"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9157
ETF9157 "Rohumaade taimekoosluste dünaamika muutuva maakasutuse tingimustes - seemnete ja sümbiontide levimispiirangute mõju (1.01.2012−31.12.2015)", Martin Zobel, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9157
Rohumaade taimekoosluste dünaamika muutuva maakasutuse tingimustes - seemnete ja sümbiontide levimispiirangute mõju
Dynamics of grassland communities under changing land use – the potential role of dispersal and symbiont limitation
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB270 Taimeökoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201217 400,00 EUR
01.01.2013−31.12.201317 400,00 EUR
01.01.2014−31.12.201417 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201517 400,00 EUR
69 600,00 EUR

Liigiliselt mitmekesised poollooduslike rohumaade taimekooslused on tänu muutuvale maakasutusele kadumas tervest Euroopast. Samas on kõikjal kasvanud huvi nende liigirikaste taimekoosluste taastamise ja hooldamise vastu ning ka Eesti Keskkonnaministeerium planeerib mitmeid tegevusi, mis puudutavad just lubjarikkaid rohumaid. Käesoleva projekti eesmärgiks on uurida kuivade õhukesemullaliste lubjarikaste rohumaade (loopealsete) taimekooslusi muutuva maakasutuse tingimustes ning selgitada eelkõige taimede seemnete levimispiirangute, aga samuti sümbiontide (AM - arbuskulaar mükoriissed seened) levimispiirangute olulisust taimekoosluste dünaamika kontekstis. Projekti käigus kavatsetakse võrdlevalt uurida traditsiooniliselt majandatavate, intensiivselt kasutatavate (kultuurrohumaad, osaliselt põllustatud alad), ekstensiivselt kasutatavate (mahajäetud rohumaad) ning häiritud alade (karjäärid, muul viisil hävitatud taimkattega alad), samuti aga restaureeritavate taimekoosluste koosseisu, seemnepanka ja sümbiontsete AM seenekoosluste koosseisu. Uurimuste põhirõhk on esiteks seemnepangal kui koosluste ‚restauratsioonipotentsiaali’ ühel olulisel määrajal. Samuti pöörame suurt tähelepanu AM seente olemasolule nii taimejuurtes kui mullas, sest ka nende organismide olemasolu või puudumine võib olla taimekoosluse dünaamika üheks oluliseks mõjutajaks. Mitmesugused häirimised ning intensiivne maakasutus vähendavad AM seente hulka ja mitmekesisust. Valdavalt AM-mükoriissete rohumaade kinnikasvamine männiga võib nihutada sümbiontse seenekoosluse koosseisu ektomükoriissete seente suunas ning seeläbi samuti vaesustada AM seenekooslusi, ehkki selle kohta teaduslik informatsioon seni puudub. Maakasutuse intensiivsuse muutmise tingimustes ei pruugi taimekoosluste muutuste taga olla mitte üksnes sobilike keskkonnatingimuste olemasolu ning seemnete olemasolu (kas seemnepangas või lokaalses seemnevihmas), vaid takistuseks rohumaa taimeliikide idanemisele ja kasvule võib saada ka sobiva seensümbiondi puudumine. Käesoleva projekti eesmärgiks on läheneda nendele küsimustele kompleksselt ning kujundada terviklik pilt maakasutuse mõjust poolloodusliku taimekoosluse dünaamikale.
Biodiverse seminatural grasslands have practically disappeared from Europe due to changing land use. At the same time, there is increasing interest to restore those grassland communities and landscapes and in Estonia the Ministry of Environment plans several activities to facilitate restoration management in dry calcareous grasslands. We aim to study calcareous grassland vegetation dynamics under changing land use, and address the effect of diaspore and symbiont limitation on community change. We shall study plant community composition, seed bank and arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) communities in extensively used, intensively used, and disturbed grasslands, and evaluate their ‘restoration potential’ by surveying the diaspore pools of plants and AM fungi. Traditionally managed species-rich calcareous grasslands will serve as references. We shall also address community dynamics under restoration management. In particular, we shall focus on the role of the soil seed bank as a potential source of plant diaspores, and on the presence of symbiotic AMF, which play an important role in the establishment and performance of grassland plant species. Because land use intensification reduce the number and diversity of AM fungi in ecosystems, and overgrowth of grasslands by Scotch pine may change the dominating symbiotic fungal community from AM to ectomycorrhizal, the lack of propagules of appropriate AM fungal taxa may inhibit the establishment of grassland plant species even if diaspores are present. What are the changes in traditionally managed semi-natural grassland plant community composition and diversity under intensifying and extensifying land use? We hypothesize that both changes will lead to a decrease in alpha diversity, but in the case of extensification, gamma diversity remains high for decades. We aim to address the questions: What are the changes in traditionally managed semi-natural grassland plant community composition and diversity under intensifying and extensifying land use? What are the effects of changing land use on the viable soil seed bank? What are the effects of changing land use on symbiotic AM fungi, present both as viable spores in the soil and functioning hyphae in plant roots? Is the establishment of grassland plant species limited by the lack of appropriate AM fungal partners? We expect that the results will shed light on processes behind vegetation changes, as well as advice managers of grasslands.
Käesoleva projekti toel avaldati kokku 13 artiklit eelretsenseeritavates rahvusvahelistes väljaannetes - kõikide pdf failid on lisatud. Põhifookuses oli taimekoosluste ja arbuskulaarmükoriissete (AM) seenekoosluste dünaamika muutuva maakasutuse tingimustes, mis Eesti kontekstis tähendab pool-looduslike rohumaade puhul ekstensiivse kasutusrezhiimi kadumist, agroökosüsteemide ja metsaökosüsteemide puhul aga valdavalt kasutusrezhiimi intensiivistumist. Muutuva maakasutuse mõju sõltub paljuski ka taimede ja seente leviste 'kättesaadavusest'. Antud temaatika on küllaltki lai, mistõttu tuli lahendada mitmeid teoreetilisi probleeme, kus pakuti ka välja teoreetilised kontseptsioonid - ökosüsteemide stabiilsus, taime- ja AM seenekoosluste vastasmõju tüübid, taimekoosluste mükoriissuse hindamise meetodid. Ka empiirilised uuringud keskendusid kolmele põhitemaatikale: metsa- ja rohumaade taimekoosluste koosseisu ja mitmekesisuse muutumine muutuva maakasutuse tingimustes, taimekoosluste mükoriissus ja maakasutuse mõju sellele, AM seenekoosluste struktuur ja mitmekesisus muutuva maakasutuse tingimustes. Oluliseks sammuks AM seenekoosluste dünaamika mõistmisel oli globaalne uuring Davison et al. 2015 ajakirjas Science, millele andis oma panuse ka käesolev grandiprojekt. Kui üldistatult kirjeldada taime ja AM seenekoosluste dünaamikat muutuva maakasutuse tingimustes, võiks öelda nii: lokaalses skaalas on inimmõju mõlemale suur, kuid AM seened on suhteliselt efektiivsemad levijad kui taimed. Hoolimata AM seente suhteliselt heast levimisvõimest on aga inimtegevuse mastaabid sellised, et ka nende seente puhul saame me rääkida levimispiirangutest. Seega maakasutuse edasisel intensiivistumisel võivad olla olulised tagajärjed ning teoreetiliselt on võimalik olukord, kus taim enam ei kohtu oma sobivaimate seenpartneritega.