Vegetations of abandoned open-pit bauxite mines reclaimed with austrian pine – a nature conservation assessment

Authors

  • Imre Cseresnyés Institute for Soil Sciences and Agricultural Chemistry, Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences; H-1022 Budapest, Herman Ottó út 15.
  • Péter Csontos Institute for Soil Sciences and Agricultural Chemistry, Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences; H-1022 Budapest, Herman Ottó út 15.

DOI:

https://doi.org/10.56617/tl.3792

Keywords:

Austrian pine, bauxite mines, coenological succession, naturalness value, reclamation

Abstract

Coenological studies of the herb-layer vegetation in abandoned open-pit bauxite mines reclaimed with Austrian pine (Pinus nigra) were executed in Gerecse Mts. (Nagyegyháza) and Bakony Mts. (Sáska and Szőc). The three Austrian pine stands represented different ages (Szőc: 6 years; Nagyegyháza 15 years; Sáska 20 years), thus, they were regarded a successional chronosequence. By pointing 10 m by 10 m quadrats, percentage cover of herb-layer species, the cover of Austrian pine as well as the species number, cover and Shannon-diversity of herb-layer vegetation were determined concerning each quadrat and sample area. We studied the effect of pine cover on species number, diversity and cover of herb-layer vegetation. Based on species-cover values, group distributions of social behaviour types, Raunkiaer life-forms and phytosociological groups (BORHIDI 1993) were calculated for characterizing the vegetation of the study sites. Group distributions were statistically compared by performing homogeneity tests. The quasi-mean naturalness value of the vegetation was calculated for each sampling site, regarding to the group distribution of social behaviour types and the naturalness values of con- stituting species. We examined the differences and similarities between the vegetation of the studied reclaimed mines and the vegetation of (1) the potential climax association (Cotino–Quercetum pubescentis) of the area, and (2) vegetation of young forest stands developed through regenerative succession in a similar habitat and during comparable time-span to that of the reclaimed mine sites, but without any effect of Austrian pine.
Great differences were shown among the vegetations developed in the study areas. These differences were reflected in the dominant species and the Shannon-diversity as well as in the significant differences found among the distributions of the examined plant-trait spectra. Disturbance-tolerant species (chiefly Calamagrostis epigeios and Solidago gigantea) were dominant in the herb-layer of the youngest pine stand (Szőc), became subdominant in the middle-aged plantation (Nagyegyháza) and represented low cover ratio in the oldest stand (Sáska). In parallel with the descending cover of disturbance-tolerant species, cover ratio of the natural flora’s species gradually increased, resulting in the higher diversity and naturalness value of the vegetation. The increasing canopy cover of Austrian pine reduced the species number and total cover of the herb layer, but did not have any affect on Shannon-diversity. We observed the disappearance of several plant species from the high pine-cover quadrats. The flora of the reclaimed mines differed significantly from both the potential vegetation type of the areas and from the associations developed through regenerative succession followed the clear-cutting of oak forests. The vegetation of the reclaimed bauxite mines had lower naturalness: the relative abundance of disturbance-tolerant and indifferent species (mainly of the indigenous and alien ruderal competitors) was higher, but the ratio of the natural broad-leaved forest species (mainly of the specialists) was smaller than in the potential vegetation. Similar differences were observable in case of the flora of the bauxite mines was compared with the same-age stage of regenerative succession of sessile oak – Turkey oak forests. Both the supplantation of weeds and the spreading of natural competitors were slower under the pine canopy; geophytes of oak forests and protected species were absent even from the herb layer of the oldest Austrian pine stand. Lack of the appropriate propagule sources in the reclaimed areas are probably contributed to the unfavourable influence of Austrian pine exerting on the regenerative succession. In the reclamation areas, the early restoration of the native flora should be aimed instead of maintaining the alien pine plantations.

Author Biography

  • Imre Cseresnyés, Institute for Soil Sciences and Agricultural Chemistry, Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences; H-1022 Budapest, Herman Ottó út 15.

    corresponding author
    cseresnyes.imre@rissac.hu

References

Baranyi K. 1986: Tapasztalatok szeméttelepek fásításával. Az Erdő 35(6): 276−279.

Barina Z. 2006: A Gerecse hegység flórája. Rosalia - 1. kötet. Magyar Természettudományi Múzeum, DunaIpoly Nemzeti Park Igazgatósága, Budapest.

Béres Cs. Z. 2004: A térinformatika szerepe a rekultivációban. Acta Agraria Kaposváriensis 8(3): 11−24.

Bódis J. 1993: A feketefenyő hatása nyílt dolomitsziklagyepre. I. Texturális változások. Botanikai Közlemények 80(2): 129–139.

Borhidi A. 1956: Feketefenyveseink társulási viszonyai. Botanikai Közlemények 46(3−4): 275–285.

Borhidi A. 1993: A magyar flóra szociális magatartás típusai, természetességi és relatív ökológiai értékszámai. Janus Pannonius Tudományegyetem, Pécs.

Cseresnyés I., Csontos P. 2004: Feketefenyvesek tűzveszélyességi viszonyainak elemzése McArthur modelljével. Tájökológiai lapok 2(2): 231−252.

Cseresnyés I., Szécsy O., Csontos P. 2011: Fire risk of Austrian pine (Pinus nigra) plantations under various temperature and wind conditions. Acta Botanica Croatica 70(2): 157−166.

Cseresnyés I., Csontos P. 2012: Soil seed bank of the invasive Robinia pseudoacacia in planted Pinus nigra stands. Acta Botanica Croatica 71(2): 249−260.

Csontos P. 1996: Az aljnövényzet változásai cseres–tölgyes erdők regenerációs szukcessziójában. Scientia Kiadó, Budapest.

Csontos P., Tamás J., Kalapos T. 1998: A magbank szerepe a dolomitnövényzet regenerálódásában korábban feketefenyvessel borított területeken. In: Csontos P. (szerk.): Sziklagyepek szünbotanikai kutatása, Scientia Kiadó, Budapest. pp. 183−196.

Fejér I. 1960: Hasznosítsuk a meddőhányókat! Az Erdő 9(6): 217−219.

Fettweis U., Bens O., Hüttl R. F. 2005: Accumulation and properties of soil organic carbon at reclaimed sites in the Lusatian lignite mining district afforested with Pinus sp. Geoderma 129(1−2): 81−91.

Filcheva E., Noustorova M., Gentcheva-Kostadinova S., Haigh M. J. 2000: Organic accumulation and microbial action in surface coal-mine spoils, Pernik, Bulgaria. Ecological Engineering 15(1−2): 1−15.

Ghimessy L. 2003: Az erdőtűz-kárról. Erdészeti Lapok 138(3): 81−82.

Horánszky A. 1996: Növénytársulástani, erdőgazdálkodási és természetvédelmi kérdések a Kis- és NagySzénáson. Természetvédelmi Közlemények 3−4: 5−19.

Horváth Gy. 2002: Veszélyes ipari hulladékok rekultivációja erdősítéssel. Erdészeti Lapok 137(1): 17−19.

Horváth F., Csontos P. 1992: Thirty-year changes in some forest communities of Visegrádi Mts., Hungary. In: Teller A., Mathy P., Jeffers J. N. R. (eds.): Responses of forest ecosystems to environmental changes, Elsevier Applied Science, London. pp. 481−488.

Hutcheson K. 1970: A test for comparing diversities based on the Shannon formula. Journal of Theoretical Biology 29(1): 151−154.

Károly F., Legeza M., Stubán Z. 2006: Az iharkút-németbányai külfejtések rekultivációja. Bányászati és Kohászati Lapok – Bányászat 139(6): 31−37.

Kevey B. 2008: Magyarország erdőtársulásai. Tilia 14: 3−489.

Koltay A. 1999: A hazai fenyőállományok egészségi állapota. Erdészeti Lapok 134(1): 15−16.

Kovács B. 1998: A külfejtéses bauxittermelést követő rekultiváció eredményei a Dunántúli-középhegységben. Földrajzi Értesítő 47(2): 197−207.

Maarel E. van der 2007: Transformation of cover-abundance values for appropriate numerical treatment – Alternatives to the proposals by Podani. Journal of Vegetation Science 18(5): 767−770.

MGSZH 2012: Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Erdészeti Igazgatósága. Magyarország erdőállományai.

Miletić Z. D., Stefanović T. P., Stajić S. A., Čokeša V. M., Radulović Z. B. 2011: Effect of forest plantations on erodibility of reclaimed lignite mine soils. Polish Journal of Environmental Studies 20(4): 987−992.

Novák S. 2007: Bauxitbányászat a Gerecse térségében, Bicske környékén. Bányászati és Kohászati Lapok – Bányászat 140(6): 29−33.

Papp T. 1982: Környezetvédő fásítás a Pécsi Hőerőmű zagytaván. In: Szegi J. (szerk.): Rekultiváció, Mátraaljai Szénbányák Vállalat, Gyöngyös. pp. 249−258.

Pratas J., Prasad M. N. V., Freitas H., Conde L. 2005: Plants growing in abandoned mines of Portugal are useful for biogeochemical exploration of arsenic, antimony, tungsten and mine reclamation. Journal of Geochemical Exploration 85(3): 99−107.

Richardson D. M. (ed.) 1998 Ecology and biogeography of Pinus. Cambridge University Press, Cambridge.

Simon T. 2000: A magyarországi edényes flóra határozója. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest.

Szegi J. 1985: A rekultiváció néhány talajtani kérdése. In: Benesóczky J., Leölkes S. L. (szerk.): A rekultiváció és a vele foglalkozó kutatások helyzete Magyarországon, Agroinform, Budapest. pp. 25–31.

Szerémy P. 1981: Felhagyott bányaterületek erdősítésének lehetősége a Mecsekben. Az Erdő 30(5): 228−230.

Szodfridt I., Tallós P. 1964: A felsőnyírádi erdő cseres–tölgyesei. Veszprém Megyei Múzeumok Közleményei 2: 423−435.

Tamás J. 2001a: A feketefenyvesek telepítése Magyarországon, különös tekintettel a dolomitkopárokra. Természetvédelmi Közlemények 9: 75−85.

Tamás J. 2001b: Tűz utáni szukcesszió vizsgálata feketefenyvesekben. Egyetemi doktori értekezés, ELTE, Budapest.

Tóth S., Krisztián J. 1985: Az újrahasznosítást biztosító rekultivációs módszerek jellemzése a kutatási és gyakorlati eredmények alapján. In: Tóth S. (szerk.): Károsodott és technogén területek rekultivációja és hasznosítása, ERTI – GATEKI, Budapest – Kompolt. pp. 77–131.

Török K., Botta-Dukát Z., Dancza I., Németh I., Kiss J., Mihály B., Magyar D. 2003: Invasion gateways and corridors in the Carpathian Basin: biological invasions in Hungary. Biological Invasions 5(4): 349−356.

Published

2012-12-10

Issue

Section

Articles

How to Cite

Vegetations of abandoned open-pit bauxite mines reclaimed with austrian pine – a nature conservation assessment. (2012). JOURNAL OF LANDSCAPE ECOLOGY | TÁJÖKÖLÓGIAI LAPOK , 10(2), 315-340. https://doi.org/10.56617/tl.3792

Similar Articles

1-10 of 100

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>