Táji és regionális léptékű növényi biodiverzitás változások a Kiskunság homoki Erdőssztyepp növényzetében Rédei Tamás MTA-ÖK-ÖBI
Tájhasználat hatása a biodiverzitásra Természetes vs. antropogén mintázatok. Az emberi hatás nálunk mindenütt jelen van. Számos természetközelinek gondolt életközösség is magán viseli a nyomát. Művelésbe vonás felhagyás, ellentétes folyamatok gyakran egy helyen. Kizárólag a jelenlegi mintázatok alapján gyakran hibás következtetéseket vonunk le. Késleltetett hatások (kihalási és betelepedési adósság). Nemlineáris összefüggések. Természetvédelem számára elengedhetetlen a folyamatok ismerete. A természetes mintázatok kutatásához is, a vegetációgenezis utolsó lépése.
2004 2006 Sűrű árvalányhajas gyep leégett fenyves helyén. Stabil, magas természetességű, olcsó, ellenáll az aszálynak, kis vízigény, ökoturizmus. A gyepet beszántották és újra fenyővel ültették be. Pénzbe kerül, néhány évtizedre szól, kis munkaerőigény, csekély gazdasági haszon, tűzveszély.
Kiskun-LTER mintaterület hálózat - Jedlik Csapat tagjai (egykori ÖBKI): Török Katalin, Kröel-Dulay György, Kertész Miklós, Rédei Tamás, Szabó Rebeka, Csecserits Anikó, Szitár Katalin, Lellei-Kovács Eszter, Ónodi Gábor, Barabás Sándor, Halassy Melinda, Ónodi Gábor, Somay László, Pándy Ildikó, Láng Edit, Lhotsky Barbara, Örvössy Noémi és számos terepi felvételező. Téma: A biodiverzitás és egyes ökoszisztéma szolgáltatások függése a tájhasználattól a Kiskun Homokhátságon. Módszer: 16 db 5x5 km-es mintaterület (Tájablak) kialakítása a Kiskunságban tájhasználati gradiens mentén. Térinformatikai és biodiverzitás adatbázis kialakítása e területekre koncentrálva. Adatgazdag kutatási környezet kialakítása. Alkalmas hosszú távú vizsgálatokra Párhuzamosan adatgyűjtés az ökoszisztéma szolgáltatásokról, kvantitatív és leíró vizsgálatok egyaránt (SZIE KGI).
Kiskun LTER mintaterületek Változatos tájhasználat
Adatbázis (térképi és távérzékelt adatok) - Színes ortofotók a mintaterületekről. Rögzítés éve: 2000 (16db), 2005 (16 db), 2009 (6db). - Fekete-fehér légifelvételek a mintaterületekről az 1950-1955 és az 1985-1990 közti időszakokból - 5x5m-es rácsméretű digitális domborzati modell (DDM) állományok az 1:10000-es topográfiai térképek alapján. - Landsat TM multispektrális űrfelvétel, 10 m felbontással, (2006, georeferált). - CORINE felszínborítási térkép 1:50000-es digitális térkép, 1993. - Talajtani térképek (AGROTOPO és Kreibig-féle talajtérkép) - Erdőrészlet szintű kezelési adatok minden erdőállományról - 1:5000 felbontású digitális élőhelytérképek a 2005-ös ortofotók alapján. - 1:10000-es felbontású digitális élőhelytérképek az 1950-1955-ös, valamint az 1985-1990-es légifelvételek alapján. - 1:25000-es felbontású digitális tájhasználat és növényzeti térképek az I. (1780-1784) és a II. katonai (1809-1869) térképezés alapján.
Adatbázis (biológiai adatok) - 604 db 20x20 m-es a mintaterületek és élőhelyek alapján rétegezve kihelyezett cönológiai felvétel (2007-2008) - Nagyemlős fauna és populáció becslés mintaterületenként 5 db 500 méteres transzektben végzett lábnyom számlálás alapján. - Madárfauna becslés 12 mintanégyzet 100 db 100 m sugarú kör alakú gyepterületén az MMM (Mindennapi Madaraink Monitoringja) módszerei szerint (2008). - Nappali lepke fauna becslés 2011-ben. 6 tájablakban, 4 élőhelyen (természetes erdő, természetes gyep, parlag, nedves rét), élőhelyenként 3 ismétlésben, tehát összesen 72 db 500m hosszú, 5 m széles transzekt mentén 50m-es szakaszokon fajlista és egyedszám adatok rögzítése összesen 4 alakalommal júniustól szeptemberig havonta. - Növényi biomassza és produkció adatok az egyes élőhelytípusokhoz. - Gazdasági adatok: éves jövedelem és felvehető támogatások az egyes élőhelytípusokhoz.
A fő tájhasználati típusok aránya a KISKUN-LTER mintaterületeken. Balástya Ballószög Mikebuda Rém Ruzsa Csévharaszt Soltvadkert Jakabszállás Orgovány Nagykőrös Fülöpháza Kunadacs Kéleshalom Tázlár Tatárszentgyörgy Bócsa 0% 20% 40% 60% 80% 100% Területarány erdő gyep hazai ültetvény idegen ültetvény parlag agrár egyéb
A tájhasználat változása a kisbócsai buckás környékén (5 GIS fedvény) 1780 1865 1950 1989 2005
Eredmények Az élőhelyek fajkészlete Gyümölcsös Szántó Fiatal parlag Nyílt másodlagos gyep Zárt másodlagos gyep Erdészeti talajelőkészítés Akác ültetvény Fenyő ültetvény Nemesnyár ültetvény Hazai nyár ültetvény Tölgy ültetvény Zárt nyaras Gyöngyvirágos tölgyes Pusztai tölgyes Nyaras-borókás Zárt homoki gyep Nyílt homoki gyep 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Átlagos fajszám (20x20m) Zavarást kerülő Őshonos zavarástűrő Idegen zavarástűrő Zavarást igénylő
Erdők - Erdőssztyepp tölgyesek Az erdei specialista fajok száma a felvételekben és a XVIII, sz. végi erdőborítás Fekete pont Hiány (erdei flóra) Fehér körök Jelenlét (fajszám: körök mérete) Világoszöld Cserjések 1780 Sötétzöld Zárt erdők 1780 Piros kör Elpusztult erdők Kék kör Tölgymentes régió?
Erdők - Ültetvények Őshonos fafajú erdők fajkészlete nem folyamatos tölgyültetvény folyamatos tölgyültetvény nem folyamatos nyárültetvény folyamatos nyárültetvény nem folyamatos természetes nyaras folyamatos természetes nyaras természetes tölgyes 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Erdei fajok száma (400m 2 ) Idegen fajok eloszlása Gyöngyvirágos tölgyes Zárt természetes nyaras Pusztai tölgyes Nyaras-borókás Zárt természetes gyep Nyílt természetes gyep Tölgy ültetvény Fehér nyár ültetvény Akác ültetvény Fenyő ültetvény Nemesnyár ültetvény Zárt idős parlag Nyílt idős parlag Fiatal parlag Szőlő-gyümölcs Szántó 0 5 10 Neofiton fajok átlagos száma (400 m 2 ) Ültetvények fajkészlete előző használat fehér nyár fenyő akác 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Erdei fajok átlagos száma (400 m 2 ) 1950-ben agrár 1950-ben ültetvény Az erdők gyengén, a gyepek jól regenerálnak. Habitat kontinuitás meghatározó tényező. Táji környezet jelentősége (lépték!). Invázió fókusza a regenerálódó táj, elsősorban az ültetvények.
Az invázió mértékét meghatározó tényezők Habitat legfontosabb (piros) Múltbeli tájhasználat (lila) Táji környezet (kék) Növényzet borítása (zöld)
Parlagszukcesszió Regionális léptékben 161 parlag adatai alapján A zavarást kerülő fajokat a természetes és antropogén élőhelyeken készült felvételek alapján választottuk ki. A parlagok vegetációja néhány évtized alatt megközelíti, de teljesen sosem éri el a természetes gyepeket. Csecserits A., Czúcz B., Halassy M., Kröel-Dulay Gy, Rédei T., Szabó R., Szitár K., Török K. (2011): Regeneration of sandy old-fields in the forest-steppe region of Hungary Plant Biosystems, 145(3): 715-729.
Természetes gyepek Utolsó természetes vegetáció (homoki erdősztyepp) elemei. A holocénben mindvégig jelen voltak (endemizmusok). 1780 óta biztosan nem szántott állományok, eredeti mikrodomborzat ( ősgyepek ). Edafikus és klimatikus hatások által erősen limitált fajkészlet. Viszonylag nagy kiterjedésű állományok, az eredeti kiterjedés 90%-a elpusztult. Módszerek: A folyamatosan természetes erdősztyepp állományok leválogatása az idősoros térképek alapján. Az ősgyep állományokhoz kötődő specialisták azonosítása az elsődleges és másodlagos gyepfelvételek osszehasonlításával fidelitás alapján. Az elsődleges gyepek 249 fajából 76 kötődött szignifikánsan ezekhez a gyepekhez. E fajok viselkedését vizsgáltuk a továbbiakban a táji környezet függvényében.
A táji környezet hatása Ősgyep specialisták száma a 2005-ös, 300m-es pufferben a természetes erdőssztyepp vegetáció arányának, a gyeptípusnak, valamint az éves csapadék és hőmérsékleti átlag függvényében. Poisson GLM modell. A jelenlegi táji környezet nem bizonyult szignifikáns prediktornak. Ez ellentétben áll számos európai vizsgálattal. A természetes erdősztyepp múltbani arányának hatása a reziduálisokra: Rédei T., Szitár K., Czúcz B., Barabás S., Lellei-Kovács Eszter., Pándi I., Somay, L., and Csecserits A. 2013. Weak evidence of long-term extinction debt in Pannonian dry sand grasslands. Agriculture, Ecosystems and Environment (revízió alatt).
További teendők Az adatbázis fejlesztése, a módszerek publikálása. Időbeli kiterjesztés: A felvételek megismétlése. Térbeli kiterjesztés: A vizes és szikes területek bevonása. Újabb állatcsoportok regionális léptékű vizsgálata (Örvössy Noémi Lepkék). Multitaxon elemzések. A biodiverzitás és a gazdasági haszon, növényi produkció, vízmérleg, széndioxid mérleg összefüggésének vizsgálata. Az adatbázis felhasználása újabb mintavételezések tervezésére, hazai és nemzetközi együttműködésben való részvételre.
Felsőtárkány szentély Bükkzsérc rontott Diósjenő szentély Királyrét rontott Sárhegy szentély Gereg rontott Ostoros-völgy szentély Novaj rontott Csákvár szentély Zalahaláp rontott Tés szentély Várpalota rontott Csévharaszt szentély Kunadacs rontott Bócsa szentély Tázlár rontott Bodrogzug szentély Pácin rontott Szabadszállás szentély Izsák rontott Kelemen-szék szentély Bába-szék rontott Büdös-szék szentély Sóstó rontott Növényi biodiverzitás vizsgálatok regionális léptékben 2 szentély és 2 zavart táj típusonként, 2x2 kn-es mintaablakok. Rétegzett mintavétel, élőhelyenként és mintaterületenként 3 db 20x20 m-es felvétel. Összesen 414 felvétel. A hazai flóra kb. 1800 őshonos fajából 1157 (64%) fordul elő a felvételekben. Fajkészlet összehasonlítása tájtípusonként 450 400 350 41 35 antropogén generalista specialista 300 250 200 150 100 50 0 6 9 5 6 99 98 129 119 148 147 152 148 144 212 34 130 46 3 127 81 126 154 198 186 121 11 97 133 2 5 87 93 201 172 19 84 81 25 20 17 75 8 54 73 2 23 67 61 55 48 56 35 8 94 93 9 84 63 14 11 4 58 7 43 73 39 30 35 29 28 Erdő Lösz Dolomit Homok Mocsár Szik
Összefoglalás Természetes homoki erdősztyepp élőhelyek növényi biodiverzitása, regenerációs képessége és veszélyeztetettsége Biodiversity Regeneration Threats Species richness + Habitat specialists rate + Regeneration potential (species)+ Regeneration potential (habitat)+ Invasibility - Overall vulnerability - Open grasslands Medium Very high Very high Very high Medium Very low Closed grasslands High Medium Medium High Very low Low Juniper-poplar shrubs Very high Very low High Medium High Medium Steppic oak forests Very high High Low Very low Very high Very high Closed poplar forests Very low Low Low Medium Very high High Closed oak forests Low Very high Very low Very low Very high Very high
Köszönjük a figyelmet!