A cserjésedés és a tűz hatása a borókás erdőssztyepp fajgazdagságára és fajösszetételére - új cikk az Applied Vegetation Science-ben

A kiskunsági meszes homoktalajon kialakuló növényzeti típusok egyik legjellegzetesebbike a boróka (Juniperus communis), szürke nyár (Populus canescens), valamint a mészkedvelő nyílt homoki gyep mozaikja alkotta erdőssztyepp. A legérintetlenebbnek, legtermészetesebbnek tekintett részek Bugac, Fülöpháza, Bócsa és Csévharaszt környékén vannak, ezeket "ősborokásoknak" is szoktál nevezni. A klímaváltozás egyik globálisan tapasztalható kísérőjelensége az erdőtüzek gyakoribbá válása (gondoljunk csak a kaliforniai, spanyolroszági és ausztráliai tüzekre). Erre a legfogékonyabb hazai erdőtípusnak a nyáras-borókás tűnik, ami valószínűleg egyaránt köszönhető az élőhely szárazságának, a jellemző avarosodásnak, a boróka jó éghetőségének, valamint az oltási nehézségeknek (nehezen járható, mély homok, nehezen átlátható, változatos fiziognómiájú növényzet). A kollégáim a 2007-es kéleshalmi erdőtűz után jelöltek ki leégett és nem leégett foltokon mintavételi kvadrátokat gyepfoltokon, borókák alatt, valamint borókák különböző oldalain, majd 2018-ig minden évben dokumentálták a fajok tömegességeit. A munkába én az adatelemzések kapcsán csöppentem. Noha a boróka mérsékelt borításnövekedése növelte a kvadrátok fajszámát, a sűrű boróka alatt az aljnövényzet gyakorlatilag nudummá válik, így a jelentős borításnövekedés csökkenti a diverzitást. A boróka leégése után a fajszám megnő, a fajösszetétel pedig a gyephez kezd hasonlítani. A gyep esetén a tűz csak átmeneti változást okozott a fajszámban és fajösszetételben. Összességében a sűrű borókás két okból is kedvezőtlen: kiüresíti az aljnövényzetet, valamint segíti a tűz terjedését. Erről jelent meg egy cikkünk az Applied Vegetation Science-ben.

Ónodi, G, Kertész, M, Lengyel, A, Pándi, I, Somay, L, Szitár, K, Kroel-Dulay Gy. The effects of woody plant encroachment and wildfire on plant species richness and composition: Temporal changes in a forest–steppe mosaic. Appl Veg Sci., early view, https://doi.org/10.1111/avsc.12546

Abstract

Questions

Woody plant encroachment and wildfire may both have major effects on species richness and composition, yet studies that assess these two factors in combination are rare. We asked the following specific questions: (1) how did juniper cover change over a decade in the study area; what are the effects of juniper encroachment and subsequent wildfire on(2) plant species richness; and (3) vegetation composition?

Location

Sand forest–steppe in Kiskunság, Central Hungary.

Methods

We studied a juniper‐encroached grassland hit by a wildfire. We assessed changes in plant species richness and composition in burnt and unburnt grassland and juniper plots for 11 years following the wildfire. Yearly vegetation sampling was performed in permanent quadrats of 1 m2 and 25 m2 using visual cover estimation. Temporal changes in juniper cover and species richness were evaluated with generalized linear mixed‐effects models. Compositional changes were analysed by non‐metric multidimensional scaling and fidelity analysis.

Results

At the beginning of the study, the presence of individual juniper shrubs increased species richness, and did not alter species composition. However, microsites covered by junipers were extremely species‐poor. Juniper growth during the study period caused a sharp decline in species richness at the edge of juniper shrubs and a shift in species composition compared to grassland plots. Wildfire increased species richness both in grassland and juniper plots. It caused only transient compositional responses in grasslands, but converted juniper habitats back to the grassland state.

Conclusions

We conclude that neither moderate juniper encroachment nor wildfire have negative effects on plant species richness in the studied ecosystem. However, as juniper thickening may cause species loss and devastating fires, conservation management should prevent the development of dense juniper stands.

A tűz és az ingadozó csapadékmennyiség hatása a homokpusztagyep növényzetére - új cikk a PLoS ONE-ban

Megjelent egy vácrátóti kollégákkal közös cikkünk, amelyben egy félig-meddig "talált kísérlet" segítségével vizsgáltuk a tűz és az ingadozó csapadékmennyiség kiskunsági erdőssztyepp mozaik gyepkomponensére gyakorolt hatását. A mintavétel kezdete 2000 környékére nyúlik vissza. Két mintaterületünk volt, az egyik Bugac, a másik Orgovány mellett. Az előbbi 1975-ben, az utóbbi 2000-ben égett le részben, ezután 1997 és 2011, illetve 2002 és 2013 között évente kétszer felvételezték a növényzetet a társszerzők, külön az égett és nem égett foltokban. Én az adatelemzésnél kapcsolódtam be a munkába, amikor a fajkompozíció és a fajgazdagság változását kezdtük vizsgálni az eltelt évek (tehát az időbeli távolság mint magyarázó változó) és az évek közti csapadékkülönbség függvényében. Csak edényes növényeket vettünk figyelembe, köztük viszont rövid és hosszú életciklusúakra (gyakorlatilag egy-kétévesekre, valamint évelőkre) külön is kiszámoltunk mindent. Az eredményeink azt mutatták, hogy az égett területeken a növényzet változása gyorsabb volt, a fajszám pedig erősebben ingadozott a csapadékmennyiség fluktuációjának megfelelően. A fajkompozíciós változása elsősorban az évelők, a fajszám ingadozása főleg a rövidéletű fajok dinamikájának volt köszönhető.

Évelő nyílt homokpusztagyep

Az eredmények arra utalnak, hogy a klímaváltozás két gyakori következménye, a tüzek gyakoribbá válása és az ingadozó csapadékmennyiség, egymás hatását erősítve, szinergisztikusan hat az erdőssztyepp növényzetre. Ebből az következik, hogy a klímaváltozás hatására a növényzet annál gyorsabban és kiszámíthatatlanabbul fog változni, mint amit azok a vizsgálatok sugallnak, amelyek a tűz vagy a csapadék hatásai közül csak az egyiket vették figyelembe. Felmerül az a kérdés is, hogy vajon még hány tényező egymást erősítő hatásával kellene számolnunk ahhoz, hogy a klímaváltozás növényzetre gyakorolt hatását pontosan megjósoljuk. A cikk ingyenesen elérhető (open access).

Kertész M, Aszalós R, Lengyel A, Ónodi G (2017): Synergistic effects of the components of global change: Increased vegetation dynamics in open, forest-steppe grasslands driven by wildfires and year-to-year precipitation differences. PLoS ONE12(11): e0188260. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188260

Abstract

Climate change and land use change are two major elements of human-induced global environmental change. In temperate grasslands and woodlands, increasing frequency of extreme weather events like droughts and increasing severity of wildfires has altered the structure and dynamics of vegetation. In this paper, we studied the impact of wildfires and the year-to-year differences in precipitation on species composition changes in semi-arid grasslands of a forest-steppe complex ecosystem which has been partially disturbed by wildfires. Particularly, we investigated both how long-term compositional dissimilarity changes and species richness are affected by year-to-year precipitation differences on burnt and unburnt areas. Study sites were located in central Hungary, in protected areas characterized by partially-burnt, juniper-poplar forest-steppe complexes of high biodiversity. Data were used from two long-term monitoring sites in the Kiskunság National Park, both characterized by the same habitat complex. We investigated the variation in species composition as a function of time using distance decay methodology. In each sampling area, compositional dissimilarity increased with the time elapsed between the sampling events, and species richness differences increased with increasing precipitation differences between consecutive years. We found that both the long-term compositional dissimilarity, and the year-to-year changes in species richness were higher in the burnt areas than in the unburnt ones. The long-term compositional dissimilarities were mostly caused by perennial species, while the year-to-year changes of species richness were driven by annual and biennial species. As the effect of the year-to-year variation in precipitation was more pronounced in the burnt areas, we conclude that canopy removal by wildfires and extreme inter-annual variability of precipitation, two components of global environmental change, act in a synergistic way. They enhance the effect of one another, resulting in greater long-term and year-to-year changes in the composition of grasslands.