Has the vegetation and severity of invasion changed in sandy grasslands and old-fields of the Kiskunság in the last decade? – Results of a repeated survey
Abstract
In order to track the dispersal of native and alien species, long-term monitoring is necessary, as this method is best suitable to reveal changes. In this study, conducted between 2019 and 2021, we repeated a vegetation survey first conducted in primary grasslands and old-fields in the Kiskunság between 2007 and 2009. Our aim was to monitor changes of land use, successional stages, and the level of invasion. Regarding land use, we only found changes in the case of old-fields; some of them are used as arable lands again. We detected some successional changes, the cover of annual plants in recently abandoned old-fields decreased, and the cover of woody species increased in closed primary grasslands. The level of invasion did not change, either in primary or in secondary grasslands, which indicates that alien species form a stable part of the vegetation of the Kiskunság, with a larger abundance in old-fields than in primary grasslands.
References
Balogh, L., Dancza, I., Király, G. (2004): A magyarországi neofitonok időszerű jegyzéke, és besorolásuk inváziós szempontból. In: Mihály B., Botta-Dukát Z. (szerk.): Biológiai inváziók Magyarországon. Özönnövények. A KvVM Természetvédelmi Hivatalának Tanulmánykötetei 9., TermészetBÚVÁR Alapítvány Kiadó, Budapest, pp. 61–92.
Biró, M., Szitár, K., Horváth, F., Bagi, I., Molnár, Zs. (2013): Detection of long-term landscape changes and trajectories in a Pannonian sand region: comparing land-cover and habitat-based approaches at two spatial scales. Community Ecology 14(2): 219–230. https://doi.org/10.1556/ComEc.14.2013.2.12
Brooks, M. E., Kristensen, K., van Benthem K. J., Magnusson A., Berg C. W., Nielsen A., Skaug, H. J., Maechler, M., Bolker, B. M. (2017): glmmTMB balances speed and flexibility among packages for zero-inflated generalized linear mixed modeling. The R Journal 9(2): 378–400. https://doi.org/10.3929/ethz-b-000240890
Chytrý, M., Jarošík, V., Pyšek, P., Hájek, O., Knollová, I., Tichý, L., Danihelka, J. (2008): Separating habitat invasibility by alien plants from the actual level of invasion. Ecology 89(6): 1541–1553. https://doi.org/10.1890/07-0682.1
Chytrý, M., Maskell, L. C., Pino, J., Pyšek, P., Vilà, M., Font, X., Smart, S. M. (2008): Habitat invasions by alien plants: a quantitative comparison among Mediterranean, subcontinental and oceanic regions of Europe. Journal of Applied Ecology 45(2): 448–458. https://doi.org/10.1111/j.1365-2664.2007.01398.x
Coradini, K., Krejčová, J., Frouz, J. (2022): Potential of vegetation and woodland cover recovery during primary and secondary succession, a global quantitative review. Land Degradation and Development 33(3): 512–526. https://doi.org/10.1002/ldr.4166
Csecserits, A., Botta-Dukát, Z., Kröel-Dulay, Gy., Lhotsky, B., Ónodi, G., Rédei, T., Szitár, K.,. Halassy, M. (2016): Tree plantations are hot-spots of plant invasion in a landscape with heterogeneous land-use. Agriculture. Ecosystems and Enironment 226: 88–98. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.03.024
Csecserits, A., Czúcz, B., Halassy, M., Kröel-Dulay, Gy., Rédei, T., Szabó, R., Szitár, K., Török, K. (2011): Regeneration of sandy old-fields in the forest steppe region of Hungary. Plant Biosystems – An International Journal Dealing with all Aspects of Plant Biology 145(3): 715–729. https://doi.org/10.1080/11263504.2011.601340
Daru, B. H., Davies, T. J., Willis, C. G., Meineke, E. K., Ronk, A., Zobel, M., Pärtel, M., Antonelli, A., Davis, C. C. (2021): Widespread homogenization of plant communities in the Anthropocene. Nature Communications 12(1): 1–10. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27186-8
Davis, M. A., Grime, J. P., Thompson, K. (2000): Fluctuating resources in plant communities: a general theory of invasibility. Journal of Ecology 88(3): 528–534. https://doi.org/10.1046/j.1365-2745.2000.00473.x
Dóka, R., Kiss, M., Bárány-Kevei, I. (2019): Land use anomalies on wetlands in different time horizons – a case study from Hungary. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences 14(2): 287–300. https://doi.org/10.26471/cjees/2019/014/080
Erdős, L., Kröel-Dulay, Gy., Bátori, Z., Kovács, B., Németh, Cs., Kiss, P. J., Tölgyesi, Cs. (2018): Habitat heterogeneity as a key to high conservation value in forest-grassland mosaics. Biological Conservation 226: 72–80. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2018.07.029
Erdős, L., Tölgyesi, Cs., Cseh, V., Tolnay, D., Cserhalmi, D., Körmöczi, L., Gellény, K., Bátori, Z. (2015): Vegetation history, recent dynamics and future prospects of a Hungarian sandy forest-steppe reserve: forest-grassland relations, tree species composition and size-class distribution. Community Ecology 16(1): 95–105. https://doi.org/10.1556/168.2015.16.1.11
Holle, B. V., Simberloff, D. (2005): Ecological resistance to biological invasion overwhelmed by propagule pressure. Ecology 86(12): 3212–3218. https://doi.org/10.1890/05-0427
Hothorn, T., Bretz, F., Westfall, P. (2008): Simultaneous inference in general parametric models. Biometrical Journal 50(3): 346–363. https://doi.org/10.1002/bimj.200810425
Jauni, M., Hyvönen, T. (2010): Invasion level of alien plants in semi-natural agricultural habitats in boreal region. Agriculture, Ecosystems and Environment 138(1–2): 109–115. https://doi.org/10.1016/j.agee.2010.04.007
Király, G., Virók, V., Szmorad, F., Molnár, V. A. (2009): Új magyar füvészkönyv: Magyarország hajtásos növényei: határozókulcsok. Aggteleki Nemzeti Park Igazgatóság, Jósvafő, 616 p.
Kovács-Láng, E., Molnár, E., Kröel-Dulay, Gy., Barabás, S. (eds.) (2008): The Kiskun LTER: Long-term ecological research in the Kiskunság, Hungary. Institute of Ecology and Botany, HAS, Vácrátót, 82 p.
Kröel-Dulay, Gy., Csecserits, A., Szitár, K., Molnár, E., Szabó, R., Ónodi, G., Botta-Dukát, Z. (2019): The potential of common ragweed for further spread: invasibility of different habitats and the role of disturbances and propagule pressure. Biological Invasions 21(1): 137–149. https://doi.org/10.1007/s10530-018-1811-3
Langhans, T. M., Storm, C. Schwabe, A. (2009): Biological soil crusts and their microenvironment: impact on emergence, survival and establishment of seedlings. Flora 204: 157–168. https://doi.org/10.1016/j.flora.2008.01.001
Lenth, R. (2020): emmeans: Estimated Marginal Means, aka Least-Squares Means. R package version 1.4.4. https://CRAN.R-project.org/package=emmeans
Magyari, E. K., Chapman, J. C., Passmore, D. G., Allen, J. R., Huntley, J. P., Huntley, B. (2010): Holocene persistence of wooded steppe in the Great Hungarian Plain. Journal of Biogeography 37(5): 915–935. https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2009.02261.x
Mazerolle, M., J. (2016): AICcmodavg: Model selection and multimodel inference based on (Q)AIC(c). R package version 2.2-2. https://cran.r-project.org/package=AICcmodavg
McKinney, L. M., Lockwood, J. L. (1999): Biotic homogenization: a few winners replacing many losers in the next mass extinction. Trends in Ecology and Evolution 14: 450–453. https://doi.org/10.1016/S0169-5347(99)01679-1
Mihály B., Botta-Dukát Z. (szerk.): Biológiai inváziók Magyarországon. Özönnövények. A KvVM Természetvédelmi Hivatalának Tanulmánykötetei 9. TermészetBÚVÁR Alapítvány Kiadó, Budapest, 408 p.
Nagy, D. U., Rauschert, E. S., Henn, T., Cianfaglione, K., Stranczinger, Sz., Pal, R. W. (2020): The more we do, the less we gain? Balancing effort and efficacy in managing the Solidago gigantea invasion. Weed Research 60(3): 232–240. https://doi.org/10.1111/wre.12417
Pálfai I. (1994): Összefoglaló tanulmány a Duna–Tisza közi talajvízszint-süllyedés okairól és a vízhiányos helyzet javításának lehetőségeiről. In: Pálfai I. (szerk.): A Duna-Tisza közi hátság vízgazdálkodási problémái. A Nagyalföld Alapítvány kötetei 3., Békéscsaba, pp. 111–126.
Pinheiro J., Bates D., DebRoy S., Sarkar, D., R Core Team (2021): nlme: Linear and Nonlinear Mixed Effects Models. R package version 3.1–153, https://CRAN.R-project.org/package=nlme
Prach, K., Lepš, J., Rejmánek, M. (2007): Old field succession in central Europe: local and regional patterns. In: Hobbs, R. J., Cramer. V. A. (eds.): Old fields: dynamics and restoration of abandoned farmland. Island Press, pp. 180–201.
Prach, K., Pyšek, P. (2001): Using spontaneous succession for restoration of human-disturbed habitats: experience from Central Europe. Ecological Engineering 17(1): 55–62. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(00)00132-4
Pyšek, P., Chytrý, M. (2014): Habitat invasion research: where vegetation science and invasion ecology meet. Journal of Vegetation Science 25(5): 1181–1187. https://doi.org/10.1111/jvs.12146
Pyšek, P., Richardson, D. M., Rejmánek, M., Webster, G. L., Williamson, M. Kirschner, J. (2004): Alien plants in checklists and floras: towards better communication between taxonomists and ecologists. Taxon 53(1): 131–143. https://doi.org/10.2307/4135498
R Core Team (2021): R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna. https://www.R-project.org/
Rédei, T., Csecserits, A., Barabás, S., Halassy, M., Kröel-Dulay, Gy., Lelleiné Kovács, E., Ónodi, G., Pándi, I., Somay L., Szabó, R., Szitár, K., Török, K. (2011): Tájhasználat és biodiverzitás kapcsolatának regionális léptékű vizsgálata a Kiskunságban: A Kiskun LTER mintaterület-hálózat bemutatása. In: Verő, Gy. (szerk.): Természetvédelem és kutatás a Duna-Tisza közi homokhátságon. Rosalia 6. Duna Ipoly Nemzeti Park Igazgatóság, Budapest, pp. 423–446.
Richardson, D. M., Pyšek, P. (2006): Plant invasions: merging the concepts of species invasiveness and community invasibility. Progress in Physical Geography, 30(3): 409–431. https://doi.org/10.1191/0309133306pp490pr
Rouget, M., Robertson, M. P., Wilson, J. R., Hui, C., Essl, F., Renteria, J. L., Richardson, D. M. (2016): Invasion debt – quantifying future biological invasions. Diversity and Distributions 22(4): 445–456. https://doi.org/10.1111/ddi.12408
Sandel, B., Corbin, J. D. (2010): Scale, disturbance and productivity control the native-exotic richness relationship. Oikos 119: 1281–1290. https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2010.18230.x
Szépligeti, M., Kun, R., Bartha, S., Bodonczi, L. Szentirmai, I. (2015): A magas aranyvessző (Solidago gigantea) természetvédelmi célú kezelésének tapasztalatai az Őrségi Nemzeti Park területén. In: Csiszár, Á., Korda, M.(szerk.): Özönnövények visszaszorításának gyakorlati tapasztalatai. Rosalia kézikönyvek 3. Duna-Ipoly Nemzeti Park Igazgatóság, Budapest, pp. 131–135.
Szilassi, P., Szatmári, G., Pásztor, L., Árvai, M., Szatmári, J., Szitár, K., Papp, L. (2020): Egy özönnövény az alföldi tájban: a selyemkóró (Asclepias syriaca) terjedését befolyásoló földrajzi tényezők vizsgálata. In: Farsang, A., Ladányi, Zs., Mucsi, L. (szerk.): Klímaváltozás okozta kihívások: Globálistól lokálisig. SZTE TTIK, Földrajzi és Földtudományi Intézet, Szeged, pp. 99–107.
Török K., Csőszi M., Vaszócsik V., Schneller K., Teleki M., Kollányi L., Keszthelyi Á., Máté K., Csecserits A., Halassy M., Kertész M., Szitár K. (2021): A zöldinfrastruktúra-fejlesztés célterületei Magyarországon. Természetvédelmi Közlemények 27: 158–172. https://doi.org/10.20332/tvk-jnatconserv.2021.27.158
Török, K., Horváth, F., Kövendi-Jakó, A., Halassy, M., Bölöni, J., Szitár, K. (2019): Meeting Aichi Target 15: Efforts and further needs of ecological restoration in Hungary. Biological Conservation 235: 128–135. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2019.04.020
Vilà, M., Ibáñez, I. (2011): Plant invasions in the landscape. Landscape Ecology 26(4): 461–472. https://doi.org/10.1007/s10980-011-9585-3
Vilà, M., Pino, J., Font, X. (2007): Regional assessment of plant invasions across different habitat types. Journal of Vegetation Science 18(1): 35–42. https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2007.tb02513.x
