Élet és tudomány

XXI. századi ökotechnológia a trópuson - Egy különleges életközösség, a mangrove

Megjelent az Élet és tudomány 2009. szeptemberi számában

Írta: Tóth Zoltán

Az ember környezetalakító tevékenységének nyomai számos formában fellelhetők bolygónk felszínén. Az egyre növekvő népességet kiszolgáló ipari és mezőgazdasági termelés, valamint a lakott területek térhódítása gyakran járt együtt a természetes élőhelyek elvesztésével, degradációjával a XX. század folyamán. Különösen igaz ez a meleg tengerek partvidékének egy sajátos erdőtársulására, a mangrovére. Pusztulásuk napjainkra még inkább felerősödött.

 Századunk elejére már több olyan különleges élőhely és életközösség is veszélybe került, amelyek a szennyezéssel, emberi zavarással szemben az átlagosnál nagyobb érzékenységet mutatnak, mint például a korallzátonyok. S számtalan olyan élőhely is akad, amelyek valamilyen gazdasági ágazat (mint amilyen a faipar vagy a mezőgazdaság) számára a további térhódítás és haszonszerzés lehetőségét jelentik. Ez utóbbiakra példa lehet bármilyen trópusi fás társulás.
Megmentésükre sok esetben a még eredeti állapotukban megmaradt területek, élőhely-töredékek megóvása jelenti az egyedüli lehetőséget. Ezek védelme így központi szerepet kap napjaink természetvédelmi törekvéseiben, próbálva ezzel megakadályozni a földi biodiverzitás további csökkenését. Ám előfordul az is, hogy az eredeti élőhelyek megóvása mellett az egykori, már végleg elpusztultnak vélt életközösségek helyreállítására is lehetőség van. Az ebből fakadó kihívásokkal foglakozik egy kevéssé ismert interdiszciplináris tudományterület, az ökotechnológia (angolul „ecotechnology” vagy „ecological engineering”). Az ökológia és a mérnöki tudományok határmezsgyéjén mozogva az ökotechnológia mind természeti, mind pedig emberi szempontból értékes, fenntartható életközösségek helyreállítását, illetve létrehozását tűzte ki célul. Komoly szerepet kaphat abban, hogy a technológiai fejlődésünkkel sokszor együttjáró természetrombolás okozta „sebek” ne jelentsenek maradandó károsodást.
Valószínűleg nem túlzás azt állítani, hogy – bár a tudományterület jól definiált – a köztudatban kevéssé ismert az a tevékenység, amellyel foglalkozik. Egy különleges életközösség, a mangrovék helyreállítását célzó törekvések kapcsán azonban szemléletesen bemutatható az ökológiai ismeretek és a mérnöki tervezés összefonódásából született tudományterület fontossága, alátámasztva létjogosultságát a XXI. században.

Élőhelyük az árapályzóna

Mangrovékkal – mint élőhellyel és ökoszisztémával – a trópusok part menti régiójában világszerte találkozhatunk. Hozzávetőlegesen 181 000 négyzetkilométernyi területen élnek, ahol a magas sótartalom, az erős szél és árapály tevékenység, a magas hőmérséklet és a sokszor iszapos, oxigénszegény talaj meglehetősen extrém körülményeket hoz létre. A mangrovék számos olyan jellegzetességgel bírnak, amelyek mind szerkezeti, mind pedig funkcionális szempontból különlegessé teszik őket. A többnyire zonális elrendeződést mutató vegetáció alapját azok a trópusi, fásszárú, sótűrő növényfajok adják, amelyek számos morfológiai és fiziológiai adaptációt fejlesztettek ki az árapályzóna sajátos életfeltételeinek elviseléséhez. Mintegy 54-70 fajról van szó, ezek némelyikét szintén szokás mangrovénak nevezni.
Az itt élő növények egy része azzal, hogy gazdag gyökérrendszert fejleszt növekedése során, saját élőhelyének alapjait teremti meg. A hullámzás által szállított üledéket megkötve ugyanis a fák maguk is hozzájárulnak a talajképződéshez, és megakadályozzák azt, hogy az apálykor visszahúzódó tengervíz az épülő partot elmossa. Bizonyos fajok (például a Rhizophora-fajok) támasztógyökereket, mások (például az Avicennia- és a Bruguiera-fajok) a talajból sűrűn kiemelkedő légzőgyökeret növesztenek, amelyeknek a növény lehorgonyzása mellett a légköri oxigén felvételében is szerepük van. A túlzott mennyiségű só felvételét parásodott falú gyökereik akadályozzák meg, a felesleges ionokat pedig az öreg levelek zárványaiban halmozzák fel.
Fontos morfológiai alkalmazkodás a vízben terjedő propagulumok jelenléte is. Sok növényfaj esetében a magok még az anyanövényen fejlődésnek indulnak, hogy egy idő után a növényről leválva a víz felszínén úszva találjanak új, megtelepedésre alkalmas területeket. A mangrovék a Föld legproduktívabb ökoszisztémái közé tartoznak – az Egyenlítő menti magrovék biomasszája vetekszik több esőerdőével is.

Part menti bölcsőhelyek

Növényzetük különleges ökológiai körülményeket teremtve gazdag és egyedi állatvilágnak ad otthont a trópusi tengerpartok mentén. A laza talajban és a vízben álló, élő és elpusztult ágak, gyökerek sokasága sokrétű baktérium, gomba és algaközösségeknek biztosít megtelepedésre alkalmas felületet. Ez a felület – a vízbe hulló levelek által jelentett szervesanyag-utánpótlással együtt – gazdag gerinctelen faunát tart el, közülük kitüntetett szerepe van egyes növény- és törmelékevő rákfajoknak (ilyenek az Uca- és Thalassina-fajok). Ezek ugyanis a mangrovék elhalt leveleinek fogyasztásával és a talajba vájt üregeik révén a part menti iszapréteg szellőztetésével kulcsszerepet töltenek be az ökoszisztéma működésében. A mangrovék figyelemreméltó gerinces faunájukról is híresek, elsősorban gazdag madárviláguk révén.
A mangroveerdők és -mocsarak rendkívül fontos ökológiai szerepet töltenek be a trópusi területeken: jelentősen csökkentik a hullámzás okozta eróziót a partok mentén, valamint védelmet nyújtanak a magasabban fekvő területek számára a trópusi viharok ellen. Ám legfőbb értékük az, hogy sajátos nevelőhelyet biztosítanak számos, tengeri és korallzátonyok mentén élő állatfaj fiatal egyedei számára. Ezzel egy olyan bonyolult ökoszisztéma-rendszert alakítanak ki, amely több, egymással összefüggő tenger közeli és tengeri életközösséget is magába foglal.

A mangrovék által nyújtott ökológiai „szolgáltatásokat” és gazdasági (például vadászatból, halászatból, tűzifából, gyógyszeralapanyagokból eredő) hasznot évtizedeken át alábecsülték. Így az elmúlt évtizedek folyamán ezek az élőhelyek gyakran elsőként estek áldozatául különböző típusú, part menti gazdasági beruházásoknak. Új mezőgazdasági területek kialakítása, intenzív fakitermelés, hal- és ráktenyésztő farmok (akvakultúrák) létrehozása vagy az infrastruktúra fejlesztése stb. – mind-mind hozzájárultak ahhoz, hogy az ezredfordulóra a mangrovék a világ egyik leginkább veszélyeztetett trópusi ökoszisztémájává váljanak. Szomorú tény: eredeti elterjedési területük napjainkra több mint 35 százalékkal csökkent.

Természetes regeneráció

A mangrovékat a 90-es évektől kezdték behatóan tanulmányozni világszerte, ám e sajátos életközösség működéséről szerzett ismereteink a mai napig hiányosak. Területük rohamos csökkenése miatt a világ számos pontján, főleg Ázsiában és Latin-Amerikában, több próbálkozás is napvilágot látott, amelyek a mangrovék mint élőhelyek rehabilitációját, helyreállítását célozták meg. A legtöbb hasonló program azonban legjobb esetben is kétes eredményekkel zárult. A kudarc legfőbb oka a nem megfelelő élőhely kiválasztása, az adott területen ható stresszfaktorok felmérésének hiánya, illetve a talaj rossz előkészítése volt. Sok esetben a több millió dollárt felemésztő vállalkozások alacsony biodiverzitású monokultúrák vagy legföljebb egy-két fajból álló „ültetvények” létrehozásával végződtek.
Bár létezik technológia a főbb mangrove-fajok palántáinak nevelésére és ültetésére, egy ökoszisztéma természetes folyamatainak és faunájának visszaállítása ennél jóval bonyolultabb feladat. Nem egy esetben a megtett erőfeszítések azért nem jártak sikerrel, mert a helyreállítást célzó tervek gyakran egyből az ültetést célozták meg, anélkül hogy felmérték volna, mi az oka a természetes regeneráció hiányának. Így fordulhatott elő például, hogy az 1989 és 1995 között, a Bengáli-öböl nyugati részén, több mint 9000 hektáron végzett helyreállítási munkában a kiültetett növényeknek csupán 1,5 százaléka (!) maradt életben a „helyreállítás” végére.
A mangrovék mint élőhelyek sikeres rehabilitációjának kulcsa a területre jellemző hidrológiai sajátosságok ismere-tében és figyelembevételében rejlik. A majdani vegetáció életképességét ugyanis nagymértékben a tengervíz általi elárasztás és a kiszáradás gyakorisága, illetve időtartama határozza meg. A topográfiai tulajdonságok ebben alapvető fontosságúak; a területre jellemző domborzati viszonyok természetes körülmények között is befolyásolják a mangrovék kiterjedését és fennmaradását.

Azokon a területeken, ahová a vegetációt alkotó fajok propagulumai képesek eljutni s ott megfelelő feltételek vannak jelen, a mangrovék természetes regenerációja aktív beavatkozás nélkül is végbemegy, s 20-30 év alatt a korábban kiirtott partszakaszok is újra benépesülhetnek. Emiatt az élőhely helyreállítása során a mangroveerdők esetében az első feladat azoknak a környezeti faktoroknak a felderítése és megszűntetése, amelyek ellehetetlenítik az eredeti növényzet visszatelepülését (például valami megakadályozza, hogy a tengervíz nap mint nap elöntse a területet). Az édesvíz akadálymentes átfolyása és a tengervíz általi elöntöttség mértéke, időtartama és gyakorisága nemcsak a fiatal, megtelepedő növények, de a kifejlett fák túlélését is alapvetően befolyásolják. Így a hidrológiai viszonyok megváltoztatása – például gátak vagy töltések kialakításával – az élőhely helyreállítása után is komoly károkat okozhat.

Mérnöki munkával

A mérnöki tervezés különösen fontos lehet a nagyobb mértékű emberi beavatkozást elszenvedett területeken. Gyakran egy-egy hasonló referenciaterületre jellemző lejtési, vízelvezetési és tengervizes elöntöttségi viszonyok adatainak felhasználásával lehet biztosítani, hogy a helyreállítandó terület megfelelő életteret nyújtson a mangroveerdő majdani vegetációja számára. Ez után a következő lépésben azt kell megvizsgálni, hogy a természetes propagulum utánpótlás megjelenik-e a helyreállítás alatt álló területen, s ha igen, milyen mértékben. A természetes utánpótlás nagyon fontos szerepet tölthet be: egy indonéziai helyreállítási program során hektáronként 2500 olyan fiatal növényt találtak, amelyek természetes szétterjedés révén jelentek meg a területen. Mindezek után csak akkor érdemes mesterségesen nevelt növényeket is ültetni a helyreállítandó területen, ha a természetes utánpótlás nem megfelelő. Például azért nem, mert az utánpótlást biztosító mangroveerdők teljesen hiányoznak a közvetlen, szomszédos térségből, s még a legközelebbi mangrovék is túlságosan nagy távolságban találhatók…