A klímaváltozás vízmérlegre gyakorolt hatásának előrejelzése egy gyepborítású tesztparcellán
DOI:
https://doi.org/10.56617/tl.4871Schlagwörter:
vízmérleg, talajnedvesség, evapotranszspiráció, hasznosítható víz, liziméter, regionális klímamodellAbstract
A napjainkban is zajló klímaváltozás Európában statisztikailag is jelentős felmelegedéssel jellemezhető minden évszakban. Az emelkedő hőmérséklet a hidrológiai cikluson keresztül a csapadékintenzitásra is hatással van, így a csapadék eloszlásának és mennyiségének feltételezett változásai és a folyamatosan növekvő hőmérséklet miatt a növények vízfelhasználásának aránya megnövekedhet, vagyis a növényzet klímaváltozáshoz való alkalmazkodóképessége kulcskérdés. Jelen cikkben a klímaváltozás hidrológiai hatásait vizsgáltuk egy specifikus ausztriai mezőgazdasági terület tipikus környezeti feltételei mellett. Ehhez (1) egy havi időlépcsős, egyszerű Thornthwaite-típusú vízmérlegmodellt fejlesztettünk ki és (2) a modell segítségével a vízmérleg összetevőinek a 21. századra való előrejelzését végeztük el (a) normál gyökérmélység (jelenlegi állapot), és (b) egy (hipotetikusan) megnövelt gyökérmélység esetére, ami a növényzet felmelegedéshez való adaptációs potenciálját reprezentálja. A fő célok elérésének érdekében a modellt, helyi referenciaadatokkal kalibráltuk és validáltuk. Az alkalmazott modell kulcsparamétere a talaj víztározó kapacitása (SOILMAX), amit a gyökérmélység felhasználásával fejeztünk ki. Ez utóbbit a rendelkezésre álló evapotranszspirációs és talajfizikai tulajdonságok segítségével kalibráltuk. A kalibrált modellt, négy korrigált regionális klímamodell adatainak felhasználásával, előrejelzésre alkalmaztuk. A normál gyökérmélységgel történt modellfuttatás a 21. század végére az evapotranszspirációra és talajnedvességre emelkedő, ugyanakkor a talajnedvesség-minimumokra csökkenő éves átlagokat eredményezett. A havi értékek azonban rámutattak, hogy a 21. század végére a talajnedvességben csökkenés prognosztizálható a vegetációs időszakban. A kiválasztott mezőgazdasági terület növényzete a modellfuttatások szerint sikeresen alkalmazkodhat a növekvő szárazságstresszhez, gyökérzetének lehetséges maximumához való növelésével
Literaturhinweise
Baumer, O.W. 1992: Predicting unsaturated hydraulic parameters. In: van Genuchten, M.Th., Leij, F.J. (Eds.): Proceedings of the international workshop on Indirect methods for estimating the hydraulic properties of unsaturated soils. Riverside, California, October 11–13, 1989, pp. 341–354.
Calanca, P.L., Roesch, A., Jasper, K., Wild, M. 2006: Global warming and the summertime evapotranspi-ration regime of the Alpine region. Climatic Change 79: 65–78. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5714-4_4
Canadell, J., Jackson, R.B., Ehleringer, J.B., Mooney, H.A., Sala, O.E., Schulze, E.D. 1996: Maximum roo-ting depth of vegetation types at the global scale. Oecologia 108(4): 583–595. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00329030
Dingman, L.S. 2002: Physical Hydrology. Prentice-Hall, New Jersey, USA, p. 646
Dobor, L., Barcza, Z., Hlásny, T., Havasi, Á. 2013: Creation of the FORESEE database to support climate change related impact studies. Proceedings of the International Scientific Conference for PhD Stu-dents. Győr, Hungary. p. 6.
Eitzinger, J., Štastná, M., Žalud, Z., Dubrovsky, M. 2003: A simulation study of the effect of soil water balance and water stress on winter wheat production under different climate change scenarios. Agri-cultural Water Management 61: 195–217. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-3774(03)00024-6
Eitzinger, J., Thaler, S., Schmid, E., Strauss, F., Ferrise, R., Moriondo, M., Bindi, M., Palosuo, T., Rötter, R., Kersebaum, K.C., Olesen, J.E., Patil, R.H., Şaylan, L., Çaldaģ Çaylak, O. 2013: Sensitivities of crop mo-dels to extreme weather conditions during flowering period demonstrated for maize and winter wheat in Austria. The Journal of Agricultural Science 151(6): 813–835. DOI: https://doi.org/10.1017/S0021859612000779
Götz, B., Hadatsch, S., Kratochvil, R., Vabitsch, A., Freyer, B. 2000: Biologische Landwirtschaft im Marchfeld. Potenziale zur Entlastung des Natur- und Landschaftshaushaltes. Umweltbundesamt GmbH, Vienna. p. 198.
Gray, S.B., Bradya, S.M. 2016: Plant developmental responses to climate change. Developmental Biology 419: 64–77. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2016.07.023
Hamon, W.R. 1964: Computation of direct runoff amounts from storm rainfall. Intl. Assoc. Scientific Hydrol. Publ. 63: 52–62.
Herceg, A., Kalicz, P., Kisfaludi, B., Gribovszki, Z. 2016: A monthlystep water balance model to evaluate the hydrological effects of climate change on a regional scale for irrigation design. Slovak Journal of Civil Engineering 24(4): 27–35. DOI: https://doi.org/10.1515/sjce- 2016-0019.
Heinrich, G., Gobiet, A. 2012: The future of dry and wet spells in Europe: A comprehensive study based on the ENSEMBLES regional climate models. International Journal of Climatology 32: 1951–1970. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.2421
IPCC, 2007: Climate change 2007. Impacts, adaptation and vulnerability. In: Parry, M.L., Canziani, O.F., Palutikof, J.P., van der Linden, P.J., Hanson, C.E., (Eds.): Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, p. 976
IPCC, 2022: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.Jacob, D. (2001): A note to the simulation of the annual and inter-annual variability of the water budget over the Baltic Sea drainage basin. Meteorol. Atmos. Phys., 77: 61–73.
Jungvist, G., Oni, S.K., Teutschbein, C., Futter, M.N. 2014: Effect of climate change on soil temperature in Swedish boreal forests. PLoS One, 9(4): e93957. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0093957
Keables, M.J., Mehta, S. 2010: A soil water climatology for Kansas. Great Plains Research, 20(2): 229–248. DOI: http://www.jstor.org/stable/23780298
van der Linden, P., Mitchell, J.F.B. (Eds.) 2009: ENSEMBLES: Climate Change and its Impacts: Summary of research and results from the ENSEMBLES project. Met Office Hadley Centre, FitzRoy Road, Exeter EX1 3PB, UK. p. 160.
Lutz, J.A., Wagtendonk, J.W., Franklin, J.F. 2010: Climatic water deficit, tree species ranges, and climate change in Yosemite National Park. Journal of Biogeography, 37: 936–950. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2009.02268.x
Mohammed, R.K., Mamoru, I. Motoyoshi, I. 2012: Modeling of seasonal water balance for crop pro-duction in Bangladesh with implications for future projection. Ital. J. Agron., 7(2): 146–153. DOI: https://doi.org/10.4081/ija.2012.e21
Muggeo, V.M.R. 2008: Segmented: An R package to fit regression models with broken-line relationships. R News, The Newsletter of the R Project, 8(1): 20–25.
Nachtnebel, H.P., Dokulil, M., Kuhn, M., Loiskandl, W., Sailer, R., Schöner, W. 2014: Influence of climate change on the hydrosphere. In: Austrian Panel on Climate Change (APCC) Austrian Assessment Report Climate Change 2014 (AAR14). Austrian Academy of Sciences Press, Vienna, pp. 411–466.
Neuwirth, F., Mottl, W. 1983: Errichtung einer Lysimeteranlage an der agrar-meteorologischen Station in Groß-Enzersdorf. Wetter und Leben, 35: 48–53.
Nolz, R., Kammerer, G., Cepuder, P. 2013a: Interpretation of lysimeter weighing data affected by wind. J. Plant Nutr. Soil Sci., 176: 200–208. DOI: https://doi.org/10.1002/jpln.201200342
Nolz, R., Kammerer, G., Cepuder, P. 2013b: Improving interpretation of lysimeter weighing data. Die Bodenkultur: Journal for Land Management, Food and Environment 64: 27–35.
Nolz, R., Cepuder, P., Kammerer, G. 2014: Determining soil waterbalance components using an irrigated grass lysimeter in NE Austria. J. Plant Nutr. Soil Sci., 177: 237–244. DOI: https://doi.org/10.1002/jpln.201300335
Nolz, R., Cepuder, P., Eitzinger, J. 2016: Comparison of lysimeter based and calculated ASCE reference evapotranspiration in a subhumid climate. Theor. Appl. Climatol., 124(1): 315–324. DOI: https://doi.org/10.1007/s00704-015-1417-y
Rao, L.Y., Sun, G., Ford, C.R., Vose, J.M. 2011: Modeling potential evapotranspiration of two forested watershed in the southern appalachians. Trans. ASABE, 54(6): 2067–2078. DOI: https://doi.org/10.13031/2013.40666
R Core Team, 2012: R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Sta-tistical Computing, Vienna, Austria. http://www.R-project.org/.
Remrová, M., Císlerová, M. 2010: Analysis of climate change effects on evapotranspiration in the wa-tershed Uhlířská in the Jizera mountains. Soil & Water Research, 5(1): 28–38. DOI: https://doi.org/10.17221/5/2009-SWR
Strauss, F., Schmid, E., Moltchanova, E., Formayer, H., Wang, X. 2012: Modeling climate change and biophysical impacts of crop production in the Austrian Marchfeld Region. Climate Change, 111: 641. DOI: https://doi.org/10.1007/s10584-011-0171-0
Sun, G.K., Alstad, J., Chen, S., Chen, C.R., Ford, G., Lin, C., Liu, N., Lu, S.G, McNulty, H., Miao, A., Noor-mets, J.M., Vose, B., Wilske, M., Zeppel, Y., Zhang, Z. 2010: A general projective model for estimating monthly ecosystem evapotranspiration. Ecohydrol., 4(2): 245–255. DOI: https://doi.org/10.1002/eco.194
Thaler, S., Eitzinger, J., Trnka, M., Dubrovsky, M. 2012: Impacts of climate change and alternative adap-tation options on winter wheat yield and water productivity in a dry climate in Central Europe. The Journal of Agricultural Science, 150(5): 537–555. DOI: https://doi.org/10.1017/S0021859612000093.
Thornthwaite, C.W., Mather, J.R., 1955: The Water Balance. Drexel Institute of Technology, Climatologi-cal Laboratory Publication 8. Philadelphia, USA. p. 104.
Zamfir, R.H.C. 2014: The impact of climate changes on water balance from western Romania using computer tools. In: Niola, V. (Ed.): Recent Advances in Energy, Environment, Biology and Ecology. World Scientific and Engineering Academy and Society. ISBN: 978-960- 474-358-2.
Zheng, D., Hunt, E.R., Running, S.W. 1993: A daily soil temperature model based on air temperature and precipitation for continental applications. Clim. Res., 2: 183–191. DOI: https://doi.org/10.3354/cr002183.
Downloads
Veröffentlicht
Ausgabe
Rubrik
Lizenz
Copyright (c) 2025 Herceg András, Kalicz Péter, Gribovszki Zoltán
Dieses Werk steht unter der Lizenz Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International.
A folyóirat Open Access (Gold). Cikkeire a Creative Commons 4.0 standard licenc alábbi típusa vonatkozik: CC-BY-NC-ND-4.0. Ennek értelmében a mű szabadon másolható, terjeszthető, bemutatható és előadható, azonban nem használható fel kereskedelmi célokra (NC), továbbá nem módosítható és nem készíthető belőle átdolgozás, származékos mű (ND). A licenc alapján a szerző vagy a jogosult által meghatározott módon fel kell tüntetni a szerző nevét és a szerzői mű címét (BY).
