Resilience of restored grasslands – Recovery processes after disturbance depend on the initial restoration method
Abstract
Restoring grasslands to recover biodiversity and ecosystem services is crucial, yet ensuring their long-term persistence remains a challenge. Given their limited species composition, restored grasslands may be more sensitive to disturbances, yet our knowledge in this respect is insufficient. In our study, we investigated the role of temporally offset sowing of grass (Festuca pseudovina Hack.) and diverse forb seed mixtures (20 native forb species) in grassland restoration and post-disturbance vegetation recovery. Our results show that sowing the two different seed mixtures simultaneously or maximum one year apart maximizes species richness, suppresses weeds most effectively, and promotes the most successful post-disturbance recovery. Restored grasslands need several years to become resistant against disturbances; the success of vegetation recovery increases parallel to the age of the vegetation. Two years of vegetation development were sufficient to halt weed encroachment, but the species richness of the sown forbs required at least four years to recover. Our results suggest that moderate, controlled disturbance may be necessary to reduce grass dominance and enhance the establishment of target species during recovery. However, the type of post-restoration management must be selected carefully.
References
Bartha, S., Szentes, Sz., Horváth, A., Házi, J., Zimmermann, Z., Molnár, Cs., Dancza, I., Margóczi, K., Pál, R., Purger, D., Schmidt, D., Óvári, M., Komoly, C., Sutyinszki, Zs., Szabó, G., Csathó, A. I., Juhász, M., Penksza, K., Molnár, Zs. (2014): Impact of mid-successional dominant species on the diversity and progress of succession in regenerating temperate grasslands. Applied Vegetation Science 16: 201–213. https://doi.org/10.1111/avsc.12066
Biró, M., Molnár, Zs., Bölöni, J. (2025): Természetközeli élőhelyek kiterjedésének csökkenése. In: Kelemen, A., Mizsei, E. (szerk.): Élőhely-rekonstrukciók lehetőségei és tapasztalatai Magyarország síkvidéki területein. Kiskunsági Nemzeti Park Igazgatóság, Kecskemét, pp. 6–7.
Borhidi, A. (1995): Social behaviour types, the naturalness and relative indicator values of the higher plants in the Hungarian flora. Acta Botanica Hungarica 39: 97–181.
Bossuyt, B., Honnay, O. (2008): Can the seed bank be used for ecological restoration? An overview of seed bank characteristics in European communities. Journal of Vegetation Science 19: 875–884. https://doi.org/10.3170/2008-8-18462
Brooks, M. E., Kristensen, K., van Benthem, K. J., Magnusson, A., Berg, C. W., Nielsen, A., Skaug, H. J., Mӓchler, M, Bolker, B. M. (2017): glmmTMB Balances Speed and Flexibility Among Packages for Zero-inflated Generalized Linear Mixed Modeling. The R Journal 9: 378–400.
Deák, B., Török, P., Kapocsi, I., Lontay, L., Vida, E., Valkó, O., Lengyel, Sz., Tóthmérész, B. (2008): Szik- és löszgyep-rekonstrukció vázfajokból álló magkeverék vetésével a Hortobágyi Nemzeti Park területén (Egyek-Pusztakócs). Tájökológiai Lapok 6: 323–332. https://doi.org/10.56617/tl.4173
Dengler, J., Biurrun, I., Boch, S., Dembicz, I., Török, P. (2020): Grasslands of the Palaearctic biogeographic realm: introduction and synthesis. Encyclopedia of the World’s Biomes 3: 617–637. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.12432-7
Fick, S. E., Hijmans, R. J. (2017): Worldclim 2: New 1-km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology 37: 4302–4315. https://doi.org/10.1002/joc.5086
Guller, Zs. E., Házi, J., Bartha, S., Molnár, Cs., Dragica, P., Szabó, G., Zimmermann, Z., Csathó, A. I. (2023): A domináns pázsitfűfaj felülvetésén alapuló gyeprekonstrukciós módszer eredményei löszparlagon. Tájökológiai Lapok 20: 3–29. https://doi.org/10.56617/tl.3972
Halassy, M. (2025): Élőhely-helyreállítás nemzetközi jogi környezete. In: Kelemen, A., Mizsei, E. (szerk.): Élőhely-rekonstrukciók lehetőségei és tapasztalatai Magyarország síkvidéki területein. Kiskunsági Nemzeti Park Igazgatóság, Kecskemét, pp. 12–13.
Kiss, R. (2016): A talaj-magbank szerepe a magyarországi növényközösségek dinamikájában és helyreállításában – A hazai magbank kutatások áttekintése. Kitaibelia 21: 116–135. https://doi.org/10.17542/21.116
Kiss, R., Deák, B., Tóthmérész, B., Miglécz, T., Tóth, K., Török, P., Lukács, K., Godó, L., Körmöczi, Zs., Radócz, Sz., Borza, S., Kelemen, A., Sonkoly, J., Kirmer, A., Tischew, S., Valkó, O. (2021): Zoochory on and off: A field experiment for trait-based analysis of establishment success of grassland species. Journal of Vegetation Science 32: e13051. https://doi.org/10.1111/jvs.13051
Lenth, R. (2025): emmeans: Estimated Marginal Means, aka Least-Squares Means. R package version 1.10.7-100002, https://rvlenth.github.io/emmeans/
Máté, A., Kelemen, A., Molnár, A., Molnár, Cs. (2023): Sokfajú gyeprekonstrukció a tiszacsegei Széles-halmon – Dokumentáció és első eredmények. Természetvédelmi Közlemények 29: 31–48. https://doi.org/10.20332/tvk-jnatconserv.2023.29.31
Molnár, Á. P. (2020): Javaslatok természetvédelmi gyeprekonstrukciók tervezéséhez két Körös–Maros közi védett terület példáján. Crisicum 11: 127–151.
Molnár, Cs., Máté, A. (2024): Mire elég 200 év? Van-e spontán löszpusztagyep-regeneráció a Tiszántúlon? Természetvédelmi Közlemények 30: 1–17. https://doi.org/10.20332/tvk-jnatconserv.2024.30.16037
Möhrle, K., Teixeira, L. H., Hartmann, S., Kollmann, J. (2024): Enhancing temperate grassland diversity and functionality: crafting seed mixtures to align stakeholder interests and to increase establishment success. Global Ecology and Conservation 50: e02762. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2023.e02762
Orbán, I., Ónodi, G., Kröel‐Dulay, Gy. (2023): The role of drought, disturbance, and seed dispersal in dominance shifts in a temperate grassland. Journal of Vegetation Science 34: e13199. https://doi.org/10.1111/jvs.13199
Pywell, R. F., Bullock, J. M., Roy, D. B., Warman, L. I. Z., Walker, K. J., Rothery, P. (2003): Plant traits as predictors of performance in ecological restoration. Journal of Applied Ecology 40: 65–77. https://doi.org/10.1046/j.1365-2664.2003.00762.x
Szabó, J. (1973): Gyepgazdálkodás. Mezőgazdasági Könyvkiadó Vállalat, Bp. 317 pp.
Tölgyesi, Cs., Vadász, Cs., Kun, R., Csathó, A. I., Bátori, Z., Hábenczyus, A., Erdős, L., Török, P. (2022): Post‐restoration grassland management overrides the effects of restoration methods in propagule‐rich landscapes. Ecological Applications 32: e02463. https://doi.org/10.1002/eap.2463
Török, K. (2019): Degradáció és restauráció – globális állapot és jövőkép. Az IPBES kormányközi testület értékelő tanulmánya alapján. Természetvédelmi Közlemények 25: 131–141. https://doi.org/10.20332/tvk-jnatconserv.2019.25.131
Török, P., Deák, B., Vida, E., Valkó, O., Lengyel, Sz., Tóthmérész, B. (2010): Restoring grassland biodiversity: sowing low-diversity seed mixtures can lead to rapid favourable changes. Biological Conservation 143: 806–812. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2009.12.024
Valkó, O., Deák, B., Török, P., Kelemen, A., Miglécz, T., Tóth, K., Tóthmérész, B. (2016a): Abandonment of croplands: problem or chance for grassland restoration? Case studies from Hungary. Ecosystem Health and Sustainability 2: e01208. https://doi.org/10.1002/ehs2.1208
Valkó, O., Deák, B., Török, P., Kirmer, A., Tischew, S., Kelemen, A., Tóth, K., Miglécz, T., Radócz, Sz., Sonkoly, J., Tóth, E., Kiss, R., Kapocsi, I., Tóthmérész, B. (2016b): High-diversity sowing in establishment gaps: A promising new tool for enhancing grassland biodiversity. Tuexenia 36: 359–378. https://doi.org/10.14471/2016.36.020
Virágh, K. (1987): The effect of herbicides on vegetation dynamics: A five year study of temporal variation of species composition in permanent grassland plots. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica 22: 385–403.
Werner, C. M., Vaughn, K. J., Stuble, K. L., Wolf, K., Young, T. P. (2016): Persistent asymmetrical priority effects in a California grassland restoration experiment. Ecological Applications 26: 1624–1632. https://doi.org/10.1890/15-1918.1
