 |
Quantifying forest health related ecosystem services in Hungarian oak forests
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
128008 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Csóka, György |
| Title in Hungarian |
Erdővédelmi jelentőségű ökoszisztéma szolgáltatások számszerűsítése magyarországi tölgyesekben |
| Title in English |
Quantifying forest health related ecosystem services in Hungarian oak forests |
| Keywords in Hungarian |
tölgy erdők, erdő-egészség, ökoszisztéma, szolgáltatás, rovarevő énekesmadarak, ragadozó ízeltlábúak |
| Keywords in English |
oak forests, forest health, ecosytem services, insectivorous birds, predatory arthropods |
| Discipline |
| Forestry (Council of Complex Environmental Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Forest ecosystems |
|
| Panel |
Complex agricultural sciences |
| Department or equivalent |
Forest Research Institute (University of Sopron) |
| Participants |
Csősz, Sándor
Eötvös, Csaba Béla
Fürjes-Mikó, Ágnes
Gáspár, Csaba
Hirka, Anikó
Melika, George
Paulin, Márton József
Szőcs, Levente
Tenorio-Baigorria, Imola
|
| Starting date |
2018-09-01 |
| Closing date |
2023-08-31 |
| Funding (in million HUF) |
47.040 |
| FTE (full time equivalent) |
12.31 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A kutatás középhegységi (Pilis-Visegrádi és Mátra hegység) kocsánytalan (Q. petraea) és síkvidéki kocsányos tölgyesekben (Q. uercus robur) kívánja számszerűsíteni a rovarevő énekes madarak és az erdei hangyák lombfogyasztó rovarokra gyakorolt predációs hatását. Ezen tényezőket az erdők egészségének fontos mutatóiként értékeljük.
- Ennek keretében mintaparcellákat hozunk létre, ahol mesterséges madárodúk kihelyezésével növeljük meg a fészkelő rovarevő énekesmadarak denzitását. Ezeken, valamint kontroll parcellákon (ahol a fészkelő madarak denzitása alacsony) több féle módszerrel mérjük a madarak denzitását (lakott odúk száma, pontszámlálás, stb.). A mesterségesen feldúsított és kontroll parcellákon több módszerrel (lombvesztés mérése, műhernyós vizsgálatok, ragadós csapdaöv, feromon csapda, ürülékcsapda) vizsgáljuk a herbivor rovarok denzitását, aktivitását és hatásait.
- Hosszú távú (>25 év) madár-denzitás és herbivor-hatás idősorok felhasználásával, növedékcsapokon végzett évgyűrű elemzéssel vizsgáljuk a rovarevő énekesmadarak hatását a fák növekedésére (ELTE Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék kísérleti bázisa a Pilis-hegységben).
- A hangyák denzitását/aktivitását a hangyabolyok és a környezeti változók térképezésével, műhernyós vizsgálatokkal, video-monitoringgal, kizárásos kísérletekkel vizsgáljuk.
- A mintaparcellákon évenként két alkalommal (május és szeptember) elvégezzük az állandósított mintafák részletes egészségi állapot minősítését.
- A várható eredmények alapján ajánlásokat fogalmazhatunk meg az erdőgazdálkodás számára, az erdővédelmi szempontból jelentős ökoszisztéma szolgáltatások/funkciók helyreállítása, illetve erősítése érdekében.
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.
A tervezett kutatások keretében arra keresünk választ, hogy a lombfogyasztó erdei rovarok szempontjából két jelentős ragadozó csoport (rovarevő énekes madarak és erdei hangyák) milyen mértékben képesek csökkenteni az elegyes tölgyesekben a herbivor hatást, illetve az ebből következő másodlagos negatív hatásokat. Megválaszolandó kérdés továbbá, hogy az erdőgazdálkodás/erdőművelés módja hogyan befolyásolhatja a két ragadozó csoport denzitását/aktivitását, ezáltal pedig az általuk nyújtott ökoszisztéma szolgáltatások hatékonyságát. A kutatások kiinduló hipotézisei a következők:
- A rovarevő énekesmadarak hatékonyabb, erdőegészségi szempontból jótékony ökoszisztéma szolgáltatásait nagyban limitálja a fészkelésre alkalmas természetes faodvak hiánya, illetve alacsony denzitása. Az alkalmas odvak nagyobb száma, illetve denzitása nagyobb predációs nyomást jelenthet a lombfogyasztó rovarokra nézve, ami a lombvesztés mértékét csökkentheti.
- A legtöbb erdei ökoszisztémában jelentős generalista szerepet játszó, elsősorban zoofág hangyák nagyobb denzitása/aktivitása jelentős mértékben csökkentheti a herbivor nyomást.
- Mindkét csoport nagyobb denzitása/aktivitása hosszabb távon pozitív hatással van az erdők ellenálló/visszaszerző képességére (rezisztencia/resziliencia), egészségi állapotára.
- Az erdők szerkezete jelentős hatással van mindkét csoportra, így az erdőgazdálkodás/erdőművelés mikéntje jelentős mértékben javíthatja mindkét csoport életfeltételeit, ezáltal az általuk biztosított ökoszisztéma szolgáltatások hatékonyságát.
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!
Hazai és nemzetközi előrejelzések szerint a kedvezőtlen környezeti változások (pl. klímaváltozás) és a korábbi erdőgazdálkodási gyakorlat (monokultúrák, stb.) szinergista hatása révén a jövőben hosszú távon is egyre gyakoribb és jelentős hatású abiotikus (viharkárok, hó- és jégkárok, stb.) és biotikus (rovargradációk, járványok, inváziós fajok, stb.) erdőkárokkal kell számolnunk erdeinkben. Ezek a károk egyre kevésbé lesznek kezelhetőek a jelenleg domináns „kármegszüntető” szemlélettel. A megnövekedett kárnyomást csak jobb ellenálló- és visszaszerző-képességű erdők lesznek képesek elviselni. Az erdők egészségi állapotával kapcsolatban elkerülhetetlenné válik a paradigmaváltás. A „reaktív” megközelítésű” szemlélet helyett a „proaktív”, megelőző szemléletnek kell teret nyerni. Ennek legjelentősebb összetevői azok a természetes folyamatok, ökoszisztéma szolgáltatások, amik csökkentik az abiotikus és biotikus erdőkárok bekövetkeztének (gyakoriságának és erélyének) kockázatát. Közülük két kiemelt jelentőségű csoporttal, a rovarevő énekesmadarakkal és az erdei hangyákkal kíván foglalkozni a projekt.
A tervezett kutatási projekt eredetisége és erőssége abban áll, hogy a kiválasztott két ragadozó csoport hatásait számos újszerű módszerrel vizsgálja, illetve próbálja számszerűsíteni. Ezen túlmenően ezt a hatást nem csak önmagában értelmezi, hanem köti a faegyedek, illetve állományok egészségi állapotához. Mindezek alapján ajánlásokat próbál megfogalmazni a gyakorlati erdőgazdálkodás számára az erdők egészségi állapotának hosszú távú javítása érdekében.
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 előrejelzések szerint erdeinkre a jövőben a mainál nagyobb kárnyomás fog nehezedni. Ez gyakoribb, nagyobb kiterjedésű és hatású rovarkárokat is jelent. Ennek okai többek között a kedvezőtlen környezeti változásokban (klímaváltozás) és az erdőgazdálkodás módjában (monokultúrák, természetes folyamatok háttérbe szorítása, stb.) keresendők. Egyre nyilvánvalóbb az is, hogy ezeket a károkat „reaktív” (megszüntető) módon (pl. vegyszeres védekezés) nem lehet hatékonyan és környezetkímélő módon kezelni a magas költségigény, de még inkább az elfogadhatatlan káros környezeti mellékhatások miatt sem. Ezért egyre nagyobb teret kell kapnia a „proaktív” (megelőző) erdővédelmi szemléletnek. Ennek egyik meghatározó útja az erdők egészségi állapota szempontjából jelentős ökoszisztéma szolgáltatások/funkciók helyreállítása és erősítése. Ilyen, ökoszisztéma szolgáltatást nyújtanak a rovarevő énekesmadarak és az erdei hangyák. A projekt fő kérdései:
- Kedvező élőhelyi viszonyok mellett milyen mértékben képesek a rovarevő énekesmadarak és az erdei hangyák csökkenteni tölgyeseinkben a lombfogyasztó rovarok negatív hatásait?
- Kimutatható-ennek hatása a tölgyesek egészségi állapotára és növekedésére?
- Az erdőgazdálkodás hogyan és milyen mértékben erősítheti a rovarevő énekes madarak és az erdei hangyák jótékony hatású ökoszisztéma szolgáltatásait?
A várható eredmények alapján több olyan ajánlás tehető az erdőgazdálkodás számára, ami hosszabb távon erdeink ellenálló- és visszaszerző képességének javulását, ezáltal pedig az ökológiai és ökonómiai szempontból egyaránt hosszútávon fenntartható erdőgazdálkodást szolgálja. Egyidejűleg megfelelve alapvető természetvédelmi szempontoknak is.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
In frame of this research project we intend to quantify the predation of insectivorous birds and forest ants (mainly Formica spp.) on defoliating insect (mainly lepidopteran caterpillars) in sessile oak (Q. petraea) in the Pilis-, and Mátra-mountains and in pedunculate oak (Q. robur) stands at Püspökladány. We consider these variables as important features of the oak forests’ health.
- We establish experimental plots with and without artificially increased density of insectivorous birds (artificial nesting boxes). The bird densities will be measured using different methods (counting inhabited nest boxes, point counting, etc.) on both high and low bird density plots. Density and activity and impacts of herbivore insets will be measured on the same plots using different methods (defoliation level, dummy caterpillars, sticky trap belt, pheromone traps, frass traps, sentinel seedlings).
- The impacts of artificially increased bird populations on tree growth will be studied using long (>25 years) time-series of bird density, herbivore impact and tree ring data from increment cores ((Pilis Mts, experimental plot of Department of Animal Taxonomy and Ecology, ELTE University of Budapest).
- Ant colonies will be mapped with the environmental variables in the vicinity of the colonies. Ant activity/impact will be studied with video surveillance/dummy caterpillars, and ant exclusion.
- The health status of sample trees on the experimental plots will be scored in details twice a year (May and September) following international standards.
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.
In the project we try to find out in what extent the insectivorous birds and forest ants are able to reduce the density of herbivore insects and their secondary negative effects in mixed oak stands. The other main question to be answered is that how forest management/sylviculture can influence the density/activity of these two groups and so the efficiency of ecosystem services provided by them. Our hypotheses are as follows:
- We hypothesize that the efficient ecosystem services provided by the insectivorous birds are limited mainly by the lack or low density of potentially suitable nesting hollows and cavities. Therefore a higher density of tree hollows/cavities potentially suitable as nesting places for insectivorous birds will result in a higher predation pressure on defoliators leading to a decreased defoliation level.
- Ants are very important generalist predators in many forest ecosystems. Higher density/activity of ants may significantly reduce the herbivore pressure.
- Higher density/activity of both groups has long term benevolent effects on the resistance/resilience, health status of the forests.
- The forest structure may have important influence on both insectivorous bird and ant density/activity. So the appropriate forest management/sylviculture can improve the forest habitats in their favour that will increase the efficiency of the ecosystem services provided by them.
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.
Both domestic and international studies predict that the forests in long term have to face an increased damage (both abiotic and biotic) pressure in the future mainly due to the synergistic effect of undesired environmental changes (i.e. climate change) and the aftermaths of the former forest management practices (monocultures, etc.). Only the forests with higher resistance/resilience will be able to cope with this unfavourable conditions. New paradigms concerning forest protection are becoming unavoidable. The reactive approach of forest protection should be replaced be the proactive (preventive) approach. The major elements of the proactive forest protection are the natural processes and ecosystem services which are able to reduce the risk (both frequency and severity) of the abiotic and biotic damage. This project’s aim is to study two exceptionally important groups of predatory animals providing considerable ecosystem services.
The strength and uniqueness of the planned research project is that it uses several new methods to quantify the impact of the two predatory groups. On top of the quantification, the impacts will be evaluated from point of health of trees and forest stands. Based on the predicted new knowledge recommendations will be formed for the forestry practice in order to improve the long term forest health.
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.
According to many studies damage pressure will increase in our forests in the future. Among many other aspects it means more frequent and more severe insect outbreaks, due to the undesirable environmental changes (i.e. climate change) and the former management (monocultures, etc.). It is also evident, that the more frequent and more severe insect outbreaks cannot be treated by “reactive” treatments (i.e. spraying chemicals) due to the high cost and even more importantly due to the unacceptable negative environmental effects. The “proactive” (preventive) forest protection approach therefore should become more widespread in forestry, particularly in close-to nature forestry. A major aspect of this desired change is the restoring and strengthening the forest health related ecosystem services/functions. Insectivorous birds and forest ants are among the most important predatory groups providing these benevolent services. The main questions of this research project are as follows:
- What extent the insectivorous birds and forest ants can decrease the negative effects of the defoliating insects in the oak forests if the forest structure is optimal (or close to optimal) for them?
- Can this impact be quantified on the health status of forest trees and stand?
- How and what extent the forest management can help the benevolent ecosystem services provided by the insectivorous birds and forest ants?
The expected results of the project may underlie useful recommendations for the forest management strengthening resistance/resilience of our forest and therefore serving the long term sustainable forestry and satisfying basic nature protection expectations in the same time.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Gáspár, Cs., Gimesi, L., Eötvös, Cs.B., Hirka, A. and Csóka, Gy.: Long-term trends in spring caterpillar biomass available to birds in Hungarian oak forests, European Congress of Lepidopterology, University of Molise (Campobasso, Italy) 3-7 June 2019, 2019 | | Eötvös, Cs., Fürjes-Mikó, Á. Gáspár, Cs., Tenorio-Baigorria, I., Paulin, M., Csősz, S., Hirka, A., Csóka Gy.: Preliminary results on forest health related ecosystem services provided by red wood ants and insectivorous birds in Hungary, 15th European Ecological Federation Congress. Lisbon, Portugal, 29 July-2 August 2019, 2019 | | Eötvös, CB, Lövei, GL, Magura, T: Ground beetles (Coleoptera: Carabidae) react differently to urbanisation than other predator groups in a riparian forest in south Hungary, XIX. European Carabidologist Meeting, Fiera di Primiero, Olaszország, 2019. 09. 16-20., 2019 | | Fürjes-Mikó, Á., Eötvös, CB, Gáspár, C, Tenorio-Baigorria, I, Paulin, M, Csősz, S, Hirka, A., Csóka, G.: Quantifying the predatory effects of red wood ants (Formica rufa group) on herbivorous insects in oak forests in Hungary, Central European Workshop of Myrmecology, Regensburg, Germany. 2019. 09. 27-29, 2019 | | Csóka Gy. et al.: Spread and potential host range of the invasive oak lace bug [Corythucha arcuata (Say, 1832) – Heteroptera: Tingidae] in Eurasia, Agricultural and Forest Entomology, 22(1): 61–74, 2019 | | Fürjes-Mikó Á., Csősz S. és Csóka Gy.: Az erdei vöröshangyák (Formica rufa csoport) erdővédelmi szerepe Európában – szakirodalmi áttekintés, Erdészettudományi Közlemények, 9(1): 35-50, 2019 | | Eötvös, CB, Lövei, GL. & Magura, T.: Predation Pressure on Sentinel Insect Prey Along a Riverside Urbanization Gradient in Hungary, Insects, 11(2), 97, 2020 | | Eötvös Cs., Fürjes-Mikó Á., Gáspár Cs., Tenorio-Baigorria I., Paulin M., Csősz S. Hirka A., Csóka Gy.: Az erdei vöröshangyák (Formica rufa csoport) erdővédelmi jelentőségű ökoszisztéma szolgáltatásai magyarországi tölgyesekben, 6. Kárpát-medencei Mürmekológiai Szimpózium (MÜSZI),Mátrafüred, 2020. július 16-17, 2020 | | Fürjes-Mikó Á.; Csősz S. and Csóka Gy.: Ants inhabiting oak Cynipid galls in Hungary, North-Western Journal of Zoology 2020, vol.16 (1): 95-98, 2020 | | Paulin M., Hirka A., Eötvös Cs. B., Gáspár Cs., Fürjes-Mikó Á., Csóka Gy.: Known and predicted impacts of the invasive oak lace bug (Corythucha arcuata) in European oak ecosystems – a review, Folia Oecologica, 47 (2): 131–139., 2020 | | Eötvös, C.B.; Hirka, A.; Gimesi, L.; Lövei, G.L.; Gáspár, C.; Csóka, G.: No Long-Term Decrease in Caterpillar Availability for Invertivorous Birds in Deciduous Forests in Hungary, Forests 2021, 12, 2021 | | Paulin, M.; Hirka, A.; Csepelényi, M.; Fürjes-Mikó, Á.;Tenorio-Baigorria, I.; Eötvös1, Cs.; Gáspár, Cs. and Csóka, Gy.: Overwintering mortality of the oak lace bug (Corythucha arcuata) in Hungary – a field survey, Central European Forestry Journal, 67(2): 108–112, 2021 | | Valdés-Correcher, E., Moreira, X., Augusto, L.,…Csóka, Gy.…et al.: Search for top-down and bottom-up drivers of latitudinal trends in insect herbivory in oak trees in Europe, Global Ecology and Biogeography, 30(3): 651–665., 2021 | | Franić I., Prospero S., Adamson K., Allan E., Attorre F., Auger-Rozenberg M. A., Augustin S., Avtzis D., Baert W., Barta M., Bauters K., Bellahirech A., Boroń P., Bragança H., Brestovanská T., Brurberg M. B., Burgess T., Burokienė D., Cleary M., Corley J., Coyle D. R., Csóka Gy., Černý K., Davydenko K., de Groot M., Diez J. J., Tuğba Doğmuş Lehtijärvi H., Drenkhan R., Edwards J., Elsafy M., Eötvös Cs.B., Falko R., Fan J., Feddern N., Fürjes-Mikó Á., Gossner M. M., Grad B., Hartmann M., Havrdova L., Kádasi Horáková M., Hrabětová M., Justesen M. J., Kacprzyk M., Kenis M., Kirichenko N., Kovač M., Kramarets V., Lacković N., Lantschner M. V., Lazarević J., Leskiv M., Li H., Madsen C. L., Malumphy C., Matošević D., Matsiakh I., May T. W., Meffert J., Migliorini D., Nikolov C., O’Hanlon R., Oskay F., Paap T., Parpan T., Piškur B., Ravn H. P., Richard J., Ronse A., Roques A., Ruffner B., Sivickis K., Soliani C., Talgø V., Tomoshevich M., Uimari A., Ulyshen M., Vettraino A. M., Villari C., Wang Y., Witzell J., Zlatković M. & Eschen R.: Worldwide diversity of endophytic fungi and insects associated with dormant tree twigs, Scientific Data 9.1 (2022): 1–9., 2022 | | Eötvös Csaba Béla, Fürjes-Mikó Ágnes, Gáspár Csaba, Paulin Márton, Kárpáti Marcell, Csősz Sándor, Hirka Anikó, Csóka György: Rovarevő madarak és erdei vöröshangyák szabályozó szerepének vizsgálata hazai tölgyesekben, n: Czimber, Kornél (szerk.) Erdészeti Tudományos Konferencia, Sopron, 2022. február 10., Kivonatok Kötete Sopron, Magyarország : Soproni Egyetem Erdőmérnöki Kar (2022) 60, 2022 | | Frank, Tamás ; Ódor, Péter ; Dobrosi, Dénes ; Kovács, Tibor ; Ónodi, Gábor ; Winkler, Dániel ; Csóka, György Habitat-fák és holtfa az erdőben: Habitat-fák és holtfa az erdőben, udapest, Magyarország : Országos Erdészeti Egyesület (2022) , 40 p. ISBN: 9789638251886, 2022 | | Eötvös, Csaba Béla ; Tóth, Máté ; Paulin, Márton ; Fürjes-Mikó, Ágnes ; Gáspár, Csaba ; Kárpáti, Marcell ; Hirka, Anikó ; Csóka, György: A tölgy-csipkéspoloska (Corythucha arcuata) tölgy (Quercus spp.) elegyarány preferenciája a terjedésének frontvonalán, In: Nagy, Antal; Szanyi, Szabolcs (szerk.) II. Debreceni Alkalmazott Rovartani Konferencia, Absztrakt kötet Debrecen, Magyarország (2022) 32 p. pp. 11-13. , 3 p., 2022 | | Franic, I. et al.: Climate, host and geography shape insect and fungal communities of trees, Scientifc Reports | (2023) 13:11570 |, 2023 | | Eötvös Cs. B., Hirka A., Gimesi L., Lövei G., Gáspár Cs. és Csóka Gy.: A tavaszi hernyóbiomassza becslése lomberdőkben hosszú távú fénycsapda adatsorok alapján – Mit fognak enni az énekesmadár-fiókák?, Erdészettudományi Közlemények, 13(1): 1-16., 2023 | | Eötvös, C.B.; Fürjes-Mikó, Á.; Paulin, M.; Gáspár, C.; Kárpáti, M.; Hirka, A.; Csóka, G.: Enhanced Natural Regeneration Potential of Sessile Oak in Northern Hungary: Role of Artificially Increased Density of Insectivorous Birds, Forests, 14, 1548, 2023 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
