A fák az egyik legnagyobb szén-dioxid-reménységünk. Az őket tanulmányozó tudósok támogatása sokkal nagyobb prioritást kellene, hogy élvezzen.
Az emberiség ismeretei arról, hogy az erdők hogyan reagálnak az éghajlatváltozásra, nyugtalanítóan törékenyek. Vegyük például a széndioxid-trágyázást – azt a jelenséget, amelynek során a növények több szén-dioxidot vesznek fel, ahogy annak koncentrációja a légkörben növekszik. Ez az egyik legfontosabb mechanizmus, amellyel a természet eddig megmentett minket az éghajlatváltozás legrosszabb következményeitől, de a jövőbeli pályájáról kevés ismeretünk van. Valójában a kutatók nem teljesen értik, hogy az éghajlatváltozás hogyan hat kölcsönhatásba számos erdei folyamattal. Az összetett, megoldatlan kérdések közé tartozik, hogy az éghajlat felmelegedése hogyan hat az erdők egészségére; hogyan befolyásolja az erdők szén-dioxid-elnyelő képességét; és hogy megváltoztatja-e az erdők által nyújtott ökoszisztéma-szolgáltatásokat. Az erdők az életfenntartó rendszerünk, és komolyabban kellene vennünk a pulzusukat.
A Nature e heti számában megjelent hat tanulmány fontos betekintést nyújt ezekbe a kérdésekbe. Rávilágítanak néhány olyan kihívásra is, amelyet le kell küzdenünk, ha teljes mértékben meg akarjuk érteni az erdőkben rejlő lehetőségeket az éghajlatváltozás elleni küzdelemben. Ezek a kihívások nemcsak magát a tudományt érintik, hanem az erdészekkel való együttműködés, a finanszírozás (különösen az adatgyűjtés terén) és a képzés módját is.
Az erdészeti tudományok tudományágak ötvözete. Az ökológusok és a növénytudósok világszerte több ezer erdőparcellán mérik a fák növekedését, a talaj tápanyagtartalmát és más paramétereket. A fizikusok drónokról vagy műholdakról származó távérzékelési adatok segítségével olyan tényezőket figyelnek meg, mint az erdő magassága és a föld feletti erdei biomassza. A kísérleti kutatók azt vizsgálják, hogyan viselkedhetnek az erdők egy felmelegedő világban az olyan tényezők mesterséges megváltoztatásával, mint a hőmérséklet vagy a szén-dioxid szintje a kísérleti parcellákon. Az általuk generált adatok egy részét egy másik közösség, a modellezők használják fel, akik dinamikus globális vegetációs modelleket (DGVM) hoztak létre. Ezek azt szimulálják, hogy a szén- és vízkörforgások hogyan változnak az éghajlattal, és viszont a tágabb értelemben vett földrendszer- és éghajlati modellekhez adnak információt, amelyek a politikai döntéshozatalt segítik.
A különböző DGVM-ek különböző előrejelzéseket tesznek arra vonatkozóan, hogy az erdők mennyi ideig fogják még elnyelni az antropogén eredetű CO2-t. A különbségek egyik oka, hogy a modellek érzékenyek az erdőkben zajló folyamatokra vonatkozó feltételezésekre. Számos olyan hatás van – többek között a hőmérséklet, a nedvesség, a tűz és a tápanyagok -, amelyeket általában elszigetelten vizsgálnak. Pedig ezek kölcsönhatásban vannak egymással.
Nem minden DGVM veszi figyelembe azt a tompító hatást, amelyet például a talaj foszforhiánya gyakorolhat a szénmegtermékenyítésre. Közép- és Kelet-Amazónia nagy része foszforban szegény, és kutatások kimutatták, hogy a foszforkorlátozás bevezetése a DGVM-ekbe csökkentheti a széndioxid-trágyázási hatást1. Ezen a héten Hellen Fernanda Viana Cunha, a brazíliai Manausban található Nemzeti Amazonas-kutató Intézet munkatársa és kollégái arról számolnak be2 , hogy a talaj szegényes foszfortartalma hogyan korlátozza a szénfelvételt egy idős amazóniai erdőben.
Az anchorage-i Alaska Pacific University munkatársa, Roman Dial és kollégái szerint a hőmérséklet emelkedésével a boreális erdők észak felé történő terjedését szimuláló modellekből is hiányoznak a kulcsfontosságú tényezők3 . Ma arról számoltak be, hogy egy fehérfenyő-populáció meglepően messze északra, az északi-sarkvidéki tundrába vándorolt. Ennek magyarázatához figyelembe kell venni a téli szeleket (amelyek megkönnyítik a hosszú távú terjedést), valamint a mély hó és a talaj tápanyagellátottságát (amelyek elősegítik a növények növekedését).
A modellek gyakran kisszámú “funkcionális fatípuson” alapulnak – például “örökzöld lombhullató” vagy “örökzöld tűlevelű”. Ezeket a típusokat a bolygó több mint 60 000 ismert fafajának viselkedésének helyettesítőjeként választják ki. Az ökológusok azonban egyre inkább rájönnek, hogy az egyes fajok biológiája is számít, amikor a fák éghajlatváltozásra adott reakciójáról van szó.
David Bauman, az Oxfordi Egyetem Környezetváltozási Intézetének munkatársa és munkatársai májusban arról számoltak be, hogy Észak-Ausztrália 24 nedves trópusi parcelláján a fák pusztulása az elmúlt 35 évben megduplázódott (és a várható élettartam a felére csökkent), nyilvánvalóan a levegő növekvő szárazsága miatt4. Ez azonban a 81 domináns fafaj átlaga volt: a pusztulási arányok jelentősen eltérnek a fajok között, és ez az eltérés a jelek szerint a faanyag sűrűségével függ össze.
Peter Reich, a Michigani Egyetem Ann Arbor-i Globális Változásbiológiai Intézetének munkatársa és kollégái most arról számolnak be, hogy a hőmérséklet és a csapadékmennyiség szerény változásai a különböző fajok növekedési és túlélési arányának5 különbözőségét eredményezték a déli boreális erdők fáinál. Azok a fajok, amelyek jól fejlődtek, ritkák voltak.
A több tényező egyidejű vizsgálatának elmulasztása azt jelenti, hogy a tudósok olyan megállapításokat tesznek, amelyek megkérdőjelezik a modellek feltételezéseit. A mérsékelt égövi erdőkben korábban jön a tavasz, és a legtöbb modell azt feltételezi, hogy a vegetációs időszak meghosszabbításával ez növeli a fás szárú biomasszát. A Virginia állambeli Front Royalban található Smithsonian Conservation Biology Institute Smithsonian Conservation Biology Institute munkatársa, Kristina Anderson-Teixeira és kollégái által a mérsékelt égövi lombhullató erdőkben végzett megfigyelések azonban nem találták ennek jelét6.
A modellezők túlságosan is tisztában vannak azzal, hogy modelljeikbe több komplexitást kell beépíteniük, és hogy az egyre nagyobb számítási teljesítmény segítheti őket ebben a törekvésben. De több adatra van szükségük.
Folyamatossági probléma
Ahhoz, hogy a modellek számára átfogó, értékes adatokat lehessen szerezni, folyamatos, hosszú távú megfigyelésekre van szükség, ami a hosszú távú finanszírozás elérhetőségétől függ. Ennek a folyamatosságnak az elérése mind a távérzékelés, mind a földi műveletek esetében problémát jelent. Az előbbi több százmillió dollárba kerülhet, de a hosszú távú adatsorok értéke óriási, amint azt az olaszországi Firenzei Egyetem Giovanni Forzieri által vezetett csoportja bebizonyította. A szerzők 20 év műholdas adatait használták fel annak kimutatására, hogy a világ érintetlen erdeinek közel egynegyede már elérte a kritikus küszöbértéket a hirtelen csökkenéshez. De még a terepi adatgyűjtés, amely ehhez képest fillérekbe kerül, is nehezen teremti meg a pénzügyi biztonságot.
Fontos földi műveletek közé tartozik a Washingtonban székelő Smithsonian Trópusi Kutatóintézethez tartozó Forest Global Earth Observatory (ForestGEO). Ez 7,5 millió egyedi fát figyel meg a világ különböző pontjain. A megfigyeléssel járó munka mennyisége óriási. Jelenleg például a ForestGEO a nyolcadik ötévenkénti összeírást végzi a félsziget Malajziában. Ez magában foglalja a 350 000 fa mindegyikének fajának meghatározását (mintegy 800 faj nő ott), és minden egyes törzs kerületének megmérését. Az összes fa felméréséhez évente 16 szakképzett emberre lesz szükség. A ForestGEO finanszírozásának késedelmes biztosítása miatt a hasonló összeírások olyan országokban, mint Pápua Új-Guinea, Vietnam, Brunei és Ecuador, nem valósultak meg.
Az észak-kueenslandi parcellák jövője, amelyek ritka, 49 évnyi folyamatos adatot szolgáltattak Baumannak, bizonytalan. Az 1970-es évek közepe óta az ausztrál állami kutatásfinanszírozó ügynökség, a CSIRO figyeli őket – kezdetben kétévente, majd újabban ötévente. 2019-ben a CSIRO finanszírozási hiányosságai miatt a parcellák megfigyelését 50 éves gyakoriságra állították át, így a tudósok új finanszírozási források után kutatnak.
A finanszírozás folyamatossága nélkül az olyan szervezetek, mint a ForestGEO, nem tudják felszerelni a kutatókat a szükséges készségekkel, illetve nem tudnak adatokat gyűjteni az egyén egy adott állásban töltött idejénél vagy a finanszírozó ciklusánál hosszabb időszakokra. “Kiképeztünk embereket, majd elvesztettük őket a munkahely bizonytalansága miatt” – mondja Stuart Davies, a ForestGEO vezetője.
Az erdészeti kutatók különböző csoportjai próbálják kezelni ezeket a problémákat. A ForestGEO koordinálja az Alliance for Tropical Forest Science (Szövetség a trópusi erdészeti tudományokért) elnevezésű szervezetet, amelynek célja az adatok megosztásának megkönnyítése, valamint az adatgyűjtés nagy részét végző szakképzett technikusok és tudósok – akik közül sokan az alacsony és közepes jövedelmű országokban élnek – moráljának és karrierjének erősítése.
De olyan ötletesebb finanszírozási mechanizmusokra is szükségünk van, amelyek a hosszú távú megfigyelési területeket kiemelik a három-ötéves finanszírozási ciklusokból. A távérzékelő műholdakat finanszírozó űrügynökségek együttműködhetnének például más finanszírozó ügynökségekkel, hogy a földmegfigyelési küldetések teljes mértékben finanszírozott részét képezzék a földi adatgyűjtésnek – ami végül is elengedhetetlen az eredmények kalibrálásához. A folyóiratok is többet tehetnének a hosszú távú adatsorok előállításának értékelése és ösztönzése érdekében.
És több interdiszciplinaritásra van szükség. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma finanszírozza az NGEE-Tropics (Next-Generation Ecosystem Experiments-Tropics) elnevezésű projektet, amelynek keretében a modellezők a trópusi erdőket tanulmányozó, megfigyeléssel és kísérletekkel foglalkozó empirikus kutatókkal együtt dolgoznak majd az ilyen erdők teljes, folyamatokban gazdag modelljének létrehozásán. Ez bátorító, és az ötletet tovább lehetne vinni. Olyan kezdeményezésre van szükség, amely a tudományágakat összefogja az erdei folyamatok jobb megértését célzó cél érdekében. Egy ilyen kezdeményezés többek között arra ösztönözné a különböző tudományágak kutatóit, hogy projektjeik tervezésekor vegyék figyelembe egymás adatigényét.
Ehhez nem szabad elfelejtenünk, hogy az erdészeti tudományok építménye azokra a hosszú távú adatokra támaszkodik, amelyeket a tudósok évtizedeken keresztül nyerik ki az erdőkből. Az éghajlatváltozás leküzdésének esélyei csekélyek, de tovább csökkennek, ha elfelejtjük a bolygónk megfigyelésének alapjait.
szerk/ford: Tóth János, forrás: Nature 08-18
