Vegetáció és magbank A magbank-ökológia alapjai Dr. Török Péter Ökológiai alapjai A földfelszín feletti vegetációval foglalkoznak Az utóbbi két évtizedben hódított teret a magbank vizsgálata Elengedhetetlen a vegetációban zajló folyamatok megértéséhez Az eredmények hatékonyan alkalmazhatók a gyakorlati természetvédelemben és növényközösségek helyreállításában Miért kell vizsgálni? Mert nem sokat tudunk róla A magyar flóra közel 40%-ára ismert valamilyen magbank típusba besorolás Számos növényközösség magbankja nem vagy alig ismert. (dolomittölgyesek, szikesek, vízi vegetáció) Évszakos dinamika, horizontális és vertikális mintázat, terjedési folyamatok Miért kell vizsgálni? Mert fontos Természetvédelmi megfontolások. Hogyan védjünk egyes fajokat? Hogyan védjünk egyes közösségeket? Restaurációs ökológiai megfontolások. Hogyan állítsunk helyre bizonyos közösségeket? Zavarások, kezelések detektálása És mivel érdekes A magbank fogalma Definíció: Azon természetes úton előforduló magvak összessége, amelyek anyagcseréjük vonatkozásában anyanövényeiktől már függetlenné váltak és emellett csírázó-képesek, vagy ezt a képességet a jövőben elnyerhetik (Csontos 2001). Általában a talaj felső mintegy 20-30 cm-es rétegében található életképes magvak összessége. Nem keverendő a mesterséges magtárolókkal. Kivételek Nincs magbank vagy nem kimutatható Egyivarú fajok állományai (Elodea canadensis, Ephedra distachia) Mangrove genusok (pl. Avicennia, Rhizophora) Pormagvú fajok (pl. Pyrola, Orchidaceae) Nem a talajban található Vizi- vízparti növények egy része (Cocos nucifera) Epiphytonok (Viscum, Loranthus) Tűzadaptált fajok (Banksia, Pinus halepensis) 1
Nincs magbank Pormagvak Orchidea pormagvai A magbank nem a talajban van A magbank nem a talajban van Cocos nucifera Loranthus europaeus Viscum album A magbank nem a talajban van Milyen sűrűségben? Arktikus területeken előfordul, hogy hiányzik A növényközösségtől és zavarástól függ a sűrűsége (erdők < gyepek < szántóföldek) Láprétek esetében elérheti a 100 000 db/m 2 -t Belvizes szántókon 400 000 db/m 2 -t is meghaladhatja a felső 10 cm-ben Gyepekben általában néhány ezer néhány tízezer db/m 2 Pinus banksiana 2
Meddig életképesek a magok? Eltemetéses kísérletek Beal (1879) elkezdett, 21 fajjal, ebből a Malva pusilla, a Verbascum blattaria ma is csíraképes. Duval (1902) 109 fajjal. Sok gyom még közel 40 évvel a kezdettől is csírázott. Herbáriumi lapok Pontosan datált gyűjtések. Milberg (1994): Geranium bohemicum (129 év) British múzeum (1940) Albizia julibrissin (Kína 1713, 227 éves) Meddig életképesek a magok? Ásatások Nelumbo faj magja volt, ezt ásatáskor egy kiszáradt tómederben találták Kínában. (1288 +- 250 éves) Canna compacta, Argentina (620+-60 éves), rituális nyaklánc belseje. Elhagyott épületek vályogtéglái magtartalmának elemzése Magbank vizsgálatok Problémák a mesterséges vizsgálatokkal Nem a valós körülményeket modellezik Nem a valós magbank-összetételt vizsgálják Az eredmények gyakorlati alkalmazhatósága csekély mértékű Növényközösségek magbank vizsgálata Talajminták életképes magtartalmának meghatározása Magbank típus összetétel megállapítása Magbank típusok Tranziens: A magvak a talajban nem életképesek (nem kimutathatóak) egy évnél hosszabb idő után. Perzisztens: Egy évnél hoszabb ideig életképesek a talajban: Rövidtávú perzisztens: min. 1 de max. 5 évig életképesek a talajban Hosszútávú perzisztens: több mint 5 évig életképesek a talajban Magbank típusok Őszi csírázás Magbank vizsgálatok Tavaszi csírázás Egész évben Kérdések és módszerek Egész évben 3
Hogyan vizsgálható? A magokat elválasztásos módszerek segítségével kinyerjük a talajmintából; utólagos életképesség vizsgálat szükséges Üvegházi csíráztatás A magvakat a talajmintával együtt kezelve csíráztatjuk, nincs utólagos életképesség meghatározás Flottálás K 2 CO 3, Na 2 CO 3, CaCl 2, ZnCl 2 oldatok 1,4-1,7 g/cm 3 -es sűrűség Gyors végrehajtás Felülúszóban vannak a magok Átmosó szűrés Szitasoron történő átmosás Apró magok kimutatására nem alkalmas Adott méretkategóriába tartozó magok elválasztására kiváló Szelelés Klasszikus módszer (ókorban gabona tisztítása) Sok könnyű szerves szennyezőt tartalmazó mintáknál használható jól. Aerodinamikai szeparálás Szélcsatorna (gyakran a felülúszó tisztítása) Az elválasztott magok esetében szükséges: Határozás Életképesség meghatározás Maghatározás Referenciagyűjtemény (Ökológiai Tanszéken 1450 fajos gyűjtemény) Fényképes adatbázisok Határozók: Bojnansky, Fargasová (2007): Atlas of seeds and fruits of Central and East-European Flora Schermann (1968) Magismeret I-II. Crupina vulgaris Tragopogon dubius Cenchrus incertus Nymphoides peltata 4
Életképesség meghatározás Vetéses életképesség meghatározás TTC festés Nemzetközi szabványban rögzített módszer Redox-indikátor (redukált forma színtelen) Problémák: Nincs speciális festődési térkép Látszólagos életképesség Ketté kell vágni a magot Koncentráció? Zelenchuk-féle látszólagos életképesség Üvegházi csíráztatás A talajban maradnak a magok Intakt minták csíráztatása Terepen gyűjtött gyep illetve talajtéglák Terepi körülmények jobb modellezése Fizikailag aprózott minták Nagyméretű szennyezők eltávolítása Néhány cm vastag mintafelszín, forgatás Mintakoncentrálás és vékonyréteges csíráztatás A módszerek előnyei Gyors Nem helyigényes Sok minta feldolgozható Fajok ökológiája nem befolyásolja Sűrűséget jobban becsli Üvegházi csíráztatás Határozás könnyű Nem eszközigényes Nem pénzigényes Több évig futhat Életképesség közvetlenül adódik Fajszámot jobban becsli A módszerek hátrányai Határozás nehéz Kicsi magok elvesznek Munkaigényes Eszközigényes Életképesség vizsgálat Túlbecsli a sűrűséget Üvegházi csíráztatás Időigényes Helyigényes Eltérő igények Több évig futhat Alulbecsli a sűrűséget A mintavétel Magbank vizsgálat Kora tavasszal, hóolvadás után Ahogy a gyakorlatban történik 5
A mintavétel A mintavétel A mintavétel 1 2 Talajrétegek különválasztása 4 3 Gyertyánkúti-rétek Fúrásos mintavétel (2005. április)??? Prunella sp. Galium boreale Potentilla recta Myosotis palustris 6
Peplis portula Scrophularia umbrosa Prunella vulgaris 7