 |
Linking biodiversity with ecosystems functions and services
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
126477 |
| Type |
KH |
| Principal investigator |
Tóthmérész, Béla |
| Title in Hungarian |
A biodiverzitás és az ökoszisztéma funkciók és szolgáltatások kapcsolata |
| Title in English |
Linking biodiversity with ecosystems functions and services |
| Keywords in Hungarian |
talaj, mikrobiális aktivitás, biomassza, fajgazdagság, funkcionális csoportok, traitek, funkcionális diverzitás |
| Keywords in English |
soil, microbial activity, biomass, species richness, functional groups, plant traits, functional diversity |
| Discipline |
| Environmental biology, ecotoxicology (Council of Complex Environmental Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Plant ecology |
|
| Panel |
Ecology and evolution 1 |
| Department or equivalent |
Department of Ecology (University of Debrecen) |
| Participants |
Csumita, Mária
Horváth, Roland
Mizser, Szabolcs
Nagy, Dávid
|
| Starting date |
2017-12-01 |
| Closing date |
2020-12-31 |
| Funding (in million HUF) |
19.502 |
| FTE (full time equivalent) |
2.72 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az emberi tevékenységek (városiasodás, mező- és erdőgazdálkodás) jelentős mértékben átalakítják természetes környezetet, csökkentik az eredeti élőhelyek kiterjedését és biológiai sokféleségét. Célunk, hogy széleskörű nemzetközi együttműködés keretében feltárjuk az antropogén hatások és az ökoszisztémák állapotának kapcsolatát; az alapkutatási eredményeken túlmenően gyakorlati javaslatokat teszünk a biodiverzitás megőrzésével és visszaállításával kapcsolatos módszerekről.
Vizsgáljuk a fragmentumok növényzetének és talajfaunájának biodiverzitására és fajkészlet szerveződésére ható tényezőket különböző tér- és időléptékben. Eredményeink hozzájárulnak a táj kompozícionális és konfigurációs szerkezetének az élőhely-szigetek fajkészletére kifejtett hatásának megértéséhez, valamint elméleti alapot nyújtanak az élőhely-fragmentumok természetvédelmi kezelésének tervezéséhez. Vizsgálataink igazolták, hogy a tájképi változóknak fontos szerepe van az ízeltlábúak diverzitásának alakításában. Hipotézisünk szerint a mátrix összetételének és szerkezetének hatása erőteljesen skálafüggő és azon a skálán a legerőteljesebb, ahol az adott élőlénycsoport leginkább érzékeli a mátrix közösség-szerveződést befolyásoló hatását.
Kutatásunk során választ kapunk arra, hogy mikor és hogyan célszerű magas diverzitású magkeverék alkalmazása. Teszteljük az általunk kidolgozott új, post-restaurációs beavatkozás, a kolonizációs ablakok sikerességét a fajgazdagság növelésében. Az általunk kifejlesztett, őshonos fajokból álló magkeverékek hatékonyságát szőlőültetvényeken vizsgáljuk; hipotézisünk szerint ez a magkeverék alkalmas lehet a gyomok visszaszorítására és a talajerő-megőrzésre is.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Célunk, hogy széleskörű nemzetközi együttműködés keretében feltárjuk az antropogén hatások és az ökoszisztémák állapotának kapcsolatát; az alapkutatási eredményeken túlmenően gyakorlati javaslatokat teszünk a biodiverzitás megőrzésével és visszaállításával kapcsolatos eljárásokra.
Teszteljük az élőhely-fragmentumok növényzetének és talajfaunájának biodiverzitására és fajkészlet szerveződésére ható tényezőket eltérő tér- és időléptékben. A közösségek szerveződését, a populációk túlélését, a foltok közötti migrációt jelentősen befolyásolja a táj struktúrája, a mátrix összetétele és szerkezete. Hipotézisünk szerint a mátrix összetételének és szerkezetének a hatása erőteljesen skálafüggő és azon a skálán a legerőteljesebb, ahol az élőlénycsoport leginkább érzékeli a mátrix közösség-szerveződést befolyásoló hatását.
Gyeprekonstrukció során lényeges kérdés, hogy milyen magkeverék alkalmazásával lehet a leghatékonyabban helyreállítani a természetes gyepekre jellemző fajkészletet. Hipotézisünk szerint az alacsony diverzitású magkeverék vetése költséghatékony eljárás, de beavatkozások nélkül évtizedek kellenek a természetközeli állapothoz hasonló diverzitás eléréséhez. Megoldást jelenthet az általunk kidolgozott új post-restaurációs beavatkozás, a kolonizációs ablakok használata. Hipotézisünk szerint ez egy költség-hatékony eljárás a vázfajokból álló, restaurált gyepek fajgazdagságának növelésére. Keressük a választ arra a kérdésre is, hogy az általunk kifejlesztett, őshonos fajokból álló magkeverékek vetése ökológiai művelésű szőlők esetén nemcsak a területek ökológiai és természeti értékét növeli, hanem alkalmas a gyomok visszaszorítására és a talajerő-megőrzésre is.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A környezeti és táji szűrők, a fajkészlet fenntartása, az élőhelyi mozaikosság szerepe az ökológiai folyamatokban napjaink kulcskérdései. A különböző tér- és időléptéken végzett botanikai és talajzoológiai kutatások összekapcsolása ideális kutatási lehetőséget nyújt ezen alapkutatási kérdéseknek a vizsgálatára. Többszintes komplex élőhelyi hálózatok esetében a tájképi hatások és a biodiverzitást szabályozó mechanizmusok megértése kulcsfontosságú. A fenti problémákat a sokféleképpen jelentkező antropogén tevékenységek kapcsán vizsgáljuk, nagy hangsúlyt fektetve az alapkutatási eredmények gyakorlati alkalmazhatóságára.
Az emberi életminőség fenntartásában kiemelt fontosságú a széleskörű ökoszisztéma szolgáltatásokat nyújtó területek stratégiailag megtervezett hálózatának kialakítása és fenntartása. Kutatásai eredményeink hozzájárulnak ahhoz, hogy megfelelő és adaptív válaszokat adjunk az antropogén tevékenységek nyomán átalakuló tájhasználattal és klímaváltozással járó kihívásokra.
Széles nemzetközi kooperációban végzünk ökológiai kutatásokat a Reading-i, Bernburg-i, Ceske Budejovice-i, Avignon-i és Kolozsvári Egyetemek kutatóival. Kutatásaink elismertségét jelzi, hogy számos tudományos szekciót szerveztünk a restaurációs ökológia legrangosabb nemzetközi konferenciáin valamint az International Association for Vegetation Science világkonferenciáin. Több nemzetközi összefogásban készített, rangos folyóiratban szerveztünk Special Volume-ot (Agriculture, Ecosystems & Environment; Biodiversity & Conservation; Tuexenia; Hacquetia). Szoros együttműködésben dolgozunk magyar kutatóintézetekkel és a hazai Nemzeti Parkok munkatársaival.
A kutatásaink erőssége, hogy a széleskörű nemzetközi kooperáción alapulnak és aktuális ökológiai alapkutatási kérdésekhez kapcsolódnak; éppen ezért rangos nemzetközi lapokban jelennek meg közleményeink és rendszeresen citálják is eredményeinket. Kiemelendő, hogy a világos és magas színvonalú alapkutatási vonatkozások miatt igen sokszínű és szerteágazó terepi kutatások során tudjuk hasznosítani szakmai tudásunkat a botanikától a talajfauna kutatásáig és a restaurációs ökológiai beavatkozásokig vagy a szőlősorköz takarónövényzet alkalmazásáig az ökológiai gazdálkodásban.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Az emberi tevékenységek (városiasodás, mező- és erdőgazdálkodás) jelentős mértékben átalakítják a tájat, csökkentik a természetes élőhelyek kiterjedését és a biológiai sokféleségét. A biodiverzitás megőrzése és így az emberiség jóléte érdekében kulcsfontosságú az ökoszisztéma szolgáltatások és funkciók fenntartása.Vizsgálataink során széleskörű nemzetközi kooperációban vizsgáljuk az emberi tevékenység hatását az élővilágra és hatékony módszereket dolgozunk ki a biodiverzitás csökkenésének megállítására, a negatív hatások mérséklésére.A kutatások eredményeképpen az alapkutatási eredményeken túlmenően számos gyakorlati tapasztalattal fogunk rendelkezni a biodiverzitás megőrzésével és visszaállításával kapcsolatos módszerekről és eljárásokról.
Megismerjük az élőhely-fragmentumok biodiverzitására, fajkészlet szerveződésére ható tényezőket különböző tér- és időléptékben. Kutatási eredményeink elméleti alapot adnak ezen élőhely-foltok megőrzéséhez, tájléptékű rekonstrukciós programok előkészítéséhez. Eredményeink hozzájárulnak a táj kompozícionális és konfigurációs szerkezetének, a kis kiterjedésű élőhely szigetek fajkészletére kifejtett hatásainak megértéséhez. Kutatásunk eredménye nyomán választ kapunk arra, hogy mikor és hogyan célszerű magas diverzitású magkeverék alkalmazása. Alapos ismereteink lesznek az általunk javasolt új, post-restaurációs beavatkozás, a kolonizációs ablakok használatának hatékonyságáról.
A kutatások eredményeit rangos nemzetközi lapokban jelentetjük meg. Fontosnak tartjuk az eredmények megismertetését gyakorlati természetvédelmi szakemberekkel és széleskörű terjesztését ismeretterjesztő anyagok formájában.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
During the last millennia, anthropogenic influence has considerably changed natural ecosystems and formed new artificial habitats. Even being novel ecosystems these habitats have a high importance in maintaining biodiversity and providing important ecosystem services for the society. To understand the mechanisms shaping species composition of these habitats we study the effects of spatial distribution of urban green areas, explore the biodiversity potential of the urban green network and the effects of environmental factors.
We study the nature conservation potential of the habitat fragments. We identify the factors threatening biodiversity of these fragments.Despite of the small size of these fragments, they provide essential ecosystem services and they can play a crucial role in restoration. To maintain the diversity it is crucial to consider the interplay of various ecological factors acting at multiple scales. We are going to explore the most important threatening factors of biodiversity, and emphasize the importance of sustaining ecosystem services and functions related to traditional management. Sustaining biodiversity and ecosystem services, such as weed suppression and erosion control is crucial for the long-term functioning of agro-ecosystems. We will test high-diversity seed sowing in vineyard inter-rows, as a tool to increase biodiversity and support ecosystem functioning in a multi-site on-farm experiment in six Hungarian vine-growing regions.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
For effective conservation of endangered habitat fragments it is essential to understand mechanisms sustaining biodiversity. We are going to explore the effect of human influence and environmental conditions on the diversity and species-composition of both plant and arthropod assemblages. We hypothesize that overall species richness is not a sufficient indicator of anthropogenic disturbance. Therefore, species with different habitat affinity and ecological demands should be analyzed separately to evaluate the real effects of disturbance.
The various ecological factors supporting biodiversity are acting at multiple scales. We are exploring the most important threatening factors of biodiversity, and emphasize the importance of sustaining ecosystem services and functions. We are going to test a post-restoration measure developed by us recently; we hypothesize that establishment windows are a cost-effective method to increase the diversity of species-poor restored grasslands. Without regular mowing the desirable species composition of recovered grasslands is threatened by litter accumulation and by the expansion of undesirable species, even in the short-run. The results highlight the importance of long-term sustainable post-restoration management of recovered grasslands, which should be integrated as an essential action in grassland restoration projects. We will test high-diversity seed sowing in vineyard inter-rows, as a tool to increase biodiversity and support ecosystem functioning in agro-ecosystems. We hypothesise that this method not only increases biodiversity but it is also effective in weed suppression and erosion control.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Anthropogenic influence considerably changed the natural ecosystems and formed new artificial habitats. This also resulted in a serious decline of the area of natural habitats, and also increased the fragmentation of these habitats. To understand the mechanisms shaping species composition of habitat fragments we are going to explore the effects of spatial distribution of these habitats, the effect of local and regional factors, and the composition of landscape elements.
We study the nature conservation potential of the habitat fragments. We identify the factors threatening biodiversity of these fragments. Despite of the small size of these fragments, they provide essential ecosystem services and they can play a crucial role in supporting biodiversity.
To maintain the diversity it is crucial to understand the interplay of various ecological factors acting at multiple scales. We are going to explore the most important threatening factors of biodiversity, and emphasize the importance of sustaining ecosystem services and functions related to traditional management.
We are going to test a post-restoration measure developed by us recently; we hypothesize that the so-called “establishment windows” is a cost-effective method to increase the diversity of species-poor restored grasslands. Without regular mowing the desirable species composition of recovered grasslands is threatened by litter accumulation and by the expansion of undesirable species, even in the short-run.
Our researches are based on a wide-range of cooperation by European Universities in Reading (Great-Britain), Bernburg (Germany), Ceske Budejovice (Czech Republic), Avignon (France) and Kolozsvár (Transsylvania, Romania). We are regularly organizing Special Sessions at international conferences based on our researches. We participated in the organization of Special Volumes in highly respected international Journals (Agriculture, Ecosystems & Environment; Biodiversity & Conservation; Tuexenia; Hacquetia).
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Human population is increasing rather fast during the last century. Anthropogenic disturbance is likely the main source of disturbance threatening the biodiversity. For effective conservation of endangered habitat fragments it is essential to understand the mechanisms sustaining biodiversity. We are going to explore the effect of human influence and environmental conditions on the diversity and species-composition of both plant and arthropod assemblages.
The various ecological factors supporting biodiversity are acting at multiple scales. We are exploring the most important threatening factors of biodiversity and emphasize the importance of sustaining ecosystem services and functions.
We are going to test a post-restoration measure (so-called establishment windows) developed by us recently; we hypothesize that establishment windows are a cost-effective method to increase the diversity of species-poor restored grasslands. Without regular mowing the desirable species composition of recovered grasslands is threatened by litter accumulation and by the expansion of undesirable species, even in the short-run. The results highlight the importance of long-term sustainable post-restoration management of recovered grasslands, which should be integrated as an essential action in grassland restoration projects.
Sustaining biodiversity and long-term ecosystem functioning is crucial in agro-ecosystems. Weed control is especially a great challengein organic farming where the use of chemicals is strictly regulated. We will test a seed mixture developed by us, to support organic farming by increasingbiodiversity, suppressing weeds and controlling erosion in vineyard inter-rows.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Godó, L., Tóthmérész, B., Valkó, O., Tóth, K., Radócz, S., Kiss, R., Kelemen, A., Török, P., Švamberková, E., Deák, B.: Ecosystem engineering by foxes is mediated by isolation in grassland fragments., Ecology and Evolution 8(14): 7044-7054., 2018 | | Kiss, R., Deák, B., Török, P., Tóthmérész, B., Valkó, O.: Grassland seed bank and community resilience in a changing climate., Restoration Ecology 26 (S2): S141-S150., 2018 | | Valkó, O., Kelemen, A., Miglécz, T., Török, P., Deák, B., Tóth, K., Tóth, J.P., Tóthmérész, B.: Litter removal does not compensate detrimental fire effects on biodiversity in regularly burned semi-natural grasslands., Science of the Total Environment 622-623: 783-789., 2018 | | Valkó, O., Tóth, K., Kelemen, A., Miglécz, T., Radócz, S., Sonkoly, J., Tóthmérész, B., Török, P., Deák, B.: Cultural heritage and biodiversity conservation – Plant introduction and practical restoration on ancient burial mounds., Nature Conservation 24: 65-80., 2018 | | Kiss, R., Sonkoly, J., Török, P., Tóthmérész, B., Deák, B., Tóth, K., Lukács, K., Godó, L., Kelemen, A., Miglécz, T., Radócz Sz., Tóth, E., Balogh, N., Valkó, O.: Germination capacity of 75 herbaceous species of the Pannonian flora and implications for restoration., Acta Botanica Hungarica 60: 357-368., 2018 | | Gyulai, I., C Lakatos, JT Kundrát, Z Balogh, E Simon, B Tóthmérész: Cladocera remains and vegetation types to assess the state of oxbows, Nature Conservation 29, 27-38, 2018 | | Horváth, R., T Magura, B Tóthmérész, J Eichardt, C Szinetár: Both local and landscape-level factors are important drivers in shaping ground-dwelling spider assemblages of sandy grasslands., Biodiversity and Conservation doi: 10.1007/s10531-018-1654-3, 2018 | | László, Z., AL Dénes, L Király, B Tóthmérész: Biased parasitoid sex ratios: Wolbachia, functional traits, local and landscape effects., Basic and Applied Ecology31, 61-71., 2018 | | Magura, T., GL Lövei, B Tóthmérész: Conversion from environmental filtering to randomness as assembly rule of ground beetle assemblages along an urbanization gradient, Scientific Reports 8(1), 16992., 2018 | | Molnár, V.É., B Tóthmérész, S Szabó, E Simon: Urban tree leaves’ chlorophyll-a content as a proxy of urbanization, Air Quality, Atmosphere & Health, 11: 665–671, 2018 | | Nagy, D.D., T Magura, R Horváth, Z Debnár, B Tóthmérész: Arthropod assemblages and functional responses along an urbanization gradient: A trait-based multi-taxa approach, Urban Forestry & Urban Greening 30, 157-168., 2018 | | Papp, D., E Simon, L Nagy, S Mizser, B Tóthmérész: The Effect of Urbanization on Trace Element Concentration and Symmetry of Woodlice (Armadillidium vulgare Latreille, 1804)., Biological Trace Element Research, doi: 10.1007/s12011-018-1454-3, 2018 | | Török, P., K Penksza, E Tóth, A Kelemen, J Sonkoly, B Tóthmérész: Vegetation type and grazing intensity jointly shape grazing effects on grassland biodiversity, Ecology and Evolution 8(20), 10326-10335., 2018 | | Török, P., G Matus, E Tóth, M Papp, A Kelemen, J Sonkoly, B Tóthmérész: Both trait-neutrality and filtering effects are validated by the vegetation patterns detected in the functional recovery of sand grasslands, Scientific Reports 8(1), 13703., 2018 | | Sonkoly, J., Kelemen, A., Valkó, O., Deák, B., Kiss, R., Tóth, K., Tóthmérész, B., Török, P.: Both mass ratio effects and community diversity drive biomass production in a grassland experiment, Scientific Reports doi: 10.1038/s41598-018-37190-6, 2018 | | Simon, E., TóthmérészB., Kis, O., Jakab, T., Szalay, P.É., Vincze, A., Baranyai, E., Harangi, S., Miskolczi, M. and Dévai, Gy.: Environmental-Friendly Contamination Assessment of Habitats Based on the Trace Element Content of Dragonfly Exuviae, Water 11 (11), 2200, 2019 | | Tőzsér, D., Magura, T., Simon, E., Mizser, S., Papp, D., Tóthmérész, B: Pollution intensity-dependent metal accumulation in ground beetles: a meta-analysis., Environmental Science and Pollution Research 26 (31), 32092-32102, 2019 | | Tőzsér, D., Tóthmérész, B., Harangi, S., Baranyai, E., Lakatos, Gy., Fülöp, Z., Simon, E.: Remediation potential of early successional pioneer species Chenopodium album and Tripleurospermum inodorum., Nature Conservation 36: 47-69. doi: 10.3897/natureconservation.36.32503, 2019 | | Berta, B Tóthmérész, M Wojewódka, O Augustyniuk, J Korponai,: Community Response of Cladocera to Trophic Stress by Biomanipulation in a Shallow Oxbow Lake, Water 11(5), 929., 2019 | | Deák, P Török, B Tóthmérész, S Radócz, K Lukács, O Valkó: A közép-tiszavidéki halmok flórakutatásának új eredményei., Kitaibelia 24 (1), 94-105., 2019 | | Balogh, N, B Tóthmérész, O Valkó, B Deák, K Tóth, Z Molnár, C Vadász, et al.: Consumption rate and dietary choice of cattle in species-rich mesic grasslands, bioRxiv, 2020 | | Molnár, VÉ, D Tőzsér, S Szabó, B Tóthmérész, E Simon: Use of Leaves as Bioindicator to Assess Air Pollution Based on Composite Proxy Measure (APTI), Dust Amount and Elemental Concentration of Metals, Plants 9 (12), 1743, 2020 | | Molnár, VÉ, E Simon, B Tóthmérész, S Ninsawat, S Szabó: Air pollution induced vegetation stress - The Air Pollution Tolerance Index as a quick tool for city health evaluation, Ecological Indicators 113, 106234, 2020 | | Molnár, VÉ, E Simon, S Ninsawat, B Tóthmérész, S Szabó: Pollution Assessment Based on Element Concentration of Tree Leaves and Topsoil in Ayutthaya Province, Thailand., International journal of environmental research and public health 17 (14), 5165, 2020 | | Simon, E, VÉ Molnár, B Tóthmérész, S Szabó: Ecological Assessment of Particulate Material (PM5 and PM10) in Urban Habitats., Atmosphere 11 (6), 559, 2020 | | Tölgyesi, C., P Török, AA Hábenczyus, Z Bátori, O Valkó, B Deák, B.Tóthmérész, L:Erdős, and A.Kelemen: Underground deserts below fertility islands? Woody species desiccate lower soil layers in sandy drylands., Ecography 43: 848-859, 2020 | | Valkó, Orsolya, Balázs Deák, Péter Török, Katalin Tóth, Réka Kiss, András Kelemen, Tamás Miglécz, Judit Sonkoly, & Béla Tóthmérész: Dynamics in vegetation and seed bank composition highlight the importance of post-restoration management in sown grasslands., Restoration Ecology, 2020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
