Plant communities of field margins : the effects of management and environmental factors on species composition and diversity

Agri-environmental schemes have so far resulted in only minor positive implications for the biodiversity of agricultural environments, in contrast to what has been expected. Land-use intensification has decreased landscape heterogeneity and the amount of semi-natural habitats. Field margins are uncultivated areas of permanent vegetation located adjacent to fields. Since the number of these habitats is high, investing in their quality may result in more diverse agricultural landscapes. Field margins can be considered as multifunctional habitats providing agronomic, environmental and wildlife services. This thesis aimed at examining the plant communities of different types of field margin habitats and the factors affecting their species diversity and composition. The importance of edaphic, spatial and management factors was studied on regional, landscape and habitat scales. Vegetation surveys were conducted on regional and landscape scales and a field experiment on cutting management was conducted on a habitat scale. In field margin plant communities, species appeared to be indicators of high or intermediate soil fertility and moist soil conditions. The plant species diversity found was rather low, compared with most species-rich agricultural habitats in Finland, such as dry meadows. Among regions, land-use history, main production line, natural species and human induced distribution, climate and edaphic factors were elements inducing differences in species composition. The lowest regional species diversity of field margins was related to intensive and long-term cereal production. Management by cutting and removal or grazing had a positive effect on plant species diversity. The positive effect of cutting and removal on species richness was also dependent on the adjacent source of colonizing species. Therefore, in species-poor habitats and landscapes, establishment of margins with diverse seed mixtures can be recommended for enhancing the development of species richness. However, seed mixtures should include only native species preferably local origin. Management by cutting once a year for 5 years did not result in a decline in dominance of a harmful weed species, Elymus repens, showing that E. repens probably needs cutting more frequently than once per year. Agri-environmental schemes should include long-term contracts with farmers for the establishment, and management by cutting and removal or grazing, of field margins that are several metres wide. In such schemes, the timing and frequency of management should be planned so as not to harm other taxa, such as the insects and birds that are dependent on these habitats. All accidental herbicide drifts to field margins should be avoided when spraying the cultivated area to minimize the negative effects of sprayings on vegetation. The harmful effects of herbicides can be avoided by organic farming methods.

Maatalousmaisema on yksipuolistunut maankäytön tehostuessa, mikä on johtanut peltoympäristössä elävän luonnonvaraisen lajiston vähenemiseen. Maatalouden ympäristötuen toimenpiteiden positiiviset vaikutukset maatalousympäristön lajien monimuotoisuuteen ovat jääneet odotettua vähäisemmiksi. Ympäristötuen mukaiset pientareet, suojakaistat ja vyöhykkeet ovat monivuotisen kasvillisuuden peittämiä alueita peltojen reunoilla. Näillä alueilla on merkitystä vesien suojelun, luonnonvaraisten lajien monimuotoisuuden sekä ekologisesti kestävämmän viljelyn edistäjinä. Tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää hoitotoimien eli niiton tai laidunnuksen, maan ravinteiden ja lähiympäristön lajiston vaikutusta pientareiden, suojakaistojen ja vyöhykkeiden kasvilajiston monimuotoisuuteen. Tutkimuksessa selvitettiin myös kasvilajiston koostumusta ja monimuotoisuutta maantieteellisesti erilaisilla alueilla. Niittohoidon vaikutusta tutkittiin kokeellisesti juolavehnävaltaisella suojakaistalla. Kasviyhteisöjen lajikoostumusta voidaan käyttää indikaattorina sille, millaiset kasvuolosuhteet paikalla vallitsevat. Tutkittujen kohteiden lajisto edusti pääpiirteissään kohtalaista tai sitä runsaampaa maan ravinteisuutta. Lisäksi lajit olivat tyypillisesti kosteiden kasvupaikkojen lajeja. Lajimäärät olivat alhaisia verrattuna maatalousympäristön monimuotoisimpiin kohteisiin eli tuoreisiin tai kuiviin laidunniittyihin. Lajistossa havaittiin alueellista vaihtelua, mikä on todennäköisesti seurausta alueiden erilaisesta maankäyttöhistoriasta, maisemarakenteesta, päätuotantosuunnasta, lajien leviämishistoriasta sekä kasvuolosuhteista. Kasvilajiston monimuotoisuus oli alhaisin alueella, missä on jo pitkään keskitytty viljantuotantoon. Suurin monimuotoisuus oli maisemarakenteeltaan monimuotoisella karjatalousalueella. Niitolla oli positiivinen vaikutus kasvilajiston monimuotoisuuteen, mikäli niitetty kasvillisuus kerättiin pois. Myös viereisen kasvupaikan kasvilajeja levisi niitetylle paikalle. Usein lähistöllä ei kuitenkaan ole lajistoa, joka voisi levitä hoidettuun kohteeseen. Tällöin voi harkita paikallista alkuperää olevien luonnonkasvien siementen kylvöä paikalle. Kerran vuodessa tehty niitto ja poiskorjuu ei vähentänyt juolavehnän runsautta. Juolavehnän vähentäminen vaatisi useampia niittokertoja kasvukauden aikana. Nykyisten maatalouden ympäristötuen säännösten mukaan tutkimuksen kohteista vain suojavyöhykkeen perustamisesta voi tehdä 10-vuotisen sopimuksen. Tulevaisuudessa ainakin suojakaistat olisi myös hyvä saada pitkäaikaisten sopimusten piiriin, missä sitouduttaisiin myös kaistan hoitoon. Kasvillisuuden hoito tulee aina toteuttaa niin, ettei se vahingoita muuta eliöstöä esimerkiksi lintujen pesintää häiritsemällä. Jotta hoitotoimiin panostaminen tuottaisi parhaan mahdollisen hyödyn, tulisi pellon torjunta-aineruiskutusten aikana huolehtia vielä nykyistäkin paremmin siitä, ettei torjunta-aineita kulkeudu pellon ulkopuolelle.