Városi fák környezeti hasznának vizsgálata. Dr. Hrotkó Károly

Átírás

1 Városi fák környezeti hasznának vizsgálata Dr. Hrotkó Károly

2 2

3 3

4 4

5 A városi fák szerepének értékelése környezetfiziológiai alapokon A mikroklímát jelentősen befolyásolja a levélfelület (LAI) alakulása és a lombozat árnyékhatása. A PAR expozíció meghatározó jelentőségű a levélzet gázcsere aktivitásának szabályozásában. A transzspiráció diurnális és szezonális menete fontos tényezője a fafajok és fajták környezeti alkalmazkodóképességének: fajtaválasztási szempont. Eddig hiányzó információk a városi fák környezeti hasznáról: LAI alakulása, árnyékhatás, párakibocsátás, CO 2 megkötés, O 2 kibocsátás, szennyező anyagok megkötése, környezeti alkalmazkodó képesség. A vizsgálatok fajták értékelésére és alkalmazási környezet hatásának vizsgálatára egyaránt alkalmasak. Városi fák környezeti haszna 5

6 Levélfelület index, lombtömeg, árnyékhatás mérése Mintalevelek egyedi mérése, levélszámlálás, levéltömeg mérése. Accupar LP 80: fotoszintetikusan aktív sugárzás ( nm) mérése korona felett és alatt: PAR abszorpció aránya és LAI mérhető. Levélméret és levélszám, hajtáshosszúság dinamikusan változnak az év folyamán. Lombtömeg, árnyékhatás számítható adatok. Kellő gyakoriságú mintavétel a szezonális menet vizsgálatára. Accupar LP 80 ceptometer Városi fák környezeti haszna 6

7 A fotoszintetikus aktivitás mérése LCi készülékkel Aktuális PAR értékek mérése a mintaleveleken Levél felszíni hőmérséklet mérése Sztóma konduktancia mérése Légkör és levél mezofillum CO 2 szintjének mérése Nettó CO 2 asszimiláció mértéke Transzspiráció mérése Számítható a vízhasznosítási együttható. Az LCi infravörös gázanalizátor Városi fák környezeti haszna 7

8 Néhány előzetes eredmény díszfákon végzett eddigi vizsgálatainkból Mérési eredmények különböző fajokon a Budai Arborétumban 2010 őszén (Forrai M., Diószegi M. és Hrotkó K. 2012). Tilia fajták összehasonlító vizsgálata (Tóth E., Steiner, M., Diószegi M. és Hrotkó K. 2012). Fraxinus excelsior Westhof s Glorie fotoszintetikus aktivitása különböző alkalmazási környezetben (Forrai M., Juhász Á., Diószegi M. és Hrotkó K. 2012). Városi fák környezeti haszna 8

9 9 Különböző fafajok levelének CO 2 asszimilációja 2010 szeptemberében Nettó CO 2 asszimilációs ráta (µmol/m 2 /s-ban) 10 9,34 a ,41 b 6,11 ab 4,75 b 3,65 b 3,63 b 4,48 b 0 Tilia Prunus Quercus Acer Celtis Platanus Fraxinus

10 10 Különböző fafajok levelének transzspirációja 2010 szeptemberében Transpiráció (mmol/m 2 /s-ban) 2.5 2,02 a 2.0 1,70 ab 1,67 ab 1.5 1,25 bc 1,35 bc 1,00 c 1,22 c Tilia Prunus Quercus Acer Celtis Platanus Fraxinus

11 Egységnyi levélfelület párologtatási kapacitása szeptemberben: Nagy mennyiségű vizet párologtatott: hárs, tölgy, platán Közepes párologtatás: juhar, díszcseresznye, kőris. Legkevesebb párologtatás: ostorfa Városi fák környezeti haszna 11

12 Tilia levelek gázcsere aktivitásának alakulása CO 2 asszimiláció µmol m²-sec H 2 O transzspiráció mmol m²-sec 16,00 4,000 14,00 3,500 12,00 3,000 10,00 2,500 8,00 2,000 6,00 1,500 4,00 1,000 2,00 0,500 0, T. tomentosa 'Szeleste' T. cordata 'Greenspire' T. cordata 'Rancho' T. cordata 'Roelvo' T. cordata 'Savaria' 0, T. tomentosa 'Szeleste' T. cordata 'Greenspire' T. cordata 'Rancho' T. cordata 'Roelvo' T. cordata 'Savaria' Városi fák környezeti haszna 12

13 13 A hárs levelek gázcseréje szárazság- és hőstressz esetén Hazai T. cordata fajták víztakarékosan vészelik át a szárazság és hőstressz időszakát, A T. tomentosa szárazság és hőstressz esetén is képes fenntartani magasabb szintű gázcseréjét, A transzspiráció mértéke 1-2 kgm -2 levélfelületre számítva.

14 14 Az alkalmazási környezet hatása a Fraxinus excelsior Westhof s Glorie gázcseréjének napi menetére (Forrai M., Diószegi M. Juhász Á. és Hrotkó K.) Nagy forgalmi terhelésű Andrássy úti környezetben telepített fák öntözött körülmények között, utca tájolása K-Ny Kertvárosi környezetben (XI ker. Ménesi út) álló fák, utca tájolása ÉK-DNy Köszönjük a FŐKERT hathatós támogatását (kosaras kocsi)!

15 Nettó CO 2 asszimilációs ráta [µmol/m 2 /s] Nettó CO 2 asszimilációs ráta [µmol/m 2 /s] Transpiráció [mmol/m 2 /s] Transpiráció [mmol/m 2 /s] PAR levélen [µmol/m 2 /s] PAR levélen [µmol/m 2 /s] PAR átlagok napi menete augusztus ,34 a ,11 a 416,97 a 510,74 a ,91 a ,60 b 160,06 a 215,37 a ,11 a 384,91 a 402,43 a 17,03 b 0 168,83 b 147,43 a Andrássy út Ménesi út Idő [h] PAR átlagok napi menete szeptember ,17 a 422,03 a 643,29 a 569,40 a 113,34 a 63,00 a 92,46 b 626,77 a 555,46 a 293,29 b Andrássy út Ménesi út Idő [h] Transzspiráció átlagok napi menete augusztus 5 4,19 a 4,30 a 3,32 a 3,38 a 4 2,56 a 3 2,17 a 1,62 a 1,57 b 1,17 b 1,37 b 2 1,18 b 1,08 b 0,57 b 1 0,71 b Andrássy út Ménesi út Idő [h] Transzspiráció átlagok napi menete szeptember 1,11 a 1,20 a 2,76 a 3,04 a 2,43 a 0,75 b 0,96 b 1,01 b 1,21 b 0,78 b Idő [h] Andrássy út Ménesi út CO 2 asszimiláció átlagok napi menete augusztus ,17 a 4,84 a 3,86 b 1,19 b 13,01 a 8,40 a 8,53 a 7,77 a 4,85 b 3,42 b 3,09 b 2,82 b Andrássy út Ménesi út Idő [h] 14 6,09 a 9 1,64 b 4 CO 2 asszimiláció átlagok napi menete szeptember 7,27 a 5,29 a 4,23 a 4,88 a 2,83 a 2,50 b 2,53 a 2,92 b 2,66 b 3,26 b Városi Környezetfizioólógiai Andrássy fák környezeti út Ménesi haszna vizsgálatok. út Idő [h] 15

16 Transzspirációs összeg [g*m -2 ] CO 2 asszimilációs összeg [g*m -2 ] Városi fák környezeti haszna CO 2 koncentráció a levegőben [µmol/mol(vpm)] 16 A fák napi gázcsere teljesítményének összege 2011-ben 14 (6-20), 10 (8-18) óra Transzspirációjának összege [g*m -2 ] Andrássy út 398,60 273,25 141,36 122,31 Augusztus Szeptember Ménesi út Vizsgált időszakok 3,0 2,0 1,0 0,0 14 (6-20), 10 (8-18) óra CO 2 asszimilációjának összege [g*m -2 ] 2,71 397,58 399,18 395,31 384,28 1,47 0,94 0,96 Augusztus Szeptember Vizsgált időszakok Andrássy út CO2 assz. Ménesi út CO2 assz. Andrássy út légköri CO2 konc. Ménesi út légköri CO2 konc.

17 17 Következtetéseink az alkalmazási környezet összehasonlításából adódóan A PAR expozíció az utca kanyon hatásából adódóan alacsonyabb napjárás esetén jelentősen kisebb > mérsékelt asszimiláció! A valamivel magasabb CO2 koncentrációhoz a növények jól alkalmazkodnak magasabb asszimilációs teljesítménnyel. A nagyobb PAR expozíció nagyobb mértékű sztóma konduktanciát és párologtatást eredményez: az asszimilációs kapacitás kihasználása csak a szükséges vízigény biztosításával lehetséges!

18 18 Általános következtetések A vizsgálatokat megfelelő mintaszámmal és gyakorisággal végezve követhetők: - Levélzet növekedése (LAI, levéltömeg) a vegetáció folyamán, PAR abszorpciója és számítható az árnyékhatás (%), - A levélzet CO 2 megkötési képessége (napi teljesítmények alakulása a vegetáció folyamán, - A levélzet transzspirációja (számítható a fák napi vízfogyasztása). - Számítható a levélzet O 2 kibocsátása és a vízhasznosítási együttható. A vizsgálatok fajták értékelésére és alkalmazási környezet hatásának vizsgálatára egyaránt alkalmasak.

19 Új OTKA által támogatott kutatási programunk főbb célkitűzései Tilia, Fraxinus és Acer taxonok lombozatának értékelése, a lombozat-fejlődés éves ritmusának felmérése, Tilia, Fraxinus és Acer taxonok levélzetének gázcsere-vizsgálata különböző alkalmazási környezetben, időjárási és vízellátási viszonyok között, A lombozat szerepe a mikroklíma alakításában (árnyékolás, radiációs hő, hűtő hatás). A szennyező anyagok, nehézfémek kiülepedése a különböző taxonok lombozatán, azok hatása a gázcsere mértékére, Az ELTE Meteorológiai Tanszékével együttműködésben ülepedési és terjedési modellszimulációkat végzünk és komplex modellt dolgozunk ki a légszennyezés és a városi növényzet kölcsönhatásainak leírására. Városi fák környezeti haszna 19

20 20 Az a növény szép, amelyik jól érzi magát az adott környezetben. (Domokos János, Nádasy Mihály) Azok a növények a leghasznosabbak, amelyek jól érzik magukat az adott környezetben!

21 21

22 22 Köszönöm a figyelmet! a munkatársak nevében is, akiknek köszönöm az együttműködést! Dr. Diószegi Magdolna egyetemi adjunktus Dr. Juhász Ágota egyetemi adjunktus Dr. Gyeviki Márta egyetemi tanársegéd Szabó Veronika egyetemi tanársegéd Steiner Márk egyetemi tanársegéd Magyar Lajos tanszéki mérnök Forrai Mihály doktorandusz Tóth Endre György doktorandusz Vértesy Máté MSc hallgató