Felkészülés a klímaváltozásra Környezet–kockázat –társadalom KLIMAKKT c. Projekt Prof. Dr. Várallyay György Program Tanács ülése, Budapest, 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 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 (VK t ) 30–35 km³/év Folyók évi hozama Balaton tó 110–120 km³/év ~ 2–2.5 km³

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

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

Vízháztartás-megoszlás

Célkitűzésünk 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 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 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: A Hadley Centre által elkészített, leskálázott A2 és B2 szcenáriók a 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 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 a szimulált adatokból meghatározott összes vízkészlet a talaj felső 80 cm-es rétegében a kultivátoros kezelésben A mért és szimulált talajnedvesség-dinamika a lazítással kombinált tárcsás kezelésben

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

1990 (átlagos év) A szimulált talajnedvesség-dinamika alakulása az eltérő kezelésekben 1961-ben és 1990-ben 1961 (csapadékos év) A vizsgált talajművelés rendszerek és a művelési mélység DV – direktvetésSz –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 Talajnedvesség-tartalom, v% 239 mm 13,3 C o 597 mm 13,3 C o 520 mm 14,5 C o 582 mm 9,7 C o 488 mm 12,6 C o 375 mm 17,5 C o 390 mm 15,7 C o 183 mm 13,6 C o 183 mm 17,4 C o 1,0 0,5 0 Referencia B2 szcenárió A2 szcenárió

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

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

Vizsgált klímaszcenáriók:Vizsgált klímaszcenáriók: –német ECHAM (Max Planck Inst., Hamburg) –angol HADCM (Hadley Centre, Exeter) Anyagforgalmi kockázatelemzések A modellek előrejelzései Csapadék, 2050: tél-tavasznyár-ősz ECHAM+2 % - 2% HADCM+2-7 %-2-10 % Csapadék, 2100: tél-tavasznyár-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 éves N-felvétel becslésénél az összehasonlítás alapjául az közötti 10 éves átlagok szolgáltak. Az átlagos éves N-felvétel becslésénél az összehasonlítás alapjául az közötti 10 éves átlagok szolgáltak.

Az átlagos évi N-felvétel becsült változása Magyarországon két éghajlat-változási forgatókönyv mellett, búza és kukorica átlagában 330 mg CO 2 /kg 526 mg CO 2 /kg 687 mg CO 2 /kg Ha csak a hőmérséklet és csapadék várható változásait vesszük figyelembe állandó szén-dioxid koncentráció mellett, (a terméshez hasonlóan)Ha csak a hőmérséklet és csapadék várható változásait vesszük figyelembe állandó szén-dioxid koncentráció mellett, (a terméshez hasonlóan) a N-felvételben csökkenésre lehet számítani. Növekvő légköri szén-dioxid koncentrációt feltételezve,Növekvő légköri szén-dioxid koncentrációt feltételezve, a N-felvétel növekedése várható.

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!