Folia Univ. Agric. Stetin. 2008, Agric., Aliment., Pisc., Zootech. 260 (5), 43 48

Transkrypt

1 FOLIA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE STETINENSIS Folia Univ. Agric. Stetin. 2008, Agric., Aliment., Pisc., Zootech. 260 (5), Ignacy KUTYNA, Tadeusz LEŚNIK 1 ZBIOROWISKA ROŚLINNE NA GRUNTACH POROLNYCH ZALESIONYCH WEDŁUG KONCEPCJI DUŃSKIEJ I POLSKIEJ NA TERENIE NADLEŚNICTWA DOBRZANY PLANT COMMUNITIES ON THE POST-AGRICULTURAL LAND AFFORESTATED BY DANISH AND POLISH CONCEPTION ON THE AREA OF FOREST INSPECTORATE DOBRZANY Zakład Ekologii, Akademia Rolnicza 1 Katedra Ochrony i Kształtowania Środowiska, Akademia Rolnicza ul. Juliusza Słowackiego 17, Szczecin Abstract. Basing on the 20 phytosociological records made on the areas afforested by Polish and Danish method the sort of plant communities occurring after 5 years later. On the both of areas occurred initial stage of Betulo pendulae-quercetum roboris association, which in long succession process achieves shape of birch-oak forest. Phytocenosys on the both comparing areas differentiated between themselves, it was confirmed by a similarity coefficient 68% by Kulczyński formula and 72% by Sorensen formula. Numerous presence of characteristic species from many phytosociological classes confirms rebuilding of synantropic communities structure toward to forest direction. On the Danish area are less species of segetal and ruderal communities and sandy grasses, because the top layer of the soil which is very rich in annual plant diasporas had been moved in deeper parts of soil profile. Słowa kluczowe: stałość fitosocjologiczna, współczynnik pokrycia, zbiorowiska roślinne, zespół Betulo pendulae-quercetum roboris. Key words: phytosociological stability, cover coefficient, plant communities, association Betulo pendulae-quercetum roboris. WSTĘP Ważnym celem polityki rolnej i leśnej Polski jest zalesianie gruntów rolnych najmniej przydatnych do produkcji (kompleksów glebowo-rolniczych 7 i 6), co ma się przyczynić do bardziej racjonalnego wykorzystania i kształtowania środowiska przyrodniczego. W trakcie zalesiania gruntów o marginalnej produktywności zastosowano w wybranych nadleśnictwach duńską koncepcję zalesiania gruntów porolnych. Zasadniczym celem tej metody jest ograniczenie konkurencji ze strony chwastów, a tym samym polepszenie warunków wzrostu i przeżywalności sadzonych roślin i obniżenie kosztów pielęgnacji upraw leśnych (Okuniewski 1999). Dla oceny tej metody wprowadzono także w ekosystemie tradycyjny w Polsce sposób zakładania uprawy. Celem niniejszego opracowania jest określenie zbiorowisk roślinnych, które wykształciły się na powierzchniach zalesianych metodą duńską i tradycyjną metodą polską oraz stwierdzenie, czy występują zasadnicze różnice w składzie florystycznym fitocenoz na obu porównywanych powierzchniach.

2 44 I. Kutyna i T. Leśnik MATERIAŁ I METODY Materiałem badawczym, wykorzystanym do określania zbiorowisk roślinnych, było 20 zdjęć fitosocjologicznych wykonanych, powszechnie stosowaną przez geobotaników metodą Brauna-Blanqeta (Pawłowski 1972), na dwóch powierzchniach eksperymentalnych (6 ha) podzielonych na 2 działki 3-hektarowe sąsiadujące ze sobą. Powierzchnie badawcze zlokalizowane były w leśnictwie Kielno (RDLP Szczecin) w oddziałach 400 B-k i 400 B-l. Do roku 1994 obie powierzchnie użytkowano rolniczo, potem przez cztery lata były odłogowane, a następnie zalesione. Na podstawie analiz glebowych (gleby płowe zbrunatniałe, wytworzone z piasków gliniastych zwałowych, zalegających na utworach ilasto-gliniastych) siedliska w większej części zostały zakwalifikowane do typu las świeży (Lśw). Gospodarczy typ siedliskowy drzewostanu dla tego siedliska został określony jako drzewostan bukowo-dębowy (Bk-Db), z dębem szypułkowym (Quercus robur) jako gatunkiem panującym. Na powierzchni, na której zastosowano technologię duńską, w roku poprzedzającym nasadzenia mechanicznie zwalczano perz właściwy (Elymus repens), a jesienią wykonano pełną orkę, tzw. regałową, stosując pług dwupoziomowy z lemieszem głównym i z zapłużkiem duńskiej firmy Bovlund. Przeprowadzono ją na głębokości około 70 cm. W wyniku tego zabiegu warstwa orna gleby (z nasionami chwastów), o miąższości około 30 cm, dostała się na spód profilu glebowego i została przykryta 30-centymetrową warstwą gleby z wmytymi w nią związkami mineralnymi oraz 10-centymetrową warstwą skały macierzystej. Po wykonaniu orki regałowej glebę zbronowano i wysiano żyto (ograniczenie erozji wietrznej). Skład uprawy leśnej na tej powierzchni był następujący: 50% stanowił dąb szypułkowy (gatunek panujący), 30% jesion wyniosły (gatunek współpanujący), 10% olsza czarna i lipa drobnolistna (gatunki domieszkowe). Na powierzchni porównawczej zastosowano tradycyjną metodę zalesiania, stosowaną w Polsce, polegającą na wyoraniu bruzd o szerokości 70 cm i na głębokości 15 cm oraz spulchnieniu dna bruzdy przez użycie pogłębiacza leśnego. Stopień zmieszania sadzonek był następujący: 80% stanowił dąb szypułkowy (gatunek panujący), po 10% buk zwyczajny i olsza czarna jako gatunki domieszkowe. Miejscami posadzono pojedyncze sadzonki świerka pospolitego (Plan urządzania gospodarstwa ). Zbiorowiska roślinne, występujące na obu powierzchniach badawczych, określono wykorzystując opracowanie Matuszkiewicza (2001). Stałość fitosocjologiczną (S) i współczynnik pokrycia (D) gatunków roślin wyliczono metodami powszechnie stosowanymi (Pawłowski 1972) w Polsce przez geobotaników. Nazwy gatunków roślin podano za Mirkiem i in. (2002). Współczynniki podobieństwa fitocenoz, występujących na obu powierzchniach badawczych, wyliczono według wzoru Kulczyńskiego (Pawłowski 1972) i Sörensena (Trojan 1975). Gatunki w wyróżnionych jednostkach fitosocjologicznych uporządkowano według klas stałości od najwyższej do najniższej oraz z uwzględnieniem współczynników pokrycia w przypadku takiego samego stopnia stałości. Dotyczy to kolumny łącznego potraktowania obu fitocenoz (zdjęcia fitosocjologiczne 1 20) tab.1.

3 Zbiorowiska roślinne na gruntach porolnych WYNIKI I DYSKUSJA Od wprowadzenia sadzonek drzew do momentu wykonania zdjęć fitosocjologicznych minęło zaledwie 5 lat. Trudno więc było po tak krótkim okresie fitocenozy te zakwalifikować do typowych zbiorowisk leśnych. Występuje w nich wiele gatunków charakterystycznych z wielu klas fitosocjologicznych. Zbiorowiska podlegają i podlegać będą transformacji florystycznej w wyniku sukcesji wtórnej i zachodzących w nich przemian w składzie gatunkowym. W przyszłości (za kilkadziesiąt lat) osiągną strukturę zbiorowiska leśnego z dębem szypułkowym jako gatunkiem panującym w tym typie lasu i zarazem będącym taksonem charakterystycznym zespołu Betulo pendulae-quercetum roboris. Przypuszczać należy, że w przyszłości będzie to zespół Betulo pendulae-quercetum roboris Tx Jest to acydofilny, ubogi florystycznie las brzozowo-dębowy, porastający gleby piaszczyste ubogie w glinokrzemiany w atlantyckim klimacie północno-zachodniej Europy. W centrum zasięgu zbiorowisko to ma szeroką amplitudę pod względem wilgotności gleby i w związku z tym tworzy liczne postacie lokalno-siedliskowe. W Polsce zespół ten występuje najczęściej w nadmorskim pasie Pomorza. Mieści się w typie siedliskowym lasu bór mieszany wilgotny (BMw) lub świeży (BMśw). Badania Piotrkowskiej (1960, 1966), jak podaje Matuszkiewicz (2001), wykazały także obecność tego zespołu na suchszych siedliskach. Betulo pendulae-quercetum roboris Tx stanowi las z panującym dębem szypułkowym i domieszką brzozy brodawkowatej, z wyraźnie wykształconą warstwą krzewów, składających się głównie z kruszyny pospolitej (Frangula alnus), podrostu dębu i jarząbu pospolitego (jarzębiny) (Sorbus aucuparia). Według Matuszkiewicza (2002) fitocenozy tego zespołu zasiedlają gatunki siedlisk związanych ze zbiorowiskami borowymi (Pinus sylvestris, Vaccinium myrtillus, V.vitisidaea, Trientalis europaea, Pleurozium schreberi, a także charakterystyczne dla zbiorowisk klasy Querco-Fagetea (Anemone nemorosa, Stellaria holostea i inne) i Quercetum roborispetraeae (Holcus mollis i Lonicera periclymenum). Zespół Betulo pendulae-quercetum roboris tworzą brzoza brodawkowata i omszona oraz dąb szypułkowy. Obserwujemy w nim ponadto stały udział sosny zwyczajnej. Udział buka zwyczajnego i dębu bezszypułkowego jest znikomy, co stanowi jedną z głównych cech odróżniających w warunkach lokalnych omawiany zespół od zespołu Fago-Quercetum. W płatach zespołu odnotowuje się średnio 22 gatunki roślin naczyniowych i naziemnych mszaków (Matuszkiewicz 2002; Wysocki i Sikorski 2002). Warstwa krzewów, typowa dla tych fitocenoz, na obu powierzchniach badawczych jeszcze się nie wykształciła, również runo typowe dla tego zespołu nie występuje, ponieważ przeważają jeszcze w nich gatunki zbiorowisk segetalnych i ruderalnych. Zbiorowiska roślinne na obu porównywanych powierzchniach badawczych różnią się składem florystycznym i stałością występowania gatunków, co potwierdzają współczynniki podobieństwa fitocenoz, które wyliczone według wzoru Kulczyńskiego wynoszą 68%, a według wzoru Sörensena 72%. Na obu badanych powierzchniach, po upływie 5 lat od posadzenia drzew, występują dwa gatunki charakterystyczne, wyróżniające zespół Betulo pendulae-quercetum roboris

4 46 I. Kutyna i T. Leśnik Quercus robur i Betula pendula. Quercus robur jest gatunkiem wprowadzonym do zbiorowiska przez leśników, natomiast Betula pendula pochodzi z samosiewu (bardzo lekkie nasiona przenoszone anemochorycznie). Quercus robur na powierzchni zalesianej metodą polską osiągnął bardzo wysoki stopień stałości (S = V) oraz wysoki współczynnik pokrycia (D=2750) jak na 5-letni drzewostan (tab.1). Na powierzchni duńskiej występowały płaty, na których gatunek ten wypadł z drzewostanu. Prawdopodobnie przyczyną były bardzo lekkie gleby (piasek luźny) i do tego przesuszone, które ograniczały jego rozwój. Osiągnął on III stopień stałości i współczynnik pokrycia 950. Drugim gatunkiem lasotwórczym, współpanującym w zbiorowisku, była brzoza brodawkowata (Betula pendula), osiągająca na obu powierzchniach S = IV i D = Bardzo wysoki stopień stałości (S = V), duże wartości współczynników pokrycia (D = ) osiągnął Holcus mollis gatunek charakterystyczny klasy Quercetea roboris-petraeae, a także rzędu i związku tej klasy. Na podstawie przedstawionych danych zbiorowiska te można określić jako pierwsze stadium sukcesyjne zespołu Betulo pendulae-quercetum roboris, zmierzające w kierunku ukształtowania się w przyszłości zbiorowiska leśnego brzozowo-dębowego. Obecnie jest to postać inicjalna zespołu, z dominacją w runie gatunków z klasy Stellarietea mediae (17 taksonów na powierzchniach zalesianych metodą polską i 9 na powierzchni duńskiej). Z tego wynika, że znacznie mniej było diaspor w wierzchniej warstwie gleby na powierzchni zalesionej metodą duńską (zostały one wprowadzone podczas orki regałowej głęboko do gleby). W rezultacie powierzchnie te były mniej zachwaszczone. W obu zbiorowiskach zarejestrowano także liczne gatunki charakterystyczne z klasy Artemisietea vulgaris. Szczególnie często (S = V) i licznie (D = ) występował Cirsium arvense. W obu zbiorowiskach dominowały także dwa gatunki charakterystyczne z klasy Agropyretea intermedio-repentis Elymus repens (S = V, D = ) i Equisetum arvense (S = IV, D = ). Bardzo często w fitocenozach na obu powierzchniach występowały także gatunki klasy Koelerio glaucae-corynephoretea canescentis. Warunki siedliskowe (gleby piaszczyste, przesuszone) obu powierzchni sprzyjały rozwojowi roślin z tej klasy fitosocjologicznej. Znacznie częściej i liczniej notowano je w fitocenozach na powierzchniach zalesionych metodą polską. Na obu powierzchniach badawczych występowały gatunki z klasy Molinio-Arrthenatheretea, częściej i liczniej także na powierzchni zalesionej metodą polską. Szczególnie często na obu powierzchniach notowano Achillea millefolium (S = V), przy czym wyższy współczynnik pokrycia (D = 1575) osiągnął on na powierzchni zalesionej metodą polską niż duńską (D = 330). WNIOSKI 1. Po upływie 5 lat od wykonania nasadzeń na obu powierzchniach badawczych występuje inicjalna postać zespołu Betulo pendulae-quercetum roboris, który w długim procesie sukcesji osiągnie w przyszłości prawdopodobnie postać lasu brzozowo-dębowego. 2. Zbiorowiska roślinne na powierzchni zalesionej metodami polską i duńską różnią się składem florystycznym i stałością występowania gatunków potwierdzają to współczynniki podobieństwa 68% według wzoru Kulczyńskiego i 72% według wzoru Sörensena.

5 Zbiorowiska roślinne na gruntach porolnych W obu fitocenozach występują gatunki charakterystyczne z wielu klas fitosocjologicznych, potwierdzające przebudowę struktury zbiorowiska synantropijnego w kierunku leśnego. 4. W zbiorowiskach na powierzchni duńskiej mniej jest gatunków charakterystycznych z klas Stellarietea mediae, Artemisietea vulgaris i Koelerio glaucae-corynephoretea canescentis oraz niższe jest ich pokrycie. 5. Porównując dwie metody nasadzeń drzew, przypuszczać można, że metoda duńska ogranicza w zbiorowiskach liczbę gatunków, szczególnie terofitów, z racji głębokiego wprowadzenia diaspor w głębsze warstwy gleby. PIŚMIENNICTWO Matuszkiewicz J.M Zespoły leśne Polski. Państ. Wydaw. Nauk. PWN, Warszawa, Matuszkiewicz W Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. Państ. Wydaw. Nauk. PWN, Warszawa, Mirek Z., Piękoś-Mirkowa H., Zając A., Zając M Flowering plant and Pteriodophytes of Poland a checklist. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków. Okuniewski B Duńska koncepcja zalesiania gruntów porolnych. Las Polski 4, Pawłowski B Skład i budowa zbiorowisk roślinnych oraz metody ich badania [w: Szata roślinna Polski]. Cz. I. Red. W. Szafer, K. Zarzycki, Wydaw. Nauk. PWN, Warszawa, Piotrowska H Lasy południowo-wschodniego Uznamu. Bad. Fizjogr. Pol. Zach. 6, Piotrowska H Stosunki geobotaniczne wysp Wolina i południowo-wschodniego Uznamu. Monogr. Bot. 29(1), Plan urządzania gospodarstwa leśnego Nadleśnictwa Dobrzany Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej, Gorzów Wielkopolski. Trojan P Ekologia ogólna. Państ. Wydaw. Nauk. PWN, Warszawa. Wysocki C., Sikorski P Fitosocjologia stosowana. Wydaw. SGGW, Warszawa,