6. Az ember ökoszisztémái

A vadászó-gyűjtögető életmódról növénytermesztési és állattenyésztési tevékenységre áttérő ember fokozatosan egyre nagyobb területen és egyre nagyobb mértékben alakította át a természet korábbi ökoszisztémáit. Az új, mesterséges ökoszisztéma egészen más elvekre épült. Míg a természetes rendszerben a „cél” a napenergia minél hatékonyabb kihasználása volt, s ezt a minél változatosabb élőlényegyüttessel valósította meg, addig az új rendszerben egyetlen faj, az ember igényeinek kielégítése a végcél, melyet néhány, sokszor pedig csupán egyetlen háziasított fajjal valósít meg. E természetellenes állapotot a napfény mellett újabb energia bevonásával tartja fenn. Eleinte saját izomerejével, majd háziállataival, végül üzemanyagot fogyasztó gépeivel és vegyszereivel teremt kedvező feltételeket a preferált faj(ok)nak, és kedvezőtlen, illetve lehetetlen feltételeket a sokféle „üres niche” (betöltetlen potenciális élőhelyek) elfoglalását megkísérlő többi faj számára. Ez utóbbiakat kártevőknek, gyomoknak minősíti.

A természetes és az ember által fenntartott ökoszisztémák legfontosabb különbségeit az 1. sz. táblázatban láthatjuk. Ezek között legfeltűnőbb a biodiverzitásban és az élőanyag mennyiségében van, s e különbség működési eltérésekhez is vezet. Ezek részleteit két emberi ökoszisztémában, a mezőgazdasági (agro-) és a városi (urbán-) ökoszisztémában tekinthetjük át az alábbiakban.

 

 

6.1. A mezőgazdasági ökoszisztéma

Mint az ökoszisztéma fogalmának bevezetésében láttuk, a rendszer körülhatárolása önkényes, így mezőgazdasági ökoszisztémaként vizsgálhatunk egy gabonatáblát, egy többféle terménnyel gazdálkodó gazdaságot, vagy akár egy agrárrégiót, melyen belül növényi és állati termékek megtermelése, feldolgozása, fogyasztása egy-egy alrendszernek tekinthető. A természetes rendszerekkel ellentétben ezek többnyire helyileg is elkülönülnek (szántók, legelők, kertek, állattenyészetek, falvak, üzemek stb.). Összehasonlító táblázatunk segítségével vegyük sorra az eltérő szempontokat (1. táblázat).

Fajdiverzitás. Mivel az ember számára csak néhány faj szolgáltat közvetlen hasznot, az agrár-ökoszisztémában ezek minél nagyobb tömege a cél a többi rovására. Ősibb mezőgazdasági rendszerekben ez nem jelentett feltétlenül monokultúrát. Háztáji kiskertekben, ahol a kézi művelés ma is dominál, a többfajú kultúra napjainkban is gyakori. Hazai viszonyok között például a kukorica-futóbab-uborka vagy tök együttes többoldalúan hasznosítja környezetét. Hátránya viszont, hogy alig gépesíthető: kézi kapálásra, betakarításra van szükség.

A modern nagyüzemi gazdálkodásban a monokultúra dominál. A termesztett növény (vagy tenyésztett állat) minden egyede lehetőleg azonos fejlődési szakaszban van, mely az egységes kezelést s ennek gépesítését teszi lehetővé. Ez ugyan óriási könnyebbség, de a környezeti elemek hasznosítása szempontjából kevésbé előnyös, hisz egyszerre, nagy tömegben jelentkezik mindenféle igény. Az előre megjósolhatatlan időjárás vagy más hatás, a kiszámíthatatlan tenyészidőszak ugyanakkor óriási kockázat. Lehet nagyon előnyös, de nagyon rossz is.

Genetikai diverzitás. Az ember termesztett növényeit, tenyésztett állatait régóta válogatja, szelektálja. Ha a gazdasági szempontból lényeges tulajdonságban változatosság van, ösztönös módon is a kedvezőbbet szaporítja tovább. E változatosság hátterében genetikai, illetve környezeti okok lehetnek. Többnyire mindkettő előfordul, így az évezredes válogatással „nemesített” növények, kitenyésztett háziállatok alakultak ki számunkra örökletesen kedvező tulajdonságokkal. A szelekcióval egyes génformákat kizárunk a populációból, így a géndiverzitás csökken, ami rövid távon korlátozhatja a további nemesítés lehetőségét. (A nemesítéses változás megfelel a természetes ökoszisztémákban leírt fajok összecsiszolódásának, azzal a különbséggel, hogy itt a nemesített faj populációja a mi igényeinkhez illeszkedik.) A további változtatáshoz növelni kell a géndiverzitást. A természetben ez spontán mutációval vagy migrációval történt. Emberi léptékkel ez túl lassú. A genetikai diverzitás növelése inkább keresztezésekkel jött létre, majd a 20. századtól a lehetőség kibővült a mutációk indukálásával (besugárzás, kémiai mutagének), legújabban pedig a genetikai manipulációkkal. Ez utóbbi módszerben a változás tudatosan megtervezett átalakítást jelent.

Fontos sajátsága a modern mezőgazdaságnak, hogy a termesztés és a nemesítés különválik. A termesztési rendszerben a cél legtöbbször a genetikai diverzitás lehető legnagyobb mértékű lecsökkentése, míg a nemesítési intézményekben ezzel ellentétben a diverzitás fenntartása vagy növelése történik fajtagyűjtemények, génbankok segítségével.

A nemesítés során a kultúrnövény vagy a háziállat sok tekintetben módosul. Legtöbbjük számára a visszatérés a természetbe már lehetetlen, mivel fennmaradása, továbbszaporodása csak az ember segítségével lehetséges. Ez egyben jelzi a kétféle ökoszisztéma közötti alapvető különbséget. Az ember által elhagyott agrár-ökoszisztéma néhány év alatt, olykor még hamarabb is megsemmisül. Először gyomok és kártevők lepik el, majd megkezdi a természet visszafoglalni a területet. Ennek sebessége igen változó, és jelentősen függ a benépesítő „vad” fajok közeli vagy távoli előfordulásától.

A „nemesített” fajok gyengesége könnyen belátható. Egy növényfajnak a természetben a fennmaradáshoz sok mindenre van szüksége. A fotoszintézissel megszerzett energiának csak egy csekély részét fordíthatja például egy vad gabonaféle a kalász szemtermésének létrehozására. Rengeteg energiát kell szánni a víz és a benne oldott tápanyagok elérésére, felszívására, növényevőkkel és más károsító élőlényekkel szembeni ellenálló képességet növelő struktúrák vagy kémiai anyagok előállítására, szélsőséges természeti viszonyok túlélésére stb. Az ember mindezt megkönnyíti fellazított földdel, trágyázással, öntözéssel, gyomirtással és peszticidekkel, így jórészt feleslegessé teszi a korábbi szükségletek ellátását biztosító géneket is. Az energia átcsoportosíthatóvá válik az emberi igényeknek (szemtermés mérete, száma, összetétele stb.) megfelelően.

Érdekes megfigyelés, hogy a fotoszintézis molekuláris mechanizmusainak hatékonyságát mindezidáig nem sikerült javítani, így a nagyobb termés biztosítása lényegében átcsoportosításokkal sikerült. A „génmérnökösködés” legnagyobb kihívása valójában éppen ez lehetne. Tökéletesebb pigmentek, fotoszintézisben hatékonyabban közreműködő enzimek megtervezése az igazán kemény dió!

Az agrár-ökoszisztéma genetikai diverzitásának csökkentése a befektetett energia és anyag növekedésével párhuzamosan valósult meg. Mindez egyre sérülékenyebb rendszert eredményezett. A nagy tömegben lényegében azonos genotípussal termesztett növényre vagy tenyésztett állatra szinte elkerülhetetlenül specializálódnak különféle kártevők (vírus, baktérium, gomba, féreg, rovar, rágcsáló stb.). Mindez állandó kihívást jelent a nemesítők számára. Az ún. „zöld forradalom”* nagy terméshozamú növényfajtáit 5–8 évenként újabbakkal kellett felváltani az időközben megjelent, rájuk specializálódott kórokozók miatt.

Versenyfutás van a két tábor között. Az egyikben nemesítők és növényvédők fejlesztenek ki újabb fajtákat és növényvédő szereket, a másikban az evolúció még nehezebben leküzdhető kártevőket produkál. Mindkét tábor jelentős tartalékokkal rendelkezik, s egyik sem szűkölködik leleményességben. A verseny vége nem látható. Mindenre rezisztens, tökéletesen ellenálló fajta tartósan aligha létezhet. Ugyanakkor a verseny nekünk, embereknek sokba is kerül. Célszerű lenne békét kötni, ha lehetne. Elvileg ez egyáltalán nem lehetetlen. Csupán tanulni kellene a természetes ökoszisztémáktól. Jóval nagyobb biodiverzitás a megoldás kulcsa. Ez persze a jelenlegi agrotechnika mellett nehezen valósítható meg.

Élőanyag (biomassza). A természetes szárazföldi ökoszisztémákban a „lábon álló” növényzet adja az élőanyag zömét. Földünk különféle klimatikus viszonyai mellett ez persze jelentősen eltérő lehet. A hideg (például tundra) vagy száraz (például sivatagi) klímában kicsi, míg a meleg és egyben nedves, trópusi esőerdőkben ez igen nagy. Ugyanezen területeken az agrár öko-szisztémák többnyire jóval kisebb élőanyagot jelentenek (kivéve, ha öntözéssel teszik kedvezőbbé a helyet).

A természeteshez viszonyított csekély élőanyag-mennyiség különösen szembetűnő, ha például egy búzavetést vagy kukoricást hasonlítunk össze az ugyanezen területen természetes körülmények között kialakuló tölgyes lomberdővel. A hatalmas fák (emberi hatástól mentes őserdőről van szó), dús cserje- és gyepszint a föld alatt ezek gyökérzetével folytatódik, s fenn is, lenn is tele van rengeteg (főleg apró) állattal, gombákkal, és más mikroszkopikus élőlényekkel. Mindez télen-nyáron jelentős, csak kissé ingadozó mennyiségű élőanyagot ad.

A szántóföldi agrár-ökoszisztéma ezzel szemben az év jelentős részében szinte élettelennek látszik. Egy kukoricás „biomasszája” a betakarítás után sokszor több mint fél évig lényegében csak a talajban élő szervezetekből áll, s maga a termesztett növény is csak a nyári hónapokra érheti el az erdő biomasszájának 1–2%-nyi töredékét kitevő mennyiséget.

A természetes ökoszisztémák ilyen átalakítása jelentősen hozzájárul klímánk megváltozásához is. A mezőgazdasági területek európai térhódítása idején ennek hatása elsősorban albedonövekedést, s ezzel regionális lehűlést eredményezhetett, míg ugyanez globális méretekben (a 18–19. század óta) inkább az előbb tárgyalt élőanyag különbségből fakadó CO2-növekedést, s ezzel az üvegházhatást fokozta. Ugyanezt eredményezi a talaj szervesanyagtartalmának eloxidálódása is a talajművelés következtében.

Anyagciklusok. A természetes ökoszisztémák anyagciklusai legtöbbször csaknem zártak. A legtöbb elem az ökoszisztémán belül végzi körforgását. Ha elég nagynak választjuk a rendszert, csak annyi anyag (elem) hagyja el, amennyi a levegőből, csapadékvízből vagy az alapkőzetből pótlódik. A rendszer legalábbis egyensúlyközeli állapotban van. Észlelhető változás csak hosszabb (legalább évszázados) időskálán történik.

A modern mezőgazdasági ökoszisztémák anyagciklusai ezzel szemben alapvetően nyíltak. Anyagaik jelentős része kívülről származik, s kikerül a rendszerből. A rendszerhez történő hozzáadás (input) legtöbbször nem folyamatos, hanem hirtelen dózisokban érkezik (vetőmag, műtrágya, növényvédő szer). A kikerülés (output) a termény esetében ugyanilyen (betakarítás), míg más anyagok folyamatosan illetve fluktuálva távoznak (például erózió, kimosódás). Többé-kevésbé zárt ciklust itt szinte semmi sem képez. A nem folytonos, dózisokban érkező tápanyag a növény számára is kedvezőtlen, s hatékonyság szempontjából sem jó, könnyen kimosódhat a talaj- és felszíni vizek elszennyeződését, eutrofizálódását okozva. Mindezt igyekeznek elkerülni, pontosabban csökkenteni többféle agrokémiai illetve agrotechnikai megoldással.

A természetes ökoszisztémák az ember előtti időkben a Föld egészére nézve gyakorlatilag egyensúlyi anyagkörforgást eredményeztek. Valamely anyag jelentősebb halmozódása vagy fogyása csak a geológia időskáláján történhetett, ahogyan ezt az oxigén vagy a szénciklus esetében láttuk. Az agrárrendszerek ezzel szemben (más emberi rendszerekkel együtt) igen gyors változásokat hoztak, amelyek hatása a még meglévő természetes ökoszisztémák számra is komoly kihívást jelent. A mezőgazdaság a légköri nitrogén fixálását például globálisan több mint 50%-kal emelte meg, jelentősen fokozva a csapadék nitrogéntartalmát. A természetes vegetáció lecserélésével legalább 20%-ban járul hozzá a CO2-szint jelenlegi növekedéséhez. A rizskultúrák és a kérődző állatok a légköri metánkoncentrációt növelték csaknem háromszorosára, hogy csak néhány példát említsünk. Mindebből az is következik, hogy hosszú távon ez az agrár-ökoszisztéma nem tartható fenn.

 

6.2. A városi ökoszisztéma

A városi vagy más néven urbán-ökoszisztéma áll a legtávolabb a természetes rendszerektől. Ez nem csupán a kevésfajúságban nyilvánul meg (mint az agrár-ökoszisztémában), hanem abban, hogy gyakorlatilag alig van valami az ökoszisztéma elsődleges termelőiből, a növényzetből, s ami mégis van, az sem kerül tápanyagként a legnagyobb tömegű fogyasztóhoz, az emberhez. A parkok, fasorok, kertek és egyéb zöldterületek csupán a minimálisra korlátozott, főleg alacsonyabb rendű állatoknak szolgáltatnak élelmet. Az ember az urbán-ökoszisztémában kívülről szerzi be táplálékát, s szennye is kikerül innen. Csatlakozik hozzá egy sor kedvtelésből tartott állat (kutya, macska), valamint az emberi élelmiszerekre, hulladékokra gyűlő madarak, rágcsálók és rovarok. A városi ökoszisztéma élőlényei közül a domináns ember (és vele kutyája) szinte teljesen független a rendszer belső anyag- és energiaáramlásaitól.

E. Odum amerikai ökológus találóan nevezi a városi ökoszisztémát „fabrikáltnak” a „domesztikált” agrár és az önszervező természetes ökoszisztémákkal szemben. A „fabrikáltság” mellett a városi rendszer még parazita is, hiszen képtelen magát fenntartani a környező agrár- és természetközeli ökoszisztémák nélkül. Mindezt nem elítélő minősítésként állapítja meg, hanem mint egyszerű tényt, amit fontos szem előtt tartanunk urbanizálódó világunkban.

Egy 1997-ben készült felmérés szerint egy átlagos európai város 1 milliós lakossal naponta 11 500 tonna fosszilis tüzelőanyagot (kőolaj, földgáz, kőszén), 320 000 tonna vizet és 2000 tonna élelmiszert fogyaszt el, s cserébe 300 000 tonna szennyvizet, 25 000 tonna szén-dioxidot és 1600 tonna szemetet termel. Ha fenntartható módon kellene e városi ökoszisztémát működtetni, ehhez a szerzők szerint a városok területének 500–1000-szeresére lenne szükség.

E számok a „fejlett világ” fogyasztói szintjét mutatják, mely még nem jellemző az egész világra. Jelenleg a Föld szárazulatainak 4%-át foglalják el a városok. Ennek viszont csupán 25-szöröse az összes többi terület, melynek feladata lenne a várost eltartani, szennyeit eltüntetni. Elgondolkodtató, hogy miként képzelhető el csupán a mai európai (és nem amerikai) szintre emelni a világ városait a fenntarthatóság elveit betartva?

A városi ökoszisztémát külső anyag- és energiafüggősége közismerten sebezhetővé teszi. Ennek ellenére a városi ember a Föld lakosainak egyre nagyobb hányadát teszi ki elsősorban munkahely-lehetőségei miatt. (A Föld lakóinak már több mint a fele él városban.) Mivel a városok fogyasztott javai többnyire máshonnan származnak (kereskedelem!), az emberek nincsenek tisztában az előállítással és megsemmisítéssel járó kedvezőtlen környezeti hatásokkal, s pazarló fogyasztásra, „eldobható” termékek használatára lesznek hajlamosak.

Az ökológia, különösen pedig az evolúciós ökológia ugyanakkor fontos figyelmeztető példákkal is szolgál. A parazita-gazda kapcsolat kockázatos. Ha túl mohó a parazita, könnyen a gazdaszervezet elpusztulását váltja ki, s ezzel saját maga sírásója lesz. „Fenntartható” parazitizmus így hosszabb távon mindig mérsékelt, kevéssé virulens változatokkal valósul meg, sőt ezek között is inkább azok maradnak fenn, amelyek gazdájuknak még adnak is valamit cserébe. Az ilyen evolúciós változások hosszú sora végül kölcsönösen előnyös együttéléshez, szimbiózishoz vezet. Lynn Margulis már korábban említett könyve, Az együttélés bolygója számos ilyen esetet említ. Versengő, harcoló világunkban érdemes erre a lehetőségre is figyelni. Egyre növekvő parazita városi ökoszisztémáinknak többet kellene áldozni az őket fenntartó „gazda-ökoszisztémákra”, s kevesebbet saját gyarapításukra.

A 5. ábra tömören igyekszik képet adni a természetes és két emberi létesítésű ökoszisztéma szerveződéséről és működéséről. Alaposabb szemrevételezés után belátható, hogy a természetes állapot globális lecserélése problémákat szül. Kimerülő anyag- és energiaforrások, instabilitás, növekvő szennyezőanyag-mennyiség, bonyolult, és sokszor megjósolhatatlan interakcióban komoly, potenciális veszélyeket sejtet, amelyekre érdemes időben odafigyelni.

 

 

 

5. ábra.
A legjellemzőbb anyag- és energiaáramlás a háromféle ökoszisztémában. Az egyes boxok méretei az élőtömeget jelzik. Hullámos nyíl energiát, egyenes vonal anyagot, kettős vonal energiadús anyagot (tápanyagot) jelöl. A víz külön nincs jelölve, mely minden boxba be- és kilép. A természetes ökoszisztémára az anyagok záródó ciklusa a jellemző, míg az agrár-, illetve urbánrendszerekre az átáramlás. (Mindhárom rendszer ábrázolásában nagyfokú leegyszerűsítésekkel éltünk, kevésbé jelentős nyilakat nem is tüntettünk fel.)




Hátra Kezdőlap Előre