A mormoták mint ökoszisztéma mérnök fajok szerepe a sztyeppéken

Megjelent legújabb cikkünk a Journal of Arid Environments c. folyóiratban, amelyben egy nagyon érdekes életmódú sztyeppei rágcsáló, a bobak mormota (Marmota bobak) növényzetre gyakorolt hatásait vizsgáltuk.

A cikk citációja

Valkó, O., Tölgyesi, C., Kelemen, A., Bátori, Z., Gallé, R., Rádai, Z., Bragina, T.M., Bragin, Y. A., Deák, B. (2020): Steppe Marmot (Marmota bobak) as ecosystem engineer in arid steppes. Journal of Arid Environments doi: 10.1016/j.jaridenv.2020.104244 [IF2019: 1.830]

A cikk szabadon hozzáférhető a folyóirat honlapjáról, ide kattintva.

A sztyeppi mormota, vagy más néven bobak a mormotafélék családjának legnagyobb termetű képviselője. Eurázsiai elterjedésű faj, alfajai Ukrajna, Oroszország és Kazahsztán sztyeppzónájában fordulnak elő. Ez a sztyeppi rágcsáló kolóniákban él, és hasonlóan számos közeli és távoli rokonához, várat épít magának. A "vár" alatt egy több méter mély üregrendszer húzódik, ide húzódik vissza a család a hideg, meleg és a ragadozók elől. A bobakvárak általában 0.5-0.8 m magas, néhány négyzetméter átmérőjű építmények. A régi utazók és művészek figyelmét is felkeltették, hiszen jellegzetes elemei a sztyeppei tájnak. 

A bobakvárak meghatározó elemei a sztyeppe tájképének.

Sztyeppi mormota (Marmota bobak).

Jelen vizsgálatban arra voltunk kíváncsiak, hogy különbözik-e a mormotavárak növényzete a környező sztyeppék növényzetétől. Mintaterületeink Kazahsztán északi részén, a Naurzum rezervátumban, Stipa lessingiana dominálta árvalányhajas sztyeppeken helyezkedtek el - az oda vezető út már önmagában olyan kalandos volt, hogy arról egy külön bejegyzésben számolunk be. 

Fűtenger - Stipa lessingiana dominálta sztyeppe a Naurzum rezervátumban.

A következő képeken látható a két bobakvár típus, amit vizsgáltunk: a kissé mélyebben fekvő, tavasszal esetenként vízállásos területeken mintegy 60 cm magasságú halom található a járatrendszer fölött; míg a magasabban fekvő területeken lapos várakat találhatunk. Ezeknek a szigetszerű élőhelyeknek a növényzetét vetettük össze az intakt sztyeppékével. A terepi felmérés mellett egy mini-reviewban áttekintettük a sztyeppi mormoták ökológiájával kapcsolatos szakirodalmat, hogy megértsük, milyen összefüggések lehetnek a mormoták életmódja, a várépítés és a vár használata, valamint a várakon kialakult növényzet szerkezete és fajösszetétele között.

Halommal rendelkező bobakvár.

Sík bobakvár.

 

Mindkét vizsgált típusban jelenleg is laktak az állatok. A fő bejárat körül erősen taposott felszín és sok bolha jelezte a lakók jelenlétét.

Eredményeink alapján a várak és a sztyeppe növényzete jelentősen eltért egymástól. A halommal rendelkező bobakvárakon kisebb volt a talajnedvesség mint a sztyeppéken és a sík bobakvárakon, így ezek a halmok voltak a táj legszárazabb élőhelyei. A szárazság és a rendszeres taposás, és trágyázás miatt a halommal rendelkező várakon a szárazságtűrő sztyeppi fűfaj, a nálunk is előforduló taréjos tarackbúza (Agropyron cristatum), illetve számos ruderális gyomfaj volt jellemző. Érdekes módon, Ronkin et al. (2009) mormota-etetéses vizsgálatai alapján pont ezek a váron növekvő növényfajok tekinthetők a mormoták kedvenc táplálékának! A mormoták idejük legnagyobb részét a váron töltik, sokszor ott is táplálkoznak (hogy a pusztai sasok közeledtére gyorsan a járatokba tudjanak menekülni). Jelen eredményeink arra utalnak, hogy a rágcsálók a taposássukkal, rágásukkal, ürülékükkel pont azt a típusú növényzetet tartják fent, amit legszívesebben fogyasztanak - ez tulajdonképpen a "kertészkedés" - metszés, trágyázás, talajelőkészítés - egy érdekes analógiája. A folyamatos taposás, trágyázás és rágás miatt a mormoták kertjei korábban zöldülnek és később sárgulnak, mint a környező sztyeppe növényzete - ez nagyon fontos a nyári száraz időszakban, amikor a rágcsálóknak elegendő zsírt kell felhalmozniuk a téli álom időszakára. A mormota-kertek táji szinten is hozzájárulnak a kedvelt táplálék-növények populációinak térbeli és időbeli fennmaradásához: a várak "stepping stone"-okként fenntartják a populációrendszert, ami a teljes mormota-kolónia számára előnyös.

Gyomos folt - a mormoták számára azonban zöld oázis, ami a késő nyári időszakban friss és zöld növényi táplálékkal látja el a telelni készülő mormotákat.

Pusztai sas (Aquila nipalensis) - ő az egyik oka a bobakvárak létezésének :) A ragadozók elől a nyílt sztyeppén a legjobb menekülési mód az üregrendszerben való elrejtőzés.

A sík bobakvárakon a környező sztyeppékétől és a halommal rendelkező várakétól teljesen eltérő növényzet alakult ki. A domináns fajok itt a halofitonok voltak, például az Anabasis salsa, Kochia prostrata és Petrosimonia fajok. Ezek a fajok a környező évelő füvek által dominált sztyeppén nem fordultak elő egyáltalán, a környező tájban csak a sík bobakvárak biztosítottak számukra megfelelő nyílt élőhelyet; legközelebbi állományaikat több tíz kilométerre találtuk. Feltehetően a mormoták a talaj mélyebb rétegeiből felhozták ezen fajok magjait - járataik akár 3 méter mélyek is lehetnek, így régebbi vegetációtípusok magjait is a felszínre hozhatják. Mivel ezen fajok igen stresszelt élőhelyeken élnek, ahol csírázásukhoz szükséges kedvező feltételek esetlegesek és ritkák; magjaik általában sokáig csíraképesek. Az irodalmi adatok alapján, rokon mormota fajoknál kimutatták, hogy ásványi anyag szükségletüket a mormoták sokszor a felszíni sókiválások nyalogatásával vagy sóakkumuláló növények fogyasztásával fedezik. Így a sík várakon a mormoták tevékenysége következtében kialakult mormota-kertek növényzete feltehetően szintén kedvező a mormoták szempontjából.

Kontrasztos különbség a sík bobakvár halofiton fajokban gazdag növényzete és a sztyeppe fűtengere között.

Halofiton növényzet a sík bobakváron.

Vizsgálatunk eredményei alapján a sztyeppi mormoták fontos ökoszisztéma mérnökök az eurázsiai sztyeppeken. Váraik külön kis élőhelyszigeteknek tekinthetők, melyek jellegzetes növényzetét a mormoták tevékenysége alakítja ki és tartja fenn. Jelenleg legújabb vizsgálatok (Koshkina et al. 2019) alapján mintegy 1.200.000 aktívan használt bobakvár van csak Kazahsztánban. (Ezek egy része nem sztyeppi, hanem szántóföldi környezetben fordul elő, ugyanis az elmúlt évtizedek tájhasználati változásai jelentősen hatottak a mormotákra is. Azonban így is, több százezer sztyeppi várról beszélünk!) A múltban jelentősen nagyobb volt a faj elterjedési területe, így feltehetően az aktívan használt illetve a különböző korú felhagyott várak jelentős számban fordultak elő a sztyeppzónában. Ezek az élőhelyszigetek elképzelhető, hogy stepping stone-okként szerepet játszhattak egyes növényfajok jelenlegi elterjedési területének formálásában is. Persze ennek bizonyítására további vizsgálatok szükségesek.

Érdekes kitekintés - a kurgánok sok szempontból - méretük, alakjuk, elterjedésük szempontjából - hasonlítanak a bobakvárakra. A képen egy észak-kazahsztáni kurgán látható. A kazah kurgánok növényzetéről ebben a cikkben írtunk (Deák et al. 2017 Plant Ecology and Diversity).

A cikk összefoglalója az alábbiakban olvasható.

Abstract

Burrow-dwelling rodents are often considered ecosystem engineer species in arid environments. They create distinct habitat patches by building burrows: they move large amounts of soil, mix soil layers and change soil properties locally. Our aim was to explore the role of Steppe Marmot as an ecosystem engineer in shaping the plant species composition and diversity of steppes. First, we made a literature search to gather information on the ecosystem engineering effect of the species. Second, in a case study, we compared the vegetation of marmot burrows with the surrounding intact steppes in North-Kazakhstan to identify differences in species composition and plant functional groups. Vegetation of the burrows was structurally and compositionally different from the intact steppe vegetation. Burrows were characterised by lower total vegetation cover, higher cover of annuals and lower cover of perennial grasses compared to the intact steppe. We found an increased cover of ruderal species on the burrows, but also several specialist species, such as Agropyron cristatum, Anabasis salsa, Kochia prostrata and Petrosimonia spp. were confined to the burrow vegetation. Our results suggest that marmot burrows increase the landscape-scale heterogeneity of the steppe vegetation and could act as stepping stones for the dispersal of several steppe-specialist species.

Búcsúzóul egy csapatkép a kazahsztáni expedíció tagjairól :)

Balról jobbra: Tölgyesi Csaba, Kelemen András, Deák Balázs, Valkó Orsolya, Gallé Róbert és Bátori Zoltán.

Itt mindannyian a bobakokat figyeljük.

A Hortobágy természeti kincsei - Fénykép-összeállítás a Palaearctic Grasslands c. folyóiratban

Nemrég jelent meg az EDGG, azaz Eurasian Dry Grassland Group tudományos folyóiratának, a Palaearctic Grasslands c. lapnak a legújabb száma. 

A 'klasszikus' cikkek mellett van egy 'photo-story' nevű cikk-típusa is a lapnak. Az ilyen cikkekben egy élőhelytípust, érdekes területet, szűkebb témakört vagy akár fajokat lehet bemutatni rövid informatív szöveggel és saját fotókból válogatott illusztrációkkal. A folyóirat mostani számában jelent meg Borza Sándor, Deák Balázs és Godó Laura fényképeivel illusztrált photo-story, ami a Hortobágy természeti kincseit mutatja be a szerzők képein keresztül. A cikk ide kattintva érhető el, a 64. oldalon kezdődik. A mostani kötetben emellett számos gyönyörű eurázsiai tájról és gyeptípusról olvashatunk, érdemes végigböngészni a teljes számot.

Kedvcsinálónak néhány hortobágyi kép - a teljes összeállítást lásd a cikkben.

A végtelen síkság madártávlatból. Borza Sándor fényképe.

A sziksófű (Salicornia prostrata) a kloridos szikesek halofiton faja. Godó Laura fényképe.

 

A pusztai tyúktaréj (Gagea szovitsii) az ősi szikes puszták védett kora tavaszi növényritkasága. Deák Balázs fényképe.

A szongáriai cselőpók (Lycosa singoriensis) védett pókfajunk, amely Magyarországon éri el elterjedési területének nyugati határát. Deák Balázs fényképe.

A fokozottan védett túzok (Otis tarda) Európa legnagyobb madárfaja. A Hortobágyi Nemzeti Park egyike az utolsó területeknek, ahol még természetes gyepi környezetben tud költeni. Godó Laura fényképe.

A fokozottan védett kék vércse (Falco vespertinus) telepesen költ a facsoportokban. Borza Sándor fényképe.

A töltésoldalak, mint a gyepi biodiverzitás őrzői: Új cikkünk a River Research and Applications-ben

Bátori Zoltán és Kiss Péter János megosztott elsőszerzőségével, valamint Kelemen András utolsó szerzőségével megjelent legújabb cikkünk a River Research and Applications c. folyóiratban.

Hivatkozása (kutatócsoportunk tagjai aláhúzással jelölve):

Bátori, Z., Kiss, P.J., Tölgyesi, C., Deák, B., Valkó, O., Török, P., Erdős, L., Tóthmérész, B., Kelemen, A. (2020): River embankments mitigate the loss of grassland biodiversity in agricultural landscapes. River Research and Applications [IF2018: 1.954]

A cikk letölthető a folyóirat honlapjáról, ide kattintva.

A kutatás során a Dél-Alföldön vizsgáltuk a Maros és Körös folyókat szegélyező töltésoldalak, valamint a környező táj gyepi élőhelyeinek növényzetét.  A töltések másodlagos élőhelyein sok esetben a gyepi és mocsárréti fajok is megtalálhatják életfeltételeiket: a folyó felé néző és/vagy északi kitettségű oldalakon gyakran mocsárréti növényzetet, a mentett oldal felé néz és/vagy déli kitettségű oldalakon szárazgyepi növényzetet találhatunk. A vizsgálatban arra voltunk kíváncsiak, hogy ezen másodlagos élőhelyek növényzetének diverzitása hogy tér el a környező táj természetes élőhelyeinek diverzitásától. A diverzitás három fontos komponensét vizsgáltuk: a faji diverzitást, a funkcionális diverzitást, valamint a filogenetikai diverzitást.

Eredményeink alapján a másodlagos élőhelyeken nagyobb volt a növényzet fajdiverzitása, mint a természetes élőhelyeken: ennek oka azonban a generalista, gyom és inváziós fajok nagyobb fajgazdagsága volt. A másodlagos és természetes élőhelyek funkcionális diverzitása nem különbözött, viszont bizonyos növényi jellegek eloszlásában jelentős eltérést találtunk. A töltések gyepjében a növényfajok átlagosan hosszabb ideig virágoznak és nagyobb a biomassza produkciójuk, ami az ökoszisztéma szolgáltatások szempontjából is lényeges. Eredményeink alapján a természetes élőhelyek nagyobb filogenetikai diverzitást őriznek, mint a töltésoldalak másodlagos élőhelyei. Bár másodlagos élőhelyek, a töltésoldalak mégis viszonylag állandó menedéket nyújthatnak a gyepi és mocsári növényeknek. Ennek oka, hogy árvízvédelmi szempontból is szükséges az élőhelyek fenntartása rendszeres kaszálással, ami egyúttal a növényzet számára szükséges kezelést is biztosítja.

Néhány kép ízelítőként a vizsgált élőhelyekhez kötődő értékes növényfajokról :)

A kék atracél (Cynoglottis barrelieri) a dél-alföldi mezsgyék védett növényfaja.

A kunkorgó árvalányhaj (Stipa capillata) az eurázsiai sztyeppék jellemző faja, amely az Alföldön a jó állapotú löszgyepek jellegzetes növénye.

A macskahere (Phlomis tuberosa) löszgyepjeink védett faja.

A cikk összefoglalója lentebb olvasható.

Abstract

Agricultural intensification has resulted in severe declines in the extent and diversity of seminatural habitats in Europe, whereas the extent of secondary habitats has increased considerably. River embankments have become one of the most extensive and widespread secondary habitats in former floodplains. We compared the diversity patterns of secondary dry and wet grasslands on river embankments with those of seminatural dry and wet grasslands in a Hungarian agricultural landscape using the following community descriptors: (a) species diversity, (b) phylogenetic diversity and (c) functional diversity. We also performed trait‐based analyses to evaluate the ecosystem services provided by these secondary grasslands. Both grassland types of the embankments showed significantly higher Shannon diversity compared with their seminatural counterparts. The cover of generalist species (i.e., cosmopolitan species, weeds and nonindigenous plant species) was high in the secondary grasslands. We found significant differences in phylogenetic diversity between the secondary and seminatural grasslands: secondary grasslands showed significantly lower mean nearest taxon distances than the seminatural grasslands. Functional diversity did not differ between the secondary and seminatural grasslands according to the Rao's quadratic entropy. However, we found higher community‐weighted means of specific leaf area, plant height and flowering period in the secondary grasslands, which are related to important ecosystem services (via biomass production and pollination). Well‐planned management actions and restoration activities could help further improve the ecological function and conservation value of secondary grasslands on river embankments, contributing to the maintenance of species diversity and sustaining the functionality of ecosystems in agricultural landscapes.

Degradált kunhalmok rekonstrukcióját követő talajtani és növényzeti változások - Új cikkünk a Nature Conservation-ben

Megjelent Deák Balázs és Valkó Orsolya megosztott elsőszerzőségével legújabb cikkünk a Nature Conservation c. folyóiratban. 

A közlemény szabadon hozzáférhető, és ide kattintva letölthető a folyóirat honlapjáról.

Hivatkozása:

Deák, B. & Valkó, O., Tóth, C.A., Botos, Á., Novák, T. (2020): Legacies of past land use challenge grassland recovery – An example from dry grasslands on ancient burial mounds. Nature Conservation 39: 113-132. doi: 10.3897/natureconservation.39.52798 [IF2018: 1.220]

Kutatásunk során geográfus kollegáinkkal, Tóth Csabával (Debreceni Egyetem, Természetföldrajzi és Geoinformatikai Tanszék), Novák Tiborral és Botos Ágnessel (Debreceni Egyetem, Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszék) közösen egykori akácos, illetve szántó művelésű kunhalmokon a művelési ág váltást követő talajtani és növényzeti változásokat vizsgáltuk.

A kunhalmok, vagy más néven kurgánok az eurázsiai füves puszták természeti képének ikonikus elemei (lásd régebbi, a témához kapcsolódó bejegyzésünket itt). Sajnos a több százezer eurázsiai halomból rengeteget veszélyeztet, vagy akár el is pusztított az ember tájátalakító tevékenysége. Eurázsiai szintű áttekintő tanulmányunkban (Deák et al. 2016 Biodiversity and Conservation) rámutattunk, hogy a halmokat számos régióban leginkább a szántóföldi művelés illetve a fásszárúak terjedése veszélyezteti. Jelen kutatásunkban épp ezért arra voltunk kíváncsiak, hogy e két veszélyeztető tényező kiiktatását követően az egykor szántóval vagy akácossal borított halmokon milyen hatással van a talajparaméterek változása a spontán gyepregenerációra.

Az alábbi ábrán a halmok hatezer éves történetének főbb állomásait a gyepesedési folyamatok és a talaj paraméterek változása szempontjából mutatjuk be. Látható, hogy az utóbbi 250 évben felerősödött a halmok emberi eredetű degradációja, az utolsó panelen pedig a degradációt követő spontán regeneráció lehetséges útvonalait szemléltettük.

Eredményeink alapján az egykori akácos halmokon a nitrogén-, az egykori szántott halmokon pedig a foszfortartalom még négy évvel a művelési ág váltást követően is szignifikánsan nagyobb volt, mint a referenciaként vizsgált gyepes halmokon. A spontán regenerálódó halmok növényzete négy év után is gyomos képet mutatott: az egykori akácosokban főleg ruderális gyomok, az egykori szántókon pedig szegetális gyomok előfordulása volt jellemző. Eredményeink arra utalnak, hogy a közvetlen veszélyeztető tényezők kiiktatása önmagában nem elegendő a gyors és sikeres gyepregenerációhoz.  A szántott halmok művelésből kivonása kevésbé költség- és munkaigényes, és kevesebb utókezelést igényel, mint az akácosok esetében. A természetes gyepekre jellemző célfajok magvetése, vagy magjaik szénaráhordással való bejuttatása jelentősen gyorsíthatja a gyepregenerációt.

Kiváló mezőségi talajuk miatt sok halom esett a szántás áldozatául, például a képen látható Fekete-halom.

A fehér akác (Robinia pseudoacacia) a magyarországi halmokon komoly természetvédelmi problémákat okoz árnyékolásával, valamint a talaj tápanyagforgalmának és vízháztartásának megváltoztatásával. A képen egy erősen akácosodott halom, a Gyilkos-halom látható.

A kunhalmok eredeti növényzete általában szárazgyepi vegetáció. A képen a Kunmadarasi puszta egyik meghatározó tájképi eleme, a Nagy Füves-halom látható.

A cikk összefoglalója az alábbiakban olvasható.

Due to large-scale agricultural intensification, grasslands are often restricted to habitat islands in human-transformed landscapes. There are approximately half a million ancient burial mounds built by nomadic steppic tribes in the Eurasian steppe and forest steppe zones, which act as habitat islands for dry grassland vegetation. Land use intensification, such as arable farming and afforestation by non-native woody species are amongst the major threats for Eurasian dry grasslands, including grasslands on mounds. After the launch of the Good Agricultural and Environmental Condition framework of the European Union, in Hungary there is a tendency for ceasing crop production and cutting non-native woody plantations, in order to conserve these unique landmarks and restore the historical grassland vegetation on the mounds. In this study, restoration prospects of dry grassland habitats were studied on kurgans formerly covered by croplands and Robinia pseudoacacia plantations. Soil and vegetation characteristics were studied in the spontaneously recovering grasslands. The following questions were addressed: 1) How does site history affect the spontaneous grassland recovery? 2) Do residual soil nutrients play a role in grassland recovery? In former croplands, excess phosphorus, while in former Robinia plantations, excess nitrogen was present in the soil even four years after the land use change and grassland vegetation was in an early or mid-successional stage both on the mounds. The results showed that, without proper management measures, recovery of grassland vegetation is slow on mounds formerly used as cropland or black locust plantation. However, restoration efforts, focused on the restoration of mounds formerly covered by croplands, can be more effective compared to the restoration of mounds formerly covered by forest plantations.