Yale Environment 360
Az afrikai szavanna-ökoszisztémák – amelyek közé tartoznak a Serengeti tövisfákkal borított síkságai, a Kruger Nemzeti Park nyílt erdőségei és a Kalahári száraz, vörös homokos szavannái – a kontinens mintegy 70 százalékát foglalják el a Szahara-sivatagtól délre. És egyre több a bizonyíték arra, hogy ezek az ikonikus és biodiverz tájak változnak, mivel a légkörben lévő szén-dioxid növekvő szintje a fák növekedését a fűfélék rovására ösztönzi, ami egyre fásabbá teszi a tájat.
A dél-afrikai szavannákon – ahol a tüzek, a csapadék és a növényevők nyomása évtizedek óta állandó – a kísérleti parcellák 2012-es felmérése a fás növények tömegének jelentős növekedését mutatja, amit a szerzők elsősorban az úgynevezett “CO2-trágyázási hatásnak”, a növények növekedésének a növekvő légköri szén-dioxid okozta fokozódásának tulajdonítanak. A Nature folyóiratban tavaly megjelent modellező tanulmány leírja az afrikai füves területek és szavannák kiterjedt területeinek közelmúltbeli, gyors eltolódását a sűrűbb növényzetű, fásabb állapotok felé, és ez a tendencia várhatóan felgyorsul az elkövetkező évtizedekben, ahogy a légköri CO2-koncentráció emelkedik. Már most vannak arra utaló jelek, hogy a nyílt terepen élő állatok, például a gepárd, szenvednek a szavanna fásabbá válásával.
Ez a tendencia nem korlátozódik Afrikára. Egy múlt hónapban közzétett ausztrál tanulmány, amely részben műholdas adatokra támaszkodott, arra a következtetésre jutott, hogy a lombozat borítása a meleg, száraz területeken világszerte mintegy 11 százalékkal nőtt az elmúlt három évtizedben a magasabb CO2-szint miatt. Randall Donohue és kollégái a CSIRO néven ismert ausztrál nemzeti tudományos ügynökségnél és az Ausztrál Nemzeti Egyetemen azt mondták, hogy a CO2-trágyázás hatása “ma már jelentős szárazföldi felszíni folyamat”, amely a bolygó nagy részén alakítja az ökoszisztémákat.
Guy Midgley, egy neves dél-afrikai éghajlatkutató, aki több tanulmány szerzője a CO2-trágyázásról, azt mondta, hogy az ausztrál tanulmányban leírt szárazövezeti zöldítés növekedése “fenomenális”. A tanulmány szerinte értékes adalék ahhoz az egyre növekvő bizonyítékhalmazhoz, amely szerint a légköri szén-dioxid-koncentráció emelkedése közvetlenül megváltoztatja a szárazföldi ökoszisztémákat, függetlenül a hőmérséklet emelkedésétől.
Noha egyesek a sivatagi növények növekedését pozitívnak tekinthetik, a fás növényzet terjedése a szavannákon és gyepterületeken komoly negatív hatásokkal járhat, figyelmeztetett Midgley. Ez veszélyeztetheti a vadállományt és a vízkészleteket, mivel a fák és bokrok több vizet használnak, mint a fűfélék. Még a globális felmelegedést is felerősítheti, mivel a fák, mivel általában sötétebbek, mint a fűfélék, több napsugárzást képesek elnyelni.
A szavannák a fűfélék és a fák közötti, az élettérért folytatott küzdelem eredményének tekinthetők, amelyet egyik fél sem nyert meg.
A szavannák a fűfélék és a fák közötti, az élettérért folytatott küzdelem eredményének tekinthetők, amelyet egyik fél sem nyert meg – mondta Midgley, a Dél-Afrikai Nemzeti Biodiverzitás Intézet éghajlatváltozással és bioadaptációval foglalkozó részlegének főigazgatója. Ha a fűfélék nyernék a csatát, fátlan prérik alakulnának ki. Ha a fák győznek, a szavannák egyre sűrűbb erdőkké válnának. Sok afrikai szavanna található olyan területeken, ahol a csapadék elegendő ahhoz, hogy sűrű erdőt tartson fenn, de a tűz és a nagy növényevők, például az elefántok, folyamatosan visszaszorítják a fákat, teret adva a füveknek a növekedéshez, és fenntartva a két oldal közötti durva egyensúlyt. A déli Afrika nagy területein az elmúlt évtizedekben megfigyelt “bozótos térhódítás” a példa arra, hogy a füvek és a fák közötti egyensúly felborul, mondja.
Az elmúlt évtizedekben a déli Afrika nagy területein a farmerek és a vadgazdálkodók a fás növényzet növekedését észlelték. A cserjék és fák elözönlötték a füves területeket, szavannákká változtatva azokat. A szavannák egyre sűrűbben, néha áthatolhatatlanul fásodtak. Anekdotikus bizonyítékok és idősoros fényképek azt mutatják, hogy ez a tendencia az 1980-as években felgyorsult, és az évtized végére a “bozótos térhódítása” általánosan használt kifejezés volt arra, ami a szubkontinens legelőin és vadon élő területein történt.
Namíbiát, a Dél-Afrikától északnyugatra fekvő, általában száraz, ritkán lakott országot ez különösen súlyosan érintette; az ország mintegy 26 millió hektárját (64 millió hektár) nemkívánatos fás növények szállták meg, amelyek elnyomják a legelőterületeket. Mivel a fák több esőt használnak fel, mint a fűfélék, jelentősen csökkentik a talajvíz feltöltődését és a folyókba történő lefolyást. Egyes becslések szerint a legelők elvesztése az egyik oka annak, hogy az ország marhahústermelése 50-70 százalékkal elmarad az 1950-es évektől. A bozótosok térhódítása Namíbia kis gazdaságának évente akár 170 millió dollárjába is kerül.
A szavannák változása szintén hatással van a vadvilágra. Namíbiában, ahol a világ legnagyobb megmaradt gepárdpopulációja él, a természetvédők húsz évvel ezelőtt kezdtek éhező gepárdokat találni súlyos szemsérülésekkel. Nemcsak a síkvidéki antilopok zsákmányát szorítják ki a fák, hanem a gepárdokat – amelyek inkább nyílt területeken vadásznak, ahol ki tudják használni híres gyorsaságukat – a tájat ellepő fás növények tüskéi is megvakítják.
A fenyegetett dél-afrikai dögkeselyűt tanulmányozó ornitológusok megállapították, hogy az elkerüli a bokrokkal benőtt területeken az állati tetemek felkutatását. A keselyűk nagy, nehéz madarak, amelyeknek hosszú, tiszta felszállási pályára van szükségük ahhoz, hogy a levegőbe emelkedjenek. Úgy tűnik, hogy a keselyűk egyszerűen nem szállnak le ott, ahol a bozót túl sűrűnek tűnik ahhoz, hogy újra felszállhassanak. Az egykor Namíbiában nagy számban előforduló faj ma már nem költ ott.
Az 1980-as és ’90-es években az volt az uralkodó nézet, hogy a rossz földgazdálkodás, különösen a túllegeltetés a fő oka a bozótos térhódításának, mivel a fák könnyen megtelepednek a kopár földfoltokon, amelyek akkor keletkeznek, amikor a túl sok juh és szarvasmarha elpusztítja az évelő füveket. Néhány szakértő azonban megjegyezte, hogy a jól kezelt gazdaságok is gyakran szenvedtek a bozótos térhódításától. Bár a túllegeltetés hozzájárulhat a bozótosok térhódításához, úgy vélték, hogy valamilyen nagyobb környezeti változás segíti a fás növények dominanciáját a fűfélék felett.
2000-ben Midgley William Bonddal, a Fokvárosi Egyetem ökológusával közösen publikált egy tanulmányt, amelyben egy olyan mechanizmust javasoltak, amelynek révén a légköri szén-dioxid-kibocsátás növekedése a fáknak kedvezhet a fűfélékkel szemben az afrikai szavannák területéért folytatott küzdelemben. Ezekben a szavannákban a füvek gyúlékonyabbak és tűztűrőbbek, mint a fák – a tüzet végigviszik a tájon, és a tűz után gyorsan újranőnek, kevesebb időre (és kevesebb vízre, talajtápanyagra és légköri szénre) van szükségük ahhoz, hogy kifejlődjenek, mint a fáknak.
A szavanna fáinak a tájban való meghonosodáshoz körülbelül négy méteres magasságot kell elérniük ahhoz, hogy a fű okozta tűz ne pusztítsa el a szárukat és a koronájukat. Más szóval, a fák csak akkor tudnak megtelepedni, ha elég hosszú ideig kapnak szünetet a tűztől ahhoz, hogy elég magas törzset építsenek ahhoz, hogy jóval a lángzóna fölé nőjenek. (Sok afrikai szavannafa nem pusztul el teljesen a tűzben, hanem a gyökerekből hajt ki újra, miután a föld feletti részeik elpusztultak.)
Azáltal, hogy a fák a vízért, tápanyagért és fényért versenyeznek a fűfélékkel, kezdik átvenni az uralmat a táj felett.
A korábbi kutatások kimutatták, hogy a szavannafáknak általában négy vagy több év kell ahhoz, hogy elérjék a tűzálló magasságot, de a legtöbb afrikai szavanna egy-háromévente ég le, így a fák csak akkor érnek be, ha a tüzek között ritka, a szokásosnál hosszabb szünet van. A levegőben lévő több CO2 azt jelenti, hogy a fák elméletileg hosszabbra, vastagabbra és gyorsabbra tudják építeni szénigényes törzsüket és gyökereiket. Bond és Midgley azt feltételezte, hogy emiatt a fák a tűz után gyorsabban nőhetnek és hajtanak újra, mint néhány évtizeddel ezelőtt, amikor a légkör CO2-szintje alacsonyabb volt, és így megnő az esélyük arra, hogy tűzálló magasságot érjenek el. Ezután a füvek vízért, tápanyagokért és fényért való versengése révén a fák uralhatják a tájat.
A közelmúltban Bond és Midgley munkatársa, Barney Kgope, hogy tesztelje, valóban gyorsabban nőnek-e a szavanna fái a megnövekedett légköri CO2-koncentráció mellett, afrikai szavanna-fa és fűcsemetéket nevelt olyan kamrákban, amelyek lehetővé tették számára, hogy változtassa a növények körüli levegő CO2-szintjét. A 2010-ben közzétett eredmények szembetűnőek. Néhány szavannafa, amelyet 370 ppm (370 ppm) szén-dioxidot tartalmazó légkörben neveltek (ami valamivel alacsonyabb a mai 400 ppm-es szintnél), több mint kétszer olyan gyorsan nőtt, mint ugyanazok a fajok, amelyeket az iparosodás előtti, 280 ppm CO2-t tartalmazó légkörben neveltek. A 370 ppm légkörben termesztett fák nem csak magasabbak voltak, mint az iparosodás előtti CO2-koncentrációban termesztett fák, de nagyobb tüskékkel védekeztek a növényevők ellen, és sokkal kiterjedtebb gyökérrendszerrel rendelkeztek, mint iparosodás előtti társaik. Bond kifejezésével élve “szuperfákká” váltak.”
Donohue kutató elmondta, hogy bár az új ausztrál tanulmányában használt műholdfelvételek nem tettek különbséget a zöld fűfélék és a zöld fás növények között, az általa és kollégái által megfigyelt tendenciák összhangban vannak a növényi biomassza általános növekedésével Afrika-szerte a CO2-trágyázás következtében. Bár egyes sajtóorgánumok úgy számoltak be tanulmányának eredményeiről, mint amelyek az éghajlatváltozás “pozitív oldalát” mutatják, mivel a sivatagok “kizöldülnek”, Donohue óva intett ettől az egyoldalú értelmezéstől. “Lesznek nyertesek és vesztesek” – mondta, mert a vegetáció növekedése egyes száraz területeken növelheti a helyi biodiverzitást, de károsíthatja a kevésbé növényes élőhelyekhez alkalmazkodott fajokat is.
Guy Midgley pesszimistábban látja a légköri CO2 nyilvánvalóan növekvő hatását. “Szeretjük a nem erdei ökoszisztémáinkat” – mondta, megjegyezve, hogy a fás növények növekedésének a gyepterületek élővilágára és az állattenyésztésre gyakorolt hatásaitól eltekintve az ország gyepterületei olyan vízgyűjtőket alkotnak, amelyek a gazdaság számára létfontosságú folyókat táplálnak. Tanulmányok azt mutatják, hogy a dél-afrikai füves területek vízhozama jelentősen csökken, ha idegenhonos fák szállják meg őket, ami az egyik oka annak, hogy a kormány évente dollármilliókat költ az eltávolításukra.
“A növények szempontjából egy szép új világban vagyunk – ez egy kicsit ijesztő” – mondja egy tudós.
Dél-afrikai ökológusok próbálják kitalálni, hogyan lehetne a legjobban megakadályozni, hogy a fák elfoglalják a szavannákat, talán “tűzviharokkal” – forró, száraz napokon irányított tüzekkel, hogy maximalizálják az általuk termelt hőt – vagy gondos fák ritkításával. De a szuperforró tüzeknek saját negatív hatásai lehetnek az ökoszisztémákra, a kézi ritkítás pedig túl drága lehet.
Midgley szerint a légköri szén-dioxid mai 400 ppm-es szintjének elérésével “kevesebb mint egy évszázad alatt 5 millió évvel visszaforgattuk az evolúciós órát”. Ez hatalmas változás az ökoszisztémáink működésében”. Megjegyezte, hogy a légköri szén-dioxid 2100-ra elérheti a 600 ppm-et, amely szintre utoljára a 34-55 millió évvel ezelőtti eocén korszakban volt példa, amikor erdők borították szinte az egész bolygót, jóval a modern fűfélék és a ma ismert nagy szavanna emlősök kialakulása előtt.
“A növények szempontjából egy szép új világban vagyunk” – mondta William Bond. “Ez egy kicsit ijesztő. A síkvidéki állataink háttal állnak a falnak.” Szerinte az újonnan betelepülő fák nem tesznek semmi érdemlegeset a klímaváltozás elleni küzdelemben, mert globálisan nézve elhanyagolhatóan kis szén-dioxid-elnyelőt jelentenek.