvédelem; ózon. Világszerte egyre gyorsul az urbanizáció, amely nagy hatást gyakorol a növényzetre a városokban és a környező területeken. A városi levegő nagy koncentrációban tartalmaz gáznemű, szemcsés és fotokémiai szennyeződéseket (NO x, HNO 3, SO 2, H 2 SO 4, O 3 és illékony szerves vegyületek). A városi talajokban sok a nehézfém, ezenkívül hidrofóbbak és savasabbak lehetnek, mint a környező vidéki területeken. Bár sok szenynyeződésnek káros hatása van a növények fejlődésére, azonban a városi környezetben fokozottabb a tápanyag- és kationlerakódás, melegebb a hőmérséklet és nagyobb a CO 2 -koncentráció. Ezek a tényezők pedig gyakran, de nem állandóan serkentik a növények növekedését. Valamennyi tényező lehetséges kölcsönhatása folytán a többszörös antropogén, környezeti változások nettó hatásának, valamint az egyedi faktorok relatív jelentőségének megértése még nagy kihívást jelent. A virginiai nyárfa (Populus deltoides) egy örökletesen gyorsan növő klónját használták fitométer -ként, hogy integrálják a többszörös, antropogén környezeti változásokra jelentkező nettó növekedési reakciót New York városában, a környező vidéki területekhez viszonyítva. A gyors növekedés amely az egész évszakban folyamatos, valamint egy sor éghajlati és szennyeződés iránti érzékenység alapján ez az elterjedt fafaj megfelelő indikátornak tekinthető. A kulcsfontosságú változók meghatározása céljából több tényezőt vettek figyelembe (átültetések, tápanyag-háztartás, helyszíni viszonyok laboratóriumi ismétlése, többváltozós regresszió). A városi és vidéki helyek összehasonlítását ismert meredek szennyezési gradiensekből választották ki, viszonylag rövid térbeli skálák alapján (~ 100 km). A fény és csapadék helyi változásait minimálták, mivel a növényeket nyitott mezőkön, csepegtető öntö-

2 zéssel termesztették. A hőmérsékleti hatásokat úgy szabályozták, hogy szinkronizálták a kiültetési és betakarítási időpontokat minden tenyészidőszakon belül. A mikroklimatikus és szennyezési különbségeket a szomszédos éghajlat- és levegőminőség-ellenőrző állomások figyelték. A légköri hatásoknak a talajhatásokra vonatkozó relatív fontosságát úgy határozták meg, hogy a nyárfákat olyan városi és vidéki erdőállományokból ültették át, ahol eltérő volt a ph, hidrofóbosság, vezetőképesség, nehézfém- (Pb, Ni, Zn, Cu, Al, Mn) és báziskation- (Ca 2+ és Mg 2+ ) koncentráció. A talaj keverését lassan felszabaduló műtrágyával szintén felhasználták arra, hogy meghatározzák a maximális növekedési képességet minden helyszínen. A tápanyagellátás alapján határozták meg a nedves és száraz lerakódások hatását, laboratóriumi kísérletekkel modellezték a városi és vidéki hő-, CO 2 - és O 3 -viszonyokat; többszörös regresszióanalízissel vizsgálták az észlelt növekedési különbségek esetleges okait. A várakozásokkal szemben a nyárfák kétszer olyan nagyra nőnek New Yorkban ahol nagy koncentrációban fordulnak elő különböző szennyeződések, mint a vidéki területeken. Nagyobb városi növénybiomasszát észleltek valamennyi városi vidéki összehasonlítási helyen (kétféle ültetési dátum az első évben, két rákövetkező tenyészévad). Nem volt szignifikáns hatása a városi erdőkből áttelepített talajoknak a vidéki erdőhöz viszonyítva. A következetesen nagyobb városi növénybiomassza a talajtípustól függetlenül arra utal, hogy a városi és vidéki helyek között észlelt növekedési különbségek inkább a légköri, mint a talajváltozásoknak tulajdoníthatók. A nagyobb tápanyag-lerakódás vagy magasabb városi hőmérséklet és CO 2 -koncentráció azok az elsődleges tényezők, amelyek potenciálisan felelősek a növények fokozott növekedéséért városi légkörben (1. táblázat). Azonban a tápanyag-lerakódás műtrágyázó hatása látszólag nem indokolja a nagyobb városi biomasszát. Míg a hőmérsékletnek az évad hosszára gyakorolt hatásait szabályozták az egyidejű ültetés és betakarítás útján, a C-nyereség nagyobb növekedése a légzési C-veszteséghez viszonyítva melegebb napi hőmérséklet mellett fokozhatja a nyárfák növekedését városi környezetben. A C-fixálás és CO 2 -koncentráció összefüggése folytán, a dinamikusan emelkedő városi CO 2 -koncentrációk szintén fokozhatják a fák növekedését városban. Azonban egy a városi és vidéki hő- és CO 2 - viszonyokat modellező kísérletsorozat nem igazolta ezeknek az egyedi vagy kombinált tényezőknek a hatását a biomasszára.

3 1. táblázat Városi és vidéki légköri szennyeződések New York közelében Légköri gázok (mm 3 /m 3 ): x évi átlag (±s.e.) SO 2 NO NO 2 O 3 CO 2 Szuszpendált részecskék (>10 µg, µg/m 3 ): x évi átlag (±s.e.) Városi 18,7 (0,3) 39,3 (3,5) 37,7 (0,7) 16,0 (1,5) 408 (0,2) Vidéki 2,3 (0,0) 0,5 (0,06) 6,2 (0,25) 28,0 (0,6) 358 (0,4) Pb 0,09 (0,00) 0,04 (0,00) NO 3 5,47 (0,4) 0,44 (0,04) SO ,4 (0,8) 4,3 (0,2) Összes 57,3 (5,2) 19,4 (2,3) Nedves lerakódás (mg/m 2 ): x 3. negyed összes (±s.e.) SO ,8 (151,2) 725,6 (65,9) NO 3 519,9 (74,4) 465,7 (31,6) NH ,2 (10,0) 60,7 (6,9) PO 4 3 0,6 (0,01) 0,8 (0,1) K + Ca 2+ Mg 2+ Na + Cl H + ph 2,5 (1,4) 59,5 (31,9) 14,8 (8,8) 72,9 (36,3) 133,7 (17,3) 18,0 (4,9) 4,3 (0,1) 2,8 (0,6) 17,0 (4,0) 5,1 (1,0) 14,4 (2,1) 41,3 (4,4) 19,0 (1,1) 4,2 (0,1) A városi ködszennyezés csökkentheti a maximális beérkező sugárzást még 18%-kal is, de a megmaradt fényszintek messze meghaladják ennek a fajnak a fotoszintetikus telítettségét. A nagy koncentrációban jelen levő kondenzációs magok szintén fokozhatják a lerakódást városközpontokban, de az öntözővizet ehhez képest túlzott mennyiségben alkalmazták. Ezenkívül nem volt állandó eltérés a városi és vidéki lerakódás mértéke között. Mindemellett a kisebb relatív páratartalom, nagyobb CO 2 -koncentráció és maguk a szennyeződések csökkenthetik a

4 növényi gázcserenyílások vezetőképességét városi környezetben. Ennek folytán minimálódik a szennyező hatás és a káros hatások kiegyenlítődése nem tehető felelőssé a városi növények fejlődésének viszonylagos fokozódásáért, a vidéki környezetekhez viszonyítva. Általában a kísérletek összesített eredményei és a környezeti öszszehasonlítások nem igazolták, hogy a nagyobb városi nyárfabiomassza a városi légkörben végmemenő, gyorsabb növekedésnek tulajdonítható. Azonos minták alakulhatnak ki, ha a káros hatások csökkentik a növekedést vidéken. Mivel a kísérletek szerint a hőmérsékleti regressziók és a mikroklimatikus összehasonlítások nem indokolják a növények fokozott növekedését városban így ezek a tényezők a vidéki csökkent növekedést sem indokolják. A várakozásnak megfelelően a legtöbb légköri gáz, szuszpendált részecske és nedves üledékkomponens amelyek csökkenteni képesek a növényi növekedést mennyisége New York-ban vagy nagyobb volt vagy egyforma volt a városi és vidéki helyeken (1. táblázat). Azonban az ózon szignifikánsan több volt vidéken, így ott csökkenthette a növekedést. A városokban primer O 3 -prekurzorok emittálódhatnak, így napfény hatására O 3 képződik. Ezért az ózonexpozíciók általában nagyobbak vidéken, valamennyi egymást követő tenyészidőszakban. Egy kísérlet során a nyárfát a környezeti és annál nagyobb ózonexpozíciónak tették ki, amelyek a városi és falusi viszonyokat ábrázolták (33, ill. 59 mm 3 /m 3 ). Megállapították, hogy a fa biomasszája 50%-kal csökkent a nagyobb ózonexpozíció hatására, amely megfelel a városi és vidéki helyek közötti értéknek. A többszörös regresszióanalízis szerint a végső évszakos biomassza szignifikánsan fordítva aránylott az ózonexpozícióhoz, minden kísérleti helyszínen és évben. Az évközi összehasonlítások is azt mutatták, hogy a levélfelület-produkció növekvő változásai fordított arányban álltak a kumulatív ózonexpozíciókkal, függetlenül a hely és talaj hatásaitól. Kisebb levélfelület jött létre azokon a helyeken, ahol a legnagyobb volt az ózonexpozíció. Az EPA adatbázisának elemzése azt mutatta, hogy a vidéki helyek ózonexpozíciója reprezentatívnak tekinthető az átlagos, nem városi, mezőgazdasági és erdei expozíciókra vonatkozólag, az USA északkeleti részén. Tehát a városinál nagyobb vidéki expozíciók hatása nem tulajdonítható a városközponti extrém nagy expozíciónak. Ezzel szemben a városi expozíciók szignifikánsan kisebbek voltak, mint nem városi helyeken az egész régióban. A New York/New Jersey/Connecticut régió ózonadatainak térbeli interpolálása olyan adatokat eredményezett, ame-

5 lyek a városokban viszonylag kis kumulatív ózonexpozíciókból a régiókban pedig nagyobb expozíciókból álltak. A sok tényező közül, amely befolyásolná a növények növekedését városi környezetben, a talajfaktorok, tápanyag-lerakódás, hőmérséklet, CO 2, városi légszennyeződések és a mikroklimatikus változók nem indokolhatják a nagyobb városi biomasszát. Inkább valamennyi megfigyelés arra utal, hogy a többszörös antropogén környezeti változások legnagyobb hatása másodlagos reakció volt: ezek eredményezték a nagyobb vidéki expozíciókat, amelyek csökkentették a növekedést vidéken. Mivel a nyárfa ózonérzékenysége a sávközépre esik míg sok faj nagyobb reakciót ad a környező ózonexpozícióra a csökkent növekedés nagyobb vidéki ózonexpozíció hatására nem valószínű, hogy erre a nyárklónra szorítkozik. Ezek az eredmények nem tagadják a többszörös városi szennyeződések ismert káros hatásait, de mutatják a másodlagos reakciók nagyobb hatását, amelyek a városmag felett nagyobb kumulatív ózonexpozíciót hoznak létre. Bár az egyedi, egyórás csúcskoncentrációk tipikusan nagyobbak a városközpontokban, az adatok arra utalnak, hogy a vidéki, nagyobb, kumulatív expozícióknak van a legnagyobb hatása. Így az újabb kutatások meghatározzák a többszörös antropogén környezeti változások relatív jelentőségét az adott helyszíni körülmények között, és rámutatnak számos, intuícióellenes eredményre. 1. Többszörös szennyeződések közepette fokozottabb volt a növények növekedése városban, mint vidéki környezetben. 2. A magasabb városi hőmérséklet, CO 2 -koncentráció és N- lerakódás nem okozhatja a fokozott növekedést városban. 3. Az ózon volt az egyetlen átfedő tényező, amely felelős az észlelt növekedési különbségekért többszörös antropogén környezeti változások között. 4. A többszörös városi szennyeződésemissziók legkárosabb hatásai vidéki környezetben fordultak elő. 5. Kisebb kumulatív városi ózonexpozíciók csökkent hatása észlelhető, nagyobb regionális expozíciók hátterében. Ezek az eredmények ellentétben állnak a városközpontokban végzett extenzív megfigyeléssel, figyelmeztetéssel és hatáskutatással, és arra utalnak, hogy a városi és vidéki környezetek közötti ökológiai különbségek a nagyobb városi ózonexpozíciónak tulajdoníthatók. Ez a munka rávilágított arra, hogy újra át kell gondolni a relatív szennyeződési hatásokat a városi és vidéki környezetben.

6 Összeállította: Dr. Pálfi Ágnes Gregg, J. W.; Jones, C. G.; Dawson, T. E.: Urbanization effects on tree growth in the vicinity of New York City. = Nature, 424. k sz júl. 10. p Lovett, G. M.: Atmospheric deposition to oak forests along an urban-rural gradient. = Environmental Science and Technology, 34. k p Matzarakis, A.; Streiling, S.: Stadtklimatische Eigenschaffen van Bäumen. = Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 64. k. 6. sz p Egyéb irodalom Solymos R.: A 21. század kiemelt erdészeti feladata: az erdei ökoszisztémák sokoldalú hasznának fenntartása és fejlesztése. = Magyar Tudomány, 48. k. 12. sz p Európai területfejlesztési perspektíva (ETP). = Falu Város Régió, sz. p Ángyán J.; Ónodi G.; Podmaniczky L.: Agrár-környezetgazdálkodás és vidékfejlesztés: az európai agrárfinanszírozás új útja a gyakorló gazda szemszögéből. = Falu Város Régió, sz. p Fecske P.: További gondolatok a helyi alternatív infrastruktúráról. = Falu Város Régió, sz. p A CAP (common agricultural policy/közösségi agrárpolitika) reformja. = Falu Város Régió, sz. p Vándor K.; Balogh P. I.: Belső-ferencvárosi tömbök környezeti rehabilitációja. = Tájépítészet, 4. k. 2. sz ősz. p A környezetvédelmi és vízügyi miniszter 1/2004. (II. 6.) KvVM rendelete egyes környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi feladat- és hatásköröket megállapító miniszteri rendeletek módosításáról. = Magyar Közlöny, sz. febr. 6. p A veszélyes áruk szállítása. = Tranzit, 5. k. 10. sz dec. p Sárosi Gy.: Reflektorfényben a veszélyes áruk szállítása. = Navigátor, 121. k sz febr. p Az egészségügyi, szociális és családügyi miniszter, valamint a földművelésügyi miniszter 8/2004. (II. 17.) ESZCSM-FVM együttes rendelete a növényekben a növényi termékekben és a felületükön megengedhető növényvédőszer-maradék mértékéről szóló 5/2002. (II. 22.) EüM-FVM együttes rendelet módosításáról. = Magyar Közlöny, sz. febr. 17. p

7 Kallanberger W. E.; Hernandez J. F.: A vizes kivonatokban és talajokban mért hamis króm(vi) meghatározások mechanizmusa. = Bőr- és Cipőtechnika, -piac, 54. k. 3. sz p Keleti I.: A forgalom igényeinek és a környezet védelmének egyaránt megfelelő pályaszerkezetek a magyar gyorsforgalmi úthálózaton. = Beton, 12. k. 4. sz ápr. p Varga-Ötvös B.: A régi szép. Gondolatok az épített környezetről. = Falu Város Régió, sz. p