60 reprezentatív minta használatával olyan terepi módszereket hasonlítottunk össze laboratóriumban, amelyek alkalmasak a talaj szerves-C-tartalmának meghatározására. A módszereket a szabvány szerinti Tyurin-módszerrel összevetve értékeltük. A talajminták színe, elsosorban a Munsell-féle színmélység (Value) szoros korrelációt (R = 0,73**) mutatott a talajok humusztartalmának logaritmusával. Ez az összefüggés rámutat, hogy további vizsgálatokat érdemes folytatni a talajok szerves-C-tartalma és színe közötti részletes összefüggések feltárására. A terepi Walkley-Black módszer a laboratóriumi meghatározástól csak a szükséges reagensek mennyiségében tér el, így a vizsgálat során tömény kénsavas kálium-bikromáttal oxidáljuk el a szerves anyagot. A kénsav hozzáadásakor az oldat nagyon felmelegszik, ezért csak hulés után öntheto át kémcsobe, ami az oldatok színének összehasonlítása miatt szükséges. A vizsgálat veszélyessége miatt a módszer nem alkalmas terepi alkalmazásra. Mind a terepi módszerrel meghatározott abszorbancia (R = 0,73**), mind a minták abszorbancia szerinti sorrendje (R = 0,87**) szoros korrelációt mutatott a Tyurin-módszerrel kapott humusztartalommal. A humusztartalom logaritmusa és a lúgos EDTA transzmittancia között 0,78** volt a korrelációs koefficiens értéke. A vizsgálatok során kitunt, hogy egyes talajalkotók (CaCO₃, vas- és alumínium-oxidok) megváltoztatják az oldat színét és így zavarják a szervesanyag-becslést. Az újonnan kidolgozott kálium-permanganátos szén-dioxid-fejlesztéses módszer lényege a talaj savas kálium-permanganát oldattal történo kezelése, majd a lefedett edényben három perc elteltével a képzodött szén-dioxid-koncentráció muszeres mérése. A helyszíni szén-dioxid-mérést infravörös érzékelovel muködo hordozható berendezéssel végezzük. A talaj szervetlen karbonáttartalmának hatását párhuzamos, kálium-permanganát hozzáadása nélkül végzett reakcióval vesszük figyelembe. A Tyurin-módszerrel kapott humusztartalom és a módszer alkalmazása során képzodött CO₂-tartalom közötti korrelációs koefficiens 0,76** volt, a 20 %-nál kisebb karbonáttartalmú minták esetén pedig 0,81**. Az új módszer továbbfejlesztéséhez tervezzük a talajhoz adott kénsav és víz mennyiségének olyan megválasztását, hogy a karbonát- és szervesanyag-meghatározás esetén a végeredmény ugyanolyan kénsavkon-centráció legyen. A 12,5 %-os karbonát- és 0,7 %-os szerves-C-visszanyerést szintén javítani kell, hogy a minták heterogenitása esetén a két szénforrás nagyon különbözo hatása kevésbé érvényesüljön a meghatározás folyamán. A módszerek megbízhatóságát 12 kiválasztott minta négy ismétlésben történt vizsgálata alapján, a variációs koefficiens alkalmazásával értékeltük. A sorrenden alapuló módszerek mutatták a legkisebb variációs koefficienst, majd a terepi Walkley-Black, Tyurin szerinti humusz, lúgos EDTA transzmittancia és a kálium-permanganátos CO₂-fejlesztéses módszer egyre nagyobbat. A laboratóriumban összehasonlított módszerek alkalmazhatóságát a terepen fogjuk véglegesen tesztelni.

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.