Egy nemrég megjelent cikkünkben azt vizsgáltuk, hogy az elmúlt két évszázad táji változásai (gyepek területe és konnektivitása) hogyan hatottak a kunhalmok által fenntartott élőhelyszigeteken élő gyepi specialista növény és ízeltlábú közösségekre.
Deák, B., Bede, Á., Rádai, Z., Tóthmérész, B., Török, P., Nagy, D.D., Torma, A., Lőrinczi, G., Nagy, A., Mizser, S., Kelemen, A., Valkó, O. (2021): Different extinction debts among plants and arthropods after loss of grassland amount and connectivity. Biological Conservation 264: 109372. doi: 10.1016/j.biocon.2021.109372.
A cikk szabadon letölthető
innen.
A természetes élőhelyek területének csökkenése és feldarabolódása világszerte számos faj lokális kihalását eredményezi. A táji szintű változások következtében az élőhelyeken olyan változások (mint például az élőhelyek biotikus és abiotikus adottságainak megváltozása vagy az élőhelyek élővilágát évszázadokon át fenntartó hagyományos használati mód megszűnése) mennek végbe, amelyek az élőhely degradációjához vezethetnek. Fenti folyamatok következtében a fragmentált élőhelyeken előforduló élőhely specialista fajok populációmérete és fitnessze akár rövidtávon is nagymértékben csökkenhet, ami a legszélsőségesebb esetben akár a teljes populáció kihalásához és így a táji szintű biodiverzitás csökkenéséhez vezethet. A fragmentáció következtében bekövetkező kihalási események érdekes módon nem feltétlenül azonnal, a táji változásokkal egyidőben következnek be. Számos specialista faj egy késleltetett választ ad a táji és élőhelyi változásokra, így a kihalási események is csak egy bizonyos idő elteltével következnek be. A késleltetett kihalások kifejezetten jellemzők a közelmúltban fragmentálódott tájakra, ahol a fennmaradó élőhelyek mérete és térbeli konfigurációja a populációk fennmaradása szempontjából egy szuboptimális (éppen csak nem elegendő) szinten van. Ilyen esetekben a lassú kihalási folyamatok miatt számos esetben megfigyelhető, hogy az adott élőhely fragmentumokban található specialista fajok fajszámát sokkal inkább a múltbeli mint a jelenkori táj tulajdonságai magyarázzák.
Egy kunhalmon fennmaradt gyepi sziget.
Kutatásunkban mezőgazdasági tájakban elhelyezkedő, kunhalmokon fennmaradt gyepi élőhelyszigeteken azt vizsgáltuk, hogy növények és szárazgyepekre jellemző ízeltlábúak (hangyák, egyenesszárnyúak, poloskák és holyvák) kihalási adósságát (angolul "extinction debt') hogyan befolyásolják a jelen és múltbeli táj tulajdonságai (amit vizsgálatunkban az élőhelysziget környezetében előforduló gyepterületek összterülete és térbeli konnektivitásával fejeztünk ki). A vizsgálatba összesen 60 élőhelyszigetet (kunhalmokon található gyepeket) vontunk be, amelyek táji környezetének változását mintegy 160 évet felölelve, összesen négy időperiódusban követtük.
A felmért gyepi élőhelyszigetek elhelyezkedése (n=60). Az alábrákon a központi gyepterület környezetében a szárazgyepek (narancssárgával jelölve) kiterjedésében bekövetkezett táji változásokat ábrázoltuk: B – (1858–1864), C – (1881–1884), D – (1956–1975), E – (2014–2016).
Azt tapasztaltuk, hogy a vizsgált területen (amely az Alföld jelentős részét magába foglalja) a szárazgyepek területe az 1850-es évektől kezdve napjainkig folyamatosan csökkent. Ez önmagában nem volt váratlan eredménye, az azonban igen, hogy a területcsökkenés az első három vizsgált időszakban (1858 és 1975 között) nem eredményezte a gyepek közötti konnektivitás csökkenését. Ez azért lehetséges, mert bár a gyepek területe csökkent és a táj használata egyre inkább intenzifikálódott, egészen a második világháború végéig fennmaradtak azok az elsősorban a tanyákhoz köthető kis kiterjedésű változatos élőhelyek, amelyek sok esetben lehetővé tették a gyepek és mezsgyék fennmaradását a tájban. A kollektivizáció következtében folyamatosan kialakuló nagyparcellás mezőgazdaság miatt azonban a táj élőhelyi változatossága jelentősen csökkent, ami számos, a térbeli kapcsolatok fennmaradásában kulcsfontosságú gyepi élőhely eltűnéséhez vezetett.
A táji változások hatása a gyepi specialista (zöld pont) és generalista (szürke pont) fajok fajszámára a négy vizsgált időszakban. A szignifikáns kapcsolatok folytonos vonal vannak jelölve.
A vizsgált gyepi élőhelyszigeteken a gyepi specialista növények fajszámát a legerősebben a hetven évvel ezelőtti tájra jellemző változók magyarázták. Közülük is a gyepi élőhelyek konnektivitása bizonyult a legfontosabb változónak. Ennek oka valószínűleg az, hogy a gyepi fajok hosszútávú fennmaradásában jelentősebb szerepet játszik a populációk közötti funkcionális kapcsolatok fennmaradása, mint az élőhelyfoltok kiterjedése. Az, hogy az élőhelyszigeteken található gyepi specialista növényfajok fajszáma leginkább a múltbeli táj tulajdonságaival magyarázható, arra utal, hogy esetükben egy jelentős kihalási adósság van jelen és a jövőben további kihalások várhatók. A gyepi specialista növényfajok populációinak a táji változásokra adott lassú reakciója annak tudható be, hogy a növények mint helyhez kötött élőlények nem tudják elhagyni a kedvezőtlenné vált élőhelyfoltot, így (amennyiben nem halnak ki azonnal) lassan kerülnek egyensúlyba a megváltozott környezettel. A lassú reakciót elősegíti az is, hogy a gyepi növényeknek számos olyan jellege (hosszú életciklus, klonális szaporodási képesség, tartós magbank képzése) van, amely lehetővé teszi, hogy egy viszonylag hosszabb ideig "ellen tudjanak állni" a számukra kedvezőtlen környezeti hatásoknak.
Érdekes módon a halmok meredek lejtői által kialakított nagy környezeti heterogenitás képes arra, hogy a kihalási adósság időbeli dimenzióit (angolul 'relaxation time') kitolja és lassítsa a kihalás folyamatát. Ennek oka, hogy a nagyfokú környezeti változatosság, ami megnyilvánul a topográfiában, mikoklímában és talajtulajdonságokban is (lásd még
Deák et al. 2021 Science of the Total Environment) lehetővé teszi, hogy a specialista növények túléljenek akár kis területű élőhelyeken is. A változatos mikroélőhelyek egymás melletti előfordulása ugyanis lehetővé teszi, hogy akár a rosszul terjedő növények is az élőhelyen belüli "kis ugrásokkal" megtalálják a számukra klimatikusan és edafikusan legoptimálisabb feltételeket biztosító mikro-élőhelyet.
A gyepi specialista fajokkal ellentétben a vizsgált ízeltlábú csoportok esetében a múltbeli táj tulajdonságai nem voltak hatással a csoportok fajszámára. Esetükben tehát elmondható, hogy a táji környezet nincs hatással a fajszámokra, vagy a kihalási adósság már "ki lett fizetve". Ennek oka, hogy a növényekkel ellentétben számos ízeltlábú csoport képes arra, hogy a megváltozott és számukra kedvezőtlenné vált élőhelyeket aktívan elhagyják, így a táji változások miatt bekövetkezett fajszámváltozások esetükben sokkal gyorsabban következnek be. Azon csoportok esetében pedig, amelyek nem képesek elhagyni az adott élőhelyfoltot a változások drasztikusabbak, mint a növények esetében. Ennek okai részben a rövid életciklus következtében jellemzően gyors generációváltások, részben az, hogy az ízeltlábúak többsége a kizárólagos ivaros szaporodás miatt sokkal érzékenyebb a meta-populációs kapcsolatok eltűnésére, mint az aszexuálisan is szaporodni képes növények.
Kutatásunk rámutatott, hogy mivel a gyepi specialista növényfajok csak részben fizették ki a kihalási adósságukat, ezért bár a halmokon található gyepek igen fajgazdag növényközösségeket képesek fenntartani, de a jövőben aktív beavatkozások nélkül ez a fajgazdagság sajnos várhatóan csökkenni fog. Aktív, a gyepi élőhelyek minőségét, területét és konnektivitását a táji szinten növelő intézkedések nélkül várhatóan csökkenni fog az intenzíven használt tájakba beékelődő kis szárazgyepi szigetek fajgazdagsága, ami a táji szintű biodiverzitásra is hatással lesz. A folyamat megállítása érdekében táji szintű élőhelyrekonstukciós stratégiára lenne szükség. Már csak azért is, mert számos intenzíven művelt alföldi tájban a szárazgyepekre jellemző specialista fajok nagy része már csak kis élőhelyszigetek formájában van jelen.
A cikk absztraktja
A decrease in habitat amount and connectivity causes immediate or delayed species extinctions in transformed landscapes due to reduced functional connections among populations and altered environmental conditions. We assessed the effects of present and historical grassland amount and connectivity as well as local habitat factors typical of the present landscape on the current species richness of grassland specialist and generalist plants and arthropods in grassland fragments. We surveyed herbaceous plants, ants, orthopterans, true bugs and rove beetles in 60 dry grassland fragments in Hungary. We recorded the area of the focal grassland, the slope and the cover of woody vegetation. By using habitat maps of the present and historical landscape, we calculated grassland amount and connectivity for four time periods covering 158 years (1858–2016). We found evidence for an unpaid extinction debt in specialist plants, suggesting that they have not come to equilibrium with the grassland amount and connectivity of the present landscape yet. This localised and typically long-lived group responded slowly to the landscape changes. Specialist arthropod taxa with short generation times responded much faster to habitat loss than plants and did not show an extinction debt. Generalist plants and animals adapted to a wide range of habitats were affected by the landscape-scale decline of grassland habitats. Despite decreased habitat connectivity, grassland fragments with dry environmental conditions and high environmental heterogeneity can sustain specialist plants in transformed landscapes. Unpaid extinction debt should be considered an early warning signal: Restoration of grassland connectivity is necessary to halt ongoing extinction processes.
