A természetes víz-körforgás összefüggései
A természet, akárcsak a társadalom sajátos törvényszerűségeket követő rendszer, a kettő azonban nem független egymástól, a kapcsolat kulcselemei a víz és a természetes vízkörforgást biztosító ökológiai rendszerek, elsősorban az erdők.
A Földön a víz a Nagy Vízkörökben és a Kis Vízkörökben (lásd alább) vesz részt. Hazánk életlehetőségeinek megőrzése szempontjából - az elmúlt évszázadok kiszárító folyamatai tükrében - kitüntetett szereppel bírnak hazánk kis (vagy táji) vízkörforgásai, és az azokat vízmegőrzéssel, párologtatással gazdagító erdők, vizes élőhelyek.
A víz szerepe a Nap energiájának elosztásában és a Nap szerepe a víz körforgásában
A víz körforgása a bolygó hőmérsékletét olyan tartományban tudja tartani, ami alkalmassá teszi azt az Élet számára. Különleges tulajdonságainak köszönhetően ugyanis a víz képes a bolygó szükség szerinti fűtésére és hűtésére (képes megkötni és felszabadítani, szállítani, visszaverni és szétosztani az energiát). A víz kiegyensúlyozza a hőmérsékletet éjszaka és nappal, évszakok, és régiók között, és egyúttal csökkenti az éghajlati szélsőségeket.A víz és a vízgőz ezért a Föld klímájának legjelentősebb befolyásoló tényezője.
Minden elpárolgó vízmolekula hőt von el, így hűti a Föld felszínét.Az atmoszférában a vízgőz kicsapódik, és leadja felvett energiáját, lehűl. Ezután visszahull a Földre, így zárul körfolyamattá a fölös energiát eltávolító hűtő-mechanizmus. Ha a napsugárzás vízzel jól feltöltött földfelszínre érkezik, a napenergia legnagyobb része párologtatásra fordítódik, s csak a maradék egy részéből keletkezik érezhető hő, illetve felszíni felmelegedés, míg a többi energia a fotoszintézisre használódik fel, vagy visszaverődik. Ezzel szemben kiszárított területeken a beérkező napsugarak energiájának legnagyobb része érezhető hővé alakul át.
A Nagy Vízkör
A tengerek és óceánok (párolgás és csapadékhullás révén) vizet biztosítanak a szárazföldek számára, amely légköri-termodinamikai áramlás segítségével nagy távolságokat tesz meg a kontinensek fölött, míg csapadékhullás formájában eléri a földfelszínt. Egyensúlyi feltételek mellett a (természetes állapotú vízgyűjtőkről, a természetes állapotú vízfolyásokon keresztül) ugyanannyi víz folyik (folyt/folyna) vissza a tengerekbe és óceánokba, mint amennyi légköri víz a világ óceánjaiból a szárazföldre érkezik. Néhány száz éve (a vízelvezető mederrendezések megvalósulása óta) azonban több víz folyik el, mint amennyi érkezik. Ez a táj, a Kis Vízkörök krónikus kiszáradását jelenti, annak minden következményével együtt. A témát nagy részletességgel dolgozza fel M.Kravcik (és szerzőtársai) - a kapcsolódó dokumentumban könyvük (The New Water Paradigm) kivonatos fordítása található.
A Kis Vízkör
A Kis Vízkörforgás különleges jelentősége abban rejlik, hogy jórészt e körforgás őrzi meg az édesvizet tájunk számára. A szárazföldekről elpárolgó vízmennyiség ugyanezen térség fölött csapadékká válva visszahull a felszínre. Fő jellegzetessége a víz függőleges irányú helycseréjéből álló körfolyamat.
Az óceáni (Nagy Vízkör által szállított) légtömegek nedvessége hozzáadódik a Kis Vízkörben lévő vízmennyiséghez, segítve annak felhőképző részfolyamatát.
A Kis Vízkör óriási jelentőségű a helyi csapadékképzésben: a szárazföld felett a légköri víz nagyobbik része a szárazföldi párolgásból származik, 720 mm átlagos csapadékból hozzávetőleg 410 mm (Kravcik et al.: The New Water Paradigm).
A csapadék egy része a talaj átnedvesítését szolgálja, míg fele-kétharmada párolgás révén a Kis Vízkör újbóli csapadékképző hatását segíti elő. Ehhez azonban szükség van a természetes rendszerek vízmegtartó hatására (elsősorban a növényzetre, a természetes medrek kanyargósságára valamint a természetes árterek befogadóképességére). Ami kiürül e rendszerből, az a Nagy Vízkörbe kerülve elfolyik a tengerekbe (azok párolgási felületét azonban nem növeli, ezért kikerül a szárazföldek körforgásban lévő vízkészletéből.)Vagyis az ember azzal, hogy várossá, úttá burkolja, vagy szántóvá, csupaszítja a tájat és "nagyvízi mederré" csonkolja a folyókat, hatást gyakorol a csapadékképződésre (és a hőszabályozó rendszerre). Ezért egy adott térség stabil csapadékképződése érdekében nagyon fontos, hogy biztosítsuk a párolgást ugyanarról a területről. Ennek érdekében vissza kell tartanunk minél több elfolyó vizet.
Az (elmúlt 200 évre jellemző) emberi tevékenység az ökoszisztémák elpusztításával, valamint a közvetlen (vízelvezető) vízrendezésekkel csökkenti az örvénylésben lévő, az élőlények által fölvehető, a földi Élet feltételét jelentő víz és a többi tápanyag mennyiségét a Troposzférában, Hidroszférában, ökoszisztémában és talajban egyaránt. Emiatt az élettelenítés és kiszárítás miatt gyarapodnak a vízrendezés és a többi természet-átalakító tevékenység által okozott problémák.
Ennek a folyamatnak a visszafordítása érdekében kell a vízmegőrzést (és ezzel az ökológiai teljesítmény javítását) szolgáló vízrendezésre áttérnünk a jövőben.
Egy hidrológiailag egészséges tájra a Kis (vagy zárt) Vízkör jellemző, kis vízmennyiségek viszonylag kis távolságon belüli körforgása.
Ez annak köszönhető, hogy a vízpára kiegyenlíti a hőmérsékleti különbségeket éjszaka és nappal, illetve a különböző hőmérsékletű térségek között. Az elpárolgott vízből újra csapadék képződik, amely helyben vagy környéken lehullva táplálja a talajvíz-készletet, a növényzetet, s így segíti a párolgást, vagyis a Kis Vízkör lejátszódhat újra és újra..
Ha egy adott területen tönkreteszik a növénytakarót, például tarvágást végeznek, esetleg szántóföldi művelés alá vonják a területet, vagy várost létesítenek rajta, a napenergia egy alacsony párologtatási képességű területre fog érkezni, s jelentős része hőenergiává fog alakulni. Ez a hőmérséklet-különbségek növekedését fogja okozni nappal és éjszaka, valamint a különböző hőszabályzású területek között. Növekedni fog a szél, az elpárolgott víz messzire vándorol meleg levegővel, és jó része elveszik az ország számára. Az enyhe és gyakori csapadékképződés visszaszorul, és növekszik az erőteljes, de ritka tengeri eredetű csapadékképződés. Ez a vízkörforgás nyitottá válását, vagyis a Nagy Vízkör dominánssá válását jelenti, amely – ellentétben a „puha”, jótékony Kis Vízkörrel – a talajban lévő tápanyagok kimosódását, a talajtakaró elvékonyodását okozza.
A természetes anyag és energia áramlásnak formát adó kistáji vízkörforgás épsége (zártsága) vagy éppen sérülései ezért sokatmondó jelzései egy tájegység természeti és mint majd látjuk társadalmi állapotának, megújuló képességének. A víz elfolyása ugyanis az elfolyás helyén: veszteség, mindannak az ökológiai teljesítménynek az elmaradása, amelynek létrejöttéhez a víz visszatartására és elpárologtatására lett volna ott szükség.
Erdő, víz és klíma
Az erdő (kiterjedtsége, szerkezete, összetétele függvényében) jelentősen befolyásolja a felszíni elfolyást, őrzi a vizet a fent leírt körfolyamathoz. Ezzel pótolhatatlan szolgálatot nyújt többek között a talajok, és az élhető klíma megőrzéséhez, ráadásul tisztítja is a vizeket.
Az erdő a táji vízkörforgást elősegítő párologtató felület növelésével, valamint az élelmi hálózatokon belüli víz- és tápanyagörvénylés (körforgás) fönntartásával növeli a napenergia (víz és egyéb anyagörvénylést) gerjesztő hatásfokát. Részletesebben lásd: Agócs J.: Bioszférabiológia
A szárazföldi ökoszisztémák optimális állapotukban a lehulló csapadék 80-90 %-át építik be testükbe, talajukba, vagy helyben elpárologtatják, így csak mintegy 10-20 % folyik el felszíni vagy talaj alatti vízfolyások formájában, ezzel szemben a fedetlen, csupasz kőzet vagy kőzetmálladék azonban csak 10-20 %-ot párologtat el, a többi elfolyik. Ugyanígy az élőlényekkel telt, kanyargós, sokágú medrekben sokkal lassabban folyik a víz, sokkal tovább, sőt állandóan nedvesen marad a sokkal nagyobb ártér, mint az élőhelyek nélküli, egyenes (vagy kiegyenesített) medrekben. Élet nélkül tehát kicsi a felszín párologtató hatásfoka, nagy a vízelvezető hatásfoka, ezért kevesebb víz vesz részt az örvénylésben. Kevesebb a légkör (egészének) vízgőztartalma, kisebb a csapadék, lejtős területeken alig marad kőzetmálladék. (Bővebben: Agócs József : Erdőéltetés)
A víz által kimosott és a tengerekbe, óceánokba szálított ásványi anyagok becsült menyisége eléri a 3,5 milliárd tonnát évente. (Forrás: Kravcik et al.: The New Water Paradigm) Ezért is fontos a víz elfolyásának lassítása, hogy csak azt vigye magával, amire az optimálisan vízzel töltött földfelszínnek és légkörnek nincsen szüksége. Lásd még: Anyagspirál-elmélet
Az erdők és egyéb ökoszisztémák nagy részének elpusztítása, s az így óriási területeken létrehozott (félsivatagi állapotokat igénylő) szántók, ( kisebb részben) utak és települések árvízmentesítése érdekében hozott intézkedések jelentősen lecsökkentették a szárazföldek körforgásban tartott vízmennyiségeit. Ma már látszik, hogy tévedés volt a természetes területek ilyen mértékű átalakítását kezdeményezni, a természet felélésére alapozott gazdaság fejlesztésnek egyre nyilvánvalóbb költségeivel kell szembesülnünk.
A népi bölcsességek között kitartóan tartotta magát az a vélekedés, hogy az erdő lehozza az esőt. Rá kell döbbennünk arra is, hogy nem csak az emberi tevékenység alakítja indirekt módon a klímát. Mintha az erdő a tágabb környezeti feltételeit alakítani képes közösség volna. Nos, a cikk, amely a kapcsolódó oldalon található ennek, az általuk biotikus pumpának nevezett jelenségnek a koherens magyarázatát adja. A feltételezés, lényege amely egyenlőre még mérésekkel alátámasztott bizonyításra vár, az erdők kiterjedése, elhelyezkedése és az óceánok felől a szárazföld belseje felé tartó pára áramlás közötti összefüggéseket tárja fel. Kb: Hogyan hajtják az erdők Kis Vízkörei a Nagy Vízkör áramlását a szárazföld belsejébe. Az ember és a természet számára egyaránt kedvező Kis Vízkör dominanciájának helyreállása a növényzettel (elsősorban a természetes erdővel) borított és a vizes területek helyreállításával lehetséges.
A természetes vízkörforgás és a jólét összefüggései
A természetes vízkörforgás alapvető jelentősége köszön vissza, ha a társadalmi jólét hátterében meghúzódó természeti feltételeket vesszük szemügyre. A társadalmi jólét alapjait biztosító úgynevezett ökológiai-rendszer szolgáltatások volumene és változatossága ugyanis attól függ, hogy az adott területen milyen kiterjedtségben és teljességben valósulnak meg az alapvető természeti fenttartó folyamatok: a tápanyag körforgás - a biomassza produkció - és a talajképződés (lásd az alábbi ábra jobb oldalát), amely hármas nem más, mint a táji vízkörforgás egy-egy részfolyamata.
A táji vízkörforgás teljesítményének alakulásán keresztül arról kaphatunk képet, hogy egy táj ökológiai rendszere a táj adottságaihoz képest milyen állapotban van és, ami ebből következik, hogy milyen a képessége ökológiai-rendszer-szolgáltatások (természeti jótétemények) nyújtására. Az ökológiai rendszer tehát lehetőségek tárházát kínálja, amelynek kisebb-nagyobb halmazát használják fel a hely lakói megélhetésük, jólétük biztosításához, mint azt a fenti ábra is illusztrálja.
Az ábra az Ezredvégi Természeti Számbavétel (Millennium Ecosystem Assessment) véleményünk szerint legfontosabb üzenetét foglalja össze. Az ökológiai-rendszer szolgáltatások nélkül egy egészséges társadalom négy pillére nem, vagy csak részlegesen bontakoztatható ki. Ezek, a biztonság különböző aspektusai, az egészség, az alapvtő létszükségletek kielégíthetősége és a jó társadalmi kapcsolatok Amartya Sen Nobel díjas közgazdász megfogalmazásában az egyén szabadságának fundamentumai, amelyek együttes megléte szükséges ahhoz, hogy képesek legyünk cselekvően fellépni saját és közösségünk életének jobbításáért. Ezek a fundamentumok pedig természet fenntartó folyamataira épülnek.
A Millennium Ecosystem Assessment kutatás által rendszerezett tapasztalatok ennek a felismerésnek az ékes bizonyítékai.
Gondolatmenetünk szempontjából ez az összefüggés azért lényeges, mert a természeti folyamatokból eredő képességek összessége felfogható úgy, mintha az egyfajta tőke - "természeti tőke" lenne, amelyen a társadalmi jólét alapul.
E tőke nagyságrendjét az határozza meg, hogy
- a földrajzi adottságok és a táji vízkörforgás teljesítménye milyen fajta természeti rendszert (ökoszisztémát) képesek fenntartani, és az, hogy
- a táj lakói mely ökológiai-rendszer-szolgáltatásokat és hogyan veszik igénybe. Vajon megélhetésük biztosítása során teret engednek a táji körfolyamatoknak és megőrzik ezt a tőkét vagy a körfolyamatok megszakításával végső soron felélik azt.
Ebben a szemléletben a víz útja központi jelentőségű mert, az anyagáramlás, a növényi növekedés és talajjá összegződés folyamatában egyszerre "hordozó eszköz" és "üzemanyag" is. Ezáltal jelző (indikátor) szerepe van egy tájegység jólétének keretfeltételét jelentő természeti tőke akkumuláció vagy felélés rövid és hosszú távú tendenciáinak azonosításában.
Alapvetően azt akarjuk bemutatni, hogy a táji vízkörforgáson alapuló természeti-tőke-gazdálkodás kérdései annak ellenére jelen vannak és könyörtelenül hatnak ránk, hogy ezt hosszú időn keresztül figyelmen kívül hagytuk - minden természeti és társadalmi következményével együtt.
Mondanivalónk szempontjából kiemelt jelentősége van vizes-száraz átmeneti természeti rendszereknek. Az ártéri erdő a legmagasabb értékű ökológiai-rendszer szolgáltatás nyújtására képes szárazföldi növénytársulás. E kiemelkedő képesség alapja, mint az az alábbi ábrából is kitűnik: maga az (ártéri) erdő, melynek szerkezete, azzal, hogy megőrzi a vizet, számára kedvező módon alakítja területének anyag-energia áramlását - körforgását. Az ártéri erdők kiugróan magas ökológiai képessége az árvizekkel érkező többlet vízmennyiség befogadásán , megőrzésén, azaz visszatartásán és felhasználásán (biomassza produkció) alapul. A víztöbblet nagy területre szétterjedését lehetővé tevő finoman differenciált síkság és az erdőszerkezet egyesíti magában a vízutánpótlás és a megőrzés képességét, ez a kettő együtt teszi olyan gazdaggá az úgynevezett vizes-száraz átmeneti rendszereket.
A Kárpát-medence vízkörforgásai
A Kárpát-medence egyedülálló földrajzi képződmény, egyedülállóságát sok más mellett vízforgalmi zártsága adja. Egyrészt a felszíni formáiból adódóan a hegyek gyűrűjén itt-ott leeső csapadék a medence közepén, a síkságon gyűlik össze és halad keresztül, másrészt ez a zártság folytatódik a felszín alatt is (kis túlzással, mint egy földdel félig töltött bögre esetében), ahonnan víz a felszínen csak egyetlen ponton (a bögre derekán), a Vaskapun át távozik (vagy párologtatás/párolgás útján a légkörön át). A medence összegyűjtötte a hegyekből érkező hordalékot (lassan feltöltődött). A medence helyzet következtében a beltenger hatékonyan töltődött fel, ami a rétegek egymásra rakódásával egyre nagyobb mennyiségű víz felszín alatti tárolását is magával hozta. A hegyekben és a síkságokon talajba szivárgó víz nagy része a talaj felső rétegében a növényzetnek nyújt időben kiegyenlített nedvesség utánpótlást nyújt a növényzetnek, egy része azonban folyamatosan utat talál ebbe felszín alatti rendszerbe, ahol akár év milliókig is vándorol - megőrződik a felszín alatti vízkörforgás-szakaszokban.
A felszín növényborításának, elsősorban az erdőknek és a nedves-vizes élőhelyeknek a kis (táji) vízkörforgáson keresztül hatásuk van a felszín alatti vízkörforgási folyamatokra is, melyeket a gravitáció ellenében a Föld és a Nap energiája mozgat. A növényzet védi talaj felső rétegét, ahol a beszivárgás elindul, lassítja a csapadékot, ami meghosszabbítja a beszivárgásra rendelkezésre álló időszakot, továbbá védi a talajt a nap sugaraitól, ami gátolja a talaj felső rétegének kiszáradását és megelőzi a felszín felmelegedését, ami gerjeszti felszín alatti készleteket felfelé áramlását, felszíni elpárolgását.
A természet működése során elpárologtatott víz felemelkedik, de egy része a hegyeknek ütközve újra kicsapódik, ezzel zárva és indítva újra a víz körforgását.
A vízfolyások által szállított víz legfontosabb feladata, hogy pótolja a medence belsejében, az Alföldön és síkságainkon egyébként hiányzó csapadékmennyiséget, és ellássa a természeti rendszereket az éltető vízzel.
A természetes mértékű áradás ugyanis szükséges mind a természet egésze, mind az emberi gazdálkodás számára. A folyómenti talajvízkészletek áradáskor tudnak újratöltődni, ami a vízközeli erdők és ligetek éghajlat-szabályozó tevékenységéhez is szükséges. A vízfolyások ártere és ártéri erdei a természetes vízrendszer fontos elemei, szerepük nélkülözhetetlen a vízjárás kiegyensúlyozásában, az árvízi és aszálykatasztrófák megelőzésében, a beérkező vizek megőrzésében és hasznosításában.
A földtani szerkezet, a morfológiai mintázat, és a természetes növénytakaró hatására tehát egyedülálló módon kapcsolódnak egybe a felszíni és felszín alatti vízkörforgás-szakaszok, a Kárpát-medence síkvidéki és hegyvidéki területeinek természeti rendszerei egy együttműködő vízháztartási rendszerré. Ezért mondhatjuk, hogy a hegy és síkvidéki erdők a medence vizeinek legfontosabb kormányzói és megőrzői.
A vízkörforgások analógiáját követve a Kárpát-medence földtani zártsága a kis vízkörforgásokra épülő köztes vízkörforgást hozott létre, amely a víz megőrzésén és a kiegyenlítő hatásokon alapul és visszacsatol a kis vízkörforgásokra.
A vázolt rendszer kulcseleme az árterületek nagy kiterjedtsége és rajtuk a víztöbblettel való gazdálkodás nagy területet érintő kiegyenlítő, éltető szerepének kiteljesedése, ez az, ami a Kárpát-medence (belső) területeinek kiemelkedően jó ökológiai adottságait biztosította a történelem során. Ha fellapozzuk például Bellon Tibor: A Tiszai-Alföld néprajza (Timp Kiadó, 2003) című könyvét láthatjuk, hogy a medence természeti rendszereinek sokféleségére és együttműködésére hogyan épült rá régióinak és népeinek sokfélesége, és (pl az egymás közötti kereskedelmi kapcsolatokban megnyilvánuló) együttműködése.
Andrásfalvy Bertalan hívta fel a figyelmet arra, hogy a történeti emlékek (adatok) alapján rekonstruálható: az ártereken megélhetést adó tevékenységek a vízfolyások, az ökoszisztéma és a közösségek aktív együttműködésén alapultak és ez a rendszer nem csak "kibírta" az árvizeket, hanem a víztöbblet emberi részvétellel való szétterítése - mozgásban tartása, ezáltal táji szintű megőrzése biztosította a megélhetés alapját. A Duna mente népének ártéri gazdálkodása című könyvében oldalakon keresztül sorolja azokat a ma már elfeledett, vagy eredeti jelentését veszett szavakat, amelyek az ártereken tapasztalható különböző vízjárások és a szárazulatok szukcessziós folyamatainak kifinomult kapcsolatát írták le. (Táj és kultúra ilyen jellegű összekapcsoltságára mostanában az eszkimókat és a sok tucat hóállapotot leíró szavukat szokás példának felhozni.) A domborzati különbségekből fakadó tájállapot és -funkció változatok Tiszai-Alföldi példáira pedig Tóth Albert utal számos munkájában. Nyelvünkben számos példát találunk olyan kifejezésekre, melyek töve a fokokkal, a folyóval, az erdővel kapcsolatos - egykor mindennapos - tevékenységekhez kötődik.
Levonható a következtetés, hogy az árterek népének, a természettel való együttműködésen alapuló kultúrája volt az, ami fenntartotta az alföldi tájak magas ökológiai teljesítményét. Az emberek jelenléte, és táj-éltető tevékenységük pedig fenntartotta az egész sokszínű és összetett rendszer stabilitását.
"A neolitikus kultúrákban a haltápláléknak még igen nagy jelentősége van, folyóvizek mellékén alig csökkent ez a XIX. századig. (...) Az árterületeken vagy azok közelében élő ember a neolittól kezdve a XIX. században befejezett ármentesítésekig, haltáplálékának zömét nem hálóval, varsával, szigonnyal vagy horoggal fogta meg, hanem a vízszintváltozások során elöntött, majd újra szárazra kerülő felületeken kézzel, tapogatóval szedegette össze. Legegyszerűbb módja az így betakarítható haltömeg növelésének, ha az elborított felületeket növelem azzal, hogy a kiáramló víz útját egyengetem, továbbvezetem, illetőleg a visszaáramló vizet "megszűröm", csak a vizet és az apró halat engedem visza, a nagyobbak visszajutását megakadálozom. (...) Az ember nem győzte le a természetet, hanem a szó igazi értelmében együttműködött vele. Az árvíz hasznát felismerve, kiterjesztette annak hatásait, és kihasználható áldásait. E munkálatok kezdeti rugóját a halászat területén kell keresnünk, de hamarosan felismerhették e vízvezetés hasznát az állattenyésztés, rét- és legelőgazdálkodás, halivadék-szaporítás, gyümölcstermelés, közlekedés, árvízvédelem és az ellenség ellen való védekezés területén egyaránt. (...) E vízgazdálkodási mód a lehető legkisebbre csökkentette annak a valószínűségét, hogy a nagy és hirtelen erejű árvíz rombolhasson és pusztíthasson" (részlet AndrásfalvyBertalan fent hivatkozott tanulmányából)