Az erdı és az éghajlat közötti kölcsönhatás számszerősítése tekintettel az éghajlatváltozás érvényesülésére Führer Ernı1, Horváth László2, Jagodics Anikó1, Juhász István1, Machon Attila2, Marosi György1, Móring Andrea2 és Szabados Ildikó1 1Erdészeti
Tudományos Intézet 2Országos Meteorológiai Szolgálat
Az agrometeorológia kihívásai és helyzete Magyarországon 37. Meteorológiai Tudományos Napok Budapest, 2011. november 25.
Az erdı ökológiai jelentısége összefügg:
• a termıhely termıképességének fenntartásával • és szervesanyag-termelésével, azaz szénlekötésével.
Ezért az éghajlat jellemzésénél és új erdészeti értelmezésénél a jövıben figyelembe kell vennünk nemcsak a fafajok elterjedését, hanem olyan erdészeti aspektusokat, mint pl. az egyes fafajok növekedési viszonyai vagy a fafajok éven belüli vízfelhasználási szakaszai.
Brennbergbányai bükkös éves kerületnövekedése öt év (1988–1992) átlagában 12
NYUGALMI ÉS KEZDETI NÖVEKEDÉSI CIKLUS
Fİ NÖVEKEDÉSI CIKLUS
BEFEJEZİ NÖVEKEDÉSI CIKLUS
XI-IV.
V-VII.
VIII-X.
TÁROLÁSI IDİSZAK
Fİ FELHASZNÁLÁSI IDİSZAK
FENNTARTÁSI IDİSZAK
8
6
KRITIKUS HÓNAPOK
4 Kimagasló törzsek átlaga Uralkodó törzsek átlaga
2
VII-VIII.
Alászorult törzsek átlaga
26.
X. 10.
27.
IX. 12.
29.
15.
VIII. 1.
18.
VII. 4.
20.
VI. 6.
24.
V. 9.
25.
28.
III. 14.
28.
15.
II. 1.
18.
I. 4.
21.
IV. 11.
-2
XII. 7.
0
XI. 21.
kerület-növekedés ezrelékben
10
mérések idıpontjai
(Führer 1994)
A csapadékból származó vízkészlet csekély mértékő csökkenése mérsékli a magasabb hımérséklet növekedésre gyakorolt pozitív hatását. Az emelkedı hımérséklet, különösen az extrém forró és száraz nyár a vastagsági növekedés további visszaesését eredményezi. Az alacsony lég- és talajhımérséklet, ill. az igen nagy hıség növekedést korlátozó tényezı. Szárazabb ökológiai adottságok mellett, mint pl. ami Magyarországot is jellemzi, a növekedést elsısorban a csapadékhiány korlátozza. A szárazság kedvezıtlen a fotoszintézis számára, vagyis a vízhiány csökkenti a szénfelvételt, továbbá a zárósejtek nedves állapotban nyitják csak ki megfelelıen a sztómákat.
Erdészeti aszályossági index PAI (Pálfai) 100 · HØIV-VIII / CSX-VIII
VK (Führer–Járó) CSVII-VIII / 3 · HØVII-VIII
elvi megfontolásai FAI (Forestry Aridity Index) a fı növekedési ciklus és a kritikus hónapok idıjárási viszonyai meghatározzák a fák szervesanyag-képzését 100 · HØVII-VIII / (CSV-VII + CSVII-VIII)
Az évenkénti FAI és körlapváltozás eltérése az átlagtól 80 FAI
körlapnövekedés
60 40 20
%
0
-20 -40 -60 -80
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Az éves körlapnövekedés és a FAI összefüggése
2
éves körlapnövekedés (cm )
18 y = -2,7383x + 23,162
16
2
R = 0,8167
14 12 10 8 6 4 2 0 2,00
3,00
4,00
5,00 FAI
6,00
7,00
8,00
Klímaosztályok átlagos FAI értéke és hektáronkénti fatérfogata közötti összefüggés 350
312 4,36
gyertyánostölgyes klíma
250
207
3
m /ha
300
bükkös klíma
200
5,51
kocsánytalan tölgyes ill. cseres erdıssztyepp klíma klíma
166
148 150
6,56 7,65
100 4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
FA I
6,50
7,00
7,50
8,00
A dendromassza szénmennyisége a FAI függvényében 350 dendromasszában megkötött szén (t/ha)
bükkös 300 gyertyánoskocsányos tölgyes
250
cseres 200
150
100 4,00
4,25
4,50
4,75
5,00 FAI
5,25
5,50
5,75
6,00
Az erdészeti klímaosztályok átlagos FAI értéke meteorológiai állomások alapján, bükkös klímára korrigált értékekkel csapadék (mm)
KLÍMAOSZTÁLYOK
Bükkös klíma FAI: -4,750 Gyertyános-tölgyes klíma FAI: 4,751-6,000 Kocsánytalan tölgyes ill. cseres klíma FAI: 6,001-7,250 Erdıssztyepp klíma FAI: 7,251-
hımérséklet (°C)
FAI FAI (statisz- (átlagévi tikai adatokból XI-IV. V-VII. VII-VIII. évi átlag VII-VIII. átlag átlag) képzett)
átlag
752
297
259
167
8,8
18,5
4,36
szórás
31,0 25,9
12,5
8,6
0,87
0,79
0,30
átlag
663
267
218
139
9,4
19,6
5,51
szórás
55,4 36,5
15,0
12,8
0,73
0,74
0,41
átlag
598
248
192
118
9,9
20,3
6,56
szórás
43,4 26,1
11,3
8,9
0,61
0,67
0,38
átlag
546
233
174
101
10,4
21,1
7,65
szórás
29,0 18,7
6,6
5,4
0,29
0,39
0,31
4,34 5,48 6,54 7,64 -
A klímaosztályok átlagos csapadékösszegei különbözı éven belüli periódusokban 800
752
csapadékösszeg (mm)
700
évi átlag V-VII.
663
546 455 395
400 300
XI-IV.
598
600 500
V-X. VII-VIII.
350 297 259
313 267
248 192
218 200
167
139
118
100
233 174 101
0
bükkös
gyertyános-tölgyes
kocsánytalan tölgyes ill. cseres
klímaosz tály
erdıssztyepp
A klímaosztályok átlaghımérsékletei különbözı éven belüli periódusokban 25
évi átlag V-VII. átlaghımérséklet (°C)
20
XI-IV. VII-VIII.
V-X. 19,6
18,5 16,6 15,2
21,1
20,3
19,0 17,5
18,2 16,8
17,5 16,2
15
10
8,8
5
2,3
10,4
9,9
9,4
2,7
3,0
3,4
0
bükkös
gyertyános-tölgyes kocsánytalan tölgyes ill. cseres
klímaosztály
erdıssztyepp
Az „erdészeti aszályossági index” (FAI) erdészeti szempontból jellemzi egy hely, vagy akár egy térség átlagos idıjárását, a különbözı fafajok elterjedési területét és növekedési viszonyait. Mivel a mutató idıjárási elemekre épül, ezért – összefüggésben a növekedéssel – csak a többletvízhatástól független és a változó vízellátású termıhelyeken álló erdıkre alkalmazható. Az eredmények ellenırzése és a képlet finomítása további vizsgálatokat igényel.
A csapadék és a hımérséklet évszakos értékeinek változása a 2036–2065. idıszakra, az A1B kibocsátási forgatókönyv alapján az 1961–1990. bázisidıszak átlagához viszonyítva Tavasz:
∆T = +1,3°C ∆P = +4% Nyár:
∆T = +1,8°C ∆P = –2% Tavasz:
∆T = +1,3°C ∆P = +5% Nyár:
∆T = +2,1°C ∆P = –9% Tavasz:
Tavasz:
∆T = +1,4°C ∆P = +4% Nyár:
∆T = +2,0°C ∆P = –10%
∆T = +1,5°C ∆P = –4% Nyár:
∆T = +2,4°C ∆P = –17% (REMO regionális klímamodell, Gálos et al. 2007)
A klímaosztályok területének változása a szcenárió esetén az 1961–1990. bázisidıszakhoz viszonyítva
1961–1990 bükkös klíma gyertyános-tölgyes klíma kocsánytalan tölgyes ill. cseres klíma erdıssztyepp klíma
2036–2065
Az értékelésbe vont erdészeti tájak átlagos csapadék- és hımérsékletadatai száz évre (1901–2000), a bázisidıszakra (1961–1990) és a szcenárióra (2036–2065) vonatkozóan JÚLIUS és AUGUSZTUS hónapok átlaghımérséklete (°C)
24,0
KTT ill. CS
ESZTY
23,5
1901-2000
23,0
GY-T
22,5
1961-1990
22,0
szcenárió 2036-2065
21,5 21,0
FAI=6,00
20,5 20,0
FAI=7,25
19,5 19,0 220
240
260
280
300
320
340
360
380
MÁJUS-JÚLIUS és JÚLIUS-AUGUSZTUS idıszakok csapadékösszege (mm)
400
Az értékelésbe vont alföldi tájak akácosainak átlagos fatermıképessége (FTO) és átlagos FAI értékei közötti kapcsolat 6 y = 0,862x
0,8926
2
R = 0,8529
FTO
5
4
3
5,00
5,50
6,00
6,50
FAI
7,00
7,50
8,00
Az alkalmazott klímaszcenárió szerint 50 év múlva az Alföld északkeleti részérıl is eltőnik a gyertyános-tölgyes klíma, és 85–95%-ban az erdıssztyepp klíma válik uralkodóvá. A faállományok növekedési feltételei az Alföldön a feltételezett klímaváltozás miatt rosszabbodnak, az aszálykárok pedig még gyakoribbakká válnak.
A klímaosztályok elterjedése a FAI alapján a Bakony erdészeti tájaiban Bázisidıszak: 1961–1990
Klímaszcenárió: 2035–2065 Tavasz:
∆T = +1,3°C ∆P = +5% Nyár:
∆T = +2,1°C ∆P = –9% Tavasz:
M – Magas-Bakony
bükkös
K – Keleti-Bakony
gyertyános-tölgyes
D – Déli-Bakony
kocsánytalan tölgyes ill. cseres erdıssztyepp
Fatermési csoportok megoszlása a klímaosztályokban a bázisidıszak (1961–1990), valamint a klímaváltozási forgatókönyv esetén 35000
bázisidıszak
szcenárió
25000
fatermési csoport
20000
jó (I. és II. FTO)
15000
közepes (III. és IV. FTO)
10000 5000
gyenge (V. és VI. FTO)
erdészeti klímaosztályok
KTT-CS
GY-T
B
KTT-CS
GY-T
0 B
terület (ha)
30000
A klímajelzı fafajok hozamai fatermési osztályonként 140 kocsánytalan tölgy cser bükk gyertyán
hozam (eFt/ha/év)
120 100 80 60 40 20 0
I.
II.
III. IV. V. fatermési osztályok
VI.
A klímajelzı fafajok hozam(árbevétel)-változása a Bakony mintegy 45 ezer ha-os területén bázisidıszak
szcenárió
3 000
2 538 hozam (millió Ft)
2 500
2 166 -19%
2 000 1 500
-6% 1 000 500
-33%
0
-18% kocsánytalan tölgy
cser
bükk
gyertyán
Az erdészeti klímaosztályok eltolódnak, a bükkös klíma jelentısen csökken, vagy eltőnik, a kocsánytalan tölgyes ill. cseres klíma területe pedig jelentısen növekszik. A tájcsoport erdeinek fatermıképességi viszonyai rosszabbodnak. A mintaterület klímajelzı fafajainak várható hozama 15%-kal alacsonyabb lesz. Ezért az erdık tartamos fenntartása a távolabbi jövıben kétségessé válhat.
Köszönöm figyelmüket!
A kutatást az OTKA 80305 és 80335 sz. projektek keretében végeztük.
