HAZAI GYEPTARSULASOK FUNKCIONALLS OKOLOGIAI VALASZAI, C-KORFORGALMA ES UVEGHAZHATASI) GAZAINAK MERLEGE JELENLEGI ES JOVOBEN VARHATO EGHAJLATI VISZONYOK, ILLETVE ILTERO HASZNALATI MODOK MELLETT TUBA ZOLTAN — NAGY ZOLTAN — CZOBEL SZILARD — BALOGH JANOS — CSINTALAN ZSOLT — FOTI SZILVIA RTHASZ ANITA — PELL EVELIN — SZENTE KALMAN — PALICZ GERGELY — HORVATH LASZLO — KLARA — NAG? JANOS — WEIDINGER TAMAS PINTER KRISZTINA — SZERDAHELYI TIBOR — ENGLONER ATTILA — SZIRMAI ORSOLYA — BARTHA SANDOR
OSSZEFOGLALAS
Jelen dolgozat a godoll5i SzIE (volt GATE) MICK Novenytani es Niivenyelettani Tanszeke es annak MTA NOvenyokologiai Tanszeki Kutatdesoportja, valamint „Glob& Klinialcaltozas-TSo-venyzer Klserletes INOveny -Okolegial Kutataidlornisa altal az AGROOKOLOGIA NICFP kutatisi program kereteben es ahhoz kapcsoladoan eddig vegzett gyepokologiai kutatasok szemieszerii attekinteset adja. Az AGROOKOLOGIA NKFP projekt kereteben vegzett gyepokologial munka diintoen a tanszek EU kutatasi projektjei (GREENGRASS, CARBOMONT es CARBO•UROPE-IP) Altai kialakitott kutatisi infrastruktUrara epful. A kotatis celja: KarpAt-medeneei termeszetes gyepvegetieiok jelenlegi es joviibeli eghajlati viszonyok (jovoben varhato megduplazOdott legkori CO, koneentraeld es ehhez tarsul6 leghOrnerseldet-emelkedes) es eltero hasznalati modok (legeltetes, miitrigyazas, vagas , felfilvetes, felhagyas, Ontozes) melletti szerkezetenek es mtikodesenek, funkelondlis okologiai vilaszainak a megismerese, kiilonds tekintettel a tarsulas-, illetve okoszisztema (ter- es id5) Jiptekii miikodesi, ezen beliil tiziologiai (tarsulas- vagy sziinfiziolegiai es okoszisztem-fiziologiai) foIyarriatokra. A kutat6s a vegeticie diverzitasa,nak, texturalis es fiziognomia szerkezeteneg, a tarsulas allornanyszintii miikOdesenek, beleert-ve Okofiziologiajanak, produkcidjanak (mennyisegi, minosegi) a vizsgalatitt foglalja magahan. Az okofiziologiai vizsgalatol fiikent az Cm. „eddy-kovariancia"-aval es az un. „kamreis" teehnikaval rnert okoszisztema CO, fluxusra es Cmerlegre terjednek ki. Fontos reszet kepezi a projektnek a legter—novenyzet—talaj kozotti szenk5rforgalom es az ilveghazhatisti gazok merlegeinek vizsgalata. Az eredmenyek a jelenlegi es a joi/obeli legkori osszetetel es klimatikus viszonyok koziitti gyephasznositisi es gyepgazdalkodasi, tovabba a termeszet- 65 kornyezetvedelmi gvakorlat szamara is egyarant nehezen nelkidozhetok. Nehiny eredmeny; A rotentillo-Festueetum pseudovinae bugaci homokpusztagyep C-merIege az eddy-kovarianeia meresek alapjan a nyari erosen szarazsagstresszelt idoszakokban negativ volt, a teIjes meresi evben azonban gyenge szenelnyel5kent viselkedett, az eves szknIelvetel 120 g CO, nf' korill volt. A matrai begyvideki Festuca rupicola dominalta eredeti g-yepokoszisztema viszont az eddy-kovariancia meresek szerint gyenge CO,-forrAsnak tekinthetii A Salvio-Festueetum rupicolae loszgyep az ev nagy reszeben pedig jelerittis szenelnyelokent mukodott , kiildnosen a tavasz masodik
124
„A.GRO.2 1" FtZETEK AG ROO
TF i s
feletul. A Festuceturn vaginate danubiale hornokpusztagyep netto CO 2-gazcsereje igen nagy variabiLitist Trth/tort nemcsak az evszakok kOzifitt, de az ewies evszakokon beliil is, tisszessegeben pedig szenelnyeliinek tekinthetti. Ugyanakkor a napi szainterlegek tanUsiga szerint a hosszabb szhraz periOdus CO, e1nyel5h51 konnyen klbocsatova tebeti a Kvepet, ez kiiltinosen fontos a klimavaltozis vitrhat.6 hazai hatisainak ismereteben. bugaci homokpusztagyepben a vegetaelOs perifidusbeli havonkenti nettO iikoszisztema CO, fluxes ertekeink ait mutattak, hogy egyes idiiszakokban a legelt reszen nag y obb volt a CO, eln.yeles, mint a nem legelterp, A legeltetesnek nem volt szignifikans hatisa a talaj N,0 kibocsitasira. A liiszpusztagyep a mittragyazist kovetti masodik evhen mar CO, Mbocsatobol gyenge szenelnyeliive valt, az OntOzes pedig a gyep szenm6rieget a vegetacios idoszak vegere baromszorosara novelle.. A N,0 kibocsatis a miitragyazott loszgyepben 24%-kal nOtt, mig lintbies hatisara 63%-kal emelketlett. A matrai hegy Afield teriileten a netro Zikoszisztema CO, fluxus ertekek szerint a sotetlegzes es a CO, elnyeles egyarant nagyobb volt a vetett gyepallornany eseteben, mint az tin. rasgyepben. Loszr_ 'es_homukpu-sZagyepben mar_nehkny a emelt CO szint melletti niivekedes alatt kr- endez5des koNetkezik be a fajok egyrnislioiviszonyitott aranyiban. Enna hatter& ben a fajok elterip- tiziologiai akklimatizacios folyamatai allnak. Mindez pedig vegso soron a prep fajszerkezetenek, 3 fai/egyed diverzitas valtozasahoz vezet. Ezen tulmeno"en az allornAnyok architektiiraja., fiziognorniai szerkezete is. A homokpusztagvepbcn az emelt legkiiri CO, koncentracio hatasa a liiszgyepekehez hason16 pile& volt, azonban itt a Nratozas merteke a loszgyepenil kisebb volt. A hossza idolartarnii szarazsigstressz utani helyreallas sokkal .gyorsabb is hatekonyabb az melt CO 3 szinten raitt gyepek niivenyeiben, mint jelenlegi CO, koncentricio mellett. A gyep eves fOldfeletti produkciohozarna emelt CO, koncentricio mellett kisebb volt, mint jelenlegi CO,koncentraciOn, Emelt legkifiri CO,koncentraci6n a foldfeletti produkcio c il k plusz nitrogen ellatottsag mellett emelkedett. Az emelt legkori es jelenlegi CO, koneentraciiiiii gyepek talajainak NO emissziai ki5zott nines szignifikans kiilanbseg. Szemleleteben es modszertanaban is 15i, saiat fejtesztesii logaritmikus skalat kifivetiii, 7,5 cm-tiil 480 cm-es attneriijii kamraso•ozattal tiirterit terleptek-fugg.15 mereseink szerint a CO 2gazcsere. varia.bilitasinak minimumaval jellemezhet6 terbeli leptektartornany valoszinilleg a fatlan tarsulasok legkisebb heterogenitasti es a legerlisebben lerogzittniszablilvozott sziinfizioiegiai egysege (minirnalareaja.), melt' tarsulasonkent, azok szervezettseget51 fuggaen valtozik, BEVEZEIES A g2obalis klimava-(7zas kiv,Ii.2tOA7ak, a legkori CO. koncentracionak a niivekeid'ese az elet alapjat Icepez5 novenyi &let megyal. tortatasan keresztul befolyasoija es .dtalakitja az egesz foldi elctet, a hatas azonban fbldrajzi regiOnknt mils es ma's_ Ezen foly4mat (nbverry)okolothai hatisait ezert minden klimatikus r6gibban, igy a Karpat-medencben is meg kell ismerni, a varhato gyakoriati hatasokra vali5 felkeszales erdekeben i s . Hazinkban a legkori CO. koncentra'ci6
vekedesenek trendje es rnerteke basonlo a F61d mils r6szein mertekkel (hraszpra, P.P.fc)). A Myki-vi CO koncentrick emeJkerneRvai, dese a fotoszintezis tniikodesenek tozasan keresziiil befolyAsolja es valtoziatja tm..g a ntivenyek eletfolyamatait (Long, 1991; Ceulerrons — Arfousseau. 1994 Tuba et al., 2004). A novenyek inegvaltozott,
pelidaul &Tiara ni5tt CO, koncentracio Tnek letti -y-iselkediese az uj CO, koriceruraciothoz valo akklimatizaciejuk fliggvenye. Az akklimatizkioban kitiintetett szerepe van a fotoszintezis ernelt CO, szinthez valo akkli-
TUBA
et at: Gvcp(drsuLAsok ti izsgalata
12 5
hatisital inatizaci6jana, [net Pellet stimul.La ((in. szarnos pl. eghajlat, `upward') vagy visszafoga (un. 'downward') talaj, novenyzet es hasznalati rnklikezeles. Ezen fekil a Elves aliornariyokrol szarrnazo. jellegu (Jams, 1993)_ A Fold terrneszetes novenyzeteberi a oda irany-ula szerves szen horizontalis biomassza, a szenmennyiseg es teriilet alap- aramlasait egyreszt a szilazsnak, Vag): sz&jAn egyarant a gyep kozvetleniil az erd5ket nanak lekaszalt fii, Ina. sreszt a gazdasagok LEA felhasznair tragya mennyisee hatirozkoveti -Teienit5s6g6t bogy mennyisege a fas vegetaci6val hatja meg. E ternakorben rnegjelens alan all boritott teriiletek jelenleg is fokozaido zsugoaz eur6pai Rives teridetek i.i.veghazhatasiit rodasaval egvre emelkedik. linnek ellerlere, gazainak nettg5 merleger61 (CO, ekvivalens formajiban) keszult elso szintezis (Soussana amig az ordei akoszisztemak C-tarolo szereOral es kapacitasarol tekintelyes mcnnyise- et al, 2004). Act mar ismerjiik, hogy a gyep e k netto all rendelkezesre, a nem trdei gii Okosziszt6ma kiserel6desi (NEE) ertekei az okoszisztetnak, igy a gyepek vonatkozasaban ez nem mondhato el. Egyaltalan naon. europai erd6ter6letek NEE ertekeihez kOzeli tartomanyban talalhatok (Valentini et a1_, keves ismerciiink van a gyepek C-korforgalornban bet6ltiitt 2000), sat a legmagasabb aktivita u gyepek kOzel azonos ertektiek az orukzold eid6kkel_ szereperfil, azok hosszi:L idotartamia emeit koncentraciika adott v6laszairol es Modellezes alapjan Janssens et Ql_ (2003) gazaik egyenleger.61. Istliere- Lap talalta, bogy az eurapai gyepek netto teink a mersekeitbvi kontinentalis terrniszeszenelnyelak (0.06 ± 0.08 kgCni .-.6v" : ), bar a tes gyepekrdl kuloni5sen hianyosak, a rajuk becsles bizonytalansiga nagyobb, mint a vonatkoza nefiany inunka az t . s.zak-anieracai becsiar ityeki ak6C-k.IS (mg a. Minder kontinensrg51 szarmazik (pi_ Hamm - Knapp, egyerteltritive teszi az egyes gyep6koszisz1998; Frank, _2002), EurOpabol most latnak terna tipusok konkret rneroseinek a sziiksenapvilagot az eiso munkak {Szerdahe1W Er gesseget. al., 2004a es b; Balogh et al„ 2004; Czobel A Kiotoi Jea-zakonr., alapdokilmentmna Fenii ismereceIul tfizte ki, bogy csOkkentse az iivehaztekre pedig a gyeet al., 2004), pek mezogazdasigi hasznositasa nnatt gya- llatasa gizok kibocsatisfit es maxitbalizalja a k_orlati szernpontb.61 is igen nagy szOksez szarazfildi bioszfera altali felvetelaket„Az Enropai Uni6 pedig 2008 2012 hatiridOvel van. Europa teraletenek kb. 20% - at bc:pritja a Kiotoi Jegyzdkiinyvvel Osszhangban az iiveghaz-batasu gazok emissziOjanak az mersekeltovi fu ns vegetacia. A gyepbko1990-es szinthez k6pest 8%-os cs6kkenteset szisztemakra ditalban jellemz6, bogy a szen felhairnozOdasa f6kepp fold aLatti biomssza viillaita. A fives - p..epes elohelyek e teren is formajaban tOrtenik. A gyepek reszt vesznek kulcsfontossaglaak, mivel mind a CO,, es CH, kibocsatisuk jelentas. Oiyan gyepa bioszfera-aimoszfera kozott zajlo, 'Civeghazhatasti nyomgazok eserejeben, rnQ Iyek hasznalatiikezeiesi strategiakat szakseges fluxusai szorosan C.)sszefilggnek a terLilet kifejteszteni, arnelyek minimalizaljak a rriezi5gazdasagi kezelesi es hasznalati gyagiobalis feltnelegedas6rt felelo's g4zok netto korlataval. A !lives terdletek 2azesereieben ernissziojat czen iikoszisztemakbol. F.z pedig szerepet jitszo harom Liveghazhatisii giaz igen bianyoluli tudomanyos kerd6skOr, hikozill, a CO,-nal a talaj es a vegetaciO szere- szen atni erdemb-en csdkkenti az egyik gaz pe dont5, a NO - ot a talajok, mig a Cld s t a (pl. CO,) megkiiteset, az lehet, holy e l]entelegel6 allatok bocsatjak ki es utObbi a taiaijal tes hatasU egy rnasikra (pl. noveli az N 20 is cserekidhet. Ezen iiveghaihatasU ga. zok kibocsatast). Ezert a kibocsatis-citikkeni6si strategink elter6ek a CO,, N,O es c_:11, eseteesereje - annak mennyisege Es a CO, eseteben. Raadasul kituntet tt rnertekben befolyaben iranya - a iegkikrel elter6 lehet, rnivel
126
.,AGRO-21" FUZETEK AGROOKOSZIsTrE•AK
solhatja fenti folyamatokat a hasznalati mod jellege, illetve annak megvaltozasa. A gyepokosziszternak a folyarnathan levo tarsadalmi-gazdasagi valtozasokkal egyattjari5 foldhasznaIati valtozisok reven sen erintettek. A varhatO atalakulas tenyeges valtozast hoz a fcildhasznaiat es ezen keresztill a taj mintazataban, igy az okos-zisztemak szerkezetehen es miikodeseben is, ami a bioszfera es atmoszfera kozotti C-merlegre, igy a legkori CO, koncentraciora is szig-nifikans hatassat bir rnajd. Jele-n dolgozat a godo1166 SzIE (volt GATE) Mez6gazdasagi KK NOvanytani es Novenyelettani Tansz6ke es annak MTA N6venyokologiai Tanszeki Kutateesoportja, valamint „Globilis KlimavaltozOs-Ndvenyzet" KiserIctes Novenydkologiai Kutataallomasa altal az AGROOKOLOGIA NKFP kereteben es ahhoz kapesoliklaan eddig vegzett gyep6kologiai kutatasok szernleszerii attekinteset adja. Az AGROOKOLOGIA NKFP kerereben vegzett gyepOkologiai munka dorittien a tanszek EU kutatasi projcktjei (GREENGRASS, CARBOMONT es CARBOEUROPE-1P) Thal kialakitott kutatasi infrastrukrarka A kutatas celja: Karpat mcdencei termeszetes gyepvegetaciok jelenIegi es jovobeli eghajlati viszonyok (jOviiben varhat6 nregduplaz6dott legkori CO, koncentracio es ehhez tarsulO legharnerseklet-ernelkedes) es eter5 hasznalati rnodok (iegettetis, rmitragyazis, vggis, felillvetes, felhagyas, ontozes) melletti szerkezetenek es makodesenek, funkcionalis Okologiai valaszainak a megismerese, kiainos tekintettel a tarsui1letve dkoszisztema (ter- es ido) leptekii milkodesi, ezen fiziolograi (tarsulas- vagy szrinfiziologiai es okoszisztem-fiziologiai) folyarnatokra. A kutatas a vegetacio diver7itasinak, conologiai, texturalis Cs fiziognarnia szerkezetenek, a tarsulas allornAnyszintil miikodesenek, beleertve tikofiziolOgikianak, produkciojanak (mennyis6gi, minosegi) a vizsgalatat foglaija magabari, Az okofizioli5giai vizsgalatok fokent az „eddy-kovariancia --aval es az 1n. „karnris technikaval men okosziszterna CO, fluxusra es C-merlegre terjednek ki. Fontos reszet kepezi a projekmek a legter — novenyzer — talaj kOzdtti szenkOrforRalom es az iiveghazhatasti Ozok merlegeinek a vizsgalata. A kutatasnak ugyancsak resze az extrem szkaz, illetve mersekaltovi -
felsivatagi gyeptarsulasainkban dorninans poiktiohidrikus, kiszkadastilir6 komponensek (zuzm15- es mohaszonyegek) tanuirnanyozasa is. Az eredmenyck nerricsak hazankra, hanern a kornyezo fOldrajzi regio egeszere nozve is extrapolalhatok. Az eredmenyek a jelentegi es a j5v6bell legkdri osszeterel es klimatikus viszonyok kozotti gyephasznositasi es gyepgazdikodasi, tovabba a terrneszet- es komyezetveclelmi gyakorlat szknOra is egyarant nehezen nelkiilOzhetok.
1G 'ARSULIUNKCIONALIS OKOLOGIAI VALASZAI JELENLEGI ES JOVOBEN VARHATO LEGKORI COQ KONCENTRACIO ES ELTERO HASZNALATI MODOK MELLETT 111 bernutatandO, dontoen meg nern publi'calf eredmenyeink reszhen megerositik a ternaban mar korabban publikaltakat (nehany kozalfik: Tuba et al., 1994; 1997; 19.98a; 1998b; Nagy et at, 19.97a, 1997b; Szerdahelyi et at, 2004a, 2004b), masreszt azokhoz kepest is szarnos uj eredmenyt tartalmaznak. A vizsgalt gyeptarsulasok: 1_ Salvia Festucetwn rupicolae loszpusztagyep eredetihez kozeli es degradatt aliomanya, es fontosabb fajai: Festuca rupicola, Dactylis glomerata, Filipendula vulgaris, Salvia netnorosa_ Fajokhan gazdag, vertikalisan j61 strukturalt, erosen zart, mez6gazdasagilag az egyik legertekesebb pannon gyeptksulas. 2. Festucetum vaginatae danubiale homokpusztagyep attomany es fontosabb fajai: Festuca vaginata, Silene writes, Koleria glauca, Thymus marschallianus, valamint zuzmo (Cladonia convoluta, C. furrata) es rnoha (Tortula ruralis) szinuziumai. Tapanyayszegeny fajokban szegeny, vertikalisan alig strukthralt, nyilt, gyenge produkciajit Inersekeltovi felsivatagi tulaidonsagu 2yeptarsulas. A CO, expozkias rendszerek: tin. fetal nyitott kamra (Open Top Chamber = OTC) es un. miniFACE (Free Air CO, Enrichment) rendszer. Az emelt CO,-kezeles eseteben a
127
TUBA et al_! Gyeptarsulasok vizsgaIata
CO 3-koncentraciot 700 mmol rnol erteken tartjuk, a kontroll eseteben ez az ertek 350 prnol mol t . A kiserletek es vizsgalatok a karnrakba telepitett intakt gyeptnonolitokbol.kialakitott allornanyfoltokon folynak. Kezelesek: emelt CO, koncentraci6 kezeles 700 Innol kontroll kb. 350 .tnwl mol'; CO 3-szint x Nellatottsag es a CO, szint x vizhiany interakci6ja. A botcmikai osszetetei valtozasa: A loszgyep monolitokkai eredetileg betelepitett valamennyi faj megtalathatO volt az expozicio titan is. Az eredeti 16szgyep allornany 6sszboritas erteke mintegy 30%-kal emeikedett az emelt CO, melletti sok eves novekedes soran. A degradalt loszgyep allomany osszboritas erteke nem valtozott. Az eredeti es a degradalt loszgyep allomanyolu-61 egyarant elmondhat6, hogy azokban az egyszikilek boritasa csokkent. Ugyanakkor a degradalt allomanyban a ketszikiiek osszboritas erteke taIajdonkeppen valtozatlan. Szemberatio a pillanv6s novenycsoport boritasi ertekenek jelentos emelkedese. A degradalt allomanybeli foltokban a pillangosok boritasertekenek novekedese szinten figyeiernre rnelto, Fentiek azt jelzik, hogy mar nehany ev emelt CO, szint melletti novekedes alatt atrendez6des kbvetkezik be a fajok egymashoz viszonyitott a,ranyaban. Az e16retores, illetve visszavonuids bartereben azok a fizio16giai akklimatizaci6s folyamatok allnak, amelyeket a kes6bbiekben mutatunk be. Az ismertetett ciiinolOgiai boritasertek valtozasok vegs6 soron a gyep fajszerkezetenek megvaltozasahoz, a fajiegyed diverzitas valtozasaboz vezetnek. Ezen 61menaen megvaltozik az allomanyok architektaraja, fiziognorniai szerkezete is. A homokpusztagyepben az ernelt tegkari CO, koncentraeio hatasa a lOszgyepekehez hason16 jelleu volt, azonban itt a valtozas merteke a loszgyepenel kisebb volt. Az eletformakra es strategiai tipusokra is kiterjeda reszletes elemzest Szerdahelyi et al. (2004a, 2004b) dolgozatai tartalmazzak, Foldfelszin feletti szarazanyag-produk-
cia: Hossz6 id5tartam6 expoziei6 utan az ernelt legkeri CO koncentraci6 alatt nOveked6 fajgazdag, t4anyagban (is eredetibez kozel 4116 loszpusztagyepben nagyobb produkei6t mertiink, mint a kontroll kamrakban nov6nel. A tapanyagban elszegenyedett, degradalodott 16szgyepben es az eredetileg is tapanyagszegeny hornokpusztagyep eseteben nem volt a produkeioban statisztikailag szignifikans kiilonbseg. Fentiek arra utalnak, hogy az emelt legkori CO, koncentracianak csak a megfele15 N-ellatottsaggal interakci6ban lehet a hozamra kifejtett szieniftkans hatisa. Ez jO1 tamasztja ala azt a hipotezist, hogy tartosan hossal tavon emelt CO, sziuten csak a medele16 nitrogenellatottsagon novo allomanyok produkcioja fokozodik. Az a teny, hogy a loszgyep allomanyok kozul csak az eredeti, b6 N-ellatottsagu allomanyokban n6tt a fiildfeletti szarazanyag produkcio, arni fontos jel, hiszen a termeszetes vegetaci6 el6helyei egyre jobban degradalodnak, ezaltal N-ben elszegenyedhemek vagy Open nem kivanatos helyeken fel is lEtsulhatnak, A szarazanyag-hozamban tapaszt.ali hatast levaloszintibben a fotoszin tetikus akklimatizaci6 fajspeeifikussaga, illetve ezen keresznill az egyes fajok boritasa altal letrehozott valtozas okozza, Levelftlillet-index (LAI): A LAI nagyobb volt az emelt legkori CO., koncentracio alatt noveked6 loszpusztagyepben., mint a kontroll kamraban nOvekvo allornanyokban, ez a kulanbseg azonban szinten nern szignifikans. A hornokpusztagyep eseteben a kiilonbseg meg kisebb. Az eredmenyek az emelt legkbri CO„ koncentraciO hatasakent altalanosan tapasz-talt SLA csokkenessel Osszhangban vannak, es megkerd6jelezik e tenyeza rnortokuititrakban tapsztah — LA/-t novel6 batasat. A fajok Okofiziologiai akklimatizacioja es valaszat: A gyep vizsgalt fajai elter6 fotoszintetikus akklirnatizaciat mutatnak: stimulal6 vagy upward, es visszafogott vagy downward jelleg6 akklimatizaci6, ill, ezek atmenetei egyarant eltifordulnak. Vagyis a gyep fajiegyal Osszetetelbeli fenti valtozasa —
1.28
„AGRO-21" FUZETEK A GROOKOSZISZTEMAK
mogort az egyes fajok elten5 akklimatizaciaja all. Fz a egyik legelso bizonyitek arra, IlOgy egyazon novenytarsulasban a fajok elter'6 a.kklimatizaci6val alkalmazkodnak a tartosan emelt CO, koncentraciohoz. Az egyes fajok fotoszintetikus akklirnatizaci.6janak kezdeti jellege kosobb is rnegmaradt, viszont rrierteke cs6kkent_ A fotoszintezis akklimatizacioja a F rupicoira-nal reszben_. a a glomerata-ni! teljes egeszeben „downward", a 5= nemoposa-nal es F vulgaris-nal pedig „upward" jeliegil volt. A F mpicola es a D. glornerata netto CO, asszimilacia (A) intereellularis CO, koncentraciated FLiggese (AC. gorbeje) kezdeti meredeksegenek csokkenese a Rubisco kapacitis cs6kkenesere utal. Ugyanakkor az emelt CO, menerti nernorosa es F vulgatis fC gorbeje kezdeti meredeksegenek valtozatlansaga (F melgaris), illetve emelkedese nernorosa) Rubisco kapacitasuk vittozatlansagat, illetve nb.vekedeset jelezte, Megallapitottuk tovabba, hogy novenyok fiziologiai akklimatizici6jAban kitintetett szerepet jatszo sztomatrifikiides akklimatizacidja kdiveti a fotoszintetikus akklimatizacio jelleget. A homokpusztagyep eseteben is a ketszikii fajok tnutattak „upward", mig az egyszikiiek „downward" tipuga akklimatizki6t. Mindez tbbb eves expozicios ido titan is fenti trendek szerint alakult. Az akkiimatizici6 jellegenek kOvetkezmenye, hogy ernelt O koncentracion az egyszikii fajok reiativ n6vekedesi ratai (R R) a kontroll novenyekehez kepest lecsOkkentek, a ketszikilek atlagos RGHertekei pedig ugyanakkor a legtdbb esetben emclkedtek. A netto CO, frivete7 vizhasznositthsi efficiencialanzik MILE) Mindket gyeptipus rninden vizsgalt faja eseteben a vizhasznositasi efficiencia jelentds (tObbszoros) nOvekedeset tapasztaltuk_ A vizgazdilkodasra gyakorolt hatas jelentosege 61tnutat a levelszinta valaszokon, nagyobb leptekben varliatoan a vegetki6 energiarnerIegeben fog megnyilvkailni. Az ernelt .
statiszkon CO, koncentracio 1.5-2 tikailag szignifikansan nOvette a iornbfeiszini harriersekletet. Mindennek — a pirologtatas, illetve a lateris hamennyiseg osokkenese riven — messzemeno kovetkoznienyei lehetnek a novenyaIlomanyok jov5beli ki5rosszetetel melletti energiamerieg-i5sszetev6ire, varhatoan jelentos kihatassal a klirnara is A beitarlairni ert6kekkel is biro C•N aranyok, a nerA strukturalis szenhiarrar- es a fotoszintetikus pigment-, illerve c nyersrostlartalom alakurcis.a: A CiN arany szignifikins nOvekedeset tapasztaituk az „upward valaszt mutate lijszpusztagyep fajok emelt le2kElri CO, koncentrAciOn ndtt leveieiben, ugyanakkor a homokpusztagyep fajok az emelt legkori CO, koncentriciara e tekintetben is kisebb mertekra vkaszt adtak. A szenhidrattartalmak fLisszhangban voltak a fotoszintetikus akklirnatizacia sprat] leirtakkal, nevezetesen az _upward" valaszt mutat6 fajok leveleiben a hajnali szenhidrattartalom. (old.hato cukor es kemenyito) kisebb volt, mint a kontroIl levelekben, trig a „downward" tipusti fajok ezzel ellentetes trendet adtak. Mindezek a szabalyozas felhasznalas (sink) olizialarO1 fellep5 dorninanciajara. utalnak, A klorofillok rnennyisege az emelt kori CO, koncentracion ni3tt leve1ekben altalaban kisebb volt, ami szinten kapcsolatba hozhato a fotoszintetikus akklirnatizaoio jellegevel. Az A-vitamin prekurzor karotinoidok mennyisege Obbnyire csOkkent, ugyanakkor a nyersrasaartaierf) viszont fokoz6dott, Mindez pedig a vegetaciabeli es ntivenyokolOgia foIyamatokon tul kozvetlenill befolyisolhatja a noveny-ailat interakciOt, az ailatok taplaikoz_i_s6t, anyageseri:jet, viseIkedeset es tenneszetesen az ernberi taplalkoza. st is ralaibei C-tarolas erne!". Avariebomac 14kori CO, koncentracio estera Nelicitotts6g inellett Az avarlebornlisi ratak nem kulbnbeztek szignifikansan az emelt es a jelenlegi legkori CO, koncentrkionak kiteit gyeprnonolitok kazi5tt, Az avarleborn-
TUBA CL al: Gycptirsulasok
lasi ratak kezeksekre adott nem szignifikans valaszai ellenere megallapithat6., hogy az atlagos lebouilasi ratak hasoniaek vagy nagyobbak voltak cinch logkeri CO, koncentraci6 mellert_ Ezell a mersekeltovi termeszetes gyepek C-raktatozi5 kapacitasanak vart novekedese is kerdeses, legalabbis a vizsgalt gyepekben. A honmkpusztagyep kiszaradaytiira talajlake zuziino-moha szinuziulliainak wilaszai emele CO, szintre: adonia convoluta es Tortula niralis CO, :c.isszirnilacios rataja fotoszintezis szempontjabol optimalis szEiveti viztartalorn tnellett ernelt 25-35%kal volt magasabb, mint jelenlegi CO, rnelEreclmenyeink szerint a kisiaradAstolerans novenyekben az ernelt CO, szint Cbeepi-tesre kifejtett hatisa a kiszaradasintole-ransokenal sokkal nagvobb. Az melt iegk5ri CO, koncentriicie is a vizellatortsag interakcioranak hathrsa b5szpusztagyep faja inak Okofiziologiai viselkde.cere itasyzan. tar tc; afrirakse sorari Te vizellatottsiig rnellett megs.z17 ne az emelt legkbri CO, koricentracieira adort novenyi vizviszony vala.sz altalarkos vonasa az elaszticitas cseikenese volt. Tovabba a relativ viztartalom (RWC) es a hajasvizpotencial ('v 1) ertekek nagyobb mertekti ozrnotikum-felhalrnozodasra es/vagy debb szaveti strraktCrara utalnak emelt CO, meIlerti riavenyeknel, 37 napos term6szetes utorY bekiivetk_ez6 szarazsigstressz alatt a talaj es a hajtas/lev61 viz-tanalmak Tnegasabbak voltak az ernelt CO, konceritracioju kamrakban es a beanijk nevelt novenyekben. Az emelt CO, szinten nevelt novenyekben a relativ viztartalorn magasabb maradt. A nert.6 fotoszintezis minden fajban erosen lecsokkent, meg az ernelt CO, szinten revolt novenyekbert is. Ontozest kbveto helyr atlas soran jelenti5s kal5nbsegek mutatkortak a fajok kbzifatt. Igy pelda-ul a F twigaris es a T minus leveleiben a CO, asszimiliciojanak helyreallasa sik.eresebb volt, mint az egyszik-Ci D_ giotnerata leveleiben. A sztomakonduktancia es transzspiraci6 valaszok; a csitikken3 (downward)
129
tipusti akklimatizac..ioval rendelkezô egyszicsbkkentette a sztomakonduktanciajar es transzspiraciojanA mertek&t, mig a ket fokozodb (upward) tipiasu aiddirnatiz_acioval rendelkez6 ketsziku fajok viiitozatlan vagi2/ eppen csfAkentett szternakoncluktanciaval cs transzspiraciovai valaszoltak. Az ernelt CO, szint mellett a novery3,..ek sotetlegzesenek rneneke csakkent. Az emelt CO 2 szinten nevelt fajok helvreAllitdsi folyamata. (a hajtasok delben bektilvetkezii relativ viztartalorn csokkenesenek es az ezekhez a specifikus viztartaimakhoz tartoz6 vizpoterlial ertekeknek megfeleldien) sokkal hat6konyabb volt („fenntarto hatas"). A hosszabb tavii szarazsigstressz utani regeneraci6 sokkal jobb volt az. emelt CO, szinten nevelt fajokban. Az melt legkori CO, kancentracio as Neikitoitsag- egvattes hatasa lcszplIsztagyepre: Tartosan emelt CO, hatasara a loszgyep diverzitas fizisg5rbei nem mutattak terbeli feptaftiggest. A dorninaricia struictiirizt nagy atlagos fajszatri meIlett a nag -y boritisia fajok kis szama jeliemzi. A ket 4 -lominans egysziku g_yepfaj rnegtartotta a ke4.deti allapotban jellernz5 dominanciajit, trig a kodorninans fajok relativ borltasi rangsora n.agyrnertekben rnegvAitozott A N-n.el es N+CO3-dal kezelt alionlinyokban az eg-yszikCiek dorninanciaja valt jelleinzave e's a fajszarn legnagvobb flukruaciiija szinten az N+ O, kezelesben ki5vetkezett be Ugyanakkor a CO,kezeles itinrnagaban a ktszik-Ciek — egyszikilek rovasara bekovetkez6 — arany ni5vekedeset eredmenveztc. A gyep eves ffildfeietti produkciohozama ernelt CO, koncentracie rnellett kisebb volt, mint jeleniegi CO, szinten_ Ernelt legkari CO, koncentracion a foldfeletti produkcio csak plusz nitrogen ellatortsag rnellett emelkedett. Leiszpusztagyep N 20 talafernisgziaja jelenlegi es ernelt legkori CO, koncenirtici6 indict!: A jelenlegi koncentraci6 naelletti Toszpeptalajokban 2003. ev rnajus, Anius, _Kuhns, szeptember honapokban rriert N,0 tatajemisszio (flinbus — Christensen, 1995 szerint mere) meneke (la'sd tablazat)
‘,.MjR0-2 1" FUZETEK A GROOKOSZISZTEM A.K
130
vizsgAlt petiOdusban fokoz6d45 emelkedest mutat, 5zeptemberre jelent65 erteket er eI_ einelt Mg.ke -i es jelealegi CO, kciacentraciOji!.1 .gyepek talajamak 1 T,0 ernisszioi kozott nines szigniaSns killonbseg. Az emeit s;:inta CO 2 kiserleti helyeknel az esetleges rnagasabb nitrogenfelv6tel miatt bektpvetkozO talajernisszio osiik_kenes near routatliatC) ki_ A taiaj1-145mersekletnek nern veil befolyasa az ernisszio rnertekere. A lalaynliniet.Wicket atali•ibari a e i Viyvkapokban valik rneghataroza tenyezOve, a hideg, vagy fa.gyott talajok N 20 kiboesatasa minimilis, vagy milk. A vizsgalt id(3szakban a talaj vinarta1rnanak sew volt szarnottevo hatasa az emissziora. Datum 2003 maws 7. tinic.i 11.
Julius 3]. sze i tern bet- 30_
Datum 200 r _ iunius 11-
tatajN,0 4-v6yntrsOgict emtisszkr (5 an) CC) Lrg l: m-' s-') 14,4 I 3,3 23,5 ! 5,3 21,9 L 11,6 15_8 26,3
ralajviztartalorn I.%
17,6 10.9
IMEMEIMIMMIN szepLcm.bet 30_ 15.3 A talaj allapota is befolyissal van az cmissziora. A killiinb6z5 N-forrnik es NO) a denitrifikaciOs fiziiban szabadulnak fe1 a taIajb61. Ha a cle.nitrifikaicii5 gatoIt, a talaj N-kiboesatisanak rnertke is esiikken, Ez is szerepet jatszhatott az idaszak elejenk5zepen eszlelt alacsony NO ernisszio kialakulasaban. OsszefogLalva, esetiinkben a talaj N,O emissziojara scm a talajnedvessegnek, sern a ialajheimersekletnek nines befolyisa, ezt valoszinfileg mas faktorok befolyasoljak. Az ernisszio ertekelesehez a ji5voben sziikieg iesz az N, es az NO ernissziojinak rlieraS•ere is,
(7.Y. /11.0.KOS.aSZT--gI a -MUI45DES
JELENIEGI EGII.A.JLAT I VISZONYOK E, LECK6R1 CO ICONCENTRACII5 MELLETT: EP OKOS ZIS ZTENIA-FIZIOLOGIA (OKOSZISZTEMA-FOTOSZINTEEIS, OKOSZISZTEMA-LtGZES, i5KOSZISZTEMA C:-MERLE{ ) a) A vizsgait gyepokosziszlema fotoszintezi5enek, I6gzeskInsk esC-mbiegenek mkrk,-
se 2002-ben indult ,,eddy-kovariancia" modszerrel: Ez a mOd5zer (Aubinet et al., 2000) egy 600- 1000 -meter atmerojti gyepOkoszisztema (vagy mas vegeticioval boritot° teriilet egaszenek rneri folyarnatosan CO, momenidn tluxusit es szamithat6 belole az bkoszisztema legz6s., a fotoszintezis, illeive a szerunerleg az orastiK az eves idroIeptekig. A rendszer egy a szen-dioxid direkt ararnlasanak mereset vapor nyilt etas infravi5rOs gazanalizitorb61 {Li-CUR 7500) es egy harorndimenzias szonikus anemometerbol (GILL-1012) M. A 21 Hz-es rneresi adatokat szamitogepes ad.atgy -Cijto rbgziti_ A turbuiens aramok szinaltasa felikinkent tbrtenik_ A m6r6rendszer a vizsgalt terdIet kolopere van telepitve, es minden lAnybol a terrtleszetes szerkczeti variabilitassaI biri5 novitlyzet veszi k6riii. A rendszer a szendiosid melIett meri a vizgoz momentan fluxusait, valarnint a latens es direkt (szcazibiIis) hoszallitist, melyek1:61 az okoszisztema energi amerlegc szarnithatil Mindehhez automata (levegI5 es talaj) nyikrorneteorologiai allomas tarsut A roviden vazolt lechnika reszben hasonlo a legkor es bioszfera kozlitti CO, koncentracio regionalis leptekii cserejenek rneresere alkalmas, hazinkban flaszpra Ltisflo (OM) alta1 bevezeten Cs az euri5pai merethalazat reszekent ittala Triak6dtetett maps tornyil (14g renjszerhez (Haszpra et al.. 2004). A. hianyz6 feloras sz6n-dioxid ararnok potty at a havi atlagos napi menetek alapjim, illetve a CO, aramlas es a k6rnyezeti valtozak (h5xuers6klet, fotoszintetikusan aktiv sugarzas) kortti regresszios kapesolatok felhaszni1a-
TtrBA al.: Oyeptirsulisok vizsgidata
saval vegezzUk. Az ejszakai szen-dioxid ararnok alulbec s I es 61)451 szarmaz6 hibak csOkkentesere az is n, u. korrekcieit alkalmazzuk (Aubinet et al., 2000). A . bt.igac q1161di.._.gyepokosziszienuz alfoldi kutatasi gyepteriliet Bugac-push (46'4 19.36' K.), a Kiskansfigi Nerfizet-i Parkban talathato_ Eghajlata szaraz kontinentalis (az eves csa.padekmenynyiseg kevesebb mint 500 mm, a vegetaci6s periodus itlagh6merseklete pedig 17,5 'C felett van), A terUlet jellernzo navenyzete a Cynorionti-Festucetum pseitdovinae homokpusztagyep. Az eddy-kovariancia meresek 2002 jfiliusaban kezdOdtek. Az eddig kiertekek masfel eves adatsor ala.pjan rriegallapithatO, hogy a vizsgalt gyepvegeticio nyari id6 .szakainak C-merlege - a szarazsagstressz kovetkezteben - negat-iv volt. Az oszi idoszakok kbzul 2002-ben jelent6sehb C-rnegkold aktivitast lehetett rneEfizyelni, mint 2003-ban, ug-yanis a mindket &vet jellemzi5 aszilyos periodus miatt a gyep mar nem volt kepes olyan rnortekben regenerilodni ebben az evben, mint 2002-ben, A tell idosza.kban a vegetacio aktivitasa minimalis, ezert a kalkuszenmerleg az egyensialvi (mina) tartorndnyhoz kozeli erteket rnutatott_ Az else' teljes rneresi evben a gyep gyenge szenelnyelokent viselkedett, az eves szenfelvetel 120 gCO3rd'ev . ' koridl volt. Ezt az eves egyenleget els45sorban a tavaszi periodusban megfigyelhet6 jelento'sebb C-rnegkot6s eredrnenyezte. A incitrai hegyvideki gyepokoszisztema . Cp/jrieg . -121Eryiiine -a . Matra he.g-y - segben, SzurdokpasD754ci K), plakor fielyzetben fekv6 gyep.6koszisztema, ahol a CO,-fluxus meresek 2003 majusit61 folynak. Az eredeti gyepvegetaci6 egy cseres titilgyes erdEpvel Festuca rupicola dorninalta cserjesedi5 (kb_ 2000 m x s00 rn kiterjedesii, Adamecz Peter mezagazdasagi birtokan elterii16) gyep, melynek egy reszet legeltetik, mis reszet felhagytak, egy tovabbi reszet pedig produktiv flivekkel feliihreVyre evente ketszer kaszaljak esivagy intenziven legeltetik_ A 4
131
hasznalt technikai eszkOzok szamitasi m6dszerek mcgcgyeznek a bugaci kutatisi terriletnel megnevezettek_kcl, kivOvc a szonikus anemometert, mely CSAT3 tipusilL_ A Inert fhixus adatok gyeptipusonkent lettek szeivalasztva a felaras szeliranyok alapian. A 2003 evi meresek azt rnutatiak, hogy a vizsgalt 2-yeptipusok gyenge CO,-forrasnak tekinthetOk. Lxinek oka, logy a ternletre jellern25 tavaszi es Oszi csapadekos periodusok hossza - a vizsgalt idoszakban az atlagosnal rovidebb volt_ A teljes tell:act alapj6.n kalkulalt else' feleves fluxus erteke 1,1 g CO,m - .. A hegyhatsali a nern csak gyepokosziszternAt tartalmaz6 I-666 - a Noszfera es legkair kozotti magas torny5 CO, gazesere meresek alapjan az elmuit evekben g,yenge szenelnyel5nek bizonvult, es igen jelentelsek az evek kozot-ti, idrijarast61 Fuggo kiiidnbsegek (Haszpra et al., 2004). b_l_ A g5d5115i szanfizioidgiai terleptekfliggo karnrasorozat es*.eptarsulcisuA.: CO, g.azcserijenek terheli leptektugg.e.Te: A karnrasorozat, valamint a kamras vegetaciO es okoszisztema CO,-gazcsere es C-rnerleg meresek technikai elakeszitese es kidolaozasa l999-ben kezd6dort. a rendszeres meresek pedig 2000 Oszetol folynak, Az eddig ismertekhez kepest (pl. Angell - Sveicar, 1999) szernleleteben es modszertaniihan is Lj_ a sziinfenetikal tftlepteldi vizsgalatokkal pArhuzarnos terlepteku sziintiziologiai CO, gazesere meresere alkairrias technikij6 kamrasorozatot fejleszternink ki (Ca.?' be/ et al., 2004). Az tin.. tart rendszerii IRGA technikaval rrik6d5 hat darab kamra alapterillete logaritrnikus skatat kijivet, 7,5 cm-t61 480 cm-es atmeraig. A kannikkaI igen rovid id6tartarn (par masodpere) alatt es sz6les ho. mersekleti tartornanyban vegezhetdk el a meresek, Ezzel megnyilik az it a szunfenetikai terleptektartomanyia (Mr. ciaa • Bartha, 1999) funkcion'ilis, incl_ sziinfiziolOgiai folyarnatok megismerasehez. A ket gyepf5kosziszterna CO, gcizas -erejenek terbeli lepiekftiggese: A rnikroconologiai, tersorozati elemzesek a nbvenyalloma„nyok szerkezetenek terbeli lep-
„AGRO-2]' FL:ZETEK AOROOKOSZ[SZTEMAK
teki1122.6s6t bizonyitlik (Mucina es Burtha, 1999), az bkofizio16giai folyamatok leptekfligeeser51 azonban eddig nincsenek ismeretek_ izsgalati objektumaink tiziognomiai 6s nem-fiziognOmiai szetkezete, verb alis struktilraja nagyon kdlonbiliz43, ezrt szunfiziologiai miikadesak (pl_ tirsuias es okoszisztema fotoszintezis s e2ek karakterisztikus leptekei is feftehetben masok_ A zart es eras szenrezettsegil loszg -yep harom, klaszE7ilms cbnológiailag hasonlo alloma. nyfoitJabal.). a CO,-0.zesere variabilitdsa a 60 cm atmerOjii mintaveteli egysegne inutaton minimurnot_ A iiyilt es kevesbe szervezett licimokpusztauep-aliomany vizsgálata sonin a variabiiitas minimurna j6val nagyobb terleptilnel mutatkozott, s a fotoszintezis intenzitas mer•t. ke a kanitaalapterillettel nem n.50 egyiitt_ A CO,-gazcsere ‘rariabilitasinak minirnurnaval jelleinezhet6 terbeli leptektartomany val6szindleg a tarsalis Iegkisebb heterogenitasu es a leger&ebben ierogzitett., szahalyozott feltehetc5en egysege 0-ninimalareaja). h.2. A gvep6koszisztenta fotoszintezisenek, legzesenek es C-inerlegenek merese rriod.c2errel: A h./ . Glatt 160 karnrak az eddig letezijknel nagyobb, mar altominyleptekiii meretei rxtiatt alkalmasak a gyepiikozisztema szearnorlegenek es kornponenseinek a rnorsere is bzen c61.ra tonyiltutas okosziszterna CO, gazcsere es talajiegzesmer5 kamrakat is kifejiesztettiink (Balogh et al., 2004; Czabei et at., 2004 es k6zotetien erearmenyeink). A Salvio-fesmccium nipicoiae. Bsz,,..2. ,:cpben, a kora tavaszi fenofazisban (marcius) az aszszel felhalmozodott avar bonasa es a talajlegzes fokozodik, ami a navekvi5 rnertekii fotoszintotik -u_san aktiv sugarzas CO, aszszinriiiiciora gyakorolt pozitiv hatisat csbkkenti. A sz6nmerleg ekkor negativ (8-900 mgCm 'nap anli a teriiIet forras (00 2 kibocskb) jelleg.61 muta_tja_ A pozitiv sze. nmerleg 6rtekek (szenelnyel6 jelleg) majusban a legrnagasabbak (2-3D00 rtigCrn -anap-I ).. Nyaron (ljillius-augusztus) a keves esapadek es niagas h5mersek- let okorta szt6rna-
zarodas hatasara a napi s2.6nrnerleg a tayaszinal alacsonyabb ert6kei rnutat (8-900 mgCrri 'nap ')_ Osszel es a hideglimitdIt idt,35zakban is a gyep rneg tninclig kepes fotoszintefikus CO, rneakEptesre, melynek ma%irnutria 5-6 mmol rri `s A vizsgalt laszgyep az ev nagy r&szeben jelentas szenelnyelakeni ritakodott, kilifinosen a tavasz inasodik felet61_ Nyaron es asszel a fagyok es a nagymeneku szeneszcencia kezdetis cure csokken a napi szenrnerleg saga, majd a hideg period ban annak nere. hogy a talajl6gzes intenzitasa is egyre inkAbb csokken - a napi szenmerleg elojele megvAltozik, es az ekosziszterna mint sz6nkibocsata lesz jelen a sznforgatornban, egeszen a kora tavaszi Saivio-Festuceturn rupicolae loszgyep saidt fejlesztestl modellezessel beesult havi szenmerleg ortokei (g.Cm - 145- ') 2002_ maijusa es 1,001 Inkiusa kfl.iziitt (Balogh et al. nem kozoit munk-aja). Ma . . 07 :4(C.,. . -16 .
Mil__ PT 85,8 ; 49.,2 1 Dec. -1,S
- Aug. ! 68,2
j lam . Mar. 1-1,6 6,25
Seep. 43,7 . A f. 16,99
Oki: 29,6 Mai, 59.98
A Festuceturn vaginatae danubiale honaokpusztagyep net to CO.-gazcsereje Tian' variabilitast mutatott az &‘'szakok koza.ti, de az egyes evszakokon be.1.0.1 is A maximum CO, felvetel telen - a ni6reseket kizarOlag a fanrmentes napokon veveTtak - eppen csak meetalada a 04it a del l oruii tprAbari_ Tavas,szal ez az ertek erneikedett es mAjusbah erte ei maximumat (3,24 mmol A legrnagasabb napi felveielt minden esethen a deli Orakban Tnertuk, nyArra ez az ertek mikkipen csokken a keso tavaszhoz kepest, talent a szArazodo talaj okorta sztamakonduktancia csokkenes rniatt_ A hotnokpusztagyepben a csapad.A idibeli eloszlasa okoz.ta a legnagyohb valtozatossAgoi a CO,felver teiben, igy p1_, az azonos vegeticios periodusban es n.ag-yon hasonli5 korulrnenyeic kiizatt vogzett rneresek tani,'Lsaga sze-
Tull-IL cc ai.: GyepMrsuiisok Yi2soiata
133
rint a vizhiany jelentos CO 3-feivetel csokkenest okoz, a maximalis felvtel akir a felere is csdkken (jillius—augusztusban). Osszossegeben a vizsgalt hornokpurtagyep mint szen-eInyel.5 rniikdidoti a tavasz es a nyar flan' T.6szeben, iissze1, telen es a tair.-asz elej6n pec1.4 O, kibocsatAkent. A rzetto okosziszterna gazceret — Es ig-y a szentnerleget — IeginkEibb rrieghatarozo tenyzak koziil ellsasdarban a radiaciot, a told levelfelillet-inclexct es a talaj nedvessegtartalmat kell kiemelniink, de fontosak iehetnek az adott idoszaktol ftiggoen ma's trios i.dojrasi tenyezOk is_ A napi szenmerlegek taniisaga szerint a hosszabb szaraz periodus is CO, elnyel6b6I kibocsatOva teheti a gyepet, ez liilonasen fontos a klirnavaitozas varhati5 hazai hatasainak isrnereteben. Festufetum vaginatae aranubiale hornokpusztagyep sajat fejIesztesil modellezessel becsiilt havi szenmerleg erti5kei (gCt -ri - h,5 1 ) 2002. tnajusa es 2003. aprilisa k6zott (Balogh et as nem kozolt munkija). M. 3,75
Jan_
16i. 5,35
Aug. -2,39
S-ep. —4,5
Nuv. -11,1
GYEPOKOSZI.SZTE?IAK ELTERei HASZNALATI 7144:5DOKRA (I,KcELTETE S, NICITRA.GYAZA.S,
.oN -rCats, FELtivErrEsivAiGiis,
FELHAGYAS) ADOTT FUNKCION.I.LIS OKOLOCIAI (IN L. TA.R.SULAS SZONFIZIOLOGIAI ES OKOSZISZTEM-FIZIOLOGIAI) VALASZAI ES CVEGHAZITATASU GAZAINAK (CO.,. N i0 ES CHO FLUXUSAI JELENLEGI ECHAJLATI VISZONYOK ES LEGKORI CO, KONCENTRACIO MELLETT A eregeh'eeS hati_isaly A .1..g, )tete.s fen2agyasival — azano fajszarn =Heil — egyharmadda1 csiikketrt a Shannon-cliverzitas es
ketharmaddal a pillanOsok (Pabaceae) reszaranya a _Potentillo-Festucetuni pseudovinae gyephen. A DYCA_l infravoros kameraval becstat fotoszintetilcusan akti levelfeldlet-index ertekek (zi51d LAI) a 2003as vegetkios peri6dusban 30-50%-kai volrak rnagasabb4: a !control' terii/eten. A 2:51(-2 alatti biomassza virnege rnintegy niasfelszeresire novekedert a legeltetes ha.tasara, eziltal a legelt reSEell szienitikansan kisehb aneket kapturik (I/20 es 1/25) a fold teletti es fold alatti biomassza aranyara. A vegetacios periodu.sban havoakent — nyilt kamras ribdszerrei — mert netto okoszisztema CO. fiuxus ertekeink azt mutatjak, logy egyes id6szakokban (peldaul jdniusban, szepternberben es oktaberben) a lezeit reszen nagyobb volt a CO, elnyelas_ mint a kontron ter-aleten. Mindez 1041Ori6sen akkor floelernrerni:.t1t6, lta figyelembe vesszilk a LAI ertekek korti eN.'..rest. A kezelt es a kontroll tenineten men (0,2.5 es 3 pinolCO, m s kozotti) taiajlegzesi ertekek a ket plotban kozel azonosa voltak az es magyon ja korte1aciot rmitattak a leal-romerseklc:rtel. A mi'arcigy aL, s hatasai: A miltrk.yazas (1.00 kg N NO: fortriaban] ha ', 50 kg P [P.O, form.han] ha 50 kg K (1c0 formabaril ha . ' miatragya) az eiso evben egynegyedevel csOkkentette a Saivio-Festuceturn rupcolae gytp boritasat. es kisebb rnertekben (heted6•el) a faj szarn t az eis6 evben. A 2003-as aszdiyos e&ztendO kiegyenlitette az etnlitett kulonbsegeket, lecsokkentve mindket mind a kezeit, mind a koritplotokban. A Sharinon-di verzitas art6kek kiize1 azonosak a militraeyazott Cs a kontroll plotokban, alive! eltibbinel az iiresse vast ,gap"-ekbe e8,./ves Tyromfajok telepdltek. A DYCAM infrav6ros karrieraval becsult zi514:1 LAI ertkek az egesz vegetacios periodus saran, beleertve a jdniusi biomassza vazast kiiveto periodust — kozel azonos menekben valtorta_k a kezelt es a kezeletlen foltokban. Az evj ket LOkalorninaJ Ery-iijt6/1 biomass -{a adatok azt irrutatia., hogy a kontroll plotok fold alatti biotnasszaja tabb mint k_etszerese-
134 re rukt a vegetacios peri6dus vegere, ellentetben a miltragyazon foltokkal, ahol a 151d feletti as alatti biotnassza artekek kozel azonosak maradtak.. A2 allornany CO, fluxusainak eseteben 1enyeges valtozas figyelhet5 meg a miltragyazitt vegetaci6ndI, amely a vizsgalat elsi5 eveben, a mdtragyazast kovet3 negativ hatasok rniatt mert CO, kiboestheibal — a regencracias folyarnatoi hatasara — 2003-ra mar gyenge szenelnyel5ve alakult, hasonlO ertekkei, mint a kontroil novenyzet. Ez a pozitiv trend 2.003 majusat -01 figye1het6 meg a kezelt allomanyon. A miltragyazott es a kontroll terdleten mert talajaegzesi ertekek (0,25 es 3 prno1C0 1.rn-',s-I kiketti) a kezeles etlenere ki3zeI azonosak voltak az ev soran es nagyon jo kon-elaciot mutattak a Feel& mer_seklettel, Az Zine5zeN hatdsa: Az Ontozes (a talajtartanedvesseget folyamatosan 0,35 rn' lom felett ta,rtva) Ilatasara 2003 yiniusaban kisse nOvekv6 (5%) fajszamot eszlelt-Unk, rnajd szeptember elejen a locso16 berendezes hibija miatt nehany napos riallocsolas 1u:wetkezett be : rnely lecsiiikkentette a fajszamot (killonasen a ketszik(iek csoportjanal, tetve a Fabacecie fajokat). Ennek eflenere a Shannon-diverzitas erteke rnasfelszeresere nort az iiintdg_ott piotokon. Ugyanakkor az bndizes pozitiv hatasakent ktize1 negyszeresere natt a z5ld i..AX a kontroll foltokhoz kepest, ezert lenyegesen nag -yobb, misfeiszeres boritasi ertokeket nriertank az i5nt.bziritt alatti biovegeticiana1. A fold massza arany egy karuli az tintozott ni5vertyzetnel (0, tavessza1 es 1,25 6sszeI), mig 0,2. (rnindket vizsgalt evszakban) a kontroll vegetacioban, melynek oka a mar enilitett LAT novekedes az i3ntozotr. illetvc a2. aszalyos peri&lus a kontroll pIotoknal. Az els6 evi adapticios periOdust kovet5en — arnikor kbzel azonos fluxusokat mertunk a kezelt es a kontroll aliornanyban —. 2003-ban az ontozes tobbszorasere ndvelte az allornanyfoItok CO, elnyeleset. Ez ncmcsak a CO, asszirnilacia, hanem a szenmerleg ertekekben is ineEinutatkozik, rnely' a vegetaci65 perieclus veeare a kontroll allornany liaro.mszorosara
„A GRO - 2. ] FeZETEK A.GROOKOSZISZTEMAK
flat, A megfele16 vizellatortsig kavetkezteben az egyebkent forro es csapadekhithlvos nyari honapokban is je1ent5s CO, megkotest rnertLink a kezelt plotokon. Az dintozOtt fo(tokon magasabb talajlegzesi ertekeket mertLink mindket evben, mint a kontroll vegeticioban. TRIC7j N,O 'es CH, emisszio. Iegeftete.s. mairapiazcis es6.ntdzes indielt: A nitrogenoxidok talajbol torteno emissziejanak meghatarozasat kamras technikaval ti5rtens5 rnintavetelt kovetoen gazkrornatograiTal kombinalt tdmegspektrorneterre1 (Ambus Chrisiensen, /995) vegeznik. Bugaei rnintaterUletinkre 10 db kismeretd (4G0 ern) karnrat telepitetriink eg-y vonal menten egymast61 kb. 10 m tavolsigra, 'Mot a legeit es iitot a nern 1ege1t terialetre. A mintavetei kethetente thrten.t, a karnrak Iezarasa utan a t = 0, 10, 20 es 30 percben. Az eredrnenyek azt mutatjak, hog:yr a N,O emissziO szernpontjabOl a ketfele kezeles kozott (legelt es nern ie2dt) nincsen szignifikans kiilonbse2, igy ez a fajta legeltetes nines hatassa1 a talaj N,O kibocsatasiz-a, aN,C) fluxus nagysaga a vizsgalt id5szakban (2.002-2003) 0-137 p.gNm - '111 kaziitt varialt. A vest rnintakbo1 minden esetben elvegeztuk a Cl[, trierinyi_ segi megha.tarozasat, igy fluxusanak mereset is, de ennek mennyiseg,.e mindig a meresi hatar alatt rnaradt, ezert egyik esetben scm sikerillt mean etnissziora ut.a.1(3 erteket kapnunk_ A N,O fluxus 0 es 125 .tgNm -:h kozatt valtozott a rrnitragyazott teridleten, a kontrollhoz kepest a miitragyazon foltok emisszioja itlagosan 24%-kal n'ott. Az 6ntOzes hatasara a N,O kibocsitasa 6350-kal emelkedett meg a kontrollhoz kepest, a mert ertekek 11•117 vigNm kazifitr voltak, A friiiiveres, kasth1as(legeii;3)a elhagya,r hat4sa: 2002 oszen elvegzett felmeres eredmenyekent az asgyepben a ketszikuek boritisi reszaranya 50%-kal rneghaladta a vetett gyepben elaordultaket, azonban itt az egyszikiiek 17%-kal rnagasabb boritasi erteket ertek ci, mint a felhagvott terLileten, mig a pillang6sok boritasa lenyegesen nern
135
1- 1_:.5 A ec al: GyeptiirSulji.s.ok vizsgalata
ertekeink azt mutatia, logy mind a siitetlegzes, mind a CO, elnveles nagyobb volt a vetett allominy eseteben, mint az 65gyeppel boritott ter-Wet-en. Mindez j61 piarhuzarnba allithato a levelfeliilet-index es a biomassza ertekekkel. Mindket terulet talajanak legzesinrenzitisa jciI korrelil a talaj nedvessgt-artalmanak valtozasaval. iivegiotitharasit A g7epOkosziszte'rnak geiziciboestifthsainak eureipai szinifizi3e: Az eddi8i - hazai mereseinket is figyelembe vevf3 (Horythth et al... 2003.- Tuba el al., 2003 es kozoletlen adaisoraink) - vizsgalatok eredmanyeinek elemze5e tisztan mutatia, hogy az eur6pai /lives ten:iletek - a legkbrrel alkotott rendszerhen -• mint nyekik jjtszanak szerepet az aveghazhata.s.i. nyom.gazok cserej6ben (Soussana a al., 2004). Sajat vizsgklataink szignifikainsan maga .sabb nN.rel6 aktivit4st mutatriak (0,30 ksCrif -yr es a loald.nbi)zi3 helvszinek is zti variacios koefficiens rnem:..'ke is kisebb (57%), mint az eddigi, csupan modellezesen alapul6 becstas ertekei.
2003 nyaran a na,gyrnertekii asz5ly kbvetkezteben a ket teriilet novanyzet*nek alasos boritasi szazaleka csaknem 1/3 reszszel c5Mckent. A ketszikiiek es az egyszikilek reszaranya mesvaitozott, az. Osgyephez kepest 4%-kal nagyobb a vetett - gyepbeia az eBbbi, mig az ut6bbi 11%-os boricasi reszarannyal kevesebb_ A DYCAM infravirbs karnerival beesillt fotoszintetilaisan aktiv artekek (z61.d. LAO .Z003 augusztusaban es szeptembereben a ket tarsurast i:}sszeha.sorilitva az asgyep duplajanak bizonvultak a vetett teruleten. A kora tavaszi as a kes6 5szi id5sza.kban nem hulk jelen.tos kalonbseget. A mindket gyepen tor-tent legeltetest kbvet6 reseneraci6 lutan '6sszel (2003 okteber veee) inert fold feletti biomassza tomege nun erte el a legelest megelozo rnajusi erteket, azonban a vetett gyep produktivabbnak bizonyult, mivel a zavaras el6tti biomassza tomegnek 50%-at erte el, mig az 5ssyep osupn 30%os adc.re-kninnyel lairt_ A vegetacios idoszakban men net-to okosziszierna CO, fluxus
FORRASMUNKAK. JEGYZEKE
(1) Am Bus, R - CHRismiNsP.N, S. (1995): Spatial and seasonal nitrous oxide and methane fluxes in Danish forest-, grassland-, and aEroccosystms. Journa/ cif EnviroPmienial Qualio.. 24, 99'3-1001. pp. (2) ANGELL, R. - SVEICAR, T_ (1999): A chamber design for measuring net CO, exchange on rang eland. Journal of Range Management, 52 (1.); 27-31. pp. (3) AUBINU, M. - GRELLE, A. — IBRom, A. — - KowALsK[, A. S_ MARTIN, P. H, - BF.RB]GIER, P. - BERNRANNEK,. U. — MoNcp.J.E.P, - FOKEN., P11.F.J. GRANIF_R, A. — GRUNWALD, T. - MORGENSTERN, K_ HOFER, C_ - CLEMENT, R r ELBERS. (2000): Estimates of the GREI, K. - REBMANN, C. — SHIJDERS, W, — VALENTINI,. R_ - V4SALA, T. annual net carbon and water exchange of forests: The EUROFLUX methodology. ADVANCES IN ECOLOGICAL RESEARCH, VOL 30: 113-175. pp. (4) BALocii J. - FOri Sz. - JuHA.sz A. - CzOBEL Sz. - NAGY Z. — TUBA Z. (2004): Seasonal CO2-exchange variations of a temperate serni-desert grassHungary. Photosyntherica it press) (5) CEIAL,E.m.m4s, R. - MOLISSEALI, M. (1994): Effeas of elevated atmospheric CO, on woody plants. New Phytologisi, 127,425-446. pp. (6) COUPLAND, R. T. (1492): Approach and generalizations. In: Coup]and, R, T. (Ed.): Ecosysteni of the world. 8A Natural Grassland, introduction and Western Hemisphere, 1-6. pp. Elsevier, New York. (7) CzORP.]., Sz. FOTI, Sz. - BALGGH, J. - NAGY, Z_ — BARTHA, S_ - Tuf r,, Z. (2004): Development of CO, - exchange measur - ing chambers with increasing diameter, suitable for scale-clependance and their application in a non-arborescent grassland vegetation Phmosynthetica_ (in press) (8) FRANK, A. B. (2002): Carbon dioxide fluxes over a grand prairie and seeded pasture in the Northern Great Plains. Environmental KNAPP k K_ (1998)1 Fluxes of CO,, water vapor Pollution, 116 (3): 397-403. pp. (9) H, M, J. and encrgy from a prairie ecosystem during the seasonal transition trom carbon sink Co carbarE source, Agricultu - ral and Forest Meteorology, 84;0, 1 - 14. pp. (10) HASIPSX L. (1993): Carbon dioxide concentration measurements at a rural site in Hungarv. Tellus 47B, 17-22. pp. (11) HA.szpRA, L. -
„AC RO-2 FOZETEK AGHOOKOSZESZTEMA.K,
I36
CAls., - 01,00R, E- (2004): Tall tower CO2 measurements and their application in carbon budgeting K. • WPWiNGER, J. of GcophYsical Research. (in press) (12) 1-10RiyrA.TH., L. WSzi ,,Ros, R. oKide emission fmw. ukanav.d. vavAa.c...& NAGY.. Z. TUBA, 7-, (2003)'. MITOL131 T. - CZaBI-;:L, Z. 09746. (13) Gcopfty.th:ci Resuzuvh Abstracts 5, under swial continen-t2/ climate in Hungary JANssENs, 1_ A. - FREIBAUER, A, - -DAIS, P. et al. (2003): Europe's ten -est•iaI biosphere absorbs 7 to 12% of European anthropoz.enic CO, emissions. Science 300: 1538 1542. cp. (14) JARVIS, P. G. Grace, J. - Raschi, A, (Szerk_): (1993): Global change and plant water relations. In; Borgbetti, M_ Water Transport in Plants raider Chincllic Stress. Cambridge University Press. 1 13. pp. (15) LANG, S. P. (1991): Modification of the response of photosynth6c productivity to rising temperature by has its importance been underestimated. Plaint, Cell ctnd atmospheric CO, concentrations Envirc-)nment, 14, 729-739. pp. (16) MuciNA, L. - BAR-FHA, S. (1999): Variance in species richness ion. -No. Drina Ming dri %Tassliart.6 tf.Yrilinirt7ties13.16101 .1)ratis)ava, 54?-1 67arid waild 75. pp. (17) NAGY, Z. - RAscm, A. - JotcPs, M. B. - 'NBA, Z. (1997a): Elevated atmospheric CO, and grasslands; a brief overview. Abstracril Bota-nica, 21, 329-335. pp. (I8) NAGy L, - SZENTE K. - TU3.1 Z_ (1997b): Acclimation of dicot and mono-cot temperate species to Ion -term elevated CC), concentration. Abseraeta Boxanica, 21,329-336. pp. (t9) SOUSSANA, J_ - PLLEGAAki), K. - AMBUS, R - BER.BTOIER, P. - CESCII/A, E. - CLIFTON-BROWN, J. - CZOBEL, SZ. - DE GR001 -, T. M. KASH.R, G_ MARTEN, C. MILFORD, C. NAGY,. Z. HoRvATH, L. - HENSEN, A. NEFTEL„A... - RASCH], A. - SKii3A.. U. - STEFANI, R - SALE-TES, S - St.:TMK, M. - TUBA, Z_ 14VPIE.)1NCER, T. (2004): Annual greenhouse gas balance of European grasslands. First results from the Creen-C,Fra5.5 project Agriculture, Ecosystems and Environvient. (in press) (20) SZR.DAEW.L.YI, T. - FOT:, Sz. - NAGY, J. - CZOBEL, Sz. BALCYGH, J. - MBA, Z. (2004a): Species composition and CO, exchange of a temperate loess -Qrass1and (Saivio-Fesaiceium rupicolae,t at present day and the expected future air CO2 concentrations Ekologia 22: 137 146. pp. (21) SZERDA-1 -IELYT T. - NAGY J. FOri C7OBEL 57. - BALGOF! J. - TUBA Z_ (2000): Botanical compositiorL and some CO, exchange 4;:haracteristics of tornperate semi desert sand grassland in Hungary under present-day and (Szerk.) (2004): Production elevated air CO, concentrations_ E icologia 22: 124-136, pp. (22) TUBA Ecological Responses and Adaptations of Crops to Rising Ai nospheric Carbon Dioxide. Jour-nal ves.q. 4./11, Tkmt, L_ Carp Prodtintion. EtawOrdfa Food Products Pie s, (1998a): Carbon gains by desicca-tion tolerant CSINTALAN ZS. - SEENTE K, 1%;,8.Gy Z. - GEACE plants at elevated CO.. Functional Ecology, 12, 39-44. pp, (24) Tc.' Z. - NACIY Z. - SZENTE K. R_AscRi A. (Szerk) (19981a): Grassland Ecology and Ecophysiology under Elevated Air CO, and Temperature. Abstractct Botanica, 2 I , 112. p. (25) TUBA Z. •- RASCHi A_ - NAJY Z. - HELYES VODNIY, D. - SANIT.A DI TorPr L. (2003) Vegetations 15...jtli various environmental constraints under Pawlik-Sko-yvronska B. (S:f_crk.): elcvated atmospheric CO, concentrations, In: SanitA di Toppi L. Kiu vver Academic Publishers, Dordrecht. In press. (2) TUBA Z. - SZ.P.NTE Strasser in Plaras. Abiotic. K. - Kocif J. (1994): Response of photosynthesis, stomata] conductance, water use efficiency and Journed ilanl Physiology, 144,661-668. pp. procluctliark to Van:lAemi tlei.-41.:e.a CZ), 'm (1997): European stress physiology and climate experi-inents. (27) TUBA Z. - SZENTE K. - NAGY ESPACE gU Erivironmen1 R&D Project, Final report, G6d6116', 27. p. (28) ‘6.rALENTINI, R. MATCEUCCI, G. - DOLMAN, A. 3, et al. (2000): Respiration as the main &ten -I-line( of carbon balance in Earpean forests. Nature 404: 861-866. pp, -
-
-
-
-
-
-
-
-
137
TuBA -et a!: Gyeptirsurisok vizszaraia
1. abra
6
4
&
6 a
3
70 Fimml_raly1 1 CO : 350
pinOLMOr i
CO,
A Salvio Fesfircerumr rupkolae loszpusztagyep (felski ibra) is a Festucetum vaginat2e danubiale homokpuyttagyep (3156 Ara) OTC kanwakban vizsgalt allomanyainak levelfeliMet-indexe legi ers emeit CO ; koncentracio mellett 6 ev exparicio titan
2. abra
Fos rup
Sal nem
liprnoi. puSZCBg3
Fes ',Fag
511 oli
A Salvia Festucetuitt rupkokr loszpusitagyep (felso ibra) es a Fesrucetum vaginutae danubiaier homokpusztagyep (also abra) fajainalc (Festura rupicolae, Salvia nemorosa, Festuca vaginata, Silene otites) leveieiben mert WUE jelenlegi (viligns oszlopok) es emelt (fekete aszlopok) koncentrician 6 ev expozici6 utin
138
„ACi R.0-2
F ZETEK AGROOKOSZISTMMAK
3. abra '• •
4— 0 .—•
V* pip" T' t „
AcAg Seir
Oct Nub.
festucetunt vaginatae rianubiale hortytkpus .aagyep CO, giteserijimek (netto CO 2 asszimilaciii, talailegzs), to'abba ralajnedyesseg-tan'atmanak eves alakuhisa 2001-2002-ben
1. fenykep
A SZIE MKK rsiiivenytani es Novenyeiertani 'I'anszekenek bugaepusztai (KNP) kutatogllomasa, elbterben az eddy kovariatleiz CO, fiu%lis meriitoronnyal
2. renykep
A sziinfiziohigiai terleptek-iiiggo CO, gauserernero
kamrasorazat
