Projekta nosaukums: Klimata izmaiņu ietekme uz pazemes un augsnes ūdens režīmu
Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/3/19/524
Projekta īstenošanas termiņš: 2020.gada 1.jūnijs līdz 2023.gada 31.maijs
Projekta kopējais finansējums: 133,805 EUR, no kura 5% jeb 6,690 EUR Latvijas Universitātes finansējums.

Projekta mērķis: raksturot klimata mainības ietekmi mežos uz slapjām minerālaugsnēm, īpaši, analizējot ekstremālo laikapstākļu paliekošo ietekmi uz meža augšanas apstākļiem. Paplašināt kopējo izpratni par mijiedarbību starp klimatu un augsnes aerāciju mežos, ko ietekmē pazemes ūdeņu pieplūde.

Projekta rezultāti:

Pētījumā tiks realizēta augsnes ūdens un aerācijas režīma lauka novērojumu kampaņa, kā arī veikti kontrolēti eksperimenti laboratorijas apstākļos, lai raksturotu meteoroloģisko apstākļu un ekosistēmas dinamikas ietekmi uz augsnes ūdens režīmu. Novērojumi tiks papildināti ar dendrohronoloģisko un ilgtermiņa pazemes ūdens līmeņa novērojumu datu analīzi.

Iegūtie eksperimentālie rezultāti būs pamats augsnes ūdens režīma, meteoroloģisko faktoru un meža ekosistēmas mijiedarbības matemātiskajai modelēšanai.

Pētījuma rezultāti ļaus novērtēt vai pastāv nelineāra atgriezeniskā saite starp augsnes ūdens režīmu un meža ekosistēmas dinamiku? Vai ekosistēmas dinamika ietekmē augsnes ūdens režīmu un apgriezti. Pētījuma rezultāti sniegs jaunu ieskatu Latvijas mežu ekosistēmas dinamikā klimata mainības apstākļos, veidojot zinātnisku bāzi ilgtspējīgai meža resursu apsaimniekošanai.

Laika posmā no 01.06.2020. līdz 31.08.2020. (pirmais pārskata periods) veiktās darbības:

Pārskata periodā galvenais darba uzsvars bija precīzu lauka pētījuma īstenošanas vietu – meža nogabalu – identificēšana. Potenciālie izpētes meža nogabali tika identificēti veicot kamerālu kartogrāfisko un tālizpētes materiālu analīzi, un apsekošanu lauka apstākļos, veicot augsnes zondējumus un pārmitru apstākļu indikator sugu identificēšanu. Rezultāta ir izvēlēti trīs meža nogabali – divi Auces apkārtnē un viens Jelgavas apkārtnē, kur tiks īstenoti pētījumi.

Paralēli tika organizēta pētījuma īstenošanai nepieciešamo materiālu un aprīkojuma iegāde: augsnes ūdens satura un potenciāla sensori, augsnes gāzu analizators, kalibrācijas gāzes, kā arī materiāli augsnes un ūdens gāzu režīma izpētei lauka apstākļos.

Izveidoti un pārbaudīti prototipi augsnes gāzu sastāva un augsnes elpošanas mērījumu veikšanai lauka apstākļos: filtri augsnes gāzu paraugu ievākšanai un gāzes apmaiņas kamera.

Laika posmā no 01.09.2020. līdz 30.11.2020. (otrais pārskata periods) veiktās darbības: 

Pārskata periodā, saskaņojot ar mežu apsaimniekošanas aģentūru "Meža pētīšanas stacija", trijos meža nogabalos Auces un Ozolnieku novados tika ierīkoti novērojumu posteņi. Katrā novērojumu postenī tika ierīkoti divi ar automātiskām zondēm aprīkoti gruntsūdens līmeņa monitoringa urbumi; uzstādīti automātiski augsnes ūdens satura un ūdens potenciāla sensori, kā arī ierīkoti divi augsnes gāzes vai ūdens paraugu ievākšanas filtra un divas pastāvīgas augsnes elpošanas mērīšanas kameras. Lauka aprīkojuma uzstādīšanas gaitā ievākti arī augsnes cilmieža paraugi analīzēm laboratorijā. 

Dalība zinātnes popularizācijas pasākumā - “LU Jauno tehnoloģiju un inovāciju diena”. Vairāk informācijas: https://www.lu.lv/par-mums/lu-mediji/zinas/zina/t/61818/ 

Dalība starptautiskā sadarbības tīklā kā Latvijas pārstāvim COST akcijā CA19120 "WATer isotopeS in the critical zONe: from groundwater recharge to plant transpiration" (WATSON)  2020.gada 25. un 26. septembrī (divu dienu tiešsaistes mobilitātes aktivitāte). 

 

Laika posmā no 01.12.2020. līdz 28.02.2021. (trešais pārskata periods) veiktās darbības:

Pārskata periodā turpinās lauka pētījumi – iesāktā lauka novērojumu kampaņa trijos meža nogabalos Auces un Ozolnieku novados ierīkotajos novērojumu posteņos. Novērojumi tiek veikti ar automātiskām zondēm aprīkotajos gruntsūdens līmeņa monitoringa urbumos. Nogabalos uzstādīti automātiski augsnes ūdens satura un ūdens potenciāla sensori un augsnes elpošanas kameras, kas regulāri tiek novērotas. Ir veikti pirmie izmēģinājumi reljefa analīzei mitruma indeksu aprēķināšanai parauglaukumiem.

Veiktas zinātniskās literatūras studijas par analogu kontrolēto eksperimenta realizāciju. Uzsākta laboratorijas eksperimenta īstenošanas plānošana un eksperimentam nepieciešamo materiālu iegāde. Eksperimenta mērķis ir kontrolētos apstākļos demonstrēt, ka īslaicīgu pārmitru apstākļu veidošanās var ilgtermiņā samazināt evapotranspirāciju, novedot pie pārmitro apstākļu saglabāšanās.

Turpinās dalība starptautiskā sadarbības tīklā kā Latvijas pārstāvim COST akcijā CA19120 "WATer isotopeS in the critical zONe: from groundwater recharge to plant transpiration" (WATSON), kā arī dalība IAEA organizētajās tiešsaistes apmācībās “Virtual Regional Training Course on Isotope Hydrology” virtuālas mobilitātes ietvaros.

 

Laika posmā no 01.03.2021. līdz 31.05.2021. (ceturtais pārskata periods) veiktās darbības: 

Auces un Ozolnieku novados ierīkotajos parauglaukumos turpinās lauka pētījumi – novērojumi tiek veikti ar automātiskām zondēm aprīkotajos gruntsūdens līmeņa monitoringa urbumos. Paralēli, reizi mēnesī tiek veikti manuāli augsnes ūdenī izšķīdušā skābekļa, elektrovadītspējas, dzelzs, pH mērījumi, kā arī augsnes elpošanas mērījumi ar vaļējās kameras metodi. 

Pirmie modelēšanas rezultāti par klimata ekstrēmu ietekmi uz augsnes ūdens režīmu pārmitrajos mežos tika prezentēti ISMC (International Soil Modeling Consortian) virtuālajā konferencē, kas notika no 18. līdz 22. maijam. ISMC apvieno pasaules vadošos augsnes un ar to saistīto procesu modelētājus un kalpo par starptautisku saderības platformu. 

Sadarbībā ar LU Bioloģijas fakultātes profesoru Ģedertu Ieviņu ir pabeigta laboratorijas kontrolētā eksperimenta plānošana un eksperimentam nepieciešamo materiālu iegāde, kā arī ir uzsākta iekārtas veidošana. Eksperimenta mērķis ir kontrolētos apstākļos demonstrēt, ka īslaicīgu pārmitru apstākļu veidošanās var ilgtermiņā samazināt evapotranspirāciju. 

Turpinās dalība starptautiskā sadarbības tīklā kā Latvijas pārstāvim COST akcijā CA19120 "WATer isotopeS in the critical zONe: from groundwater recharge to plant transpiration" (WATSON), kā arī dalība IAEA organizētajās tiešsaistes apmācībās “Virtual Regional Training Course on Isotope Hydrology” virtuālas mobilitātes ietvaros. 

Pārskata periodā noslēdzās dalība tiešsaistes seminārā “Write Up Your Paper”. Semināra ietvaros tika sagatavots zinātniskās publikācijas manuskripts, ko paredzēts iesniegt publicēšanai tuvākā mēneša laikā.

Laika posmā no 01.06.2021. līdz 31.08.2021. (piektais pārskata periods) veiktās darbības:

Pārskata periodā LU Dabaszinātņu centra pētniecības siltumnīcā tika uzsākts un realizēts kontrolētais eksperiments ar mērķi testēt demonstrēt, ka īslaicīgi pārmitri apstākļi var atstāt ilgtermiņa ietekmi, kas izpaužas, piemēram, kā mazākā evapotranspirāciju, salīdzinājumā ar normālie apstākļiem.

Paralēli, ierīkotajos parauglaukumos, turpinās lauka pētījumi – novērojumi tiek veikti ar automātiskām zondēm aprīkotajos gruntsūdens līmeņa monitoringa urbumos, kā arī novērots augsnes ūdens potenciālais un saturs. Katru mēnesi vienu reizi tiek veikti manuāli gruntsūdens izšķīdušā skābekļa, elektrovadītspējas, dzelzs, sārmainības un pH mērījumi, kā arī augsnes elpošanas mērījumi ar vaļējās kameras metodi.

Turpinās dalība starptautiskā sadarbības tīklā kā Latvijas pārstāvim COST akcijā CA19120 "WATer isotopeS in the critical zONe: from groundwater recharge to plant transpiration" (WATSON).

Nozīmīgu pētījuma daļu plānots īstenot izmantojot augsnes ūdens modelēšanas programmu Hydrus-1D, tāpēc no 31.augusta līdz 1.septembrim tika pilnveidotas prasmes strādāt ar šo programmu tās izstrādātāju organizētajos tiešsaistes kursos.

Pārskata periodā publicēšanai tika kopā ar līdzautoriem izstrādātu divu zinātnisko rakstu manuskripti, kas daļēji izstrādāti pēcdoktorantūras projekta ietvaros. Prestižajā zinātniskajā žurnālā Earth System Science Data tika pieņemta publikācija “Long-term phenological data set of multi-taxonomic groups, agrarian activities and abiotic parameters from Latvia, northern Europe”. Savukārt žurnālā Environmental Earth Sciences pieņemta publikācija “Nitrate vulnerability of karst aquifers and associated groundwater-dependent ecosystems in the Baltic region”.

Laika posmā no 01.09.2021. līdz 30.11.2021. (sestais pārskata periods) veiktās darbības:

Pārskata periodā tika analizēt un apkopoti LU Dabaszinātņu centra pētniecības siltumnīcā veiktā eksperimentā rezultāti. Eksperimenta gaitā modeļa sugas saldās kukurūzas stādi tika audzēti atšķirīgos augsnes ūdens režīma apstākļos, fiksējot augsne ūdens režīmu, stādu izmēru un fenoloģisko attīstības fāzi. Tika novērota pārmitro apstākļu negatīvā ietekmē uz augšanas ātrumu. Tomēr nākamajā eksperimenta fāzē tika novērot jaunu adventiņos sakņu veidošanās augiem pārmitros apstākļos – sakņu sistēmas adaptācija ar ūdeni piesātinātajiem augsnes apstākļiem. Sakņu sistēmai adaptējoties pārmitrajiem apstākļiem, šo stādu augšanas ātrums atkal palielinājās. Tādējādi tik apstiprināta ka mainīga mitruma režīm augšanas apstākļos izšķirošā loma ir sakņu sistēmas spējai pielāgoties jaunajai situācijai. Iegūtie rezultāti ir iesniegti publicēšanai zinātniskajā žurnālā International Journal of Agriculture and Biology.

Paralēli, ierīkotajos meža parauglaukumos, turpinās lauka pētījumi – novērojumi tiek veikti ar automātiskām zondēm aprīkotajos gruntsūdens līmeņa monitoringa urbumos, kā arī novērots augsnes ūdens potenciālais un saturs. Pārskata periodā tika nomainīta iepriekš bojātā datu ierakstu iekārtā vienā no parauglaukumiem.

Ir veikti pirmie augsnes ūdens matemātiskās modelēšana izmēģinājumi ar programmu Hydrus-1D. Iegūtie rezultāti apstiprina sākotnējo hipotēzi, ka noteiktos apstākļos mežu augsnes ūdens režīms var atrasties vienā no diviem meta stabiliem stāvokļiem – sausā (labi areāta augsne) vai slapjā (ar ūdeni piesātināta augsne). Augsnes ūdens režīma modelēšanas rezultāti tika prezentēti stenda referātā “The positive water balance feedback in hydric temperate forests” klātienē 48. Starptautiskās hidroģeologu savienības kongresā Briselē, Beļģijā IAH2021 Inspiring groundwater, no 2021.gada no 6. līdz 10. septembrim.

Turpinās dalība starptautiskā sadarbības tīklā kā Latvijas pārstāvim COST akcijā CA19120 "WATer isotopeS in the critical zONe: from groundwater recharge to plant transpiration" (WATSON).

Pēdējās izmaiņas veiktas