Plant community assembly during succession from arable fields to semi-natural grassland
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Vi vill bevara naturbetesmarker och deras skönhet, vilken bland annat utgörs av de olika växtarter som förekommer där. Men idag finns det tyvärr inte många betesmarker kvar. Naturbetesmarkerna har under de senaste två sekelerna försvunnit på grund av ökad eller minskad markanvändning, där betesmarker blivit omvandlade till antingen åkermark eller skog. Bristen på betesmarker hotar mångfalden och överlevnaden av typiska betesmarksväxter. För att på lång sikt skydda dessa betesmarksväxter, skapar man idag betesmarker på mark som tidigare varit åkermark. Dessutom prövar man att sammankoppla olika betesmarker till varandra för att förbättra växternas spridningsmöjligheter.
Vi undersökte hur ett växtsamhälle, det vill säga hur en karakteristisk grupp av olika växtarter, utvecklades på betesmark som tidigare har varit åker. Växtsamhällens utveckling över tid kallas successionen. Vår studie visade att successionen från ett växtsamhälle på åkermark till ett typiskt växtsamhälle i betesmark är en långsam process som kan ta mer än hundra år. För att kunna studera en så lång succession, använder man olika gamla betesmarker i ett landskap. Först undersöker vi förekommande växtarter och markegenskaper som till exempel växtnäringsämnen i jorden. Sedan ordnades de olika betesmarkerna efter deras ålder, vilket kallas ”chronosequence”, som representerade utvecklingen av en åkermark till en betesmark över tid. Metoden kallas ”space-for-time approach” (”rum-för-tid metodiken”).
För att bilda ett växtsamhälle på tidigare åkermark måste växtarterna invandra, etablera sig och stanna kvar i betesmarken under successionens förlopp. Vi undersökte vilka processer som bidrog till att ett typiskt betesmarks-växtsamhälle utvecklades. Dessutom studerade vi vilka processer som hade störst påverkan på successionen. Ekologiska teorier föreslår tre till fyra huvudprocesser på landskapsnivå som driver utvecklingen av ett växtsamhälle: störnings-processer, utbrednings-processer, miljöpåverkan (abiotiska processer) och inflytandet av andra växter eller djur (biotiska processer). Betning av tamboskap visade sig att vara ”huvudaktören” i utvecklingen av växtsamhället i betesmarker. Betningen kan man betrakta som en störnings-process, där betesdjur kontinuerligt skadar växterna, eller man kan se det som ett samspel mellan växt och betesdjur, alltså en biotisk process. Vi drog slutsatsen att betningen hade en direkt påverkan på växterna. Huvudsakligen etablerades växter som hade en viss anpassning emot bladförlust. Betesdjur är inte enbart skadliga för betesmarksväxter, de kan även förbättra växternas utbredning genom att sprida fröer. Dessutom påverkade betningen på långt sikt växtnäringsämnena i jorden. Över lång tid kan det ske en minskning av näringsämnen i betesmarken om betesdjur transporterar näringen till andra platser i landskapet, så som, till stallen, där betesdjur övernattar, eller andra platser som de har tillgång till. Näringen kan även omvandlas till kött- och mjölk-produkter och på så vis försvinna från betesmarkerna. Vår studie visade att det tar lång tid, mer än två hundra år, för jorden att bli magrare och innan typiska växtsamhällen för naturbetesmarker utvecklas.
Vi var också intresserade av hur man kan uppskatta hur många växtarter som sprids från gamla till unga betesmarker. På så vis kan man bättre förstå hur snabbt successionen är. För att uppskatta växternas spridning använde vi en modell som tar hänsyn till de gamla betesmarkernas areal, avståndet mellan unga och gamla betesmarker och det genomsnittliga spridningsavstånd av växtarterna. Klassiska modeller och det flesta betesmarksstudier uppskattar arealen av gammal betesmark i abstrakta cirklar. I vår studie testade vi en mer realistisk metod genom att ersätta de abstrakta cirklarna med arealen som betesdjuren var inhägnade i. Detta gav sedan en bättre uppskattning. Vidare var det en utmaning att kunna uppskatta det genomsnittliga spridningsavståndet för flera olika växtarter. Vi löste detta genom att bedöma det maximala avståndet som tamboskapen kunde förflytta sig inom sitt inhägnade område.
Till sist ville vi även ta reda på när under successionen det specialiserade växterna på betesmarkerna hade sin största frekvens. Successions-teorier och andra ekologiska teorier antar att karakteristiska växter för betesmarker, som gynnas av betning, etablerar sig sent och därför har högst frekvens i de äldsta betesmarkerna. Men är det verkligen så? Vår undersökning visade att några växtarter istället hade sin högsta frekvens i övergångsfasen mellan unga och gamla betesmarker, det vill säga efter cirka 50 år. Därefter gick deras frekvens tillbaka. Detta betyder att det är viktigt att inte bara bevara gamla betesmarker utan även andra betesmarker med yngre ålder för att gynna samtliga växtarter.
Vi vill bevara naturbetesmarker och deras skönhet, vilken bland annat utgörs av de olika växtarter som förekommer där. Men idag finns det tyvärr inte många betesmarker kvar. Naturbetesmarkerna har under de senaste två sekelerna försvunnit på grund av ökad eller minskad markanvändning, där betesmarker blivit omvandlade till antingen åkermark eller skog. Bristen på betesmarker hotar mångfalden och överlevnaden av typiska betesmarksväxter. För att på lång sikt skydda dessa betesmarksväxter, skapar man idag betesmarker på mark som tidigare varit åkermark. Dessutom prövar man att sammankoppla olika betesmarker till varandra för att förbättra växternas spridningsmöjligheter.
Vi undersökte hur ett växtsamhälle, det vill säga hur en karakteristisk grupp av olika växtarter, utvecklades på betesmark som tidigare har varit åker. Växtsamhällens utveckling över tid kallas successionen. Vår studie visade att successionen från ett växtsamhälle på åkermark till ett typiskt växtsamhälle i betesmark är en långsam process som kan ta mer än hundra år. För att kunna studera en så lång succession, använder man olika gamla betesmarker i ett landskap. Först undersöker vi förekommande växtarter och markegenskaper som till exempel växtnäringsämnen i jorden. Sedan ordnades de olika betesmarkerna efter deras ålder, vilket kallas ”chronosequence”, som representerade utvecklingen av en åkermark till en betesmark över tid. Metoden kallas ”space-for-time approach” (”rum-för-tid metodiken”).
För att bilda ett växtsamhälle på tidigare åkermark måste växtarterna invandra, etablera sig och stanna kvar i betesmarken under successionens förlopp. Vi undersökte vilka processer som bidrog till att ett typiskt betesmarks-växtsamhälle utvecklades. Dessutom studerade vi vilka processer som hade störst påverkan på successionen. Ekologiska teorier föreslår tre till fyra huvudprocesser på landskapsnivå som driver utvecklingen av ett växtsamhälle: störnings-processer, utbrednings-processer, miljöpåverkan (abiotiska processer) och inflytandet av andra växter eller djur (biotiska processer). Betning av tamboskap visade sig att vara ”huvudaktören” i utvecklingen av växtsamhället i betesmarker. Betningen kan man betrakta som en störnings-process, där betesdjur kontinuerligt skadar växterna, eller man kan se det som ett samspel mellan växt och betesdjur, alltså en biotisk process. Vi drog slutsatsen att betningen hade en direkt påverkan på växterna. Huvudsakligen etablerades växter som hade en viss anpassning emot bladförlust. Betesdjur är inte enbart skadliga för betesmarksväxter, de kan även förbättra växternas utbredning genom att sprida fröer. Dessutom påverkade betningen på långt sikt växtnäringsämnena i jorden. Över lång tid kan det ske en minskning av näringsämnen i betesmarken om betesdjur transporterar näringen till andra platser i landskapet, så som, till stallen, där betesdjur övernattar, eller andra platser som de har tillgång till. Näringen kan även omvandlas till kött- och mjölk-produkter och på så vis försvinna från betesmarkerna. Vår studie visade att det tar lång tid, mer än två hundra år, för jorden att bli magrare och innan typiska växtsamhällen för naturbetesmarker utvecklas.
Vi var också intresserade av hur man kan uppskatta hur många växtarter som sprids från gamla till unga betesmarker. På så vis kan man bättre förstå hur snabbt successionen är. För att uppskatta växternas spridning använde vi en modell som tar hänsyn till de gamla betesmarkernas areal, avståndet mellan unga och gamla betesmarker och det genomsnittliga spridningsavstånd av växtarterna. Klassiska modeller och det flesta betesmarksstudier uppskattar arealen av gammal betesmark i abstrakta cirklar. I vår studie testade vi en mer realistisk metod genom att ersätta de abstrakta cirklarna med arealen som betesdjuren var inhägnade i. Detta gav sedan en bättre uppskattning. Vidare var det en utmaning att kunna uppskatta det genomsnittliga spridningsavståndet för flera olika växtarter. Vi löste detta genom att bedöma det maximala avståndet som tamboskapen kunde förflytta sig inom sitt inhägnade område.
Till sist ville vi även ta reda på när under successionen det specialiserade växterna på betesmarkerna hade sin största frekvens. Successions-teorier och andra ekologiska teorier antar att karakteristiska växter för betesmarker, som gynnas av betning, etablerar sig sent och därför har högst frekvens i de äldsta betesmarkerna. Men är det verkligen så? Vår undersökning visade att några växtarter istället hade sin högsta frekvens i övergångsfasen mellan unga och gamla betesmarker, det vill säga efter cirka 50 år. Därefter gick deras frekvens tillbaka. Detta betyder att det är viktigt att inte bara bevara gamla betesmarker utan även andra betesmarker med yngre ålder för att gynna samtliga växtarter.
Publiceringsår
2016
Språk
Engelska
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Department of Biology, Lund University
Ämne
- Ecology
Nyckelord
- diversity
- arable-to-grassland succession
- space-for-time approach
- land-use history
- plant community assembly
- grazing management
- connectivity measures
- dispersal vector
- vascular plants
- grassland specialist conservation
Status
Published
Handledare
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISBN: 978-91-7623-609-3
- ISBN: 978-91-7623-608-6
Försvarsdatum
5 februari 2016
Försvarstid
09:30
Försvarsplats
Blå Hallen, Ekologihuset
Opponent
- Martin Zobel