Πρότυπα διαδοχής της λιβαδικής βλάστησης σε εγκαταλειμμένους αγρούς

Abstract

The aim of this research was to study the dynamics of vegetation evolution in old fields with different ages of abandonment. In order to fulfil this purpose, seven fields were chosen in the community area of Taxiarchis, each reflecting a different period of abandonment of agricultural use, following a time series of ten years (abandonment age 1, 10, 20, 30, 40, 50 and 60 years each approximately). After abandonment, grazing by livestock was the only land use in all fields. In order to assess the effect of grazing on the evolution of vegetation, one 20 year old abandoned field protected from grazing (fenced) was chosen and compared with the corresponding grazed one of the same age of abandonment both located in adjacent plots. In each of the seven fields soil samples were taken and their texture, pH, organic C, N, C:N ratio, P and the Ca, Mg, K were measured. Furthermore, vegetation cover and composition, plant diversity, biomass and flora were measured in each field. Plant species were classified into functional groups based on the morphology of the plants and the botanical families in which they belonged. Additional functional groups based on other characteristics life cycle, life form and photosynthetic pathway were determined. Furthermore, the traits of the dominant plant species were measured. More specifically specific leaf area, leaf dry matter content, leaf P concentration, leaf N concentration, organic matter and leaf C concentration were determined in the leaves of the dominant plant species.Soil characteristics fluctuated between fields. The nutrients of the upper layer of soil (depth 0-5 cm) to the lower (depth 5-20 cm) decreased. In the early ages of abandonment the herbaceous species cover was high and decreased significantly in the later ages. The total and woody plant cover increased in the advanced ages of abandonment. In the early ages annual, therophytes species dominated that exhibited high specific leaf area, high leaf phosphorus concentration and low leaf dry matter content. In the later ages perennial, hemicryptothytes with low specific leaf area, high leaf dry matter content and high leaf carbon concentration dominated. The successional stages were: annual herbaceous species (therophytes), annual and perennial herbaceous species (therophytes and hemicryptothytes), perennial herbaceous species (hemicryptothytes and geothytes) and perennial herbaceous and shrubby species (hemicryptothytes, chameothytes and phanerothytes ). Biodiversity decreased with the age of abandonment showing maximum values in the middle ages of abandonment. Biomass production (annual, old and total) increased with age of abandonment. Time since abandonment influenced more the vegetation cover than the biomass. The time of abandonment influenced greatly also the biodiversity and the various plant functional groups, except the group of perennial broadleaf herbs. Among other factors (apart from time of abandonment) affecting the succession of rangeland vegetation in old fields, the most important seems to be the intensity of livestock grazing. Moderate grazing caused a reduction in plant cover and biomass, increased diversity, specific leaf area and facilitated the emergence of annual therophytes, while the composition of functional groups was not significantly affected.

Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η μελέτη της δυναμικής εξέλιξης της βλάστησης σε αγρούς με διάφορες ηλικίες εγκατάλειψης. Για την εκπλήρωση του σκοπού της έρευνας, στην ευρύτερη περιοχή του Ταξιάρχη, επιλέχτηκαν επτά αγροί, που αντικατόπτριζαν διαφορετική χρονική περίοδο εγκατάλειψης της γεωργικής παραγωγής και ακολουθούσαν μια χρονοσειρά ανά δέκα περίπου χρόνια (ηλικία εγκατάλειψης 1, 10, 20, 30, 40, 50 και 60 ετών περίπου ο καθένας). Η μοναδική χρήση όλων των αγρών μετά την εγκατάλειψή τους ήταν η βόσκηση από αγροτικά ζώα. Προκειμένου, όμως, να εκτιμηθεί η επίδραση της βόσκησης στη εξέλιξη της βλάστησης επιλέχθηκε και ένας αβόσκητος (περιφραγμένος) αγρός ηλικίας 20 ετών για να συγκριθεί με τον αντίστοιχο της ίδιας ηλικίας που ήταν γειτονικός και βοσκούνταν ελεύθερα. Σε κάθε πειραματική επιφάνεια των επτά αγρών πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες εδάφους (μηχανική σύσταση, pH, οργανικός C, το N, λόγος C:N, εκχυλισιμός Ρ και εναλλακτικά κατιόντα Ca, Mg, K) και βλάστησης (κάλυψη και σύνθεση της βλάστησης, φυτοποικιλότητα, βιομάζα και χλωρίδα). Τα φυτικά είδη μετά τον προσδιορισμό τους κατατάχτηκαν σε λειτουργικές ομάδες με βάση τη μορφολογία των φυτών και τις βοτανικές οικογένειες στις οποίες ανήκαν. Επίσης, προσδιορίστηκαν λειτουργικές ομάδες με βάση το κύκλο ζωής, τη βιοτική μορφή και το κύκλο φωτοσύνθεσης. Επιπλέον, προσδιορίστηκαν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των κυρίαρχων φυτικών ειδών και συγκεκριμένα η ειδική φυλλική επιφάνεια, η περιεχόμενη ξηρή ουσία φύλλου, η συγκέντρωση φωσφόρου στο φύλλο, η συγκέντρωση αζώτου στο φύλλο, η οργανική ουσία και η συγκέντρωση άνθρακα στο φύλλο. Τα εδαφολογικά χαρακτηριστικά παρουσίασαν διακυμάνσεις μεταξύ των αγρών. Τα θρεπτικά στοιχεία από το ανώτερο στρώμα του εδάφους (βάθος 0-5 cm) προς το κατώτερο (βάθος 5-20 cm) μειώθηκαν. Η κάλυψη των ποωδών ειδών ήταν υψηλή στις αρχικές ηλικίες εγκατάλειψης και μειώθηκε σημαντικά στις μεταγενέστερες ηλικίες. Η συνολική κάλυψη και αυτή των ξυλωδών αυξήθηκαν στις προχωρημένες ηλικίες εγκατάλειψης. Στις αρχικές ηλικίες κυριαρχούσαν τα ετήσια, θερόφυτα είδη, που εμφανίζουν μεγάλη ειδική φυλλική επιφάνεια, υψηλή συγκέντρωση φωσφόρου και χαμηλή περιεχόμενη ξηρή ουσία στο φύλλο. Στις μεταγενέστερες ηλικίες κυριαρχούσαν τα πολυετή, ημικρυπτόφυτα με χαμηλή ειδική φυλλική επιφάνεια, υψηλή περιεχόμενη ξηρή ουσία και υψηλή συγκέντρωση άνθρακα στα φύλλα. Τα στάδια διαδοχής ήταν: ετήσιων ποωδών (θερόφυτων), ετήσιων και πολυετών ποωδών (θερόφυτων και ημικρυπτόφυτων), πολυετών ποωδών (ημικρυπτόφυτων και γεώφυτων) και πολυετών ποωδών και θαμνωδών ειδών (ημικρυπτόφυτων, χαμαίφυτων και φανερόφυτων). Η φυτοπoικιλότητα παρουσίασε τις μέγιστες τιμές στις μεσαίες ηλικίες εγκατάλειψης και μειώθηκε στις μεταγενέστερες. Η παραγωγή (ετήσια, παλιά και συνολική) αυξήθηκε με την ηλικία εγκατάλειψης. Η κάλυψη της βλάστησης επηρεάστηκε περισσότερο από το χρόνο εγκατάλειψης σε σχέση με τη βιομάζα. Καθοριστική επίδραση άσκησε ο χρόνος εγκατάλειψης και στη φυτοποικιλότητα, καθώς και στις διάφορες λειτουργικές ομάδες των φυτών, πλην της ομάδας των πολυετών πλατύφυλλων ποών. Μεταξύ των άλλων παραγόντων (πλην του χρόνου εγκατάλειψης) που επηρεάζουν τη διαδοχή της λιβαδικής βλάστησης στους εγκαταλειμμένους αγρούς, ο σπουδαιότερος φαίνεται να ήταν η ένταση βόσκησης από αγροτικά ζώα. Η μέτρια βόσκηση προκάλεσε μείωση της κάλυψης και της βιομάζας, αύξησε την ποικιλότητα, την ειδική φυλλική επιφάνεια και διευκόλυνε την εμφάνιση των ετήσιων θερόφυτων, ενώ η σύνθεση των λειτουργικών ομάδων δεν επηρεάστηκε σημαντικά.