Skip to main content
Fenntartható technológiák

MTA FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS ÉS TECHNOLÓGIÁK NEMZETI PROGRAM

Fenntartható technológiák alprogram

Blog Archives

Ökológiai fenntarthatóságot szolgáló élőhely-kezelések kísérletes vizsgálata szárazföldi ökoszisztémákban

Az ENSZ által elfogadott 17 Fenntartható Fejlődési Célból a 15. a “Szárazföldi ökoszisztémák védelme”, mely nevesíti az ökoszisztémák és ökoszisztéma-szolgáltatások megőrzését, helyreállítását és fenntartható használatát. Ehhez kapcsolódik a Biodiverzitás és Ökoszisztéma-szolgáltatás Kormányközi Platform (IPBES) tevékenysége, mely a meglevő tudás szintézisét végzi. Tervezett kutatásunk fókuszterületei a különböző erdei, gyepi és szántóföldi ökoszisztémák fenntartható kezelése és helyreállítása illetve az aszály hatásának felmérése gyepekre. Kutatásainkat kiterjedt hazai és nemzetközi együttműködésekben végezzük, több egyetem BSc, MSc és PhD hallgatóinak bevonásával (ELTE, MATE, SzTE, ÁOT), köztük külföldi diákokkal is.

A projekt a kísérletes megközelítést teszi a fókuszba hogy olyan kérdéseket teszteljen és demonstráljon, mely hozzájárul a fenntarthatósági célokhoz. Eddigi kutatásaink során kimutattuk a gyepek hagyományos, extenzív kezelésének a fontosságát a biodiverzitás és a vidéki táj megőrzése érdekében, illetve a hazai gyepek európai szinten kiemelkedő diverzitását. Az erdők a gazdasági hasznosításuk mellett fontos védelmi és rekreációs funkcióval és ökoszisztéma szolgáltatással bírnak, ezért napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt kapnak azok az erdőgazdálkodási módok, amelyek a faanyagot az erdők ökológiai funkcióinak és biodiverzitásának fenntartása mellett tudják biztosítani. A klímaváltozás, Magyarországon kiemelten az aszály hatásainak megértése és a probléma kezelése alapvető feladat, melyet terepi kísérletes kutatással céloztunk meg. Az ÖK ÖBI három komplex terepi kísérleti rendszert is fenntart, a gyep-restauráció, az erdő-kezelés és az aszály hatásának megértésére (https://ecosystem-services.ecolres.hu/research/field-experiments, https://www.kiskun.lter.hu/en/node/837, https://piliskiserlet.ecolres.hu/).

Célunk (1) a fenntartható mezőgazdálkodáshoz szükséges megalapozó ökológiai kutatások végzése, továbbá az eredmények továbbvitele a gazdálkodási és szakpolitikai területekre. Vizsgálataink kiindulása az ú.n. ökológiai intenzifikáció, melynek lényege, hogy a gazdálkodáshoz szükséges folyamatokat, például kártevők elleni védekezést, vagy beporzást, nem mesterséges úton kívánja elősegíteni (pl. agrokemikáliák), hanem a természetes folyamatokat, ökoszisztéma-szolgáltatásokat támogatja. Így a természetes ellenségek kontrollálják az elszaporodó kártevőket, illetve a vadon élő méhek biztosítják a hatékony beporzást. Részben saját kísérleti rendszereinkben, illetve nagyobb térléptékben fogjuk a hazai beporzók és egyéb ízeltlábúak állományát nyomon követni, és az abban változást okozó tényezőket kísérleti illetve megfigyeléses úton megállapítani.

Másik fő célunk (2) a városi környezetben elősegíteni a beporzók, lepkék, méhek stb. megtelepedését. Hipotézisünk szerint a rovarbarát közterület kezelés hatására megnövekednek a beporzó rovarok állományai. Több, a beporzó rovarok fennmaradását különböző módszerekkel (ritkább kaszálás, diverz virágmagkeverékek vetése, méhhotel telepítés) segíteni szándékozó városi önkormányzattal alakítottunk már ki együttműködést. A városi vizsgálatok jó lehetőséget biztosítanak egyetemi hallgatók szakdolgozati munkájára.

Harmadik kutatási célkitűzésünk (3) az időjárási szélsőségek gyepekre gyakorolt hatásának vizsgálata, különös tekintettel a 2022. évi aszályra. Szélsőséges időjárási események korábban is előfordultak, azonban a klímaváltozással ezek gyakorisága és intenzitáse növekedni fog. Ráadásul, az ökoszisztémák nagy részét sok egyéb tényező (túlhasználat, szennyezés, biológiai invázió, klímaváltozás) is veszélyezteti, és korábbi vizsgálataink azt mutatták, hogy ezek a hatások egymást erősíthetik. Ezért kulcsfontosságú annak megértése, hogy az egyre erősebb szélsőséges időjárási események milyen hatással vannak a már egyébként is stresszelt ökoszisztémákra. Ehhez kapcsolódik a kérdés, hogy az extrém körülmények, például a hőhullámok, mennyire befolyásolják a beporzók viselkedését, esetleg veszélyeztetve a populációkat, és az általuk biztosított ökoszisztéma-szolgáltatásokon keresztül az élelmezés biztonságot.

Negyedik témánkban a Pilis Üzemmód Kísérletben folytatni kívánjuk a mikroklímára, talajviszonyokra, a vizsgált élőlénycsoportokra és a felújulásra vonatkozó mintavételeket (4a). Hipotézisünk szerint a felújulás előrehaladtával a kezelések közötti mikroklímatikus különbségek csökkenni fognak. A Pilis Lék kísérletben (4b) az elnyújtott lékekben kisebb mértékű talajnedvesség növekedést várunk, mint a kör alakúakban, ami az aljnövényzet kisebb mértékű megerősödését eredményezi kedvezőbb feltételeket teremtve tölgy felújulásának. Ugyanakkor a nagyméretű kör alakú lékekben a szeder borításának növekedése kedvezőtlenül hathat mind a felújulásra, mind az aljnövényzet összetételére.

Jelentős antropogén terhelésnek kitett környezetek humán- és ökológiai szempontú fenntarthatósága

A városokban a közlekedés és a szél által az utak felületéről felverődő, illetve a gépjárművek mechanikai kopásából származó aeroszol részecskék akár 30-50%-ban is hozzájárulhatnak a városi PM10 terheléshez. A kiülepedett, reszuszpendálható por belélegezhető frakciójának mintavételezésére on-line mintavételi módszert fejlesztettünk ki, mely segítségével lehetőség nyílt korábban nem alkalmazott analitikai vizsgálatok elvégzésére. A légköri PM10 aeroszolban a reszuszpendálható hányad becslése a mai napig csak modellezéssel volt lehetséges. A kutatás során reszuszpendált és légköri PM10 aeroszol minták kémiai összetételéből meghatározzuk ezen aeroszol forrás hozzájárulásának mértékét, továbbá a légkörben található természetes radionuklidokat nyomjelzőként alkalmazva megbecsüljük a reszuszpendált aeroszol tartózkodási idejét. Emellett olyan toxikológiai vizsgálatokat végzünk, melyek során megállapítható, hogy a reszuszpendálható városi por milyen genetikai és sejtbiológiai változásokat, illetve DNS károsodásokat okozhat az emberi szervezetben. A reszuszpendált városi aeroszol azonosítása, hozzájárulás mértékének és tartózkodási idejének meghatározása, illetve humán egészségügyi kockázatának becslése a tudományos eredmények mellett társadalmi és gazdasági szempontból is hasznos, mivel segítségükkel az önkormányzatok és a szakhatóságok hatékony levegőminőség védelmi intézkedéseket dolgozhatnak ki. A nagyvárosok PM10 szennyezettségének csökkentésével mérsékelhető a légzőszervi, valamint a szív- és érrendszeri megbetegedések gyakorisága és súlyossága.

Az elmúlt időszakban a városi állatpopulációk szaporodási sikere jelentősen változott az urbanizált területek megváltozott táplálékkínálata és a természetes táplálékforrások hiánya miatt. Az intenzív emberi zavarás negatív hatással lehet a városi állatok reprodukciójára, ugyanakkor számos városban élő állatfaj alkalmazkodik az állandó emberi zavaráshoz. Ez gyakran konfliktusok forrása, ezért a városi állatpopulációkkal való tartós együttélési stratégiák megtalálásához szükség van az emberrel szembeni tolerancia/bátorság kialakulását eredményező mechanizmusok feltárására. A projekt során összefüggéseket keresünk a releváns lokális környezeti jellemzők és a városi állatok szaporodási sikere, túlélése és viselkedése között. Terepi, térinformatikai és rádió-telemetriás nyomkövetésen alapuló, kombinált megközelítéssel jellemezzük a frissen kirepült madarak mortalitását és területhasználatát, és azonosítjuk ebben az érzékeny életszakaszban legkedvezőbb városi élőhelytípusokat. Vizsgáljuk városi madárfészkeknél az antropogén táplálékforrások szaporodási sikerre, valamint a fiókák fejlődésére és egészségi állapotára gyakorolt hatásait. Teszteljük kísérletesen azt a hipotézist, miszerint a vadon élő állatok zavaráshoz történő gyors alkalmazkodásában és az ehhez kapcsolódó bátorság kialakulásában epigenetikai változások is szerepet kapnak. Vizsgáljuk az emberi zavarás közösségi szintű hatásait, azaz hogy mely fajok reagálnak érzékenyen a tartós zavarásra, és melyek nem. Vizsgálataink hozzájárulnak az urbanizáció életközösségekre gyakorolt hatásainak alaposabb megértéséhez, a városi élővilágra nehezedő kihívások és az ezekre adott válaszok feltárásához. Mindez elengedhetetlen feltétele annak, hogy az eredeti ökoszisztémát eredményesebben és fenntarthatóbban őrizhessük meg épített környezetünkben.

A klímaváltozás és nyersanyaghiány szélsőséges hatásai miatt átalakuló környezetünk már rövidtávon is kihívást jelent. Elengedhetetlen, hogy minden szinten felkészüljünk az elkerülhetetlen változások társadalmi és gazdasági hatásainak előrejelzésére és enyhítésére. Ennek legfontosabb pillére a szemléletformálás, mely a mitigációs és adaptációs célkitűzések megvalósíthatóságának előfeltétele. A projekt során az adaptációs felkészültség mérését és annak értékelését lehetővé tevő módszertant fejlesztünk ki, az adaptációs felkészüléssel összefüggő képzési tematikát dolgozunk ki, online képzési formákat valósítunk meg magyar és angol nyelven, végül megfelelő tudással rendelkező szakembereket képzünk. Létrehozunk egy tudományos alapú és igényességű, magyar nyelvű információs adatbázist. A platform célja az adaptációval kapcsolatos, közérthető képi, hangi és írott információk rendszerezett módon történő terjesztése, hogy segítse a szervezetek, közösségek és magánszemélyek felkészülését az erőforrások kimerülése, az éghajlatváltozás összetett következményei és számos egyéb tényező együttes hatásai miatt bekövetkező gyorsuló változásokra. A folyamatokat és összefüggéseket bemutató, a legfontosabb nemzetközi kutatásokat érthetővé tévő hiteles adaptációs platform segítségével rendszerezett módon terjeszthetők az alkalmazkodással kapcsolatos, hiteles és közérthető képi, hangi és írott információk. Lehetővé teszi a párbeszédet az érdeklődők között, továbbá az aktuális tudományos információk gyors feldolgozásával és eljuttatásával segíti őket a változásokkal kapcsolatos tájékozódásban.

Fenntartható városok: a városi élőhelyek biodiverzitásának ökológiai és humán vonatkozásai

Bevezetés és problémafelvetés

Napjainkban a világ népességének több mint fele városokban él, és ez az arány folyamatosan nő. A városi életminőség és jóllét fenntartásához, javításához nélkülözhetetlen a városi ökoszisztémák működésének megértése. A városlakók számára ezek az ökoszisztémák jelentik a mindennapi, közvetlen kapcsolatot az élővilággal és a természettel. Az urbán ökoszisztéma fontos elemei a fennmaradt városi természetes élőhelyek, vízparti folyosók, kistavak, felhagyott területek, kezelt parkok, privát kertek, balkonok, tetőkertek. Ezekhez az élőhelyekhez jelentős biodiverzitás kötődik. A projekt kutatói terepi vizsgálatokban és meta-analízisekben azt találták, hogy számos élőlénycsoport fajszáma jelentősen csökken a városiasodással elsősorban a belvárosok közelében, és az urbanizációs gradiens az állatok viselkedésére is jelentős hatással van. A városi élőhelyek nélkülözhetetlen ökoszisztéma szolgáltatásokat nyújtanak, mint a talaj, a víz és a levegő minőségének védelme és a klímaszabályozás. A nagy népsűrűség miatt a fokozott vízhasználattal kapcsolatban számos vízminőségi és vízkezelési kérdés merül fel (pl. mikroszennyezők, csatornabűz).

A városokban bonyolult közösségi dinamika bontakozik ki az ember és számos élőlény között, így a városi rezervoár gazdáknak, vektoroknak és kórokozóknak köszönhetően megnövekedett járványügyi veszély fenyegeti az ott élő lakosságot. A jelentős népsűrűség és a városok központi kereskedelmi és közlekedési szerepe elősegítik a távoli területek kórokozóinak és vektoraiknak behurcolását, és az emberek közti fertőzések gyors létrejöttét. A hősziget jelenség hozzájárul, hogy a kórokozók, vektoraik és rezervoár gazdáik könnyebben átvészeljék a téli hónapokat.

A városok zöld és kék infrastruktúrájának és a hozzájuk kötődő biodiverzitás fenntartása szempontjából fontos kérdés, hogy a városi élőhelyek képesek-e funkcionális élőhely-hálózatot alkotni. A jelentős mennyiségű és jól összeköttetett zöld infrastruktúrával rendelkező városokban a városiasodás hatása jelentősen mérsékelhető. Jelen kutatás egyik fontos kérdése, hogy a természetes élőhelyek rekonstrukciójára kidolgozott módszerek milyen módon adaptálhatóak a városi környezetben.

A kutatási program célja

A programban három egymásra épülő témacsoportban, egységes keretrendszerben vizsgáljuk a városi ökoszisztémák működését, ezek humán vonatkozásait és a rendszer működésének fenntartásához és helyreállításához szükséges beavatkozásokat.

1. A városi élőhelyek biodiverzitásának feltárása és a városi ökoszisztémák működésének megértése.
Multi-taxon vizsgálataink célja a városi terresztris és vízi élőhelyek biodiverzitását és ökoszisztéma szolgáltatásait befolyásoló mechanizmusok feltárása.

Kiemelt kutatási témák:
1.1. Városi zöldinfrastruktúrák biodiverzitásának multi-taxon elemzése urbán – szuburbán – rurál gradiens mentén.
1.2. Beporzók a városokban, virágsávok és virágágyások biodiverzitása, a városi pollinátorközösségek összetételét és működését befolyásoló tényezők vizsgálata.
1.3. Városi kistavak biodiverzitási potenciáljának országos szintű feltérképezése és a kistavak növény, állat és mikroba-közösségeit befolyásoló tényezők feltárása.
1.4 A városi életmódhoz való alkalmazkodás ökológiai stratégiáinak, feltételeinek és következményeinek megértése, urbán és rurál populációk jellegeinek és viselkedésének összehasonlító elemzésével.

2. A városi ökoszisztémák és a városlakók közötti kapcsolatok feltárása, a városi ökoszisztémák humán vonatkozásai.
A városokban bonyolult közösségi dinamika bontakozik ki az ember és számos élőlény között, és az ember élettevékenysége alapvető hatással van a városi ökoszisztémákra. Kutatásaink célja az ember és a városi ökoszisztémák közötti változatos kapcsolatok, kölcsönhatások feltárása.

Kiemelt kutatási témák:
2.1. Városok vízellátása, vízminőség, a vizes ökoszisztémák összetétele, működése és anyagforgalma.
2.2. Városi zöldterületek járványökológiai vizsgálata szúnyogok és kullancsok által terjesztett kórokozókkal való fertőződés rizikója szempontjából.
2.3. Városi élőhelyek humán- és állategészségügyi vonatkozásainak vizsgálata citizen science programokban gyűjtött országos adatsorok elemzésével.
2.4. Ember-élővilág konfliktus az épített környezetben: útökológiai vizsgálatok.
2.5 Termesztésre szánt élelmiszernövények minőségének javítása a hiányelemek pótlásán keresztül

3. A városi élőhelyek rendszerszintű kezelése és restaurációja, megoldások a városi ökoszisztémák biodiverzitásának és funkcióinak fenntartására és fejlesztésére.
A városi zöldterületek méretének és biodiverzitásának növelése az EU Biodiverzitás Stratégia egyik kiemelt célkitűzése. Kutatásainkban arra keressük a választ, hogy a természeti területeken kifejlesztett élőhelyrekonstrukciós módszerek és természet-alapú megoldások milyen módon alkalmazhatóak a városi környezetben.

Kiemelt kutatási témák:
3.1. Városi zöld és kék infrastruktúra fejlesztésének perspektívái; tudományosan megalapozott útmutató készítése bizonyíték-alapú kezelési tervek kidolgozásával.
3.2. Városi zöldinfrastruktúrák restaurációs potenciáljának értékelése, a restaurációs módszerek költség-hatékonyság elemzése.
3.3. A kertekhez kötődő multi-taxon biodiverzitás feltárása és az eredmények alapján a természetközeli kertek kialakításához egy tudományosan megalapozott gyakorlati útmutató készítése.

A kutatási program szorosan kapcsolódik az ENSZ „Egészség és jóllét’, „Tiszta víz és alapvető köztisztaság”, „Fenntartható városok és közösségek”, „Szárazföldi ökoszisztémák védelme” Fenntartható Fejlődési Céljaihoz. Kutatásaink eredményei beépíthetőek a városi zöld és kék infrastruktúra tervezésébe és várostervezési stratégiákba.