The effect of future land use changes on hydrologic ecosystem services: a case study from the Zala catchment, Hungary

Maintaining and, where possible, improving the ecological status of our water resources are of particular importance for the future. So, one of the main drivers of landscape design must be to protect our waters. In this study, we carried out an evaluation of four hydrologic ecosystem services (HES) in the Zala River catchment area, the largest tributary of Lake Balaton (more than half of the lake’s surface inflow comes from the Zala River), Hungary. The lake has great ecological, economic and social importance to the country. We used the cell-based InVEST model to quantify the spatial distribution of flood control, erosion control and nutrient retention ecosystem services for phosphorus and nitrogen; then, we carried out an aggregated evaluation. Thereby, we localized the hot spots of service delivery and tested the effect of focused land use changes in critical areas of low performance on the examined four HES. Forests proved to have the best aggregated result, while croplands near the stream network performed poorly. The modelled change in land use resulted in significant improvement on nutrient filtration and moderate to minimal but improving change for the other HES in most cases. The applied method is suitable as a supporting tool at the watershed level for decision-makers and landscape designers with the aim of protecting water bodies

Becsült talajhidrológiai paraméterek szimulációs vizsgálata a NAIK Erdészeti Tudományos Intézet két mintaterületén

Összefoglalás A folyamatalapú hidrológiai számításoknak és az azokra épülő vízminőségi, ökológiai elemzéseknek jelentős a bemenő adatigénye, ami a jövőben várhatóan tovább növekszik. A méréstechnológia rohamos fejlődésével a hidrológiai modellek bemenő adatai közül mára a szűk keresztmetszetet lokális és vízgyűjtő léptéken is a felszín alatti viszonyok, és elsősorban a talajok szivárgáshidraulikai tulajdonságainak számszerűsítése jelenti. A helyzetet felismerve a közelmúltban különböző módszertannal több talajtani, talajhidrológiai adatbázist is kidolgoztak. Kutatásunkban azt vizsgáljuk, hogy a 100 m felbontású hazai talajadatok és európai becslő algoritmusok alapján számított talajhidrológiai paraméterek (i) megbízható bemeneti adatforrást biztosítanak-e, és (ii) a korábban rendelkezésre álló adatállományokhoz képest javítják-e a hidrológiai számítások jóságát talajszelvény szintű vízforgalmi modellben. Az Erdészeti Tudományos Intézet (NAIK ERTI) két mintaterületén (Fiad és Szalafő) mért meteorológiai és talajnedvesség-idősorok segítségével 5-5 darab talajszelvényszintű vízforgalmi modellváltozatot állítottunk fel Hydrus-1D környezetben. Ezek kizárólag a talajtani paraméterezésükben (réteghatárok helye, telített vízvezető képesség és retenciós görbe együtthatók) tértek el: a talajrétegek jellemzésére felhasználtuk (i) a kalibráció-validáció eredményeit (“legjobbnak vélt” verzió), (ii) a helyszíni mintavételből származó laboratóriumi méréseket, (iii) a mért talajtulajdonságok alapján, az európai becslő függvényekkel (EU-PTF) számított talajhidrológiai tulajdonságokat, (iv) a hazai DOSoReMI adatbázis alapján, az EUPTF- ekkel számított talajhidrológiai tulajdonságokat, illetve (v) az EUSoilHydroGrids térképeket. A modellváltozatokat a mért és számított talajnedvesség-idősorok összevetése (NSME, RMSE, R2) alapján értékeltük. Emellett összehasonlítottuk a számított vízmérlegeket is. Az öt-öt modellváltozat esetében lényegesen eltért a mért-számított talajnedvességi idősorok illeszkedése. Fiadon egyedül a kalibráció adott elfogadható eredményt (NSME = 0.49), a másik négy változat kifejezetten gyengének bizonyult (három esetben NSME < 0). Szalafőn minden változat pozitív NSME-re vezetett, a kalibráció kiválónak tekinthető (NSME = 0.75). A várakozással ellentétben a mért talajhidrológiai paraméterekre épülő modellváltozatok adták a legrosszabb illeszkedést, míg a hatékonysági rangsorban a kalibrált modellek után az EU-SoilHydroGrids változatok következtek. A szimulációkból levezetett vízmérlegek Fiadon csak kevéssé, míg Szalafőn nagymértékben függtek a talajparaméterezéstől. A vizsgálat fontos tapasztalata, hogy a talajszelvény feltárás gyakorlata – érthető módon – elsősorban nem a hidrológiai modellezés szempontjaihoz igazodik, így az adatbizonytalanság forrása lehet. A vizsgálat eredményei alapján folytatjuk a Balaton vízgyűjtő talajhidrológiai paramétereinek 3D térképezését

Az európai gabonasakktábla. A gabonatermesztés klíma és modernizációvezérelt strukturális átalakulása

Dolgozatunkban az európai búza- és kukoricatermesztés legfontosabb mutatóit, valamint a termésátlagoknak a hőmérséklettel, a csapadékkal és a gazdasági növekedéssel fennálló statisztikai kapcsolatát térképeztük fel az elmúlt közel 50 évben. Ezek alapján két mélyreható területi átalakulást azonosítottunk. Az egyikben a kelet- és a közép-európai mezőgazdaság technológiai felzárkózása az európai gabonatermesztés súlypontját nyugatról keleti irányba húzta. A másik folyamat motorja a globális éghajlatváltozás volt, amely a termőterületek és termésátlagok növekedési súlypontját az elmúlt évtizedekben északi irányba tolta. Elemzésünk rámutat arra, hogy a január–márciusi időszak felmelegedése szignifikáns mértékű pozitív hatást gyakorolt a búza termésátlagaira egy az Észak-Európa és a Balkán-félsziget között húzódó széles sávban. Becslésünk szerint ez a kedvező folyamat részben ellensúlyozhatta azt a negatív hatást, amelyet a növekvő május–júliusi hőmérsékletnövekedés gyakorolhatott itt a búza termésátlagaira. A feltárt folyamatok eredőjeként az európai gabonasakktábla északkeleti szektora tűnik az átalakulások első számú nyertesének, ahol a gabonatermesztés alacsony klímaérzékenysége kiemelkedő gazdasági növekedési rátákkal összekapcsolódva a kontinens legmagasabb termésátlag-növekedési mutatóit eredményezte. Az átalakulás másik eredménye a keleteurópai gabonadömping. Az újdonságnak tűnő jelenség valójában egy nagyjából háromezer éve hosszabb-rövidebb szünetekkel fennálló rendszer helyreállására utal. A struktúra két pillérét a Fekete-tenger mellékén megtermelt élelmiszer-felesleg és a mediterráneum keresleti piaca jelentik

Külföldi munkavállalás és pályaelhagyási indítékok a magyar gyógytornászok körében

Absztrakt Bevezetés: A magyar egészségügyi szférában munkát vállaló szakdolgozók körében növekvő tendenciát mutat a külföldi munkavállalás. Célkitűzés: A szerzők célja a magyar gyógytornászok migrációs és pályaelhagyási magatartásának, illetve a hátterében lévő főbb kiváltó tényezők bemutatása. Módszer: 2014. áprilistól augusztusig országos felmérést végeztek a Magyarországon munkát vállaló gyógytornászok körében. Összesen 215 fő vett részt a felmérésben. Eredmények: Az eredmények szerint az életkor (p<0,05), illetve a munkahelyen tapasztalható anyagi megbecsülés mértéke (p<0,01) számottevő hatást gyakorol a migrációs gondolatok megjelenésére. Azon gyógytornászok, akik nem érzik anyagilag megbecsültnek magukat, több mint 55-szörös eséllyel vállalhatnak munkát az országhatáron kívül (OR = 55,28, CI [95%] = 18,85–162,12). Ennek hátterében lévő leggyakoribb okok az anyagi és erkölcsi megbecsüléssel kapcsolatos elégedetlenség (p<0,01) mindkét esetben). Következtetések: Annak érdekében, hogy megelőzzük a szakképzett gyógytornászok külföldi munkavállalását, illetve pályaelhagyását, szükséges növelni az anyagi és erkölcsi megbecsülés mértékét a magyar egészségügyi ellátórendszerben. Orv. Hetil., 2016, 157(9), 342–349

Changing patterns of soil water content and relationship with national wheat and maize production in Europe

The warming of the climate and shrinking freshwater resources pose serious challenges to European agriculture. Meeting these challenges demands a thorough knowledge of the major trends in soil moisture patterns across the continent over time. Charting the available soil water (ASW) content (m3 m-3) derived from the ERA5 Land dataset in grid cells of 0.1° × 0.1°, the highest values occurred in the Alpine, Baltic and West Balkan countries, as well as in North Western Europe. However, a major part of the Mediterranean and the Carpathian-Balkan regions and Eastern Europe recorded the driest soils over recent decades. The annual average ASW decreased over almost the entire continent from 1981 to 2007, but to the greatest degree in Eastern Europe, while Northern Europe suffered least of all. For the summer half of the year, the available water content of the top 28 cm soil significantly decreased in 45.5 % of European croplands, while only 1.0% showed a significant moisture increase. Summer half-year moisture declined across almost the entirety of Eastern Europe, threatening the reproductive stage of wheat and maize vegetation period. Soil water content had a significant positive impact on wheat yields in an estimated 64.3 % of European wheat fields, and a negative one in 5.7 %. In the case of maize yields the positive impact of ASW was present in an estimated 89.4 % of maize-growing areas, explaining an estimated 46–72 % of maize yield variances in the majority of top European maize-producing countries. In contrast to wheat, negative soil water content impact for maize in the continent was not observed. Significant ASW - wheat and ASW - maize yield relationships were found with decreasing summer half year ASW in 32.0 % and 35.2 % of European croplands, respectively. The coexistence of the crop yield dependence on soil moisture and the decrease in available soil water content pose a considerable threat to grain production stability over extensive regions of Eastern and Western Europe. These warning signs call for an effective intervention on behalf of soil water conservation in European croplands

Long-term Water Regime Studies of a Degraded Floating Fen in Hungary

Historical trends in water management and recent climatic variations put wetlands in the Carpathian basin under strong pressure and led to their degradation. The lack of extended site specific environmental data series inhibits the understanding of long-term eco-hydrological processes. This undermines the success of restoration and/or management efforts. As a precedent we analyzed a recently degraded Hungarian lowland wetland, the Nyárjas fen in order to identify the main cause of its drying. Our method is based on one-dimensional simulations of a variably saturated soil column representing the dominant hydrological conditions of the wetland. To properly define the necessary soil hydraulic parameters, soil sampling, laboratory measurements and inverse modelling were carried out. The hydrological simulations for the 1961-2010 period clearly suggest that (i) the wetland degraded due to a temporal unfavorable combination of regional groundwater depletion and decreased precipitation, (ii) and could not recover afterwards despite the improvement of hydrological conditions. The ecological water demand of the Nyárjas fen can be explicitly expressed in terms of groundwater level. However, water availability is a necessary, but not sufficient criteria of good habitat status. The elaborated methodology provides the basis of bottom-up type environmental water demand estimation on a regional/national scale

From simple to complex – Comparing four modelling tools for quantifying hydrologic ecosystem services

The pursuit of good management of our waters poses permanent challenges to the whole society. Decision-makers often need to define appropriate and sustainable strategies on interdisciplinary topics, like water management issues. The rapidly evolving quantification and mapping of hydrologic ecosystem services (HES) is putting hydrologic and water management issues into an ecosystem services (ES) framework, which can be a step towards reconciling different aspects of land use and water management. Different tools can be used for modelling HES, with a wide range according to their basic properties, e.g., structure, methodology, computational needs, data requirements, reliability, controllability. As a result of that, the numeric values, spatial patterns, and reliability of HES assessments and the uncertainties in their results may differ significantly.In this paper, we covered almost the whole palette of HES mapping tools with regards to modelling approach: we used InVEST, SWAT and two novel rule-based matrix models for the same pilot area, the 1530 km2 hilly catchment of the Zala River (Hungary). We mapped three HES: flood control, erosion control and nutrient (total phosphorus) retention. Our aim was to examine the relevance of the differences between the HES mapping tools through analysing the spatial differences between the results obtained with the applied. We carried out spatial similarity tests and hotspot analysis at the computational unit level for the individual HES and in an aggregated way as well.As a result of the spatial pattern similarity tests, InVEST and the matrix models showed moderate to strong correlation (p < 0.001) for each HES. Due to that, the novel matrix models could be considered as robust HES mapping tools on a larger spatial scale (regional or larger). InVEST appeared to be the most efficient HES mapping tool considering computational demand, result reliability, and data- and expertise requirements. The results of our study draw attention to the importance and actual shortcomings of the land use and land cover (LULC) structure in the riparian zone. We pointed out that the studied HES in agricultural areas close to the watercourse are often disservices (negative HES were provided with the actual LULC scenario compared to a non-vegetated LULC scenario) due to the nutrient loads from fertilization. We found that parts of the best and worst HES provisioning areas (hotspots and coldspots) could be delineated without hydrologic modelling, because their unfavourable combination of environmental factors and LULC conditions themselves determine these areas to be hotspot or coldspot

Long-term trends in European wheat and maize production and their relation to climatic and economic drivers

Charting the long-term trends in European wheat and maize production and their relation to climatic and economic drivers

Az európai gabonasakktábla : A gabonatermesztés klíma és modernizációvezérelt strukturális átalakulása

Dolgozatunkban az európai búza- és kukoricatermesztés legfontosabb mutatóit, valamint a termésátlagoknak a hőmérséklettel, a csapadékkal és a gazdasági növekedéssel fennálló statisztikai kapcsolatát térképeztük fel az elmúlt közel 50 évben. Ezek alapján két mélyreható területi átalakulást azonosítottunk. Az egyikben a kelet- és a közép-európai mezőgazdaság technológiai felzárkózása az európai gabonatermesztés súlypontját nyugatról keleti irányba húzta. A másik folyamat motorja a globális éghajlatváltozás volt, amely a termőterületek és termésátlagok növekedési súlypontját az elmúlt évtizedekben északi irányba tolta. Elemzésünk rámutat arra, hogy a január–márciusi időszak felmelegedése szignifikáns mértékű pozitív hatást gyakorolt a búza termésátlagaira egy az Észak-Európa és a Balkán-félsziget között húzódó széles sávban. Becslésünk szerint ez a kedvező folyamat részben ellensúlyozhatta azt a negatív hatást, amelyet a növekvő május–júliusi hőmérsékletnövekedés gyakorolhatott itt a búza termésátlagaira. A feltárt folyamatok eredőjeként az európai gabonasakktábla északkeleti szektora tűnik az átalakulások első számú nyertesének, ahol a gabonatermesztés alacsony klímaérzékenysége kiemelkedő gazdasági növekedési rátákkal összekapcsolódva a kontinens legmagasabb termésátlag-növekedési mutatóit eredményezte. Az átalakulás másik eredménye a keleteurópai gabonadömping. Az újdonságnak tűnő jelenség valójában egy nagyjából háromezer éve hosszabb-rövidebb szünetekkel fennálló rendszer helyreállására utal. A struktúra két pillérét a Fekete-tenger mellékén megtermelt élelmiszer-felesleg és a mediterráneum keresleti piaca jelentik