Kasviyhteisöjen sukkessio ja lajimäärä maanottoalueilla

Abstract

Aktiivisen käytön päätyttyä maanottoalueet, kuten hiekka- ja sorakuopat, vapautuvat laajamittaiselle kasvillisuuden kehitykselle. Oton seurauksena maaperän siemenpankki häviää, joten kasvillisuuden muodostuminen on täysin riippuvaista ympäröiviltä alueilta leviävistä siemenistä ja itiöistä. Kaikki kasvilajit eivät kuitenkaan selviä ottoalueiden vaativissa olosuhteissa ja selviytyjienkin kasvu on usein hidasta. Lisäksi alueet ovat alttiita sekä luonnollisille että ihmisten aiheuttamille häiriöille, jotka hidastavat kasvillisuuden kehitystä entisestään. Jälkihoitotoimenpiteinä maanottoalueilla tasataan reunaluiskia ja istutetaan mäntyä, joilla pyritään vähentämään eroosiota ja kiihdyttämään ottoalueen palautumista metsämaaksi. Jälkihoitotoimenpiteillä on myös kääntöpuolensa: avoimista ympäristöistä riippuvaiset lajit eivät selviydy kasvillisuuden sulkeutuessa. Lisäksi jälkihoito on kallista eikä merkittävästi kiihdytä puuston kehitystä, sillä paljaalla kivennäismaalla mänty kasvaa heikosti. Tämän Pro gradu¬¬¬–tutkielman tavoite oli selvittää männyn istutuksen, fasilitaation (lepän esiintyvyys) sekä kuopan sisäisten paikallisten muuttujien ja kuopan ulkopuolisten maisemamuuttujien vaikutusta eri aikoja käyttämättöminä olleiden hiekka- ja sorakuoppien kasviyhteisöjen lajimääriin ja -koostumuksiin. Havaintojeni perusteella kuoppien kasviyhteisöissä oli runsaasti vaihtelua. Nuorilla kuopilla esiintyi paahteisuudesta hyötyviä lajeja ja vanhoilla kuopilla tyypillisiä metsien lajeja. Luonnostaan uusiutuneilla kuopilla esiintyi enemmän paahdeympäristöistä riippuvaisia lajeja kuin istutetuilla kuopilla. Vanhoilla männylle istutetuilla kuopilla lajisto oli yksipuolisempaa kuin luonnostaan uusiutuneilla alueilla, mutta puuston tilavuuksien suhteen alueet eivät eronneet toisistaan. Kasviyhteisöt muuttuivat ja puuston tilavuus kasvoi kuopan iän eli maa-aineksen oton päättymisestä kuluneen ajan myötä. Iän ohella maaperän pH ja hienoaineksen määrä korreloivat voimakkaimmin yhteisön muutoksen suhteen. Maisemamuuttujien suhde kasviyhteisöjen koostumukseen oli paikallisia muuttujia heikompi. Vahvimmillaan maiseman vaikutus oli aivan kuoppien lähiympäristössä, mikä viittaa siihen, että valtaosa lajeista leviää lähialueilta. Sen sijaan kuoppien lajimäärä oli vahvemmin yhteydessä ympäröiviin alueisiin kuin paikallisiin muuttujiin. Maisemamuuttujista etenkin lähellä kuoppia sijaitsevilla pientaloalueilla oli positiivinen suhde lajimääriin, kun taas turvemaiden yhteys oli negatiivinen. Ympäröivien alueiden monipuolinen maankäyttö ja harmaalepän esiintyvyys kuopalla lisäsivät kuoppien lajimääriä. Sen sijaan männyn istutus laski kuoppien lajimääriä luontaisesti uusiutuneisiin alueisiin verrattuna. Tulokset tukevat aikaisempia maanottoalueiden luontaista sukkessiota puoltaneita tutkimuksia.

After active use gravel and sand pits are again available for vegetation development. The pits lack a seed bank and thereby depend completely on external seed and spore sources. Not all plant species survive in the harsh conditions of the pit and those that do often grow poorly. In addition, the areas are susceptible to various natural and anthropogenic disturbances that further hinder vegetation succession. In order to restore the vegetation and decrease erosion, the land owners plant Scots pine seedlings and even out the slopes of the pits. Unfortunately, the restoration procedures have their down-sides: the species that depend on open and dry habitats will not survive in a pine plantation and thus disappear faster than in naturally revegetated sites. Besides, the restoration is expensive and does not ensure larger volume of woody species due to a poor growth on a bare mineral soil. The aim of this study was to investigate the effect of pine planting, facilitation (presence of grey alder) and several local and landscape factors on the succession and plant species richness of gravel and sand pits in Central Finland. According to my findings, there was a lot of variation in the plant communities of the pits. Open and dry habitat specialist species were present especially in the younger pits whereas typical forest species favored the older pits. The specialists also inhabited naturally revegetated sites more frequently than restored pine plantations. Moreover, the old pits with planted trees were less variable in their species composition than naturally revegetated old pits, while there was no difference between the volumes of the growing stocks. The plant communities changed and woody species volume increased with age. In addition to age, soil pH and the amount of small soil particles also changed along with the communities. The relationships of landscape factors with community compositions within different distances from the pit were generally weaker than those of local factors, and the relationship seemed to be strongest in the vicinity of the pits, indicating their role as dispersal sources and pathways. Instead, the species richness of the pits was more strongly connected to their surroundings than to local site factors. Especially the amount of small house areas in the vicinity correlated positively with species richness, whereas woodlands on peat had a negative relationship with species richness. Landscape heterogeneity further increased the number of species in a pit. Species richness was also higher in areas that were naturally revegetated and in those that inhabited grey alder. The results support previous studies that recommend natural succession over technical reclamation.