Erdészeti ökológia Vígh, Péter Varga, Zoltán Traser, György Szodfridt, István Standovár, Tibor Somogyi, Zoltán

Ilyen számításokat Szodfridt (1981) végzett a hazai bükkösök különböző erdőtípusainak (Majer, 1964) összehasonlítása céljából. Munkájához a Járótól átengedett termőhelyvizsgálatok talajadatait használta fel. A vizsgálati helyeken a növényzetet is felvételezték az erdőtípusba sorolás érdekében. Így alkalom adódott a bükkös erdőtípusok vízgazdálkodásának összehasonlítására. E szerint a félszáraz Carex pilosa típus létrejöttéhez 28 napi vízkészlet szükséges, az ugyancsak félszáraz Luzula albida bükköséhez 25 napos, míg az üde Asperula odorata típushoz 39 napi, a félnedves Aegopodium podagraria típushoz 45 napos vízkészlet szükséges. A vízgazdálkodási besorolás tehát megfelelő különbségeket jelez, és sorrendjük helyességéhez is kellő bizonyítékot szolgáltat a számítás.

A vízgazdálkodási besorolás magyarázatot ad az erdők fatermő képességében tapasztalt különbségekre is. A bükkös I–II. osztályú növekedéséhez 39 (± 13) napi vízkészlet szükséges, a III–IV. osztályú bükköséhez 23 (± 11) napi vízkészlet, gyenge, V–VI. osztályú növekedéshez pedig 18 (± 4) napi vízkészlet tárolására képes talaj kell a bükkös övezeten belül. Ezek a számok nyilvánvalóan nem abszolút értékek, azonban durvább összehasonlításra mégis megfelelnek.

2.2.2. A vízháztartás kiadási tételei

Az erdei ökoszisztémák vízháztartásába kerülő víz a rendszert párolgás vagy elfolyás révén hagyja el. Az ökoszisztémát elhagyó víz felszíni elfolyás vagy felszín alatti elszivárgás formájában távozik. Míg a felszíni elfolyás a növényzet számára hasznosíthatatlan, és eróziós hatása miatt is kedvezőtlen, a talajba bejutó víz a talajrétegek víztartalmának feltöltését, a talajvíz képződését idézi elő, így előfeltétele a vízellátásnak.

A párolgás összetevői a csapadék által benedvesített növényi felületről elpárolgó víz, az intercepció, a vízfelületekről és a talajfelszínről közvetlenül elpárolgó víz, az evaporáció, és a transzspiráció. Utóbbi alatt a biocönózis tagjai által aktívan felhasznált vizet, azaz egyrészt a producensek, azaz asszimiláló növények szervesanyag-képzése (asszimilációja) és légzése során, valamint a konzumensek élettevékenysége során képződő, illetve felszabaduló vízmennyiséget értjük. Tekintettel arra, hogy a képződő biomassza döntő részét a fás növényzet állítja elő, a transzspirációt a fás növényzet vízfelhasználása határozza meg. A párolgást meghatározó három összetevő együttesen az erdő evapotranszspirációját határozza meg, ami gyakorlatilag az erdő vízigényével tehető egyenlővé.

Az erdő vízháztartás-egyenlege az előzőkben tárgyalt bevételi tételek, az élő rendszerben tartott vízkészletváltozások és a párolgás–elfolyás kiadásai összegzésével állítható fel. Az erdő vízforgalma a bevételi és kiadási tételek ismeretében vezethető le. Mivel többletvízhatástól független termőhelyeken a vízbevétel egyedüli forrása a légköri csapadék és adott (hosszabb) időszakra az ökoszisztéma vízfogyasztása állandónak vehető, az elfolyás és elszívárgás ismeretében az evapotranszspiráció mennyisége meghatározható.

Az erdő vízháztartását meghatározó, illetve befolyásoló tényezők rendszerét és összefüggéseit az 55. ábra mutatja be.

55. ábra - Az erdő vízháztartása (terv: Kucsera M.)

2.2.2.1. Az intercepciós veszteség

Az intercepciós veszteség az a vízmennyiség, ami a lombozatra, a törzsre jutva ezeket benedvesíti, majd hasznosítatlanul a levegőbe távozik, és ezzel az erdő vízforgalmának kiadási oldalát erősíti (egyúttal természetesen a légnedvességi viszonyokat javítja). Ez a vízmennyiség jelentős, a fafajtól, az erdő korától, a koronazáródásától, a szintezettségétől és még számos tényezőtől függ. Hazánk erdeiben elsőként, korát messze megelőzően, végzett intercepciós méréseket az egykori selmecbányai tanár, Bencze Gergely (1902). Az általa kialakított mérési berendezések közül a törzsön lefutó víz mennyiségi meghatározását szolgáló galléros megoldást ő alkalmazta először. Az elmúlt évtizedek számos mérési adata közül példaként Führer (1994) bükkösökre, lucfenyvesre és kocsánytalan tölgyesre vonatkozó eredményeit mutatjuk be (37. táblázat).

37. táblázat - Erdei ökoszisztémák szervesanyag-képzésre fordítható vízbevétele (Vb) 5 év átlagában a tárolási (XI-IV. hónapok) és a fő felhasználási szakaszban (V-VII. hónapok), valamint összesen (XI-VII. hónapok) (Führer nyomán)

1988–1992	Bükkös				Kocsánytalan tölgyes				Lucfenyves
hónapok	P	Esu	Es	Vb	P	Esu	Es	Vb	P	Esu
	mm				mm				mm
XI–IV. V–VII. XI–VII.	278 313 591	69 100 169	42 41 83	167 172 339	259 303 562	65 92 157	41 24 65	153 187 340	240 293 533	90 116 206

P = szabad területi csapadék, Esu = intercepciós veszteség, Es = avarintercepció, Vb = szabadtéri csapadék – intercepciós vesztesség

A bemutatott adatok azt jelzik, hogy a legnagyobb benedvesedési kapacitással a lucos (5,11 mm) majd a bükkös (3,53 mm) végül a legkisebbel (3,11 mm) a kocsánytalan tölgyes rendelkezik. Általában a lombos állományok csapadék-visszatartása (26%) jelentősen kisebb a fenyveseknél (35%). Mindez fafajválasztási problémák esetén is segíti a helyes döntést. Vagyis ha hatásvizsgálatot készítünk pl. egy lucfenyő-telepítés és egy őshonos lombos fafajú erdő számára, akkor mérlegre kell tennünk azt a tiszta, ivóvíz minőségű vízben beálló veszteségértéket is, amennyivel csökken az erdő talajába beszivárogni képes és onnan a vízforrásokba továbbvándorló víz mennyisége. Ugyanakkor erózióveszélyes területeken a fenyvesek telepítése hatékonyabb védelmet adhat a talajpusztulás megállításában.

2.2.2.2. A fafajok és erdők vízigénye és felhasználása

Nagyon kevés mért vizsgálati adat áll rendelkezésre a fafajok vízigényének ismeretéhez. Mindez sajnálatos, mert amíg ez ennyire megoldatlan, nagyon nehéz a vízgyűjtő méretű vízkészlet-gazdálkodást pontosabban megtervezni. Hazai körülmények között Járó szolgáltatott a legszárazabb vidék, az alföld erdeinek vízigényéhez tájékoztató jellegű adatokat (38. táblázat). Az adatok jelzik, hogy az alföld homokján a kocsányos tölgyes vízigényének feléből megél a honosított fenyves, de jóval kisebb az akácos igénye is. Vagyis vannak víztakarékos fafajok és nagy vízfogyasztók. Utóbbiak nem képesek a csapadék vizéből megélni, kiegészítő vízforrásra van szükségük.

38. táblázat - Alföldi fafajok évi vízigénye (Járó nyomán)

Fafaj	Évi vízigény (mm)
Kocsányos tölgy	441
Akác	273
Nemes nyár	680
Hazai nyár	680
Erdeifenyő	205
Feketefenyő	185

Az erdő vízfogyasztása kora szerint is változik. Az egységnyi szervesanyag-produkcióhoz szükséges vízmennyiséget állandónak tekintve a vízigény kor szerinti változásának tendenciáját a fatermési táblákból (Sopp, 1974) kiolvashatjuk. Pl. erdeifenyves esetén a legnagyobb vízigény a 10 és 32 éves kor között jelentkezik, ilyenkor a legerőteljesebb a növekedés. A vízigény később csökken.

Az egyes fafajok vízigényének megismerését szolgálhatják Polster adatai (in Ghimessy, 1984). A szerző a transzspirációs koefficienst kívánta megállapítani, eb-ből pedig a vízigényt, a fafajok egymáshoz viszonyított sorrendjét határozhatjuk meg. Polster szerint 1 t szerves anyag előállításához az egyes fafajoknak a követ-kező vízmennyiségre van szükségük (m³/ha-ban kifejezve): tölgyek 344, bükk 169, nyír 317, vörösfenyő 247, erdeifenyő 300, lucfenyő 251. Ettől eltérő számadatokat közölt Eidman (in Ghimessy, 1984). A mérések nehézségei miatt biztos és általánosítható adataink nincsenek, de az egyes fafajok között kétségtelenül jelentős különbségek vannak.

2.3. Az erdő hatása a csapadékvíz mennyiségére

Az erdő és víz kapcsolatához tartozik annak eldöntése, van-e az erdőnek hatása a lehulló csapadék mennyiségére. Mai tudásunk szerint az erdő nem növeli a lehulló csapadék mennyiségét. Ezt más tényezők határozzák meg. Az erdő nem jelent akkora páratöbbletet, hogy felette kimutathatóan több lenne a csapadék. Ennek ellenkezőjére vonatkozóan csupán A. E. Hamberg (Molcsanov, 1963) vizsgálatait ismerjük, aki egy 58%-os és egy 17%-os erdősültségű terület csapadékát hasonlította össze, és a nagyobb erdősültség javára 8%-os többletet talált. Ez a közlés még nem ad alapot annak a feltételezésére, hogy egy esetleges erőteljes hazai erdőtele-pítés csapadéknövelő hatású lenne. A Duna–Tisza közén a második világháborút követő erőteljes erdősítési munka nyomán ma már az erdőterület több, mint duplájára növekedett, ennek ellenére a meteorológiai észlelések semmiféle csapadéktöbbletet nem jeleznek.

Az erdőnek csapadéknövelő hatásáról Rubner (1952) közöl adatokat, ez az alacsony felhőkből és ködből erdők kifésülte csapadéktöbbletre vonatkozik. Rubner májustól szeptemberig tartó mérések szerint ezen a réven 5 mm alatti többletet tudott megállapítani, vagyis jelentéktelen mennyiségről van szó.

2.4. Az erdők hatása a regionális vízkészletre

Vízkészlet-gazdálkodás csakis vízgyűjtő szintű méretben tervezhető, ezért ha az erdőknek a vízkészlet-gazdálkodásban betöltött szerepét értékelnünk kell, nem lehet csak a helyi szempontokat mérlegelni, hanem nagyobb térségi kapcsolódást kell figyelembe venni. Erre jó példát alakítottak ki Dél-Afrikában (Bosch–Hewlett, 1982).

Ebben az országban minden erdőtelepítési művelet előtt számítást kell készíteni a telepített erdők várható vízfogyasztásáról, és csak akkor engedélyezik a műveletet, ha a szükséges vízkészlet rendelkezésre áll. Az erre vonatkozó kutatási eredmények közül néhány, nálunk is alkalmazható megállapítást idézünk:

• 
  csökkenő erdőterülettel növekszik a vízgyűjtők vízhozama,
  
• 
  egyes erdőgazdálkodási műveletek nagyon eltérő hatásúak a tartamos vízhozamra nézve,
  
• 
  az evapotranszspiráció növekedése az egész vízgyűjtőben ekvivalens vízhozamcsökkenéssel jár.
  

Fentieket megerősíti Bosch–Smith (1989) közlése is. E szerint a mediterrán cserjés növényzet eltávolítása, majd eukaliptusz ültetése utáni vízhozam nagyságát határozták meg egy vízgyűjtőben (mintegy 400 mm évi csapadékú helyen). A művelet kezdetben 20 mm évi vízhozam-növekedést jelzett, az eukaliptusz ültetése utáni harmadik évben azonban már 200 mm-es csökkenést észleltek. Ezt a nagy csökkenést az eukaliptusz és az eredeti vegetáció közötti transzspirációkü-lönbözetnek tulajdonították.

Az erdőnek a vízkészletre gyakorolt hatását hazai viszonyok között alig ismerjük. A talaj-előkészítések különböző módjainak, a hektáronként ültethető csemeteszámnak, a talajápolásoknak, erdőnevelési műveleteknek vízkészletre gyakorolt hatását számszerűen nem vagyunk képesek megmondani, mindez nagyon hátráltatja a víztakarékos erdőgazdálkodás kialakítását olyan térségekben, amelyek amúgy is vízhiánnyal küzdenek, elsősorban az Alföldön.

Összefoglalóan azt mondhatjuk, hogy az erdő vízkészlet-gazdálkodása sokisme-retlenes egyenlet, amelynek részleteit még nem ismerjük a szükségesnek meg-felelő pontosságig. Megfelelő modellszámítás fejlesztése oldja meg majd ezt a gondot, remélhetőleg a közeljövőben már erre is sor kerülhet.

Nem lenne teljes az erdők és a vízkészlet-gazdálkodás viszonyának tárgyalása, ha nem szólnánk arról az alföldi körülmények között kedvező hatásról, amelyet a zárt erdők és erdősávok a mögöttes szántóként művelt talajok vízkészletének megőrzésében tanúsítanak. Gál J.–Káldy J. (1977) adatai szerint az ily módon megtartott nedvesség nyomán a mezőgazdasági területek terméseredménye gazdasági növényenként eltérő, átlagosan 8–10%-os mértékű emelkedést mutat.

Más vegetációformákkal egybevetve az erdő árnyékoló és szélvédelmi hatása, valamint az avartakaró révén a talajról történő evaporációt korlátozza, mértéke mintegy 10%-ra tehető. Ennek ellenére összességében az intercepciós és evaporációs veszteség az erdőben a legnagyobb (39. táblázat), így a talajba jutó vízmenynyiség is erdő alatt kevesebb, mint pl. mezőgazdaságilag művelt területen. Az erdő és a füves vegetációformák összehasonlításában ezért általában az erdőt nagyobb vízfogyasztónak tartják. Így pl. az elmúlt évtizedekben megfigyelt alföldi talajvízszint-csökkenést összefüggésbe hozzák a széles körű erdőtelepítéssel (Major és Neppel, 1988). A különböző területhasznosítási formákat egybevetve, a csapadékmennyiséghez viszonyított összes párolgás erdő esetén (70%) valóban alig kevesebb, mint vízfelületen (73%), ugyanakkor jóval kevesebb mezőgazdasági hasznosítás esetén (39. táblázat), a legalacsonyabb vegetáció nélküli talajfelszínen (30%). Ezt a látszólagos hátrányt az erdő víztartó képessége és általános védelmi szerepe egyenlíti ki. Csak ezzel magyarázható, hogy Járó és Sitkei (1995) Lajosmizse környékén végzett vizsgálataik során nem találtak összefüggést a talajvízszint-ingás és a különböző földhasználati módok (nemesnyáras, a szántó és gyep) között. Ebből arra következtettek, hogy a közismerten vízigényes ültetvények még közvetve sem lehetnek okozói a talajvízszint csökkenésének.

39. táblázat - A párolgási formák egymáshoz viszonyított megközelítő százalékos arányai eltérő területhasznosítás esetén (Führer adatai alapján)

Megnevezés	ETsu	%	Evaporáció	Intercepció	Transzspiráció
Erdő	70		10	30	60
Rét	58		25	25	50
Gabona	35		45	15	40