Δυναμική ισορροπία των θρεπτικών στοιχείων και αποσύνθεση της οργανικής ουσίας σε λιβαδικά οικοσυστήματα

Abstract

In the present study we tested the hypothesis that human-induced changes in land cover/ use, and particularly land use extensification, can result in changes in nutrient dynamics of the plant-soil system, as well as in changes in the decomposition processes of herbaceous litter produced in subhumid rangelands of northern greece. This was done by using the chronosequence approach on four land use/ cover types (treatments), namely abandoned field, grassland, open shrubland and dense shrubland, which differed in the history of land use, vegetation structure and composition and shrub cover values (0%, 6,1%, 34,4% και 60,5%, respectively). Nutrient concentration (ν, p, k, ca and mg) was determined both for soil and for herbaceous biomass in undisturbed samples collected during may and november of the same year. Decomposition processes of herbaceous litter was also studied during an 18-month period experiment using the litterbag technique. Mass loss and nutrient release rates were determined both for native litter coming from the four treatments and for a standard litter with specific quality characteristics. Generally, nutrient concentration in the above ground live and dead biomass, as well as in the belowground biomass did not differ significantly between treatments. Early-successional stages had faster rates of litter decay during the first 6 months of the experiment, but these differences damped out with decomposition time. The decay rate of native litter did not differ significantly between treatments, contrary to that of standard litter. Mass loss and nutrient release rates from herbaceous litter (both native and standard) was influenced by the combination of environmental factors and litter quality characteristics.

Στην παρούσα έρευνα ελέγχθηκε η υπόθεση ότι οι αλλαγές στην κάλυψη/ χρήση γης, οι όποιες προκλήθηκαν από την εκτατικοποιηση της διαχείρισης της, μπορούν να επηρεάσουν την κατανομή των θρεπτικών στοιχείων στο σύστημα παρεδαφιαια βλάστηση - έδαφος και την αποσύνθεση των φυτικών υπολειμμάτων σε υφυγρα λιβαδικα οικοσυστήματα της β. Ελλάδας. Ο σχεδιασμός της έρευνας βασίστηκε στην προσέγγιση της χρονοακολουθιας και περιελάμβανε τέσσερις κατηγόριες κάλυψης/ χρήσης γης (χειρισμοί), ητοι: εγκαταλειμμενος αγρός, ποολιβαδο, αραιός και πυκνός θαμώνας, οι οποίοι διέφεραν ως προς το ιστορικό χρήσης, τη συνθεση και τη δομη της βλαστησης και το ποσοστό κάλυψης από ξυλωδη είδη (0%, 6,1%, 34,4% και 60,5%, αντίστοιχα). Αρχικά προσδιορίστηκε η κατανομή των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και στην ποωδη βλάστηση σε αδιαταρακτα δειγματα που ελήφθησαν σε δυο εποχες (μαιο και νοεμβριο). Επιπλεον, μελετηθηκε η αποσυνθεση των φυτικών υπολειμμάτων της ποώδους βλάστησης για χρονικό διάστημα 18 μηνών με τη μέθοδο των φακέλων αποσύνθεσης. Συγκεκριμένα προσδιορίστηκαν οι ρυθμοί απώλειας βάρους και απελευθέρωσης των θρεπτικών στοιχειων τοσο από το αυτοχθονο υλικο καθε χειρισμού, οσο και από ένα υλικό δείκτη με συγκεκριμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά. Οι συγκεντρώσεις όλων των θρεπτικών στοιχείων που προσδιορίστηκαν στην υπεργεια ζωντανή και νεκρή ύλη και στις ρίζες δε μεταβλήθηκαν γενικά με την εξέλιξη της διαδοχης, αντίθετα με τη συσσωρευση τους η οποία διέφερε μεταξύ των χειρισμών κυρίως λόγω των διαφορων στη βιομάζα αυτών των κατηγοριών. Η απώλεια βάρους και των δυο ειδων φυτικών υπολειμμάτων ήταν μεγαλύτερη στον πυκνό θαμνωνα μεχρι τους 6 μήνες. Ο ρυθμος απωλειας βαρους του αυτοχθονου υλικου δε διέφερε σημαντικά μεταξύ των χειρισμών σε αντίθεση με αυτον του υλικου δείκτη που ήταν σημαντικά μεγαλύτερος στον εγκαταλειμμενο αγρο. Οι παράγοντες του περιβαλλοντος και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των υπολειμμάτων φαίνεται ότι καθόρισαν από κοινού τους ρυθμούς αποσύνθεσης των φυτικών υπολειμμάτων που παράγονται από την ποωδη βλάστηση.