"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7792
ETF7792 "Risosfääriprotsessid muudetud õhuniiskusega lehtmetsaökosüsteemide aineringes (1.01.2009−31.12.2012)", Krista Lõhmus, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF7792
Risosfääriprotsessid muudetud õhuniiskusega lehtmetsaökosüsteemide aineringes
Rhizosphere processes in carbon and nutrient cycling of free air humidity manipulated deciduous forest ecosystems
1.01.2009
31.12.2012
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB270 Taimeökoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2009−31.12.2009184 320,00 EEK (11 780,20 EUR)
01.01.2010−31.12.2010184 320,00 EEK (11 780,20 EUR)
01.01.2011−31.12.201111 780,40 EUR
01.01.2012−31.12.201211 780,40 EUR
47 121,20 EUR

Interdistsiplinaarse projekti uudseks eesmärgiks on selgitada risosfääriprotsesside rolli lehtmetsade süsiniku – ja mineraaltoitaineteringes manipuleeritud õhuniiskuse ja ökosüsteemi mitmekesisuse juures prognoosimaks võimalikke vastusreaktsioone kliimamuutustele. Projekti korral on tegemist avatud ruumi tüüpi välieksperimendiga, kus manipuleeritakse metsaökosüsteemi lokaalse keskkonna õhuniiskust (5-10%, kontroll, suurem, väiksem).Globaalsed kliimamuutused avalduvad erinevates regioonides erinevalt.Välieksperimentides kasutatakse Eesti majanduslikult olulisimat lehtpuuliiki arukaske ja perspektiivset puuliiki paberitööstusele - hübriidhaaba. Euroopa kliimamuutuste tulevikustsenaariumides on prognoositud sademetehulga suurenemist Põhja-Euroopas ja kahanemist lõunas Aastaks 2100 prognoositakse Eestis sademetehulga ja temperatuuri suurenemist vastavalt 5-30% ja 2,3-4,5 °C. Kui veeauru kontsentratsioon kliima soojenemise tõttu tõuseb, soojeneb kliima positiivse tagasiside tõttu veel kiiremini. Baasteadmised veeauru muutuste mõju kohta seni puuduvad, kuid on hädavajalikud prognoosimaks metsaökosüsteemi kui terviku reaktsiooni kliimatingimuste muutustele. Võtmeküsimuseks on siin peente juurte roll. Peente juurte ringe uurimiseks rakendatakse Eestis esmakordselt minirisotronide meetodit, mis võimaldab jälgida juurte dünaamikat vahetult mullas. Põhilise ökosüsteemide süsiniku salvestumist reguleeriva mineraaltoitelemendi – lämmastiku netomineralisatsiooni uuritakse in situ, polüetüleenkotikeste meetodil. Mikroobikoosluste mitmekesisust manipuleeritud ökosüsteemi mitmekesisuse juures hinnatakse mullas ja risosfääris. DGGE meetodil; biomassi ja aktiivsust hingamisaktiivsuse järgi. Hinnatakse nõrgveest leostunud lämmastikku kui ühte keskkonnariski. Analüüsitakse biomassi ja netoproduktsiooni allokatsiooni ning imijuurte ökomorfoloogilisi adaptatsioone kui tundlikke vastusreaktsioone keskkonnamuutustele. Lisaks uudsetele kontseptsioonidele tagab tulemuste saavutamise metoodika komplekssus (projektis osalevad taime- ja maastikuökoloogia, mikrobioloogia, mullateaduse ja metsanduse spetsialistid) ning innovatiivsus (kaasaegseid meetodeid arendatakse rahvusvahelises ja Eestisiseses koostöös edasi). Tulemused avaldatakse 8-10 artiklina ISI WoS ajakirjades ja monograafiates. Projekti tulemusi kasutatakse 3 doktoritöös ja magistritöödes. Tulemusi saab kasutada kliimastsenaariumide koostamisel ja söötis põllumaale rajatud lehtpuistute säästlikul majandamisel.
The main objective of the interdisciplinary project is to obtain new basic knowledge concerning the role of rhizosphere processes in the carbon (C) and nutrient cycle in deciduous forests at manipulated air humidity and ecosystem biological diversity (novel concepts). The respective pilot information for predicting possible counter-reactions to climate changes will be obtained. Scenarios on future climate changes in Europe predict an increase in the amount of precipitation in Northern Europe and a reduction in the south. Increases in air temperature (2.3-4.5 °C) and precipitation (5-30%) are predicted by 2100 in Estonia; the share of deciduous forest is predicted to increase. Until now, the aspects of air humidity on ecosystem functioning have practically not been studied. The key question is the role of fine roots in the C and nutrient cycle. The minirhizotron method will be used to investigate fine roots; this method will be applied in Estonia for the first time. The main flux to ensure plants’ nitrogen (N) demand the net N mineralization will be estimated in situ by the method of the incubated polyethylene bags. N leaching as an environmental risk is assessed using plate lysimeters. A significant counter-reaction to environmental factors is the activity and diversity of soil and rhizospherel microbial communities. Soil respiratory techniques in situ and in laboratory will be used to microbial biomass estimate overall metabolic activity in soil. A denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) will be applied to assess the community structure in rhizosphere and bulk soil. Biomass and net primary production allocation and morphological adaptations of fine roots will be analyzed as they are sensitive to environmental factors. Economically significant deciduous species – silver birch and hybrid aspen will be used in the field experiments. The main novelty of the research methodology lies in its complexity and innovativeness in the improvement and further development of contemporary methods.The research results will be published in ISI WoS articles and monographs (8-10 articles) and presented in international conferences. The conclusions related to the aspects of climate change will be introduced to the Estonian society including the Ministry of Environment to improve the climate scenarios. On the basis of obtained knowledge practical recommendations will to improve sustainable management of deciduous forests on abandoned agricultural areas.