PN 19 11 03 02

---

Cercetări asupra tendințelor de variație specifice izotopilor stabili în diferite specii de arbori:
aprofundarea mecanismelor de fracționare şi a proceselor chimice interconectate pe lanțul sol-apă-plantă

---

Obiective

Pentru atingerea scopului propus, proiectul trebuie sa indeplineasca urmatoarele obiective specifice:

1. Dezvoltarea metodelor analitice specifice pentru caracterizarea cat mai complexa a compozitiei izotopice si chimice a inelelor anuale ale speciilor de arbori studiati.
2. Dezvoltarea tehnicilor de preparare si amprentare a inelelor anuale precum si validarea procedurilor in vederea aplicarii la nivel regional/national.
3. Stabilirea liniilor directoare necesare pentru intelegerea proceselor biologice care afecteaza compozitia izotopica a plantelor.
4. Furnizarea de date izotopice si chimice complexe pentru fundamentarea pe baze stiintifice a schimbarilor climatice la scara regionala si globala.
5.  Realizarea unei stranse colaborari intre comunitatea stiintifica si administratiile fondurilor forestiere de stat sau private, specialisti in monitorizare, modelare si evaluare a potentialului productiv specific al patrimoniului forestier, intre cercetare si institutiile care sprijina cercetarea, si mai departe, colaborarea acestora cu organismele din cadrul Ministerului Apelor si Padurilor.
6. Diseminarea metodologiei de amprentare izotopica si chimica a inelelor anuale ale speciilor de arbori investigati unui public de cercetatori cat mai amplu si analiza bazelor de date pe obiective specifice generate de actiunea perturbatoare a factorilor de mediu prin aprofundarea directiilor noi de cercetare privind studierea mecanismele de fractionare si a proceselor chimice interconectate in lantul sol-apa-planta.
7. Sustinerea integrarii validarii pre-operationale a rezultatelor cercetarii existente si planificate, rezultate din studiile de caz, si experimentele inter-relationale.
8. Generarea de noi cunostinte stiintifice in domeniul tematic Mediu-Schimbari Climatice si asigurarea transferului acestora catre grupurile tinta interesate, precum administratiile de stat dar si catre comunitatea stiintifica internationala (inclusiv cea Romana).

Faze

          Anul 2019

---

F1. Evaluarea si asimilarea principalelor cercetari cu privire la caracterizarea compozitiei izotopice si chimice a arborilor in vederea identificarii modificarilor structurale aparute in lantul sol-apa-planta

Termen de predare: 14.06.2019

Obiective specifice:

1. Aprofundarea cercetarilor existente cu privire la impactul factorilor abiotici ai ecosistemelor asupra profilului izotopic si a compusilor chimici din plante;
2. Investigarea posibilitatilor de utilizarea a corelatiilor izotopi stabili-compozitie chimica ca markeri de origine ai materialul lemnos amprentat;
3. Elemente privind compozitia izotopica ¹³C si ¹⁸O in material lemnos – inventarierea aspectelor cunoscute si a celor mai putin intelese din punct de vedere al fiziologiei plantelor;
4. Studii teoretice privind influenta parametrilor meteorologici lunari si periodici asupra cresterii arborilor;
5. Alegerea unor ecosisteme in vederea evaluarii influentelor lor asupra dezvoltarii plantelor.

Rezultate preconizate: studii teoretice, sintetizarea datelor existente, studii bibliografice, publicarea unui articol intr-o revista indexata ISI/BDI; realizare pagina web proiect.

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr.ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• LABORATOR CHIMIE: dr. chim. Iordache Mihaela, chim. Sandru Claudia, tehn. Patru Alexandru, tehn. Labis Mihaela si lab. Burghelea Mihaela-Bianca;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr. fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE LICHIDE:dr. chim. Irina Geana, drd.ing. Corina Ciucure si tehn. Dana Tălabuș;
• LABORATOR BIO-ŞTIINŢE: dr. Tamaian Radu;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE GAZE: dr. ing. Stegarus Diana si lab. Ciobanu Ana;
• LABORATOR ANALIZE COMBUSTILI SI GAZE: drd. ing. Anca Zaharioiu, chim. Felicia Bucura, drd. chim. Marius Constantinescu, lab. Octavia Suciu;
• COMPARTIMENT IT: ing. Mihai Resteanu.

F2. Selectarea biotopului/ariilor de studiu si a fitocenozei; experimentarea. Corelarea izotopilor stabili in inelele arborilor si frunzis cu date de mediu in scopul studierii schimbarile ecosistemelor forestiere

Termen de predare: 10.12.2019

Obiective specifice:

1. Stabilirea planului experimental;
2. Stabilirea ariilor de studiu, a speciilor vegetale studiate (cu studiu de caz din Familia Fagaceae si Familia Pinaceae);
3. Planificarea perioadelor de colectare a probelor;
4. Elaborarea metodelor de preparare a probelor in vederea determinarii markerilor de origine din arbori prin tehnici analitice avansate;
5. Elaborarea de modele experimentale utilizand tehnici analitice multi-element (ex. ICP-MS, SS-GFAAS, GC) si multi-izotopice (IRMS, RMN, ICP-MS);
6. Sinteza aplicarii principalelor metode de analiza statistica multivariate in caracterizarea si determinarea originii arborilor. Aprofundarea cercetarilor existente cu scopul identificarii unor potentiali noi markeri care sa imbunatateasca procesul decizional, in special pentru aceleasi specii de arbori provenite din areale geografice apropiate.

Rezultate preconizate: elaborarea documentatiei tehnice pentru metode de prelevare probe; conceperea de fise de lucru pe baza fitocenozei; dezvoltarea de noi proceduri de preparare a probelor necesare pentru fiecare metoda in parte, pregatirea documentatiei tehnice; raport de cercetare experimentala; raport intermediar; publicarea unui articol intr-un jurnal cotat ISI si a unui articol intr-o revista indexata ISI/BDI; participarea la o conferinta internationala de profil (ex. Workshop of the European Society for Isotope Research – ESIR 2019).

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr. ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• LABORATOR CHIMIE: dr. chim. Iordache Mihaela, chim. Sandru Claudia, tehn. Patru Alexandru, tehn. Labis Mihaela si lab. Burghelea Mihaela-Bianca;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr. fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE LICHIDE:dr. chim. Irina Geana, drd.ing. Corina Ciucure si tehn. Dana Tălabuș;
• LABORATOR BIO-ŞTIINŢE: dr.Tamaian Radu;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE GAZE: dr.ing. Stegarus Diana si lab. Ciobanu Ana;
• LABORATOR ANALIZE COMBUSTILI SI GAZE: drd. ing. Anca Zaharioiu, chim. Felicia Bucura, drd. chim. Marius Constantinescu, lab. Octavia Suciu.

Anul 2020

---

F3. Studiul fractionarii izotopilor stabili in organismul vegetal (in particular a arborilor) in functie de schimbarile biotopului (variabilitatea geo-sezoniera) – oferirea unor noi perspective asupra dinamicii izotopilor stabili la interfata sol-planta atmosfera sub diferite tipuri de vegetatie (conifere versus foioase);

Termen de predare: 14.08.2020

Obiective specifice:

1. Demonstrarea rolului potential al disponibilitatii nutrientilor din sol in explicarea variatiei dendrochronologice la nivelul arborilor studiati;
2. Studierea dinamicii externe a procesului de evaporare la interfata sol-planta-atmosfera cu ajutorul izotopilor stabili;
3. Utilizarea rapoartelor izotopilor stabili de carbon in vederea estimarii dinamicii/proceselor de transformare a materiei organice din sol;
4. Cercetarea si interpretarea rapoartelor izotopilor stabili de azot din solurile si plantele studiate;
5. Evaluarea variatiei semnaturilor izotopice ale ¹³C si ¹⁵N si a semnalelor de mediu reflectate de frunze si lemn (inelele arborilor);
6. Evaluarea nivelului pana la care izotopii stabili ai C si N reflecta factori de mediu precum umiditatea solului, disponibilitatea nutrientilor si asimilarea N.

Rezultate preconizate: raport de cercetare privind demonstrarea influentei conditiilor de crestere asupra compozitiei chimice si a amprentei izotopice a lantului sol-apa-planta; participarea la o conferinta stiintifica nationala/internationala; publicarea unui articol stiintific intr-o revista de specialitate cotata ISI.

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr.ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• LABORATOR CHIMIE: dr. chim. Iordache Mihaela, chim. Sandru Claudia, tehn. Patru Alexandru, tehn. Labis Mihaela si lab. Burghelea Mihaela-Bianca;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr.fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE LICHIDE: dr. chim. Irina Geana, drd.ing. Corina Ciucure si tehn. Dana Tălabuș;
• LABORATOR BIO-ŞTIINŢE: dr. Tamaian Radu.

F4. Investigatii analitice compozitionale complexe (izotopi stabili – ¹⁵N, ¹³C, ¹⁸O, D; P, K, Ca, Mg, Fe, Na, Zn, Cu, Mo, Co, V) pe lantul sol-apa-planta, pentru arealele de studiu selectionate

Termen de predare: 10.12.2020

Obiective specifice:

1. Obtinerea de date experimentale privind compozitia chimica si izotopica a componentelor din lantul sol-apa-planta;
2. Evolutia continutului chimic si izotopic a materiei prime prelevate din arbori in diferite perioade de timp, provenind din aceleasi ecosisteme (variabilitatea geo-sezoniera);
3. Evaluarea datelor primare in scopul obtinerii de informatii esentiale privind tiparul schimbarilor climatice (ex. durata secetei si a ciclurilor umede) in arealele investigate;
4. Evaluarea continutului micro- si macronutrientilor (P, K, Ca, Mg, Fe, Na, Zn, Cu, Mo, Co, V) din sol si materialul lemnos si variatia in functie de specie si varsta; evaluarea gradului de translocare al macro- si microelementelor pe lantul sol-apa-planta prin distributia continutului de nutrienti;
5. Evaluarea compozitiei chimice a materialuli lemnos (substanta uscata, continutului de celuloza, lignina, holoceluloza si a substantelor extractibile dupa extractia Soxhlet) si investigarea variatiei acesteia in functie de specie, conditiile climatice si varsta;
6. Evaluarea continutului de carbohidrati din materialul lemnos in functie de conditiile climatice pentru diferite specii;
7. Determinarea compozitiei aromatice a rasinilor provenite de la cele doua specii de conifere si studierea variabilitatii acestei in functie de ecosistemul din care provine. Identificarea si cuantificarea pesticidelor, erbicidelor si insecticidelor, urmarind  stadiul de degradare al acestora in lantul precizat prin gaz cromatografie utilizand un detector cu captura de electroni GC/ECD;

Rezultate preconizate: raport de cercetare experimentala; publicarea unui articol stiintific intr-o revista de specialitate cotata ISI.

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr. ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• LABORATOR CHIMIE: dr. chim. Iordache Mihaela, chim. Sandru Claudia, tehn. Patru Alexandru, tehn. Labis Mihaela si lab. Burghelea Mihaela-Bianca;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr.fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE LICHIDE: dr.chim. Irina Geana, drd.ing. Corina Ciucure si tehn. Dana Tălabuș;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE GAZE: dr.ing. Stegarus Diana si lab. Ciobanu Ana;

Anul 2021

---

F5. Investigatii experimentale ale amprentei elementale izotopice (²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb, ⁸⁶Sr/⁸⁸Sr) si compozitiei chimice pe lantul sol-apa-planta in scopul confirmarii originii geografice si/sau obtinerii de date suport pentru diferentierea regimului de crestere.

Termen de predare: 14.05.2021

Obiective specifice:

1. Evaluarea dendrocronologiei pe baza caracterizarii multielementale din lantul sol-planta-material lemnos pe baza tehnicilor ICP-MS si SS-GFAAS;
2. Determinarea rapoartelor izotopice in structura ecosistemelor studiate prin folosirea amprentarii izotopice (²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb, ⁸⁶Sr/⁸⁸Sr), in scopul confirmarii originii geografice;
3. Determinarea nivelului de concentratie de C/H/N/S-O din cenusa si zgura rezultata in urma arderii materialului lemnos si caracterizarea biomasei din punct de vedere energetic prin calorimetrie Qs; Qi;
4. Identificarea nivelului de proteina din biomasa si sol si urmarirea evolutiei acestuia in diferitele ecosisteme studiate;
5. Determinarea nivelelor de concentratii ale compusilor organici de interes (a toxicilor organici volatili si semivolatili, a pesticidelor si a unora din metabolitii si produsii lor de degradare) din apa, sol si planta prin tehnici avansate de gaz-cromatografie mono- si bidimensionala cuplate cu spectrometrie de masa.

Rezultate preconizate: raport de cercetare experimentala; publicarea unui articol stiintific intr-o revista de specialitate indexata BDI.

Colectiv cercetare:

• LABORATOR CHIMIE: dr. chim. Iordache Mihaela, chim. Sandru Claudia, tehn. Patru Alexandru, tehn. Labis Mihaela si lab. Burghelea Mihaela-Bianca;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr. fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE GAZE: dr. ing. Stegarus Diana si lab. Ciobanu Ana;
• LABORATOR ANALIZE COMBUSTILI SI GAZE: drd. ing. Anca Zaharioiu, chim. Felicia Bucura, drd. chim. Marius Constantinescu, lab. Octavia Suciu

F6. Corelarea metodelor de amprentare izotopica cu tehnicile de caracterizarea a profilului compozitional in vederea obtinerii unor modele matematice/evidentierii diferentelor inter-specii.

Termen de predare: 10.12.2021

Obiective specifice:

1. Determinarea compozitiei izotopice a rasinilor (produse prin aceleasi cai metabolice) din habitate cu diferite regimuri de umiditate;
2. Determinarea diferentelor existente in structura ecosistemelor studiate prin folosirea amprentarii izotopice a bio-elementor (H, C, N, O) corelata cu cea elementar-izotopica (Sr, Pb);
3. Investigatii avansate privind analiza modificarilor sezoniere ale plantelor prin spectroscopie de rezonanta magnetica nucleara de inalta rezolutie (RMN);
4. Investigatii avansate privind caracterizarea globala / individuala (compus cu compus) atat a compozitiei organicelor volatile, cat si a organicelor extractibile in solventi (etanol, metanol, eter) din rasinile produse pe caile metabolice ale speciilor de arbori studiate (Familia Pinaceae);

Rezultate preconizate: raport de cercetare experimentala; participarea la o conferinta stiintifica nationala/internationala; publicarea unui articol stiintific intr-o revista de specialitate indexata BDI.

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr. ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr. fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE LICHIDE: dr.chim. Irina Geana, drd.ing. Corina Ciucure si tehn. Dana Tălabuș;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE GAZE: dr. ing. Stegarus Diana si lab. Ciobanu Ana;

Anul 2022

---

F7. Evaluarea rezultatelor obtinute si aplicabilitatea lor in managementul exploatarilor forestiere. Transpunerea datelor in format geo-referentiala si construirea de iso-harti pentru arealele studiate.

Termen de predare: 15.06.2022

Obiective specifice:

1. Analiza si interpretarea rezultatelor obtinute cu aplicatii in evaluarea fitocenozei, in autentificarea provenientei lemnului;
2. Evaluarea principalilor factori abiotici determinati ce influenteaza variabilitatea izotopilor stabili in inele anuale ale arborilor studiati;
3. Examinarea modificarilor spatiale si temporale in inele anuale ale speciilor de arbori investigati, in special in ceea ce priveste influenta factorii climatici (precipitatii, temperatura) – dezvoltarea si aprofundarea potentialului izotopilor stabili in cercetari dendroclimatologice;
4. Studiul variatiilor concentratiilor contaminantilor organici (a toxicilor organici volatili si semivolatili, a pesticidelor si a unora din metabolitii si produsii lor de degradare) din apa, sol si planta, atat in timp, cat si din punct de vedere al ecosistemului de origine al probelor.

Rezultate preconizate: raport de recomandare; colectarea si evaluarea informatiilor cheie ce vor fi utilizate in diferite cercetari dendroclimatologice cu scopul stabilirii unei baze privind dezvoltarea de noi instrumente analitice de cercetare; raport de cercetare; participarea la o conferinta stiintifica.

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr.ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• LABORATOR CHIMIE: dr.chim. Iordache Mihaela, chim. Sandru Claudia, tehn. Patru Alexandru, tehn. Labis Mihaela si lab. Burghelea Mihaela-Bianca;
• LABORATOR IZOTOPI METALE: dr.fiz.Rădulescu Andreea, drd.ing.Zgavarogea Ramona si tehn. Renner Lavinia;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE LICHIDE:dr.chim. Irina Geana, drd.ing. Corina Ciucure si tehn. Dana Tălabuș;
• LABORATOR BIO-ŞTIINŢE: dr. Tamaian Radu;
• LABORATOR CROMATOGRAFIE DE GAZE: dr.ing. Stegarus Diana si lab. Ciobanu Ana;
• LABORATOR ANALIZE COMBUSTILI SI GAZE: drd.ing. Anca Zaharioiu, chim. Felicia Bucura, drd. chim. Marius Constantinescu, lab. Octavia Suciu;
• ICSI Energy: ing.Alin Chitu.

F8. Validarea si demonstrarea functionalitatii metodelor de analiza statistica multivariata prin utilizarea markerilor de origine identificati pentru fiecare matrice in parte. Diseminare rezultate (completarea bancii de date, articole stiintifice).

Termen de predare: 09.12.2022

Obiective specifice:

1. Utilizarea tehnicilor chemometrice pentru clasificarea si identificarea arborilor in functie de specie si parametri utilizati ca variabile independente.
2. Dezvoltarea unei proceduri generale bazata pe markeri specifici pentru clasificarea si discriminarea arborilor in functie de originea lor.
3. Pachet de harti pe baza datelor izotopice masurate in vederea utilizarii ca instrumente precise de diferentiere/discriminare a originii arborilor. Interconectarea cu meta-date pentru stabilirea unor modele de prognoza a schimbarilor climatice.
4. Diseminare rezultate (finalizarea bazei de date, rapoarte stiintifice, articole).

Rezultate preconizate: evaluarea obiectivelor atinse/raport de cercetare stiintific si tehnic; imbunatatirea vizibilitatii rezultatelor obtinute in cadrul proiectului prin elaborare de lucrari stiintifice cu privire la determinarea originii cu ajutorilor markerilor; participare la conferinte nationale si internationale; intocmire raport stiintific final si financiar explicativ. Publicarea a 2 articole in reviste de specialitate (cu cotatie ISI/indexate in BDI). Diseminare rezultate (finalizarea bazei de date, rapoarte stiintifice, participari la conferinte, articole).

Colectiv cercetare:

• LABORATOR IZOTOPI STABILI: dr.ing. Ionete Roxana, dr.fiz. Costinel Diana, dr.chim. Botoran Oana, dr.ing. Marius Miricioiu, dr. chim. Badea Silviu, tehn. Ungureanu Anca, tehn. Georgescu Elena, lab. Gorjanu Valentina, lab. Vlangar Diana Maria si lab. Vasilescu Loredana;
• ICSI ENERGY: ing. Alin Chitu;
• ICSI NUCLEAR: ing. Nicolae Şofîlcă;
• COMPARTIMEN IT: ing. Mihai Resteanu.