Kutatócsoport 3 éves időszaki jelentés. Időszak:

Átírás

1 Kutatócsoport 3 éves időszaki jelentés Időszak: Kutatócsoport neve: Funkcionális Társulásökológia Kutatócsoport Kutatócsoport vezető: Bartha Sándor tud.tanácsadó Kutatócsoport tagjai: Fóti Szilvia, tudományos munkatárs, félállásban (2012. december 6-tól június 30-ig fizetés nélküli szabadságon volt, áprilisától kilépett) Házi Judit, tudományos munkatárs, félállásban (2012. decemberétől december 31-ig) Horváth András, tudományos munkatárs, félállásban Juhász Melinda, tudományos segédmunkatárs (2013. augusztus 31-ig) Komoly Cecília, tudományos segédmunkatárs (2014. augusztus 31-ig), biológus mérnök (2014. szeptember 1-től december 31-ig) Zimmermann Zita, tudományos segédmunkatárs (2013. szeptember 1-től) Csathó András István, tudományos segédmunkatárs (2014. január 1-től december 31-ig) ) Szabó Gábor, tudományos segédmunkatárs (2014. szeptember 1-től) Mojzes Andrea, tudományos munkatárs félállásban (2015. május 1-től) december 31-ig) ) Kutatócsoporthoz közvetlenül kapcsolódó TDK és PhD munkák: Tsvetelina Terziiska, PhD hallgató (Insitute of Biodiversity and Ecosystem Research, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia, Bulgaria, Témavezető: Bartha Sándor, másik témavezető: Iva Apostolova) 2013-ban kezdett, témaköre: mikrocönológia, társulásszerveződés Szépligeti Mátyás, Őrségi Nemzeti Park Igazgatóság (botanikai felügyelői munkakör), levelezős PhD hallgató (témavezető: Bartha Sándor, másik témavezető: Bartha Dénes), Nyugat-magyarországi Egyetem, Roth Gyula Erdészeti és Vadgazdálkodási Tudományok Doktori Iskola, Természetvédelem program, végszigorlat előtt, disszertáció folyamatban, témakör: A magas aranyvessző terjedésének cönológiai és mikrocönológiai vizsgálata, az inváziós faj visszaszorítását célzó kezelési módszerek összehasonlítása) Szabó Gábor, MSc. Pannon Egyetem Georgikon Kar, természetvédelmi mérnök (levelezős hallgatóként, témavezető: Bartha S. tanszéki konzulens: dr. Bódis Judit), MSc értekezés: A nyugati földikutya [Nannospalax (superspecies leucodon)] túrásainak hatása a tompapusztai löszgyep vegetációjára. Sikerrel védett (jeles, 2014-ben) Kun Róbert BSc., SZIE, Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, (TDK külső témavezetők: Bartha Sándor és Szépligeti Mátyás; belső témavezető:

2 Malatinszky Ákos), TDK dolgozat: Eltérő módon kaszált mocsárrétek társulásszerkezet különbségei az Őrségben, 2014 egyetemi TDK (a TDK dolgozat, ill. előadás az alábbi díjakat nyerte el: SzIE MKK TDK (2014) Természetvédelmi növénytan szekciója: I. helyezés, A Szent István Egyetem Doktori és Habilitációs tanácsának különdíja, Prezentációs különdíj, Rektori díj ("egyetem első" TDK dolgozat 2014-ben)) A kutatócsoport pályázatai 1, - cím: European gradients of resilience in the face of climate extremes, SIGNAL (pályázat száma: BiodivERsA , vezető kutató: Anke Jentsch - Bartha Sándor magyar helyi témavezető) - Kut.csoporton belüli résztvevők: Házi Judit, Komoly Cecília, Juhász Melinda, Szabó Gábor, Mojzes Andrea, Zimmermann Zita, Fóti Szilvia - típus: EU BiodivERsA Research Project - Futamidő (év, hónap) pályázat időtartama (hónap): 48 - pénznem: EURO - pályázat teljes összege: Euro (funding request), (az egyes intézeti hozzájárulásokat, önrészeket is beszámitva) ebből az ÖK-ra hutó rész (nettó): Euro. 2, - cím: Diversity, regulation and reliability fine-scale functional organization in vegetation (OTKA K témavezető: Bartha Sándor) - Kut.csoporton belüli résztvevők: Csathó András István, Komoly Cecília, Juhász Melinda, Szabó Gábor, Zimmermann Zita, Fóti Szilvia - típus: OTKA - futamideje: pályázat időtartama (hónap): 60 - pénznem: Forint - pályázat teljes (és egyben ÖK-ra jutó) összege: 29,407 eft 3, - cím: Invazív növényfajok elterjedésének és az élőhelyvesztés folyamatának modellezése a tájvédelem támogatása céljából (TÉT_10_ , magyar-szlovén együttműködés, magyar témavezető:bartha Sándor, szlovén témavezető: Andraz Carni) - Kut.csoporton belüli résztvevők: Házi Judit, Komoly Cecília, Juhász Melinda (Somodi Imelda pályázata volt, kérésére átvettük, amikor gyermeke született) - típus: TÉT - pályázat futamideje: pályázat időtartama (hónap): 12 (lezártuk, a zárójelentést elfogadták) - pénznem: Ft - pályázat teljes hazai (és egyben az ÖK-ra jutó) összege: 760 eft 4, - cím: Fine-scale functional organization in vegetation along ecological gradients and due to changing grassland management (magyar-szlovén együttműködés, magyar témavezető: Bartha Sándor, szlovén témavezető: Andraz Carni) - Kut.csoporton belüli résztvevők: Házi Judit, Komoly Cecília, Juhász Melinda, Szabó Gábor, Zimmermann Zita,, Fóti Szilvia - típus: MTA Kétoldalú Mobilitási Pályázat, MTA Titkárság, Nemzetközi Kapcsolatok Főosztálya - pályázat futamideje: pályázat időtartama (hónap) 36 - pályázat teljes hazai (egyben az ÖK-ra jutó) összege: kb eft (pontos összeg csak valószínű, az MTA, évente tájékoztat a megítélt összegről)

3 A kutatócsoport 5 legfontosabb publikációja 1. Wellstein, C., Chelli, S., Campetella, G., Bartha, S., Galie, M., Spada, F. & Canullo, R Intraspecific phenotypic variability of plant functional traits in contrasting mountain grasslands habitats. Biodiversity and Conservation 22: (IF: 2.065) 2. Fóti, Sz., Balogh, J., Nagy, Z., Herbst, M., Pintér, K., Péli, E., Koncz, P. & Bartha. S Soil moisture induced changes on fine-scale spatial pattern of soil respiration in a semi-arid sandy grassland. Geoderma 213: (IF: 2.509) 3. Bartha, S., Szentes, Sz., Horváth, A., Házi, J., Zimmermann, Z., Molnár, Cs., Dancza, I., Margóczi, K., Pál, R.W., Purger, D., Schmidt, D., Óvári, M., Komoly, C., Sutyinszki, Zs., Szabó, G., Csathó, A.I., Juhász, M., Penksza, K. & Molnár, Zs Impact of midsuccessional dominant species on the diversity and progress of succession in regenerating temperate grasslands. Applied Vegetation Science 17: (IF: 2.416) 4. Wellstein, C., Campetella, G., Spada, F., Chelli, S., Mucina, L., Canullo, R. & Bartha, S Context-dependent assembly rules and the role of dominating grasses in semi-natural abandoned sub-mediterranean grasslands. Agriculture, Ecosystems and Environment 182: (IF: 3.203) 5. Fraser LH, Pither J, Jentsch A, Sternberg M, Zobel M, Askarizadeh D, Bartha S, Beierkuhnlein C, Bennett JA, Bittel A, Boldgiv B, Boldrini II, Bork E, Brown L, Cabido M, Cahill J, Carlyle CN, Campetella G, Chelli S, Cohen O, Csergo AM, Diaz S, Enrico L, Ensing D, Fidelis A, Fridley JD, Foster B, Garris H, Goheen JR, Henry HAL, Hohn M, Jouri MH, Klironomos J, Koorem K, Lawrence-Lodge R, Long RJ, Manning P, Mitchell R, Moora M, Muller SC, Nabinger C, Naseri K, Overbeck GE, Palmer TM, Parsons S, Pesek M, Pillar VD, Pringle RM, Roccaforte K, Schmidt A, Shang ZH, Stahlmann R, Stotz GC, Sugiyama S, Szentes S, Thompson D, Tungalag R, Undrakhbold S, van Rooyen M, Wellstein C, Wilson JB, Zupo T Worldwide evidence of a unimodal relationship between productivity and plant species richness Science 349:(6245) pp A kutatócsoport publikációinak száma: Cikk impakt faktoros újságban: 7 Egyéb cikk: 11 Könyv: - Könyvfejezet: 3 DSc dolgozat: - PhD dolgozat: - MSc dolgozat 1 TDK dolgozat: 1 A kutatócsoport fő kutatási tevékenysége A kutatócsoportunk munkái a funkcionális ökológia és a társulásökológia határterületébe tartoznak. A biológiai sokféleség és az ökológiai rendszerek működésének kapcsolatán belül egy speciális problémájával az ökológiai rendszerek megbízhatóságával foglalkozunk. Egy ökológiai rendszer akkor megbízható, ha működése adott határok között marad és a környezeti tényezők fluktuációi ill. külső zavarások ellenére is fenntartja állapotát, működését, szolgáltatásait. A megbízhatóság vizsgálata különösen aktuális napjainkban, amikor a klíma és a tájhasználati változások, valamint az inváziós fajok hatására az ökológiai

4 rendszerek korábban nem tapasztalt környezeti szélsőségekkel találkoznak. Hipotézisünk szerint a legnagyobb megbízhatóság a térben jól szervezett és finom térléptékben nagy szerkezeti komplexitást mutató társulásokban várható. Munkánk során különböző típusú és a közelmúltban különbözően kezelt hazai gyepeket és parlagokat vizsgálunk (nedves réteket, lösz-, és homoki sztyeppréteket valamint nyílt homoki gyeptársulásokat). Egy nemzetközi pályázat keretében kísérletesen vizsgáljuk a gyepek aszállyal és inváziós fajokkal szembeni rezisztenciáját. A megbízhatóságot a működés (pl. a termelődő zöld növényi anyag vagy a talajlégzés) és a diverzitás (geostatisztikai és információelméleti eszközökkel leírt) nagyfelbontású térbeli és időbeli mintázataival jellemezzük. A kutatócsoportunk alapkutatási feladatai mellett az agrár-környezetvédelmi programokhoz és a Natura 2000 területek természetvédelmi célú kezeléséhez kapcsolódó vegetációmonitorozást megalapozó módszerek kidolgozásával is foglalkozik. Olyan indikátorokat kívánunk fejleszteni, amelyekkel a működés megbízhatóságának a csökkenése (az ökoszisztéma funkciók sérülése), és ezzel az ökológiai szolgáltatásokat veszélyeztető jelenségek már korai stádiumban kimutathatók lesznek. A kutatócsoport fő eredményei: (A tételmondatokra vonatkozó publikációkat számok és lejjebb egy lista jelöli): A, Domináns fajok biológiai szűrő szerepe a társulások szerveződése során (publikáció: 1) A parlagokon regenerálódó növénytársulások domináns fajai változatos módon befolyásolják a többi faj megtelepedést. Egy országos kiterjedésű parlagszukcessziós felmérésben nyolc olyan fajt azonosítottunk, amelyek gyakran előfordulnak és csökkentik a regenerálódó társulások diverzitását. A legerősebb gátló hatást az őshonos, és a természetes társulásokban alárendelt helyzetű Bothriochloa ischaemum esetében tapasztaltuk. Eredményeink felhívják arra a figyelmet, hogy a klíma- és tájhasználat változások hatására nem csak idegenhonos, hanem őshonos fajok is káros hatással lehetnek az ökológiai rendszerek sokféleségére és az ökológiai szolgáltatásokra. B, Növénytársulások működése fínom térléptékben (publikáció: 2) Nagyfelbontású, gyors, ugyanakkor pontos módszert dolgoztunk ki gyepek fiziológiai és cönológiai állapotának együttes jellemzésére. Megállapítottuk, hogy az állományszintű stressz-folyamatok során a társulásfunkciók (pl. a talajlégzés) koordináltsága csökken, térbeli heterogenitásuk és annak jellemző térléptéke (a társulás funkcionális karakterisztikus areája) pedig növekszik. C, A mikrocönológiai koordináltság jellemző transzformációi (publikáció: 3) Az állományok belső szervezettségét és koordináltságát a (fajkombinációs)diverzitás állományon belüli szóródásával (CV%) jellemeztük. Eredményeink szerint a cönológiai koordináltság állományon belüli változása (jelen esetben csökkenése) egyszerűen mérhető és jó indikátora az inváziós fajok okozta cönológiai változásoknak vagy a helytelen gazdálkodás okozta degradációs folyamatoknak. D, Társulási szabályok kontextus függése (publikáció: 6) A funkcionális diverzitás (FD) társuláson belüli szervezettségének térbeli variációját vizsgáltuk (23 fajjal és 17 növényi tulajdonsággal dolgozva) déli és északi kitettségű sziklagyepekben. A talált összefüggések változtak a kitettség és a domináns faj jelenlétének a függvényében. Eredményeink egy része Grime hipotézisét támasztja alá, aki az FD konvergencia esetét a domináns faj biotikus szűrő hatásával magyarázta. Esetünkben a domináns Sesleria nitida términtázata valamint a mikro-zavarások nyomán meginduló mikro-szukcessziók términtázata határozta meg a gyep funkcionális szerveződését. E, A növényi tulajdonságok fajokon belüli változatossága (publikáció: 5)

5 Egy nemzetközi kollaboráció keretében növényi tulajdonságok fajon belüli változatosságát vizsgáltuk sziklagyepekben négy tesztfaj esetében, hasonlóan részletesen mért környezeti háttértényezők (fény, talajnedvesség, talajhőmérséklet, a talaj fontosabb fizikai és kémiai paraméterei) függvényében. Megállapítottuk, hogy a növényi tulajdonságok közül egyesek (SLA, LDMC) az egyedek szintjén erősen szabályozottak, míg mások (egyes klonális morfológiai tulajdonságok) finom térléptékben is erősen változatosak és plasztikusan válaszolnak a finom térléptékű környezeti heterogenitásra. F, Kisemlősök hatása a gyepek diverzitására (publikációk: 4, 7) Négyéves mikrocönonológiai monitorozás eredményei alapján megállapíthatjuk, hogy a földikutyák túrásai (bolygatásai) hozzájárulhatnak a nagy természetvédelmi értéket képviselő felhagyott legelők (esetünkben a tompapusztai löszgyep) állapotának megőrzéséhez. A földikutya által frissen zavart, korai mikroszukcessziós stádiumban lévő foltok aránya jelentős, a vizsgált terület mintegy 25%-ára terjed ki. A zavart foltok térbeli elhelyezkedése a négy éves vizsgálat során alig változott, de a foltokon belül változatos sebességű és irányú mikroszukcessziós folyamatok zajlanak, melyek során a diverzitás és a térbeli függőség eleinte növekszik, majd a fűavar felszaporodásával csökken. G, A produkció és a fajszám közötti összefüggés egy globális vizsgálatban (publikáció: 8) A növényi produkció és a fajgazdagság közötti unimodális (maximum görbét leíró) összefüggést a közelmúltban egy globális összehasonlító vizsgálat alapján Peter Adler és munkatársai megkérdőjelezték. Munkacsoportunk bekapcsolódott egy hasonló (6 kontinens, 19 országából 62 kutató részvételével folytatott) vizsgálatba, ahol megállapítottuk, hogy az unimodális összefüggés csak akkor teljesül, ha a mérés a produkció eléggé széles tartományában készül. Eredményeink megerősítették azt a feltevést is, hogy az ökoszisztéma produkció mellett számos más tényező is felelős lehet diverzitás kialakításáért. A bemutatott eredményekhez tartozó referenciák: 1. Bartha, S., Szentes, Sz., Horváth, A., Házi, J., Zimmermann, Z., Molnár, Cs., Dancza, I., Margóczi, K., Pál, R.W., Purger, D., Schmidt, D., Óvári, M., Komoly, C., Sutyinszki, Zs., Szabó, G., Csathó, A.I., Juhász, M., Penksza, K. & Molnár, Zs Impact of midsuccessional dominant species on the diversity and progress of succession in regenerating temperate grasslands. Applied Vegetation Science 17: Fóti, Sz., Balogh, J., Nagy, Z., Herbst, M., Pintér, K., Péli, E., Koncz, P. & Bartha. S Soil moisture induced changes on fine-scale spatial pattern of soil respiration in a semi-arid sandy grassland. Geoderma 213: Kun Róbert, Szépligeti Mátyás, Malatinszky Ákos, Virágh Klára, Szentirmai István, Bartha Sándor Egy inváziós faj, a Solidago gigantea Aiton által kolonizált mocsárrétek diverzitása és Fajkompozíciós koordináltsága. Botanikai Közlemények 101(1-2): Szabó G, Zimmermann Z, Csathó A I, Szentes Sz, Virágh K, Bartha S A magyar földikutya [Nannospalax (leucodon) hungaricus] jelenlétének hatása a KMNP Tompapusztai löszgyep (Külső-gulya) finomléptékű szerkezetére. Crisicum 8: Wellstein, C., Chelli, S., Campetella, G., Bartha, S., Galie, M., Spada, F. & Canullo, R Intraspecific phenotypic variability of plant functional traits in contrasting mountain grasslands habitats. Biodiversity and Conservation 22: Wellstein, C., Campetella, G., Spada, F., Chelli, S., Mucina, L., Canullo, R. & Bartha, S Contextdependent assembly rules and the role of dominating grasses in semi-natural abandoned sub- Mediterranean grasslands. Agriculture, Ecosystems and Environment 182: Zita Zimmermann, Gábor Szabó, András István Csathó, Judit Sallainé Kapocsi, Szilárd Szentes, Melinda Juhász, Judit Házi, Cecília Komoly, Klára Virágh, Zsuzsanna Harkányiné Székely, Zsuzsanna Sutyinszki, Sándor Bartha The impact of the lesser blind mole rat [Nannospalax (superspecies leucodon)] on the species composition and diversity of a loess steppe in Hungary. Applied Ecology and Environmental Research, 12(2):

6 8. Fraser LH, Pither J, Jentsch A, Sternberg M, Zobel M, Askarizadeh D, Bartha S, Beierkuhnlein C, Bennett JA, Bittel A, Boldgiv B, Boldrini II, Bork E, Brown L, Cabido M, Cahill J, Carlyle CN, Campetella G, Chelli S, Cohen O, Csergo AM, Diaz S, Enrico L, Ensing D, Fidelis A, Fridley JD, Foster B, Garris H, Goheen JR, Henry HAL, Hohn M, Jouri MH, Klironomos J, Koorem K, Lawrence-Lodge R, Long RJ, Manning P, Mitchell R, Moora M, Muller SC, Nabinger C, Naseri K, Overbeck GE, Palmer TM, Parsons S, Pesek M, Pillar VD, Pringle RM, Roccaforte K, Schmidt A, Shang ZH, Stahlmann R, Stotz GC, Sugiyama S, Szentes S, Thompson D, Tungalag R, Undrakhbold S, van Rooyen M, Wellstein C, Wilson JB, Zupo T Worldwide evidence of a unimodal relationship between productivity and plant species richness Science 349:(6245) pp