Użytkowanie lasu a bioróżnorodność i rola ksylofagów

Transkrypt

1 Użytkowanie lasu a bioróżnorodność i rola ksylofagów Jacek Hilszczański

2 Użytkowanie lasu wpływa na bioróżnorodność Gospodarka leśna Hodowla lasu, Ochrona lasu (szkodniki, zwierzyna), Pozyskanie drewna. Dawne formy użytkowania wypas, wypalanie. J.Hilszczański Arch. internetowe Arch. internetowe

3 Dlaczego martwe drewno jest ważne? Ksylofag, drewnojad (gr. xýlon drewno, phageín jeść) gatunek saproksyliczny odżywiający się drewnem, Organizmy związane z drewnem martwych lub zamierających drzew, nadrzewnymi grzybami lub z innymi organizmami saproksylicznymi (Speight 1989).

4 Dlaczego martwe drewno jest ważne? Sieć troficzna organizmów saproksylicznych (wg. Stocklanda) Dzięcioły Hyperparazytoidy Zwierzęta Grzyby Owady Rośliny Owady drapieżne Parazytoidy Padlinożercy Mycetofagi Grzyby pasożytnicze Saprofagi Inne Grzyby Grzyby rozkładające drewno Inne organizmy rozkł. drewno? Mikoryza Zwierzęta gniazdujące owady, ptaki, ssaki Drewno Epiksyle porosty, mchy, grzyby

5 Martwe drewno jako środowisko życia różnych grup organizmów Najlepiej poznaną grupą organizmów związanych z martwym drewnem są owady saproksyliczne W Polsce występuje ponad 3000 gatunków owadów saproksylicznych (ok. 10% wszystkich gatunków owadów występujących w naszym kraju) Czerwona Księga 30 z 58 gatunków owadów, Chronione ok. 1/3 chronionych gatunków owadów, Natura z 33 gatunków owadów

6 ILE I JAKIE? Martwe drewno w publikacjach na przestrzeni ostatnich 75 lat 200 liczba publikacji

7 ILE I JAKIE? ogółem - 5,7 m 3 /ha, w tym martwe drzewa stojące - 2,3 m 3 /ha 5,2 m 3 /ha 7,5 m 3 /ha 2,3 m 3 /ha 4,0 m 3 /ha BULiGL Wielkoobszarowa Inwentaryzacja Stanu Lasu 14,8 m 3 /ha 4,5 m 3 /ha 3,8 m 3 /ha Puszcza Białowieska średnio około m 3 /ha 20,1 m 3 /ha

8 ILE I JAKIE? Przykłady badań nad wymaganiami co do ilości martwego drewna (Ranius i Fahrig 2006) Gatunek Środowisko Próg wymierania Skala przestrzenna Źródło Dzięcioł białogrzbiety Martwe drewno liściaste m 3 /ha 100 ha Angelstam i in Dzięcioł trójpalczasty 5 gatunków chrząszczy Złomy Martwe drewno ogółem m 2 /ha (S) m 2 /ha (SE) 15 m 3 /ha 100 ha Bütler i in m 3 /ha ha Økland i in gatunki chrząszczy Leżące kłody 3-7 /ha ha Økland i in Pachnica dębowa Dziuplaste dęby 10 dębów/d-st. Dęby <250 m od następnego Ranius 2002

9 ILE I JAKIE? W lasach gospodarczych nie da się określić ilości martwego drewna tak, aby spełnić wymagania wszystkich gatunków. Ochrona powinna koncentrować się w skali krajobrazu i na określonych typach martwego drewna. Ranius T., Fahrig L. (2006). Targets for maintenance of dead wood for biodiveristy conservation based on extinction thresholds. Scandinavian Journal of Forest Research. 21:

10 Ochrona organizmów saproksylicznych Dlatego tworzenie nasłonecznionych miejsc takich jak wysokie pniaki, zaobrączkowane drzewa, drzewa zabite przez korniki i powalone przez wiatr w całym krajobrazie lasów może być znacznie bardziej efektywną metodą ochrony tej fauny (chrząszcze saproksyliczne) niż tradycyjna ochrona w rezerwatach ścisłych. Lindhe, A., Lindelöw, Å., & Åsenblad, N. (2005). Saproxylic beetles in standing dead wood density in relation to substrate sun-exposure and diameter. Biodiversity and Conservation, 14(12),

11 Ochrona organizmów saproksylicznych jest wiele przykładów na to, że jakakolwiek działalność czy zabiegi zmierzające do promowania bioróżnorodności gatunków saproksylicznych w lasach zagospodarowanych, wymaga podejścia w szerokiej skali, tzn. lokalne zabiegi powinny być wykonywane w kontekście krajobrazu w sensie geograficznym i historycznym w znacznie większym stopniu niż jest to robione obecnie. Sverdrup-Thygeson, A., Gustafsson, L., & Kouki, J. (2014). Spatial and temporal scales relevant for conservation of deadwood associated species: Current status and perspectives. Biodiversity and Conservation, 23(3),

12 Ochrona organizmów saproksylicznych Przez 2 lata badaliśmy znaczenie martwego drewna i wielu innych biotycznych i abiotycznych czynników dla zróżnicowania zgrupowań chrząszczy saproksylicznych w wielu lasach gospodarczych Niemiec. Stwierdziliśmy, że ogólna miąższość martwego drewna w lesie odgrywa jedynie pomniejszą rolę w kształtowaniu zgrupowań chrząszczy w porównaniu do innych czynników takich jak opady, temperatura, gatunek drzewa oraz położenie. Gossner, M. M., Floren, A., Weisser, W. W., & Linsenmair, K. E. (2013). Effect of dead wood enrichment in the canopy and on the forest floor on beetle guild composition. Forest Ecology and Management, 302, J.Hilszczański

13 Ochrona organizmów saproksylicznych Brak korelacji pomiędzy ilością martwego drewna a liczbą gatunków chrząszczy saproksylicznych w lasach dębowych (r S =0.1, n.s.). (IBL mat. niepubl.). Ilość martwego drewna [m 3 ] Pińczów Krotoszyn Puławy Łochów Hajnówka Liczba gatunków

14 Ochrona organizmów saproksylicznych Nasze wyniki wskazują, że pniaki powstałe w czasie cięć rębnych są miejscem rozwoju takiej samej liczby gatunków oraz osobników owadów saproksylicznych w przeliczeniu na jednostkę objętości jak martwe drewno innego rodzaju. Pniaki..stanowiące do 80% martwego drewna na zrębach niesłusznie są pomijane jako substrat dla organizmów żyjących w drewnie. Hjältén, J., Stenbacka, F., & Andersson, J. (2010). Saproxylic beetle assemblages on low stumps, high stumps and logs: Implications for environmental effects of stump harvesting. Forest Ecology and Management, 260(7),

15 Ochrona organizmów saproksylicznych Czynniki, takie jak zagęszczenie drzew oraz pole przekroju pierśnicowego mają negatywny wpływ na różnorodność gatunkową. pniaki oraz drewno o zaawansowanym rozkładzie były pozytywnie, skorelowane z bogactwem gatunkowym organizmów (saproksylicznych). Dlatego w ekstensywnie gospodarowanych lasach powinny być stosowane regularne cięcia w celu tworzenia pniaków dla zabezpieczenia ciągłości martwego drewna, a jednocześnie dla zwiększania liczby i powiększania rozmiarów otwartych powierzchni leśnych. Della Rocca, F., Stefanelli, S., Pasquaretta, C., Campanaro, A., & Bogliani, G. (2014). Effect of deadwood management on saproxylic beetle richness in the floodplain forests of northern italy: Some measures for deadwood sustainable use. Journal of Insect Conservation, 18(1),

16 Kornik drukarz a bioróżnorodność Kornik drukarz Ips typographus (L.) Wymagania: zmienne, zależne od stanu populacji, zasiedla głównie żywe, osłabione świerki. W warunkach gradacji preferencje zanikają. W.Janiszewski - dobrze poznany, - gatunek kluczowy. Arch. internetowe

17 Kornik drukarz a bioróżnorodność Efekty gradacji a bioróżnorodność Otwarty las Wzrost udziału wczesnych stadiów sukcesyjnych, zwiększenie różnorodności organizmów związanych z otwartym lasem (Lehnert i in Journal of Nature Conservation). Martwe drewno Wzrost liczby gatunków związanych z martwym drewnem, np. kompleks stawonogów związanych z kornikiem ok. 140 gatunków (Müller i in Biodiversity and Conservation). J.Hilszczański

18 Kornik drukarz a bioróżnorodność Zagrożenia związane z gradacjami korników Zanik ciągłości środowisk: - związanych z żywymi świerkami (Økland i in Biodiversity and Conservation), - wrażliwych gatunków stenotopowych (np. rozmiazg kolweński), Zaburzenia w dostępności środowisk np. dla dzięciołów, (Werner i in Forest Ecology and Management, Matsuoka i in Canadian Journal of Zoology ). Wpływ zmian klimatycznych na intensywność gradacji (Jönsson i in Forest Ecology and Management) Sven Zacek

19 Kornik drukarz a bioróżnorodność Rozmiazg kolweński Pytho kolwensis Sahlb. Natura 2000, Czerwona Księga (CR), Chroniony. Wymagania: grube, zamarłe świerki, leżące, zawieszone, -specyficzne warunki wilgotnościowe, -mała dyspersja. Drzewa zabite przez kornika drukarza powinny być generalnie pozostawiane, Fot. Archiwum Internetowe gdyż stanowią ważne środowisko dla organizmów zależnych od martwych stojących drzew. Jedynym wyjątkiem jest stan gradacji, kiedy usuwanie zasiedlonych drzew może być ważnym zabiegiem ograniczającym kornika. Schroeder Scandinavian Journal of Forest Research.

20 Kornik drukarz a bioróżnorodność Symulacja szkód powodowanych przez kornika drukarza w północnej Szwecji (w m 3 zasiedlonych drzew). Stan rzeczywisty czarny kolor, wzrost temp. o C niebieski, wzrost o 1 0 C czerwony (wg. Jönsson 2012) z cięciami sanitarnymi bez cięć sanitarnych Większość badań wskazuje, że gradacje korników będą występowały częściej i z większą intensywnością w obliczu wzrostu temperatury, intensywności wiatrów oraz zmienności opadów. W tym kontekście zapobiegawcze działania ze strony leśnictwa powinny być adoptowane do tych zmian tak szybko jak jest to możliwe (Kausrud i in Biological Reviews).

21 Ksylofagi w Puszczy Białowieskiej Obraz Puszczy w przeszłości Wyobrażenia Las pierwotny był nietknięty, a zatem gęsty, jednorodny pod względem zwarcia Fakty Przeważała mozaikowa struktura drzewostanów, będąca wynikiem oddziaływania wielu czynników zaburzających (gospodarka leśna, roślinożercy, pożary, huragany, gradacje owadów, wypas, wypalanie) (Niklasson i in. 2010)

22 Ksylofagi w Puszczy Białowieskiej Puszcza Białowieska jako przykład obszaru zanikania gatunków saproksylicznych oraz światłolubnych Typowe gatunki zanikające i wymarłe: Owady saproksyliczne Jelonek rogacz Kozioróg dębosz Bogatek wspaniały Pilnicznik fiołkowy Pachnica dębowa

23 Ksylofagi w Puszczy Białowieskiej Jelonek rogacz Lucanus cervus (L.) Występowanie i zasięg: Europa, Kaukaz, Azja Mniejsza, Afryka Północna. Wymagania jakościowe: martwe części drzew w miejscach nasłonecznionych, pniaki itp., dąb. T. Jaworski Arch. Internetowe T. Jaworski

24 Aktywne działania na rzecz ochrony gatunków saproksylicznych Wysokie pniaki Przestoje Według Juhy Siitonena pozyskiwanie drewna połączone z kontrolowanym wypalaniem zrębów z przestojami, zwiększa liczebność gatunków zagrożonych, których nie znajdziemy w sąsiednich starych lasach. Innymi słowy, są gatunki których istnienie nie może być zabezpieczone tylko poprzez ochronę ścisłą.

25 Literatura Angelstam, P. K., Bütler, R., Lazdinis, M., Mikusiński, G., & Roberge, J Habitat thresholds for focal species at multiple scales and forest biodiversity conservation - dead wood as an example. Annales Zoologici Fennici, 40(6), Bütler, R., Angelstam, P., Ekelund, P., & Schlaepfer, R Dead wood threshold values for the three-toed woodpecker presence in boreal and sub-alpine forest. Biological Conservation, 119(3), Della Rocca, F., Stefanelli, S., Pasquaretta, C., Campanaro, A., & Bogliani, G. (2014). Effect of deadwood management on saproxylic beetle richness in the floodplain forests of northern italy: Some measures for deadwood sustainable use. Journal of Insect Conservation, 18(1), Gössner i in Effect of dead wood enrichment in the canopy and on the forest floor on beetle guild composition. Forest Ecology and Management. 302: Hjältén, J., Stenbacka, F., & Andersson, J. (2010). Saproxylic beetle assemblages on low stumps, high stumps and logs: Implications for environmental effects of stump harvesting. Forest Ecology and Management, 260(7), Horak J., Chumanova E., Hilszczański J Saproxylic beetle thrives on the openness in management: a case study on the ecological requirements of Cucujus cinnaberinus from Central Europe. Insect Conservation and Diversity. 5(6): Jönsson, A. M., Schroeder, L. M., Lagergren, F., Anderbrant, O., & Smith, B. (2012). Guess the impact of Ips typographus-an ecosystem modelling approach for simulating spruce bark beetle outbreaks. Agricultural and Forest Meteorology, , Kausrud, K., Økland, B., Skarpaas, O., Grégoire, J. -., Erbilgin, N., & Stenseth, N. C. (2012). Population dynamics in changing environments: The case of an eruptive forest pest species. Biological Reviews, 87(1), Lehnert, L. W., Bässler, C., Brandl, R., Burton, P. J., & Müller, J. (2013). Conservation value of forests attacked by bark beetles: Highest number of indicator species is found in early successional stages. Journal for Nature Conservation, 21(2), Lindhe A., Lindelöv Å., Asenblad N Saproxylic beetles in standing dead wood density in relation to substrate sun-exposure and diameter. Biodivers. Conserv. 14 (12): Matsuoka, S.M., Handel, C.M., Ruthrauff, D.R., Densities of breeding birds and changes in vegetation in an Alaskan boreal forest following a massive disturbance by spruce beetles. Can. J. Zool. 79, Müller, J., Bußler, H., Goßner, M., Rettelbach, T., & Duelli, P. (2008). The european spruce bark beetle Ips typographus in a national park: From pest to keystone species. Biodiversity and Conservation, 17(12), Niklasson M., Zin E., Zielonka T., Feijen M., Korczyk A.F., Churski M., Samojlik T., Jędrzejewska B., Gutowski J.M., Brzeziecki B A 350-year tree-ring fire record from Białowieża Primeval Forest, Poland: implications for Central European lowland fire history. Journal of Ecology. 98: Økland, B., Bakke, A., Hagvar, S., Kvamme, T What factors influence the diversity of saproxylic beetles? A multiscaled study from a spruce forest in southern Norway. Biodiversity and Conservation, 5(1), Oleksa A Conservation and ecology of the hermit beetle Osmoderma eremita s.l. in Poland. In: J. Buse, K.N.A. Alexander, T. Ranius, T. Assmann (Eds): Saproxylic Beetles - their role and diversity in European woodland and tree habitats. Proceedings of the 5th Symposium and Workshop on the Conservation of Saproxylic Beetles. Pensoft Series Faunistica 89: Ranius, T Osmoderma eremita as an indicator of species richness of beetles in tree hollows. Biodiversity and Conservation, 11(5), Ranius T., Fahrig L Targets for maintenance of dead wood for biodiveristy conservation based on extinction thresholds. Scandinavian Journal of Forest Research. 21: Schroeder, L. M. (2007). Retention or salvage logging of standing trees killed by the spruce bark beetle Ips typographus: Consequences for dead wood dynamics and biodiversity. Scandinavian Journal of Forest Research, 22(6), Speight M.C.D Saproxylic invertebrates and their conservation. Nature and Environment Series, No 42. Strasbourg. Sverdrup-Thygeson, A., Gustafsson, L., & Kouki, J. (2014). Spatial and temporal scales relevant for conservation of dead-wood associated species: Current status and perspectives. Biodiversity and Conservation, 23(3), Werner, R. A., Holsten, E. H., Matsuoka, S. M., & Burnside, R. E Spruce beetles and forest ecosystems in south-central Alaska: A review of 30 years of research. Forest Ecology and Management, 227(3 SPEC. ISS.),

26 Dziękuję za uwagę! J.Hilszczański