Impacts of climate change on the availability of nutrients in soils and waters of mountain areas
Project goals
The main objective is to elucidate the mechanisms of combined effects of climate change and soil/water recovery from acidification in natural ecosystems with minimal direct human influence. In two mountain ranges with different historical and geographical contexts, we will study and quantify the actual impact of the combined effects of climate and environmental change on C, N and P cycles in the soil-water systems (on their availability in soils, retention/leaching and concentrations in alpine lakes along elevation gradient). These are the High Tatras (Slovakia) and the Uinta Mountains (Utah, USA), for which we have long-term climate, dust deposition and water quality data. The behavior of the High Tatras systems is influenced by recovery from acidification associated with significant climate change, accelerating rock weathering and soil processes. In the Uinta Mountains, which have not been acidified, changes in N and P availability and DOC mobility in soils are likely related to increasing temperatures and dust deposition, thus significant external P input. The sub-aims are 1) to decipher effects of dust and rock weathering on P and DOC retention in alpine soils, and 2) to link soil microbiome composition to nutrient transformations and leaching along elevation gradient and vegetation type, 3) to describe effects of increased leaching of P, N, and DOC from soils on lake water productivity, and 4) to understand the influence of changes in winter temperature regime on leaching of DOC, N, and P from alpine soils. We will combine laboratory experiments to understand in detail selected processes of weathering, nutrient transformations, and organic matter decomposition with field observations of soils and waters along an elevation gradient from montane forests to open alpine ecosystems. We will use the data to identify the mechanisms behind long-term trends in lake water quality changes and can be further used to refine biogeochemical models of watershed processes.
Keywords
climate changerecovery from acidificationsoil compositiondust depositionwater eutrophicationmountain ecosystemsnutrient availability
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
—
Call for proposals
SMSM2023LU001
Main participants
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
-
Alternative language
Project name in Czech
Dopady klimatických změn na dostupnost živin v půdách a vodách horských oblastí
Annotation in Czech
Primárním cílem projektu je rozklíčovat mechanismy dopadů kombinovaného vlivu klimatické změny a zotavování půd a vod z acidifikace v přírodních horských ekosystémech s minimálním přímým vlivem lidské činnosti. Ve dvou pohořích s odlišným historickým a geografickým kontextem budeme studovat a kvantifikovat skutečné dopady společně působících projevů klimatických a environmentálních změn na cykly C, N a P v celém systému půda-voda, tedy na jejich dostupnost v půdách, retenci/vyplavování a koncentrace v horských jezerech alpinského pásma podél výškového gradientu. Jde o pohoří Vysoké Tatry (Slovensko) a Uinta (Utah, USA), pro které máme k dispozici dlouhodobá klimatická data, data o depozici prachu a kvalitě vod horských jezer. Chování systémů Vysokých Tater ovlivňuje zotavování z acidifikace spolu s výraznou klimatickou změnou, urychlující zvětrávání hornin a půdní procesy. Naproti tomu v pohoří Uinta (Utah, USA), které nebylo okyseleno, změny v dostupnosti N a P a mobilitě DOC v alpinských půdách souvisí patrně s nárůstem teplot a rostoucí depozicí prachu, a tedy významným externím vnosem P. Dílčími cíli je 1) rozklíčovat účinky zvětrávání prachu a hornin na zadržení P a DOC v alpinských půdách, 2) propojit složení půdního mikrobiomu s přeměnami živin v a jejich vyplavováním podél gradientů nadmořské výšky a charakteru vegetace, 3) popsat jak zvýšené vyluhování P, N a DOC z půd ovlivní produktivitu jezerní vody v alpinském pásmu a 4) pochopit vliv změn teplotního režimu v zimním období na vyplavování DOC, N a P z alpinských půd. Zkombinujeme laboratorní pokusy, k detailnímu pochopení vybraných procesů zvětrávání, přeměn živin a rozkladu organické hmoty s terénním sledováním půd a vod podél výškového gradientu od horských lesů až po otevřené alpinské ekosystémy. Získaná data použijeme k pojmenování mechanismů, které stojí za dlouhodobými trendy ve změnách kvality vod v jezerech a mohou být dále použita ke zpřesnění biogeochemických modelů procesů v povodích.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10618 - Ecology
OECD FORD - secondary branch
10503 - Water resources
OECD FORD - another secondary branch
10511 - Environmental sciences (social aspects to be 5.7)
DA - Hydrology and limnology
DI - Pollution and air control
DJ - Pollution and water control
DK - Contamination and decontamination of soil including pesticides
DL - Nuclear waste, radioactive pollution and control
DM - Solid waste and its control, recycling
DO - Protection of landscape
EH - Ecology - communities
Solution timeline
Realization period - beginning
Mar 1, 2024
Realization period - end
Dec 31, 2027
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Feb 12, 2025
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MSM-LU-R
Data delivery date
Mar 4, 2025
Finance
Total approved costs
8,849 thou. CZK
Public financial support
8,849 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 849 CZK thou.
Public support
8 849 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
OECD FORD
Ecology
Solution period
01. 03. 2024 - 31. 12. 2027