Kutatásunk célja annak megértése, hogy a jövőbeni szélsőséges aszályok és a csapadékmennyiség tartós megváltozása hogyan hatnak a nyílt homoki gyepek szerkezetére és működésére. Ez a gyepi ökoszisztéma számos bennszülött és védett fajnak biztosít élőhelyet, és érzékenyen reagál a csapadékmennyiség megváltozására. A kutatási területen egy műszerezett klímaváltozás kísérletet alakítottunk ki. Vizsgáljuk az egyszeri szélsőséges aszály (2014) és a csapadék évente ismétlődő (2015-) manipulációjának (nyári aszály és öntözés) különálló és interaktív hatásait. Tanulmányozzuk a) a növényzet diverzitását, b) a nettó növényi produkciót, c) a növényfajok finomléptékű szerveződését, d) a lebontási folyamatokat, e) a talajban élő ízeltlábúak diverzitását, f) a fonalférgek diverzitását, g) a gombák diverzitását, h) a növényi gyökerek biomasszáját és aktivitását, i) az ökoszisztéma által tárolt szervesszén mennyiségét és a talajlégzést.
Éghajlat, talaj és növényzeti jellemzők
- mérsékelt kontinentális éghajlat szubmediterrán hatásokkal
- az évi középhőmérséklet 11,8 °C, az évi átlagos csapadékmennyiség 601,2 mm (2013-2023).
- a csapadékmaximum általában júniusban van (kb. 70 mm), amelyet gyakran nyár közepén aszály követ.
- a vizsgált terület talaja tápanyagszegény, durva szerkezetű homoktalaj, alacsony szervesanyag-tartalommal (calcaric arenosol).
- a nyílt homoki gyepek egyedi flórája az edafikus viszonyokhoz alkalmazkodott (vízlimitáció), érzékeny a csapadék változására, az évelő gyepeket a Festuca vaginata vagy a Stipa borysthenica uralja, a zavart parcellákon az egyéves növények (Secale sylvestre, Bromus spp.) gyakoriak.
A kísérleti eszközök
- kb. 1 hektáros bekerített terület (46°52'É, 19°25'K; 108 m tengerszint feletti magasság).
- vaskeretek a vizsgálati parcellák körül
- fából készült járdák a taposási hatás minimalizálása érdekében
- automatikus meteorológiai szenzorok
- központi épület az adatgyűjtők, riasztórendszerek, online kamerák számára
- a villamosenergia-ellátás a tanyaházból induló földkábeleken keresztül történik.
- átlátszó polietilén tetők a csapadék kizárására, csövek a kizárt víz elvezetésére.
- esővízgyűjtő és -tároló rendszer, öntözőrendszer a parcellákon
Kísérleti terv, alkalmazott kezelések
- szélsőséges szárazság kezelés két szinten: szélsőséges szárazság (X) és kontroll (C).
- évente ismétlődő csapadékkezelés négy szinten: erős aszály (S), mérsékelt aszály (M), kontroll (C) és öntözés (W).
- a kezelések nyolc kombinációja, teljes faktoriális elrendezésben.
- hat ismétlés: blokkok, két 6x6 méteres parcella, blokkonként 8 mintaterület, összesen 48 vizsgálati mintaterület.
- 3 × 3 méteres mintaterületek, ezen belül 2 × 2 méteres mintavételi kvadrátok és fél méter széles pufferzóna, minden kezelést a mintaterületek teljes területén alkalmaztunk.
- 2013 a kezelést megelőző év, építés és mintavételezés
- 2014-ben kezdődött, az szélsőséges szárazságot április közepétől szeptember közepéig tartó időszakban végeztük, a parcellákat (X) tartósan átlátszó polietilén tetővel fedtük le. Ebben az időszakban minden csapadékeseményt kizártunk (523,5 mm), ami az adott év teljes mennyiségének (817,3 mm) jelentős része volt.
- 2015 óta ismétlődő csapadékkezeléseket alkalmazunk. Erős aszály esetén a parcellákat (CS és XS) két hónapig, június végétől augusztus végéig lefedjük. Ismétlődő mérsékelt szárazság esetén a parcellákat (CM, XM) július végétől augusztus végéig körülbelül egy hónapig takarjuk. A CW és XW parcellákon évente négyszer, májusban, júniusban, júliusban és augusztusban végezzük az öntözést. 100 mm vizet adunk hozzá, havonta 25 mm-t, szimulálva a beérkező csapadék tulajdonságait egy tipikus zivatar során. Az összegyűjtött esővizet 14 öntözőfejjel mintegy 70 cm magasságból permetezzük.
Meteorológiai adatok
- az Országos Meteorológiai Szolgálat közeli (100 m-en belüli) szabványos meteorológiai állomásának meteorológiai adatai
- mikrometeorológiai mérések:
- léghőmérséklet és páratartalom 20 cm magasságban
- csapadék
- talajhőmérséklet 20 cm mélységben
- talajnedvesség két különböző mélységben: 0-30 cm és 70-100 cm
