A hazai gyepterületek ökológiai szerepe igen sokrétű: fontosak a biodiverzitás fenntartásában, de emellett jelentős a mezőgazdasági termelésben, a vízmegtartásban, a talajvédelemben játszott szerepük is. Van azonban egy olyan funkciójuk is, ami talán nem mindenki számára ismert: jelentős szénmegkötő képességgel rendelkeznek. Ez a szénmegkötő képesség egységnyi területre vetítve ugyan kisebb, mint az erdők szénmegkötése, mégis igen jelentős, különösen azért, mert a gyepek elsősorban nem a növényi biomasszában, hanem a talaj szervesanyag-tartalmában tárolják a megkötött szénkészletet, ráadásul meglehetősen hosszú távon.
Az, hogy a talajban milyen hosszú ideig tárolódik a megkötött szén, nagyon sok tényezőtől függ. Ezek közül az egyik legfontosabb a talaj mikroflórájának aktivitása, de hasonlóan fontos a gyepet alkotó növények talajbeli biológiai aktivitása is. A növények egyrészt jelentős mennyiségű CO2-ot bocsátanak ki gyökereiken keresztül, másrészt szervesanyagot juttatnak a gyökereikhez közvetlenül kapcsolódó, illetve a gyökerek környezetében (rizoszférában) élő mikroorganizmusoknak, így növelve a lebontó folyamatok mértékét és az abból származó CO2 kibocsátást. Az ökológiai rendszerek szénforgalmának egyik legjelentősebb eleme, a talajlégzés, ezekből a fő komponensekből tevődik össze.
A MATE és az Ökológiai Kutatóközpont kutatóinak részvételével végzett kutatásban egy kiskunsági száraz legelő működését vizsgáltuk, ezen belül is elsősorban a fotoszintézis során felvett és a talajon keresztül leadott CO2 kapcsolatát. Arra voltunk kíváncsiak, melyik az a szénforrás, ami elsődlegesen meghatározza a talajból leadott szén mennyiségét, a talaj szervesanyagtartalmában tárolt, vagy a növények által “frissen” felvett CO2? 2012-2020 között összesen 23 alkalommal történtek mérések 78 állandó ponton. A terület különlegessége – amellett, hogy a Kiskunsági Nemzeti Park fokozottan védett része – hogy 2002 óta működik itt egy olyan mérőállomás (örvény-kovariancia mérőállomás), amely a felszín és az atmoszféra között zajló CO2 és vízgőz áramokat méri, így alkalmas a fotoszintézis révén felvett szénmennyiség mérésére.
A kutatás eredményei némileg meglepőek voltak, mivel azok alapján a növények által aktuálisan felvett és talajba juttatott szénmennyiség sokkal nagyobb mértékben meghatározta a talaj biológiai aktivitásának mértékét, a talajból kibocsátott CO2 mennyiségét, mint a talajban tárolt szén mennyisége, annak ellenére, hogy a mintaterületen igen széles tartományban (1.1-14%) változott a széntartalom. Az, hogy a fotoszintetikus CO2 felvétel éppen olyan meghatározó tényező lehet a talajbeli szénforgalomban és CO2 kibocsátásban, mint a főbb környezeti tényezők (hőmérséklet, talajnedvesség), eddig kevéssé volt ismert és fontos információ lehet a biogeokémiai modellek számára. A talajbeli széntartalom elhanyagolható szerepére pedig a szénkészlet különböző formáinak mikrobiális hasznosíthatósága lehet válasz, ugyanis vannak a mikróbák számára könnyebben és kevésbé könnyen felhasználható frakciók, amelyeknek a mennyiségét a talaj fizikai szerkezete határozza meg.
Koncz Péter talajlégzést mér
Ezek az ismeretek rendkívül fontosak a szénforgalom működésének megértéséhez különösen a gyors ütemben zajló klímaváltozás miatt. Ha éves szinten nettó többet lélegzik, lehel ki a talaj és a biomassza, mint amennyi szén-dioxidot felvesz, akkor szénveszteség lép fel. A gyepek funkcióinak megőrzése és fenntartása a környezet- és természetvédelem és a mezőgazdaság számára is egyaránt fontos.
Az Ökológiai Kutatóközpont Vízi Ökológiai Intézetének (ÖK VÖI) kutatói legújabb konzervációökológiai kutatásukban Lengyel Szabolcs tudományos tanácsadó vezetésével azt vizsgálták, hogyan befolyásolja a szántók visszagyepesítése a mezei madarak állományait. A Hortobágyi Nemzeti Parkban nagy térbeli léptékű terepi kísérlet keretében gyepesítésen átesett és továbbra is szántóként művelt kontrollterületeken végeztek mintavételt a beavatkozások előtt és után. Az eredmények szerint a mezei madarak fajszáma a kezelt területeken és az extenzív szántókon is jelentősen nőtt, míg az egyedszám és a diverzitás csak a gyepesített területeken növekedett. A szántók végleges visszagyepesítése tehát még az extenzív szántóművelés pozitív hatásainál is jelentősebb előnyökkel jár a mezei madárfajok számára. Az eredményeket bemutató publikáció aBiological Conservation című rangos nemzetközi tudományos szakfolyóiratban jelent meg.
A mezőgazdasági élőhelyekhez kötődő fajok helyzete Európában rendkívül kedvezőtlen. Ennek fő oka a mezőgazdasági művelés intenzívebbé válása (intenzifikációja), melynek következtében a természetes élőhelyek eltűnnek, leromlanak vagy feldarabolódnak, az alacsony intenzitással művelt területek pedig visszaszorulnak. Az intenzív mezőgazdaság a műtrágyák túlhasználata esetén talaj- és vízszennyezéshez vezethet, a rovarirtó szerek a rovarok táplálékbázisának visszaszorulását és eltűnését okozzák. Emellett a fasorok, sövények kivágása, a mezsgyék beszántása fontos élőhelyeket szüntet meg, a nagytáblás intenzív növénytermesztés pedig a tájszerkezet egyveretűvé válásával, homogenizációjával jár. A sivár tájakban csak kevés generalista faj ‒ köztük a dolmányos varjú, szarka, vetési varjú ‒ találja meg számításait, míg a főként rovarevő énekesmadarak eltűnnek. Az alacsony intenzitású mezőgazdasághoz, például a külterjes állattartáshoz alkalmazkodott számos faj az egyre intenzívebbé váló művelés vagy az alacsony intenzitású mezőgazdasági tevékenység felhagyása miatt egyre kevésbé találja meg életfeltételeit, így állományaik fogyatkoznak.
Ez a folyamat már régóta zajlik kontinensünkön, hiszen a mezei madarak állományai 1990 és 2018 között 32 százalékkal csökkentek Európában. A mezei madárfajok helyzete sajnos sokkal rosszabb, mint az erdei vagy a vizes élőhelyekhez kötődő madaraké, a Természetvédelmi Világszövetség (International Union for Conservation of Nature, IUCN) Vörös Listáján fenyegetett státuszba sorolt fajok 55 százaléka ebbe a csoportba tartozik. A fogyatkozás Nyugat-Európában az 1980-as években, a kelet-európai országokban később, a rendszerváltást követően kezdődött, és az EU-csatlakozás környékén felgyorsult.
Az Európai Unió teljes költségvetésének legnagyobb részét, közel egyharmadát a mezőgazdaság támogatására, ennek jelentős részét az intenzifikáció káros hatásainak mérséklésére fordítják az agrár-környezetvédelmi programokban. Ezek sikeressége ennek ellenére kétséges, a mezei madarak indikátor-indexe még Nagy-Britanniában is évi 5 százalékkal csökken, ahol pedig az ilyen típusú támogatások jelentős részét igénybe is veszik.
Az élőhelyek helyreállítása (restaurációja) elvileg ellensúlyozhatja ezt a folyamatot. A helyreállítási projektek nagy része azonban gyakran a növényzet vagy kiemelt növényfajok visszaállítására koncentrál, így az élőhely-restaurációk állatközösségekre gyakorolt hatásai jóval kevésbé ismertek. Európában eddig egyáltalán nem vizsgálták például a gyepek helyreállításának, azaz a szántóterületek végleges visszagyepesítésének hatásait a mezei madarak állományaira.
A mostani vizsgálat célja annak kiderítése volt, hogyan befolyásolja a szántók visszagyepesítése a mezei madarak állományait. A kutatók ennek során nagy térbeli léptékű terepi kísérletet indítottak, melyhez az „előtte-utána-kontroll-hatás” (Before-After-Control-Impact, BACI) kísérleti elrendezést használták. Ez úgy működik, hogy mind a gyepesítésen áteső (kezelt), mind pedig a továbbra is szántóként művelt (kontroll) területeken már a beavatkozások előtt elindul, és utána is folytatódik a mintavétel. Ennek előnye, hogy egyértelműen eldönthető, hogy a megfigyelt változások egyaránt érintik-e a kezelt és a kontrollterületeket, vagy pedig a kontrollhoz képest a kezelt terület valamilyen más változást is mutat. Az időbeli változásokat így egyértelműen a helyreállításnak lehet tulajdonítani. A Hortobágyi Nemzeti Park Egyek-pusztakócsi-mocsarak tájegységében európai uniós támogatással megvalósított LIFE-Nature projekt során összesen 760 hektár szántóterületen került sor a gyepesítésre. Ez lehetővé tette e beavatkozás három különböző módszerének ‒ fűmagvetés, spontán gyepesedés lucernavetést követően, szénaráhordás ‒ összehasonlítását is. A kísérletben a szántókat alacsony intenzitással ‒ extenzív módon, 100 méter széles sávokban, korlátozott vegyszerfelhasználással ‒ műveltették összesen 150 hektáron.
Magvetéssel restaurált gyep egykori búzaföldön a fűmagvetés után két évvel (Fotó: Lengyel Szabolcs)
Az adatgyűjtés során a kutatók nyolc éven át, 2004 és 2011 között a Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület „Mindennapi Madaraink Monitoringja” programjában használt protokoll alapján összesen 69 állandó számlálási ponton végeztek standardizált felmérést (számlálást) minden évben kétszer, a beavatkozás előtt legalább két, utána legalább három évben. Az adatokat általánosított lineáris kevert modellekkel elemezték.
Lucernavetés a gyepek spontán fejlődésének beindítására az előtérben és sávokban művelt extenzív szántóföldek (kontrollterületek) a háttérben (Fotó: Gál Lajos / Hortobágyi Nemzeti Park)
Az eredmények szerint a mezei madarak fajszáma a gyepesített területeken és az extenzív szántókon is jelentősen nőtt, míg az egyedszám és a diverzitás csak a gyepesített területeken növekedett. Az egyedszám itt szignifikánsan nőtt öt mezei faj, a sárga billegető (59%-os növekedés), a sordély (183%), a fürj és a vörös vércse (háromszoros növekedés), valamint a seregély esetében (ötszörös növekedés). Két egyéb, természetvédelmi szempontból kiemelt faj, a füsti fecske és a kék vércse egyedszáma szintén jelentősen, kétszeresére növekedett, míg a nyári lúdé csökkent. Az extenzív szántókon ezzel szemben csak a bíbic esetében nőtt (kilencszeresére) az egyedszám. A leggyakoribb faj, a mezei pacsirta egyedszáma eleve nagyobb volt, és a kezelés után is nagyobb maradt a gyepesítendő területeken, mint az extenzív szántókon, ahol ugyancsak nőtt.
A restauráció három módszere között kevés különbség volt, a változások mindhárom esetben pozitívak voltak. A fűmagvetés inkább a fajszám és a diverzitás növekedésével volt kapcsolatban, míg a spontán gyepesedés a fajszám és az egyedszám hasonló mértékű, de lassúbb emelkedéséhez vezetett. A magvetés különösen kedvezett a sordélynak, a fürjnek és a füsti fecskének, míg a nyári lúdnak és a mezei verébnek egyáltalán nem. A lucernavetés utáni spontán gyepesedés különösen kedvezett a bíbicnek és a füsti fecskének, a szénaráhordás pedig a sárga billegetőnek.
Restaurált gyep az előtérben és a sokszínű hortobágyi táj a háttérben (Fotó: Lengyel Szabolcs)
Az eredmények igazolják azt, hogy a szántóterületek visszagyepesítése több mezei madárfaj számára előnyös lehet, és ezek az előnyök meghaladják még az extenzív szántóművelés előnyeit is. A végleges gyepesítés az állandó növényzeti takarás és stabil táplálékforrások biztosítása, az emberi zavarás csökkenése és a változatos élőhelyek létrejötte révén jelentős előnyökkel jár a mezei madárfajok számára az extenzív műveléssel szemben. Bár a gyepesítés módszerei között nem volt jelentős különbség, a fűmagvetés esetében hamarabb, 2-3 év alatt kialakult a fűfélék által dominált gyep, mint a lucernavetés után, ahol ez csak a lucerna kiritkulásával, 4-5 év után következett be. Ez alapján a fűmagvetésre épülő aktív restauráció gyorsabb eredményekhez vezethet, mint a lucernavetés utáni spontán gyepesedésen alapuló passzív helyreállítás.
A gyepek helyreállítására (az előtérben és az erdő előtt húzódó területeken) sok esetben a rétek és mocsarak szegélyén levő szántókon került sor, hogy pufferterületet képezzenek a megmaradt szántók és a mocsarak között (Fotó: Gál Lajos / Hortobágyi Nemzeti Park)
A mostani vizsgálat az első BACI-elrendezésen alapuló, nagy térbeli léptékű terepi kísérlet Európában, amely a szántók végleges visszagyepesítésének madárfajokra gyakorolt hatásait vizsgálja. A további vizsgálatok célja annak kiderítése, hogy a magasabb egyedszám és diverzitás kapcsolatban van-e a mezei fajok szaporodási sikerével, azaz a gyepesített területeken a szaporodási siker eléri-e a természetes gyepeken költő madarak szaporodási sikerét. Ugyanis ez biztosítaná a gyepesítés kimutatott előnyeinek hosszú távú fennmaradását, a mezei madarak állományainak stabilizálódását vagy növekedését. A mezei madárpopulációk változásaiban országosan megfigyelhető negatív trend ellensúlyozásához azonban a mégoly nagy, 760 hektáros területen kivitelezett gyepesítés is kevés. Ehhez jól átgondolt, regionális szintű tervezés és több helyszínen megvalósuló, gondos kivitelezés szükséges. A vizsgálat eredményei mindazonáltal elsőként igazolják, hogy érdemes belevágni a szántók visszagyepesítésébe a madárdaltól hangos „határ” fennmaradása érdekében.
Az Ökológiai Kutatóközpont Lendület Vegetáció és Magbank Dinamikai Kutatócsoport tagjai több éven keresztül nyomon követték mesterségesen létrehozott gyepparcellák dinamikáját. A kutatók rámutattak, hogy a gyeprekonstrukció korai fázisaiban befektetett nagyobb munkamennyiség megtérül és sikeresebb végkimenetelhez vezet. Füvek és gyepi kísérőfajok egyidejű vetését követően ugyanis fajgazdag, gyomszegény közösség alakítható ki a felhagyott területeken.
Mint egyéb rekonstrukciós munkák is, amelyek célja valaminek a helyreállítása, a gyeprekonstrukciók célja a gyepi élőhelyek és közösségek helyreállítása. Sok esetben azonban az eredeti élőhely és közösség már nem állítható vissza, de az emberi tevékenység nyomán létrejött tájsebek kijavítására a gyeprekonstrukció még így is alkalmas. A gyeprekonstrukciónak köszönhetően nem csak újra gyönyörködhetünk a diverz közösségekben, de az ezek által nyújtott ökoszisztéma szolgáltatások is újra elérhetővé válnak (takarmány az állatoknak, mézelő területek, talajfelszín védelme, szénmegkötés). Magvetéses gyeprekonstrukció során a vetett fajok kiválasztásának, a magvetés időzítésének, az elvetett magok mennyiségének és arányának mind döntő szerepe van a sikeres rekonstrukcióban. A kutatók a vizsgálatban arra keresték a választ, hogy a magkeverékek fő komponenseinek (füvek és kétszikűek) vetését hogyan érdemes időzíteni a legsikeresebb kísérőfaj megtelepedés biztosítása és a sikeres gyomvisszaszorítás érdekében.
„A gyepek mátrixát a fűfélék képezik. Korábbi kutatások rávilágítottak arra, hogy fűmagkeverék vetése gyors eredményekkel jár, ugyanis a füvek pár év alatt képesek zárt gyeptakarót létrehozni és a gyomosodást meggátolni. Ezért is élvez a fűmagkeverékek vetése prioritást a tájléptékű gyeprekonstrukciók során. Ennek azonban megvan a hátránya is, ugyanis a kialakuló gyep fajszegény, az erősen kompetitív füvek pedig más fajok betelepedését megnehezítik.” – ismertette Kiss Réka, a Nature- Scientific Reports c. folyóiratban közölt tanulmány első szerzője.
A fajgazdag gyepek visszaállításának elősegítésére alkalmasak a diverz (fajgazdag) magkeverékek, azonban ezek előállítása magasabb munkaigényű (több faj nagy mennyiségű, jó minőségű magjának beszerzése szükséges) és az eredmény sem biztos. Emiatt ritkábban alkalmazzák a gyeprekonstrukciók korai fázisaiban, a kialakult fajszegény, zárt gyepekben pedig a rekonstrukció későbbi fázisaiban a kísérőfajok megtelepítése további erőfeszítéseket és többletmunkát igényel.
„Arra voltunk kíváncsiak, hogy ha nem együtt vetjük a füveket és a kétszikűeket, mekkora az az időablak, amikor még a legkisebb erőfeszítéssel a legnagyobb sikert érhetjük el.” – magyarázta Kiss Réka. – „A vizsgálat elején egy frissen felhagyott parlagon 36 parcellát hoztunk létre. A parcellákba kizárólag fűmagot, kizárólag fajgazdag magkeveréket (20 faj) vagy a kettőt együtt vetettük. Ezeknél a kombinált vetéseknél a fűmagkeverék vetését azonnal vagy 1, 2 vagy 3 év késéssel követte a fajgazdag magkeverék vetése.”
A több éves adatgyűjtés eredményeként a kutatók a legjobb megoldásnak azt találták, amikor a fűmagvetés egyszerre történt a többi faj vetésével. Ezekben a parcellákban volt a legnagyobb a kialakított gyepek fajgazdagsága, itt volt a legkisebb a gyomosodás mértéke, és itt telepedtek meg a legsikeresebben a kísérőfajok. Ez tehát a leginkább költségkímélő és leghatékonyabb módszer a vizsgált lehetőségek közül. Viszont ha egyidejű vetésre nincs lehetőség, az egy évvel későbbi vetés még mindig eredményes lehet. Ez után azonban a füvek olyan előnyre tesznek szert, amit segítség nélkül a kísérő fajok nehezen tudnak áthidalni. Sikeres megtelepítésük a későbbi fázisokban újabb aktív beavatkozásokat igényel.
