Keveiné Bárány Ilona

0

CD CD

h - O )

QŰ X

&

\

iO

< u

Keveiné Bárány Ilona

A KARSZTOK

ökológiai rendszere

^€3A7&9VW Szeged 2009

f

A K A R S Z T O K Ö K O L Ó G I A I R E N D S Z E R E

Földrajzi tanulmányok

A sorozatot szerkeszti M E Z Ő S I GÁBOR

4. kötet

A KARSZTOK ÖKOLÓGIAI RENDSZERE

Szerkezet, működés, környezeti hatások a rendszerben

A karsztok

ökológiai rendszere

Szerkezet, működés, környezeti hatások a rendszerben

Keveiné Bárány Ilona

J000718721 SZTE

SZTE Egyetemi Könyvtar Egyetemi Gyűjtemény

2

Lektor:

D R . MEZŐSI GÁBOR egyetemi tanár

HEOTEN

©LVASIÁi ÍC

A kötetet és a borítót tervezte:

SZŐNYI ETELKA

Készült

a T048356. OTKA Pályázat támogatásával.

ISBN 9 7 8 - 9 6 3 ^ 8 2 - 9 3 5 - 5 ISSN 1789-302-X

© Keveiné Bárány Ilona, 2009

© JATEPress, 2009

x 92704

Minden jog fenntartva.

Jelen könyvet, illetve annak részeit tilos reprodukálni, adatrögzítő rendszerben tárolni,

bármilyen formában vagy eszközzel - elektronikus, mechanikus, fényképészeti úton - vagy más módon közölni a kiadó engedélye nélkül.

Tartalom

7

2. A karsztokról általában 8 2.1 A karsztok osztályozása 9 2.2. A karsztok felszíni formái 10 2.3. Felszínalatti formák 17 3. A karsztok kutatásának indoklása 19

3.1. A karsztok tudományos kutatásának fejlődése 20 4. A karsztökológiai rendszer kutatásának módszerei 23

5. A karsztok és az ember 25 5.1. Korai tájhasznosítás változások a karsztokon 25

5.2. Tájhasznosítás változások a hazai karsztokon 29 5.3. Újkori tájhasznosítás változások hatásai a karsztokon 31

6. A karsztok mai értelmezése 42 6.1. A karsztökológiai rendszer 43 6.2. A karsztökológiai rendszer szerkezete és működése 44

7. A klíma, talaj és növényzetrendszer a karsztokon 49 7.1. A makro- és mikroklíma hatása a karsztrendszerre 50

7.1.1. Makroklíma zonalitásának hatása a karsztfejlődésben 51

7.1.2. A mikroklíma szerepe a formaképzésben 53 7.2. A talajok a környezethatások indikátorai a karsztokon 58

7.2.1. Típusos talajszelvények vizsgálata a Nyugat-mecseki karszton . . . 59

7.2.2. A karszttalajok fizikai és kémiai tulajdonságai 61 7. 2. 3. Mikrobiális tevékenység a talajokban 74

8. A karsztok növényzete 77 8.1. A növényzet zonalitása a karsztokon 78

8.1.1. Erdőgazdálkodás a karsztokon 80

8.1.2. Dolinák növényzete 83

10. Geodiverzitás a karsztokon 93 10.1. A karsztok speciális értékei 94 11. Természetvédelmi feladatok a karsztok fenntartható fejlődésében 97

12. Összegzés 98 13. Erdőrehabilitációs javaslat karsztos területekre

(Aggteleki esettanulmány) 101

Irodalom 115

1. Bevezetés

Az ember érdeklődését korán felkeltették a karsztos hegységek földalatti barlang- jai. Már a neolitikumban lakóhelyként használták, később a modern civilizációk már céltudatosan tárták fel a barlangokat többféle hasznosítás céljára. A barlangtan (szpe- leológia) tudománya alakult ki először ennek megfelelően, újabb keletűek a felszíni karsztkutatások. A barlangfeltárások mellett az 1800-as évek végén, s az 1900-as évek elején indultak meg a tudományos karsztkutatások, s ehhez az időszakhoz köthető a Dinári Karsztok első tudományos igényű vizsgálata is.

A kutatások a múltszázad közepén újabb lendületet kaptak Lehmann, H. (1954) munkássága nyomán. A vizsgálatokban hangsúlyossá vált a különböző karsztjelen- ségek klímatípusokhoz rendelése. Az 1970-es és 80-as években indultak meg azok a kutatások, amelyek a karsztfejlődésben nagy jelentőséget tulajdonítottak a biogén folyamatoknak (Jakucs 1980). Ebben a szakaszban sok tudományos feldolgozás je- lent meg a karsztmorfológia és hidrológia témakörben, de több szerző foglalkozik már ekkor, a folyamatok és jelenségek modellezésével is.

A klasszikus vizsgálatok mellett ebben az időben egyre inkább megjelennek azok a munkák, amelyek a karsztok gcoökológiai rendszerét kutatják. Ezt az irányzatot a környezeti károsodások mértékének növekedése hívta életre. A háromdimenziós karsztrendszerben a külső környezeti hatások rövid idő alatt érvényre jutnak. A lég- szennyező anyagok a csapadékvízzel savanyú oldatok formájában gyorsan bemosód- nak a karsztokba, ahol károsítják a karsztvizeket, de a savanyú oldatok az évmilliók alatt kialakult cseppkőképződményeket is visszaoldhatják, s ezzel visszafordíthatatlan folyamatokat indítanak el.

Napjaink karsztkutatásai a karsztok korábbi hasznosításának ismeretében az új, megváltozott rendszer egészének megismerését célozzák. A rendszer működésének ismeretében segítik az optimális tájhasznosítás, a tájtervezés és tájmenedzsment mun- káját. Az utóbbi évtizedben, a geodiverzitás jelentőségének felismerésével már né- hány kutató a karsztok geodiverzitásával foglalkozik (Sharples 1993, Dixon 1995, és Kiernan 1996, Gray 2005). A geodiverzitás vizsgálatát a tájak, közöttük a karsztos tájak megőrzésének igénye hívta életre. A karsztok háromdimenziós hatásfelületük révén nagyon sokszínűek, mind a felszíni, mind a felszínalatti formák és folyamatok.

Ezek megőrzése az ember, de a növény és állatvilág megőrzése számára igen fontos.

2. A karsztokról általában

A Karszt hegység a Dinári-karszt észak-nyugati része, amely a Júliai-Alpoktól hú- zódik az Una forrásáig. Minden olyan formát és jelenséget, ami a Karszt-hegységre jellemző, a kutatók karszt folyamatoknak és karsztjelenségeknek neveztek el (Cvijic 1893).

Jakucs szerint (1971)« karszt a mészkőnek és a hozzá kapcsolódó jelenségeknek a fejlő- dési állapota, formája, amely a kőzet-minőség és a térben-időben változó geológiai, geográ- fiai, klimatológiai és biológiai környezeti feltételek, és okok komplex hatásaként jön létre és

alakul tovább. A karsztfejlődés a háromdimenziós kőzettestben játszódik le, ebben alapvetően különbözik más természeti földrajzi jelenségektől.

A karsztosodás alapfeltételei:

- jól oldódó kőzet, kevés oldási maradékkal,

- megfelelő mennyiségű víz (oldószer és szállító közeg), - a kőzet megfelelő réstérfogata (elsődleges és másodlagos) Karsztosodé kőzetek:

- karbonátos kössetek (mészkő és dolomit),

- szulfátos és só kőzetek (gipsz és kősó) (nevezik evaporit karsztoknak is)

- magas mésztartalmú kössetek (lösz, meszes homokkő, mészmárga), rajtuk nem típusos karsztformák alakulnak ki.

A karsztos területek hidrológiai jellemzői jelentős mértékben eltérnek más kőzeteké- től, mivel a karsztok háromdimenziós rendszerében a rés és repedéshálózatban a fel- színre jutó csapadék és a más területekről idekerülő vizek hamar eltűnnek. A kőzet- testben történő vízmozgás alapvetően függ a kőzet tulajdonságaitól, de nem hagy- ható figyelmen kívül a talajréteg vízáteresztő képessége, az evapotranszspirációs víz- leadás, és az intercepció miatt, a növényzettel való borítottság sem.

A víz a felszínről a mélyen fekvő vízrendszerbe szivárog a gravitáció hatására mindaddig, amíg el nem éri azt a szintet, ahol már a pórusok telítettek. A felszínt a levegővel kitöltött pórusokat tartalmazó zóna különíti el a vízzel átitatott zónától.

A szivárgó víz zónája a vadózus zóna, amely alatt a freatikus zóna található, ahol a rés és repedés hálózat időszakosan vagy állandóan vízzel kitöltött.

Amennyiben a vízáteresztő (permeábilis) kőzet zónán keresztül a víz eljut a víz- záró (impermeabilis) kőzetig, ott nyomás alá kerül. A víz mozgása a járatokban a víz- gyűjtő régió hidraulikus gradiensének hatása alatt megy végbe. A karbonátokból fel-

épülő kőzeteken a víz a kőzet sokféleségének megfelelően sokféleképpen előfordul.

A karsztvízrendszer különbözik minden más kőzet vízrendszerétől. Benne integrált rendszerben járatok kapcsolódnak egymáshoz és nagymennyiségű lokális vízszállítást tesznek lehetővé.

A víz a felszínről különböző anyagokat visz be a rendszerbe, ami ott változásokat hozhat létre. A környezeti károsodások is a vízrendszeren keresztül érvényesülhetnek.

A karsztos kőzet vizei lehetnek leszorított víztükrű-, szabad víztükrű és szivárgó vizek.

A víz lehet pórusvíz, repedésvíz és vízvezető járatokban mozgó víz. A nyílt víztükrű típus esetén a víz a karszt felső szintjeiben, a pórusokban és a réshálózatban helyezkedik el, az ún. freatikus zóna felső részén, ez egyensúlyban van a légnyomással (ez a pie- zometrikus szint). A fúrásokban apoteneiometríkus vízfelszín határozható meg. Ha a víz megemelkedik afúrásban, akkor beszélünk ártézi vízről. A freatikus zóna feletti zó- na általában vízmentes eltekintve a nagyon intenzív csapadékok megjelenésétől, ami- kor teljesen kitöltődhet ez a szint is.

A karsztos területek vízgyűjtői felszíni és felszín alatti rendszerekből állnak. Kapcso- latuk nem szabályszerű, lehet esetleges is. A felszínre hullott csapadék sokféle járaton rés és repedés hálózaton juthat a rendszerbe. A karsztokra jutó csapadék mozgását, mint azt már hangsúlyoztuk, jelentősen befolyásolja a kőzettani preformáció, a dom- borzat, a talajtakaró vastagsága és nem utolsó sorban a növényzettel való borítottság.

2.1 A karsztok osztályozása

A karsztok csoportosítása több szempontból lehetséges, történhet a talajjal, vegetá- cióval vagy nem karsztos kőzettekkel való borítás szerint, de a klímahatás alapján is.

Vegetációval való borítottság szerint:

- kopár karszt

- növényzettel borított karszt

Talajjal, üledékekkel és nem karsztos kőzetekkel való borítás szerint:

- nyílt karszt (talaj és üledékborítás nélkül),

- félig nyílt karszt (helyenkénti talaj-borítással, a karrbarázdákban és csatornák- ban, a szabad karsztfelszíneken a karszt-folyamatok aktívak),

- talajjal borított rejtett nyílt karszt (mállásmaradék és/vagy a talajtakaró alatti ol- dás)

- fedett karszt (vizet át nem eresztő üledéktakaró alatt helyezkedik el a karsztos kőzet, karsztosodási folyamat csak a fedő kőzet alatt lehetséges),

- eltemetett, fosszilis vagy paleokarszt, (jelenleg nincs aktív karsztosodási folyamat) - exhumált karszt, ha az átfedett vagy betemetett karszt kitakarózik, az eredeti

karsztfelszín ismét védte 1 ciuiú-vúlik, a karsztfolyamatok újból aktiválódnak.

A klímafeltételtől fiiggő osztályozás:

- magashegységi karszt (alpi vagy arktikus és szubarktikus klímatartománv, vala- mint az erdő és fahatár felett),

- mérsékeltövi karsztok óceáni és kontinentális klímahatás alatt, - mediterrán karsztok a meleg-mérsékelt klímatartományban,

- szubtrópusi kúp- és trópusi torony karsztok (szavanna- és a nedves trópusi klímán).

2.2. A karsztok felszíni formái

A karsztok kis és középméretű formái a kopár karsztokon a karrok.

A karrok típusai:

- Rillen- vagy rovátka karrok: a kőzet nagyobb lejtésénél jönnek létre, a lefolyóvíz telítődésével elhalnak, 1-10 mm átmérőjű, 20-25 mm hosszúságú, és 2-10 mm mély, parabola keresztmetszetű oldásos csatornák.

- Rinnen vagy csatorna karrok, az előzőekhez hasonló, de szélesebbek és mélyeb- bek 10-25 cm átmérőjű, 3-5 cm mély, néhány 10 cm hosszú oldásos csator- nák (1. és2.kép).

- Meander karrok, síkfelületeken vagy enyhe lejtőkön (10-13 fok), a folyó- kanyarulatokhoz hasonló kioldott formák (3. kép.).

- Fal karrok, meredek sziklafelszíneken oldási formák (4. kép)

- Hasadék karrok, előre kiformált repedé- sek mentén történő oldás hatására lét- rejött forma, 1-10 m hosszú, 1-25 cm

• j U B széles hasadékok, karr árkoknak is ne- vezik

l . k é p . 2. kép.

Rillen karrok (Olaszország). Rinnen karrok (Anglia).

Gyökérkarrok a növények szerves savainak oldása hatására jönnek létre, szabá- lyos kerek forma (5. és 6. kép - a szerző felvételei)

Madáritatók (kamenitzák) (7. kép), amelyek sekély talaj és növényzet csomó gyökérsavainak hatására alakulnak ki.

3. kép.

Meander karr a Great Asbv Sears Természetvédelmi területen (Anglia).

I C t S

Br 'JlKB a

mwM l

^&

4. kép.

Falkarrok Mallorcán.

6. kép.

Gvükér karrok a mallorcai Sierra Tramuntánában.

5. kép.

Gyökér karrok a Bükk karsztján.

7. kép.

Kamenitza olaszországi karszton.

Dolinák:

A „dolina" név szláv eredetű szó (völgyet jelent), a karsztok kisméretű, zárt, ovális vagy köralakú, általában aszimetrikus mélyedése, néhány m-től esetleg 1000 m átmérőjű, néhány métertől néhány 100 m mélységű lehet. Tál, tölcsér vagy tányér alakú lehet, izoláltan vagy sorba rendeződve helyezkednek el a karsztokon.

Genetikájuk szerint lehemek:

- Oldásos dolinák - Beszakadásos dolinák - Utánsüllyedéses dolinák - Szuffóziós dolinák Oldásos dolinák (solution doline):

A leggyakoribb típus, a mérsékeltövi karsztok vezérformája (8. és 9. kép). A szi- várgó csapadékvíz és hó olvadékvíz nagyon lassú kioldása révén keletkeznek, főként a hasadékoknál és azok kereszteződésénél. A víz beszivárgása egy helyre összponto- sul. A dolina aljára agyag, iszap, homok és blokkos törmelék vagy talaj települ. A ta- laj hosszú időszaki, főként agyagos betelepülése után teljesen eltömítődhet, így felette a víz megmaradhat, igy dolina tó képződhet.

8. kép. 9. kép.

Dolinasor. Oldásos plató dolina a Bükk-fennsíkon.

Beszakadásos, illetve omlásos dolinák (collapse doline):

A fedőréteg hirtelen beszakadásával keletkezik, ami gyakran a barlangi mennye- zetek felszakadásának a következménye. Külső megjelenése hasonló a dolinákhoz, de akna és kútszerű üstök, tipikus a Dinári Karszton a kis (a Male-) és nagy (Velike- dolina) (11. kép). Leggyakoribbak ezek a gipszkarsztokon. Külön formaként kell em- líteni a „eenotes"-t, ami beszakadásos dolina. A magasan fekvő karsztvízszint feletti jönnek létre, karsztkutaknak is nevezik. Gyakoriak a Yucatan félszigeten Mexikóban (10. kép - a szerző felvétele).

10. kép.

Beszakadásos dolina a Yucatan félszigeten (Mexikó).

Beszakadásos üst

A beszakadásos dolinák nagymélységű változata.

Az üregek függőleges, sziklás lejtőkkel határolt ak- naszerű mélyedések, gyakran a barlang mennyezet

felszakadásával jönnek létre. Az azonos meredekségű Beszakadásos dolina a Skociáni

formáktól különböznek abban, hogy az átmérőjük barlangnál (Szlovénia),

a mélységgel gyakran növekszik.

Cocpit- dolinák:

A trópusi kúp és torony karsztokon fordulnak elő, többnyire meredek lejtőjű, többé-kevésbé csillag formájú peremmel rendelkezik.

Karszt ablakok vagy karsztkutak:

Gyakoriak a karsztablakok a szlovéniai Rakov Skócián Természetvédelmi Területen is (12. és 13.

kép - a szerző felvételei), ahol barlangmennyezet fel- szakadása hozta létre.

12., 13. kép.

Karsztablakok a Rakov-Skociani Nemzeti Parkban (Szlovénia).

14

Beszakadásos medencék:

Kád vagy tálszerű beszakadásos formák talajokkal. A felszínalatti nagy kiterjedésű oldás révén jönnek létre, pl. só telepek felett.

Utánsüllyedésesdolinák (subsidenz doline):

Lassú, mélybe irányuló terepmozgás révén keletkeznek, többnyire tölcsérszerű formák. Az után-súllyedés a nem-karsztos kőzet felszínén a repedések mentén pont- szerűen beszivárgó víznek az feküben elhelyezkedő karsztos kőzet felszínén zajló kioldása révén, az anyaghiány miatt keletkezik.

Alluvialis feltöltött vagy szuffóziós (suffosion doline) dolinák:

Átfedett, fedett karsztokon, többnyire tölcsér formájú dolinák laza üledékes kő- zetekbe mélyülnek. A normális kimosódás révén alluviális takaró alatt képződnek, finom anyagok, homok és a kőzet törmelék tölti ki a mélyedést és járatait.

Uvala:

Néhány szerző helytelenül a dolinák nagy külön formájaként értelmezi. Ma mégis többnyire a dolinák és poljék közötti sajátos formát értik rajta. Az uvalák nagyobb, széles talpazatú, zárt és lefolyás nélküli karsztos bemélyedések, szabálytalan perem- mel, hosszabb völgyszerű kiterjedéssel, talaj-takaróval, amelyeket sziklás küszöbök tagolnak. Az uvala a dolinamezők vagy dolinasorok összenövése révén keletkezik a mészkő oldódása során.

Polje (mező):

A poljék (14. és 15. kép - a szerző felvételei) kiterjedt karszt fennsíkok vagy sík fel- színek, hosszúságuk és szélességük több 10 km, ovális esetleg völgyszerű karsztfor- mák. Legnagyobb mennyiségben a Dinári Karszton fordulnak elő. Fluviális vagy areális áttelepítésű mállásmaradványok és alluviális üledékek (kavics v. murva) töltik ki több 10 m vastagságban. Többé-kevésbé meredek lejtők határolják. Lehet száraz

14. kép. 15. kép.

A Popovo polje a Dinári Karszton. A Planina polje a Dinári Karszton.

egész évben, vagy időnként / periodikusan vagy epizodikusan / átfolyásos vagy el- árasztott. A poljék típusai:

- határpolje /karsztos és nemkarsztos kőzet határán/, - szerkezeti polje /tektonikus-hatásra létrejött polje/, - bázispolje /az erózió bázis szintjében kialakult polje/

Korróziós síkság:

Polje-, ritkán az uvalák talpazatán vagy karsztos területek peremén alakulnak ki, mint karsztos peremsíkságok.

A vízvezetéssel kapcsolatos formák

Ponor - víznyelő üreg - folyosószerű függőleges vagy kanyargósait oldalirányban forduló járat, amelyben a víz a mélybe a szivárog.

Speciális formák:

- Változó nyelő (estavelle), ha a ponor időszakosan, mint forrás is működik. Szinonim fogalom a ka- tavotra, amely víznyelő, a karsztvízszint megemel- kedésével vízadó nyílás a Dinári Karsztokon.

- Források (16. kép - a szerző felvétele), amelyek le- hetnek nyíltvíztükrű, nyomás alatti, leszálló és fel-

szállóforrások. 16. kép.

A Fehér-Száva leszálló forrása

Édesvízi mésztufa gátak (tetaráták, travertínók): (Szlovénia).

- A karsztból ki lépő források mésztartalmának kivá- lásával képződnek (a növényzet széndioxid elvo- nása közreműködésével) (17. 18. 19. 20. 21. kép).

17. kép. 18. kép.

A 300 m-es függőleges mészkőfalon aláhulló forrásvíz a növényzet megkövesedésével barlangi üregeket alakít ki a Sumidéro kanyon falán (Mexikó).

16

21. kép.

A Szalajka patak (balról), a Plitvicei ta- vak (Horvátország) (középen) és trópusi Közép-Amerika (jobbra) (Mexikó) leg- nagyobb fejlődő mésztufa gátjai.

19. kép. 20. kép.

Karsztos maradványformák

- Kúpkarsztok: a karsztos felszí lepusztulása után visszamaradt formák. A kúp- karsztok (fenpconp) széles alapon emelkednek ki, tetejükön néha nem karsztos maradványok találhatók. Ezek akadályozták meg a lepusztulást. Más esetben a kiváló mész tufa akadályozza a további lepusztulást a kúpon.

- Toronykarsztok (fenplin) függőleges falú kiemelkedések, az erózió bázisig le- pusztul a karszt, csak a tornyok maradnak épen, a hegy lábánál lábbarlangok alakulhatnak ki (1. ábra).

1. ábra.

A Kúp- és a torony karsztok kialakulásának sémája. I=a beszivárgó víz korróziója dolinás felszínt eredményez; II=erős bevágódás szurdokvölgyet alakít ki; I I I = a felszín fokozatosan felszabdalódik,

kialakul a kúpkarsztos felszín; IV=az erózió bázisig lepusztult felszín néhány toronykarszttal és lábbarlanggal. E = az erózióbázis szintje.

Kitakaródzott (exhumálódott) paleokarsztok:

- A külszíni karsztbauxitok letermelése révén kerültek a felszínre (22. és 23. kép), ma pusztuló formák.

22. kép.

Dolina maradványok a Garganó-platón (balra) (Olaszország) és a Dunántúli-középhegységben.

2.3. Felszínalatti formák

A barlangok osztályozását genetikai alapon végezzük.

Megkülönböztetünk:

- zsombolyokat vagy függőleges járatú akna barlan- gokat, amelyek a vadózus zónában fordulnak elő, lehetnek aknaszerűek, kürtők és hasadékok.

- forrásbarlangokat a freatikus zónából,

- eróziós barlangokat, amelyek a nem-karsztos terü- letről a karsztba lépő patakok, vízfolyások erózi- ós tevékenységével jönnek létre,

- abráziós barlangokat, amelyeket a tenger hullám- zása hozza létre (24. kép).

Akkumulációs formák:

- cseppkövek vagy szpeleothemek (sztalaktit, sztalag- 24 kép mit, sztalagnát) (25. kép - a szerző felvétele), Abráziós barlag glaukonitos

- tetaráták, azaz édesvízi mésztufa lépcsők (26. kép mészkőben Olaszország Adriai

- a szerző felvétele). partvonalán.

25. kép. 26. kép.

Cseppkőfuggöny a szlovákiai Demanova eróziós Tetaraták a Skociáni barlangban (Szlovénia), barlangban.

Vízfolyások a karsztokban:

- barlangi patakok: szivárgó vizekből alakulnak ki.

- gravitációs patakok: a földalatti üreg többé-kevésbé teljesen kitöltődött és a hid- rosztatikai nyomás alatt szivárog át a víz, mechanikai korráziót és kémiai ol- dást fejt ki.

- barlangi folyók: jelentős nagyságú karszt vízfolyás, amely egy felszíni víz-gyűj- tőterületen végig folyik és a ponoron keresztül lép be a barlangrendszerbe.

3. A karsztok kutatásának indoklása

A karsztos területek kutatása az utóbbi évtizedekben a korábbi klasszikus karszt- genetikai és karsztmorfológiai kérdésekről a környezeti tényezők karsztra gyakorolt hatásának kutatása irányába fordult. A környezeti hatások analizálása karsztterülete- ken azért indokolt, mert a karsztos kőzetek speciális, más kőzettípusoktól eltérő tulaj- donságokkal rendelkeznek és nagyon sérülékenyek. A vízvezető, víztározó és vízadó képesség az egyik legfontosabb tulajdonsága. Egyúttal azonban ez a legnagyobb veszélyforrás is, mivel a szennyező anyagok a beszivárgó vízzel hamar bejutnak a rendszerbe.

A földfelszínnek csupán 10% - dn találunk karsztos kőzeteket, jelentőségük ennek ellenére igen nagy, mivel világ lakosságának vízellátása 25%-ban karsztvízből történik.

Ez a tény már önmagában is indokolja a fokozott érzékenységű, háromdimenziós ha- tásfelületű karsztok sokirányú vizsgálatát.

A kutatások kimutatták a karsztos tájak ember által okozott, gyors, kedvezőtlen változásait és az ivóvízbázisnak számító karsztvizek minőségi romlását. Egyre sürge- tőbbé válik tehát a karsztökológiai rendszer múltbeli és jelenlegi folyamatainak pon- tos megismerése, mert csak azok ismeretében tervezhetjük a karsztos erőforrások fenntartható hasznosítását, védelmét és konzerválását a jövő generációk számára.

A karsztokat jellemzi az oldható kőzet, a három-dimenziós hatásfelület, a felszínalatti vízvezetés, a specifikus felszíni és felszínalatti formák. Típusait és fejlődését a kőzettani, klimatológiai, hidrogeográfiai és tájökológiai adottságok határozzák meg, megisme- résük ma is fontos feladata a karsztkutatásoknak.

Korábbi kutatásaink, elsősorban a karsztos mikro-formák aszimetrikus fejlődé- sének feltárására irányultak (Bárány 1967, 1974,1980,1983,1985; Bárány-Mezősi

1977). Kimutattuk, hogy a dolinák aszimetrikus formája a tektonikus preformáció mellett, nagyrészt külső geo- és tájökológiai folyamatok következménye.

A 90-es évektől került előtérbe nemzetközi szinten a karsztökológiai rendszerek gyakorlatorientált kutatása (Pfeffer, K-H. 1990; Jakucs 1991; Trimmel 1998). A ko- rábbi kutatások kimutatták, hogy a karsztos területek hasznosítása az ember számára mindig fontos volt (Jakucs 1971). Már az ősember használta a barlangokat lakó- helyként, a karsztforrások vizét ivóvízként. A mezőgazdasági művelés megindulása után erdőgazdálkodásra, a talajjal borított területeket növénytermesztésre használta, de gyakori volt a legeltetés is a karsztok sziklagyepjein. Az ipar fejlődésével világszer- te megkezdődött a karsztos kőzetek, elsősorban a mészkő és a különböző ércek bá- nyászata.

20

Hazánkban az ország területének mintegy 1,5%-át borítják karsztos kőzetek.

Nemzetközi összehasonlításban viszont jól megkutatottak a magyar karsztok. Az Aggteleki Karszt barlangjait a szlovákiai Domica barlanggal együtt 1995-ben a vi- lágörökség részének nyilvánították. Ahhoz hogy hosszútávon megfelelhessünk a vé- delemmel és kezeléssel kapcsolatos követelményeknek, fokozott figyelmet kell for- dítani a barlangok és azok vízgyűjtőinek védelmére.

Az 1996-ban elfogadott Természetvédelmi Törvény kimondta, hogy védett a karsztokon minden forrás, amely legalább 5 l/perc vízhozamú, védettek a víznyelők, a barlangok, a karsztok endemikus növény és állatfajai, illetve azok biotópjai. A karsztokon tehát kerülni kell az olyan beavatkozásokat, amelyek a természetes öko- lógiai állapotot megváltoztatják. Ha figyelembe vesszük, hogy a karsztokon mező- gazdasági művelés folyik, indokolt karsztok jelenlegi ökológiai állapotának elemző feltárása, mert fenntartható kezelésük csak a rendszer teljes ismeretében, szakmailag indokolt módon valósulhat meg.

3.1. A karsztok tudományos kutatásának fejlődése

A tudományos karsztkutatás az 1800-as évek végén indult meg a Bécsi Karsztiskola irányításával. A Dinári hegység terepbejárásos tanulmányozása során a kutatók je- lentős ismeretekre tettek szert a karsztok geológiájára, kőzettani sajátosságaira, a hid- rológiai rendszerére és a barlangokra, de a terület karsztfelszíni formáira vonatkozóan is. Cvijic és Grund nevezték el a szlovéniai hegységről a karbonátos kőzetek jelen- ségeit és formáit karsztoknak (Cvijic 1893).

Grund szerint a mészkőhegységek vízrendszere hasonlóan a laza üledékes kőzetekhez, egységes, évszakos vízszint ingadozásai vannak, s a különböző karsztos területek fel- színi formáinak kialakulását a Davisi ciklustan szellemében értelmezte (Gnind 1914).

Modelljét erősen bírálta Lehmann, O. (1932) „ A karsztok hidrográfiája" című mun- kájában. Hivatkozott Katzer (1909) megállapítására, miszerint a karsztban egymástól független járatokban fordul elő a karsztvíz, a Grund által feltételezett egységes karszt- vízszint nem gyakori.

A második világháborút követően az 50-es évektől légifelvételek és modern esz- közök segítségével indult meg a karsztok klíma zónánkénti vizsgálata, amit Lehmann, H. (1954) a Nemzetközi Földrajzi Unió számára nemzetközi kutatási témaként ja- vasolt. Ettől az időszaktól kezdődően hangsúlyossá vált a különböző karsztjelenségek klíma típusok szerinti vizsgálata (Jakucs 1971, Gams 1974, Nicod 1975).

A 70-as évektől a karsztvíz felhasználási igénye serkentette a karszthidrológiai ku- tatásokat, Bögli 1980-ban megírta a „Karszthidrológia és fizikai barlangtan" c. mun- káját. Igen sok tanulmány készült a karsztvíz karsztosodásban betöltött szerepéről, a karsztok hidrológiájáról (Dav 1979), de a karsztvíz menedzsmentjével kapcsolat- ban is.

Mindig megújuló téma a még fel nem tárt barlangok megismerése és azok genetikai problémáinak tisztázása. Fontos állomása volt a 70-es években a karsztkutatásoknak

Jakucs „Karsztok morfogenetikája" c. műve (1971), amely a karsztbarlangok eróziós genetikájának elmélete mellett jelentős eredményeket hozott a felszíni karsztfolyama- tok értelmezésében is. Ez a kutatás sok új ismeretet tárt fel a karsztrendszer egészére vonatkozóan (Jakucs 1990, 1995, 2000).

A paleokarszt vizsgálatok is (Bosak 1989, Korpás 1998), szerves részét képezik a korszerű karsztkutatásoknak, mivel a karsztfejlődés jövőbeni folyamatai nem prog- nosztizálhatók a megelőző történések ismerete nélkül. Ide kapcsolhatók azok a hazai kutatások, amelyek hazánk karsztjainak ősföldrajzi viszonyait értékelik (Hevesi 1995;

Veres 2000) a mai morfológiai viszonyok kialakulási folyamatainak feltárása céljából.

A hazai kutatások fejlődése szempontjából fontosak azok a karsztbauxit kutatások is (Bárdossy 1989, Mindszenthy 2000), amelyek a karsztformák jelentőségét hangsú- lyozzák a bauxitképződésben. Az 2. ábra vázlatos áttekintést nyújt a mai karszt- kutatások sokszínűségéről.

A 80-as években indultak meg azok a kutatások, amelyek a karsztfejlődésben nagy jelentőséget tulajdonítottak a biogén folyamatoknak (Jakucs 1980, Kevei Bárány- Zámbó 1985-86, Darabos 1999). A karsztvízrendszer mikrobiális szennyezettségét elsősorban az ivóvíz hasznosítás szempontjából vizsgálta néhány kutató, (Tranter- Hunter-Gunn-Perkins 1996).

Jelentős munka ebben az időszakban a Paterson - Sweeting által szerkesztett „Új irányzatok a karsztkutatásokban" (1983) c. munka, amely a kőzetszerkezet, a karszt- hidrológiai rendszer, a barlangok, s a karsztok fejlődését mutatja be. A 80-as évek vé- gén és 2007-ben átdolgozva jelent meg Ford és Williams (1989) összefoglaló mun- kája „A karszthidrológia és karsztmorfológia" címen. Ez a munka korszerű szem- lélettel dolgozta fel a nemzetközi karsztkutatások eredményeit, ma kézikönyvként használják a karsztos szakkörök.

A 90-es években előtérbe került a karsztok konzerválásának (Kevei-Bárány- Gunn 1999) és mezőgazdasági hasznosításának problémája (Burri-Castiglioni-Sauro 1999). Elsősorban az újszerű kedvezőtlen környezeti hatások irányították a katatá- sokat a fenntartható hasznosítás irányába.

A karsztkutatások térben és időben nagyon nagy dimenziókat fognak át a felszín- től a földalatti folyamatokig, a földtörténeti múlttól napjainkig. A kutatások sokszí- nűsége a kutatóktól széles spektrumú szakmai ismeretet kíván meg. Különösen igaz ez ma, amikor a komplex vizsgálatok adhatnak választ a karsztfejlődés aktuális prob- lémáinak megoldására.

22

i 1

2. ábra.

A karsztkutatások áttekintő vázlata, kapcsolatrendszereik.

4. A karsztökológiai rendszer kutatásának módszerei

A karsztökológiai rendszer kutatása a klasszikus geomorfológiai módszerek mel- lett használja mindazokat a társtudományi módszereket, amelyek a tájökológiai al- rendszerek megismeréséhez szükségesek. Ezért a klimatológia, geológia, talajtan, bo- tanika és ökológia kutatási módszereit használtuk a vizsgálatok során. A karszt- ökológiai rendszer tényezői közül kiemelten foglalkoztunk a talaj, a mikroklíma, a növényzet és a mikrobiális tevékenység mennyiségi és minőségi változásaival, ahol a vonatkozó tudományterületek jól bevált kutatási metodikáit alkalmaztuk, s ezek analitikus eredményeit a földrajzi környezetbe integrálva használmk fel.

A mikroklíma méréseket 10 évig rendszeres mérésekkel, majd több alkalommal ese- ti, ekkor már célirányos megfigyelésekkel kiegészítve végeztük. A mikroklíma méré- sek során a talajközeli léghőmérsékletet (száraz, nedves 10 és 50 cm-en), a légnedves- séget, a radiációs minimum és maximum hőmérsékletet, a talajhőmérsékletet (2,5,10,20 és 30 cm mélységben), a napfénytartamot, a szélsebességet mértük a klimatológiában használatos műszerekkel: platina elektromos ellenállás hőmérők, elektromos és higa- nyos talajhőmérők, maximum és minimum hőmérők, Campbell-Stockes féle nap- fénytartam-mérő, kanalas szélmérők. Folyamatosan vizuális észleléseket is végeztünk.

A talajok vizsgálatához a terepen kiválasztott feltárásokból, illetve fúrásokból gyűj- töttünk mintákat laboratóriumi elemzés céljára. A talaj tulajdonságokat, így a szemcse- összetételt, kalciumtartalmat, pH értéket, hidrolitos aciditást (savasságot), nehézfém- tartalmat saját laboratóriumunkban határoztuk meg. A szemcseösszetételt aeromé- teres elemzéssel, a hidrolitos aciditást titrálással határoztuk meg. A talajok kémhatá- sát 1:2,5-ös szuszpenzióban (desztillált vízzel ill. 1 mol/dm3 KC1 oldattal) állapí- tottuk meg. A szénsavas mész tartalmat Scheibler-féle kalciméterrel mértük. A talajok szerves-anyag tartalmát kénsavas közegben K2Cr207oldattal oxidáltuk, majd spektro- fotométerrel mértük. A növények számára felvehető Ca 2+, Mg2 + és K+ és Na+ iono- kat a talajkolloidok felületéről 1 mol/dm3-es pH = 7,0-es ammónium-acetát oldattal szorítottuk le, a Ca2 + és Mg2 +ionok mennyiségét atomabszorpciós spektrofotomé- terrel, a K+-ét és Na+-ét lángfotométerrel mértük meg. A nehézfém-vizsgálatokhoz az 5-10 és a 30-40 cm-es (sekélyebb talajoknál a legalsó) talajrétegeket vizsgáltuk.

A nehézfémek mennyiségét királyvizes talajfeltárást követően atomabszorpciós spekt- rofotométerrel mértük meg.

A biogén aktivitást az aerob és anaerob baktériumszám meghatározásával agar-agar táptalajon szélesztéssel vizsgáltuk a JATE Mikrobiológiai Tanszékén. Több esetben

24

növény felvételezést és növénytérképezést végeztünk. A növényzet részletes felvételezése során a faji összetétel meghatározás alapját 1 négyzetméteres kvadrátok képezték, ahol a faji összetétel mellett a borítási százalékot is meghatároztuk. A faji összetétel isme- retében Zólyomi B. (1964) által összeállított és Jakucs P. (1980) által a nitrogén igé- nyre vonatkozóan kiegészített ökológiai indikátor értékek (vízigény, hőmérséklet, talaj- reakció és nitrogénigény) felhasználásával minősítettük a növényzetet. Kiemelten foglalkoztunk a karsztokon folyó erdőgazdálkodás kérdéseivel, részletesen értékeltük egy erdőrezervátumban (Haragistya-Lófej erdőrezervátum) a faállomány jelenlegi állapotát (212 mintapont felvételével), amelyekre néhány szerkezeti és diverzitási mutatót számítottunk. Az Aggteleki Nemzeti Park területére számítógéppel támo- gatott erdő-optimalizációs tervet készítettünk

5. A karsztok és az ember

A karsztok környezet-érzékeny rendszerének fejlődését a természeti tényezők mel- lett, megjelenése óta az ember kisebb-nagyobb mértékben mindig befolyásolta. Ele- inte elsősorban csak a barlangok és környezete került az emberi tevékenység hatása alá, később a földművelés általánossá válásával, fokozatosan kiterjedt tevékenysége a karsztos vízgyűjtőkre és a távolabbi területekre. Ezt a hatást először azokon a terü- leteken fejtette ki az ember, ahol a nagyobb népességtömörülések kialakultak (pl.

mediterrán területek), később a világ minden táján megjelent az ember a karsztokon valamilyen hasznosítási céllal.

5.1. Korai tájhasznosítás változások a karsztokon

Az első karsztos tájhasználat a mediterrán régióban és Távol-keleti civilizációknál alakult ki. Már a prehisztorikus időszakban felismerte az ember a barlangok multifunk- cionálisjelentőségét. Az egymástól távol élő civilizációk azonos módon használták kez- detben a barlangokat (Johnson 1993). Több mediterrán ország barlangi festményein megtaláljuk a korai igénybevételre utaló bizonyítékokat. A barlangi rajzokból kitűnik, hogy az ősember ivóvízként használta a források vizét, de állataival is a karsztvizet itatta. Kínában és a Kolumbusz előtti Amerikában is a karszt-kutak (cenote) és a bar- langi források voltak a legfontosabb ivóvízforrások. A mexikói Yucatán félszigeten a maya civilizációk idejétől kezdődően egészen a 19. századig a karszt kutak jelen- tették a lakosság ivóvíz potenciálját.

Évszázadokon keresztül az ember védelmi funkció]^ miatt használta a barlangokat.

A mediterrán országokban számtalan történeti példa utal a barlangok stratégiai fon- tosságára (Maire 1980). Nyugat-Európában a háborúk idején az egyház is használta a barlangokat, de Dél-Kínában is hagyománya volt a barlangok védelmi célú haszno- sításának. A vietnami háború idején a francia csapatoknak biztosítottak rejtekhelyet a karsztbarlangok. Az is előfordult, hogy a barlangokban raktározták a fegyvereket (Posztojna), esetenként kórházat rendeztek be azokban (pl. Old St. Michel barlang a Gibraltári hegységben). Erődként is védelmet nyújtott néhány barlang, ilyen volt a Pred-Jama Szlovéniában, az 1570-es években, de Amerikában Montezuma is épí- tett ilyen erődöt.

Gyakran templomot vagy szentélyt alakítottak ki a barlangokban. A mágikus vallási szertartásokat általában a barlangok mélyebb, nehezebben megközelíthető részeiben

tartották (pl. Lascaux, Altamira). A neolitikumban számos országban sírhelyként szolgáltak a barlangok (pl. Yucatánon és Kaliforniában). Természetesen pogány kegy- helyek is voltak a barlangokban a legendák szerint (pl. a Drach Mallorcán, a Teufels- höhle a Frank Jurában). A krisztusi időkben gyakran előfordult, hogy megváltoztatták a barlangok előterét hozzáépítésekkel. A legismertebb közülük a katalán Monserrat

Kolostor, de a Mont Saint Angelo szentély is ilyen Gargano félszigeten Olaszország- ban (ma is működik). Délkelet-Ázsiában a buddhista országokban sok természetes barlangot alakítottak át buddhista kegyhellyé. A 4—9 század között Észak-Kínában rendszeresen használták a barlangokat kegyhelyként. A fentiek ellenére a barlangok mindenekelőtt lakóhelyként funkcionáltak. Először csak szezonálisan, később a neoliti- kumtól, állandó lakóhelyként használta az ősember. A természetes barlangok alkal- masak voltak benntartózkodásra. Az ősember a belső teret úgy alakította ki, hogy vé- delmet is nyújtott számára. Dél-Amerikában a puebló indiánok használták krisztus után 1100-1300 között lakóhelyként a barlangokat. A navajo indiánok a 19 század- ban ismét használni kezdték azokat. A mediterrán régióban az állatok is benn tartóz- kodtak a barlangban, s itt készítették el a szükséges élelmet is.

A barlangok kedvező mikroklímája tette lehetővé a sokféle hasznosítást. Már az antik időkben jeget tároltak a barlangokban, mivel a mikroklíma állandó hőmérsékletet és nedvességet biztosított. A híres Roquefort sajtot tradicionálisan a Mont Combalou járataiban érlelik, ahol 6-8 fok az állandó hőmérséklet (s ez optimális a Penicillium glaucum számára, ami biztosítja az érlelést). Olaszországban és Szlovákiában is van olyan barlang, ahol sajtot érlelnek.

A barlangok és karsztterületek pihenőhelyként és idegenforgalmi látványosságként már a római időktől kezdődően megkülönböztetett figyelemben részesültek. Ettől az idő- től látogatja az ember a barlangokat.

A karsztforrások jelentős szerepet játszottak a városok kialakulásában. Karsztos ter- málvíz hozta létre, pl. Delfit és Pamukkálét, de számos római város megalapítása is a melegvizes előforduláshoz kötődött (Aix en Provance, Bath kalciumszulfátos for- rása) . Krisztus után 70-ben Lorrainban a vízigény növekedése miatt már alagutas víz- rendszert építettek ki. Az ősi vízvezetékeket a felszín alatt vezették (pl. Veronát a Montorio forrásból, Besancont a Vesantio forrásból látták el). A felszínalatti vízve- zetés lehetővé tette a nagy távolságra történő vízszállítást. Róma ellátására 11 veze- téket építettek ki, amit a karsztforrások tápláltak. Köln vízellátását is így oldották meg a korai időkben, de hasonló volt Kartago vízellátásáa is a Djebel Laghonan for- rásból Hadrian császár idejében. A csővezetékek és „aquaductók" (felszínfeletti vízve- zetékek) jelentős problémája volt a földrengés veszélyeztetettség, és a mészlerakódás.

Mindezek ellenére az akkori vízvezetékek rekonstrukció után még ma is használhatók (pl. Splitnél).

A karsztvíz energiájának hasznosítása is gyakori volt már a középkorban. Vízimal- mokat építettek a karsztvízre az arab világban. A 18-19. században a papírgyártás

használta a karsztforrások energiáját. A Vaucluse forrásra (vízhozama 27 m3/sec.) is több vízi-malomot telepítettek a 19. században.

A mésztufa gátaknak (travertínók vagy tetaráták) kettős előnye volt az emberi hasznosítás számára: a víz átbukásánál energia kinyerésre volt lehetőség, s emellett a városok fejlődésében azáltal is szerepet játszott, hogy lehetővé tette gyapjúipar ki- alakítását (pl. Tivoli Olaszországban vagy Fez Medina Marokkóban, Seeburg Urach környékén a Sváb Albban). Sajnos azonban az erőteljes vízhasználat csökkentette a tufagátak fejlődését.

A mediterrán területeken nagyon régi mezőgazdasági művelet volt az öntözés, amelynek a bázisát a karsztvizek biztosították. Spanyolországban a Rio Mundóból öntöztek (Murciában), a Jalon völgyben az Ebro déli vízgyűjtőjén is karsztvízből ön- tözték a huertákat. Felső Galileában a Mont Gilboa forrásból öntöztek, a Sziklás hegységben az indiánok már a spanyol hódítás előtt öntöztek, technikájukat a misz- sziók fejlesztették tovább.

A mezőgazdasági hasznosítás a karsztokon, a mediterrán területeken és Távol-Ke- leten volt jellemző már a neolitikumban (Roglic 1972). A mészkő szurdokokkal ta- golt karszt platókon a juhlegeltetés és rétgazdálkodás folyt. Füves területek ott ala- kultak ki, ahol az eredeti erdőket felégették. Ilyen tájtípust találunk a Felső- Murgiában (Olaszország), a szlovéniai karszton, a dalmát Zagorában, az andalúziai Sierra Gorda területén és a Közép-Atlaszban. A Sváb Alb területén Bad Urach környékén a vas- korszaki égetések után kezdték mezőgazdasági művelésre használni a karsztos terü- leteket. A savanyú talajú tőzeges depressziókban azonban nem volt túl eredményes a művelés. A Lessini Alpokban a kaszálórét gazdálkodás már a 14. században álta- lános volt (Sauro 1973). Az erdősült és legeltetett középhegységek hasznosítása a kö- zépkorban, majd a 18. és 19. században is folytatódott. A neolitikumi transzhumansz állattartás és rétgazdálkodás (Maire 1990) hatására degradálódott a mediterrán terü- letek vegetációja és kialakult a macchia, a garrigue és frigana másodlagos asszociá- ciója. A karszt depressziók mélyebb rétegű talajain szőlő és olajfa ültetvényeket tele- pítettek. Az erdőirtások és erdőégetések intenzív beavatkozást jelentettek a karsztok ter- mészetes folyamataiba. Felerősödött az erózió, ami a kopár felszíneket növelte. A le- hordódott talaj a karsztvölgyekben és depressziókban halmozódott fel. A dalmát karsztokon a vas-korszakban volt legerősebb az erózió. A római időkben már kiala- kult a garrigue másodlagos növényzete, sőt valamelyest növekedtek az erdőterületek, s ez csökkentette az eróziót (Gams 1990, 1993).

A rendszertelen beszivárgás és a vegetáció változása következtében a mediterrán területeken cseppkőképződés és a tufaképződés üteme mérséklődött. Franciaországban a kutatások kimutatták, hogy a neolitikum erdőirtásai generálták a tufaképződés lassu- lását Provanceban és Lanquedocban.

A mezőgazdasági tájhasználat a mediterránumban korán kialakult. A poljékban ál- talában megfelelő talajok biztosították a mezőgazdasági művelést, az időszakos el-

árasztások azonban a művelés folytonosságát akadályozták. Ezért már az időszámítás után 41-52 között vízrendezést hajtottak végre az Abruzzók egyik tektonikus pol- jéjában, a Fucino-tó területén. A felszín alatt 5640 m hosszú alagutat építettek ki a víz szabályozására. Hadrianus idejében fejezték be a munkálatokat. A 11-15. század között jelentősen megnőtt a lakosság száma, ezért ekkor is végeztek vízrendezéseket (pl. a Gargano félszigeten a Cuges poljében). Sok modern vízrendezés zajlott Olasz- országban, Görögországban és Franciaországban a 19 század második felében. A mediterrán klíma miatt azonban nagyon erős a talajerózió a téli időszakban, ezért a teraszosművelés jellemző a karsztokon.

Délkelet-Ázsiában a rizstermesztés öntözés igénye hívta éltre a karsztok hasznosítását.

A növényzet felégetése után a karsztplatókon az esős évszakban intenzív rizstermesz- tést folytattak már a neolitikumban. A monszun csapadékos periódusában az erős lehordódás következtében a kőzet exhumálódott, s kialakultak az antropogén eredetű kőerdők és toronykarsztos felszínek. Hasonló folyamatok játszódtak le Fülöp-szige- teken, Jáván és Sulavesin (Uhrushibara-Yoshino 1993). A karsztvizek használata a rizstermesztésben Dél-Kínából indult. A monszun rendszeres csapadéka nyáron biz- tosította a rizstermesztés vízszükségletét, s az ekkor tározókban elraktározott vízzel viszont a száraz periódusban öntöztek.

Dél-Amerikában és Közép-Amerikában a szubtrópusi vörös talajokon az intenzív mezőgazdasági hasznosítás miatt hasonlóképp jelentős volt az erózió, aminek követ- keztében a kőzet exhumálódása itt is bekövetkezett. A hasznosítás Yucatanon és Gua- temalában a maya civilizációig vezethető vissza (i. u. 900). A mezőgazdaság itt is a karsztdepressziókban folyt.

Fontos változást hozott a karsztokon az ásványkincsek és az építőipari nyersanyagok feltárása és hasznosítása. Ebből a szempontból a bauxit, mészkő és gipsz kitermelés okozott jelentős változást. A ritka képződménvek, mint a kalcit és aragonit, de pl. kék fluorit kedvelt díszítő anyagok voltak már a 17-18. században. A római korban már

használták a barlangi agyag és homok üledékeket is festő-anyagként. A salétrom és nit- rát felhalmozódásokat manufaktúrák dolgozták fel Kínában, de Európában is. A gua- nót trágyázásra termelték ki (Nicod 1999). Angliában a vasérc bányászat volt gyakori a karsztokon, de barlangi üregek üledékekből is kivonták a vasércet. Réz és ólom is előfordult Anglia karsztjain (az ólom az ezüsttel együtt). A Peak Districten és Derby- shireben ólmot, baritot ésfluoritot termelték ki. Szidérit is előfordul a karsztokon, fő- leg a német Amberg környékén volt jelentős bányászata (ezt az előfordulást már a rómaiak is ismerték). Szardínia délnyugati partjainál is fémekben gazdag területek helyezkednek el. A paleozoikus karsztban már a föníciaiak felfedezték az ezüst-gale- nitet. A vasércet a kelták és a rómaiak idejétől kezdődően a 19. század közepéig bá- nyászták. Ez a vasérc a kőzet mállásterméke volt, amely pisolit, illetve „sziderolit"

vagy „Bohnerz" formájában ülepedett le. Néha a karszt depressziókban és a barlangi üregekben halmozódott fel.

A karsztbauxitot 1821 -ben fedezték fel Franciaországban. A legtöbb karsztbauxitot Európában a mediterrán területeken találták (Bárdossy 1989; Mindszenty 2000). A bauxit a karsztdepressziók csapdáiban felhalmozódott üledék intenzív trópusi mállás terméke. Emellett sokféle mállásmaradványt találunk a karsztokon. A maradvány agyag ferrallitosodik a mállás során, kaolin keletkezik, ami megtalálható Európában és Kínában is. A harmadkori poljékből olyan homoklencséket tártak fel, amelyeket a fém öntődékben használnak. Ilyen pl. a lengyel Jura Felső-Sziléziában és Morvaor- szágban (Bosak 1989). Foszforitok is találhatók a paleogén karsztokban, de szén és lignit is (pl. Tatabánya) előfordul karsztos kőzetben. Az egykori bányászat sok paleo- és kripto karsztformát tárt fel, módosította a vízrendszert, kiszárította a forrásokat.

Ennek példái a Peak Districten és Westfáliában de nálunk is megtalálhatók.

A mészkő és a karbonátos kőzetek jó építőanyagok, ezért már az Egyiptomi bi- rodalomban használták. Gyakran a travertínók kristályos, porózus, laza anyagát is felhasználták templomok építésére, mert az ilyen épületeknek igen jó az akusztikája.

Normandiában, a Szajna völgyében és a belga Ardennekben bányászták a mésztufát.

Németországban a Sváb Albban építkezésekhez használták. A Caen-i mészkövet Ang- liába exportálták. Gyakori volt a gipszbányászat is. A bányászat hatására a későbbi korokban beszakadások keletkeztek az anyaghiány miatt a nagyvárosok közelében.

5.2. Tájhasznosítás változások a hazai karsztokon

Hazánkban a Dunántúli- és az Északi -középhegység (Gömör-Tornai karszt, a Bükk hegység karsztja) és a Nyugat Mecsek karsztja mutat sajátos karsztos felszín- fejlődést és hoz létre tipikus karsztformákat (1. térkép).

1. térkép. Magyarországi karszterületek.

30

Már azőskőkorban (paleolitikum) megtelepedett az ember a hazai karsztokon (Dé- nes 1998). Hasonlóképpen a világ más tájaihoz nálunk is szálláshelyként és a külső ve- szélyek (időjárás, állatok támadásai) elleni védekezésként használták eleinte. A Sze- leta-, az Istállóskői- és Baradla- barlangban megtalálhatók a neolitikum emberének egyszerű eszközei. A bükki kultúra idejéből kunyhó nyomok találhatók a bükki barlangokban (Kordos 1984). A réz-, bronz- ésvaskorból is megtaláljuk az ember lakó- helyének nyomait, pl. az Aggteleki Karszton is, leleteik a korai tájhasználat bizonyí- tékai.

A honfoglaló magyarok szlávokat és bolgárokat találtak a Kárpát-medencében. Eb- ből az időből származtatják a kutatók a barlang megnevezést (Dénes 1973). A I X - XII. században, az észak-borsodi területeken ősi vasfém- művesség volt a fő foglalatos-

ság, amelynek a központi területe Rudabánya volt. A tatárjárás idején a lakosság egy része a barlangokban, mások az akkor még sűrű erdőkben leltek menedéket. A XIII.

században az aggteleki karszt tágabb környezetébe német szőlőművelőket telepítettek.

A XVI. században elterjedt a legeltetés, ami a szőlőtermesztéssel együtt elősegítette a terület kopárosodását. A XITII-XIX. században a fő megélhetés a mész- és szén- égetés, valamint a favágás volt a karsztokon.

A XVII. században jelent meg először leírás a barlangokról, s még ebben a szá- zadban készült el az első barlangtérkép. A XVIII. században Bél M. művében találjuk az első hazai legteljesebb leírást az addig megismert hazai barlangokról (Dénes 1992). Általában azonban ezek a leírások csak utalnak a barlangok vízgyűjtő terüle- teinek hasznosítására, leginkább csak a barlangok használatával foglalkoznak.

AXIX-XX. századfordulójától kez- dődően hazai karsztjaink közül az ipari tevékenység hatását leginkább a Dunántúli-Középhegység szenvedte el.

Napjainkban a lakossági igénybevétel miatt is erősen terhelt terület. A szén és a karsztbauxit előfordulás megha- tározó volt a tájfejlődés szempontjá- ból. Az ipari nyersanyag és energia hordozók kitermelése évszázadon ke- resztül szennyezte a karsztos területe- ket (27. kép).

A mecseki karszt nyugati (triász mészkőből felépült) része kevésbé za-

vart, szemben a Kelet-Mecsek (júra mészkő) karsztjával, ahol jelentős volt a bányászati tevékenység. A Villányi-hegység karsztja a korai szőlőművelés talaj eróziós hatására ma már csak természetközeli állapotúnak mondható.

27. kép.

A bauxitbányászattal feltárt paleo-trópusi dolina a Dunántúli-középhegységben (a szerző felvétele).

Leginkább a Bükk hegység karsztja őrződött meg az eredetihez közeli állapotban, ami azzal magyarázható, hogy a Bükk jelentős része a többi karsztos területet jóval megelőzve Nemzeti Parkká vált. Hasonlóan mérsékelt ma az antropogén aktivitás az Aggteleki karszton. Itt azonban csak 15 éve működik a Nemzeti Park, s a fokozott vé- dettséget megelőző intenzív mezőgazdasági hasznosítás nyomai csak igen lassan tün- tethetők el.

Néhány emberöltő a korábbi felszínfejlődéshez viszonyítva jelentéktelennek tűnik a tájváltozás szempontjából, mégis bizton állíthatjuk, hogy az ember drasztikusabban formálta a tájat a néhány utóbbi évszázad alatt, mint az emberiség történetét meg- előző évezredek természetes folyamatai.

5.3. Újkori tájhasznosítás változások hatásai a karsztokon

A tájhasznosítás újkori változásainak elemzésére alkalmasak azok a katonai térké- pek, amelyeket a XVIII és XIX. században készítettek. Az első katonai felvételek 250 évvel ezelőtt készültek (2. és 3. térkép), s ekkor például a Gömör-Tornai Karszt te- rülete az ember által még kevésbé zavart volt.

2. térkép.

A Gömör-tornai Karszt egy részlete az 1700-as években.

3. térkép.

A Gömör-tornai Karszt ugyanazon részleteaz 1800-as években (kicsit nagyobb nagyításban).

Bár vannak nyomai korábban is az erdőkitermelésnek, azonban csak az ipari for- radalom beindulását követően öltött nagyobb méreteket. Ennek nyomai a második katonai felvételen nyomozhatok. Aggtelek és Jósvafő közötti területeket részletesebb vizsgálat alá véve, egyértelműen megállapítható az ember beavatkozása a természetes erdők rendszerébe. A térképen a párhuzamos erdősávok jelzik, hogy itt már telepített erdők vannak. A települések száma is növekedett ebben a 100 évben, ami ugyancsak az antropogén hatások erősödéséhez vezetett.

A továbbiakban azokat a karsztos tájváltozásokat foglaljuk rendszerbe, amelyek a hazai karsztok mai tájökológiai állapotának kialakításában döntő szerepet játszottak.

Nagyon sokoldalúan befolyásolhatja az emberi tájhasználat a karsztok fejlődését, közülük itt elsősorban azokat rendszerezzük, amelyek hosszútávon változtatják meg a karsztos táj dinamikáját. Megismerésük azért fontos, mert a további tájhasznosítás során meg kell előzni azokat, illetve meg kell kísérelni a természetes tájháztartási egyensúly visszaállítását.

A talajok károsodásai:

a. eróziós talajpusztulás, b. kopárosodás,

c. savanyodás, d. nehézfém terhelés.

A növényzet összetételének változásai:

e. az erdőtípus megváltozása f. sziklagyepek degradációja

g. dolinák (depressziók) növényzetének deformációja Karsztvizek minőség változása:

h. szennyeződések a víznyelőknél, i. szivárgó vizek szennyeződése, j. karsztos tavak eutrofizációja, k. karsztforrások szennyeződései.

Bányászat hatása a tájváltozásra:

1. kőbányászat sebhelyeinek kialakulása,

m. bányászati vízkiemelések karsztvízszint süllyesztő hatása.

Változások a felszínalatti karsztrendszerben:

n. cseppkő visszaoldódás, o. vízszint csökkenés, a. Természetesfolyamatok- és az em- ber által előidézett talajerózió jelentette az első komoly tájváltozást a karsztos felszíneken, különösen ott, ahol ko- rán indult meg a tájhasznosítás. Ki- emelkedik ebből a szempontból a mediterrán régió klasszikus karszt te- rülete. Dél-Európa karsztjain a túlle- geltetés és az erdőirtások miatt korán megindult a talajerózió, ami a későb- bi teraszos művelés bevezetését vonta maga után (28. kép).

Jól látható a képen, hogy a medi- terrán klímára jellemző nyári aszá- lyosság miatt a teraszok végében ott található mindenütt a csapadékgyűjtő medence, ami a téli csapadék felfogá- sára készült, s nyáron az öntözés egy része ezek segítségével oldható meg.

A természetes vegetáció helyén a me- zőgazdasági művelés a talaj fellazítá- sával jár, s ez fokozott erózió veszélyt jelent (29. kép). A talajok újra kelet- kezése évezredes folyamat lehet eze- ken a kőzeteken.

28. kép.

Teraszos művelés (olajfa ültetvény) a mallorcai Sierra Tramuntana mészkő karsztján (szerző felvétele).

29. kép

A Villányi-hegység talajeróziós karrfelszíne.

34

A talajlehordódás nagyságát jelzik a dolinákban felhalmozódott üledékvastag- ságok, amelyek 5-10 m közöttiek. Az aggteleki dolinákban az eróziós veszteség az utóbbi 2 évszázadban 30^40 cm (Zámbó 1988) volt.

b. A karsztok legkorábban megfigyelt károsodási folyamata a kopárosodás. A ta- lajerózió tartós hatásának következménye lehet a kőzet felszínre bukkanása. A marad- ványforma jelzi a korábbi talajborítást (általában lekerekített karrok bukkannak fel- színre). A világ minden táján kapcsolatban van a karrmezők kialakulása az emberi tevékenységgel. Jól ismert ez a folyamat az Aggteleki Karszton, ahol az erdőirtásokat és a korábbi szőlőtermelést követően felerősödött a talajerózió és kialakult az Or- dögszántás néven ismert karrmező, de ilyen a Villányi hegység fentebb bemutatott lejtője is, ahol szőlőtermelés okozta a talaj lehordódását. A kopár karsztok sajátos for- mái a mérsékeltövi klímaterületek meleg mérsékelt mediterrán változatában és az óceáni klímaterületeken is nagyon gyakoriak. Az angliai mészkőjárdák kialakulásában fontos szerepet játszott a jég pusztító munkája, ma a mikro repedések, amelyek az oldás hatására szélesednek és mélvülnek. Létrejönnek a mély oldási csatornák (grike) és a lesimított felszínek (elintek) (3. ábra). A Brit-szigetek óceáni klímaterületein igen gyakoriak és védettek a mészkőjárdák (limestone pavement) (30. és 31. kép).

kőzetrepedés

(Grike) lecsiszolt mészköfelszín (Clint)

fo törésirányok karsztos alapközet

3. ábra.

A mészkőjárdák (limestone pavement) elvi sémája (originál).

30. és 31. kép.

Észak-angliai mészkőjárda felszínek karrjai.

A kopárosodás után, a talaj és növényzet hiányában megváltozik az oldás nagyság rendje csökken), s ezzel a felszín további alacsonyodása lelassul.

c. A korábban magas kalcium tartalma miatt kedvezőnek tartott karszttalajok tulajdonságai részben a savas ülepedések, részben a tájhasználat következtében (erdő- irtások, legeltetés) megváltoztak. Gyakori jelenség a talajok elsavanyodása. Atájidegen növényzet (pl. az őshonos lombos erdők helyett fenyőerdők telepítése) hatására is bekövetkezett a karsztok egy részén a talajok savanyodása. Amellett, hogy ez a kém- hatás kedvez a savanyúság kedvelő növényeknek, amelyek fokozatosan kiszoríthatnak értékes karsztos növényfajokat, a savanyodó talaj felső rétege nem tudja hosszútávon biztosítani a rendszerbe jutó káros fémek megkötését sem. Azok a növénybe, szélső esetben a karsztvízbe jutva igen komoly károsodást okozhatnak az ember számára.

d. A különböző légszennyezések (ipari, lakossági, közlekedési stb.) kibocsátások száraz vagy nedves ülepedéssel a karsztokra jutnak és szennyezik a rendszert. A karsztra jutó nehézfémek szivárgó vízzel a rendszerbe kerülhetnek, ahonnan a forrá- sokba jutva lépnek ki és veszélyeztetik az ivóvíz bázisokat. Aggteleki megfigyeléseink szerint, egy szennyezési hullám, pl. ólom, kadmium, de króm tartalom megemelke- dését okozta a 2000-es évek elején a forrásokban és csepegő vizekben.

e. Az erdőgazdálkodás az a tevékenységi terület, ahol gyakran konfliktus helyzet alakul ki a természet- és környezetvédelmi szempontokból káros kezelési módok miatt. A természetvédelem és az erdőgazdaságok között a tarvágás, az új erdei utak létesítése, a természetes felújítások csökkentése, nem őshonos fafajok telepítése miatt alakulhat ki konfliktus. A Természetvédelmi Törvény (1996. évi LIII. tv.) és az Erdőtörvény (1996. évi LIV. tv.) már előírja a védett területeken található erdők el- sődleges védelmi rendeltetésbe sorolását és távlati hasznosítási irányelveit. Különösen fontos ez a karsztos területek erdőgazdálkodási gyakorlata szempontjából. A hazai karsztokon, ahol a múlt-századi erdőirtásokat követően az újraerdősítések ter-

mészetes, vagy természet-közeli gyepek területein, vagy erdőfelújítások révén történ- tek, jelentősen lecsökkent az erdők faji diverzitása. A tájidegen fafajokból kialakított egykorú, elsődlegesen fatermelési állományokat rendszerint tarvágással termelték le, melynek hatására megemelkedett a hőmérséklet hőguta és fénysokk érte a növény- zetet. Megnőtt a talaj nedvességtartalma (mivel lecsökkent a vízfelhasználás), fel- gyorsult a szerves anyagok lebomlása, s ez a megnövekedett C02-tartalommal együtt savanyodást okozott. Egyidejűleg a termőréteg fokozott eróziója, s a puffer-hatás csökkenése is fellépett, ami a talajokban másodlagos savanyodást indított el. A faállomány összetételi és strukturális jellemzőit napjainkban elsősorban az emberi te- vékenység, konkrétan az erdészeti kezelés határozza meg. A karsztterületek fenntart- ható kezelésének szempontjából ez nem elhanyagolható, mivel a karsztformák védel- mében fokozottan jelentkezik az igény a termőhelynek megfelelő, természete'shez kö- zelálló, ugyanakkor az erdőgazdaság számára hozam szempontjából optimális állo- mányok kialakítására. Hazánk legnagyobb összefüggő hegyvidéki erdőségeinek egy jelentős része karsztosodó kőzeteken található (Tanács-Samu-Keveiné Bárány 2007). A vizsgáitmintaterület faállománya kis területen belül nagy változékonyságot mutat mind faji összetételében, mind szerkezetében. Ez a változatosság jóval kisebb léptékű, mint az erdészeti kezelés egysége, tehát nem írható csak és kizárólag az el- térő hasznosítás-történet rovására. A karsztok erdőgazdálkodása során a természeti ér- tékek védelme elsődleges az erdőgazdálkodás szempontjaival szemben. A természetkö- zeli állományok felújítása természetes módon (szálalás, fokozatos felújító vágás, gyenge természetes újulat esetén alátelepítés) hajtható végre. Előtérbe kell helyezni az őshonos fajokat az újraerdősítés során.

f., A karsztdepressziók (elsősor- ban a dolinák) növényzetének defor- mációja az erdőirtásokra vezethe- tők vissza. A múltszázadvégi er- dőirtás a montán bükkösök állo- mányában okozott jelentős káro- kat. Az erdők helyén szőrfíí gye- pek, vörösesenkeszes rétek, boró- kások alakultak ki, amelyek hozzá- járulnak a szélsőséges mikroklíma kialakulásához (Bacsó-Zólyomi

1931; Wagner 1964, Bárány Ke- vei 1985). A legelés-, taposás tűrő és a nedvesebb talajviszonyokat

32. kép.

Az erdőirtások után feltörő borókás (Aggteleki hegység).

kedvelő növények mellett a nitrogén-kedvelő gyomok is megjelentek a gyepekben.

Az irtás utáni talajerózió hatására a kibukkanó sziklákon a sziklagyepek telepednek

meg, majd a boróka jelenik meg (32. kép). Az ember direkt módon is beavatkozik a karsztos depresz- sziók természetes rendszerébe, kü- lönösen ott ahol kevés művelhető talaj és terület áll a lakosság ren- delkezésére (33. kép - a szerző fel- vétele).

33. kép.

Chili termesztés a Dél-koreai Taebek-hegység egyik dolinájában.

g., A víznyelők szennyeződései azokon a területeken gyakoriak, ahol mezőgazdasági művelés fo- lyik, vagy települési környezet van és a nem karsztos terület érintke- zik a karsztos területtel. A kőzet- ben eltűnő víz magával viszi azo- kat a szennyeződéseket, amelyek a művelés során a lefolyó és talajvíz- be kerülnek. Ez szükségessé teszi a nyelő pontokban a rendszeres vízminőség vizsgálatot, s veszé- lyeztetettség esetén a szükséges in-

tézkedések megtételét. A víz bejutása a felszínalatti rendszerbe a fokozódó felisza- polódás mellett a szennyező anyagok bejuttatásával megfordíthatatlan degradációs folyamatokat idézhet elő (34. kép).

Hasonló problémával találkozhatunk a Dinári hegység poljéiben is, ahol általában mezőgazdasági művelés folyik. Időnként azonban a felszínalatti járatok vízzel telítő- dése esetén árvíz árasztja el a poljékat, majd a vízutánpótlás megszűntével a korábbi források nyílásain a gyakran kemikáliákkal terhelt víz bekerül a karsztvíz rendszerbe.

h., A szivárgó vizek szennyeződése és a cseppkő degradáció ott következik be, ahol a víz a mezőgazdaság által művelt területekről jelentős mennyiségű karsztidegen anyagot szállít a felszínalatti járatokba, s itt a több millió év alatt kialakult csepp-kö- vek visszaoldódását eredményezi (35. és 36. kép). Közép-európai barlangokban gya- kori ez a jelenség, de az atlanti régióban (Írország, Marble Arch barlangban) is meg-

34. kép.

Mezőgazdasági területekről érkező vizeket levezető víznyelő az Aggteleki Baradla barlangnál.

37. kép. Az Aggteleki-tó 1984-ben. 38. kép. Az eutrofizálódott Aggteleki-tó, 1999.

figyelhető ez a degradáció.

Egyidejűleg a barlangokba jutó szennyeződött vizek az egyébként gyógyító hatású aeroszolok minőségét is rontják.

35. és 36. kép.

Cseppkő visszaoldódás az aggteleki Baradla (balra) és a szlovák Szabadság barlangban (jobbra).

i. A karsztos tavak eutrofizációja az előbbi hatótényezőkkel hozható kapcsolatba.

A sok helyen előforduló eutrofizációs folyamat a karsztos tavakon az utóbbi 10-15 év alatt jelentős mértékben felerősödött. A benádasodás kapcsolatban van ezeken a területeken az antropogén hatásokkal. Az Aggteleki tónál (37és 38. kép) egyértelmű a kapcsolat a településből származó szennyező anyagokkal, de a legeltetéssel a Vörös- tó eutrofizációja is kapcsolatban van (39. és 40. kép). Ugyanez a jelenség a Gömör- Tornai Karszt nagy részén is megfigyelhető.

j. Karszt-források szennyeződései a karsztvízrendszerbe jutó szennyező anyagokból származnak, de a forrás kilépésnél vagy a felszíni vízvezetés során is szennyeződhet- nek. Mértékét az határozza meg, hogy milyen területre jut ki a forrás, és miiven te- rületeken keresztül szállítja tovább a patak a forrás vizét. Különösen akkor lehet ko- moly szennyeződéssel számolni, ha a forrás igen nagy hozamú és a tágabb környe- zetre is kiterül vize. Ilyen volt megfigyelhető 1999 nyarán, az Aggteleki Karszton, ahol a Nagy Tohonya forrás vize kiterült a gépkocsik által használt útra. így jutott Jósvafő településre, ahol az állatistállókat elárasztva további komoly szennyezést szen- vedett el.

k. Kőbányászat felhagyásával karsztos seb- helyek alakulnak ki mindenütt, ahol elterjedt gyakorlat a mészkőbányászat. Korábban csak lokális kőzetkitermelés volt jellemző a hazai karsztokon. Régi mesterség volt mész- kőhegységeinkben a mészégetés (41. kép), amelyhez a mészkövet gyakran a dolinák ko- pár mészkő kibukkanásairól gyűjtötték a mészégetők.

Napjainkban a nagyméretű kőzet kiter- melés okoz problémát a karsztokon (42. és 43. kép). Régóta fontos kérdés a karsztos

szakirodalomban, hogy mit lehet tenni az elhagyott bánvák rekultivációja érdekében.

Komoly problémát jelentenek ezek a helyek az állatvilág számára, mivel igen sok esetben szakadékszerű falak maradnak vissza, amelyek a természetes bejárási útvo-

M j h a g k r M

41. kép.

Mészégető kemence a Bükk-hegységben.

42. kép. 43. kép.

Mészkőbányászat Bélkőn. Mészkőbányászat Dél-Koreában.

nalakat semmisítik meg. Ugyanakkor veszélyesek ezek a területek a túrizmus számára is. A lebányászott kőzet helyén visszamaradt kopár felszíneken nem települ vissza a növényzet, csak nagyon lassan. Ezért több kísérlet történt (Gunn 1989) arra, hogy