Az ELKH Ökológiai Kutatóközpont Lendület Vegetáció és Magbank Dinamikai Kutatócsoportjának munkatársai az élőhelyi sokféleség és a növényi diverzitás kapcsolatát járták körül legújabb cikkükben, amely a rangos Science of the Total Environment interdiszciplináris folyóiratban jelent meg. A két jelenség – a környezeti homogenitás és a biodiverzitás – kapcsolatát a kiemelt természeti értékeket őrző, Eurázsia-szerte elterjedt kunhalmokon vizsgálták a kutatók a pannon (Magyarország) és a kontinentális (Bulgária) biogeográfiai régióban.

Miért fontos a környezeti heterogenitás és a biodiverzitás?

A környezeti heterogenitás magában foglalja a biotikus (felszínborítás, növényzet) és abiotikus (klíma, talaj, topográfia) tényezők tér- és időbeli változatosságát. E tényezők változatossága a biológiai sokféleséget meghatározó legfontosabb faktorok egyike, a lokálistól egészen a globális térléptékekig. Mivel általánosságban véve a változatosabb környezetben több faj képes együttesen előfordulni, természetvédelmi szempontból is fontos a környezeti heterogenitás és a biodiverzitás kapcsolatának a megértése. A téma jelentősége ellenére továbbra is sok megválaszolatlan kérdés maradt a területen. A legtöbb vizsgálat a környezeti heterogenitás bizonyos komponenseit vizsgálja, éppen ezért keveset tudunk az egyes biotikus és abiotikus komponensek kölcsönhatásáról. Emellett a legtöbb tanulmány vagy mikroléptékben (zsombékosokban, tengerparti zonációnál néhány centiméteres térszintkülönbségek esetén), vagy makroléptékben (kontinensek, hegyláncok szintjén) vizsgálja a témakört, ezért csak kevés ismeretünk van arra vonatkozóan, hogy a két térlépték között vajon milyen hatást gyakorolhat a környezeti heterogenitás a biodiverzitásra.

Ami a köztes térléptékeket illeti, a környezeti heterogenitás és biodiverzitás kapcsolatának vizsgálatához kiváló objektumok lehetnek az úgynevezett kis méretű természetes tájelemek. Ezek olyan, általában néhány méteres magasságú/kiterjedésű objektumok, melyek a környező tájtól biotikus vagy abiotikus jellemzőik tekintetében eltérnek. Ilyenek például a mezsgyék, a szántószegélyek, a kőfalak, a karsztdolinák, a földvárak és a kurgánok, melyek számos térségben jellegzetes és elterjedt tájelemek. Deák Balázs a vizsgálathoz a kurgánokat (más néven kunhalmokat) választotta: ezek Eurázsia-szerte megtalálható, sztyeppei népek által több évezrede emelt, ősi temetkezési halmok. Napjainkban a kurgánok – amelyek általában kontinentális, száraz éghajlatú területeken fordulnak elő – fontos menedékhelyet jelentenek az eurázsiai szárazgyepek számára, és sokszor kiemelt természeti értékek őrzői.

A vizsgált mikroélőhelyek és a mikroklíma jellemzői

Az ÖK kutatói a környezeti heterogenitás mind az öt biotikus, illetve abiotikus komponensének a növényzeti mintázatokra gyakorolt hatását vizsgálták a pannon (Magyarország) és a kontinentális (Bulgária) biogeográfiai régiókban található halmokon. A környezeti heterogenitás komponenseit a halmok öt jellegzetes mikroélőhelyén tanulmányozták: északi, keleti, déli és nyugati lejtő, illetve a tető; referenciaként pedig a halmokhoz közeli sík gyepeket mérték fel.

kurgánok

Kurgánok Bulgáriában, a Trák királyok völgyében. A képen több igen impozáns halom látható, melyek közel tíz méter magasak. Deák Balázs fotója.

A kutatás eredményei alapján a halmok egyes mikroélőhelyeire egyedi mikroklíma jellemző. A lenti ábrán látható, hogy a halom mikroélőhelyein a sík gyepekhez képest a vizsgált mikroklíma-paraméterek jelentős fluktuációt mutattak az extrém pozitív, illetve extrém negatív értékek között, a léghőmérséklet (T), a relatív páratartalom (RH) és a gőznyomáshiány (VPD) esetében egyaránt. Reggel legelőször a keleti lejtő melegszik fel, majd szárad ki, míg a nyugati lejtő hűvös és párás marad. Délután a mintázat megfordul, viszont a nyugati lejtő kevéssé melegszik fel és szárad ki, mint a keleti. Az eredmények egyik újdonsága, hogy nem csupán az északi és déli, hanem a keleti és nyugati oldalak esetén is sikerült kimutatni az egyedi mikroklímák jelenlétét. Különösen érdekes, hogy a kutatóknak a mindössze néhány méter magas tájelemeken is sikerült megfigyelniük ezt a mikroklimatikus változatosságot.

biodiverzitás

A léghőmérséklet (ΔT), a relatív páratartalom (ΔRH) és a gőznyomáshiány (ΔVPD) napi változása az öt vizsgált kurgán-mikroélőhelyen, a sík gyepekben mért értékekhez (szaggatott vonal) viszonyítva. Kovács Bence ábrája.

Ahogy az ábrán is látszik, az északi és déli lejtők közötti legnagyobb hőmérséklet-különbséget akkor mérték a kutatók, amikor a nap a zeniten állt. Ekkor az északi lejtőkön 5,1°C-kal hűvösebb, míg a déli lejtőkön 7,6°C-kal melegebb volt, mint a sík gyepeken. Az egymástól néhány méterre elhelyezkedő északi és déli oldalak közötti hőmérséklet-különbség több száz kilométernyi latitudinális és/vagy több száz méternyi tengerszint feletti magasságbeli különbségnek felel meg. Ez a mikroklimatikus változatosság is jól mutatja, hogy a halmok, és a hozzájuk hasonló tájelemek milyen fontos szerepet töltenek be a síkságokon: jelentős környezeti heterogenitást visznek a homogén tájba.

Hogyan befolyásolja a mikroklíma a fajösszetételt?

A vizsgálat során a kutatók azt is feltárták, hogy a halmok lejtőire jellemző eltérő környezeti feltételek egyedi növényzeti mintázatokat alakítottak ki. Az egyes halmok szintjén mindkét régióban jól láthatóan szétvált az öt mikroélőhely, illetve a sík gyep növényzete. Általában a kedvező mikroklímájú északi és nyugati lejtők hasonló fajösszetétellel rendelkeznek, és olyan specialista fajok fordulnak elő rajtuk, mint a deres tarackbúza (Elymus hispidus), a kunkorgó árvalányhaj (Stipa capillata), a hengeres peremizs (Inula germanica), a fűzlevelű napvirág (Helianthemum salicifolium) vagy a selymes peremizs (Inula oculus-christi). A gyom- és zavarástűrő fajok száma igen kevés volt ezeken a mikroélőhelyeken. A kedvezőtlen mikroklímájú déli és keleti lejtőkön, valamint a tetőn számos stressz- és zavarástűrő generalista és gyomfaj fordult elő, például a közönséges tarackbúza (Elymus repens), különféle rozsnokfajok (Bromus spp.) és a tavaszi aggófű (Senecio vernalis). A sík gyepek fajkészlete mindkét táj esetében jelentősen eltért a halmok mikroélőhelyeiétől.

ÖK halmok

Egy bulgáriai halom meredek lejtője, rajta kunkorgó árvalányhajas (Stipa capillata) sztyeppei növényzettel – egy igazi zöld oázis az agrártájban. A háttérben a Rodope-hegység csúcsai. Deák Balázs fotója.

A kutatás eredményei rávilágítanak a halmok és a hozzájuk hasonló kis méretű tájelemek lényeges szerepére a globális szárazföldek egyharmadát borító síkságok biodiverzitásának a fenntartásában. A több mint félmillió eurázsiai halom mellett hasonló szerepe lehet a dolináknak, a szigethegyeknek (inselbergeknek) és az ökoszisztéma-mérnök rágcsálók várainak is.

ÖK absztrakt

A cikk grafikus absztraktja, amely a legfőbb eredményeket foglalja össze képekben. Kovács Bence grafikája.

ÖK csoportkép

Csoportkép a bulgáriai expedícióról; balról jobbra: Salza Palpurina, Iva Apostolova, Desislava Sopotlieva, Kiss Réka, Lukács Katalin, Kelemen András, Valkó Orsolya, Deák Balázs. Deák Balázs fotója.

Irodalom:

Deák, B., Kovács, B., Rádai, Z., Apostolova, I., Kelemen, A., Kiss, R., Lukács, K., Palpurina, S., Sopotlieva, D., Báthori, F., Valkó, O. (2021): Linking environmental heterogeneity and plant diversity: the ecological role of small natural features in homogeneous landscapes. Science of the Total Environment 763: 144199 [IF2019: 6.551]

A teljes cikk elérhető itt: Linking environmental heterogeneity and plant diversity: The ecological role of small natural features in homogeneous landscapes – ScienceDirect