"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9387
ETF9387 "Toitainete ärakanne ning denitrifikatsioon parasvöötme põllumajandusmaastikel (1.01.2012−31.12.2012)", Kaido Soosaar, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9387
Toitainete ärakanne ning denitrifikatsioon parasvöötme põllumajandusmaastikel
Nitrogen, phosphorus and organic carbon transport, and denitrification in agricultural landscapes under temperate climate
1.01.2012
31.12.2012
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.10. Geograafia ja regionaaluuringudP510 Füüsiline geograafia, geomorfoloogia, mullateadus, kartograafia, klimatoloogia 1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia34,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.9. Keskkonnaohtlikke aineid käsitlevad uuringudP305 Keskkonnakeemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)33,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.8. Keskkonnaseisundit ja keskkonnakaitset hõlmavad uuringudT270 Keskkonnatehnoloogia, reostuskontroll1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia33,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201217 400,00 EUR
17 400,00 EUR

Projekti üldine eesmärk on analüüsida N (lämmastiku), P (fosfori) ja TOC (orgaanilise süsiniku) ärakannet ning denitrifikatsiooni intensiivsust parasvöötme põllumajandusmaastikes. Konkreetsed eesmärgid on selgitada: 1) maastikuliste tegurite seoseid N ja P ärakandega; 2) TOC ärakande tendentsid põhjaoolse parasvöötme valglatest aastatel 1992–2010 ning nende seos ilmastiku, vee keemia, mulla, maakasutuse muutuse näitajatega; 3) denitrifikatsiooni intensiivsuse dünaamika seos maastikuelementidega. Kavas on ka luua põllumajandusmaastikes denitritrifikatsiooni määrav mudel; ning Eestis väikeste valglate N ja P ärakande riski indeksid, verifitseerides need Porijõe alamvalglate ning riikliku seire andmetega. Hüpoteesid on: 1) N ja P ärakanne on positiivses seoses põllumajanduse intensiivistumise ja negatiivses seoses puhvertsoonidega; 2) TOC kontsentratsiooni trendid on seoses nimetatud näitajatega; 3) Denitrifikatsiooni intensiivsuse näitajad haritaval mineraalmaal, selle kõrval asuval lammil ja nendevahelisel piiril erinevad oluliselt, osutades suure intensiivsusega denitrifikatsioonitsoone („kuumi kohti“); 5) Eesti N ja P ärakande riski indeks kirjeldab >75% Eesti väikestest põllumajanduslikest valglatest (< 5000 km2) aastatel 2007–2012 välja kantud N ja P. TOC ärakande analüüsiks on rahvusvahelises koostöös kavas hankida parasvöötme väikeste valglate andmeid perioodist 1992–2010, arvutades Mann-Kendalli trendid ja korreleerides neid kliima, vee keemia, maakasutuse jm. näitajatega. Denitrifikatsiooni uurimiseks on kavas rajada 15 transekti haritava maa ja lammisoo piiril kogu Eesti põllumajandusmaastikes. Transektid kulgevad põllumaalt kaldapuhvrisse. Kogume neli korda aastas mullaproovid ja mõõdame gaasiemissioonid. Üldistame andmed denitrifikatsiooni intensiivsuse mudeliks maastiku mõõtkavas. Analüüsiks kasutame geograafia osakonna laboreid ja geoinformaatilisi oskusi. Valgla N ja P indeksite verifitseerimiseks kasutame Eesti vooluvete seirevõrgustiku ja EMHI veemõõdupostide andmeid. Kavas on täiendada ka parasvöötme põllumajandusmaastike toitainete ärakande maastikulist kontseptuaalmudelit. Aastatele 2012–2015 kavandatud projekti kaasame seitse põhitäitjat, nende seas vastutav täitja ning kaks doktoranti.
The general objective of the project is to analyse the transport of N (nitrogen), P (phosphorus) and TOC (organic carbon), and denitrification intensity in north temperate agricultural catchments. The specific targets are to explain: 1)the relationships between the N and P losses and landscape factors; 2) trends in TOC runoff from north temperate catchments during 1992–2010 with the impact of climate, water chemistry, soil, and land use change; 3) denitrification activity with ecological parameters; 4) the activity dynamics of denitrification with landscape elements. We also intend to create and validate a catchment denitrification model and N and P indexes for the small agricultural catchments (< 5000 km2) in Estonia. The hypotheses are: 1) The N and P losses are positively correlated to land use intensification and negatively correlated to the functioning of riparian buffer zones; 2) TOC trends and denitrification acivity dynamics correlate with the respective environmental parameters; 3) Denitrification activity differs significantly between arable upland, adjacent riparian wetland, and their interface, indicating hot spots; 4) The Estonian N and P index describes >75% of the nutrient runoff from the small agricultural catchments in Estonia during 2007–2012. In international cooperation, we intend to acquire data on TOC runoff and other data from catchments under temperate climate. We will perform Mann-Kendall’s trend analyses and utilise land use change parameters correlate with trends in TOC. In order to analyse denitrification activity, we plan to establish 15 transects corresponding to a gradient of soil moisture conditions at the upland-riparian interfaces in the agricultural landscapes of Estonia. In every sampling location, we will analyse the soil and the gas. We will upscale the data into a landscape-scale model. This analysis will utilise the laboratories and the geoinformatical capacity of the Department of Geography. The project is planned for four year during the period 2012–2015. Seven principal investigators will be active, including the project leader and two doctoral students of environmental technology.