A FELSZÍNALAKTANI KÖRNYEZET-S TERMSZETVDELEM PROBLMÁI JAPÁN EGYIK JELENTŐS KARSZTVIDKN, A HIRAO KARSZTFENNSÍKON Hajduné Dr. Darabos Gabriella 1 A Európai Uniós tagsággal hazánkban is még fontosabb szerepet kapnak a környezet- és természetvédelemmel kapcsolatos kérdések. Talán minden esetben felmerül a kérdés, hogy mi a helyes stratégia egy terület védelembe vétele esetén: a terület egyszerű izolálása vagy a természeti értékek fennmaradását biztosító folyamatok fenntartása. Különösen fontos ez a karsztos területek esetében, amelyek környezetvédelmi szempontból a legérzékenyebb térszínek közé tartoznak. A karsztos területek hazai és nemzetközi kutatása az utóbbi évtizedekben egyre inkább a környezeti tényezők karsztra gyakorolt hatásának és az emberi tevékenység következtében fellépő változások és tájátalakítások vizsgálata irányába fordult (ALEY, T. et al., 1972; ALEY, T. - ALEY, C. 1986; GILLIESON, D.S. 1989; 1995; EBERHARD, S.M. 1995; BÁRÁNY-KEVEI I. 1998, 2001; ALEY, T. 2000; HAMILTON-SMITH, E. EBERHARD, S. 2000). A jelen japán esettanulmányom célja a bányászat hatására bekövetkezett felszíni morfológia változásának bemutatása, amely a szennyvízcsatornázás hiánya, a mezőgazdasági tevékenység és az illegális szemétlerakás mellett a legnagyobb problémát jelenti a törvény által védett Hirao Karsztfennsíkon. A hidrográfiailag egységes karsztplató egy része védett, a másik részén jelentős felszín-átalakítás történik, amelynek hatása természetesen nemcsak a természetvédelmi terület jogi határain kívül érvényesül. A tanulmányozott terület A Japán déli szigetén, Kyushun elhelyezkedő Hirao Karsztfennsík (Hirao-dai) közigazgatásilag Fukuoka tartomány, Kitakyushu városához tartozik (1. térkép). A terület 370 m és 680 m közötti magasságban található. Az K-DNy-i irányban 6,3 km-re és Ny-DK felé 2,7 km hosszan elnyúló ellipszis alakú plató mintegy 9 km 2 kiterjedésű, amiből közel 8 km 2 túlnyomórészt paleozoikumi, igen tiszta, fehér, újrakristályosodott mészkőből (Hirao mészkő) épül fel, több helyen metamorf telérkőzettel szabdalva. A karsztos terület közvetlenül DNy-on metamorf, főleg pala (Tagawa Formáció), K-en tűzkő, mészkő és zöldkő (Kagumeyoshi Formáció), -K-en magmás (granodiorit) kőzetekből álló térszínekhez kapcsolódik, amelyeket foltokban 120 000-6300 évvel ezelőtti vulkáni működésből származó, eltérő vastagságú tefra rétegek fednek. A fennsík peremén különböző magasságokban források (14) fakadnak (pl. Koshozu /65 m/, Takaradai /130m/, Hirotani Kita /400 m/) (KINOSITA, K. 1953; KOKURA ED., 1953; TSUCHIDA, K. 1970; INOKURA, Y.1996; URATA, K. 1999). A mérsékeltövi monszun éghajlattal jellemezhető vidék évi átlagos csapadék mennyisége 2000 mm, ami 14 C-os évi középhőmérséklettel párosul. A klimatikus viszonyok miatt a területet borító viszonylag vékony talajtakaró védelme alatt és az alóla kibukkanó csupasz karsztfelszíneken is igen intenzív a karsztosodás és a terület természetes pusztulása. A Hirao Karsztfennsík egyedülálló felszíni és felszín alatti karsztos formakinccsel (1. kép), főleg dolinákkal és cseppkőben gazdag patakos barlanggal rendelkezik (pl. Senbutsu-do, Seiryukutsu). Jelenleg a plató nagy részét a japán pampaszfű (Cortaderia selloana) uralta, félig természetes füves növényzet borítja, számos ritka és védett virágos lágyszárúval 1 földrajztudomány kandidátusa, egyetemi adjunktus, Eötvös Loránd Tudományegyetem Természetföldrajzi Tanszék,1118. Budapest, Pázmány P. stny1/c; e-mai: gabriella_d@freemail.hu
keveredve. A tájkép esztétikai és látványértékének megőrzése céljából minden év februárjában felégetik a növényzetet. Hirao-dai 1911-ig a hadsereg egyik déli védelmi és gyakorló területeként szolgált, ezért ott a geomorfológai térképezés, szelvényezés, felmérés, fényképezés és egyéb kutatás tiltott volt. Az 1946-ban kezdődött útépítések és néhány barlang korai felfedezése utat nyitott a kutatásoknak. A kb. 3,2 km 2 -nyi középső és észak-keleti rész 1952 óta természeti emlék, amely 1972 óta természetvédelmi területnek minősül. A lehatárolt területen több, mint 200 dolina, 246 berogyott dolina, néhány uvala és száraz völgy, továbbá változatos, karrformákban (hasadék-karr, lekerekített karr, fitokarr, kő-kúpkarr stb) gazdag karrmező figyelhető meg. A dolinák egy része a benyomuló telérek mentén sorakozik (2. kép). A védett terület egy része állami, másik része kisebb foltokban, magántulajdonban van. Ez utóbbi kis parcellákban jórészt mezőgazdasági hasznosítás alatt áll. Vele közvetlen érintkezésben a fennsík dél-nyugati területe (4,5 km 2 ) védelem nélküli és 1955 óta külszíni mészkőbányászat színtere (URATA, K. et. al. 1993; HIRANO, K. 1996). Kutatási módszerek A Hirao-dai karsztplató középső és nyugati részének felszíni adottságaiban bekövetkezett változások vizsgálata háromdimenziós földrajzi felületmodellező szoftver (Surfer 8) segítségével digitalizált 1:25 000-es léptékű topográfiai alaptérképek és 1: 10 000-es léptékű légifelvételek elemzésével történt. Ezt előzetes terepbejárás és helyszíni adatgyűjtés egészítette ki. 1955-ben, 1970-ben és 2001-ben felvételezett topográfiai térképek kerültek digitalizálásra és belőlük térbeli domborzat modellek készültek. Eredmények A topográfiai térképek digitalizálásával létrehozott térbeli domborzatmodelleken, azok összehasonlításával jól tanulmányozható a bányamegnyitások óta végzett felszín-átalakító tevékenység, valamint annak a tágabb környezetben érvényesülő következménye. A vizsgált területet a Kanda és Yukihasi városokat magába foglaló két térképlap fedte le. (1. ábra, 2. ábra) Ugyanarról a területről készített domborzatmodelleket külön elemezve kirajzolódik a karsztos domborzat változatossága, amelyek közül, különösen az 1955-ös állapotot tükröző modellen, a dolinák sokasága emelhető ki (3, 4, 5, 6, 7. ábra). Ebben az évben több társaság nyitott mészkőbányát a karsztplató középső és DNy-i részén: a Japán Cementművek, a Sumitomo Cementművek és a Mitsubishi Cementművek. 1957-ben a Japán Cementművek által újabb terület vált a bányászat színterévé, majd 1970-ben egy másik társaság a Hókoku Cementművek kezdte meg működését. Habár napjainkban csak a Mitsubishi Cementművek végez munkálatokat és a korábbi bányatársaságok felhagytak a műveléssel, a lebányászott terület 1955-höz képest óriásira növekedett. Az 1955-ben több helyen megkezdett külszíni fejtésű bányászat 2001-ben tapasztalható eredményét mutatja az 8. ábra. A változás igen szembetűnő, egy óriási bányaterület, mint tájseb jelzi a művelés helyét (1. légifelvétel). Ugyanakkor a mögöttes, védelem alatt álló területeken a korábbi állapothoz képest dolinák rogytak be és tűntek el, szinte nyomtalanul. Ez a folyamat természetes körülmények között is megjelenik, amint erről más területeken a szakirodalom is beszámol (ALEY, T. et al., 1972), de a bányaművelés ezt felerősíti, felgyorsítja. A 9. ábra azt mutatja, hogy a felszíni lefolyások megváltoztak. Mivel a terület korábban katonai használat alatt állt, a korábbi források számáról és pontos helyéről, vízhozamukról és annak változásáról nincsenek kutatási ill. felmérési eredmények. A Hirao-dai alatt húzódó barlangrendszer teljes feltárása napjainkban is folyamatban van, ezért elképzelhető, hogy még fel nem tárt barlangok váltak szárazzá felfedezésük előtt a bányászat hatására bekövetkező karsztvízszint csökkenés miatt.
A délebbi területen (Yukihasi) folytatott művelés hatására bekövetkezett változásokat mutatja be a 10. ábra. A területről csak 1970-ben készített topográfiai térkép állt rendelkezésre, ezért ez került összehasonlításra a 2001-es állapottal. Hasonló kép tárul elénk, mint a kandai területen: a bányautótáj tátongó munkagödre és a korábbi állapothoz képest kevesebb töbör. Ezen a területen azonban megfigyelhető egy másik irányú tájátalakító tevékenység is. A letakarított bányászati melléktermékeket a sok esetben már meglévő dolinákban vagy száraz völgyekben az eredeti terepfelszínnél magasabban, a természetvédelmi terület közvetlen határánál helyezték el (3. kép). A védelem nélküli és a védett terület egységes karsztrendszert alkot, ezért a rekultiváció e módja erősen vitatható. A cél a visszatájasítás volt, ami a lassan tért hódító növényzetnek köszönhetően megvalósulni látszik (4. kép) Ugyanakkor, a geomorfológiai és felszíni lefolyási viszonyok a területen és a vele közvetlen kapcsolatban álló védett részen is jelentősen megváltoztak (11. ábra). Valószínűsíthető, hogy a felszíni változások, a vízháztartás egyensúlyának megbomlása a felszín alatti vízforgalom és morfológia változását is eredményezték, amelynek bizonyítására jelenlegi vizsgálataim nem terjedtek ki. Összegzés A Hirao Karsztfennsík hidrográfiailag egységes, komplex karsztrendszer. Változásának természetes folyamatát a külszíni bányaművelés felszín-átalakító tevékenysége jelentősen módosította, felerősítette. Nemcsak a mészkőbányászati, hanem a természetvédelem alatt álló területen is megváltoztak a lefolyási viszonyok és a karsztmorfológia, rávilágítva ezzel a helyi környezet- és természetvédelem hiányosságaira. Mindez felhívja a figyelmet arra, hogy a természetvédelmi területek határainak kijelölésekor, különösen a karsztvidékeken, nem elegendő a terület egyszerű jogszabályok által történő izolálása. A környező térszíneken bekövetkezett változások a védelem alatt álló területen is tükröződnek, ezért a természeti értékek fennmaradását biztosító folyamatok fenntartására kell törekedni. A fenti tanulmány hazánkban is fontos kérdéseket vethet fel karsztterületeink védelmében és a természetvédelmi területek határainak kijelölésekor. A kutatás a JSPS P99735 nyilvántartási számú kutatói ösztöndíj keretében készült. IRODALOM Aley, T. - Aley, C. (1986) Effects of land management on cave and water resources, Dry Medicine Aley, T. (2000) Water and land-use problems in areas of conduit aquifers. in.: Klimchouk, A.B. et. al. (ed.) Speleogenesis - Evolution of karst aquifers. Nat. Spel. Soc. Inc., Alabama, USA, pp. 481-484. Aley,T.J. - Williams, J.H. - Massello, J.W. (1972) Groundwater contamination and sinkhole collapse induced by leaky impoundments in soluble rock terrain. Missouri Geological Survey and Water Resources, Engineering Geology Monographs, ser. 5, 32 p. Bárány-Kevei I. (1998) Land Degradation on some Hungarian Karst. Proceed. Of the Int.Seminar on Land Degradation and Desertification, IGU Comission on Sustainable Development and Management of Karst Terrains. Abstract Book. Avveiro. p. 6. Bárány-Kevei I. (2001) Human Impact on Hungarian Karst terrains. Fifth Int. Conference on Geomorphology. Abstracts of Conference papers. Tokyo, Japan. p. 16. Eberhard, S.M. (1995) Impact of a limestone quarry on aquatic cave fauna at Ida Bay in Tasmania. Paper presented at 11th Conf., Australian Cave and Karst Management Association, Tasmania. Gillieson, D.S. (1989) Effects of land use on karst areas in Australia. in.: Gillieson, D.S. Smith, D.I. (ed.) Resource Management in Limestone Landscapes: International Perspectives. Dep. of Geogr. and Oceonogr., Univ. College, Australian Defence Force Academy, Canberra, pp. 43-60. Gillieson, D.S. (1995) Rehabilitation of the Lune River Quarry, Tasmanian Wilderness World Heritage Area, Australia. J. of the Australasian Cave and Karst Management Association, 19. pp. 4-10. Hamilton-Smith, E. Eberhard, S. (2000) Conservation of cave communities in Australia. in.: Wilkens, H. et. al. (ed.) Ecosystems of the world 30 Subterranean ecosystems. Elsevier, Amsterdam, pp. 647-662.
Hirano, K. (1996) Kitakyushui természetkalauz földrajz. Kitakyushu Természettudományi Múzeum p.47. (japán nyelven) Inokura, Y. (1996) Karsztterületek hidrotopográfiája. in.: Onda, Y. et. al. (ed) Hidrotopográfia Hegységi területek vízcirkulációjának és a topográfia változásának kölcsönhatása. Kokkin Kiadó, Tokyo, pp. 217-225. (japán nyelven) Kinosita, K. (1953) Hirao-dai. in.: Kokura város (ed.) Hirao-dai Karszt vol. 2. Kutatási jelentés, Kokura, Japán, pp.1-32. (japán nyelven) Kokura város (ed). (1953) Hiraodai karszt, vol. 2. Kutatási jelentés, Kokura, Japán, p52. (japán nyelven) Lodge Creek Basin, Bighorn Mountains, Wyoming. 6th National Cave Management Symposium, Proceedings, p. 79-92. Tsuchida, K. (1970) A Hirao-dai Karsztfennsík dolináiról. Sekkaiseki, 131. pp. 12-17. (japán nyelven) Urata, K. (1993) A geológiai szerkezet hatása a karsztmorfológiára A Kyushu északi részén elterülő Hirao-dai példája. Japán Földrajzi Társaság Kiadványa, 44. pp. 176-177. (japán nyelven) Urata, K. (1999) Hirao-dai Karst drainage system (3). 25th Conf., Spel. Society of Japan, Akiyoshidai, Abstracts of Conference papers, Japan, pp. 10-11. (japán nyelven) A Japán Természetvédelmi Törvény A Hirao Karsztfennsík védelmére vonatkozó helyi jogszabályok
Fényképek, térképek és ábrák gyűjteménye 1. térkép: A tanulmányozott terület (Urata, K.1999 nyomán). - kőbánya Természetvédelmi terület Védelem nélküli terület Vizsgált terület
1. kép: Hirao Karsztfennsík (Hirao-dai) karros formái 2. kép: Hirao Karsztfennsík (Hirao-dai) dolinái 6
1.ábra: A tanulmányozott terület topográfiai térképe (2001) 2001 1: 25 000 aaaasda KANDA YUKIHASI 7
2.ábra: A tanulmányozott terület összehasonlító topográfiai térképe (1970-2001) bányaterület 2001 1970 25 000 Kanda 25 000 Yukihasi 8
3.ábra: Az 1955-ös állapotot bemutató domborzatmodell a vizsgált terület északi részéről(kanda) 1955 1:25 000 Kanda 9
4.ábra: Az 2001-es állapotot bemutató domborzatmodell a vizsgált terület északi részéről(kanda) 2001 1:25 000 Kanda 10
5.ábra: Az 1970-es állapotot bemutató domborzatmodell a vizsgált terület déli részéről(yukihasi) 1970 1:25 000 Yukihasi 11
6.ábra: A 2001-es állapotot bemutató domborzatmodell a vizsgált terület déli részéről(yukihasi) 2001 1:25 000 Yukihasi 12
7.ábra: Domborzatmodell a terület északi részén található dolinákról (Kanda, 1955) 1955 dolina 1:25 000 Kanda 13
8.ábra: A terület északi részén 1955 és 2001 között végbement változásokat bemutató összehasonlító domborzatmodell (Kanda) 1955 2001 bányaterület dolina 1:25 000 Kanda 14
9.ábra: A terület északi részén 1955 és 2001 között végbement felszíni lefolyás változásokat bemutató, összehasonlító domborzatmodell (Kanda) 2001 1955 1:25 000 Kanda 15
10. ábra: A terület déli részén 1955 és 2001 között végbement változásokat bemutató összehasonlító domborzatmodell (Yukihasi) a meddő anyag felhalmozása bányaterület 1999 1970 1:25 000 Yukihasi 16
3. kép: Meddőhányó a Hirao Karsztfennsíkon (Hirao-dai) 4. kép: Növényzet térhódítása a meddőhányón(hirao Karsztfennsík) 17
11. ábra: A terület déli részén 1955 és 2001 között végbement felszíni lefolyás változásokat bemutató, összehasonlító domborzatmodell (Yukihasi) 1970 bányaterület 2001 1:25 000 Yukihasi 18
1.légifelvétel: A Mitsubishi Cementművek bányaterülete 1981-ben (1:10000) 19