Consortional main: Effects of wetland mosaics on spatial pattern and temporal dynamics of iron budget  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
100180
Type K
Principal investigator Szalai, Zoltán
Title in Hungarian Konzorcium, fő p.: Táji mintázatok hatása vizes élőhelyek vasháztartására
Title in English Consortional main: Effects of wetland mosaics on spatial pattern and temporal dynamics of iron budget
Keywords in Hungarian ökotóp, vasásvány, redox, nyomelemek, réti talaj
Keywords in English ecotope, iron minerals, redox, trace elements, gleysol
Discipline
Physical geography (Council of Complex Environmental Sciences)70 %
Ortelius classification: Geography
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Ortelius classification: Mineralogy
Panel Agriculture, Environment, Ecology, Earth Sciences committee chairs
Department or equivalent Geographical Institute (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences Hungarian Academy of Sciences)
Participants Fehér, Katalin
Horváth-Szabó, Kata
Jakab, Gergely
Kása, Ilona
Kiss, Klaudia
Madarász, Balázs
Mészáros, Erzsébet
Starting date 2012-02-01
Closing date 2017-01-31
Funding (in million HUF) 27.075
FTE (full time equivalent) 10.92
state closed project
Summary in Hungarian
Jelen pályázat egy olyan geoökológiai alapvetésű interdiszciplináris kutatási javaslat, mely a földrajzi szemléletű geoökológiai módszertant ötvözi az ásványtan és geokémia, valamint egyes talajtani tudományágak módszertanával. Célunk a vizes élőhelyek ökotópjainak vasforgalmával (valamint ehhez kapcsolódóan más makro- és mikroelem forgalmával) kapcsolatos ismeretek bővítése. A természetes és épített vizes élőhelyek kiemelkedő víztisztító képességgel rendelkeznek. Ennek megismerése ma is számos kutatócsoportot foglalkoztat. Mivel a fémszennyezők megkötése a magasabb-rendű növények gyökérkörnyezetében történik, így a tudományos közlemények többsége is az itt zajló folyamatok mikrobiológiai hátterével foglalkozik. Ennél jóval kevesebb az olyan jellegű kutatás, amely közvetlenül a magasabb-rendű növények szerepével foglalkozna. A földrajzi/földtani környezet (és a növényzet) mozaikosságának szerepét az előző két aspektustól eltérően alig-alig vizsgálták. Ennek köszönhetően alig vannak ismereteink arról, hogy ezek a térbeli különbségek milyen talajkémiai és ásványtani mozaikossághoz vezetnek, valamint ennek a mozaikosságnak milyen szerepe van a vizes élőhelyek ökotópjai közötti anyagáramok kialakulásában. Jelen kutatással a föld- és környezettudományok e kevéssé ismert területén szeretnénk ismereteinket bővíteni. A kutatás során egy síkvidéki vizes élőhelyen három teljes évet felölelő terepi monitorozó vizsgálatokat tervezünk, melyet laboratóriumi kutatásokkal és térinformatikai adatfeldolgozással teszünk teljessé.
Summary
Present proposal is fundamentally an interdisciplinary research, which combines geoecology with mineralogy, geochemistry and will apply methodology of soil science. Our primary aim is to study the role of spatial differences on iron (and some of the related macro and trace elements) budget of wetland ecotopes.
Natural and constructed wetlands have special filter function: metal (and organic) pollutants are immobilized (and decomposed) by these areas. Several teams focus on the background of this phenomenon up to this day. Since immobilization of metals occurs in the root environment (on rhizoplan and in rhizosphere) most of the publications deals with microbiological background of solute-solid phase changes. Much less publication is engaged in the role of higher plants. Moreover, effects of spatial pattern of geographical/geological environment (and of spatial pattern of vegetation) are the most poorly studied aspect of this topic. There is little knowledge about the role of these mosaics in major and trace element budget of wetland ecotopes.





 

Final report

 
Results in Hungarian
Vizes élőhelyeken a tájfoltok határait a vízhatás és a növényzet jelöli ki. A vizes élőhelyek tájfoltjainak a talajban is van kiterjedésük. A tájfoltok által meghatározott anyagi különbségek egészen a talaj aljáig, a talajképző kőzet megjelenéséig megfigyelhetők. A talajokban a tájfoltok közötti legjelentősebb különbségek a redoxpotenciál értékeiben és annak változásában figyelhető meg. A redoxviszonyokban bekövetkező térbeli különbségek a talaj vízoldható szervesanyagainak mennyiségében és minőségében is térbeli különbségeket idéz elő. Ezek a változások végeredményben a talajvízben oldott vas mennyiségére és minőségére is hatással lesz. A talajvízből kicsapódó vas és egyéb anyagok a talaj ásványos tulajdonságait is megváltoztatják. A tájfoltok határain a növényzet által kiváltott redoxpotenciál ingadozások sokkal jelentősebbek., mint a tájfoltok közepében, aminek köszönhetően a határain a vasfelhalmozódás sokkal intenzívebb és a vasásványok felületi aktivitása is magasabb lesz. A különböző tájfoltokból (redox környezetből) és azok határaiból származó talajok az eltérő ásványos tulajdonságok következtében eltérően adszorbeálják a nehézfémeket és a foszfort. Ezek megkötésében a vasásványok játsszák a legjelentősebb szerepet. Az eredmények környezeti szempontból lényegesek, mivel a remediációs és víztisztítási technológiákban széles körben alkalmazott vas-(oxi)hidroxidoknál az előbbi fázisok magasabb szennyező-megkötő képességgel rendelkezhetnek.
Results in English
Patches of wetlands are emerged by vegetation patterns. These patches have vertical extension in the soils. Deepest surface of the patches is bordered by the boundary of the solum. The spatial differences in the soils caused by different redox potential dynamics. The redox environment of the patches evolves as a result of the interaction of the aeration of the soil by the higher plants, exudates of the soil biota and the degree waterlogging. These spatial redox patterns have influence on the quantity and quality of dissolved organic matter and on the quality and quantity of the iron minerals. The redox potential (Eh) in the patches has specific temporal dynamics. The oscillation of Eh is higher in the borders than in the core parts of the patches. This higher degree of Eh oscillation cause higher amount of free iron minerals in the borders. A set of iron minerals are evolved by spatial diversity. These set of iron minerals are very effective in absorbing heavy metals and phosphorous. These results open a new perspective to develop a new constructed wetland for remediation and water treatment.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=100180
Decision
Yes





 

List of publications

 
Ringer M, Kiss K, Németh T, Jakab G, Szalai Z.: Ásványi differenciáció réti talaj genetikai talajszintjei között, Sisák István, Homor Anna, Hernádi Hilda (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: A talajok térbeli változatossága - elméleti és gyakorlati vonatkozások. Pannon Egyetemi Kiadó, pp, 2014
Szalai Z, Kiss K, Jakab G, Ringer M, Horváth-Szabó K, Madarász B, Németh T.: Oldott szerves szén (DOC) és a talajoldat vastartalmának kapcsolata réti és láptalajokban, Sisák István, Homor Anna, Hernádi Hilda (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: A talajok térbeli változatossága - elméleti és gyakorlati vonatkozások. Pannon Egyetemi Kiadó, pp, 2014
Szalai Z, Kiss K, Ringer M, Horváth-Szabó K, Németh T, Jakab G.: Redox- és kémhatásviszonyok dinamikájának megoszlása a magterületek és a szegélyek között (vizes élőhelyek tájmozaikjaiban), VII. Magyar Földrajzi Konferencia: absztraktkötet. 94 p. Konferencia helye, ideje: Miskolc-Lillafüred, Magyarország, 2014
Zboray N, Szalai Z, Bánkiné Mészáros E, Brukner-Wein A, Sajgó Cs.: Talajok lipidjeinek vizsgálata különös tekintettel alifás szénhidrogén összetételükre, Sisák István, Homor Anna, Hernádi Hilda (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: A talajok térbeli változatossága - elméleti és gyakorlati vonatkozások. Pannon Egyetemi Kiadó, pp, 2014
Horváth Szabó K, Kiss K, Fehér K, Jakab G, Szalai Z: Nitrogénforgalom-vizsgálatok réti talajon, VII. Magyar Földrajzi Konferencia kiadványa. Miskolci Egyetem Földrajz Intézete, Miskolc, pp. 207-214, 2014
Filep T, Zacháry D, Jakab G, Szalai Z: Assessment of turnover time of organic matter of Hungarian arable soils by diffuse reflectance FT-IR spectroscopy, In: 5th International Symposium on Soil Organic Matter . Göttingen, Németország, 2015.09.20-2015.09.24. Kiadvány: 2015. pp. 21, 2015
Szalai Z, Ringer M, Kiss K, Horváth Szabó K, Németh T, Sipos P, Madarász B, Jakab G: Rapid mineral differentiation among horizons of a meadow soil, GEOPHYS RES ABSTR 17: , 2015
Szalai Z, Zacháry D, Filep T, Jakab G: DOC-iron relation under fluctuating redox conditions in Phaeozems and Gleysols, In: 5th International Symposium on Soil Organic Matter . Göttingen, Németország, 2015.09.20-2015.09.24. Kiadvány: 2015. pp. 280, 2015
Zacháry D, Szalai Z, Jakab G, Filep T: Effect of mineralogy on the turnover rates of SOM of different Hungarian soils, In: 5th International Symposium on Soil Organic Matter . Göttingen, Németország, 2015.09.20-2015.09.24. Kiadvány: 2015. pp. 231, 2015
Németh T., Sipos P., Balázs R., Kátay Z.: Transformation of clay minerals in soils and its effect on metal adsorption, 6th Mineral Sciences in the Carpathians Conference Abstract book., 2015
Ringer M, Jakab G, Sipos P, Karlik M, Balázs B R, Zihné Perényi K, Szabó A J, Szalai Z: Effects of humus quality on the spatial iron distribution in hydromorphic topsoils, GEOPHYS RES ABSTR 19: , 2017
Szalai Z, Ringer M, Kiss K, Perényi K, Jakab G: Does DOM properties or the amount of DOC induces iron reduction in topsoil porewater?, GEOPHYS RES ABSTR 19: , 2017
Balázs R, Németh T, Kovács Kis V, Cora I, Szalai Z, Sipos P: Influence of clay and iron mineralogy on copper sorption by meadow soils, In: Jana Valúchová (szerk.) (szerk.) 8th Mid-European Clay Conference (MECC 2016): Book of Abstracts. Košice: ELFA s.r.o., 2016. pp. 168., 2016
Ringer M, Kiss K, Horváth -Szabó K, Balázs R B, Németh T, Sipos P, Szabó M, Jakab G, Madarász B, Szalai Z: Can hydromorphic conditions accelerate soil development?, GEOPHYS RES ABSTR 18: , 2016
Ringer M, Kiss K, Horváth-Szabó K, Zacháry D, Jakab G, Szalai Z: A növényzet térbeli mintázatának hatása a talaj redox- és kémhatásviszonyainak dinamikájára, In: Sándor Zs, Szász G (szerk.) (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés : „Okszerű talajhasználat –Talajvédelem”: Program : az előadások és a poszterek összefoglalója. Debrecen, Magyarország, 2016.09.01-2016.09.03. Kiadvány: Debreceni Egyetem Agrár- és Gazdálkodástudományok Centruma Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, 2016. pp. 85, 2016
Ringer M, Kiss K, Németh T, Sipos P, Szalai Z: Using diffuse reflectance spectroscopy (DRS) for qualitative examination of iron minerals formed in a hydromorphic soil, GEOPHYS RES ABSTR 18: , 2016
Szalai Z, Jakab G, Kiss K, Ringer M, Balázs R, Zacháry D, Horváth Szabó K, Perényi K: Vegetation-induced spatial variability of soil redox properties in wetlands, GEOPHYS RES ABSTR 18: , 2016
Szalai Z, Szabó M, Zboray N, Kiss K, Horváth-Szabó K, Jakab G, Balázs R, Németh T, Madarász B: Relationship between ecological indicators and soil properties (in case of a wetland), FÖLDRAJZI ÉRTESÍTŐ - HUNGARIAN GEOGRAPHICAL BULLETIN 61:(3) pp. 187-196., 2012
Sipos P, Choi C, Németh T, Szalai Z, Póka T: A vastartalom vizsgálata szekvenciális kioldással néhány hazai talajtípusban, AGROKÉMIA ÉS TALAJTAN 61. 2 291–305, 2012
Szabó M - Szalai Zoltán, Horváth-Szabó K, Jakab G, Németh T, Balázs R: A növényzet ökológiai mutatóinak kapcsolata a tájfoltok talajkémiai és talajfizikai tulajdonságaival egy alföldi mocsárrét példáján, Farsang A. - Mucsi L. - Keveiné Bárány I. (szerk). Táj - érték, lépték, változás. GeoLitera. pp 161-170, 2012
Zboray N, Szalai Z: Talajok szervesanyag-tartalmának mennyiségi meghatározása (analitikai eljárások összehasonlító elemzése), In: Horváth Erszébet, Mari László (szerk.) Természetföldrajzi kutatások Magyarországon a XXI. század elején: Tiszteletkötet Gábris Gyula Professzor Úr 70. születésnapjára, 2012
Balázs R, Németh T, Szalai Z, Kiss K, Horváth-Szabó K, Mészáros E, Sipos P: Vízhatású talajok vasásványos változásainak vizsgálata, In: Bertóti Réka Diána, Dobos Endre (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: talajtan a mezőgazdaság, a vidékfejlesztés és a környezetgazdálkodás szolgálatában. p. 35, 2012
Balázs R, Németh T, Szalai Z, Sipos P: Clay and iron mineralogical study of meadow soils from a Hungarian wetland area, In: Martin Šťastnŷ and Anna Žigová (eds.)6th Mid-Europen Clay Conference (September 4-9, 2012, Průhonice) Informátor – Book of Abstracts 49: p. 148., 2012
Balázs R, Németh T, May Z: Az amorf vas-oxidok oldódásának kinetikai vizsgálata egy barna erdőtalajon, In: Bertóti Réka Diána, Dobos Endre (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: talajtan a mezőgazdaság, a vidékfejlesztés és a környezetgazdálkodás szolgálatában. Konferencia helye, 2012
Szalai Z, Balázs R, Kiss K, Jakab G, Héjja A, Horváth-Szabó K, Zboray N, Németh T, Mészáros E, Sipos P, Madarász B: Hidromorf talajok tulajdonságainak változása térben és időben, In: Bertóti Réka Diána, Dobos Endre (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: talajtan a mezőgazdaság, a vidékfejlesztés és a környezetgazdálkodás szolgálatában. P., 2012
Horváth-Szabó K, Szalai Z, Balázs R, Kiss K, Jakab G, Fehér K, Németh T, Mészáros E, Sipos P, Madarász B: A vas és a mangán oldhatóságának napszakos és évszakos dinamikája réti és láptalajban, In: Bertóti Réka Diána, Dobos Endre (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: talajtan a mezőgazdaság, a vidékfejlesztés és a környezetgazdálkodás szolgálatában. p., 2012
Szalai Zoltán1,2 (elSzalai Z – Horváth-Szabó K– Jakab G – Balázs R – Németh T – Mészáros E – Sipos P – Grosz B – Madarász B: Tájfolt határok hatása vizes élőhelyek főelem háztartására, Nyári D. (szerk) Magyar Földrajzi Konferencia Tanulmánykötete Kockázat – Konfliktus – Kihívás Szeged, 2012. szeptember 5-7., 2012
Szalai Z, Kiss K, Jakab G, Sipos P, Belucz B, Németh T: The use of UV-VIS-NIR reflectance spectroscopy to identify iron minerals, ASTRON NACHRICH 334: (9) 940-943, 2013
Szalai Z, Kiss K, Jakab G, Balázs R, Sipos P, Zboray N, Németh T.: DOC-iron relations under fluctuating redox conditions in Gleysol-Phaeozem and Histosol-Phaeozem toposequences, International Union of Soil Sciences (szerk.) Global Soil Carbon Conference: 3-6 June 2013, 2013
Zboray N, Németh T, Balázs R, Kiss K, Bidló A, Szalai Z.: Comparison of quantitative SOM measuring methods and investigation of their dependence on soil properties, International Union of Soil Sciences (szerk.) Global Soil Carbon Conference: 3-6 June 2013, 2013
Horváth-Szabó K, Szalai Z, Balázs R, Kiss K, Jakab G, Fehér K, Németh T, Mészáros E, Sipos P, Madarász B: A vas és a mangán oldhatóságának vizsgálata réti és láptalajban, Dobos E, Bertóti R D, Szabóné Kele G (szerk.): Talajtan a mezőgazdaság, a vidékfejlesztés és a környezetgazdálkodás szolgálatában pp. 259-269., 2013
Kiss K, Szalai Z, Jakab G, Madarász B, Zboray N: Characterization of soil organic substances by UV-Vis spectrophotometry in some soils of Hungary, In: Hartemink A, McSweeney K (szerk.) (szerk.) Soil carbon. Dordrecht: Springer, 2014. pp. 127-136. (Progress in soil science), 2014
Jakab G, Kiss K, Szalai Z, Zboray N, Németh T, Madarász B: Soil organic carbon redistribution by erosion on arable fields, In: Hartemink A, McSweeney K (szerk.) (szerk.) Soil carbon. Dordrecht: Springer, 2014. pp. 289-296. (Progress in soil science), 2014





 

Events of the project

 
2013-07-19 11:14:26
Résztvevők változása




Back »