7. A klíma, talaj és növényzetrendszer a karsztokon
7.1. A makro- és mikroklíma hatása a karsztrendszerre
A klíma, hatással van az öko-rendszerek fizikai-, kémiai- és biológiai folyamataira, ezért a geo- és tájökológiai analízisben központi szerepet tölt be. A levegő hőmér-séklete, nedvessége, a csapadék, a párolgás a víz és anyagforgalmat nem kis mérték-ben befolyásolja. A levegő és a talaj hőmérséklete az állat és növényvilág életfolya-matait szabályozza. A szárazanyag-transzport a talaj, növényzet, relief és a klímapara-méterek függvénye. Mindezek visszahatnak a klímára, illetve a klíma területi differen-ciálódására. Ennek megfelelően a különböző adottságú ökológiai területegységeket sajátos folyamatok jellemzik. A karsztok kialakulásának, de a karsztok egész felszín-fejlődésének meghatározó tényezője a makroktíma, az ökológiai faktorok mechaniz-musát azonban elsősorban a mikroklíma irányítja.
7.1.1. Makroklíma zonalitásának hatása a karsztfejlődésben
A klíma morfogenetikai tényező minden kőzettípus lepusztulási folyamatának irá-nyításában, a karsztrendszerben azonban a karsztfejlődés dinamizmusát biztosító öko-faktor. A csapadék mennyisége döntő hatással van a felszíni és felszínalatti
formafej-lődésre, hatása lehet közvetlen és közvetett. A szálban álló kőzeten a csapadékvíz köz-vetlen oldó-hatása érvényesül. A talajjal vagy egyéb üledékkel fedett karsztokon a fe-dő rétegek, illetve a rajtuk megtelepefe-dő vegetáció folyamat módosításain keresztül közvetett formában hat a klíma a karsztökológiai folyamatokra. A víz ebben a rend-szerben az anyag- és energia-áramlás közvetítője, ezért annak mennyisége, felszínre jutásának intenzitása igen fontos a karsztfejlődés szempontjából. Maga az oldási fo-lyamat, de a talajban végbemenő abiogén és biogén átalakulások szempontjából is a csapadékkal együtt a hőmérséklet a másik fontos klímatényező.
A hőmérséklet a legfontosabb klímaelemnek, a sugárzásnak a függvénye. A sugárzás biztosítja a rendszer energiáját. Az, hogy mennyi energia továbbítódik, illetve meny-nyi kerül vissza a légkörbe, függ a sugárzást felfogó felszín minőségétől. Mivel azon-ban a hazai karsztok többsége talajjal, illetve növényzettel fedett, általáazon-ban a felszínre jutó energia jelentős részét elnyeli. A talajon keresztül a hőáramlás a kőzetre jutva a kőzet kedvező vezetőképessége révén a mélyebb szintekre jut, s különösen a kőzet-határon az oldási folyamatok intenzitását befolyásolja.
A napsugárzás energia
ho-zama függ a besugárzás tarta- , 5 c a , / c m m i n
mától, a borultságtól és a hori-zont-korlátozástól. A napsuga-rak beesési szögét hegyvidéki területeken a relief hatása je-lentősen módosítja (9. ábra).
A Nap delelési magassága mel-lett szerepe van a Nap tágassá-gának is, ami az év során válto-zik. A besugárzási periódusban a kitettség és a lejtőhajlás is módosítja a felületegységre ju-tó energia mennyiségét.
A földrajzi zónák eltérő klí-ma viszonyai jelentős különbsé-geket eredményeznek a karsztok fonnakincsében. A hideg-száraz klímákon minimális az oldás,
aprózódási folyamatok a jellemzőek (44. kép)
1,0-
0.5--i r 1 1
r-14 16 18 20 óra
9. ábra.
A napsugárzás napi diagramja 25°-os lejtőszög esetén július 15-én (Hoeck nyomán).
E=északi lejtő; D=déli lejtő; K=keleti lejtő; Ny=nyugati lejtő;
V=vízszintes felszín.
44. kép.
Magas hegységi karsztos felszín az Abruzzókban (Olaszország) (balra), Eisriesenwelten és Krippensteinen (Osztrák Alpok) (középen és jobbra).
A valódi mérsékeltövben a klíma hatására kialakult növényzet és talajborítás erősítik a karsztkorrózió intenzitását. Ilyen karsztok Európa nedves és száraz kontinentális vidé-kein fordulnak elő (45. kép). Az óceáni klí-ma területeken a sok csapadék következté-ben nagyobb az oldás intenzitása, mint a kontinentálisabb területeken.
A mediterrán terideteken, nagvintenzitású oldási folyamatok játszódnak le a téli idő-szakban, melynek eredményeként karakte-risztikus karsztformák jönnek létre. Felerő-södik a talajerózió, s az amúgy is, az erdőirtások következtében erodálódott fel-színeken, kopár karr felszínek jöttek létre (46. és 47. kép).
45. kép.
Mérsékeltövi, talajjal borított karszt írországi dolinában.
46. és 47. kép.
Kopár karsztos felszín a mediterrán klímán, Mallorcán (Sierra Tramuntana) (balra), és Olaszország adriai partvonalán (jobbra).
A szubtrópusi és trópusi területeken az intenzív oldás hatására kúp és toronykarsztok maradnak meg az erózió bázis közeléig lepusztult karsztfelszíneken (48. és 49. kép).
48. és 49. kép.
Szubtrópusi kúpkarsztok (balra),
és trópusi torony karsztok Dél-Kelet-Ázsiában (jobbra).
A sivatagi és félsivatagi klímaterületeken csak karsztos maradványfonnák találhatók, mivel itt az oldó víz, mint a karsztosodás egyik alapfeltétele hiányzik. Hosszú évez-redeken keresztül konzerválhatja ezért a korábbi, nedvesebb időszakokban kialakult formákat.
7.1.2. A mikroklíma szerepe a formaképzésben A karsztok középhegységi hegyi és völgyi helyi klí-máján belül sajátos orográfiai- és morfológiai helyzet-ben kialakulnak a sugárzási hatásokat módosító mikro-klíma rendszerek. Legjellegzetesebbek a karsztos dolinák mikroklíma-térségei, ahol a depreszszió zártságából adó-dó sajátosság mellett érvényesül a kitettség mikroklíma-módosító hatása. A különböző lejtők más-más nagyság-rendű felmelegedése mind a léghőmérsékletre, mind a talajhőmérsékletre hatással van. Jelentős energia bevé-teli különbséget eredményez a kitettség, ami a karsztos talajok eltérő felmelegedését eredményezi (Bárány Ke-vei 1985a).
A hőmérsékleti különbségek hatással vannak a talaj mikrobiálisaktivitására, de a makroflóra összetételére is.
A dolinákban végzett megfigyelések szerint a nyugati és északnyugati lejtő hőmérsékleti és nedvességi viszonyai felelnek meg leginkább a bakteriális tevékenységnek, a déli lejtő magas nedvességtartalma és alacsony
hőmér-50. kép.
Eltérő növekedésű, de egykorú fenyő csemeték egy bükki dolina
alján és peremén.
séklete, az északi lejtő erős besugárzása miatt a talaj kiszáradása akadályozza a bakté-rium populáció jelentős feldúsulását. Ez az egész ökológiai rendszer szempontjából azt is jelenti, hogy a déli lejtőn lassúbb lesz a szerves-anyagok lebontása és anyagszállítás, mint a többi lejtőn. A nappali besugárzás lejtők szerinti eltéréseit nem egyenlíti ki az éjszakai kisugárzás, mert ekkor a hideglevegő leszivárgása nyomán a dolinákban hideg légtavak alakulnak ki. Hőmérsékleti inverzió jön létre. Ez a mikroklíma sajátosság a nö-vényzet elrendeződésében is inverziót eredményez (50. kép).
A dolinák sajátos morfológiai karakterük miatt a karsztplatókon, vagy a száraz-völgyekben önálló, harmadrendű mikroklíma-teret hoznak létre (Wagner 1964). A do-linák zártsága, eltérő kitettségű lejtőfelszínei tovább tagolják a mikroklíma-teret. A lejtőkön, a dolina peremén, a dolinafenéken sajátos mikroklíma folyamatok játszód-nak le, amelyek a dolina egészének hatása alatt álljátszód-nak, de időben és térben önállósul-va hatnak az ökológiai folyamatokra.
A dolinák légterét nappal i- r
gen magas hőmérsékletű, csak 36
lokális turbulens mozgásokkal cserélődő levegő tölti ki. A lej- ^
tők hő-bevételi és hő-leadási fo- 20 Ty, yyy^, /—v
lyamataiban a sugárzási viszo- ,6 — • — - ~ —
nyoknak megfelelően időbeli 12 és nagyságrendi különbségek » mutatkoznak (10. és 11. ábra). 4
A sugárzás energia hozama bármely területen a földrajzi szélességtől, a besugárzás
tarta-mától, a horizontkorlátozástól, 10. ábra.
valamint a borultságtól függ. A l ég" é s talajhőmérséklet menete egy aggteleki dolina alján.
A dolinákban a kitettség és a lejtőszög jelentősen módosít- sf ja a felületegységre jutó ener- 32 gia mennyiségét. Minél mere- 28
dekebb és északra exponált a lejtő, annál nagyobb a sugárzá-si deficitje. A sugárzás évi és napi összege a déli kitettségű lejtőn a legnagyobb. Azonban 4 a sugárzás napi menetére jel- 0
„ , _ .. , / „ , , , 17 24 6 12 18 24 6 12 18 24 6 12 18 24 6 h
lemzo, hogy napfelkeltetol 9
óráig a keleti kitettségű lejtő 2 c m—5 c m 1 0 c m—2 0 c m 3 0 c m leveg°
részesül erőteljesebb sugárzás- j j
ban a déli kitettseggel szem- \ leg- és talajhőmérséklet járása egy aggteleki dolina peremén.
12 18 24 6 h
- 2 cm 5 c m 10 cm 20 cm levegő
ben. Nyári hónapokban a kora reggeli és esti órákban az északi kitettségű lejtő is kedvezőbb sugárzási helyzetben van, mint a déli kiettségű lejtő. A délutáni órákban a nyugati kitettségben erősebb a besugárzás (Bárány Kevei 1999).
A negatív formáknál, így a dolinák mélyedéseiben is nagy jelentőségű módosító hatást fejt ki a besugárzásra az önárnyék. A déli lejtők hő-deficitjéhez a korai árnyék-hatás is hozzájárul. A reggeli órák hőtöbbletét rontja a horizontkorlátozás korai be-következése, a kora-délelőtti óráktól már az északi kitettségű déli lejtő önárnyékban van. Közismert az északi és déli lejtők kitettségből adódó eltérő a léghőmérséklet já-rása . A déli kitettségű lejtőkön 4-5 fokkal magasabb a felmelegedési szakaszban leve-gő hőmérséklete, mint az északi kitettségen (12. ábra).
cal cm 'min ' 1.4
1 . 2
I.O
0.8
0 . 6
0.4
0.2
O 6
cal cm min 1
1.4
1 . 2
I.O
0 . 8 0 . 6
0.4
0.2 O
6
cal cin min 1.4
1 . 2
I.O
0 . 8 0 . 6
0.4
0.2
O cal cin 'min1
1.4
1. 2
I.O
0 . 8
0.6
0.4
0.2
18 O
— deli lejtó 3 m
III 12