A vízvisszatartás jelentősége

A vízkörforgás összetettségét manapság látványos ábrák mutatják be, mint amelyek pl az alábbi dia bal oldalán láthatóak. Fél évszázada, a grafika nehezebb műfaj volt, így információ teltebb ábrákat voltak kénytelenek csinálni, mint pl a jobboldali.

Ez az ábra a FAO erdészeti hivatalának vezetőjétől származik, cikkében a kollégái számára indokolja meg, hogy miért nem érdemes egy-egy statikus ismérv (mint pl éves csapadék) alapján növényeket ide-oda telepítgetni a nagyobb fanövekmény érdekében, az érvelés alapján megérthető, hogy miért kulcsfontosságú a víz és a természet az éghajlat alakulásában .

Amit az ábra megmutat az a vízkörforgás energia (napfény) vezéreltsége és a növényzet szerepe. Az ábra nagy ötlete, hogy együtt szerepel rajta a víz és az energia: A kék vonal a csapadék mennyisége az évfolyamán cm-ben, míg a sárga vonal azt mutatja be, hogy az év adott időszakában a beeső napenergia mekkora vízoszlop elpárologtatásához lenne elegendő. A kiindulópont a föld és az atmoszféra közötti anyag, energia  áramlás, amelynek színtere a felszín. Az éghajlati nagyfolyamatok határozzák meg a besugárzás mértékét és ez az az energia, ami a párologtatást lehetővé teszi, abban az esetben, ha nedvesség is jelen van. A párologtatás jellemző pályáját (mértékét és hiányát) az adott helyszínen kikényszerített fizikai törvényszerűségek összesített hatásaként lehet tekinteni. A párologtatási pálya a csapadék egyenetlen jelentkezése és a párologtató képesség egyenletes teljesítménye közötti viszonyt jellemzi, az ökológiai rendszer szerepe ebben a viszonyrendszerben kettős; egyrészt a párologtatás másrészt a nedvesség-utánpótlás biztosítása. Az ökológiai rendszer szerepének jelentőségét a vízvisszatartó képességének hatásfoka szabja meg.

A klíma szempontjából a lényeg ezen a kiegyenlítésen van: Mekkora vízmennyiséget képes egy terület a csapadékból beszivárogtatni és megőrizni / visszatartani a naposabb, de csapadékban szegényebb időszak számára. Látható, hogy a nyári aszály mértéke nagyrészt a víz téli és tavaszi megőrzésén múlik.

Mindez talán triviálisnak tűnik, azonban mégsem az. A fenti dián baloldalt a már idézett, jó fél évszázada írt Throntwaite, Hare cikk ábrája látható az Amazonas vidékéről. A középen látható nagy zöld folt az időszak nyújtotta csapadék mennyiségénél magasabb párologtatási szintet jelzi. Mindez láthatólag elkerülte a mai éghajlati modellezők figyelmét (jobb alsó ábra). Cikkük mondanivalója pont az, hogy az Amazonas máképp működik mint várták, vagyis a száraz időszakban zöldebb. A jobboldali ábrák ebből a cikkből származnak, azt mutatják meg, hogy az Amazonas másképp működik, mint egy „szokásos” mérsékelt övi erdő. Az Amazonas őserdeiben a száraz évszakban nagyobb a vegetációs tevékenység, szemben egy mérsékelt övi erdővel, ahol a biomassza termelés csúcs időszakai a nyári időszakra esnek.

Az Amazonasra vonatkozó megfigyelések csak a vízvisszatartás esetén értelmezhetők. Az erdő tehát őrzi a maga számára a vizet és ezzel kiegyenlíti a maga és életközössége számára a külső feltételek ingadozását. 

(Az összevetés tehát helyesen kevésbé a trópus-mérsékelt öv, mint az magas és alacsony vízvisszatartó képességű erdő közötti különbségre példa)

A víz és a nap kapcsolatát fényesen illusztrálják a bemutatott hazai vizsgálatok. A felső ábrák a Hidegvíz völgy ökológiai információin alapulnak, az erdőiben mért napi vízlefolyás alakulását lehet nyomon követni. A talajból a nedvesség, ha növekszik a beeső napenergia erőssége, a lombkoronán keresztül növekvő mennyiségen párolog el (+biomassza termelés és hűtés). Ha csökken a párologtatás ereje, a nap legmelegebb időszakának múltával, a talajnedvesség inkább összegyűlik és kifolyik a területről.

A megőrző szerepet a talaj játssza, azonban csak akkor ha növényzettel fedett, ami mint láttuk nem is elsősorban a Nap szárító hatásától óv, hanem biztosítja azt a szivacsos talajszerkezetet, amely alkalmas nagy mennyiségű víz megőrzésére. 

Az alsó ábra újra a már idézett Thronthwaite cikk, melynek mérései egy további hatásra is felhívják a figyelmet. A talaj feletti légréteg felmelegedése a talajnedvesség elfogyása, azaz a növényi párologtatás lehetőségének kimerülése után indul meg (az egymást metsző sötét kék és sárga vonal, a világos kék az összes beeső energia mennyiség alakulását mutatja ).

Az ábrán Throntwaite cikkének analógiájára a hazai vízháztartási értékek láthatóak, az előzőeknek megfelelő színezéssel. A potenciális párolgás, a tényleges párolgás közötti jelentős különbség (a piros terület) felhívja a figyelmet, hogy valami nincs rendben. A jobboldali ábra a hazai vízmérleg. Ebből látható, hogy a rendelkezésre álló vízmennyiség jelentős része nem csapadék formájában jelentkezik, ugyanakkor a felszíni (befolyó) készletek hiányoznak a baloldali ábrából, ez azonban nem az ábra hibája, ez megfelel a mai területhasználati gyakorlatnak. A jelenlegi területhasználati gyakorlat ezt a vízmennyiséget kizárja az ökológiai vízkörforgás lehetőségéből. A víz fel nem használásának következménye az alacsony ökológiai rendszerteljesítmény, ami a kiegyenlítő funkciók hiányában ölt testet. (Emellett természetesen következményei vannak annak is, hogy többlet energia van jelen, amit nem nyel el a természet. Erről később.)