Ecophysiological study of trees species of climate-zonal forests covering Hungarian central range, with special focus on water budget  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
68397
Type K
Principal investigator Mészáros, Ilona
Title in Hungarian Középhegységi zonális fafajok klímaérzékenységének ökofiziológiai vizsgálata, különös tekintettel a vízforgalmi sajátosságokra
Title in English Ecophysiological study of trees species of climate-zonal forests covering Hungarian central range, with special focus on water budget
Keywords in Hungarian kocsánytalan tölgy, csertölgy, vízforgalom, szárazság tolerancia, levél gázcsere,WUE
Keywords in English Austrian oak, sessile oak, water relations, sap flow, vitality, leaf gas exchange
Discipline
Forestry (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Department of Botany (University of Debrecen)
Participants Fenyvesi, András Csaba
Láposi, Réka
Oláh, Viktor
Veres, Szilvia
Starting date 2007-07-01
Closing date 2011-12-31
Funding (in million HUF) 12.000
FTE (full time equivalent) 7.22
state closed project
Summary in Hungarian
A klímaváltozási előrejelzések szerint az elkövetkező 50-100 év alatt a hazai erdők állapotában visszafordíthatatlan változások következhetnek be, mivel az ország területének nagy részén a klimatikus feltételek az erdő jellegű vegetáció számára már jelenleg is határhelyzetet jelentenek.
A hazai zonális fafajok termőhelyi vízelátottsággal szembeni – korral is változó – igényét és érzékenységét pontosan nem ismerjük. Az elterjedési mintázatok alapján azonban feltételezhető, hogy állományalkotó fafajaink viszonylag nagy vízigénye miatt a termőhelyük vízellátottságában még a csekély mértékű éghajlatváltozás hatására is lényeges csökkenések léphetnek fel, ami rövid időn belül a fák vízforgalmi és szerves anyag termelési folyamatainak a zavarait okozhatja.

A tervezett kutatásban arra keressük a választ, hogy a hazai középhegységi zonális fafajok és közülük kiemelten a kocsánytalan tölgy és a csertölgy klímaérzékenységét mely ökofiziológiai sajátosságok befolyásolják, a két faj milyen mértékben tér el a különböző tenyészidőszakok éghajlati fluktuációival szembeni vízforgalmi és egyéb élettani reakcióiban, valamint a száraz periódusok alatti potenciális vízforgalmi zavarokat kivédő mechanizmusokban. A két faj összehasonlítása egyrészt a vízforgalmi folyamataik és egyéb ökofiziológiai sajátosságaik vizsgálatával négy éven keresztül ugyanazon termőhelyen a vegetációs időszak tavaszi, nyári és őszi mérési periódusaiban történik, másrészt ökológiailag eltérő termőhelyi feltételeket reprezentáló vizsgálati helyeken.
Summary
Climate change scenarios suggest irreversible changes in the state of forests in our country during the next 50-100 years, since the climatic conditions in the largest part of the country represent already a transitional situation for the forest vegetation. There is little information on water demands and sensitivity of our climate-zonal tree species to the fluctuations of rainfall and amount of available water in the soil of habitats. However, the pattern of distribution of tree species suggests that slight changes in climatic conditions may result in significant decreases in water availability in their habitats, due to their relatively large water demand and consumption.

The present research program focuses on questions: what ecophysiological properties may influence the sensitivity of our climate-zonal tree species, especially Austrain oak and sessile oak, to climate, and how these species may differ in the physiological responses to climatic fluctuations and protective mechanisms against disturbances of water budget during dry periods. Comparative studies on water budget and other ecophysiological properties of trees are planned in different periods of four consecutive years in the same habitat and in different forest stands differing in ecological conditions and health state.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A hazai erdővegetációban meghatározó cseres-tölgyesek két fafajának klímatoleranciáját befolyásoló ökofiziológiai folyamatokat finom időfelbontású, folyamatos in situ mérésekre alkalmas monitorozó rendszerekkel és „kampányjellegű” mérések során vizsgáltuk. A fafajok időjárási fluktuációkra adott válaszreakcióinak az értékelése során a kontrasztos időjárású évek, és éven belül pedig a száraz-csapadékos időszakok eredményeit vetettük össze. Szárazság- és hő-stresz felléptekor a fiziológiai zavarok jó indikátorának bizonyult a klorofill-tartalom és az Fv/Fo és Fv/Fm klorofill fluoreszcencia paraméterekkel becsült potenciális fotokémiai aktivitás csökkenése. Aszályos időszakban a Q, petraea vízforgalma erősebb sztóma-szintű szabályozást mutatott, mint a csertölgyé. Ezt erősítették meg a leveleiben mért a magasabb delta 13C (kisebb negatív) értékek. Dendrométerekkel követtük nyomon a törzsek radiális növekedését. Ezek a 30 perces időfelbontású mérések lehetőséget adtak a transzspirációval összefüggő napi kontrakciók, és a törzs (fa) vízdeficitének a megállapítására is. Száraz, aszályos időszakokban a Q. cerris törzsében a kisebb amplitúdójú vízdeficit változások nagyobb törzsbeli vízraktárra utaltak. A xilém nappali nedváramlásának a középértéke a csertölgy esetében rendszerint magasabb volt. Nyári időszakban, a szárazság-stressz erősödésével mindkét faj esetében csökkent a nedváramlás intenzitás és szoros összefüggésben változott a potenciális evapotranszspirációval.
Results in English
We studied ecophysiological processes that may affect the climate tolerance of two oak tree species dominating the Hungarian forest vegetation. Continuous in situ monitoring systems with fine temporal resolution were set up and “campaign-like” measurements were performed. Results from contrasting growing seasons and from dry and moist periods within the same year were used for analysis of responses of tree species to fluctuations of weather conditions. Decrease of leaf chlorophyll content and photochemical activity estimated by means of Fv/Fm and Fv/Fo chlorophyll fluorescence parameters were proper indicators of physiological disturbances. During drought water budget of Q.petraea was under stronger stomatal control than that of Q. cerris. It was also supported by the higher delta 13C (less negative) values in leaves of former species. Annual course of radial growth were followed by dendrometers. These fine-time measurements also offered possibility for estimating the transpiration-driven maximum daily shrinkage and water deficit of stem. Water deficit fluctuated less in stem of turkey oak which reflected larger water storage in the stem compared to sessile oak. During increasing drought in summer the sap flow density of both species decreased in strong correlation with the potential evapotranspiration.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=68397
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kanalas P, Veres Sz, Lévai L, Sárvári É: Interactive effects of UV-B radiation and water stress on leaf water relations and photosynthesis of sessile oak (Quercus petraea L.), Cer. Res.Commun. 36: 303-307, 2008
Szőllősi E, Koncz P, Kanalas P, Veres Sz, Mészáros I: Effects of drought on some ecophysiological traits of sessile oak (Quercus petraea L.), Cer. Res. Commun. 36: 295-298, 2008
Kanalas P, Szőllősi E, Oláh V, Borovics A, Mészáros I: Small-scale variability in phenological, leaf morphological properties and isoenzyme pattern of sessile oak complex in a sessile oak-Turkey oak forest stand, Acta Biologica Szegediensis 52(1): 221-223, 2008
Szőllősi E, Veres Sz, Kanalas P, Oláh V, Solti Á, Sárvári É, Mészáros I: Effects of UV-B radiation and water stress on chlorophyll fluorescence parameters and activity of xanthophyll cycle in leaves of sessile oak (Quercus petraea) seedlings, Acta Biologica Szegediensis 52(1): 241-242, 2008
Kanalas P, Borovics A, Cseke K, Szőllősi E, Oláh V, Fenyvesi A, Mészáros I: Taxonómiai, populációgenetikai és fenológiai vizsgálatok egy síkfőkúti erdő fehér tölgyeinek körében, Természetvédelmi Közlemények (V.MTBK különkiadás), 2008
Mészáros, I., Veres, Sz., Kanalas, P., Oláh, V., Szőllősi, E., Sárvári, É., Lévai, É., Lakatos, Gy. Kanalas P, Veres Sz, Lévai L, Sárvári É: Leaf growth and photosynthetic performance of two co-existing oak species in contrasting growing seasons., Acta Silv. Lign., 3:7-20., 2007
Láposi, R., Veres, S, Lakatos, G., Oláh, V., Mészáros, I.: Responses of leaf traits of beech (Fagus sylvatica L.) saplings to supplemental UV-B radiation and UV-B exclusion., Agricultural and Forest Meteorology, 2008
Mészáros, I., Veres, S., Láposi, R., Koncz, P., Oláh, V., Sárvári, É., Lakatos, G.: Ecophysiological traits of beech sapling regenerating in contrasting habitats., Workshop of COST Action E52: Evaluation of beech genetic resources for sustainable forestry, 2007
Mészáros, I., Fenyvesi, A. Szőllősi, E., Kanalas, P., Oláh, V., Borovics, A., Veres, Sz., Láposi, R.: Középhegységi zonális fafajok ökofiziológiája., In: Körmöczi, L. (szerk.): 8. Magyar Ökológus Kongresszus, Szeged, 2009. agusztus 26-28. Előadások és poszterek összefoglalói. ISBN 978-963-482-948-5. p.149, 2009
Kanalas P., Borovics, A., Szőllősi, E., Oláh, V., Fenyvesi, A., Mészáros, I.: Tölgytaxonómiai és vízforgalmi vizsgálatok a Síkfőkút-projekt cseres-tölgyes állományában, In: Körmöczi, L. (szerk.): 8. Magyar Ökológus Kongresszus, Szeged, 2009. agusztus 26-28. Előadások és poszterek összefoglalói. ISBN 978-963-482-948-5. p.102, 2009
Szöllősi, E., Oláh, V., Kanalas, P., Jámbrik, K., Mészáros, I.: A fotoszintetikus pigmentek és a fotoszintetikus aktivitás térbeli mintázata és időbeli fluktuációja cseres-tölgyes erdőállományban., In: Körmöczi, L. (szerk.): 8. Magyar Ökológus Kongresszus, Szeged, 2009. agusztus 26-28. Előadások és poszterek összefoglalói. ISBN 978-963-482-948-5. p.212, 2009
Mészáros, I.: Physiological responses at the xeric limit., EVOLTREE Workshop: Forests at the limit: evolutionary – genetic consequences of environmental changes at the receding (xeric) edge of distribution. Sopron,11-15/05, 2009, 2009
Mészáros, I.: A globális klímaváltozás hatása a zonális erdőtársulások állapotára, MTA Debreceni területi bizottsága Környezettudományi Szakbizottsága Éghajlatváltozások szakterületi megítélésben c. munkaértekezlete. Debrecen, 2007 december 3., 2007
Paillet, Y, Bergès, L, Hjältén, J., Ódor, P., Avon, C., Bernhardt-Römermann, M., Bijlsma, R-J., De Bruyn, L., Fuhr, M., Grandin, U., Kanka, R., Lundin, L., Luque, S., Magura, T., Matesanz, S., Mészáros, I., Sebastià, M-T., Schmidt, W., Standovár, T., Tóthmérész, B., Uotila, A., Valladares, F., Vellak, K., Virtanen, R.: Does biodiversity differ between managed and unmanaged forests? A meta-analysis on species richness in Europe., Conservation Biology, 24: 101-112, 2010
Paillet, Y., Bergès, L., Hjältén, J., Ódor, P., Avon, C., Bernhardt-Römermann, M., Bijlsma, R.-J., De Bruyn, L., Fuhr, M., Grandin, U., Kanka, R., Lundin, L., Luque, S., Magura, T., Matesanz, S., Mészáros, I., Sebastià, M.-T. , Schmidt, W., Standovár, T., Tóthmérész, B., Uotila, A., Valladares, F., Vellak, K.,Virtanen, R.: Compromises in data selection for meta-analysis does not mean compromised results., Conservation Biology, DOI: 10.1111/j.1523-1739.2010.01543.x, 2010
Mészáros, I., Fenyvesi, A., Kanalas, P., Szőllősi, E., Oláh, V., Ander, I., Vere,s Sz., Láposi, R.: Középhegységi zonális erdők fafajainak ökofiziológiája, különös tekintettel a klímaérzékenységükre., Botanikai Közlemények, 96: 15-17., 2009
Mészáros, I, Papp,M., Tóth, T.A.: Potential abiotic drivers and constraints affecting the structure and services of a broadleaved forest ecosystem, In: Katarzyna Ostapowicz and Jacek Kozak (Eds.), Conference Proceedings of the 1st Forum Carpaticum, Integrating Nature and Society Towards Sustainability. 70-72, 2010
Mészáros, I., Kanalas, P., Fenyvesi, A., Szőllősi, E. Oláh, V., Ander, I., Kis, J.: Időjárási fluktuációk hatása hatása a kocsánytalan tölgy (Quercus petraea) és a csertölgy (Quercus cerris) ökofiziológiai folyamataira., in: Bartha, S., Nagy, Z. (eds.) Tuba Zoltán emlékkötet, 2010
Mészáros, I., Kanalas, P., Fenyvesi, A., Kis, J., Nyitrai, B., Szőllősi, E., Lakatos, Á., Ander, I: Diurnal and seasonal changes in sem rdius icrement and sap flow density indicate different responses of two co-existing oak Species to drought stress., Acta Silv. Lign. Hung., 7: 97–108., 2011
Kis J, Kanalas P, Fenyvesi A, Szőllősi E, Oláh V, Mészáros I: A fatörzs radiális változásának és a xylem mnedváramlásának a vizsgálata egy cseres-tölgyes erdőállomány fafajainál, In: Mócsy I, Szacsvai K, Urák I, Zsigmond A R, Szikszai A (szerk.) VII. Kárpát-mededencei Környezettudományi Konferencia. 2011.03.24 Cluj-Napoca: pp298-302, 2011
Kanalas P, Fenyvesi A, Kis J, Szőllősi E, Oláh V, Ander I, Mészáros I: : Seasonal and diurnal variability in sapflow intensity of mature sessile oak (Quercus petraea) trees in relation to microclmatic conditions., Acta Biologica Hungarica 61: 115-128., 2010
Kanalas P, Fenyvesi A, Ander I, Kis J, Szőllősi E, Oláh V, Nyitrai B, Mészáros I: Fák vízforgalmának folyamatos terepi mérése: módszertani nehézségek és megoldások., Mócsy I, Szacsvai K, Urák I, Zsigmond A R, Szikszai A (szerk.) VII. Kárpát-mededencei Környezettudományi Konferencia. 2011.03.24 Cluj-Napoca: pp. 317-321., 2011
Szőllősi E, Oláh V, Kanalas P, Kis J, Fenyvesi A, Mészáros I: Seasonal variation of leaf ecophysiological traits within the canopy of Quercus petraea trees., Acta Biologica Hungarica 61: 192-208., 2010
Szőllősi E, Kanalas P, Oláh V, Kis J, Mészáros I: : Szezonális és évek között időjárási fluktuációk hatása a kocsánytalan tölgy ökofiziológiai jellemzőire., In: Mócsy I, Szacsvai K, Urák I, Zsigmond A R, Szikszai A (szerk.) VII. Kárpát-mededencei Környezettudományi Konferencia, 2011.03.24 Cluj-Napoca: pp. 332-335., 2011
Szőllősi E, Oláh V, Kanalas P, Kis J, Nyitrai B, Sárvári É, Solti Á, Mészáros: Physiological responses of two co-existing oak species in years with contrasting climatic conditions., Acta Biologica Szegediensis 55: 169-174., 2011
Kanalas P., Ander I., Fenyvesi, A., Oláh, V., Szôllôsi, E., Mészáros ,I..: Study of the sap-flow and related quantities of oak trees in field experiments., Annual Report 2009 0 (2010)73-X./ 0.000 0, 2009
Kanalas P., Ander I., Fenyvesi, A., Oláh, V., Szôllôsi, E., Mészáros ,I:: Study of the sap flow and related quantities of oak trees in field experiments., Atomki Annual Report 2010 0 (2011)79-79./ 0.000 0,, 2010



Back »