Mszaki na tle oferty siedliskowej wybranych fitocenoz leśnych Roztoczańskiego Parku Narodowego. Analiza ilościowa

Transkrypt

1 Mszaki na tle oferty siedliskowej wybranych fitocenoz leśnych Roztoczańskiego Parku Narodowego. Analiza ilościowa Dr Zakład Botaniki i Mykologii UMCS Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach jako projekt badawczy Nr 2 P04G

2 Wstęp Rośliny zarodnikowe, w tym mszaki, na dwa sposoby realizują swoją niszę ekologiczną w zbiorowiskach roślin naczyniowych: 1. Koegzystują z roślinami wyŝszymi nie tworząc skupień 2. Tworzą własne ugrupowania o róŝnym charakterze

3 Wstęp Samodzielne skupienia roślin zarodnikowych mają charakter: 1. Synuzji jako stały składnik zespołów roślin wyŝszych 2. Zbiorowisk związanych w znacznym stopniu odrębne, bytujące na mikrosiedliskach ale pozostające pod silnym wpływem fitocenozy, w której się rozwijają 3. Całkowicie oddzielnych zespołów jako zupełnie niezaleŝne skupienia o własnym charakterze i fizjonomii

4 Obiekt badań połoŝenie Roztoczański Park Narodowy połoŝony jest w południowowschodniej Polsce Obejmuje najcenniejsze przyrodniczo obszary Roztocza

5 Obiekt badań połoŝenie Jego aktualna powierzchnia wynosi 8483 ha, z czego 95 % zajmują lasy Badania geobotaniczne tego obszaru wykazały obecność 21 leśnych zespołów roślinnych

6 Obiekt badań fitocenozy Naturalne fitocenozy w obrębie RPN, w których załoŝono punkty badawcze i prowadzono regularne obserwacje dynamiki brioflory to: 1. grąd Tilio-Carpinetum typicum (TCT), T.-C. abietosum (TCA) oraz T.-C. caricetosum pilosae (TCC) 2. buczyna Dentario glandulosae-fagetum (DGF) 3. wyŝynny bór jodłowy Abietetum polonicum typicum (APT) oraz A. p. circaeetosum (APC) 4. bór bagienny Vaccino uliginosi-pinetum (VUP) 5. bór mieszany wilgotny Querco-Piceetum (QP) 6. łęg jesionowo-olszowy Fraxino-Alnetum = Circaeo-Alnetum (CA) 7. kontynentalne torfowisko wysokie Ledo-Sphagnetum magellanici (SMP)

7 Przedmiot i cel badań 1. Jaką ofertę siedliskową mchy i wątrobowce znajdują w naturalnych zespołach leśnych? 2. Jakie miejsce zajmują w strukturze siedliskowej tych fitocenoz? 3. Jaka, w aspekcie ilościowym, jest odpowiedź mszaków na substratowo-siedliskowe zróŝnicowanie badanych zespołów?

8 Metoda punkty badawcze Większość powierzchni badawczych zlokalizowana jest w obszarach ochrony ścisłej Do badań wytypowano jednorodne i reprezentatywne płaty w 10 fitocenozach Parku

9 Metoda pola badawcze Wybrano 40 punktów badawczych (po 4 w danej fitocenozie) i w kaŝdym z nich wyznaczono 5 podstawowych pól badawczych (kwadratów) Przykładowa pow. badawcza APC 02A-E E D C B A

10 Metoda pola badawcze Dla wszystkich 200 podstawowych pól badawczych wykonano zdjęcie florystyczno-ekologiczne opisujące biotyczne i abiotyczne elementy badanych fitocenoz Drzewa i pniaki APC 02

11 Metoda pola badawcze Dla wszystkich 200 podstawowych pól badawczych wykonano zdjęcie florystyczno-ekologiczne opisujące biotyczne i abiotyczne elementy badanych fitocenoz Kłody i gałęzie APC 02

12 Metoda pola badawcze Dla wszystkich 200 podstawowych pól badawczych wykonano zdjęcie florystyczno-ekologiczne opisujące biotyczne i abiotyczne elementy badanych fitocenoz Warstwa mszysta i 3 typy ściółki APC 02

13 Metoda siedliska epigeiczne Obfitość brioflory analizowano w odniesieniu do: typu fitocenozy ilości i typu zalegającej ściółki zwarcia warstwy drzew (ocienienia) 3 typy ściółki: (SCL) liściasta; (SCI) iglasta; (SCM) mieszana zwarcia warstwy zielnej przestrzennego zróŝnicowania w-wy mszystej na 4 poziomach złoŝoności: (1) zespołu 7 typów; (2) podzespołu 10 fitocenoz; (3) powierzchni badawczej 40 punktów; (4) podstawowych pól bad. 200 kwadr.

14 Metoda siedliska epifityczne Obfitość brioflory analizowano w odniesieniu do: typu fitocenozy gatunku drzewa wieku forofitu kondycji Ŝyciowej miejsca występowania 8 głównych gatunków: buk, grab, lipa, olcha, dąb, jodła, sosna, świerk 2 kategorie: (DT) drzewa stojące martwe; (LT) drzewa stojące Ŝywe 3 klasy wiekowe: (1) 5-20 cm średnicy; (2) cm; (3) powyŝej 40 cm pień na 4 poziomach złoŝoności: (1) zespołu 7 typów; (2) podzespołu 10 fitocenoz; (3) powierzchni badawczej 40 punktów; (4) podstawowych pól badawczych 200 kwadratów nasada pnia

15 Metoda siedliska epiksyliczne Obfitość brioflory analizowano w odniesieniu do: typu fitocenozy rodzaju i typu drewna długości kłód średnicy kłód / pniaków na poziomie: (1) zespołu i (2) podzespołu 2 typy : (1) kłody i (2) pniaki 2 rodzaje : (1) iglaste i (2) liściaste 8 stopniowa skala Holeksy (1998) stopnia zbutwienia kłód / pniaków 6 klas średnicy: (1) 0,11-0,20 m; (2) 0,21-0,40 m; (3) 0,41-0,60 m; (4) 0,61-0,80 m (5) 0,81-1,00 m; (6) > 1,00 m 10 klas długości: (1) m; (2) m; (6) m; (7) m; (3) m; (4) m; (8) m; (9) m; (5) m; (10) > 18.0 m

16 struktura warstwowa fitocenozy A A A B APC B APT B QP C D A B CA C D A B DGF C D A B C D VUP C D C D A B C SMP A B TCA A B TCC A B TCT D C C C D D D

17 struktura warstwowa fitocenozy APC APT QP CA DGF TCA TCC TCT VUP SMP drzewostan A zielna C APC APT QP CA DGF TCA TCC TCT VUP SMP mszysta D APC APT QP CA DGF TCA TCC TCT VUP SMP

18 struktura warstwowa fitocenozy krzewy B ,1 2,5 APC APT QP CA DGF TCA TCC TCT VUP SMP

19 mikroformy terenu Abiotyczne pierwotne 1. płaskie dno lasu 2. pagórki 3. kotlinki Biotyczne wtórne 4. kotlinki wypełnione wodą 5. zagłębienia powykrotowe 6. pagórki powykrotowe 7. kępy torfowcowo-płonnikowe

20 mikroformy terenu KAMIENIE APC PAGÓRKI 2,0 12,5 APC KOTLINKI 4,2 3,2 TARCZA WYKROTÓW ZAGŁ. POWYKR. PAG. POWYKR. PŁASKIE DNO LASU 3,5 2,3 2,0 1,3 2,3 1,3 79,9 85,6

21 mikroformy terenu KAMIENIE QP PAGÓRKI 6,9 13,7 VUP KOTLINKI TARCZA WYKROTÓW 1,6 0,8 2,2 34,1 ZAGŁ. POWYKR. PAG. POWYKR. 1,9 0,5 0,5 PŁASKIE DNO LASU 46,5 91,8

22 mikroformy terenu KAMIENIE PAGÓRKI 0,4 9,3 11,3 CA DGF KOTLINKI 7,2 22,8 TARCZA WYKROTÓW 2,0 ZAGŁ. POWYKR. 1,3 PAG. POWYKR. 1,0 PŁASKIE DNO LASU 76,4 90,2

23 mikroformy terenu KAMIENIE PAGÓRKI KOTLINKI 2,3 1,0 1,3 4,3 3,2 TCA TCT TCC TARCZA WYKROTÓW ZAGŁ. POWYKR. PAG. POWYKR. PŁASKIE DNO LASU 97,0 94,0 96,7

24 oferta substratowa W badanych zbiorowiskach stwierdzono 22 typy substratów dostępne dla mszaków 19 z nich jest kolonizowanych przez te rośliny, natomiast 6 odgrywa kluczową rolę dla mchów i wątrobowców niezaleŝnie od typu analizowanej fitocenozy 1. kamienie wystające z gleby 2. torf 3. gleba min. (poziom mineralno-próchniczy) 4. gleba mineralna (niŝsze poziomy) 5. ściółka iglasta 6. ściółka mieszana 7. ściółka liściasta 8. tarcza korzeniowa wykrotów 9. ścieŝki zwierząt 10. kora leŝących butwiejących kłód 11. drewno leŝących butwiejących kłód 12. gałęzie i małe kłody 13. mobilne resztki drewna 14. pniaki 15. stopa drzew stojących Ŝywych 16. stopa drzew stojących martwych 17. drewno drzew stojących martwych 18. kora drzew stojących Ŝywych 19. kora drzew stojących martwych 20. gałęzie Ŝywych drzew 21. kępy turzyc 22. buchtowiska dzików

25 oferta substratowa W badanych zbiorowiskach stwierdzono 22 typy substratów dostępne dla mszaków 1. gleba min. (poziom mineralno-próchniczy) 19 z nich jest kolonizowanych przez te rośliny, natomiast 6 odgrywa kluczową rolę dla mchów i wątrobowców niezaleŝnie od typu analizowanej fitocenozy 2. drewno leŝących butwiejących kłód 3. gałęzie i małe kłody 4. pniaki 5. stopa drzew stojących Ŝywych 6. kora drzew stojących Ŝywych

26 oferta substratowa SUBSTRATY MIKROFORMY STWIERDZONE W PŁATACH APC APT CA QP DGF VUP SMP TCA TCT TCC

27 oferta substratowa KŁODY PNIAKI GAŁĘZIE I MAŁE KŁODY MOBILNE RESZTKI DREW. ŚCIÓŁKA LIŚCIASTA ŚCIÓŁKA IGLASTA ŚCIÓŁKA MIESZANA KORZ. DRZEW ŚCIEśKI ZWIERZĄT 10,1 5,6 1,3 0,7 3,1 7,5 2,8 2,3 12,0 6,0 1,0 3,2 18,9 20,2 42,9 61,0 średnie pokrycie procentowe APC APC

28 oferta substratowa KŁODY PNIAKI GAŁĘZIE I MAŁE KŁODY MOBILNE RESZTKI DREW. ŚCIÓŁKA LIŚCIASTA ŚCIÓŁKA IGLASTA 1,0 2,4 1,2 0,9 1,0 0,6 0,9 1,0 0,9 0,9 1,0 0,9 16,1 29,9 TCA TCT TCC 97,3 98,6 ŚCIÓŁKA MIESZANA KORZ. DRZEW ŚCIEśKI ZWIERZĄT 8,0 6,0 0,9 1,0 0,8 2,0 19,1 średnie pokrycie procentowe

29 struktura przestrzenna APC 0% 20% 40% 60% 80% 100% APT 0% 20% 40% 60% 80% 100% SCL dla 20 podstawowych 10 pól badawczych SCI POZOSTAŁE SCM W-WA MSZYSTA

30 struktura przestrzenna CA 0% 20% 40% 60% 80% 100% QP 0% 20% 40% 60% 80% 100% POZOSTAŁE SCL SCI W-WA MSZYSTA

31 struktura przestrzenna TCA 0% 20% 40% 60% 80% 100% TCT 0% 20% 40% 60% 80% 100% SCI SCM POZOSTAŁE SCL W-WA MSZYSTA

32 struktura przestrzenna TCC 0% 20% 40% 60% 80% 100% DGF 0% 20% 40% 60% 80% 100% SCL POZOSTAŁE SCM

33 struktura przestrzenna VUP 0% 20% 40% 60% 80% 100% SMP 0% 20% 40% 60% 80% 100% W-WA MSZYSTA

34 siedliska epifityczne Łącznie przebadano 1106 drzew, w tym 749 iglastych i 357 liściastych. Najwięcej drzew odnotowano w borze bagiennym (298) oraz borze jodłowym (270) liczba gatunków liczba drzew APC APT CA DGF QP SMP TCA TCC TCT VUP

35 siedliska epifityczne Średnie pokrycie kory drzew przez mszaki (fitocenozy) TCT TCC TCA

36 siedliska epifityczne Średnie pokrycie kory drzew przez mszaki (fitocenozy) APT APC QP DGF

37 siedliska epifityczne Średnie pokrycie kory drzew przez mszaki (forofity) Til Aps Apl Cb Fs PopT

38 siedliska epifityczne Średnie pokrycie kory drzew przez mszaki (forofity) Pin Pa Ab Aln Qr Qs

39 siedliska epiksyliczne W badanych płatach zinwentaryzowano i zbadano 223 butwiejące kłody oraz 155 pniaków. Najbogatszym zespołem pod względem tego typu substratu jest wyŝyny bór jodłowy. Gnijące drewno iglaste (głównie jodłowe) stanowią blisko 85% wszystkich kłód liczba kłód w fitocenozach IGLASTE LIŚCIASTE APC APT CA DGF QP TCA TCC TCT VUP SMP

40 siedliska epiksyliczne Długość i średnica kłody nie ma znaczącego wpływu na stopień jej pokrycia przez mszaki. Istotne zaleŝności występują natomiast przy rozpatrywaniu obfitości występowania mchów i wątrobowców w powiązaniu ze stopniem rozkładu drewna.

41 siedliska epiksyliczne średnie pokrycie przez mchy y = 7,289x + 8,9416 R = 0.94 R 2 = 0, STOPIEŃ ZBUTWIENIA

42 siedliska epiksyliczne Średnie pokrycie butwiejących kłód k d przez mszaki WĄTROBOWCE MCHY M +W WĄTROBOWCE MCHY M +W stopień zbutwienia stopień zbutwienia Kłody iglaste Kłody liściaste

43 Wnioski końcowe I 1. Mszaki znajdują zróŝnicowaną ofertę substratowosiedliskową w naturalnych fitocenozach leśnych RPN. 2. Stopień wykorzystania przez mchy i wątrobowce mikrosiedlisk i substratów dostępnych w strukturze badanych zespołów zaleŝy od typu lasu i jego wilgotności. 3. Mszaki w największym stopniu wykorzystują wnętrze boru jodłowego, który oferuje największą róŝnorodność substratów i najkorzystniejsze dla tych roślin warunki wilgotnościowe. 4. DuŜa ilość ściółki mieszanej i liściastej zalegającej na dnie lasu silnie ogranicza rozwój mszaków i obfitość ich występowania niezaleŝnie od typu fitocenozy.

44 Wnioski końcowe II 5. Zwraca uwagę fakt dość nierównomiernego wykształcania się naziemnej warstwy mszystej na siedliskach borowych za wyjątkiem boru bagiennego. 6. Podzespół Tilio-Carpinetum abietosum jest najobficiej zasiedlany przez mszaki spośród wszystkich przebadanych typów lasów grądowych. 7. Przy wzroście stopnia zbutwienia kłód rośnie równieŝ ich porycie przez mszaki. 8. Wątrobowce najobficiej występują na kłodach znajdujących się na środkowym etapie rozkładu, natomiast w przypadku mchów zaleŝność ta ma charakter liniowy.

45 Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach jako projekt badawczy Nr 2 P04G