Advertisement

The Effects of Climate Change on Element Content and Soil pH (Síkfőkút DIRT Project, Northern Hungary)

  • János Attila TóthEmail author
  • Péter Tamás Nagy
  • Zsolt Krakomperger
  • Zsuzsa Veres
  • Zsolt Kotroczó
  • Sándorné Kincses
  • István Fekete
  • Mária Papp
  • Ilona Mészáros
  • Viktor Oláh
Chapter
Part of the Environmental Science and Engineering book series (ESE)

Abstract

In the Detritus Inputs and Removal Treatment (DIRT) field experiments established at the Síkfőkút Site (northern Hungary) in October 2000, an experimental approach was applied to study long-term effects of litter quality and quantity on pH and nutrient mobility of soil in a Quercetum petraeae-cerris forest. Our previous results have suggested that decreases in organic matter content, total N, Ca2+ and Mg2+ concentrations in the soil are the consequence of the reduction in forest litter production induced by climate change and the resultant soil degradation over a longer period. An eight-year litter manipulation demonstrated a relation between soil pH and Mg2+ and Ca2+ concentrations in the soil. The reduction of litter production resulted in a decrease of the soil pH which occurred due to the decreasing Mg2+ and Ca2+ inputs into the soil, and consequent reduction of soil buffering capacity against the acidifying effects of the acidic intermediates of litter decomposition and humus compounds. If the litter production increases as a result of climate change, it should be accompanied by increasing C, total N, Ca2+ and Mg2+ contents in the soil and soil pH, with a positive effect on the soil organic matter and fertility. However, this scenario is rather unlikely as our results indicated decreasing litter production in the measurement period.

Keywords

Litter Production Litter Removal Soil Carbon Content Leaf Litter Production Litter Exclusion 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Notes

Acknowledgments

Kate Lajtha, Kristin Wanderbilt, Bruce Caldwell and Richard Bowden, American cooperative researchers of ILTER DIRT Project are thankfully acknowledged for their kind and wide-ranging help in the Síkfőkút DIRT Project.

References

  1. Egnér H, Riehm H, Domingo WR (1960) Untersuchungen über die chemische Bodenanalyse als Grundlage für die Beurteilung des Nährstoffzustandes der Böden. II K Lantbr Högsk Ann 26:199–215Google Scholar
  2. Fekete I, Varga Cs, Halász J, Krakomperger Zs, Krausz E (2008) Study of litter decomposition intensity in litter manipulative trials in Síkfőkút Cambisols. Cereal Res Comm 36 Suppl:1779–1782Google Scholar
  3. Fekete I, Cs Varga, Kotroczó Zs, Krakomperger Zs, Tóth JA (2007) The effect of temperature and moisture on enzyme activity in Síkfőkút Site. Cereal Res Comm 35:381–385CrossRefGoogle Scholar
  4. Finzi AC, Canham CD, Van Breemen N (1998) Canopy tree-soil interactions within temperate forests: species effects on pH and cations. Ecol Appl 8:447–454Google Scholar
  5. Houba VJG, Novozamsky L, Lexmond TM, van der Lee JJ (1990) Applicability of 0.01 M CaCl2 as a single extraction solution for the assessment of the nutrient status of soils and other diagnostic purposes. Soil Sci Plant Anal 21:2281–2290CrossRefGoogle Scholar
  6. Jakucs P (1973) “Síkfőkút Project”. Egy tölgyes ökoszisztéma környezetbiológiai kutatása a bioszféra-program keretén belül. MTA Biol Oszt Közl 16:11–25Google Scholar
  7. Kotroczó Zs, Krakomperger Zs, Koncz G, Papp M, Bowden RD, Tóth JA (2007) A Síkfőkúti cseres-tölgyes fafaj összetételének és struktúrájának hosszú távú változása. Természetvédelmi Közl 13:93–100Google Scholar
  8. Kotroczó Zs, Krakomperger Zs, Veres Zs, Vasenszki T, Halász L, Koncz JG, Papp M, Tóth JA (2010) Talajlégzés vizsgálatok tartamhatású avarmanipulációs modellkísérletben. Természetvédelmi Közl 15:328–337Google Scholar
  9. Kotroczó Zs, L. Halász J, Krakomperger Zs, Fekete I, D. Tóth M, Vincze Gy, Varga Cs, Balázsy S, Tóth JA (2008a) Erdőtalaj szerves-anyag mennyiségének változása avarmanipulációs kísérletek hatására (Síkfőkút Project). Talajvédelem Suppl:431–440Google Scholar
  10. Kotroczó Zs, Fekete I, Tóth JA, Tóthmérész B, Balázsy S (2008b) Effect of leaf- and root-litter manipulation for carbon-dioxide efflux in forest soil. Cereal Res Comm 36 Suppl:663–666Google Scholar
  11. Krakompereger Zs, Tóth JA, Varga Cs, Tóthmérész B (2008) The effect of litter input on soil enzyme activity in an oak forest. Cereal Res Comm 36:323–326Google Scholar
  12. Kunz RP, Schulze RE, Schole RJ (1995) An approach to modelling spatial changes of plant carbon: nitrogen ratios in southern Africa in relation to anticipated global climate change. J Biogeogr 22:401–408CrossRefGoogle Scholar
  13. Micks P, Downs MR, Magill AH, Nadelhoffer K, Aber JD (2004) Decomposing litter as a sink for [15]N-enriched additions to an oak forest and a red pine plantation. For Ecol Manag 196:71–87CrossRefGoogle Scholar
  14. Nagy PT (2000) Égetéses elven működő elemanalizátor alkalmazhatósága talaj- és növényvizsgálatokban. Agrokémia és Talajtan 49:521–534Google Scholar
  15. Neilson GA, Hole FD (1963) A study of the natural processes of incorporation of organic matter into soil in the University of Wisconsin Arboretum. Wisc Acad Rev 52:213–227Google Scholar
  16. Tóth JA, Krakomperger Zs, Kotroczó Zs, Koncz G,Veres Zs, Papp M (2008) A klímaváltozás hatása a Síkfőkúti cseres-tölgyes avarprodukciójára és talajdinamikai folyamataira. Talajvédelem Suppl.:543–554Google Scholar
  17. Tóth JA, Lajtha K, Kotroczó Zs, Krakomperger Zs, Caldwel B, Bowden RD, Papp M (2007a) A klímaváltozás hatása az elhalt szerves anyag lebontási folyamataira. In: Mátyás Cs (ed) Erdő és Klíma V. NyME SopronGoogle Scholar
  18. Tóth JA, Lajtha K, Kotroczó Zs, Krakomperger Zs, Caldwel B, Bowden RD, Papp M (2007b) The effect of climate change on soil organic matter decomposition. Acta Silv Ligniaria Hung 3:75–85Google Scholar
  19. Varga Cs, Fekete I, Kotroczó Zs, Krakomperger Zs, Vincze Gy (2008) The effect of litter on soil organic matter (SOM) turnover in Síkfőkút site. Cereal Res Comm 36 Suppl:547–550Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013

Authors and Affiliations

  • János Attila Tóth
    • 1
    Email author
  • Péter Tamás Nagy
    • 2
  • Zsolt Krakomperger
    • 1
  • Zsuzsa Veres
    • 1
  • Zsolt Kotroczó
    • 1
  • Sándorné Kincses
    • 2
  • István Fekete
    • 3
  • Mária Papp
    • 1
  • Ilona Mészáros
    • 1
  • Viktor Oláh
    • 1
  1. 1.Faculty of Science and TechnologyDebrecen UniversityDebrecenHungary
  2. 2.Department of Agrochemistry and Soil ScienceDebrecen UniversityDebrecenHungary
  3. 3.College of Nyíregyháza, Institute of Environmental SciencesNyíregyházaHungary

Personalised recommendations