Új cikkünk a környezeti heterogenitás és növényi jellegek kapcsolatáról a Science of the Total Environment-ben

Megjelent Deák Balázs elsőszerzőségével legújabb cikkünk a Science of the Total Environment c. folyóiratban, amelyben a környezeti változatosság és növényi jellegek kapcsolatát vizsgáltuk.

A közlemény open access és szabadon letölthető a folyóirat honlapjáról (ide kattintva).

A közlemény hivatkozása

Deák, B., Botta-Dukát, Z., Rádai, Z., Kovács, B., Apostolova, I., Bátori, Z., Kelemen, A., Lukács, K., Kiss, R., Palpurina, S., Sopotlieva, D., Valkó, O. (2024): Meso-scale environmental heterogeneity drives plant trait distributions in fragmented dry grasslands. Science of the Total Environment 947: 174355.

A környezeti változatosság alapvetően meghatározza, hogy milyen tulajdonságú növényfajok fordulnak elő egy adott területen. A környezet és növényi jellegek kapcsolatát a számunkra legkedvesebb élőhelyeken, a kurgánokon található szárazgyepekben vizsgáltuk. A kurgánok (vagy 'kunhalmok')  több ezer éves emberkéz alkotta halmok, melyek az eurázsiai sztyepp és erdőssztyepp régió jellegzetes és széles körben elterjedt tájelemei (a halmokkal kapcsolatos korábbi publikációinkat lásd ide kattintva). Mivel alakjuknál fogva több jellegzetes mikroélőhely fordul elő rajtuk (a tető és a különböző kitettségű lejtők), így nagyon jól lehet rajtuk tanulmányozni a környezeti tényezők és a növényi jellegek kapcsolatát. Jelen kutatásban magyarországi és bulgáriai halmok példáján rámutattunk, hogy akár néhány méteres léptéken is a környezeti változatosság alapvetően meghatározza a növényi jellegek eloszlását, és hogy melyik mikro-élőhelyen mely növényi stratégia a legsikeresebb. A halmok élőhelyi változatossága pedig összességében jelentősen növeli a közösségek ellenállóképességét, mivel számos különböző tulajdonságú növényfaj együttes előfordulását teszi lehetővé. 

A cikk összefoglalója

Environmental heterogeneity shapes the patterns of resources and limiting factors and therefore can be an important driver of plant community composition through the selection of the most adaptive functional traits. In this study, we explored plant trait–environment relationships in environmentally heterogeneous microsite complexes at the meso-scale (few meters), and used ancient Bulgarian and Hungarian burial mounds covered by dry grasslands as a model habitat. We assessed within-site trait variability typical of certain microsites with different combinations of environmental parameters (mound slopes with different aspects, mound tops, and surrounding plain grasslands) using a dataset of 480 vegetation plots. For this we calculated community-weighted means (CWMs) and abundance models. We found that despite their small size, the vegetation on mounds was characterized by different sets of functional traits (higher canopy, higher level of clonality, and heavier seeds) compared to the plain grasslands. North-facing slopes with mild environmental conditions were characterized by perennial species with light seeds, short flowering period, and a high proportion of dwarf shrubs sharply contrasted from the plain grasslands and from the south-facing slopes and mound tops with harsh environmental conditions. Patterns predicted by CWMs and abundance models differed in the case of certain traits (perenniality, canopy height, and leaf dry matter content), suggesting that environmental factors do not necessarily affect trait optima directly, but influence them indirectly through correlating traits. Due to the large relative differences in environmental parameters, contrasts in trait composition among microsites were mostly consistent and independent from the macroclimate. Mounds with high environmental heterogeneity can considerably increase variability in plant functional traits and ecological strategies at the site and landscape levels. The large trait variation on topographically heterogeneous landscape features can increase community resilience against climate change or stochastic disturbances, which underlines their conservation importance.

Lukács Katalin doktori védése

Sok szeretettel gratulálunk Lukács Katának, aki múlt héten summa cum laude minősítéssel megvédte PhD értekezését, melynek címe „Az ember általi magterjesztés ökológiai jelentősége és a ruházat szerepe a növényi magvak terjesztésében”. További sok sikereket, élményekben gazdag kutatómunkát kívánunk :)

Kata doktori témája az ember általi magterjesztés ökológiai jelentőségének kutatása. Ez egy nagyon érdekes, új, sokszínű és emberközeli téma :) Kata pedig maximális odaadással, lelkesedéssel és precizitással végezte a doktori kutatómunkáját.

Az első emberi magterjesztéshez kötődő kísérletünk előkészítő munkálatai.

És a kísérlet továbbgondolva, pár évvel később :)

Az értekezése az alábbi közleményeken alapul:

Lukács, K., Tóth, Á., Kiss, R., Deák, B., Rádai, Z., Tóth, K., Kelemen, A., Bátori, Z., Hábenczyus, A.A., Tölgyesi, C., Miglécz, T., Godó, L., Valkó, O. (2024). The ecological footprint of outdoor activities: Factors affecting human-vectored seed dispersal on clothing. Science of the Total Environment 906: 167675. PDF

Valkó, O., Lukács, K., Deák, B., Kiss, R., Miglécz, T., Tóth, K., Tóth, Á., Godó, L., Radócz, S., Sonkoly, J., Kelemen, A. & Tóthmérész, B. (2020). Laundry washing increases dispersal efficiency of cloth-dispersed propagules. NeoBiota, 61, 1. PDF

Lukács, K., & Valkó, O. (2021). Human-vectored seed dispersal as a threat to protected areas: Prevention, mitigation and policy. Global Ecology and Conservation, 31, e01851. PDF

Lukács, K., & Valkó, O. (2022). Magterjedés az emberi ruházaton: megelőzési és védekezési lehetőségek. Természetvédelmi Közlemények, 28, 74–85. PDF

Akit érdekel a téma, olvassa el a doktori értekezést, ami elérhető ide kattintva. 

.. vagy a doktori kicsit rövidebb összefoglalását, ami alább olvasható:

Az értekezés célja a ruházat általi magterjesztés folyamatának mélyreható megismerése, valamint a folyamat további, mindezidáig alulkutatott részleteinek vizsgálata volt. Az első fejezetben egy nagyléptékű terepi felmérés keretén belül a zoknira és a cipőre tapadt diaspórákat (magok, termések), a terjedést befolyásoló táji- és vektorjellemzőket, valamint a növényi jellegeket vizsgáltuk Közép-Európában egy három országra kiterjedő nagy terepi kísérletben. 88 személytől összesen 251 mintát (2008 részmintát) gyűjtöttünk, melyből összesen 35935 diaspórát találtunk és 229 növényfaj diaspóráját azonosítottuk. 137 faj esetében elsőként jeleztük, hogy képes a ruházattal is a terjedésre. Az azonosított fajok többsége gyom- és zavarástűrő fajok voltak, melyek terjedése súlyos természetvédelmi problémákat okozhatnak. Továbbá kimutattuk, hogy az élőhelyi változók és a vektor jellemzők nagymértékben befolyásolhatják a folyamatot. A második fejezetben egy kísérletsorozatot végeztünk, melyben a ruházattal terjedő diaspóráknak a csírázóképességét (18 növényfaj) teszteltük mosógépi mosást követően. Emellett három különböző ruhadarabon és szövettípuson (farmernadrág, polár pulóver és pamut zokni) teszteltük a diaspórák tapadási sikerességét a mosás előtt és után. Eredményeinkből kiderült, hogy a diaspórák csírázóképességét leginkább a mosási intenzitás befolyásolja. A kímélő mosás (30C) után nem csökkent a diaspórák csírázási aránya, míg intenzív mosás (60C) következtében a fajok felénél tapasztaltunk csökkenést. Az intenzív mosás (60C) következtében csaknem a fajok felénél figyeltünk meg deszinkronizált csírázást. Deszinkronizált csírázás során a diaspórák eltérő időben kezdenek csírázni, ami lényegesen befolyásolhatja a megtelepedés kimenetelét. A diaspórák tapadási sikerét illetően a vizsgált ruhadarabok közül a legalacsonyabb magmegtartó képességgel a farmernadrág rendelkezett. Kimutattuk, hogy a diaspórák egy része mosógépi mosást követően is a ruhán maradhat, így akár jelentős távolságra is terjedhetnek. A harmadik fejezetben pedig a diaspórák emberi ruházattal történő terjedéséhez kapcsolódó megelőzési és védekezési stratégiák összegyűjtése volt a célunk. A biológiai intézkedéseket az érvényben lévő kategóriák szerint csoportosítottuk (tájékoztatás, önkéntes megelőzés, jogi szabályozás, karantén intézkedések, monitorozás, kezelés és a turizmus szabályozása). Emellett további javaslatokat fogalmaztunk meg, amelyek útmutatásul szolgálhatnak a jövőbeli irányelvek kidolgozásához.

Üzbegisztáni kutató expedíció a Kyzyl-Kum sivatagban

Április elején egy felejthetetlen kutató expedíción vettünk részt az üzbegisztáni Kyzyl-Kum sivatagban. Az expedíción kutatócsoportunk öt tagja (Deák Balázs, Kelemen András, Kiss Réka, Lukács Katalin, Valkó Orsolya), a Szegedi Tudományegyetemről Tölgyesi Csaba és Bátori Zoltán, valamint a Samarkand State University-ről (SamSU) Toshpulot Rajabov és Abdubakir Kushbokov vettünk részt. 

Az expedíció célja az volt, hogy Abdubakir PhD kutatásához kapcsolódóan elkezdjünk egy nagyszabású kutatási programot, a degradált félsivatagi élőhelyek restaurációjához kapcsolódóan. A kutatás során egy legelési intenzitási gradiens mellett vizsgáljuk a degradációs és regenerációs folyamatokat aktívan használt ill. felhagyott itatókutak mellett. Összesen 20 mintavételi területen, 480 cönológiai kvadrátban mértük fel a növényzetet és összesen 480 zsáknyi, közel másfél tonnányi (!!!) talajmintát vettünk. Mindehhez nagyon sok előkészület, nagyon feszített terepi munka és rengeteg utómunka kellett és fog kelleni. Jelenleg Abdubakir vezetésével zajlik a másfél tonna talajminta koncentrálása a SamSU laboratóriumában. A talaj egy részéből Üzbegisztánban végeznek majd kémiai elemzéseket és gyökér biomassza elemzéseket, a magokat tartalmazó frakciót pedig Magyarországon fogjuk csíráztatásos magbank vizsgálattal elemezni. 

Az expedícióról a SamSU honlapon is beszámoltak: https://www.samdu.uz/en/news/53832

Minden szempontból sikeres és élményekben gazdag expedíciónk volt :) Nagyon köszönjük mindenkinek aki velünk volt az expedíción a rengeteg munkát, szervezést, kitartást és a szuper társaságot. A "bányász csapatnak" a nagyon kemény fizikai munkát, a cönológiát készítőknek a kitartást, üzbég kollegáinknak a szuper szervezést és vendégszeretet!

Az alábbiakban sok-sok képpel mutatjuk be az expedíció felejthetetlen pillanatait :)

Első csoportképünk a sivatagban: óriási élmény volt ismerkedni a Kyzyl-Kum élővilágával :)

Nagyon vagány terepi UAZokkal közlekedtünk :)

Amiket néha kicsit meg kellett szerelni :)

Vagy meg kellett tolni, mert sokszor vízmosásokban közlekedtünk :)

Állandó elfoglaltságunk volt a mintavételhez használt zacskók megírása - ezt volt hogy úgy végeztük, hogy közben mellettünk szerelték az UAZ motorját :))

Nagyon vagány volt az UAZ belseje is :)

Mindig nagyon örültünk, ha tevéket láttunk, igazi sivatagi hangulatot árasztottak.

Sok birka- és kecskenyájjal is találkoztunk

Elképesztő mennyiségű szárazföldi teknőst láttunk a sivatagban. Kirgiz teknős (Testudo horsfieldii).

Rengeteg agáma is volt.

Mintavételi grádiensünk mindig a kutak melletti zónából indult, ahol a nagyon erős legelési nyomás miatt alig van növényzet. Ezt a zónát üzbég kollegáink nagyon találóan sacrificed zone-nak hívják.

Egy jó példa a sacrificed zone-ra. Négyzetméterenként volt hogy 1800 birka ürüléket számoltunk :)

A kutaktól távolodva viszonyt egyre természetesebb a növényzet. Az Artemisia diffusa ürömfaj, a Calligonum cserjék, a sásfajok tömeges megjelenése mind a jó állapotú élőhelyeket jelzik.

Gyönyörűen virágoztak a tulipánok (Tulipa lehmanniana).

A sárga világú változat talán még szebb volt, csak kicsit ritkábban találkoztunk vele.

Meglepő módon egy sásfaj - a Carex physodes - volt mindannyiunk egyik kedvence. Gyönyörű ez a növény!

A sások "tömegessége" nagyon fontos a legelő szempontjából. 

Egy másik perspektívából még inkább látszik, hogy ez milyen fontos biomassza mennyiség.

A Calligonum leucocladum cserjék meghatározó elemei voltak a tájnak.

Tatár kékcsengő (Ixiolirion tataricum)

Az egyik legfontosabb növény az Artemisia diffusa, kiváló takarmány, az állatok kedvence

Már nagyon kis mennyiségben is mérgező, az állatok által nem fogyasztott növény a híres törökpirosító (Peganum harmala). A felhagyott itatóhelyeken a sacrificed zone-ban szokott feldúsulni a növényzetben.

Szép félcserje az Astragalus villosissimus.

Ez egy jó kis találós kérdés lehetne :) Convolvulus hamadae ! Nem épp teljes pompájában.

A legaranyosabb növényke a Ceratocephalus falcatus sarlóboglárka volt.

De azért nem annyira aranyos, mint az Andris pulóverén szereplő Myosurus minimus :)

Életkép a terepi mintavétel során.

Mindenki mindent is csinál egyszerre.

Az egyik legnehezebb rész a talaj mintavétel volt - a képen látható folyamatot 1440-szer kellett megismételni.

Többféle technikát is kidolgoztak a fiúk a mintavételre - egyik volt a köves kalapácsos mintavétel :)

Másik irányzat pedig a táncolva ugrálás.

És a közösen táncolva ugrálás :)

Ez itt a drágaság, a világ legjobb köve, ami hű társ volt a talaj mintavétel során.

Ez a mintáink kb. fele - több száz kiló...

Jelenleg a minták feldolgozása zajlik - Abdubakir vezetésével a SamSU egyetemen.

Idilli sátorhelyünk a dombok között.

És kedves vendéglátóink udvarában a sivatag szívében.

Csoportkép kedves vendéglátóinkkal.

Kevés ebédszünetünk egyike :)

Registan - Samarkand egyik nevezetessége, a világ egyik leggyönyörűbb épületegyüttese, éjszakai díszkivilágításban

Registan nappali fényben.

Gyönyörű belső udvar.

Gyönyörű helyi készítésű edények a samarkandi piacon.

Rövid kirándulás egy szép dombvidéken.

A szaporítóanyag eredetének szerepe az élőhely-helyreállításban: Új cikkünk a Biological Conservation-ben

Megjelent legújabb közleményünk a Biological Conservation c. folyóiratban, melyben az élőhelyrestaurációhoz használt szaporítóanyagok forrásával kapcsolatos megfontolásokat elemeztük.

A közlemény szabadon hozzáférhető a folyóirat honlapján (ide kattintva).

A cikk hivatkozása:

Török Katalin, Valkó Orsolya, Deák Balázs (2024): Ecosystem restoration with local or broad seed provenancing: Debates and perceptions in science and practice. Biological Conservation 293: 110535. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2024.110535 

'Perspectives' cikkünkben először ismertettük a lokális és a tág régióból származó szaporítóanyag közötti vitát, valamint az egyes megközelítések előnyeit és hátrányait. Emellett egy attitűd felmérést is végeztünk, melyben a restaurációban érdekelt ágazatok képviselőit kérdeztük: a hazai ökológiai restaurációval foglalkozó kutatókat, gyakorlati természetvédőket és más természetvédelmi szakértőket. Célunk az volt, hogy rávilágítsunk a gyakorlat és a kutatás közötti szinergiákra és potenciális konfliktusokra, a jövőbeni együttműködések előmozdítása és ezáltal a vetőmag származásával kapcsolatos szabályozás finomhangolása érdekében. Végül a szakirodalomból és az attitűd-felmérésből nyert ismereteket egyesítettük, és javaslatot tettünk egy  döntéstámogató keretrendszerre, mely az élőhely-helyreállításhoz használt propagulumok forrásának megválasztásához használható.

A cikk összefoglalója alább olvasható

The UN Decade on Ecosystem Restoration gives new momentum to restoration projects worldwide, which often involve the introduction of plant species. Research evidence shows that restoration success can depend on the seed source. However, there are still debates about the pros and cons of local vs. broad provenancing in restoration. Despite a general agreement on the need for seed transfer regulation, the debate on provenancing challenges or delays the implementation of restoration. In this perspective article, we highlighted this debate that often creates a bottleneck and also examined this issue by surveying the opinion of Hungarian restoration ecologist researchers, conservation practitioners working in restoration, and other conservation experts on the perception of local vs. broad provenancing and the prioritization of further research versus immediate action. Researchers and practitioners had markedly different attitudes; defining aims and prioritization, using genetic knowledge, and species focus were most important to researchers, while broad provenancing,  feasibility, and rapid action were prioritized by practitioners. Comparison of the views of the stakeholders and linking this to a decision framework is a novelty of the study, a step necessary to understand the perception of each other to cooperate for a successful restoration. The results reflect reactive vs. proactive antagonism that should be discussed to identify which approach can be beneficial for restoration and feasible on the given scale. What is needed is to dive into restoration  implementation, jointly find bottlenecks, such as seed sourcing, and solve the problems by using the best available knowledge and necessary compromises.