Földhasználati szempontú alkalmasság-vizsgálatok és ökoszisztéma funkciók az Agria innorégióban Őrsi Anna, Kertész Ádám, Tóth Adrienn, Madarász Balázs MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajztudományi Intézet 1112 Budapest, Budaörsi út 45. kertesz.adam@csfk.mta.hu Bevezetés Az ökológiai potenciáltípusok a természeti adottságok szempontjából tekinthetők homogénnek, felhasználás szempontjából azonban nem. Az ökológiai potenciáltípus-térkép elkészítése után azt összehasonlítottuk a jelenlegi felszínborítási térképpel és feltártuk a köztük levő eltéréseket, konfliktusokat, melynek alapján megvalósítható a földhasznosítás optimalizálása. Korábban az ökológiai potenciáltípus-térképet topográfiai térképek alapján manuálisan készítették el, viszonylag nagyobb, homogén területfoltokat lehatárolva. Jelen kutatásaink során a számításokat a térinformatika nyújtotta lehetőségek kiaknázásával végeztük el, melynek köszönhetően sokkal részletesebb, árnyaltabb eredményhez jutottunk. Mező- és erdőgazdálkodási összetett alkalmassági térkép összeállítása Anyag-módszer A mintaterületről rendelkezésünkre állt a CORINE felszínborítási adatbázis (BÜTTNER G. et al. 2002) 2006-ból, az SRTM adatbázis (RABUS B. et al. 2003), az AGROTOPO adatbázis (RISSAC 1991) és az Országos Vízmosás Kataszter (KERTÉSZ et al. 2012). A számításokat az ArcMap programban végezük. Először a domborzatmodellből lejtőszög- és kitettség térképet hoztunk létre, majd az Országos Vízmosás Kataszterből vízmosás sűrűség térképet készítettünk. A domborzatmodellből lefolyás-irányt, majd völgyhálózatot rajzoltunk ki, az AGROTOPO adatbázisból pedig leválogattuk a vízhatású talajokat. Az ökológiai potenciáltípus-térképen a következő kategóriákat (PAPP S. 2010) különítettük el: Szántóföldi növénytermesztésre talajvédelem nélkül is alkalmas területek: 0-5% lejtés Szántóföldi növénytermesztésre talajvédelem bevezetésével alkalmas területek: 5-17 % lejtés és északias kitettség Szőlő-és gyümölcstermesztésre alkalmas területek: 12-25% lejtés és délies kitettség Erdőtelepítésre alkalmas területek: 25%-os lejtés felett minden terület, 17% lejtés felett az északias kitettségű területek, a vízmosásokkal szabdalt területek és a 300 m feletti területek Rét és legelőgazdálkodásra alkalmas területeknek: ahol réti, illetve öntéstalaj van Vizes élőhelyek: völgyek alján A települések területét kivontuk a vizsgálatból.
A vizsgálat további részében arra kerestünk választ, hogy a jelenlegi földhasználat mennyire igazodik a természeti adottságokhoz (ökológiai potenciálhoz). Ehhez az ökológiai potenciáltípus-térképet összehasonlítottuk az CORINE felszínborítási adatbázissal, amelyeket az ökológiai potenciáltípus-térképen megtalálható kategóriáknak megfelelően vontunk össze. Mivel a CORINE adatbázis a szántók esetében nem különíti el a talajvédelmet, így a következő hét kategóriával dolgoztunk: antropogén felszín, szántók, szőlők és gyümölcsösök, füves területek (rét, legelő, gyep), erdős-cserjés területek, vizes élőhelyek. Eredmények 1. ábra A mintaterület ökológiai potenciáltípus-térképe Az ökológiai potenciáltípus-térkép 1. ábra szerint szántóföldi művelésre talajvédelem nélkül is mintaterületünk leglaposabb, déli része alkalmas, e területek a völgyek alján ennél északabbra nyúlnak. Az északi (főleg a bükki) területek erdő telepítésére alkalmasak. A kettő között fekvő közepes lejtésű (5-25%) terület közül az északi kitettségű területeket szántóföldi művelésre talajvédelem bevezetése mellett javasoljuk, a délies kitettségű területek pedig szőlő és gyümölcstermesztésre alkalmasak. Ezeket a területeket erdő telepítésére javasolt területek szakítják meg, melyeken a vízmosás- veszélyeztetettség miatt nem javasoljuk a mezőgazdasági művelést. Vizes élőhelyeket a völgyekben jelöltünk ki, ezek a hegy- és dombvidéki, valamint az alföldi területeken egyaránt megtalálhatók. Rét-és legelőgazdálkodásra az ökológiai potenciáltípus térkép szerint csak a nagyobb vízfolyások (Tarna, Eger-patak, Hór-patak) allúviumai megfelelőek. Az ökológiai potenciáltípus-térképet összehasonlítottuk a CORINE felszínborítási adatbázissal. 2006-ban a földhasználat 46%-a folyt az ökológiai potenciálnak megfelelő területen. Ez természetesen nem azt jelenti, hogy a földhasználat 54%-a teljesen alkalmatlan területen zajlik, hiszen egyes területek több növénykultúra termesztésére is alkalmasak, másfelől a gazdaságossági szempontokat is figyelembe kell venni: sokszor az ökológiai potenciáltípus-térkép túlságosan elaprózott, ugyanakkor gazdaságossági szempontjából a nagyobb homogén területek kedvezőbbek lehetnek. Ilyenkor a lokálisan jelentkező kedvezőtlen adottságokat meliorációs beavatkozásokkal kell javítani.
% szántó Szőlőgyümölcsös Rét-legelő Erdő Vizes élőhelyek szántó 57,49 14,52 11,85 5,38 10,76 100 Szőlőgyümölcsös 47,54 31,52 1,38 14,40 5,16 100 Rét-legelő 34,57 26,15 2,34 24,37 12,57 100 Erdő 15,52 14,29 0,18 62,74 7,27 100 1. táblázat. A földhasználat és az ökológiai potenciál kapcsolata ez egri modellrégióban 2006-ban az egyes földhasználati típusok százalékában kifejezve Az 1. táblázat megmutatja, hogy az egyes földhasználati típusok hány százaléka milyen ökológiai potenciálú területen zajlik az egyes földhasználati típusok százalékában kifejezve. A szántóföldek 57%-a szántónak alkalmas területen található, 15%-a szőlőnek, 12%-a rétlegelőnek alkalmas területen van. Az nem feltétlenül rossz, hogy a szőlőnek alkalmas területen is szántó van, ha a lejtés 17% alatti és megfelelőek a talajadottságok. A szőlők közel 50%-a szántóföldi művelésre is alkalmas területen található, ezek az északias kitettségű lejtők, amelyek a délies lejtőkkel mozaikosan helyezkednek el, viszont a szőlőtermesztés főleg nagyobb, összefüggő táblákon történik. A szőlők további 14%-a erdőnek alkalmas helyen található. Ez nem kedvező, mert erózióveszélyes akkor is, ha túl meredek a terület és akkor is, ha már eleve vízmosásokkal szabdalt. A rétek-legelők 35%-a szántónak alkalmas területen van és csak 2%-a van rétnek alkalmas területen. Ebben az eredményben közre játszhat talajtérképük nem eléggé részletes volta (1: 100 000-s méretarányú). A kisebb vízfolyások allúviumán, ahol valójában rétek és legelők találhatók, nem jelöl réti, illetve öntéstalajt (a térkép a kis lejtés miatt szántónak veszi azokat), csak a nagyobb vízfolyások allúviumán, ahol viszont már szántóföldi növénytermesztés zajlik. Az erdők kétharmada erdő telepítése szempontjából legkedvezőbb adottságú területen van, itt a legnagyobb az egyezés az ökológiai potenciálhoz viszonyítva. A völgyekben jelölt vizes élőhelyek túl keskenyek ahhoz, hogy az 1:50 000-es méretarányú CORINE adatbázisban ábrázolásra kerüljenek. Szőlő- és gyümölcstermesztésre legalkalmasabb területek kijelölése A szőlőtermesztésre való alkalmasság értékelésére a legjobb módszernek a szőlő termőhelyi kataszter értékelését találtuk. A szőlő termőhelyi kataszter célja a mezőgazdaságilag művelt területek minősítése és nyilvántartása a szőlőtermesztésre való ökológiai alkalmasság alapján. A kataszter a helyszíni felvételezések alapján 400 pontos termőhelyi értékelő rendszert alkalmaz az ökológiai jellemzők megadására. A 190 értékpontot el nem érő területek szőlőtermesztésre alkalmatlanok. Nem rögzíthető továbbá az építési területbe tartozó vagy építési területnek kijelölt földterület sem. A tényezőcsoportok elemzése alapján megadható a terület minősítése és besorolása: I. osztály, szőlőtermesztésre kiváló adottságú; II.1. osztály, szőlőtermesztésre kedvező adottságú; II.2. osztály, szőlőtermesztésre alkalmas.
Kitűnik, hogy a termőhelyi alkalmasságot leginkább meghatározó tényezőnek a terepviszonyok, azon belül pedig a lejtésszög és égtáji kitettség tekinthetők. 2. ábra: A szőlőterületek és a szőlő termesztésére alkalmas további területek a Modellrégióban Ezt kiegészítettük a jelenleg is szőlőként hasznosított területekkel. A többi alkalmas (zölddel jelölt) területen telepíthetőek további szőlőültetvények (2. ábra). Ezek jelenleg nagyrészt szántóként vannak hasznosítva, kisebb részt füves vagy erdős-cserjés területek. Szántóföldi növénytermesztésre legalkalmasabb területek kijelölése Mezőgazdasági alkalmasság-vizsgálat, a talajalkalmasság értékelése A vizsgálatot ÁNGYÁN J. (2003) munkája alapján végeztük el. Kilenc tényező számításba vételével talajalkalmasság térképet készítettünk (3. ábra): Lejtés, talajértékszám, aranykorona-érték, talajtípus, fizikai talajféleség, vízgazdálkodás, kémhatás-mészállapot, szervesanyag-tartalom, talajvastagság.
3.ábra: Az Ángyán-féle talajalkalmassági index értéke a mintaterületen Az eredeti index kiszámításához szükséges klimatikus adatokhoz nem tudtunk hozzáférni, így olyan alkalmassági vizsgálatot kerestünk, amihez minden adat elérhető, így esett a választásunk a következőkben ismertetett módszerre. Mezőgazdasági alkalmasság-vizsgálat A mezőgazdasági alkalmassági vizsgálatot a GYENIZSE P. (2004) módszere alapján is elvégeztük. Ez a módszer két tényezőcsoport (éghajlat és talaj) 8-8 paraméterét pontozással értékeli. (A klímaalkalmasság esetén: az átlagos évi csapadék, a hőségnapok száma, a fagyos napok száma, a tavaszi kalászosok tenyészidőszakának középhőmérséklete és csapadéka, a kapásnövények tenyészidőszakának középhőmérséklete és csapadéka, a lejtőkitettségből adódó mikroklimatikus hatások, a talajalkalmasság esetén: a talaj típusa és altípusa, fizikai félesége, vízgazdálkodási tulajdonságai, kémhatása és mészállapota, szervesanyag-készlete, termőrétegének vastagsága, valamint a talajértékszám és a lejtőszög.) Ezek összeszorzásával kaptuk meg a talaj- és klímaalkalmassági (4. ábra), majd a mezőgazdasági alkalmassági értékszámot (5. ábra). Eredmények 4. ábra: Talaj- és klímaalkalmasság GYENIZSE P. módszere alapján
5. ábra: Mezőgazdasági alkalmasság GYENIZSE P. módszere alapján A szántóföldi növénytermesztés klimatikus feltételei a modellrégió északnyugati részén a legkedvezőbbek, viszont a talajadottságok a déli, alföldi területeken a legjobbak. Az eredményeket összevetettük korábbi vizsgálatainkkal (az Ángyán féle talajalkalmasságvizsgálat, ökológiai potenciáltípus-térkép) a védett területek térképével és a szántóföldi művelés alatt álló területekkel, feltártuk a köztük levő hasonlóságokat és ellentmondásokat. Szerencsésnek mondható, hogy a védett területek a mezőgazdasági művelésre kevésbé alkalmas területeken találhatók. Legtöbb esetben a kedvezőbb adottságú területeket művelik, viszont két kivételt is találtunk (ahol gyengébb adottságú területen folyik szántóföldi művelés) Sirok és Verpelét területén. További vizsgálataink során pont ezeket a területeket találtuk alkalmasnak energianövények termesztésére. A földhasználat megváltoztatását azokon a szántóföldeken javasoljuk, ahol talajerózióra érzékeny területeket művelnek. Ökoszisztéma funkciók értékelése Az ökoszisztéma-szolgáltatások a természet azon javai, szolgáltatásai, melyeket az emberek saját érdekükben felhasználnak. Az emberi élet és minden emberi tevékenység ökoszisztémákon alapul. Az általuk biztosított javak és szolgáltatások létfontosságúak a jólét fenntartásában, valamint a jövőbeli gazdasági es társadalmi fejlődéshez. Az ökoszisztéma-szolgáltatások térképi ábrázolását FRÉLICHOVÁ ET AL. (2014) módszere alapján végeztük el (6-22. ábra). Ellátó funkciók: 6. ábra: Termény, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban
7. ábra: Biomassza, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 8. ábra: Fa, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 9. ábra: Vadhús, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 10 ábra: Hal, víz, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban
11. ábra: Erdei termények a faanyagon kívül, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban Szabályozó-szolgáltatások: 12. ábra: Levegőminőség-szabályozás, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 13. ábra: Éghajlat-szabályozás, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 14. ábra: Zavarás-szabályozás, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban
15. ábra: Kártevők elleni védelem, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 16. ábra: Beporzás, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 17. ábra: Vízkörforgás szabályozása, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 18. ábra: Erózió szabályozása, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban
19. ábra: Tápanyag-szabályozás, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 20. ábra: Vízminőség-szabályozás, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban Kulturális szolgáltatások: 21. ábra: Esztétikai értékek mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban 22. ábra: Rekreáció, mint ökoszisztéma-szolgáltatás a modellrégióban
Következtetések Az ökológiai potenciáltípus-térkép a térinformatika alkalmazásával készült; ezt az elvet alkalmazva a jelentős idő takarítható meg a hagyományos módszerekhez képest. Az ökológiai potenciál és a felszínborítás között a legnagyobb egyezést a szántók és az erdők esetében találtuk, a legkisebbet pedig a rét-legelő kategória esetében. Utóbbi a rendelkezésünkre álló talajtérkép kis méretarányával magyarázható. A földhasználatot elsősorban ott szükséges megváltoztatni, ahol erózióveszélyes területeket hasznosítanak, nagyrészt szőlőtermesztésre, kisebb részben pedig szántóföldi növénytermesztésre. A földhasználat változásainak tervezésekor célszerű figyelembe venni a terület ökoszisztéma-szolgáltatásait, ezért végeztünk erre vonatkozó vizsgálatokat is. Mivel a fenntartható fejlődés jegyében vizsgáljuk a modellrégió ökoszisztémaszolgáltatásokban rejlő lehetőségeit, nem lehet a lehető legtöbb szolgáltatás rövid távú kiaknázása a cél. Esetleges további hasznosítható szolgáltatásokat a kulturális szolgáltatások között lehet keresni. Irodalomjegyzék ÁNGYÁN J. (2003) A környezet- és tájgazdálkodás agroökológiai, földhasználati alapozása. MTA doktori értekezés, Szent István Egyetem, Gödöllő, 163 p. BÜTTNER, G., FERANEC, J., JAFFRAIN, G. (2002) Corine land cover update, European Environment Agency, Copenhagen, Denmark. FRÉLICHOVÁ, J., VAČKÁŘ, D., PÁRTL, A., LOUČKOVÁ, B., HARMÁČKOVÁ, Z. V., LORENCOVÁ, E. (2014): Integrated assessment of ecosystem services in the Czech Republic. Ecosystem Services 8, 110-117. KERTÉSZ Á, JAKAB G., ŐRSI A., MADARÁSZ B., SZALAI Z. (2012): Magyarország vízmosásainak katasztere. In: MIKA J., DÁVID Á., PAJTÓKNÉ TARI I., FODOR R. (szerk.): HUNGEO 2012: Magyar Földtudományi Szakemberek XI. Világtalálkozója: korszerű földtudományi oktatás versenyképes gazdaság. Eszterházy Károly Főiskola. pp. 85-90. KOHLHEB, N., KRAUSMANN, F. (2009): Landuse change, biomass production and HANPP: The case of Hungary 1961 2005 Ecological Economics 69 292 300. RABUS, B., EINEDER, M., ROTH, A., BAMLER, R. (2003): The shuttle radar topography mission- a new class of digital elevation models acquired by spaceborne radar. Photogramm. Rem. Sens. 57. pp. 241 262.