OCENA PRZYDATNOŚCI RODZIMYCH GATUNKÓW TRAW W REKULTYWACJI ZDEGRADOWANYCH FRAGMENTÓW NARTOSTRADY W REJONIE KARPACZA

Transkrypt

1 NARUSIEWICZ J., WÓJCICKA A., DUNAJSKI A. 24: Ocena przydatności rodzimych gatunków traw w rekultywacji zdegradowanych fragmentów nartostrady w rejonie Karpacza. In: ŠTURSA J., MAZURSKI K. R., PALUCKI A. & POTOCKA J. (eds.), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., Listopad 23, Szklarska Poręba. Opera Corcontica, 41: OCENA PRZYDATNOŚCI RODZIMYCH GATUNKÓW TRAW W REKULTYWACJI ZDEGRADOWANYCH FRAGMENTÓW NARTOSTRADY W REJONIE KARPACZA Evaluation of the native grass species to the ski piste restoration: case study in Karpacz region (SW Poland) NARUSIEWICZ JOANNA 1, WÓJCICKA ANNA 1 & DUNAJSKI ANDRZEJ 2 1 Zakład Ekologii i Ochrony Przyrody, Instytut Biologii Roślin, Uniwersytet Wrocławski, ul. Kanonia 6/8, 328 Wrocław, PL 2 Stacja Ekologiczna, Instytut Biologii Roślin, Uniwersytet Wrocławski, e mail: dunajski@biol.uni.wroc.pl Prace rekultywacyjne na terenie nartostrady ze zdegradowaną roślinnością i glebą, polegające głównie na nasadzaniu fragmentów darni gatunków trawiastych, stały się okazją do badań przydatności poszczególnych gatunków roślin do rekultywacji. Nasadzone fragmenty darni, głównie traw, wykazały bardzo wysoką przeżywalność, u większości gatunków niezależną od ich wielkości. Rozrastanie się posadzonych kęp traw, w okresie w którym prowadzono badania, było nieznaczne, przez co ich wpływ na stabilizację stoku był bardzo ograniczony. Wysiew nasion traw na glebę mineralną okazał się zupełnie nieskuteczny. The ski piste restoration by grass planting and sowing have been applied after degradation of the vegetation and topsoil. The monitoring of this restoration efforts during next two years have been applied. The planted grass turf, as well as, the spontaneously colonised plants were mapped. The high rate of survival coefficient of native grasses transplanted on the degraded ground have been found. Lateral spread of the grasses turf have been very limited during first two years, so they do not improve overall surface stabilisation. The sowing of the grass on the mineral topsoil have been not effective. Słowa kluczowe: rekultywacja nartostrad, przeżywalność nasadzeń, kartowanie roślinności, trawy, Karkonosze Keywords: ski piste restoration, transplanted plants, vegetation mapping, grasses, the Giant Mountains WSTĘP Rozbudowa infrastruktury narciarskiej oraz konieczność konserwacji stoków i urządzeń narciarskich wiążą się z silną presją na naturalne środowisko. Obecnie jest to jeden z głównych antropogenicznych czynników odpowiedzialnych za degradację terenów górskich (RUTH BALAGANSKAYA 2). Stosowany podczas budowy i konserwacji nartostrad ciężki sprzęt powoduje zniszczenie roślinności i nieodwracalne 49

2 przekształcenia wierzchnich horyzontów glebowych (FORBES 1999, TSUYUZAKI & JEFFERIES 22). Użytkowanie stoków przez narciarzy w sezonie zimowym również powoduje mechaniczne oddziaływanie na roślinność oraz wierzchnią warstwę gleby, zwłaszcza w okresach z płytką pokrywą śniegową (DUNAJSKI 1993). Zniszczenie ciągłości okrywy roślinnej na stokach może uruchamiać procesy erozyjne, wywołane intensywnym spływem powierzchniowym wód opadowych oraz roztopowych. W efekcie dochodzi do zahamowania zdolności regeneracyjnych zbiorowisk roślinnych (URBAŃSKA 1997) i pojawia się potrzeba zastosowania sztucznych metod stabilizacji powierzchni stoku i jego rekultywacji. Obecnie rekonstrukcją takich terenów zajmują się inżynierowie i architekci krajobrazu, rzadziej w tego rodzaju działania są włączani specjaliści z zakresu ekologii roślin (URBAŃSKA 1997). Zabiegi restauracyjne mają często niską skuteczność z powodu niewłaściwego doboru materiału roślinnego lub niestosownego zabezpieczenia miejsc rekultywowanych w taki sposób, by umożliwić rozwój pokrywy roślinnej. Należy być zatem ostrożnym podczas decydowania o sposobach sztucznej regeneracji zbiorowisk roślinnych ekosystemów górskich (URBAŃSKA 1997), gdyż błąd w doborze gatunków może skończyć się niepowodzeniem lub wywołać skutki gorsze niż niepodejmowanie prób rekultywacji. Zabiegi rekultywacyjne prowadzone na stokach nartostrady Liczyrzepa w Karkonoszach przez Miejską Kolej Linową w Karpaczu, polegały na nasadzaniu materiału roślinnego rodzimego pochodzenia, głównie wieloletnich gatunków traw, w miejscach pozbawionych pokrywy roślinnej oraz na wysiewie nasion gatunków trawiastych, poprzez wykładanie skoszonych, owocujących traw. Celem badań było określenie przeżywalności nasadzonych gatunków traw oraz określenie czynników sprzyjających spontanicznej kolonizacji na terenach ze zdegradowaną glebą. METODYKA Badania prowadzono na północnym zboczu Kopy w dolnym odcinku nartostrady Liczyrzepa, na wysokości od 7 m n.p.m do 8 m n.p.m. Prace terenowe realizowane były w latach 2 21, podczas których wykonano trzy serie dokumentacyjne: w październiku 2 r., w maju. 21 r. oraz w październiku 21 r. Badania podjęto w roku, w którym inwestor zakończył prace remontowo budowlane, wykonał umocnienie stoku w formie poprzecznych belek oraz nasadzeń roślin przez wsadzenie fragmentów darni pobranej w tej samej okolicy. Fragmenty darni w większości przypadków składały się z korzeni oraz pędów nadziemnych jednego gatunku trawy oraz towarzyszących jej drobnych roślin kwiatowych. Pojedyncze darnie sadzono w wyrównany grunt pozbawiony roślinności, w dość dużych odstępach wynoszących od jednego do kilku metrów. W dalszej części pracy pojedyncza posadzona darń określana będzie terminem kępa. Szczegółowa dokumentacja struktury roślinności została wykonana wzdłuż transektu, o długości 156 m i szerokości 4 m. Podzielono go na 39 kwadratowych powierzchni, dzielonych w terenie na poletka 1x1 m za pomocą kratownicy. Na poletkach szczegółowo kartowano rośliny, zaznaczając obrys posadzonych kęp, a także powierzchnie zajęte przez rośliny spontanicznie kolonizujące teren. Ponadto kartowano wszelkie zaobserwowane zjawiska, tj. spływ powierzchniowy, erozję gruntu i inne mogące mieć wpływ na proces kolonizacji stoku. Transekt ulokowano w odcinku najbardziej zdegradowanym podczas przebudowy i renowacji wyciągu, z całkowicie zniszczonym wierzchnim profilem glebowym. Rekultywacja na analizowanym odcinku była prowadzona przez Miejską Kolej Linową w Karpaczu (Tab.1.). W nasadzanych kępach dominowały gatunki z rodziny traw, zarówno pod względem liczby gatunków, jak i posadzonych kęp (Tab. 1.). Ocena skuteczności transplantacji opierała się na stałym monitoringu powierzchni badawczych poprzez sekwencyjne kartowanie w trzech seriach (Ryc. 1). Na bazie wykonanych w terenie map dokonano analizy przestrzennej skupień roślinności przy użyciu technik komputerowych programów GIS (Grass 5.1). 491

3

4 Ryc. 1. Dynamika roślinności na wybranej powierzchni w okresie dwóch lat. Fig. 1. The changes of the plant cover on the sample plot during two years. (%) Agrostis vulgaris Calamagrostis arundinacea Calamagrostis villosa Holcus lanatus Deschampsia cespitosa Deschampsia flexuosa gatunek Ryc. 2. Przeżywalność gatunków traw po okresie zimy 2/21. Fig. 2. Survivalship of the grass species after winter 2/21. erozji (CHAMBERS 1997), która stanowi główną przyczynę zaniku pokrywy roślinnej i braku możliwości jej rozwijania się (TITUS & TSUYUZAKI 1999, GUERRERO CAMPO & MONTSERRAT MARTI 2). Gleba, jako czynnik decydujący o przebiegu sukcesji i zdolnościach adaptacyjnych roślin, musi być zatem ustabilizowanym układem, aby spontanicznie kolonizujące teren lub nasadzane rośliny mogły skutecznie się przyjmować i rozwijać na zdegradowanych powierzchniach (BRADSHAW 1997). Na zboczu Kopy w obrębie badanej nartostrady, na której miejscowo zaznaczał się głęboką erozją bardzo silny spływ powierzchniowy wód opadowych i roztopowych, zastosowano umocnienia stoku w postaci kłód, 493

5 Ryc. 3. Wpływ wielkości kęp na ich przeżywanie. Fig. 3. The tussocks size effect on their survivorship. ułożonych prostopadle do kierunku spływu. Tego typu zabezpieczenia okazały się być skuteczne na odcinkach o mniejszym nachyleniu. Nasadzone poniżej kłód kępy roślinności rozwijały się lepiej, szybko zwiększając swe powierzchnie. Skuteczność gatunków zastosowanych w rekultywacji nartostrady Liczyrzepa była różna. Największymi zdolnościami adaptacyjnymi wykazały się Deschampsia cespitosa oraz Holcus lanatus. Jednak dalszy rozwój posadzonych darni następował bardzo wolno w ciągu pierwszego roku po posadzeniu, w związku z czym posadzone kępy wywierały niewielki wpływ na stabilizację gruntu. Dobór gatunków używanych w procesach rekultywacji powinien zależeć od warunków siedliskowych zdegradowanego miejsca, historii życiowej gatunku i celów rekultywacji (CHAMBERS 1997). W zabiegach rekultywacyjnych na Kopie brak było wcześniejszych doświadczeń, wskazujących jednoznacznie na określoną grupę gatunków, która szybko i skutecznie zapewniłaby sukces transplantacji. Zupełnie nieskuteczne okazały się próby wysiewu nasion gatunków trawiastych, głównie Deschampsia flexuosa. Mimo niewielkiego nachylenia stoku ani w roku, w którym dokonano wysiewu, ani w kolejnym nie zaobserwowano siewek pochodzących z wysiewu. Wysiew, jako jedna z metod rekultywacji, jest generalnie tańsza od transplantacji, ale nie zawsze na terenach górskich daje pożądany efekt (CHAMBERS 1995a, URBAŃSKA 1995). Powierzchnia gleby musi posiadać odpowiednią strukturę, aby nasiona mogły kiełkować i siewki rozwijać się (CHAMBERS, MACMAHON & HAEFNER 1991). Nawet jeśli diaspory skutecznie dotrą na miejsce, to ich sukces rozwojowy zależy ściśle od tzw. miejsc bezpiecznych (safe sites, CHAM BERS 1995b, MAGNUSSON 1997, JUMPPONEN & al. 1999, URBAŃSKA 1995). Tego typu miejsc brakowało na rekultywowanej powierzchni. Dobrą osłoną dla nasion siewek okazały się natomiast transplanttowane kępy, które przetrwały okres zimy oraz kłody zabezpieczające stok. Oprócz gatunków sztucznie 494

6 przeniesionych na teren nartostrady w kolejnym roku zaobserwowano siewki innych gatunków, które na drodze naturalnej sukcesji zajęły przestrzenie w pobliżu lub w obrębie transplantowanych kęp. Prace rekultywacyjne przeprowadzone na obszarze nartostrady Liczyrzepa można określić jako udane. Pozwoliły one na określenie przede wszystkim metody sztucznej regeneracji zbiorowisk roślinnych, wskazując na metodę transplantacji jako skuteczniejszą od wysiewu, oraz wskazały grupę gatunków, które dobrze znoszą trudne warunki zdewastowanych siedlisk. WNIOSKI 1. Z zastosowanych metod sztucznej odbudowy pokrywy roślinnej na zboczu Kopy skuteczną okazała się być metoda transplantacji. 2. Spośród zastosowanych w zabiegach rekultywacyjnych gatunków najwyższą przeżywalnością i zdolnością adaptacyjną charakteryzowały się Deschampsia cespitosa oraz Holcus lanatus. 3. Rodzime pochodzenie transplantowanych gatunków nie zmniejsza skuteczności rekultywacji, a dodatkowo pozwala uniknąć często nieprzewidywalnych skutków, jakie wiążą się z introdukcją obcych gatunków. 4. Stosowanie metody transplantacji w zabiegach rekultywacyjnych sprzyja naturalnej sukcesji roślin na zniszczone powierzchnie poprzez tworzenie tzw. safe sites. Jednak posadzone darnie nie wywierają znaczącego wpływu stabilizującego stok w okresie 2 lat po posadzeniu. STRESZCZENIE Rozbudowa infrastruktury narciarskiej oraz konieczność konserwacji stoków i urządzeń narciarskich wiążą się z silną presją na naturalne środowisko. Obecnie jest to jeden z głównych antropogenicznych czynników odpowiedzialnych za degradację terenów górskich. Zabiegi restauracyjne mają często niską skuteczność z powodu niewłaściwego doboru materiału roślinnego lub niestosownego zabezpieczenia miejsc rekultywowanych w taki sposób, by umożliwić rozwój pokrywy roślinnej. Zabiegi rekultywacyjne prowadzone na nartostradzie Liczyrzepa w Karkonoszach polegały na nasadzaniu materiału roślinnego rodzimego pochodzenia, głównie wieloletnich gatunków traw, w miejscach pozbawionych pokrywy roślinnej oraz na wysiewie nasion gatunków trawiastych przez wykładanie skoszonych, owocujących traw. Celem badań było określenie przeżywalności nasadzonych gatunków traw oraz określenie czynników sprzyjających spontanicznej kolonizacji na terenach ze zdegradowaną glebą. Prace rekultywacyjne można określić jako udane. Z badań wysnuto następujące wnioski. Z zastosowanych metod sztucznej odbudowy pokrywy roślinnej na zboczu Kopy skuteczną okazała się być metoda transplantacji. Spośród zastosowanych gatunków najwyższą przeżywalnością i zdolnością adaptacyjną charakteryzowały się Deschampsia cespitosa oraz Holcus lanatus. Rodzime pochodzenie transplantowanych gatunków nie zmniejsza skuteczności rekultywacji, a dodatkowo pozwala uniknąć często nieprzewidywalnych skutków, jakie wiążą się z introdukcją obcych gatunków. Stosowanie metody transplantacji w zabiegach rekultywacyjnych sprzyja naturalnej sukcesji roślin na zniszczone powierzchnie poprzez tworzenie tzw. safe sites. Jednak posadzone darnie nie wywierają znaczącego wpływu stabilizującego stok w okresie dwóch lat po posadzeniu. 495

7 LITERATURA BRADSHAW A. D. 1997: The importance of soil ecology in restoration science. In: URBAŃSKA K. (ed.), Restoration Ecology and Sustainable Development. Cambridge. CHAMBERS J. C. 1997: Restoring alpine ecosystems in the western United States: environmental constraints, disturbance characteristics, and restoration success. In: URBAŃSKA K. (ed.), Restoration Ecology and Sustainable Development. Cambridge. CHAMBERS J. C., MACMAHON J. A. & HAEFNER K. 1991: Seed entrapment in alpine ec.systems: effects of soil particle size and diaspore morphology. Ecology 72: CHAMBERS J. C. 1995a: Disturbance, life history strategies, and seed fates in alpine herbfield communities. American Journal of Botany 82 (3): CHAMBERS J. C. 1995b: Relationships between seed fates and seedling establishment in an alpine environment. Ecology 76: DUNAJSKI A. 1993: Wpływ intensywnej presji narciarskiej na roślinnośi wysokogórską w Goryczkowej Dolinie pod Zakosy. Ms. (pr. mgr., depon. in: Zakład Ekologii roślin i Ochr. Środowiska Uniwersytetu A. Mickiewicza, Poznań. FORBES B. C. & JEFFERIES R. L. 1999: Revegetation of disturbed arctic sites: constraints and applications. Biological Conservation 88: GUERRERO CAMPO J. & MONTSERRAT MARTI G. 2: Effects of soil erosion on the floristic composition of plant communities on marl in northeast Spain. Journal of Vegetation Science 11 (3): JUMPPONEN A., VÄRE H., MATTSON K. G., ONTONEN R. & TRAPPE J. M. 1999: Characterization of the safe sites for pioneers in primary succession on recently deglaciated glacier forefront. Journal of Ecology 87: MAGNUSON S. H. 1997: Restoration of eroded areas in Iceland. In: Restoration Ecology and Sustainable Development. Cambridge. RUTH BALAGANSKAYA E. & MYLLYNEN MALINEN K. 2: Soil nutrient status and revegetation practices of downhill skiing areas in Finnish Lapland a case study of Mt. Ylläs. Landscape and Urban Planning : TITUS H. J. & TSUYUZAKI S. 1999: Ski slope Vegetation of Mount Hood, Oregon, USA. Arctic, Antarctic and Alpine Research 3 (31): TSUYUZAKI S. 22: Vegetation development patterns on skislopes in lowland Hokkaido, northern Japan. Biological Conservation 18: URBAŃSKA K. (ed.) 1997: Restoration Ecology and Sustainable Development. Cambridge. URBAŃSKA K. 1995: Biodiversity assessment in ecological restoration above the timberline. Biodiversity and Conservation 4: