Geografijos metraštis, Nr. 57-58, 2024-2025 | DOI: https://dx.doi.org/10.5200/GM.2025.6
Rūta Česnulevičiūtė, Rasa Šimanauskienė
Vilniaus universitetas, Chemijos ir geomokslų fakultetas, Geomokslų institutas, Geografijos ir kraštotvarkos katedra
Įvadas
Daugiametė bendrijų kaita, dar vadinama ekologine sukcesija, apibūdina nuoseklų biotopų bendrijų kitimą erdvėlaikyje, reaguojant į besikeičiančias aplinkos sąlygas (Poorter ir kt., 2024). Minėtina, jog Lietuvos sąlygomis ekologinės bendrijos patiria nuolatinius trikdžius, sąlygotus gamtinių ar žmogaus veiklos sukeltų pažeidimų (Ulevičius ir kt., 2013). To pasekmė – antrinės sukcesijos įsigalėjimas, vedantis į savaiminį bendrijų atsikūrimą.
Vienas ryškiausių šią ekologinę kaitą iliustruojančių pavyzdžių – apleistų žemės ūkio naudmenų teritorijos. Remiantis Lietuvos Respublikos žemės mokesčio įstatymu, apleistomis žemės ūkio naudmenomis laikomi „sumedėjusiais augalais (išskyrus želdinius) apaugę žemės sklype ar jo dalyje esančių žemės ūkio naudmenų plotai, nustatyti nuotoliniais kartografavimo metodais Lietuvos Respublikos Vyriausybės ar jos įgaliotos institucijos nustatyta tvarka.“ (2 str.| Lietuvos Respublikos žemės mokesčio įstatymas). Lietuvoje, esminiai žemės naudojimo pokyčiai prasidėjo atkūrus nepriklausomybę 1990-aisiais (Ribokas ir kt., 2008). Remiantis Giedrės Genienės baigiamuoju magistro darbu, iki 1990 m. didžiąją dalį dirbamosios žemės valdžius kolektyviniams ūkiams, po nepriklausomybės atkūrimo sekė žemių grąžinimas teisėtiems savininkams, kas reikšmingai pakeitė žemės naudojimo pobūdį (Genienė, 2009). Atsižvelgiant į tai, jog Lietuvos kraštovaizdžio horizontalioji struktūra yra smarkiai heterogeniška, ekonominėmis priežastimis grįstos žemėnaudos formavime tam tikruose Lietuvos regionuose žemės ūkio veikla pasidarė nuostolinga, visų pirma, dėl gamtinių ypatumų. Preliminariais duomenimis, žemės ūkio naudmenos tapo apleistos, o jų vietoje prasidėjo spartūs bei nevaldomi renatūralizacijos procesai (Kerulytė, 2011; Urbonaitė, 2013; Balevičiūtė, 2012).
Bendrijų sukcesija vienijančia samprata ekologijoje tapo dar praėjusio šimtmečio pradžioje – ankstyvajame ekologijos disciplinos vystymosi etape (Poorter ir kt., 2023; McIntosh, 1986; Prach ir kt., 2011). Ilgainiui mokslinėje literatūroje sukcesiją imta skirstyti į dvi pagrindines rūšis: pirminę ir antrinę sukcesijas (Prach ir kt., 2018). Pastaroji siejama su nuosekliais bendrijos pokyčiais, atsirandančiais po sutrikdymo, dažniausiai sąlygoto antropogeninės veiklos rezultatų (Shugart, 2012). Kitaip tariant, antrinės sukcesijos metu bendrijų raidos ciklas atsinaujina, tačiau procesai negrįžta į pradinę padėtį, nes dirva ir gyvybė joje lieka nepakitusi – nukenčia tik biocenozės komponentai (Connel ir kt., 1977).
Remiantis sukcesijos tyrimų chronologija užsienio autorių darbuose ir to meto vyraujančiu požiūriu į ekologinę sukcesiją, būtų galima išskirti keturis pagrindinius istorinius laikotarpius (Poorter ir kt., 2023): nuo 1910-ųjų – augalijos sukcesija; nuo 1965-ųjų – bendrijų ir ekosistemų sukcesija; nuo 2000-ųjų – kraštovaizdžio sukcesija; nuo 2015-ųjų –žmogaus veiklos sąlygota sukcesija. Taigi tik antropoceno epochos pradžioje, kai žmogaus veikla pradėjo daryti akivaizdžią įtaką geologiniams ir ekosisteminiams pokyčiams Žemės planetoje (Survilė, 2024), didesnis dėmesys atkreiptas ir į antropogeninės veiklos keliamus trikdžius sukcesijos procesams.
Apleistos žemės – dar viena žmogaus santykio su ekosistemomis pasekmė, pastaraisiais dešimtmečiais tapusi ryškiu daugelio Europos kaimiškųjų vietovių kraštovaizdžio bruožu (Fayet ir kt., 2022). Kartu apleistos žemės yra tapusios nevaldomų ekologinių procesų rezultatu antrinės sukcesijos išraiškoje, o tai tampa aktualiu tyrimo objektu ekologijoje (Pedersen ir kt., 2023). Galima teigti, kad tarp užsienio autorių augalijos sukcesijos dėsningumai apleistose žemėse yra plačiai tyrinėjama tema (Řehounková ir kt., 2024; Szirmai ir kt., 2022; Albert ir kt., 2014; Prach ir kt., 2014; Mazinanian, 2017; Coradini ir kt. 2022; Kolecka ir kt., 2016; Chang ir kt., 2024; Zgłobicki ir kt., 2020). Vertinant sukcesijos inicijuotus pokyčius, dauguma autorių linkę pabrėžti biotinių veiksnių svarbą (Smith, 1940; Horáčková ir kt., 2019; Zhang ir kt., 2023; Wang ir kt., 2023). Kitų autorių nuomone, didesnis dėmesys turėtų būti skirtas abiotinių veiksnių įtakai (Huang ir kt., 2017; Batterman ir kt., 2013; Bai ir kt., 2015). Nustatyta, jog vertinant abiotinių veiksnių įtaką sukcesijos eigai, didžiausią reikšmę turi mikroklimatas, dirvožemio drėgmė ir tekstūra, kartu su mineralinio azoto kiekiu dirvožemyje (Prach ir kt., 2006; 2007; Weissgerber ir kt., 2023).
Nagrinėjant apleistų žemių tyrimų metodologinius aspektus, vis dažniau nuotoliniai stebėjimai, paremti skleidžiamosios ar atspindimosios elektromagnetinės spinduliuotės nuo Žemės paviršiaus matavimais, tampa esminiu analizės įrankiu gamtos moksluose (Lustenhouwer, 2009). Pastaraisiais dešimtmečiais moksliniai tyrimai nuotolinę stebėseną pasitelkia ekosistemų biotinių charakteristikų (kompozicinės būklės, struktūrinių ir funkcinių rodiklių) pokyčiams tirti, reaguojant į globalios aplinkos kaitos sukeltą poveikį (Li ir kt., 2014; Rannow ir kt., 2013; Unberath ir kt., 2019; Ibarrola-Ulzurrun ir kt., 2019). Šių nuotolinių augalijos stebėjimų techniniu pagrindu tampa elektromagnetinio spinduliavimo sąveika su augmenija, kaip Žemės paviršiaus objektu (CCRS, 2009).
Minėtina, kad priešingai nei natūralių ekosistemų, nuotoliniai augalijos tyrimai santykinai rečiau taikomi antropogeninės kilmės plotuose, įskaitant apleistas žemės ūkio naudmenas, buvusius karjerus, karinių poligonų teritorijas ir apskritai dabartiniu laikotarpiu nebenaudojamas žemes (Anibaba ir kt., 2024). Analizuojant užsienio bei Lietuvos autorių mokslinius darbus, matyti, jog didžiojoje dalyje jų nuotoliniai tyrimo metodai taikyti apleistų žemių identifikacijai kraštovaizdžio mozaikoje (Goga ir kt., 2020; Estel ir kt., 2015; Jasiniauskaitė, 2015), tačiau daug rečiau – augalijos sukcesijos stebėsenai apleistų žemės ūkio naudmenų plotuose (Farrant ir kt., 2023; Ivanov ir kt., 2007; Kuemmerle ir kt., 2008; Kolecka ir kt., 2015). Turint tai omenyje, šiuo darbu ir taikoma kompleksine, empiriniais ir nuotolinio stebėjimo duomenimis grįsta tyrimo metodika, siekiama ne tik užpildyti esamą tyrimų spragą, bet ir pabrėžti apleistų žemės ūkio naudmenų ekologinę naudą – jų traktavimą kaip kraštovaizdžio natūralumą atkuriančių elementų, teikiančių ekologines kompensavimo funkcijas bendrojoje kraštovaizdžio mozaikoje (Šetikas ir kt., 2022; Jasinavičiūtė, 2023).
Šio darbo tikslas – įvertinti augalijos sukcesijos dinamiką įvairių gamtinių sąlygų veikiamose apleistų žemės ūkio naudmenų teritorijose.
Tikslui pasiekti išsikelti šie darbo uždaviniai:
1. Apžvelgti savaiminės augalijos dangos formavimosi raidą 1995–2017 m.;
2. Įvertinti pasirinktų apleistų žemių plotų augalijos būklės kaitą 2017–2024 m. vegetacijos sezonais;
3. Išanalizuoti geoekologinių veiksnių įtaką teritoriniams medinės augalijos būklės pokyčiams;
4. Nustatyti bendruosius apleistų žemių augalijos sukcesijos dėsningumus.
Abstract
Agricultural land abandonment is considered one of the most important local-scale causes of landscape change. Simultaneously, the leading consequence of abandonment is the process of natural revegetation, also known as secondary succession of communities, which ultimately results in the formation of secondary forests. This study investigates the dynamics of vegetation succession across five abandoned agricultural land plots, located in different morphological districts of Lithuania’s landscape. Various research methods were integrated to determine succession patterns: a review of scientific literature, analysis of orthophoto maps and Sentinel-2 multispectral satellite images, together with the calculation of spectral vegetation indices, including EVI and NDWI. Moreover, changes in vegetation condition values were compared with the influence of natural conditions in different research areas. The findings of this study indicate that in all analyzed land plots, vegetation succession took place in a directional manner, reaching the secondary forest stage within several decades. In the early stages, the development of woody vegetation depended on the abandoned land plot’s position relative to the woodland. The condition of vegetation improved in all plots during the 2017-2024 growing seasons, but differed in the scale and speed of succession. Most intense succession occurred in the Middle Aukštaičiai sparsely forested agrarian uplift benchmark, while the least intense succession occurred in the Middle Dzūkai forested agrarian lake district benchmark. The rate of vegetation change in the benchmark of Lėvuo upper course-Šventoji lower course forested agrarian plain was limited by leaching processes in the loamy deposits. The slowest changes were observed in the Vilnija Dzūkai forested agrarian uphill and Eišiškės sparsely forested agrarian uplift (plateau) benchmarks. These differences between abandoned land plots were mainly determined by a complex of edaphic conditions, topography, and former agricultural activities. Precipitation amount and temperature were statistically insignificant for the changes in the vegetation condition, except for the Eišiškės sparsely forested agrarian uplift (plateau) plot, where a statistically significant positive correlation between green biomass growth and rising temperature was detected. Simultaneously, a statistically significant negative correlation between vegetation condition changes and precipitation was found in the Middle Aukštaičiai sparsely forested agrarian uplift and the Lėvuo upper course-Šventoji lower course forested agrarian plain benchmarks.