Köztudott, hogy a talaj illetve a termőföld tápértékét főként a lebontott növényi és állati maradványok adják, ami azt is jelenti, hogy a talajnak jelentős a széntartalma. A talajban raktározott szén mennyisége többszöröse annak, mint ami a légkörben szén-dioxid formájában jelen van, és évtizedek óta próbálnak rájönni a kutatók arra, hogy vajon hogyan fog reagálni a földben megkötött szén a felmelegedésre. Több száz vizsgálatot folytattak ezen a területen, de az eredmények meglehetősen ellentmondók voltak. Volt kísérlet, amely a talaj széntartalmának csökkenését – és ezáltal a légköri szén-dioxid koncentrációjának további emelkedését – valószínűsítette, s olyan is akad szép számmal, amely pont ellentétes folyamatokat jövendöl. Ez utóbbiak szerint a felmelegedés hatására nőni fog a növények produktivitása, ami végeredményben a talajok széntartalmának növekedését is okozhatja.
A Yale Egyetem kutatói által összefogott, de világszerte negyvenkilenc független kísérlet – közöttük magyar kutatók vizsgálatai – eredményeit összegző tanulmány, amely a Nature tudományos folyóiratban jelent meg, sajnos az első, sokkal aggasztóbb forgatókönyv bekövetkeztét valószínűsíti. Mint a Yale honlapján megjelent közleményben írják, az évszázad közepére csak a talajban raktározott szénből 55 milliárd tonna kerülhet a légkörbe a felmelegedés miatt, ami 17 százalékkal növelheti meg az emberi tevékenység következtében kibocsátott szén-dioxid mennyiségét. Mindez pedig veszélyes visszacsatolást, öngerjesztő folyamatot eredményezhet: a több szén-dioxid miatt még nagyobb lesz a felmelegedés, emiatt még több szén szabadul fel a talajból.
A legnagyobb veszélyben az északon fekvő területek vannak. A fagyott állapotban lévő, úgynevezett permafroszt talajok felső rétegeiben a mikrobák aktivitása minimális, a gombák és a baktériumok nem bontották le a felhalmozott szenet – eddig. A felmelegedés hatására azonban robbanásszerűen gyorsulhat a lebontó szervezetek élettevékenysége, és ez a talaj szén-dioxid-kibocsátásának drasztikus erősödésével jár majd. A korábbi vizsgálatok általában csak a mérsékelt övi területekre terjedtek ki, a mostani cikk azonban – kiterjedése és szénraktározó képessége okán indokolt módon – különös hangsúlyt helyez az északi sarkkör táján található permafrosztra. Itt várható ugyanis a legerőteljesebb szénfelszabadulás. De a tanulmány szerint nemcsak a jelenleg még állandóan fagyott talajok vannak veszélyben, hanem más olyan talajok is, amelyeknek magas a széntartalma. Az alacsony széntartalmú talajok ugyanakkor nem bizonyultak érzékenynek a felmelegedéssel szemben.
A világméretű tudományos együttműködés részese volt a MTA Ökológiai Kutatóközpont Ökológiai és Botanikai Intézet kutatócsoportja is, Kröel-Dulay György vezetésével.
„Az összefoglaló tanulmányban szereplő kísérletek nem összehangoltan kezdődtek, csak később vetődött fel az ötlet, hogy az elmúlt két évtizedben világszerte zajló vizsgálatok eredményeit érdemes lenne szintetizálni – mondja Kröel-Dulay György. – A mi kísérletünk 2001-ben indult a kiskunsági homoki gyepekben. Mesterségesen melegítjük a talajt, éjszakára hővisszaverő fóliával fedjük be, hogy ne veszíthessen annyi hőt, és azt figyeljük, hogy a kezelés hatására hogy változik a talaj szénháztartása, víztartalma, és a növények hogyan reagálnak a melegítésre.”
Korábban a hasonló vizsgálatokban általában a talaj szénkibocsátását vagy a növények szénmegkötését vizsgálták, de ezek külön-külön csak a történet felét mesélik el. A végeredmény szempontjából ugyanis a kibocsátás és a megkötés egyensúlya a lényeges, hiszen ettől fog függeni, hogy mennyi szén marad a talajban.
„Kísérletünkben viszonylag csekély, mintegy 0,5 Celsius-fokos talajhőmérséklet-emelkedést sikerült elérnünk. Bár ez kevésnek tűnhet első hallásra, ez három-négy évtizednyi éghajlatváltozás hatásának feleltethető meg. Jelenleg ugyanis körülbelül 0,1 fokkal emelkedik a hőmérséklet évtizedenként. Bár az évtized elején lassult a felmelegedés üteme, az utóbbi három évben egyre gyorsul – folytatja a kutató. – Más kísérletek a mienktől eltérő, aktív melegítést is alkalmaztak, ott néhol 3-5 fokos hőmérséklet-emelésre is volt példa. Éppen a módszerek és a kezelések sokfélesége miatt erős ez a szintézistanulmány.”
A magyar kísérlet eredményei bizonyos tekintetben várhatók voltak. A melegített talajban növő növények vegetációs ideje meghosszabbodott: előbb rügyeztek, és később jött el náluk a lombhullatás. Ez arra utalt, hogy a kezelésnek valóban volt ökológiai hatása. A széntartalom változása már meglepőbb – persze csak akkor, hogyha nem helyezzük az eredményt tágabb kontextusba. Az jött ki ugyanis, hogy dacára a másfél évtizedes melegítésnek, nem változott a talajban őrzött szén mennyisége.
Ez akkor most jó hír? – kérdeztük Kröel-Dulay Györgyöt. „Az eredmény nem meglepő, mivel illeszkedik a többi, hasonló talajokon végzett vizsgálat eredményéhez. Kiderült ugyanis, hogy azok a talajok, amelyeknek kicsi a széntartalmuk – és a kiskunsági homoknak nagyon kicsi –, nem veszítenek sok szenet. Ellenben azok a talajtípusok, amelyek eredetileg rengeteg szenet raktároztak, sokkal többet veszítenek. Magyarul, bár megnyugtató lehet, hogy a homoktalaj nem olyan érzékeny a felmelegedésre, könnyen előfordulhat, hogy ha ugyanezt a kísérletet megismételnénk a magas széntartalmú magyarországi mezőségi vagy erdei talajokon, az eredmények sokkal lehangolóbbak lennének.”
Bár az optimistább elemzők abban reménykednek, hogy a hőmérséklet emelkedésével olyannyira megnövekszik a növények produktivitása, hogy szén-dioxid-felvételük révén ellensúlyozza majd a légkörbe jutott üvegházhatású gázok magas koncentrációját, Kröel-Dulay György óvatosságra int e kérdésben. Vannak ugyanis olyan modellek, amelyek a növények „telítődését” jövendölik, magyarul egy bizonyos hőmérséklet fölött már nem fog tovább nőni a fotoszintézis intenzitása, hanem éppen csökkenhet. Ugyanez a megforduló folyamat lehet érvényes a tengerek szénelnyelésére is. Erre utalnak az amazóniai esőerdő működéséről született legutóbbi eredmények is. Ezek szerint a 20. század utolsó két évtizedében az emelkedő szén-dioxid-koncentrációval együtt növekedett az esőerdő primer produkciója, magyarul a növények által megkötött szén-dioxid mennyisége. Ugyanakkor a 21. század első évtizedére végzett kalkuláció már a megkötött mennyiség csökkenését jelezte.
