Egy lezárult Lendület Kutatócsoport margójára...
A Magyar Tudományos Akadémia 2017 májusában megbízott a Lendület Funkcionális és Restaurációs Ökológiai Kutatócsoport vezetésével és a kutatócsoportnak az öt éves működésének ideje alatt mintegy 210 millió forintos támogatást biztosított. Nehezen tudnám pontosan elmondani vagy meghatározni (még kevésbé megköszönni), hogy mekkora lökést és segítséget jelentett számomra a pályázat támogatása - vagy, hogy "mi lett volna" a projekt támogatása nélkül. Egy bizonyos, a pályázati támogatás lezárult idén júliusban, elkészült a zárójelentés, lesz még ősszel egy szóbeli záróbeszámoló, ami alapján a finanszírozó megbízásából a Lendület bírálók és egy a hazai kutatói közösség elismert kutatóiból álló grémium dönt a kutatócsoport szakmai eredményességéről. Bízom abban, hogy kiváló minősítést fogunk kapni.
Szomorúságra nincs ok, idén tavasszal sikerült elnyerni az ELKH Kutatócsoportok alakítására szóló pályázatának ötéves támogatását (évi 25 millió forint), illetve másfél héttel ezelőtt derült ki, hogy az eddigi eredményeink alapján méltónak bizonyultunk a NKFIH Élvonal Kutatói Kiválósági Program (évi 60+ millió forint) szintén ötéves támogatására. Ezzel az összes magyarországi nagy, egyéni teljesítmény alapján odaítélt kutatócsoporti támogatást sikerült elnyerni. Nagy öröm, de úgy gondolom még nagyobb felelősség. Bízom abban, hogy az új projektekben résztvevő igen kiváló kutatók és szakemberek támogatásával megvalósítjuk az ambíciózus kutatási projektjeinket, melyekről egy későbbi blogbejegyzéseimben fogok beszámolni. Aki szeretne továbbolvasni egy hosszabb beszámoló következik a most lezáruló Lendület csoport eredményeiről.
xxx VIGYÁZAT HOSSZÚ SZÖVEG JÖN, TOVÁBBOLVASNI CSAK SAJÁT FELELŐSSÉGRE xxx
Szakmai értelemben megpróbálom az alábbiakban összefoglalni a lezárult kutatócsoport legfontosabb eredményeit és teljesítményét.
Az öt éves támogatási időszakban, négy munkacsomagba rendezett nyolc vizsgálati kérdéshez kapcsolódó vizsgálatokkal terveztük annak megalapozását, hogyan járulhatnak hozzá a gyakorlati élőhely-rekonstrukciók során nyert eredmények az ökológiai elméletek teszteléséhez és finomításához, illetve hogyan támogathatjuk egy elméletközpontú élőhely-rekonstrukciós paradigma gyakorlati megalapozását. A vizsgálatainkban túlnyomóan gyepi élőlényközösségeket vizsgáltunk, azonban a kolonizációs, fajkészlet-szerveződési, illetve a közösségdinamikai folyamatokat és elméleteket, erdőssztyepp és egyéb fás vegetációban, valamint vízi élőlényközösségekben esetében is vizsgáltuk. A harmadik év végére célul tűztük ki a négy munkacsomagban vázolt kérdéskörök mentén végzett vizsgálatokon alapuló publikációk készítését, illetve nemzetközi együttműködések kiépítését. A pályázatban vállaltuk az első három évben a kutatási témakörökhöz kapcsolódóan 20 Q1-es, illetve 2 magasan jegyzett D1-es cikk készítését. Ezen célkitűzések teljesültek; a kutatócsoport-vezető szerzőségével a négy kutatási témakörben összesen 24 Q1-es publikáció született, ezek közül 15 cikk D1-es folyóiratokban jelent meg. (Ez utóbbiak közül 8 D1-es cikk, a kutatócsoport-vezető meghatározó szerzőségével készült). A hároméves beszámolót követő két évben a négy munkacsomaghoz kapcsolódó szintézis jellegű munkákat és a munkacsomagokhoz kapcsolódó publikációs tevékenységet, valamint a PADAPT adatbázis elkésztését és nyilvánossá tételét terveztük. Az ötéves munka a munkatervnek megfelelő módon és ütemezéssel zajlott és a kitűzött célokat teljesítette a kutatócsoport.
A vizsgált időszakban végzett tematikus kutatómunka előrehaladása és kiemelt publikációk
1. MUNKACSOMAG. Az első munkacsomagban szereplő kutatási kérdésekhez kapcsolódó elméletek főként a fajkészlet szerveződés alapvető folyamataira, illetve az ezekre hatást gyakorló környezeti tényezők vizsgálatára fókuszáltak (élőhely-specifikus fajkészlet, sötét és rejtett diverzitás és újszerű ökoszisztémák létrejötte, klímaváltozás indukálta közösségszintű változások). A munkacsomaghoz számos vizsgálat kapcsolódott, melyek a szárazföldi növényközösségek, a bevonatalkotó (bentikus) és lebegő életmódú (planktonikus) közösségek dinamikai folyamatainak vizsgálatával foglalkoztak.
1.1. Csereviszony a magterjedés és a magméret között. Az élőhely-restauráció sikerességét alapvetően meghatározzák a közösségekben zajló terjedési folyamatok. Az eredmények szerint negatív összefüggés van a vizsgált növényfajok magmérete és elterjedési területe között, tehát általánosságban minél nagyobb magjai vannak egy fajnak, annál szűkebb az elterjedési területe. A korábbi eredményekkel összhangban a magméret negatívan korrelált a talaj nedvességtartalmával és az élőhely fényellátottságával is. Az eredmények alapján a szélesebb elterjedésű fajok a jó vízellátottságú, árnyékolt, tápanyag-gazdag élőhelyekre jellemzőek, míg a száraz, napos, tápanyagszegény élőhelyek fajai jellemzően szűkebb elterjedésűek. Az eredmények megerősítik a korábbi feltételezést, miszerint a száraz, tápanyagszegény élőhelyek, mint például a száraz gyepek, valamint az ott élő fajok természetvédelmi szempontból értékesek és sérülékenyek, amit tovább fokoz az a tény, hogy a száraz élőhelyek fajainak magjai általában nagyobbak, így nehezebben terjednek, és feltételezhetően lassabban képesek elterjedési területüket a klímaváltozás vagy éppen az ember élőhely-átalakító tevékenysége miatt megváltozott környezeti körülményeknek megfelelően megváltoztatni (Sonkoly et al. 2017).
1.2. A sokféleség és a tömeges fajok egyaránt hatnak a biomassza produkcióra. A növényközösségek sokféleségének megváltozása jelentős hatást gyakorolhat a szervesanyag-termelésükre is. Egyes korábbi vizsgálatokban azt találták, hogy a biológiai sokféleség csökkenésével a növényközösségek szervesanyag-termelése is csökkent, míg más kísérletekben a szervesanyag-termelés mennyisége főleg a közösséget meghatározó, úgynevezett domináns fajok termelésétől függött. Eredményeikben rámutattak a fajok sokféleségének megőrzése kiemelt fontosságú a produkció szempontjából, azonban nem szabad alábecsülni a tömeges fajok meghatározó szerepét sem (Sonkoly et al. 2019).
1.3. Magbank és gyepek rezilienciája változó klímában. A gyepek spontán regenerációjának kulcseleme a talajban található propagulumkészlet. Bár számos vizsgálat foglalkozott eddig a talajban található magbank mennyiségi és minőségi összetételével, kevés olyan vizsgálat volt, amely a gyepi reziliencia és a klímaváltozás problémakörével egyaránt összekapcsolta ennek a vizsgálatát. A kutatócsoport munkatársai egy áttekintő tanulmányban foglalkoztak a magbank reziliencia és klímaváltozás kapcsolatában betöltött szerepével. Kimutatták, hogy a csapadék mennyiségének csökkenése, illetve a csapadék-eloszlás megváltozása jelentősebb hatást gyakorol a talajmagbank összetételére és a közösségek rezilienciájára, mint a hőmérséklet emelkedés. A hőmérséklet emelkedés és a csapadék mennyiségének csökkenése a spontán tüzek gyakoriságának növekedésével kedvezőtlenül befolyásolja a csíranövények megtelepedését és indukálja a magbank és a vegetáció jelentős átalakulását. Azok a stresszelt élőhelyek, amelyeket alapvetően kiszámíthatatlan változások jellemeztek, tartós magbank révén pufferelni képesek a klímaváltozás rövidtávú hatásait szemben azokkal az élőhelyekkel, amelyeket stabilabb környezeti feltételek jellemeztek (Kiss et al. 2018).
1.4. Komplex élőhelyi gradiensek megőrzése nem lehetséges statikus élőhelykonzervációval. A zárt lombkoronájú erdők és a fátlan sztyepp zóna közötti határvidéken erdős sztyeppet találunk, mint őshonos növényzetet. Ezek a területek tankönyvi példái a mozaikos növényzetnek, és fontos ökológiai jellemzőjük az erdős és gyepes foltok váltakozása. A kutatás eredménye szerint az erdősztyepp növényzetét nem szabad két különálló kategóriába (erdő és gyep) besorolni, mivel ez a két kategória fokozatos átmenetet képez egymás irányába, így a konzervációbiológiai beavatkozások során ezeknek a veszélyeztetett élőhelyeknek a megőrzésében fontos, hogy az erdőssztyepp növényzet komponenseit – az erdőt a gyepet és átmenetüket ne külön kezeljék (Erdős et al. 2020).
1.5. Új módszer gyepek biodiverzitásának helyreállítására. A mikroélőhely-limitáltság csökkentését a zárt gyeptakaró felnyitásával, a propagulum-limitáltság csökkentését pedig magkeverék vetéssel lehet elérni, erre szolgál a megtelepedési ablakok módszere. Eredményeink alapján a megtelepedési ablakok alkalmasak a mikroélőhely- és propagulum-limitáltság csökkentésére és ezáltal a gyepesített területek fajgazdagságának növelésére. A talaj-előkészítés alkalmas volt a vázfajok dominanciájának megtörésére, ezáltal csökkentette a mikroélőhely-limitáltságot. A nyílt talajfelszín jelenléte és a lecsökkent kompetíció jelentősen hozzájárult ahhoz, hogy a vetett diverz magkeverék fajai sikeresen meg tudtak telepedni az ablakokban. A változatos összetételnek köszönhetően a magkeverék alkalmazhatósága szélesebbé válik: több területen és eltérő környezeti viszonyok között alkalmazva is számíthatunk arra, hogy az egyes helyszíneken nagy bizonyossággal lesznek olyan fajok, amelyek képesek megtelepedni. A vetett fajok visszaszorították a talajbolygatást követően felnövő gyomokat, így az ablakok nem jelentenek gyomosodási gócpontot (Kiss et al. 2021).
1.6. Vízhasználat és szezonalitás kiemelt tényezők a kovaalga közösségek szerveződésében. A kiemelt természetvédelmi értékkel bíró Tisza-tó hazánk, s egyben a Kárpát-medence második legnagyobb állóvize. Rendkívül gazdag élővilág számára biztosít otthont, kulcsfontosságú szerepet játszik a Tisza-völgy vízgazdálkodásában, miközben a régió rekreációs igényeit is messzemenően kielégíti. A kutatás arra kereste a választ, hogy (i) megfigyelhető-e a vízhasználatra visszavezethető térbeli heterogenitás, vagy a szezonalitás játszik nagyobb szerepet a tározó bentikus kovaalga összetételének alakításában; valamint, hogy (ii) az egyes medencékre jellemző vízhasználatok milyen hatást gyakorolnak a kovaalga alapú vízminőségre és a diverzitásra. Feltételeztük, hogy (i) a térbeli heterogenitás jóval kifejezettebb lesz, mint a szezonális; továbbá, hogy (ii) gyengébb vízminőséget és alacsonyabb diverzitást fogunk tapasztalni azokban a medencékben, ahol nagyobb a különböző rekreációs tevékenységek intenzitása. A fitobenton közösség bár időbeli heterogenitást mutatott, vízhasználatra visszavezethető elkülönülést azonban nem tapasztaltunk. Kora nyáron a diverzitás szignifikánsan alacsonyabb értéket mutatott az antropogén hatásoknak inkább kitett medencékben, mint a többiben. Azonban késő nyáron a diverzitást inkább a tápanyagtartalom és a fényintenzitás befolyásolta, nem pedig a vízhasználat. A bentikus kovaalga alapú vízminőség pozitív korrelációt mutatott a rekreációs tevékenységek intenzitásával, és negatív összefüggést a védelem mértékével. Eredményeink azt igazolják, hogy megfelelően előkészített és kivitelezett vízgazdálkodási stratégia révén kiegyensúlyozott ökológiai-gazdasági egyensúly tartható fenn a mesterséges víztározók esetén. Ugyanakkor arra is felhívják a figyelmet, hogy a jelenlegi természetvédelmi stratégiák, melyek a mikroszkopikus élőlényeket figyelmen kívül hagyva a makroszkopikus csoportok élőhely-megőrzésére irányulnak, gondos felülvizsgálatot igényelnének (Kókai et al. 2019).
1.7. Bentikus bevonatalkotó közösségek és a klímaváltozás. A klímaváltozással együtt járó szélsőséges csapadékjárási viszonyok sok állandó vízellátottságú kisvízfolyás esetében alacsony vízállást vagy kiszáradást okozhatnak az év egy bizonyos időszakában. A vizsgálat feltételezte, hogy az őszi száraz időszak jelentős változásokat eredményez a bevonatalkotó közösségek összetételében és funkcionális diverzitásában. Az időszakos vízfolyások bentikus közösségeit a kisméretű generalista fajok és aerofil csoportok jellemezték, míg az állandó vizű vízfolyások esetében a nagyméretű planktikus vagy gyorsan mozgó csoportok voltak meghatározóak. A funkcionális diverzitás az időszakos vízfolyásokban alacsonyabb volt, mint az állandó vízfolyások esetében. A vizsgálat kimutatta, hogy a bentikus közösségek jó és érzékeny indikátorai a közösségek szerkezetében és működésében bekövetkező változásoknak (B-Béres et al. 2019).
1.8. Természetvédelem és bentikus kovaalga diverzitás. Annak ellenére, hogy a mikroszkopikus szervezetek kiemelt jelentőséggel bírnak a víztestek egészséges működésének biztosításában, a természetvédelmi intézkedések zömmel a makroszkopikus szervezetek megóvására irányulnak. Vizsgálatunk során a mikroszkopikus bevonatalkotó kovaalgaközösségek összetételének és funkcionális diverzitásának változását vizsgáltuk eltérő mértékű természetvédelmi oltalom által érintett víztestekben. Azt feltételeztük, hogy a természetvédelmi oltalom alatt álló víztestek sokkal változatosabb közösségeknek adnak otthont és jobb vízminőség jellemzi őket, mint az oltalom alatt nem állókat. Feltételeztük továbbá, hogy a növekvő mértékű hasznosítás negatív hatást gyakorol a fenti jellemzőkre. A védelem megléte a vízminőségre és a biodiverzitásra egyaránt nem gyakorolt semmilyen hatást, ugyanakkor a hasznosítás mértékének növekedése negatívan befolyásolta a közösség funkcionális sokféleségét. Bár korábbi vizsgálatok igazolták, hogy a funkcionális sokféleség hatékonyan pufferelheti a közösséget érő negatív degradáló hatásokat, azonban a jelenlegi védelmi stratégiák nem alkalmasak a mikroszkopikus közösség biodiverzitásának megőrzésére. (B-Béres et al. 2021)
1.9 Élőhelydegradálódás nyomonkövetése fajalapú indikátorokkal. Természetességi és emberi behatást (hemerobia) indikátorok olyan speciális fajalapú indikátorok melyek a fajok degradált élőhelyekhez, illetve degradációhoz való alkalmazkodásán alapulnak. Bár ezek az indikátorok nagyon hasznosak, nem szükségszerűen ugyanolyan módon és problémákra használhatóak. Vizsgálatainkban irodalmi áttekintést és adatelemzést kombinálva összehasonlítottunk többféle hemeróbia és természetesség indikátort annak érdekében, hogy megtudjuk milyen különbségek tapasztalhatók az egyes indikátorok használhatóságában, illetve arra is kíváncsiak voltunk, hogy az egyes indikátorok milyen ökológiai háttérfolyamatok jellemzésére alkalmasak. Azt találtuk, hogy a hemeróbia és természetesség indikátorok egymás inverzeiként hatékonyan megfeleltethetőek egymásnak és jól jellemzik a degradációval és emberi behatások mértékének növekedésével összefüggő folyamatokat. Fontos lenne a későbbiekben, hogy növekvő mértékben bevonják ezeket az indikátorokat az ökológiai állapotértékelés folyamatába. (Erdős et al. 2022).
2. MUNKACSOMAG. A második munkacsomag főleg a táji környezet terjedésre és megtelepedésre gyakorolt hatásaira fókuszál. Azt vizsgálja, hogy a fragmentálódás és az adott élőhelyet körülvevő táj működésbeli sokfélesége és az egyes élőhelyek egymáshoz viszonyított konfigurációja hogyan befolyásolja a terjedést és megtelepedést.
2.1. Tájléptékű és lokáli szűrők egyformán fontosak az élőhelyszigetek biodiverzitásának fenntartásában. A táji és lokális szűrők fontos szerepet töltenek be a metapopulációk génáramlásának biztosításában. A kutatás arra kereste a választ, hogy milyen hatást gyakorolnak a táji és élőhelyi szűrők a specialista és generalista fajok jellegeloszlására, fajgazdagságára és abundancia viszonyaira kisméretű élőhelyszigetek esetében. A specialista fajok abundanciáját a táji léptékű szűrők, míg fajgazdagságát az élőhelyi szűrők határozták meg. A táji léptékű szűrők a terjedési folyamatokon keresztül (magutánpótlás) szabályozták az abundanciát, míg a lokális élőhelyi szűrők a mikroélőhely limitáción keresztül a megtelepedő fajok számát befolyásolták (Deák et al. 2018).
2.2. Keskeny kaszálatlan sávok nem elegendőek az ízeltlábú biodiverzitás megőrzéséhez. A természetvédelmi területek gyepeinek egyik kezelési módszere a rendszeres kaszálás, mely jelentős biodiverzitást tart fenn, viszont az ízeltlábúak fajszámát és abundanciáját nagymértékben csökkentheti a nem megfelelő, nagy területekre kiterjedt és egy időben végzett kaszálás. Az eltérő kezelési módszerek között a gyepsávok meghagyása elősegíti az ízeltlábúak túlélését és újbóli szétterjedését. Eltérő méretű kaszálatlan sávok vizsgálatával tervezett kutatás kimutatta, hogy keskeny kaszálatlan sávok nem töltik be azt a biodiverzitás megőrző szerepet, amit létrehozásukkal megcéloztak. Szélesebb – azaz legalább 5-10 m széles kaszálatlan sávok szükségesek menedékhelyként a fajok többségének megőrzéséhez (Tölgyesi et al. 2018).
2.3. Töltésoldalak gyepjei menedéket nyújthatnak a természetes növényzet fontos elemeinek. A kutatás arra kereste a választ, hogy az árvízvédelmi töltések, mint másodlagos élőhelyek növényzetének diverzitása hogy tér el a környező táj természetes élőhelyeinek sokféleségétől. A sokféleség három fontos komponensét vizsgáltuk: a faji diverzitást, a funkcionális diverzitást, valamint a filogenetikai diverzitást. A kutatás eredményei rámutattak, hogy a másodlagos élőhelyeken nagyobb volt a növényzet fajdiverzitása, mint a természetes élőhelyeken, ennek oka azonban a generalista, gyom és inváziós fajok nagyobb fajgazdagsága volt. A másodlagos és természetes élőhelyek funkcionális diverzitása nem különbözött, viszont bizonyos növényi jellegek eloszlásában jelentős eltérést volt tapasztalható. A töltések gyepjében a növényfajok átlagosan hosszabb ideig virágoznak és nagyobb a biomassza produkciójuk, ami az ökoszisztéma szolgáltatások szempontjából is lényeges. A kutatócsoport fontos eredménye, hogy kimutatta, hogy bár a természetes élőhelyek nagyobb filogenetikai diverzitást őriznek, mint a töltésoldalak másodlagos élőhelyei, viszont a töltésoldalak mégis állandó menedéket nyújthatnak a gyepi és mocsári növényzet fontos elemeinek (Bátori et al. 2020).
2.4. Élőhelyszigetek szerepe a biodiverzitás megőrzésében védett területeken kívül. A kutatócsoport a vizsgálatban arra kereste a választ, hogy kurgánok, mint élőhelyszigetek vajon mennyire hatékonyan képesek megőrizni a gyepi biodiverzitást olyan esetekben, amikor nem védett, emberi hatásoknak erősen kitett tájakban helyezkednek el. A vizsgálatban összesen 138 kurgánon mérték fel a növények, hangyák, egyenesszárnyúak, poloskák és holyvák fajösszetételét. Eredményeik azt mutatják, hogy bár az intenzíven használt tájakban a halmokon található gyepi élőhelyek létét számos tényező fenyegeti (például nem megfelelő kezelés, inváziós fajok terjeszkedése) a gyepi vegetációval borított halmok mégis hatékonyan képesek fenntartani a természetvédelem számára fontos gyepi specialista fajok populációit (Deák et al. 2020).
2.5. Virágföldkereskedelem szerepe a magok hosszútávú terjesztésében. A nagy távolságokra történő terjedési események nagy jelentőségűek, mivel olyan nagyléptékű ökológiai folyamatokat befolyásolnak, mint például az invazív fajok terjedése, vagy a fajok elterjedési területének klímaváltozás miatti módosulása, viszont nagyon keveset tudunk ezen folyamatok gyakoriságáról és következményeiről. Az emberiség rengeteg növényfajt szándékosan terjeszt és termeszt, ami gyakran egyéb fajok véletlen terjesztésével is együtt jár. A dísznövények és termesztőközegek egyre növekvő globális kereskedelme nagy mennyiségben és nagy távolságokon terjeszthet járulékos növényfajokat, ennek ellenére ezt ökológiai szempontból szinte egyáltalán nem vizsgálták eddig. A virágföldek magtartalmában nagyfokú eltérés mutatkozott: a szarvasmarha trágyát tartalmazó virágföldekben lényegesen több faj és mag volt, mint a trágyát nem tartalmazókban. Az általunk vizsgált jelenség tehát a legelő állatállományok által végzett magterjesztés és a véletlenszerű, ember által közvetített terjedés közötti kölcsönhatásként értelmezhető, ami azt jelenti, hogy a legelő állatok táplálkozási preferenciája befolyásolja egy növényfaj ilyen módon történő terjedési képességét. Eredményeink szerint a cserepes virágföldekkel számos növényfaj nagy mennyiségű magját lehet nagy távolságokra terjeszteni (Sonkoly et al. 2022a).
2.6. Lecsapolócsatornák szerepe a biodiverzitás megőrzésében. A lecsapolócsatornák agrárterületek elterjedt tájképi elemei. Annak dacára, hogy a lecsapolások hozzájárultak a biodiverzitás tájléptékű csökkenéséhez jelentősen hozzájárulhatnak természetes gyepekre jellemző fajok menedékhelyként a biodiverzitás megőrzéséhez. Egy sok fajcsoportot érintő vizsgálatban arra kerestük a választ, hogy milyen mértékben járulnak hozzá a csatornák a biodiverzitás megőrzéséhez, mennyiben befolyásolja a táji környezet és a lokális faktorok interakciója a csatornák biodiverzitását, illetve, hogy lehetséges-es egy olyan fenntartási tervet készíteni, ami egyaránt kielégíti a gazdálkodói oldal és természetmegőrzés oldal igényeit. Kimutattuk, hogy azok a csatornák képesek nagyobb mértékben megőrizni túlnyomóan természetközeli gyepek fajkészletét melyek jelentős mikrotopográfiai sokféleséggel bírnak és kezelésük nem intenzív. A természetközeli gyepekké lassan átalakuló felhagyott csatornák hordozzák a legértékesebb élőlényközösségeket, azonban a mezőgazdasági hasznosítású csatornák is jelentős biodiverzitásmegőrző képességgel bírnak. Azonban a csatornák és jelentős szerepet töltenek be idegenhonos fajok terjedésében is. Míg a csatornák mérete csupán elhanyagolható szerepet játszik a biodiverzitás megőrzésében, addig a stressz mértékének növekedése jelentős biodiverzitás növelő szerepet tölthet be. Eredményeink jól mutatják, hogy a csatornák hasznos új ökoszisztémáknak tekinthetőek még abban az esetben is, ha gyepes élőhelyeket vágnak ketté. Azonban, ha csökkentjük az általuk elvezetett víz mennyiségét, kordában tartjuk és akadályozzuk az idegenhonos fajok megtelepedését és természetvédelmi szempontokat is figyelembe vevő kezelést alkalmazhatunk, akkor hasznos szerepet játszhatnak a táji léptékű biodiverzitásmegőrzésében (Tölgyesi et al. 2022a).
3. MUNKACSOMAG. A harmadik munkacsomagban a lokális biotikus és abiotikus faktorok, a zavarás (legeltetés) a megtelepedés által érintett közösségek produkciójára, fajkészletére és funkcionális jellemzőire gyakorolt hatását, valamint egyes kulcsfajok funkcionális jellemzőinek a megtelepedésében és a fajdiverzitás alakításában betöltött szerepét vizsgáljuk.
3.1. A legeltetés biodiverzitásra gyakorolt hatásai intenzitás-, legelőállat- és gyepfüggőek. A legeltetéses gyepkezelés az egyik legelterjedtebb gyephasznosítási mód, mely kiemelt természetvédelmi jelentőséggel is bír. Azonban kevés az olyan tervezett vizsgálat, ahol a legeltetés mindhárom fontos komponensére (legelő állatfajta, gyeptípus, illetve legelési intenzitás) tekintettel tudtak lenni. A kutatócsoport munkatársai a vizsgálatok során összefüggést kerestek a gyeptípusok, a gyepterületeken folytatott legeltetés intenzitása és a biológiai sokféleség között. Sikerült kimutatni, hogy a legelés intenzitásának a legelők biológiai sokféleségére gyakorolt hatása erőteljesen függ a vizsgált gyepek típusától. A vizsgált gyeptípusok közül a löszgyepek kiemelkedően változatosak mind a növényfajok, mind az általuk betöltött funkciók száma szempontjából. Az adatokat elemezve kiderült, hogy a löszgyepek reagáltak a legérzékenyebben a legelési intenzitás növekedésére; már kismértékű növekedés is jelentősen csökkentette a gyepekre jellemző biológiai sokféleséget, emiatt nagy körültekintést igényel a kezelésük tervezése. Ezen eredményeket közvetlenül fel lehet használni a fenntartható gyephasznosítás tervezése során, például amikor a nemzeti parkok szakemberei megtervezik egy-egy védett gyepterület rövid- vagy hosszútávú kezelését (Török et al. 2018a).
3.2. Ökoszisztéma mérnök fajok szerepe a növényzet diverzitásának alakításában. Az intenzív tájhasználat miatt a szárazgyepek csak kicsi, izolált foltokban, élőhely-szigetek formájában maradtak fenn Európában. A kutatás során a rókakotorékok és a táji izoláció hatásait vizsgáltuk a kunhalmokon található gyepi specialista és gyomfajok fajgazdagságára és borítására. A rókakotorékokon nőtt a magas tápanyagtartalmú talajokat indikáló fajok aránya, csökkent a növényzet borítása és az avar mennyisége. Az eredmények rámutattak, hogy a róka ökoszisztéma mérnökként jelentősen befolyásolja a kunhalmok növényzetének dinamikáját. A rókakotorékokon jellemző tápanyagtöbblet gyomosodáshoz vezet, de a szabad talajfelszínek nem csupán a gyomok, hanem a gyepi kísérőfajok megtelepedésének is kedveznek, ezáltal segítik e fajok fennmaradását az élőhelyszigeteken (Godó et al. 2018)
3.3. A rendszeres égetés az avareltávoltás mellett jelentősen csökkenti a biodiverzitást. A gyepek biodiverzitásának megőrzéséhez sok esetben szükséges valamilyen biomassza-eltávolítással járó beavatkozás; ezekkel a kezelésekkel eltávolítható a felhalmozódott avar, megakadályozható a cserjésedés, illetve a gyepi kísérőfajok számára megfelelő mikroélőhelyeket tudunk kialakítani. Európa-szerte számos kaszáló és legelő jellemző extenzív művelését sok térségben rendszeres égetésre cserélték fel. Kora tavasszal rendszeresen égetett és nem égetett lejtősztyeppek növényzetét hasonlítottuk össze. Kimutattuk, hogy bár a rendszeres égetéssel hatékonyan el lehet távolítani az avart és nő a gyepek élő biomassza produkciója, viszont természetvédelmi szempontból számos káros hatása volt a túl gyakori égetésnek. A rendszeresen égetett gyepekben csökkent a sztyeppei flóraelemek, valamint a gyepi specialista fajok aránya és nőtt a zavarástűrő- és gyomfajok biomasszája. A növényfajok diverzitása és virágzó hajtásszáma is csökkent a rendszeres égetés hatására. Az eredmények rámutattak, hogy a gyepek égetése csak akkor járhat természetvédelmi szempontból kedvező eredménnyel, ha átgondolt módon történik az égetés, és a tűz visszatérési frekvenciája kellő időt biztosít a vegetáció regenerációjára (Valkó et al. 2018).
3.4. Legelés által kiváltott facilitáció új nézőpontjai: mikroléptékű szegélyhatás és sűrűségfüggés. A gyepek megfelelő ökológiai állapotának fenntartása gyakran azért ütközik nehézségekbe, mert a működésükkel kapcsolatban számos lényegi információ nem áll rendelkezésünkre, holott ezek ismerete nélkülözhetetlen védelmük megalapozásához. Legeltetett gyepek esetén fontos ismernünk hogyan változnak a növényfajok közötti kölcsönhatások legelés hatására. Az állatok által nem kedvelt, gyakran nagytermetű fajok, amelyek legelés hiányában elszaporodhatnak, védő hatásuk miatt a legelőkön facilitátorrá válhatnak. A kutatások a Turjánvidék közepes intenzitással, marhával legeltetett rétsztyeppein az orvosi ziliz tömegességi gradiense mentén zajlottak. A fajgazdagság és a virágzási siker is egycsúcsú görbével volt leírható a növekvő ziliz-borítás mentén. Az eredmények az mutatták, hogy a legelő állatok által nem kedvelt fajok vegetációra gyakorolt hatása sokrétű; ezek a fajok alapvetően pozitív hatással vannak a gyepek vegetációjára, amíg egy borítási küszöbértéknél (a jelen vizsgálatban ez 30%-os borítás volt) alacsonyabb mennyiségben vannak jelen (Kelemen et al. 2019).
3.5. Földalatti sivatagokat hozhatnak létre a telepített faállományok. A kutatásban kiskunsági mintaterületeken vizsgáltuk a faállományok hatásait több léptékben: lokálisan a mikroklímára, a talaj tápanyagtartalmára és a feltalaj nedvességére, míg regionális szinten a mélyebb rétegek talajnedvességére gyakorolt hatásokat elemeztük. Eredményeink alapján látható, hogy a faültetvények jelentősen szárítják a homokterületek alsó talajrétegeit, így az érzékeny területeken, táji szinten is felgyorsíthatják a klímaváltozásból és tájhasználati változásokból következő elsivatagosodást. Mindezek miatt az erdőtelepítések ökológiai és környezeti hatásai jóval komplexebbek, mint sokan gondolnák: a száraz területeken az erdősítés sokszor táji szinten is szárazodáshoz vezethet (Tölgyesi et al. 2020)
3.6. Inváziós fajok csírázása: az avar és a talajba temetődés hatásai magméret-függőek. Az inváziós fajok világszintű terjedése miatt annak megértése, hogy milyen módon tudjuk visszaszorítani ezeket, kulcsfontosságú. Felhagyott szántók és korábbi intenzív művelésű területek az inváziós fajok megtelepedése által leginkább érintett területek. A volt szántóterületeken megtelepedő fajok gyakran akadályozzák az adott területen zajló spontán szukcessziót és a további megtelepedés gócpontjai lehetnek. A kísérlet eltérő vastagságú avar- és talajtakarás mellett összesen 11 faj csírázását és korai megtelepedését vizsgálta. Az eredmények azt mutatták, hogy az avar és talajtakarás hatásai jól magyarázhatóak voltak a magmérettel, azonban az irodalmi adatokkal megegyező trendek több faj esetében nem voltak érvényesek. A nagy magméretű parlagfű esetében a talajtakarás nagymértékben gátolta magjai csírázását, míg a kis magméretű csillagpázsit esetében a várakozással ellentétben a talajtakarás semmiféle gátló hatást nem fejtett ki. Az eredmények alapján látható, hogy a csírázás és megtelepedés sikerességében a magméret jelentős szerepet játszik, azonban a megtelepedési siker hasonló magméretű fajok esetében is igen eltérő lehet (Sonkoly et al. 2020)
3.7. A löszgyepek fajkészlete ellenálló a mérsékelt cserjésedéssel szemben. A szárazgyepi élőhelyek kezelésének felhagyása miatt sok helyen megindul a cserjék és fák térhódítása, ami sok értékes növényközösség fennmaradását veszélyeztetheti. A kutatócsoport vizsgálatai arra keresték a választ, hogy a fásszárú fajok megjelenése csökkenti-e, és ha igen akkor milyen mértékben a gyepek biológiai sokféleségét. Eredményeik igazolták, hogy a fásszárúak terjedése negatívan befolyásolta a gyepszint teljes gazdagságát és a száraz gyepekre jellemző fajok gazdagságát is. Emellett különbséget találtak az ősgyepek és a helyreállított gyepek gazdagsága között is. Ugyanakkor nagyon fontos megállapításuk volt az is, hogy a fajgazdag gyepek jól tűrik a fásszárúak mérsékelt térhódítását, fajkészletük jól megőrződik még magasabb, 50 százalékot meghaladó cserjeborítás mellett is. A cserjék enyhe és közepes térhódítása nem jelent akkora veszélyt a gyepek fajkészletére, mint egy nem megfelelő állatfajtával végzett legeltetés. Az eredmények ugyanakkor arra is rámutatnak, hogy gyepek helyreállítása azokon a helyszíneken, ahol kevés a fásszárú, könnyen kivitelezhető, pusztán a cserjék és a fák eltávolításával (Teleki et al. 2020)
3.8. Gyommagvak középtávon is jelentős mennyiségben vannak a gyepesített területek talajában. A fűmagkeverék vetését követő gyeprekonstrukció egy gyors, hatékony és széles körben elterjedt módszer. Az ily módon gyepesített területek növényzetében akár már a vetést követő második-harmadik évre az évelő füvek válnak uralkodóvá, és általában egy fajszegény és zárt növényzet alakul ki. A felszín feletti vegetáció fajszegény ugyan, viszont a magbank nem az: a gyepesített területek magkészlete még őrzi az egykori degradáció nyomait, számos gyomfaj nagy sűrűségű, hosszú távú magbankja jellemzi. Természetvédelmi szempontból ez azért lényeges, mert egy későbbi degradáció, bolygatás, nem megfelelő kezelés, vagy épp a kezelés elmaradása következtében a talajban található gyommagvak csírázási lehetőséghez juthatnak, ami a rekonstruált gyepek jelentős degradációjához vezet. A kutatócsoport eredményei alapján látszik, hogy a gyomok magbankja középtávon (12 év) is igen jelentős a rekonstruált gyepterületeken. Emiatt különösen fontos az ilyen területek folyamatos és hosszú távú kezelése, mert felhagyást követően a gyomfajok képesek aktiválódni a magbankból (Valkó et al. 2021).
3.9. Homoki prérifű (Sporobolus cryptandrus) inváziója homoki gyepekben. Ahhoz, hogy megértsük egy inváziós faj terjedésének okait és, hogy kiválaszthassuk a visszaszorítására legalkalmasabb módszereket nagyon fontos a faj ökológiai igényeinek és társulási képességeinek minél alaposabb feltárása. Munkánk során összegyűjtöttük a fajról rendelkezésre álló információkat és célzott kísérletekkel és terepi felmérésekkel tisztáztuk az elterjedésének körülményeit, terjedési és megtelepedési sajátságait. A vizsgálatok fényt derítettek arra, hogy a faj egy „rejtett” invázió során számos homokterületen megtelepedett már hazánkban és a Kiskunság egyes részein több hektár kiterjedésű homogén foltokat alkot. A faj bolygatott homoki gyepekben és felhagyott szántókon könnyen megtelepedve természetközeli állapotú homoki gyepeket is veszélyezteti. A faj növekvő borítása mellett az őshonos fajok fajszáma és borítása drasztikusan csökkenő tendenciát mutatott. A faj jelentős sűrűségű talajmagbankot képez, azonban a csírázását és megtelepedését a talaj és avartakarás hatékonyan csökkenti. A vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a faj egy élőhely-átalakító inváziós faj, mely komoly veszélyt jelent nemcsak a közép-európai homoki gyepekre, hanem a sztyepp és erdősszytepp zóna más típusú gyepjeire is (Török et al. 2021).
3.10. Homoki prérifű hatása a vegetációra őshonos és elözönlött élőhelyeken. Vizsgálatainkban homoki prérifű eltérő abundanciájú őshonos (Észak-Amerika) és inváziós (Kiskunság) állományait vizsgáltuk és arra voltunk kíváncsiak, hogy tapasztalhatóak-e eltérések az őshonos és elözönlött vegetáció diverzitására és funkcionális összetételére gyakorolt hatásaiban. A növekvő prérifű borítás az őshonos és elözönlött állományokban egyaránt a fajszám és a funkcionális sokféleség csökkenésével járt, azonban az elözönlött állományokban ez a hatás sokkal kifejezettebb volt. Számos vizsgált növényi jelleg esetében eltérő változást találtunk az őshonos és az elözönlött állományok esetében. A vizsgálatok megerősítették, hogy a prérifű terjedése az érintett közösségek tartós működésbeli átalakulásához vezethet, és a biomassza produkció és forráshasznosítás jelentős mértékű megváltozását eredményezi (Hábenczyus et al. 2022).
4. MUNKACSOMAG. A negyedik munkacsomagban a közösségek időbeli változását meghatározó folyamatok a közösségszerveződési mechanizmusokra és a fajkészletre gyakorolt hatásait vizsgáljuk. A terresztris növényközösségek mellett több, a vizes élőhelyek diverzitásában kulcsfontosságú bevonatalkotó közösség vizsgálatát is elvégeztük.
4.1. Másodlagos növényzetfejlődés új megvilágításban. A másodlagos növényzetfejlődést a növényi jellegek vizsgálatán keresztül új megvilágításban lehet elemezni. Vizsgálatainkban kimutattuk, hogy a fajkészlet-szerveződés neutrális elmélete és az úgynevezett jellegalapú szűrő elmélet egyaránt szerepet játszik a közösségek fajkészletének változása során. Míg a vegetációfejlődés kezdeti szakaszában a neutrális elmélettel összhangban főleg a sztochasztikus folyamatok a meghatározóak, a későbbi vegetációfejlődési folyamatok sok növényi jelleg esetében a szűrőelmélet megállapításait támasztják alá. Az eredmények alapján jól látható az is, hogy a helyi fajkészlet kialakításában a terjedési folyamatok mellett a környezeti (abiotikus) és a növényközösségbeli (biotikus) szűrőfolyamatok egyaránt meghatározó szerepet játszanak, és együttes hatásuk nyomán alternatív szukcessziós utak kialakulása valószínűsíthető (Török et al. 2018).
4.2. Új összetett jellegindikátorok a bentikus kovaalgák szukcessziójának nyomon követésére. Egy adott morfológiai vagy funkcionális jellegen alapuló elemzések alkalmasak lehetnek olyan indikátor fajok vagy fajcsoportok kiválasztásában, amelyek egy vagy néhány környezeti változóval szemben érzékenyek, azonban a kisléptékben finomabb tér- és időskálán zajló spontán szukcesszió folyamatának értékeléshez túlzottan robosztusak. Az egyedi jellegek kombinálása révén azonban létre lehet hozni olyan több jellegen alapuló funkcionális csoportokat, melyek változása jól magyarázza a fajösszetételben bekövetkező változásokat is. A vizsgálat összevetette egyedi jellegeken és kombinált jellegeken alapuló funkcionális csoportosításokat feltételezve azt, hogy a több jellegen alapuló csoportok jobban jellemzik a szukcesszionális változásokat. Annak ellenére, hogy számos vizsgált egyedi jelleg jól korrelált egyes környezeti változókkal, a kombinált morfológiai és funkcionális jellegeken alapuló elemzések realisztikusabban írták le a közösségben zajló változásokat, így ezek használata célszerű a közösségek szerkezeti és működésbeli állapotváltozásának nyomon követésében (Lukács et al. 2018).
4.3. Magbank szerepe a spontán szukcesszión alapuló passzív élőhely-rekonstrukciókban. A spontán szukcesszió igen költséghatékony megoldást jelent a gyeprekonstrukciókban a technikai módszerekkel összehasonlítva, azonban a hatékonysága erősen függhet attól, hogy az adott rekonstrukcióra kijelölt terület milyen táji környezetben helyezkedik el, illetve milyen propagulum-források állnak rendelkezésre. Homoki gyepek és felhagyott szántóterületek vegetációjának és magbankjának tanulmányozásán keresztül a vizsgálat arra kereste a választ, hogy egy esetleges rekonstrukciós beavatkozás során milyen mértékben lehet támaszkodni a talajban található propagulum-készletre. A magbank igen sporadikus volt a nyílt referencia gyepekben, míg jelentősebb higrofiton magbank volt megfigyelhető a mélyebben fekvő zárt gyepekben. Összességében elmondható, hogy a talajmagbank csak korlátozott mértékben szolgálhat propagulum-forrásként a rekonstrukció során meszes homoki gyepekben, így a sikeres visszatelepülés kulcsa a fajok térbeli magterjedése lehet (Török et al. 2018).
4.2. A funkcionális diverzitás hamarabb helyreállítható, mint a fajdiverzitás. A mérsékelt övi gyepterületek helyreállítása fél évszázadot, sőt egyes szerzők szerint akár több évszázadot is igényelhet. Ennek a folyamatnak a lassúságát a korlátozott terjedőképességgel szokták magyarázni. A vizsgálatokban fűmagkeverékekkel vetett gyepek, felhagyott lucernások és spontán módon regenerálódó gyepek növényzetét hasonlították össze a tájban jellemző ősi gyepfoltokkal. A kutatócsoport vizsgálatai rámutattak, hogy spontán regenerálódó gyepek a működésbeli sokféleség (funkcionális diverzitás) szempontjából teljesen helyreálltak, azaz megtalálhatóak bennük ugyanolyan felépítésű, anyagcseréjű és szaporodási jellegeket mutató fajok, mint az ősgyepekben. Üres helyek, azaz üres funkcionális ökológiai fülkék (niche-ek) így már nem állnak rendelkezésre, az élőhely nyújtotta forráskészletet maximálisan ki tudják használni a gyepet alkotó fajok. Mindez azt jelenti, hogy a spontán gyepekben a helyreállás során létrejött egy telítődött állapot (megtelepedési limitáltság), mely megnehezíti további új fajok betelepülését, legyenek azok jó vagy rossz terjedő-képességűek. Számos olyan módszer létezik, mellyel mérsékelhető az úgynevezett megtelepedési limitáltság, viszont többnyire olyan helyeken alkalmazzák őket, ahol látványos, külső okokra visszavezethető a megtelepedési limitáltság – például ahol egy-egy őshonos vagy idegenhonos, jó versenyképességű faj dominánssá vált. Az eredményekre támaszkodva e módszerek rutinszerű alkalmazását javasolják a kutatók minden olyan regenerálódó gyepen, ahol a célközösség igen fajgazdag (Tögyesi et al. 2019).
4.3. A reproduktív jellegeloszlás gyorsabbam helyreáll, mint a vegetatív. Spontán szukcesszió folyamatainak megértésében kulcsfontosságú a fajdinamikai folyamatok mellett annak megértése, hogy egyes vegetatív és reproduktív jellegek eloszlása milyen mértékben változik a folyamat során. Homoki gyepek vizsgálata kimutatta, hogy felhagyott szántóterületeken kialakuló vegetáció reproduktív jellegeloszlása gyorsabban válik hasonlóvá a referencia állapothoz a spontán szukcesszió során, mint a vegetatív jellegek eloszlása. Ennek valószínű magyarázata az lehet, hogy míg a reproduktív, megporzással, terjedéssel és korai megtelepedéssel összefüggő jellegek a szukcesszió kezdeti szakaszában is igen fontosak, a vegetatív jellegek szerepe a későbbi fázisokban válik hangsúlyossá. Ezen felül a két jellegcsoport eltérő térléptékben működik, a vegetatív jellegek szerepe finomabb térskálán jelentősebb. Az eredmények rámutattak, hogy a szukcessziós folyamatok hosszútávú értékelése során a reproduktív jellegekkel szemben a vegetatív jellegek hangsúlyosabb vizsgálata célszerű (Fantinato et al. 2019).
4.4. A gyepkezelés felülírja az alkalmazott helyreállítási módszer hatásait. Míg az egyes restaurációs technikák a gyepesedés folyamatára gyakorolt hatását számos gyeptípus esetén vizsgálták, addig a restaurációs beavatkozásokat követő fenntartó kezelések szerepével jóval kevesebb vizsgálat foglalkozott. A gyepkezelési technikák jelentősége a restauráció során abban áll, hogy igyekeznek pótolni a természetes zavarási rendszereket és a biomassza eltávolítás mellett megtelepedési ablakokat nyithatnak a vegetációban. Vélhetően rendszeres gyepkezelés hiányában a kitűzött restaurációs célok sem lennének megvalósíthatóak, illetve a restauráció során nyert eredmények fenntarthatóak. A vizsgálatunkban arra kerestük a választ, hogy mintegy 20 éves időtartamban zajló kaszálás, alacsony intenzitású legeltetés milyen módon hat eltérő restaurációs beavatkozások (magvetés, magvetés melynél lucernavetést is alkalmaznak, illetve spontán szukcesszió) sikerességére. Vizsgálataink rámutattak, hogy a megfelelően megválasztott kezelési módszer hatása összemérhető volt a választott gyepesítési módszer hatásaival. Ez azt jelenti, hogy a helyreállítás tervezése során a gyepkezelési módszerválasztás legalább olyan súllyal kellene figyelembe venni, mint a gyepesítési technikát. Mindazonáltal eredményeink arra is rámutatnak, hogy míg a kezdeti helyreállítási sikeresség különösen olyan helyeken, ahol az inváziós fajok megtelepedése valószínűsíthető nagyban függ a helyesen megválasztott helyreállítási módszertől, addig az eredmények fenntarthatóság inkább a választott kezelés függvénye (Tölgyesi et al. 2022).
4.5. A közösségi szintű megporzási interakciók mintázatai forrásfüggők. Nagyon fontos, közösségi ökológiai jelentőségű kérdés, hogyan hat a nektár és pollenforrások mennyisége és elérhetősége a megporzó közösségek összetételére és diverzitására. Az eddigi vizsgálatok faji szintű összefüggésekre vonatkoztak, ezzel szemben a vizsgálatunk a közösségi szintű összefüggések feltárására irányul. A pollinációs interakciók feltárásához a megporzási források három típusának (virágok száma, a pollen és a nektár mennyisége) elérhetőségét számszerűsítettük. Szemben az eddigiekben tappasztalt összefüggésekkel azt találtuk, hogy a közösségi szintű viráglátogatás és a megporzási hálózatok robusztusságának mértéke a megporzási források elérhetőségének függvényében egy egycsúcsúgörbe mentén változott, azaz a közepes mennyiségű nektár mellett mutatták a legmagasabb értékeket. Eredményeink rámutattak, hogy a szélesebb körben elfogadott virágszám mellett más megporzási források bevonása a vizsgálatokba valósabb képet ad a megporzási hálózatokról (Fantinato et al. 2021).
A kutatócsoport a szakterület kiemelkedő lapjaiban szervezett szakmai különszámokat:
Elérhető: https://onlinelibrary.wiley.com/toc/1526100x/2018/26/S2
Elérhető: https://www.sciencedirect.com/journal/flora/special-issue/10T5VF92JBK
2020-ban, a Journal of Vegetation Science hasábjain megjelent egy szakmai különszám, Török Péter, James M. Bullock, Borja Jiménez-Alfaro, és Sonkoly Judit vendégszerkesztésével, mely 17 szakcikkben foglalta össze a növényi terjedéssel és megtelepedéssel kapcsolatos legújabb kutatások eredményeit.
Elérhető: https://onlinelibrary.wiley.com/toc/16541103/2020/31/6
Elérhető: https://onlinelibrary.wiley.com/toc/1526100x/2021/29/S1
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése