Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola

Állandó link (URI) ehhez a gyűjteményhez

https://hdl.handle.net/2437/2266

Természettudományi Kar

Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola
(vezető: Dr. Tóthmérész Béla)

Természettudományi doktori tanács

D

tudományágak:
- biológiai tudományok
- környezettudományok

Doktori programok:

  • Biodiverzitás
    (programvezető Dr. Barta Zoltán)
  • Biológia
    (programvezető Dr. Sipiczki Mátyás)
  • Biotechnológia
    (programvezető: Dr. Pócsi István)
  • Hidrobiológia
    (programvezető Dr. Dévai György)
  • Alkalmazott ökológia
    (programvezető Dr. Magura Tibor)
  • Kvantitatív és terresztris ökológia
    (programvezető: Dr. Tóthmérész Béla)

Böngészés

Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola Tárgyszó szerinti böngészés "aboveground phytomass"

Megjelenítve 1 - 1 (Összesen 1)
  • Nincs kép
    TételSzabadon hozzáférhető
    Grassland Recovery Using Spontaneous Succession and Technical Reclamation: Analysis of Restoration Success in Several Grasslands Types
    Valkó, Orsolya; Tóthmérész, Béla; Matus, Gábor; Juhász-Nagy Pál doktori iskola
    In the dissertation the success of grassland recovery using spontaneous succession and technical reclamation in various grasslands types was assessed. First, the restoration potential of local seed banks in the restoration of abandoned fen- and dry-mesophilous hay-making meadows was evaluated. Second, the spontaneous recovery of loess grasslands on extensively managed lucerne fields was studied. Third, the applicability of alkali and loess grassland restoration by sowing low diversity seed mixtures on former lucerne fields was studied. Finally, the role of litter and graminoid biomass accumulation on species richness and biomass of early colonising forbs in former lucerne fields sown with low-diversity seed mixtures was evaluated. In abandoned hay meadows we found that the recovery of former species richness cannot be based exclusively on the local seed banks using resumed management. Regardless the vegetation type only a small number of target species and hardly any protected species build up detectable seed banks. Consequently, these species become extinct locally when they disappear from the above-ground vegetation. Our results demonstrate that even closely positioned stands of drymesophilous and fen meadows require distinct restoration measures. In spite of similar site conditions and vegetation, the density and species composition of seed banks in the two meadow types are different. In fen meadows one can rely on a spontaneous recovery of relatively speciesrich stands applying the former management. Regeneration of dominant grasses, sedges and several common forbs from local seed banks is promising in fen meadows. Poorly developed seed banks of drymesophilous meadows do not guarantee the regeneration of speciesrich vegetation. Thus, introduction of propagules is a further requirement for dry-mesophilous meadows (e.g. hay transfer from remaining species-rich stands). We found in abandoned lucerne fields that spontaneous recovery of basic grassland vegetation is promising, which offers an effective solution from the economic (agricultural) and conservation management point of view. We conclude that spontaneous recovery of grasslands should be increasingly integrated in ecological restoration.Our results suggest that the recovery of initial loess grasslands in former lucerne fields may not require technical reclamation (by sowing of competitor grasses and/or forbs) where nearby grasslands provide propagule sources. We found that during spontaneous succession facilitated by regular mowing, lucerne fields were transformed into grasslands dominated by native perennial grasses within a decade. However, most of the characteristic forbs of loess grasslands were missing. The spontaneous succession has several advantages over technical reclamation. In particular, there is no weed dominated stage and no intensive litter accumulation. Lucerne gradually decreases in abundance once re-sowing and/or fertilizing stops so there might be a lower microsite limitation rate compared to technical reclamation sites where competitor grasses are sown. Finally, spontaneous succession is cheaper than technical reclamation, and provides a high value hay harvest in the first few years in lucerne fields. However, futher case studies are needed to explore in which other communities and circumstances could restoration actions be based exclusively on spontaneous regeneration. We found that grassland restoration on former lucerne fields can be accelerated by technical reclamation. Our results suggest that sowing seeds of a few competitive grass species can be a useful conservation tool to restore grasslands following the abandonment of crop production. Vegetation dominated by perennial grasses developed rather quickly, in three years, which was more rapid than in case of spontaneous regeneration of former croplands reported in other studies. Our results suggested that sowing low diversity seed mixtures is an effective tool to eliminate early weed dominance typical after ploughing up. The cover and biomass of short-lived weeds decreased significantly after sowing. However, the perennial weed Elymus repens estabilished in the restored fields which can hamper the success of grassland restoration. It can be concluded that sowing low diversity seed mixtures can speed up the restoration of species-poor grasslands with grass dominated physiognomy (e.g. alkali grasslands), but for the restoration of species-rich grasslands, further management is needed. We detected an increased amount of graminoid phytomass and litter in restored fields compared to these scores in the reference grasslands, which is beneficial for the suppression of short-lived weedy forbs. We found that the increased levels of litter and graminoid phytomass can hamper the establishment of several characteristic grassland species by competitive exclusion and/or by decreasing the availability of suitable microsites. To facilitate the development of a natural species composition typical in targeted seminatural grasslands, the reduction of litter and graminoid phytomass may be necessary. We found that the full recovery of species richness in restored grasslands requires more time and/or should be facilitated by direct introduction of propagules of several target species. The transfer of hay, low intensity grazing or continued mowing can be options to facilitate the establishment of target species. A disszertációban hagyományos kezelés, spontán szukcesszió és aktív gyepesítés sikerességét vizsgáltam eltérő gyeptípusok helyreállítása esetében. Elsőként a magkészlet szerepét értékeltem felhagyott kékperjés láprétek és mezofil gyepek helyreállításában. A második fejezetben löszgyepek spontán regenerálódását vizsgáltam extenzíven kezelt lucernásokban. A harmadik fejezetben lucernások helyén, alacsony diverzitású magkeverék vetésével történő szikes és löszgyep rekonstrukció hatékonyságát elemeztem. Végezetül a negyedik fejezetben az avar és egyszikű fitomassza felhalmozódásának a korai gyomközösségekre gyakorolt hatását értékeltem alacsony diverzitású magkeverékkel gyepesített korábbi lucernások helyén. Eredményeim azt mutatják, hogy a felhagyott kaszálórétek korábbi fajgazdagságának teljes helyreállítása nem lehetséges csupán a lokális magkészletre támaszkodva. Mindkét vizsgált gyeptípusban a gyepekre jellemző célfajoknak csupán töredéke rendelkezett tartós magkészlettel. Eredményeim alapján megállapítható, hogy a kékperjés láprétek és mezofil gyepek helyreállításához eltérő természetvédelmi kezelések szükségesek. A két gyeptípus hasonló fajkészletű, egymáshoz közeli állományaiban a magkészlet sűrűsége és fajösszetétele jelentősen különbözik. A kékperjés lápréteken a korábbi fajgazdagság helyreállítása sikeres lehet pusztán a hagyományos kaszálás felújításával. A domináns fű- és sásfajok és számos gyakori kétszikű faj képes a lokális magkészletből regenerálódni. A mezofil gyepek alacsony sűrűségű magkészletéből azonban nem várható a korábbi fajgazdag vegetáció regenerálódása. A korábban jellemző fajgazdagság visszaállításához kiegészítő kezelések, magvetés vagy fajgazdag gyepekből származó széna ráhordása szükséges Eredményeink alapján az extenzíven kezelt lucernások spontán regenerációja gazdaságos és hatékony módszer a löszgyepek helyreállítására A löszgyepek vázfajait tartalmazó gyepek regenerációja lucernások helyén aktív beavatkozások nélkül is sikeres lehet, abban az esetben, ha a közelben találhatóak olyan gyepek, amelyek propagulum forrásként szolgálhatnak. A kaszálással extenzíven kezelt lucernások már tíz év alatt évelő füvek által dominált gyepekké alakultak át, a löszgyepekre jellemző kétszikű célfajok jelentős része azonban még nem jelent meg a területeken. Vizsgálataink során igazoltuk, hogy extenzíven kezelt lucernásokban zajló spontán gyepesedés az aktív gyepesítési beavatkozásokkal összevetve számos előnyös sajátsággal jellemezhető. Kimutattuk, hogy (i) Nincsen gyomok által dominált stádium és avarfelhalmozódás. (ii) A lucerna tömegessége az intenzív művelés felhagyását követően (újravetés és vegyszer és műtrágya alkalmazása) fokozatosan csökken. (iii) Kisebb mikro-élőhely limitáltsággal kell számolni, mint a magvetéses gyepesítés esetében így a kísérőfajok spontán betelepülése kevésbé limitált, mint magvetéses gyepesítés esetében. (iv) A gyepesedés folyamata spontán – tehát alacsony költségigényű – valamint a lucerna jelenléte miatt az első években kiváló minőségű szénát nyerhetünk, így (v) a gazdálkodók is hatékonyabban bevonhatók a gyepesedő területek kezelésébe. Eredményeink jól mutatják, hogy a gyepesedés folyamata felhagyott szántókon gyorsítható kompetítor fűfajok magjait tartalmazó magkeverékek vetésével. Az évelő füvek által dominált növényzet gyorsan, már a vetést követő harmadik évre kialakult, ami jóval gyorsabb, mint ami a hasonló körülmények mellett zajló spontán gyepregeneráció esetében várható. Az alacsony diverzitású magkeverékek vetése hatékonyan segítette a korai gyomközösségek visszaszorítását. A rövidéletű gyomok borítása és fitomasszája szignifikánsan csökkent a vetést követő években. Az évelő gyomok közül azonban az Elymus repens megjelenése a gyepesített szántókon problémát jelenthet a későbbiekben. Vizsgálataink során igazoltuk, hogy az alacsony diverzitású magkeverékek vetése alkalmas a fajszegény, főleg füvek által dominált gyeptípusok (pl. szikes gyepek) létrehozására, azonban a fajgazdagabb gyepek kialakulásához további kezelések és beavatkozások lehetnek szükségesek. A gyepesített szántókon az egyszikű és holt fitomassza intenzívebb felhalmozódását tapasztaltuk, mint a referencia gyepek esetében, illetve spontán regenerálódó szántók esetében, ami segítette a rövidéletű kétszikű gyomok visszaszorítását. A felhalmozódott nagy mennyiségű egyszikű és holt fitomassza azonban gátolhatja a gyepekre jellemző célfajok megtelepedését kompetitív kizárás és a megtelepedést szolgáló mikro-élőhelyek számának csökkentése révén. Vizsgálataink igazolták, hogy a természetközeli gyepekre jellemző fajösszetétel kialakulásához a vetett gyepekben szükséges lehet a megnövekedett fitomassza mennyiségének csökkentése. Kimutattuk, hogy korábbi lucernások helyén spontán szukcesszió támogatásával és magkeverékek vetésével is sikeresen helyreállíthatóak fajszegény, főként füvek által dominált szikes és löszgyepek. A fajgazdag gyepek kialakulása azonban vizsgálataink időtartamánál hosszabb időt vesz igénybe. A gyepesedés folyamata gyorsítható a célfajok propagulumainak vetésével illetve megfelelően megválasztott kezelés segítségével (szénaráhordás, extenzív legeltetés, kaszálás).