Diverzitás-dinamika mint természetvédelmi indikátor Diverzitás-dinamika mint természetvédelmi indikátor Rajkai Kálmán Kertész Miklós * Magyarország mezgazdasági területének mintegy 18,6%-át teszik ki a gyepterületek. Az ország 1150 ezer hektárnyi gyepterületébl közel 1 millió ha a mezgazdasági értékét tekintve gyenge minség talajvéd gyep. A gyepterületek megoszlását az 1. ábrán mutatjuk be. A kis, átlagosan 1,5-1,7 t/ha termés gyepek túlnyomó többsége természetvédelmi területeken található. A mezgazdasági tevékenység a természetvédelmi területeken megengedett, azonban korlátozott a természetvédelem alatt álló értékek megrzése, megtartása érdekében. homoki 11% egyéb 19% jó minség 7% közepes 10% szikes 17% vizállásos 13% köves 23% 1. ábra. Gyepek területi megoszlása Szikes területeken a gyepek mintegy 1/6 része található. A sziki, un. rövidfüv gyepek produkcióját a sekély termréteg, a víz- és a tápanyaghiány korlátozza. Ennek következtében a sziki gyepek legfeljebb juhlegelként hasznosíthatók. A legeltetés stabilizálja a gyep szukcesszióját, így állandósága hosszú idre biztosított. Azonban a gyep hozama, eltartóképessége és gazdasági értéke mtrágyázással jelentsen * MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete, Budapest 211
Rajkai Kálmán Kertész Miklós növelhet. A kérdés az, hogy a mtrágyázás következtében sérülnek-e a gyep természeti értékei? A kérdés megválaszolása érdekében végeztünk közel-természetes szikes gyepterületen mtrágyázási és gyomirtó szeres vizsgálatokat. A kísérleteket 1982 és 1990 között, a Ferti Tájvédelmi Körzet Achilleo-Festucetum pseudovinae szikes gyepterületén, a Környezetvédelmi Minisztérium eldjének megbízásából folytattuk. A kísérletekben két tényez szerepelt, a trágyázás és a gyomirtó szer. A trágyázási kezeléseket két sorozatban, sávosan megosztott elrendezésben, 32 m 2 -es parcellákkal végeztük. Mtrágyaként ammónnitrátot, szuperfoszfátot és kálisót alkalmaztunk az 1. táblázatban megadott mennyiségek és kombinációk szerint. Mtrágyát négy éven át, 1982-tl 1985-ig alkalmaztunk. Az 1985-öt követ öt évben pedig a mtrágyázás utóhatását vizsgáltuk. Gyomirtó szeres kezelést drasztikus hatása miatt csupán 1982-ben alkalmaztunk. A gyomirtó szert a továbbiakban természetvédelmi területen nem alkalmazhatónak nyilvánítottuk. 1. táblázat. Mtrágya-kezelések Kezelés (kg/ha) Mtrágya 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Ammónnitrát - 100 100 100 100 200 200 200 200 Szuperfoszfát - - 70-70 - 140-140 Kálisó - - - 100 100 - - 200 200 A terméseredményeket az 1.-es, az 5.-ös és a 9.-es kezelések eredményei alapján a 2. ábrán mutatjuk be a kísérlet kilenc évére vonatkozóan. Termés (kg/parcella) 35 30 25 20 15 10 5 0 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 Évek 1. kezelés 5. kezeles 9. kezelés 2. ábra. Átlagos termések, Fert, 1982-90 212
Diverzitás-dinamika mint természetvédelmi indikátor A mtrágyázás legszembetnbb hatása a gyep terméshozamának 2 2,5-szeres növekedésében jelentkezett a mtrágyázás befejezését követ második évig, azaz 1987-ig. Kivételt az 1983-as, aszályos év jelentett. A termésnövekedés számottev volt már a kisebb, a gyepeken szokásos mtrágya adagú kezelésben is. A kisebb mtrágya adag alkalmazása mellett szólt a tápanyagmérleg is. A terméssel kivont tápanyagmennyiség azt jelezte, hogy a mtrágya hatóanyag és a terméssel kivont mennyiség közelíten megegyezett. A kis mtrágya adag kétszeresét kitev, nagyadagú mtrágyázás esetében a nagyobb terméshozam ellenére is jelents mennyiség tápanyag nem került a termésben felhasználásra. A visszamaradt tápanyagok azonban sem a talaj-, sem a talajvíz-elemzésekkel nem voltak egyértelmen kimutathatók. Ennek magyarázata nemcsak az analitikai eljárások érzékenységi korlátaiban kereshet, hanem a szikes termhely nedvességforgalmi és kémiai sajátosságaiban is. A tápanyagok a kis kationköt képesség felszíni talajrétegbl, a tavaszi és szi vízb periódusokban eltávozhatnak. A rossz vízvezetképesség talajokban a kioldott tápanyagok mélyebb talajrétegekben való felhalmozódásának a lehetsége azonban kicsi, ezért inkább felszíni elfolyásuk valószínbb. A mtrágya alkalmazásának csak egyik szembetn eredménye a gyep-termés megnövekedése (RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1982a). A gyep fajösszetételének megváltozása is ismert mind a gyeptrágyázási szakemberek, mind az ökológusok számára (RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1982b). Tudjuk, hogy az ember társadalmi- és termel tevékenysége a környezeti sokféleséget csökkenti. A közel természetes fajösszetétel sziki gyepben végzett vizsgálataink a mtrágyázás hatására bekövetkez gyepösszetétel változások regisztrálását, valamint a mtrágya alkalmazás beszüntetését követen a gyepregeneráció megfigyelését is célozták (RAJKAI, K. et al. 1984, RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1985a). Megfigyeléseink a gyepalkotó növényfajok sokféleségére (diverzitására), az egyszik kétszik fajok, és a füvek - pillangósok arányára irányultak. A nagy tápelem mennyiség a nagyobb produktivitású fajok relatív tömegességének a növekedését okozta. Az egyszikek hatékonyabban hasznosítják a könnyen hozzáférhet tápanyagot, emiatt a mtrágyázás hatására az egyszik kétszik arány a nagyobb értékek felé tolódott (3. ábra). A mtrágya alkalmazás befejezését követen az egyszik kétszik arány a trágyázás nélküli kontroll kezeléséhez közelített. A diverzitás-vizsgálatokat a kísérleti parcellák 3x6 m-es területén 50 db random számpárú koordinátapontra kihelyezett, 10 cm átmérj körterületeken végeztük. A degradáltság kimutatására a táblázatokba rendezett cönológiai felvételek marginálisaiból faj-abundancia diverzitást és fajszámot számoltunk. Irodalmi közlések (RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1985a,b, 1990) alapján feltételeztük, hogy a kontroll és a mtrágyázott parcellák növényzetének különbségeit a diverzitás tükrözi. A faj-abudancia eloszlásból egy faj hány mintavételi egységben fordul el számolt diverzitások és a fajszám-eloszlásból egy mintavételi egységben talált fajszámból számolt diverzitások a várt különbségeket mutatták. A számításokhoz a Shannon-Weaver információs formulát alkalmaztuk. A teljes fajlistát tartalmazó táblázatokon kívül négy növénycsoportra (ffélék, egyéb egyszikek, pillangósok, 213
Rajkai Kálmán Kertész Miklós egyéb kétszikek) is számítottunk un. csoport-abundancia, valamint csoportszám diverzitást. A csoportszám diverzitásokban a fajcsoportok szerepeltek. Abundancia-arány 14 12 10 8 6 4 2 0 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 Évek 1. kezelés 5. kezelés 9. kezelés 3. ábra. Egyszik/kétszik arány, Fert, 1982-1990 5,7 Diverzitás (bit) 5,6 5,6 5,5 5,5 1. kezelés 5. kezelés 9. kezelés 5,4 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 Évek 4. ábra. Csoportszám-diverzitások, Fert, 1982-1990 A csoport-abundancia diverzitás változását a vizsgálat nyolc évére a 3. ábrán mutatjuk be. A faj-abundancia, illetve a csoport-abundancia diverzitás akkor nagy, ha nagy a növények összgyakorisága, nagy a fajok száma, és az egyes fajok vagy fajcsoportok hasonló gyakorisággal fordulnak el. A faj-abundancia diverzitások közül a nyolcból öt évben a kontroll parcelláé volt a legnagyobb. A csoportabundancia diverzitások esetében csupán egy évben, 1990-ben fordult el, hogy nem a kontroll parcella diverzitása volt a legnagyobb. A faj- és csoport-abundancia diverzitások idbeni alakulása alapján a félig nyílt növényzet kontroll parcella növényzete érzékenyebben reagál a szárazságra, mint a zártabb növényzet mtrágyázott parcelláké. A kontroll parcella diverzitásának 1990-ben tapasztalt csökkenését a Juncus gerardi vízigényes növényfaj eltnésével magyaráztuk. 214
Diverzitás-dinamika mint természetvédelmi indikátor A fajszám- és csoportszám-diverzitás akkor nagy, ha nagy az összgyakoriság és az egyes mintavételi egységekben hasonló a faj- illetve a csoportszám. A csoportszám-diverzitások változása a 4. ábrán látható. A fajszám-diverzitások a fajabundancia diverzitásokhoz hasonlóan változtak. A mtrágyázás nélküli kontrollkezelés fajszám-diverzitása a mtrágyázott kezelések diverzitásáénál nagyobb. A kis adagú mtrágyázás a kontrollhoz képest ugyan csökkenti a fajszámdiverzitást, de idben közel azonos módon változnak. A mtrágyázás befejezése után a fajszám-diverzitás viszonylag gyorsan közelíti az eredeti állapotban mértet. A nagyadagú mtrágyázás hatása eltér dinamikájú, és a jelek szerint hosszabb távú. A diverzitások ugyanis a mtrágyázás fajösszetételre és dominancia-viszonyokra gyakorolt hatását még öt év után is egyértelmen tükrözték. Történt mindez annak ellenére, hogy az utóhatás a terméshozamban és a növények tápelem tartalmában már nem volt kimutatható (RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1990.). A diverzitás tehát a gyepállapot érzékeny indikátora. Alkalmas a gyepösszetételben bekövetkez változások nyomon követésére. Sok ismeret hiányzik még azonban az egyensúlyi, valamint az egyensúlyukból kibillentett növényállományok diverzitás dinamikájának tájléptékben történ értelmezhetségéhez és alkalmazhatóságához. Irodalom RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1982a. Mtrágyák és vegyszerek hatása természetes- és féltermészetes ökoszisztémák produkciójára cím kutatási résztéma irodalmi elzményeit összefoglaló jelentése. Kézirat, MTA TAKI., Budapest. RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1982b. Mtrágyák és vegyszerek hatása természetes- és féltermészetes ökoszisztémák diverzitására cím kutatási résztéma irodalmi elzményeit összefoglaló jelentése. Kézirat, MTA TAKI., Budapest. RAJKAI, K. PUSZTAI, A. KERTÉSZ M. 1984. Effects of fertilization on a nature protected grassland. 9 th. Congress of C.I.E.C., Budapest, 1984. június 11-16. RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1985a. Mtrágyák és vegyszerek hatása természetes- és féltermészetes ökoszisztémákra cím kutatási téma 1982-1985 évi összefoglaló jelentése. Kézirat, MTA TAKI., Budapest. RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1985b. Mtrágyák és vegyszerek hatása természetes- és féltermészetes ökoszisztémákra cím kutatási témában összegyjtött újabb irodalmak jegyzéke. Kézirat, MTA TAKI., Budapest. RAJKAI K. KERTÉSZ M. 1990. Mtrágyázás és vegyszerezés védett ökoszisztémára gyakorolt hosszú távú hatásának megállapítása cím kutatási téma zárójelentése. Kézirat, MTA TAKI., Budapest. 215