Dr hab. Hanna Gołdyn. Instytut Środowiska Rolniczego i Leśnego Polskiej Akademii Nauk. ul. Bukowska 19, Poznań.

Transkrypt

1 Dr hab. Hanna Gołdyn Instytut Środowiska Rolniczego i Leśnego Polskiej Akademii Nauk ul. Bukowska 19, Poznań mgr Artur Golis Zespół Parków Krajobrazowych Województwa Wielkopolskiego w Poznaniu INWAZJE ROŚLIN PRZYCZYNY, PRZEBIEG I SKUTKI Inwazje są skutkiem masowego w naszych czasach przenoszenia i zawlekania obcych gatunków poza ich naturalne zasięgi. Inwazje wpływają na funkcjonowanie ekosystemów i są szkodliwe dla rodzimej różnorodności biologicznej, gospodarki i komfortu życia ludzi. Należą do najpoważniejszych problemów współczesnej ochrony przyrody i są uznawane za jedno z największych zagrożeń dla bioróżnorodności. Problem gatunków obcych pojawia się od dawna w dokumentach międzynarodowych konwencji, dyrektywach europejskich, a także w polskich aktach prawnych. Na całym świecie na zwalczanie inwazji przeznaczane są olbrzymie nakłady finansowe. Straty ekonomiczne szacuje się w Europie na co najmniej 12 mld dolarów. Polskie prawo zakazuje wprowadzania obcych gatunków inwazyjnych do środowiska przyrodniczego. W Rozporządzeniu Ministra Środowiska, z dnia z dnia 9 września 2011 roku, zawarta jest lista 52 obcych gatunków roślin i zwierząt, które w przypadku uwolnienia do środowiska przyrodniczego mogą zagrozić gatunkom rodzimym lub siedliskom przyrodniczym w Polsce. Jest wśród nich 16 gatunków roślin. INWAZJE OBCYCH GATUNKÓW ROŚLIN Inwazja obcych gatunków roślin jest rodzajem ekspansji terytorialnej gatunków, przebiegającej gwałtownie i masowo w wyniku pośredniego lub bezpośredniego udziału człowieka. Różne formy ekspansji występowały w przyrodzie zawsze, ich częstość i zasięg wzrastała jednak wraz z różnorodnością sposobów działalności człowieka. Rozwój

2 rolnictwa a następnie komunikacji i transportu spowodował całkowicie niekontrolowaną wymianę gatunków pomiędzy regionami geograficznymi oraz rozdzielonymi od dawna kontynentami. Kierunki i rozmiary wymiany gatunków roślin między wybranymi regionami świata (za Jackowiak 2008) GATUNKI INWAZYJNE to gatunki obcego pochodzenia wnikające gwałtownie do ekosystemów naturalnych i eliminujące z nich gatunki rodzime. Ogólna definicja gatunków inwazyjnych przyjęta w dokumentach Wspólnoty Europejskiej mówi, że są to gatunki, których wprowadzenie do środowiska lub rozprzestrzenienie się może zagrażać różnorodności biologicznej lub pociąga za sobą inne nieprzewidziane konsekwencje. Oddziałują negatywnie poprzez konkurencję, drapieżnictwo, przekazywanie patogenów oraz zakłócanie funkcjonowania ekosystemów. Wydają liczne potomstwo rozprzestrzeniające się na duże odległości. Inwazyjne obce gatunki roślin (IAS Invasive Alien Species), wnikają gwałtownie do ekosystemów naturalnych i eliminują z nich gatunki rodzime. Bardzo szybko zajmują nowe tereny, dzięki szybkiemu rozrastaniu się (orientacyjnie: >100 m w czasie <50 lat w przypadku roślin rozmnażających się za pomocą nasion i innych propagul; >6 m w czasie 3 lat w przypadku roślin rozprzestrzeniających się poprzez rozrost korzeni, kłączy, rozłogów czy pędów pnących).

3 Zmieniają charakter zastanego środowiska (transformers - gatunki przekształcające), zagrażając rodzimym układom biologicznym i poprzez zmiany siedliska obniżają różnorodność gatunkową nie tylko roślin, ale także wszystkich innych organizmów żywych. Powodują straty bioróżnorodności w skali całych krajobrazów, także w krajobrazach rolniczych, gdyż wkraczając do najbardziej wrażliwych ekosystemów (tereny podmokłe, zbiorniki wodne i ich otoczenie) są powodem wymierania najrzadszych gatunków (w Polsce aż 50% gatunków roślin z czerwonych list to gatunki związane z obszarami podmokłymi). ANTROPOGENICZNE PRZEMIANY SZATY ROŚLINNEJ Kierunkowy proces przemian, jaki zachodzi w przyrodzie pod wpływem działalności człowieka jest określany terminem synantropizacji. Dotyczy on świata organizmów żywych: roślin, zwierząt i grzybów. Gatunki synantropijne to rodzime i obce gatunki towarzyszące człowiekowi, odporne na presję antropogeniczną. Szczegółowy podział roślin synantropijnych przedstawiony jest w tabeli. Klasyfikacja roślin synantropijnych według różnych kryteriów podziału oraz wybrane przykłady z Europy Środkowej (za Sudnik-Wojciechowska 2011)

4 Antropogeniczne przekształcenia środowiska wpływają na florę, powodując wymieranie niesynantropijnych gatunków rodzimych (miejscowych) a z drugiej wywołując ekspansję gatunków obcych (antropofitów), które pochodzą z odległych terenów. W zależności od czasu przybycia zadomowione obce gatunki roślin (metafity) dzieli się na archeofity oraz kenofity. Archeofity to gatunki, które są od dawna obecne we florze Polski. Większość z nich to chwasty segetalne związane z roślinami uprawnymi, które pojawiły się razem z roślinami uprawnymi już setki lat temu. Zadomowione w naszej florze gatunki obce, które przybyły na polskie ziemie po okresie odkryć geograficznych, czyli później niż w XV wieku, należą do grupy kenofitów. Kenofity występujące w Polsce pochodzą z pięciu kontynentów, większość jednak z południowej Europy oraz Ameryki Północnej. Wiele z nich pojawiło się przypadkowo na nowym terenie, a wiele w efekcie celowej działalności człowieka. Na przykład niektóre, obecnie zadomowione gatunki

5 obce, były kiedyś w Polsce sadzone w celach dekoracyjnych. Także teraz wiele gatunków obcych uprawia się w ogrodach przydomowych. Inne rozprzestrzeniły się z kolekcji ogrodów botanicznych i arboretów. Tatarak zwyczajny, zadomowiony w Polsce od kilku stuleci na siedliskach nadwodnych i podmokłych, został zawleczony lub wprowadzony celowo, jako roślina lecznicza oraz spożywcza. Słonecznik bulwiasty (topinambur), który rozprzestrzenia się w dolinach rzecznych, dawniej uprawiany był w celach spożywczych i ozdobnych a obecnie wykorzystywany jest na poletkach łowieckich. Przegorzan kulisty i rdestowiec ostrokończysty to gatunki wprowadzone kiedyś jako rośliny miododajne i ozdobne. Źródłem diaspor gatunków obcych bywa także karma dla ptaków. CZY WSZYSTKIE OBCE GATUNKI SĄ NIEBEZPIECZNE? We florze Polski od bardzo dawna obecne są obce gatunki z grupy archeofitów. Są to przede wszystkim chwasty związane ze zbiorowiskami roślinnymi pól uprawnych. Nie stanowią zagrożenia dla naszej flory, a niektóre z nich są nawet zamieszczane na czerwonych listach jako gatunki wymierające. Są to gatunki związane z tradycyjnymi sposobami gospodarowania, które giną z powodu z intensyfikacji rolnictwa. Największe zagrożenia wynikają ze stosowania herbicydów, wysokich dawek nawozów mineralnych i kwalifikowanego materiału siewnego a także z rezygnacji z niektórych upraw (na przykład upraw lnu), zanikania siedlisk bogatych w węglan wapnia i siedlisk oligotroficznych (ubogich w składniki odżywcze). Groźne gatunki obce należą do grupy kenofitów. Tylko niektóre z nich są przyczyną inwazji. Spośród wszystkich gatunków pojawiających się poza granicą zasięgu tylko 10% pozostaje, reszta ginie. Właściwości inwazyjne wykazuje zaledwie 10% spośród wszystkich kenofitów zadomowionych na nowym terenie. Trudno jest jednak przewidzieć czy nowy przybysz stanie się gatunkiem inwazyjnym czy nie, i dlatego każdy z nich w chwili pojawienia się stanowi potencjalne zagrożenie dla miejscowej flory. We florze Polski znanych jest około 30 inwazyjnych kenofitów. WŁAŚCIWOŚCI GATUNKÓW ROŚLIN SPRZYJAJĄCE ICH INWAZYJNOŚCI

6 Obce gatunki inwazyjne cechuje często bardzo szybki wzrost, wysoka płodność, trwałość nasion, przedłużona zdolność kiełkowania, zdolność do tworzenia mieszańców w nowej ojczyźnie, duże rozmiary, zdolność do zacieniania i wydzielania substancji szkodzących innym gatunkom. Na przykład czeremcha amerykańska, robinia akacjowa, rdestowiec sachaliński i barszcz Sosnowskiego konkurują z innymi gatunkami wzrostem, tempem odtwarzania uszkodzonych organów oraz produkcją substancji allelopatycznych (allelopatia wzajemne oddziaływanie, stymulujące lub hamujące, poprzez związki chemiczne wydzielane przez żywe lub martwe rośliny). Klon jesionolistny i rdestowiec japoński charakteryzuje przyspieszony wzrost w młodości, plastyczność morfologiczna, wczesne przystępowanie do reprodukcji i znaczna alokacja biomasy w część podziemną. Dzięki takim cechom inwazyjne gatunki opanowują teren zajmowany dotąd przez rodzime fitocenozy i tworząc zwarte jednogatunkowe łany uniemożliwiają rozwój jakichkolwiek innych roślin. W ten sposób dochodzi do eliminacji rodzimych gatunków i drastycznego zubożenie flory a także innych grup organizmów. Zdarza się na przykład, że w zbiorowiskach łąkowych zamiast kilkudziesięciu gatunków, pozostaje tylko jednogatunkowy łan rośliny inwazyjnej. JAKIE SĄ KONSEKWENCJE INWAZJI W ŚWIECIE ROŚLIN? Obce inwazyjne gatunki roślin mogą zupełnie zmieniać ekosystemy, zaburzając skład zbiorowisk roślinnych i proporcje pomiędzy ich komponentami. Mogą doprowadzić do całkowitej eliminacji gatunków rodzimych i powstania zupełnie nowych, obcych zespołów. W skali globalnej, prowadzi do ujednolicenia i braku zróżnicowania pomiędzy biocenozami zwłaszcza, że te same gatunki roślin atakują odległe regiony geograficzne. W konsekwencje inwazji dochodzi do zaniku lokalnych zasobów genowych oraz do powiększania się zasięgów inwazyjnych gatunków obcych przy zmniejszaniu się zasięgów taksonów rodzimych. Zmieniają się całe zbiorowiska roślinne. Zanikają w nich gatunki o węższej skali ekologicznej, co staje się przyczyną ubożenia florystycznego i uproszczenia struktury fitocenozy a nawet powstawania jednogatunkowych zbiorowisk kadłubowych lub zbiorowisk złożonych głównie z gatunków obcych. Konsekwencje

7 inwazji są widoczne też na poziomie biotopu, gdzie w ich wyniku zmieniają się stosunki wodne, chemizm i struktura fizyczna gleby, bilans świetlny. SZKODY POWODOWANE PRZEZ INWAZJE OBCYCH GATUNKÓW ROŚLIN Gatunki inwazyjnych roślin są przyczyną strat w gospodarce. Na przykład rdestowiec japoński może rozsadzać i niszczyć betonowe konstrukcje. Inwazyjne gatunki roślin wodnych zajmując całą toń utrudniają żeglugę. Zmiany w łańcuchach pokarmowych razem z rozkładem ogromnej masy roślin są powodem pogarszania jakości wody a tym samym ograniczenia możliwości rekreacyjnego wykorzystywania zbiorników. Gatunki opanowujące brzegi wód mogą przyczyniać się do podtopień lub nawet powodzi, a w konsekwencji do powstawanie siedlisk komarów. Niektóre gatunki mogą być niebezpieczne dla zdrowia ludzi i zwierząt. Na przykład barszcz Sosnowskiego powoduje groźne i bardzo trudne do wyleczenia oparzenia II i III stopnia. Jego olejki eteryczne wydzielane w czasie upalnych dni wykazują działanie neurotoksyczne i mogą powodować silne zatrucia. PRZYKŁADY INWAZYJNYCH GATUNKÓW ROŚLIN Z LISTY 100 NAJGORSZYCH NA ŚWIECIE (100 OF THE WORLD'S WORST INVASIVE ALIEN SPECIES) Do najgroźniejszych gatunków inwazyjnych na świecie zaliczany jest najbardziej znany chwast wodny - hiacynt wodny (Eichhornia crassipes ), gatunek rodzimy dla Brazylii i Amazonii. Jako gatunek obcy występuje w ponad 50 krajach na 5 kontynentach. Cechuje go bardzo szybki wzrost już w ciągu 12 dni podwaja swoją biomasę. Zacieniając toń wodną uniemożliwia rozwój innym gatunkom roślin. Jego zwarte płaty blokują szlaki wodne i uniemożliwiają żeglugę. Do grupy tej należy też lasecznica trzcinowata (Arundo donax), z rodziny traw. Jej sztywne źdźbła mogą osiągać 6 m wysokości i średnicę do 4 cm. Jest to gatunek rodzimy dla południowej i wschodniej Azji, południowej Afryki i południowo-wschodniej Europy. Inwazyjny w Ameryce, Australii oraz w innych częściach Afryki i Europy. Występuje na brzegach rzek i kanałów i jako gatunek inwazyjny rośnie 3-5 razy szybciej niż rodzime gatunki. Rozmnaża się wegetatywnie w bardzo szybkim tempie i całkowicie zmienia ekosystem, eliminując z niego wszystkie inne gatunki. Jednogatunkowe płaty lasecznicy mogą zakłócać kontrolowanie powodzi a także pożarów, gdyż

8 jest ekstremalnie łatwopalna a po pożarach regeneruje się 3-4 razy szybciej niż rodzime gatunki. Może zatrzymywać rumowiska przed mostami i przepustami wodnymi i przez to zakłócać ich funkcjonowanie. To z kolei prowadzi często do zaburzeń w całych ekosystemach wodnych. Występujący w Polsce kenofit - rdestowiec ostrokończysty (Reynourtia japonica syn. Fallopia japonica) to jeszcze jeden przykład gatunku z listy 100 najgorszych na świecie roślin inwazyjnych. Należy do rodziny rdestowatych. Jest gatunkiem rodzimym dla wschodniej Azji, gdzie rośnie nawet na glebach wulkanicznych. Jako gatunek obcy występuje w Europie, Kanadzie, USA, Nowej Zelandii i Australii. Do Europy sprowadzono go jako roślinę ozdobną w 1823 roku. Obecnie jego inwazje powodują zmiany w środowisku i ogromne straty w różnorodności roślin i zwierząt a także straty ekonomiczne. Silnymi rozłogami i łodygami roślina ta może przebijać się przez żwir, asfalt a nawet beton, uszkadzać fundamenty, ściany, nawierzchnie, urządzenia odwadniające i zabezpieczenia przeciwpowodziowe. Ogranicza dostęp do brzegów wód a obumieranie przed zimą powoduje odsłonięcie brzegów oraz wzrost ryzyka powodzi i erozji. Wkracza do chronionych ekosystemów na brzegach wód. W Polsce należy do gatunków inwazyjnych występujących w obrębie siedlisk przyrodniczych NATURA 2000, które są chronione na mocy Dyrektywy Siedliskowej. Opanowuje doliny rzeczne i tworzy w nich zwarte jednogatunkowe płaty, w których żadnych szans na przetrwanie nie mają składniki dawnych rodzimych fitocenoz. Gatunki inwazyjne w granicach naturalnego zasięgu nie stwarzają problemów, które powstają po przedostaniu się na tereny kolonizowane. Na przykład barszcz Sosnowskiego, który osiąga u nas 5 m wysokości, w rejonie ojczystego dla niego Kaukazu dorasta tylko do 1,5 m wysokości. Rodzimy dla Polski gatunek, występująca na brzegach wód krwawnica pospolita, zaliczana jest do 100 najbardziej groźnych gatunków inwazyjnych na świecie i uznawana za najbardziej szkodliwy gatunek roślinny w USA. Jest gatunkiem rodzimym w Europie i Azji. Została przypadkowo sprowadzona na tereny USA, jako balast na statku w 1800 roku. Obecnie tworzy tam łany zagrażające bioróżnorodności w jeziorach, stawach, ciekach wodnych oraz na podmokłych łąkach i pastwiskach. Koszty związane z obecnością tego gatunku wynoszą co najmniej 28 mln US $ rocznie. GDZIE WYSTĘPUJĄ INWAZJE? Obce gatunki roślin wkraczają zwykle w pierwszej kolejności do układów niestabilnych, gdzie opór środowiska jest najmniejszy. Do takich należą fitocenozy synantropijne, np.

9 zbiorowiska roślinne porastające ugory, przydroża, przypłocia, przychacia, nasypy kolejowe. O ile opanowanie przez gatunki obce zbiorowisk synantropijnych jest stosunkowo łatwe i powszechne, o tyle w przypadku zbiorowisk półnaturalnych (łąk, pastwisk, wrzosowisk itp.), a szczególnie naturalnych (lasów łęgowych, torfowisk, olsów, środowisk wodnych itp.) staje się znacznie trudniejsze, ponieważ wymaga przełamania silniejszych powiązań biocenotycznych, ukształtowanych w toku trwającej tysiące lat ewolucji. Liczba obcych gatunków w zbiorowiskach naturalnych jest dzięki temu mniejsza, ale są to z reguły gatunki o większym potencjale inwazyjnym. Biologiczne inwazje mogą być uznane za syndrom cech, które charakteryzują zdegradowane ekosystemy wodne. W środowiskach wodnych gatunki inwazyjne najlepsze warunki rozwoju spotykają w zaburzonych ekosystemach z wysokim albo wahającym się poziomem biogenów, zmieniającym się reżimem wody i zanieczyszczeniami przemysłowymi. Ramowa Dyrektywa Wodna UE nakazuje poprawę stanu ekologicznego w takich zbiornikach. Działania związane z jej realizacją, prowadzone w ekosystemach wodnych i na terenie ich zlewni, zapobiegają zatem inwazji gatunków obcych. W krajobrazach rolniczych wodne i bagienne ekosystemy zajmują niewielkie powierzchnie. Pomimo tego mają ogromne znaczenie w podnoszeniu bioróżnorodności całego krajobrazu. W wielu przypadkach są na tych terenach jedynymi miejscami z zachowanymi fragmentami naturalnej szaty roślinnej, która składa się prawie wyłącznie z gatunków rodzimych (roślinność wodna, szuwary, zabagnione łąki, skrawki lasów łęgowych i olsów). Ochrona tych ekosystemów przed inwazjami obcych gatunków jest konieczna dla zachowania wysokiej bioróżnorodności w całym krajobrazie. Najbardziej widoczne zagrożenia związane z roślinami inwazyjnymi występują na zachodzie i południu Polski. Jednak w ciągu ostatnich kilkunastu lat, obserwuje się ich stopniową ekspansję także w Polsce wschodniej a w związku z ocieplaniem klimatu należy się spodziewać, że proces ten będzie się nasilał. Na Suwalszczyźnie, istotnym czynnikiem hamującym inwazje gatunków obcych był ostry klimat regionu. Obecnie powstrzymanie ich ekspansji jest zależne od samych ludzi. Przede wszystkim konieczne jest wyeliminowanie gatunków inwazyjnych z hodowli oraz niszczenie ich stanowisk na

10 siedliskach półnaturalnych i naturalnych. Gatunki te stanowią szczególne zagrożenie na terenach chronionych, gdzie powinny być bezwzględnie zwalczane. Systematyczny monitoring rozmieszczenia i stanu populacji, zawleczonych lub celowo introdukowanych obcych gatunków roślin, pomaga ocenić charakter i stopień zagrożenia i tym samym umożliwia podjęcie racjonalnych działań zapobiegających lub ograniczających inwazje. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA DAISIE 100 of the worst speciestheworst.do Dajdok Z., Krzysztofiak A., Krzysztofiak L., Romański M., Śliwiński M Rośliny inwazyjne w Wigierskim Parku Narodowym. Krzywe. Dajdok Z., Pawlaczyk P. (red.) Inwazyjne gatunki roślin ekosystemów mokradłowych Polski. Wydawnictwo Klubu Przyrodników, Świebodzin. Falińska K Ekologia roślin. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. Faliński J.B Inwazje w świecie roślin: mechanizmy, zagrożenia, projekt badań, Phytocoenosis (N.S.), 16, Seminarium Geobotanicum, 10, s Gatunki obce w Polsce GLOBAL INVASIVE DATABASE Invasive alien species Environment European Commission Jackowiak B Ekologia, biogeografia i ochrona przyrody. W: Biologia. Jedność i różnorodność. Wydawnictwo Szkolne PWN. Warszawa: Kołaczkowska E Inwazje obcych gatunków roślin problem naukowy i praktyczny. Przegląd Geograficzny 80, 1: Kornaś J Oddziaływanie człowieka na florę: mechanizmy i konsekwencje. Wiad. Bot. 25, 3: Pyšek P., Richardson D.M., Rejmánek M., Webster G.L., Williamson M., Kirschner J Alien plants in checklists and floras: towards better communication between taxonomists and ecologists. Taxon 53, 1:

11 Richardson D.M., Pyšek P., Rejmánek M., Barbour M.G., Panetta F.D., West C.J Naturalization and invasion of alien plants: concepts and definitions. Diversity and Distributions 6: Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2011 roku w sprawie listy roślin i zwierząt gatunków obcych, które w przypadku uwolnienia do środowiska przyrodniczego mogą zagrozić gatunkom rodzimym lub siedliskom przyrodniczym. Dz.U nr 210 poz SUDNIK-WOJCIECHOWSKA B Flora Polski. Rośliny synantropijne. Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa. Tokarska-Guzik B., Dajdok Z., Zając M., Zając A., Urbisz A., Danielewicz W., Hołdyński C Rośliny obcego pochodzenia w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem gatunków inwazyjnych. Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.