Prof. Dr. Várallyay György Felkészülés a klímaváltozásra Környezet–kockázat –társadalom KLIMAKKT c. Projekt Prof. Dr. Várallyay György Program Tanács ülése, Budapest, 2007. június 12.

Konzorciumi tag MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet (MTA TAKI, Budapest) Igazgató: Prof. Dr. Németh Tamás, az MTA lev. tagja Témafelelős: Prof. Dr. Várallyay György, az MTA rendes tagja, kutatóprofesszor Tagok: Bakacsi Zsófia tudományos főmunkatárs, PhD Farkas Csilla tudományos főmunkatárs, PhD Fodor Nándor tudományos főmunkatárs, PhD Munkatársak: Hagyó Andrea tudományos munkatárs, MSc Tóth Eszter tudományos munkatárs, MSc Koós Sándor tudományos munkatárs, MSc

Talaj, mint a klímaváltozásból adódó kockázatokat. – felerősítő, Talaj, mint a klímaváltozásból adódó kockázatokat – felerősítő, – tompító, – jelentősen módosító tényező A talaj – mint a természet hatalmas hő-, víz-, tápanyag- és potenciális hulladéktároló rendszere; – mint a természeti okok miatt vagy emberi beavatkozások következtében végbemenő stresszhatások pufferközege; – mint szűrő- és dotoxikáló rendszer nagymértékben módosíthatja, sőt esetleg kiolthatja a klímaváltozásból adódó kockázatokat, beleértve azok káros ökológiai, ökonómiai és társadalmi következményeit.

A talaj Magyarország legnagyobb (potenciális) természetes víztározója Légköri csapadék (500–600 mm) 50–55 km³/év A talaj felső 0–100 cm-es rétegének potenciális vízbefogadó/víztároló képessége (VKt) 30–35 km³/év Folyók évi hozama Balaton tó 110–120 km³/év ~ 2–2.5 km³

Szélsőséges vízháztartási helyzetek árvíz belvíz vízfelesleg túlnedvesedés szárazság, aszály vízhiány Okok: légköri csapadék nagy és szeszélyes tér- és időbeni variabilitása eső-hó arány, hóolvadás körülményei domborzat [makro, mezo, mikro] talajviszonyok vegetáció talajhasználat Következmények: vízveszteség ~ párolgás ~ felszíni lefolyás ~ szivárgás talajveszteség [szerves anyag, tápanyagok …] biota- és biodiverzitás- veszteség növényveszteség (pusztulás, károsodás) termésveszteség (mennyiség, minőség) energiaveszteség

A talaj potenciális vízraktározó képességének kihasználását korlátozó tényezők: telt palack befagyott palack ledugaszolt palack alul lyukas palack oldalt lyukas palack

Vízháztartás-megoszlás

Célkitűzésünk a valószínűsíthető klímaváltozási szcenáriók talajtani hatásainak integrált, a talaj víz- és anyagforgalmára, valamint a talajdegradációs folyamatokra kiterjedő vizsgálata, továbbá olyan beavatkozási stratégiák kidolgozása, melyek alkalmasak az esetleges káros hatások megelőzésére, mérséklésére. Elvégzendő feladatok  1. Vízforgalmi kockázatelemzések: a klímaváltozás hatásának értékelése a talaj vízgazdálkodására 2. Anyagforgalmi kockázatelemzések: a klímaváltozás hatásának értékelése a talaj anyagforgalmára és a talajdegradációs folyamatok alakulására 3. Beavatkozási stratégiák kidolgozása a klímaváltozás következtében esetlegesen bekövetkező káros hatások mérséklése és kiküszöbölése érdekében

Vízforgalmi kockázatelemzések Mintaterületek: Józsefmajor, talajművelési tartamkísérlet, mészlepedékes csernozjom talaj Bodrogköz, VTT mintaterület (főként réti és öntéstalajok) Vizsgált klímaszcenáriók: Referencia-időszak: 1960-1990 A Hadley Centre által elkészített, leskálázott A2 és B2 szcenáriók a 2070-2100 közötti időszakra Modellmódszer alkalmazása: Adatgyűjtés (modell input adatok, kezdő- és peremfeltételek) Referencia mérések végzése (talajnedvesség-mérések) A modell kalibrációja Modellfuttatások a referencia időszakra Reprezentatív évek kiválasztása a rendelkezésre álló 30+30 éves napi adatokat tartalmazó klímaszcenáriók közül Modellfuttatások az A2 és B2 szcenáriókat reprezentáló évekre

A SWAP modell adaptációja a józsefmajori termőhelyre a víztartó-görbe szezonális dinamikájának figyelembe vételével A mért és szimulált talajnedvesség-dinamika a lazítással kombinált tárcsás kezelésben A mért és a szimulált adatokból meghatározott összes vízkészlet a talaj felső 80 cm-es rétegében a kultivátoros kezelésben

A modellfuttatások során használt referencia-évek kiválasztása B2_0,5 A2_1,0 B2_1,0 REF_1,0 A2_1,0 A2_0.5 REF_0.5 Az éves átlaghőmérséklet és csapadékösszeg eloszlásfüggvénye az eltérő szcenáriók esetében Cs – éves csapadékösszeg (mm) T – évi átlaghőmérséklet

A vizsgált talajművelés rendszerek és a művelési mélység A szimulált talajnedvesség-dinamika alakulása az eltérő kezelésekben 1961-ben és 1990-ben 1961 (csapadékos év) 1990 (átlagos év) A vizsgált talajművelés rendszerek és a művelési mélység DV – direktvetés Sz –szántás (26-30 cm) K1 – kultivátor (12-16 cm) K2 – kultivátor (16-20 cm) T – tárcsázás (16-20 cm) LT – lazítás (40-45 cm) + tárcsázás (16-20 cm)

Az A2, a B2 szcenáriókra és a referencia évekre szimulált talajnedvesség-dinamika kultivátoros kezelés esetében Talajnedvesség-tartalom, v%

Az A2, a B2 szcenáriókra és a referencia évekre szimulált talajnedvesség-dinamika tárcsás kezelés esetében Relatív gyakoriság Referencia A2 szcenárió B2 szcenárió 239 mm 13,3 Co 183 mm 17,4 Co 183 mm 13,6 Co 0,5 488 mm 12,6 Co 375 mm 17,5 Co 390 mm 15,7 Co 1,0 582 mm 9,7 Co 520 mm 14,5 Co 597 mm 13,3 Co Talajnedvesség-tartalom, v%

Adatgyűjtés a bodrogközi mintaterületen vízjárta mély magas ármentes terület ártér ártér terület Az ártéri szintekre jellemző (reprezentatív) talajszelvények kijelölése Négy monitoring-állomás kialakítása, referencia adatok gyűjtése a modellkalibrációhoz A modell input adatállományának létrehozása

Vízforgalmi kockázatelemzések: további feladatok Józsefmajori mintaterület: szélsőséges vízháztartási helyzetek elemzése a modellezési eredmények felhasználásával Bodrogközi mintaterület: a SWAP modell kalibrálása a négy jellemző talajszelvényre modellfuttatások elvégzése a vizsgálandó klímaszcenáriókra a modell területi kiterjesztése finom felbontású talajtani térbeli adatbázis és Kreybig-térképek felhasználásával a talaj vízháztartásának kistérségi szintű jellemzése eltérő klímaszcenáriók esetében

A modellek előrejelzései Anyagforgalmi kockázatelemzések Vizsgált klímaszcenáriók: német ECHAM (Max Planck Inst., Hamburg) angol HADCM (Hadley Centre, Exeter) Az átlagos éves N-felvétel becslésénél az összehasonlítás alapjául az 1980-1989 közötti 10 éves átlagok szolgáltak. A modellek előrejelzései Csapadék, 2050: tél-tavasz nyár-ősz ECHAM +2 % - 2% HADCM +2-7 % -2-10 % Csapadék, 2100: tél-tavasz nyár-ősz ECHAM +3-4 % -3-4 % HADCM +4-10 % -2-14 % Hőmérséklet, 2050: tél tavasz nyár ősz ECHAM +2,2 +2,1 +2,1 +2,1 HADCM +1,9 +1,0 +1,6 +1,6 Hőmérséklet, 2100: tél tavasz nyár ősz ECHAM +3,6 +3,5 +3,6 +3,5 HADCM +3,2 +1,7 +2,7 +2,8

Az átlagos évi N-felvétel becsült változása Magyarországon két éghajlat-változási forgatókönyv mellett, búza és kukorica átlagában Ha csak a hőmérséklet és csapadék várható változásait vesszük figyelembe állandó szén-dioxid koncentráció mellett, (a terméshez hasonlóan) a N-felvételben csökkenésre lehet számítani. 330 mg CO2/kg Növekvő légköri szén-dioxid koncentrációt feltételezve, a N-felvétel növekedése várható. 526 mg CO2/kg 687 mg CO2/kg

Nitrát-N bemosódás változatlan klíma mellett és kétféle klíma-szcenárióval Szimulációs számítások szerint változatlan N-trágyázás mellett a klímaváltozás mindkét éghajlat-változási forgatókönyv alapján számolva csökkenteni fogja a nitrát bemosódást.

Nitrát-N bemosódás várható megyei változásai a következő évszázad folyamán kétféle klíma-szcenárióval A várható megyei kép változatos a talajok, időjárási eltérések, termesztési szokások következtében. Az agrotechnika változása nehezen jósolható meg, pedig nagy hatása lehet a bemosódásra.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!