Körfolyamatokra épülő agrárökoszisztémák
Ángyán József: Védett és érzékeny természeti területek mezőgazdálkodásának alapjai
Mezőgazda Kiadó, 2003
Az ökoszisztéma sokat használt, és igen sokféleképpen definiált fogalom. Az ökoszisztéma szót a hétköznapokban egyszerűen egy terület megjelölésére használják akkor, amikor annak a biológiai egységét kívánják hangsúlyozni. Ilyen módon beszélnek erdei, tavi, mezei stb. ökoszisztémákról. Hasonló módon érthető az agrárökoszisztéma kifejezés is: egy mezőgazdasági művelésbe vont területről van szó. Ilyen módon a mezőgazdasági szakirodalomban egy halastavat, egy gyümölcsöst, egy erdőt, egy legelőt, egy növényekkel bevetett táblát, sőt esetenként egy állattenyésztő telepet is agrárökoszisztémának neveznek.
Az elemek a bioszférában körforgásszerűen áramolnak. Ezeket a folyamokat nevezik biogeokémiai ciklusoknak. A földi élet szempontjából meghatározó szén a légkörben, valamint a szerves anyagokban (humusz, élő biomassza, fosszilis energiahordozók) kötött formában található. Az ökoszisztémák számára legfontosabb szénraktár az atmoszféra. Innen kötik meg a zöld növények a fotoszintézis során, és ide kerül vissza a légzés következtében. A biomassza termeléshez az atmoszférában levő szén könnyen és gyorsan hozzáférhető. A ciklus fordulási ideje néhány perctől körülbelül egy évig tarthat. A fosszilis energiahordozók felhasználásának következtében az ökoszisztémák széntartalékai folyamatosan kerülnek az atmoszférába. A karbonátok – melyek lehetnek akár a vízben, akár a talajban – szintén részt vesznek a szén biogeokémiai körfolyamatában. Az atmoszféra a nitrogén számára is fontos raktár. A szénnel ellentétben azonban az ökoszisztémák belső nitrogén ciklusai különösen fontosak. A nitrogén ugyanis a lebontó szervezeteken keresztül áramolva mineralizálódhat, és a növények számára újra felvehetővé válik anélkül, hogy az atmoszférába jutna. A szén és a nitrogén ciklusa szorosan kötődik egymáshoz, számos ponton kapcsolódik és befolyásolja is egymást. Még szorosabb a kapcsolat a hidrogén és az oxigén között. E két elem döntő mértékben a víz körforgásában vesz részt.
Mindezek figyelembe vételével megállapítható, hogy – belépve a termelési térbe – alapvető fontosságú a biotóphálózat által természetesen strukturált tér szerkezeti elemein (a táblákon, a birtokon) a talaj → növény → talaj, a talaj → növény → állat → talaj, valamint a talaj → növény → állat → ember → talaj körfolyamatok fenntartása, harmonikus összekapcsolása a természeti ökoszisztémák mintájára (a termelési körfolyamatok, ciklusok, anyag- és energiaáramlás megőrzése). Ezek a természetes egyensúly fenntartásának alapelemei. A nyitott (lineáris) rendszerek (pl. monokultúra) ugyanis csak mesterségesen és az idő előrehaladtával egyre nagyobb beavatkozással és egyre nehezebben tarthatók fenn.
Minden agrárökoszisztémát a természetes ökoszisztémáktól (18/a. ábra) az ember folyamatos beavatkozása különböztet meg, amely az energia- és anyagáramlás szabályozása révén meghatározott gazdasági termés elérését célozza. E szabályozás formái a növénytermesztés fejlődése során folyamatosan változtak (18/b. ábra). A beavatkozás növekedése és a mesterségesen bevitt – első sorban fosszilis – energiák fokozódó felhasználása következtében a talaj Ő növény Ő állat Ő ember Ő talaj körfolyamat önszabályozó képessége fokozatosan csökkent, és szélsőséges (teljesen kemizált, gépesített, állattenyésztés nélküli) gazdálkodási mód esetén a körfolyamat meg is szakad (18/c. ábra). Az agrár-környezetgazdálkodás arra törekszik (Diercks, 1983), hogy a megszakadt körfolyamatot többé-kevésbé helyreállítsa (18/d. ábra).
18ab. ábra - Természetes- és agrárökoszisztémák összehasonlítása (Ángyán–Menyhért, 1988) a) természetes ökoszisztéma, b) agrár-ökoszisztéma az 1920-as években
18cd. ábra - Természetes- és agrárökoszisztémák összehasonlítása (Ángyán–Menyhért, 1988) c) Iparszerű, kemizált agrár-ökoszisztéma (állattenyésztés nélküli, gamonatermesztésre specializált szélsőséges forma), d) Agroökoszisztéma az alkalmazkodó növénytermesztésben
A mezőgazdasági termelés hatására tehát a természetes ökoszisztémák helyét mesterséges agrárökoszisztémák vették át. Ezekben a mesterséges ökoszisztémákban az egyensúly csak külső energiabevitellel és szabályozással volt fenntartható, amely nemcsak a növények életfolyamataira, de a környezetre magára is jelentős hatást gyakorolt. A természetes ökoszisztémák környezeti feltételek által meghatározott széles fajspektrumát a haszonnövény váltotta fel, és az egyéb fajok gyomokként, a táplálkozási láncban részt vevő állatok kártevőkként, egyes mikroszervezetek pedig kórokozókként jelentek meg.
Az 1920-as évekre a gazdálkodásnak egy olyan rendszere alakult ki, amely úgy biztosította a mesterséges ökoszisztémák gazdaságos működését, hogy közben a környezet stabilitását is megőrizte, és ezzel egyszersmind a termelés biztonságát, egyensúlyának megőrzését is elősegítette. Igaz azonban az is, hogy így az agrárökoszisztémák szervesanyag-produkciója, vagyis a rendszerből kivehető energiák mennyisége a jelenlegi szintnél valamivel kevesebb volt.
A második világháborút követően a mennyiségi növekedés iránti egyre fokozódó gazdaságpolitikai igény a legkönnyebben és leggyorsabban a fosszilis energiabevitel (kőolajszármazékok, hajtóanyag, műtrágyák, növényvédő szerek, gépek stb.) növelésével volt kielégíthető. A környezet fokozódó terhelése azonban olyan káros folyamatokat indított el, amelyek már az agrárökoszisztémák teljesítőképességét is korlátozzák, és egyben a globális emberi létfeltételeket is veszélyeztetik.
Ma már úgy tűnik, hogy a káros folyamatok megállítása és az agrárökoszisztémák hatékonyságának egyidejű megtartása csak akkor valósítható meg, ha a mezőgazdaság különböző elemeit a környezetre és a termékkibocsátásra gyakorolt együttes hatásaik alapján mérlegeljük.
A környezet-, növény-, állat-, ember-kölcsönhatásokban megjelenő biomassza-termelés és -felhasználás olyan körfolyamatokon alapuló, bonyolult, nyílt és dinamikus rendszert alkot, amelynek alrendszerei (növénytermesztés, állattenyésztés, feldolgozás, fogyasztás, melléktermék-hasznosítás) kiragadva csak nehezen elemezhetők (Szakál, 1985; Sárközy, 1978).
Az egyes alrendszerek, kapcsolataik és egymásra épülésük, a fő kommunikációs irányok ismeretében a 19. ábrán vázoltuk fel a mezőgazdasági biomassza-termelés és -felhasználás erősen egyszerűsített rendszerét (Ángyán – Menyhért, 1988).
19. ábra - A mezőgazdasági biomassza-termelés és -felhasználás egyszerűsített rendszere (étkezési célú főtermék-felhasználással) (Ángyán–Menyhért, 1988)
A biomassza-termelés és -felhasználás rendszere alapvetően és leegyszerűsítve három alrendszerből áll: növénytermesztés, állattenyésztés, élelmiszeripari feldolgozás. Mindhárom alrendszerbe energiák mennek be (input), s ezeket transzformálva mindegyik alrendszer fő- és melléktermékeket bocsát ki (output). A főtermékek vagy közvetlenül, vagy az egyéb alrendszerekben tovább transzformálva kerülnek emberi fogyasztásra vagy ipari feldolgozásra. A melléktermékek vagy a mezőgazdasági rendszerben tarthatók és reciklizálhatók, vagy eltávolíthatók, és más területeken (energetika, ipar stb.) hasznosíthatók.
Egyszerű példával ezt úgy szemléltethetjük, hogy a környezeti (klíma, talaj) és agrotechnikai feltételek határozzák meg a növénytermesztés lehetőségeit. A növénytermesztés élelmiszereket állít elő közvetlen vagy közvetett emberi fogyasztásra, nyersanyagokat biztosít az iparok számára és takarmánnyal, valamint alomszalmával látja el az állattenyésztést. Az állattenyésztés élelmiszereket állít elő, a keletkező trágya pedig mint melléktermék ismét a folyamat elejéhez csatlakozva szolgáltatja a talajok termékenységének fenntartásához feltétlenül szükséges megfelelő formájú szerves anyagot.
Ezen ábra alapján többféle következtetés is levonható, egy dolgot azonban feltétlenül le kell szögeznünk: ha a környezeti stabilitás, a talajok egyensúlyának és termékenységének fenntartása értéknek számít a gazdálkodásban, akkor tartamos (fenntartható) állattenyésztés növénytermesztési terület nélkül, növénytermesztés, szántóföldi és gyepgazdálkodás pedig állat nélkül nem képzelhető el. (Lásd a szélsőséges, szakosított állattartó telepek, illetve állat nélküli növénytermesztő nagyüzemek környezeti, állat- és növényegészségügyi, valamint talajdegradációs problémáit!) Magyarország mai 0,5 számosállat[11]/ha állatsűrűsége ehhez nem elegendő. A két terület aszinkronitásának megszüntetése létkérdés, és ez különösen igaz védett és érzékeny természeti területeinken, ahol az érzékeny környezet stabilitása, értékeinek megőrzése más eszközökkel nem is biztosítható.
Bármennyire meglepő is: ahhoz, hogy az Európai Unióban elfogadott extenzív rendszerek szintjére emeljük az állatsűrűséget jelentős állatlétszám-gyarapítást kell végrehajtanunk! Ez végeredményben intenzitás növelést jelent a mai helyzethez képest, ami – bármilyen groteszkül is hangzik – az extenzív gazdálkodási rendszerek kategóriájában támogatható. Az EU kategóriarendszere szerint ugyanis extenzívnek fogadható el az a gazdálkodási rendszer, amelynek állatsűrűsége 0,5–1,4 számosállat/ha érték között mozog. Magyarországon egyébként a számosállat létszám a két világháború között 1–1,2 db/ha körül alakul.
Ez azonban már tovább visz bennünket az ún. extenzív gazdálkodási rendszerekhez. Mielőtt azonban e rendszereket bemutatnánk, annyit ismételten le kell szögeznünk, hogy e talaj-növény-állat-talaj körfolyamatok helyreállítása a védett és érzékeny természeti területek gazdálkodásának kulcskérdése.
[11] Számosállat: 500 kg élősúlyú állat.