EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ - 700

Transkrypt

1 EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ - 700

2 data Temat konwersatorium Temat wykładu Pojęcie ekosystemu, energetyka ekosystemów, produkcja pierwotna Bilans węgla dekompozycja Produkcja wtórna, budżety energii Sieci troficzne, interakcje Sieci troficzne, interakcje Sieci troficzne, interakcje Bilans węgla w ekosystemie Biocenoza, zespół, różnorodność Biocenoza, zespół różnorodność Metody wielowymiarowe WIELKANOC PROGRAM WYKŁADÓW I KONWERSATORIÓW Metody wielowymiarowe Różnorodność a funkcja ekosystemu Metody badań terenowych Wprowadzenie do badań terenowych (piątek) PRACA W TERENIE 8 GODZ Różnorodność a funkcja ekosystemu Funkcjonowanie ekosystemu Zajęcia indywidualne (lab. konsultacje praca własna) Seminarium końcowe (prezentacje projektów) Seminarium końcowe (prezentacje projektów)

3 EKOLOGIA EKOSYSTEMÓW LĄDOWYCH ZAJĘCIA TERENOWE

4 PUSZCZA NIEPOŁOMICKA Położenie, ogólna charakterystyka Gleby, lasy, świat zwierząt Historia ekosystemu, historia badań

5 POŁOŻENIE PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ

6 Image acquired on September 8, 2013, by the Operational Land Imager (OLI) on the Landsat 8 satellite.

7 HIPSOMETRIA

8 Podłoże mineralne gleb Gliny Piaski

9 Gleby Puszczy Niepołomickiej według Gruszczyka (1981) w modyfikacji M. Klimka

10 TYPY DRZEWOSTANÓW

11 DRZEWOSTANY WEDŁUG GATUNKÓW DOMINUJĄCYCH OBSZAR OK. 110 km 2

12 DRZEWOSTANY PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ (TYPOLOGIA LEŚNA) JEDNOSTKI TYPOLOGICZNE O POWTARZALNYM SKŁADZIE GATUNKOWYM

13 GRĄDY (lasy dębowo-lipowo-grabowe), pn część

14 Bory sosonowe (kompleks południowy)

15 GLEBY BIELICOWE część PD GLEBY BRUNATNO- GLEJOWE część PN

16 GLEBA BIELOCOWA (spodosol) BLISKO TERENU BADAŃ

17 GRADIENT GLEBOWO- WILGOTNOŚCIOWY

18 LANDSAT IMAGE (MSS) GRADIENT ZANIECZYSZCZEŃ

19

20 Liczne publikacje w ciągu wielu lat

21 GŁÓWNE POWIERZCHNIE BADAWCZE Inne (nie pokazane): Zespoły roślinności (185) Flora porostów (700) Punkty pomiaru zanieczyszczeń (30)

22 AKUMULACJA METALI CIĘŻKICH W MCHU Pleurosium schreberi Makomaska 1978 Godzik & Szarek 1993 Szarek-Łukaszewska et al. 2002

23

24

25 HAEVY METAL CONTENTS IN SOIL HUMUS (RECENT) Cd Cu Pb Zn μg/kg

26 DOPŁYW METALI CIĘŻKICH Z OPADEM (WSPÓŁCZ.) ŚREDNIE STĘŻENIE ROCZNE Szarek et al.. unpubl.

27 METALE CIĘŻKIE: współczesne stężenie jest niskie; Współczesny rozkład przestrzenny odpowiada dopływowi z opadami Nie ma wyraźnego wpływu poprzedniej akumulacji w glebie

28 FLORA POROSTÓW Chroniczny wpływ zanieczyszczeń Kiszka 1964, 1976, 1977, 1978, 1980a,b, 1981, 1990 Grodzińska & Kiszka, in press

29 RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKOWA POROSTÓW (OBECNA) 190 gatunków ( ) No. of species Kiszka et al., Unpubl.

30 Liczba gatunków porostów epifitycznych

31 Usnea sp ZMIANY ZASIĘGÓW GATUNKÓW Imshaugia aleurites Cetraria islandica Lecanora conizaeoides After Kiszka & Grodzińska, 2004

32 ZMIANY WE FLORZE POROSTÓW PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ Ze 150 gatunków (1960): 4% 10% NEW 46% 13% (Grodzińska & Kiszka 2004) 27% EXTINCT DECREASING INCREASING NO CHANGE

33 FLORA POROSTÓW: różnorodność zmalała drastycznie w ciągu ostatnich 40 lat; większość zmian można przypisać dawnym zanieczyszczeniom przemysłowym jak dotąd brak odnowienia

34 ZMIANY ROŚLINNOŚCI RUNA (szczegółowe badania i )

35 Bogactwo gatunkowe roślin runa (Kapusta 2006; dane wg Różański et al., unpubl.)

36 LICZBY WSKAŹNIKOWE ( Ellenberg-Zeigerwert Zarzycki 1984): Charakterystyka specyficznych wymagań (żyzność gleby, wilgotność, światło itd.), wyrażone jako liczby. UŚREDNIONE DLA LOKALNEJ ROŚLINNOŚCI MOGĄ CHARAKTERYZOWAĆ LOKALNE WARUNKI SIEDLISKOWE

37 ODCZYN GLEBY (ph) POMIAR BEZPOŚREDNI LICZBY WSKAŹNIKOWE ( Ellenberg-Zeigerwert ) (Dane wg Różański et al., unpubl.)

38 ZMIERZONA ZAWARTOŚĆ MATERII ORG. (% S.M.) PRÓCHNICA LICZBA WSKAŻNIKOWA ( Ellenberg-Zeigerwert ) ZAWARTOŚCI HUMUSU (Dane wg Różański et al., unpubl.)

39 N-NO 3 ŻYZNOŚĆ GLEBY mg/l ZAWARTOŚĆ AZOTU W OPADACH (Szarek et al.. unpubl.) LICZBA WSKAŹNIKOW ( Ellenberg-Zeigerwert ) DLA WARUNKÓW TROFICZNYCH (Dane wg Różański et al., unpubl.) N-NH 4 mg/l

40 Ekologiczne liczby wskaźnikowe (Zarzycki, 1984) Wilgotność Humus Trofizm Kwasowość (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)

41 PORÓWNANIE EKOLOGICZNYCH WSKAŹNIKÓW W DWÓCH OKRESACH wskaźnik granulometryczny gleby wskaźnik zawartości materii organicznej wskaźnik świetlny (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)

42 PORÓWNANIE EKOLOGICZNYCH WSKAŹNIKÓW W DWÓCH OKRESACH wskaźnik kwasowości wskaźnik trofizmu wskaźnik wilgotności (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)

43 wskaźnik granulometryczny gleby RÓŻNICE WSKAŹNIKÓW 1969/ /00 (Kapusta 2006[dr], Różański et al., unpubl.) wskaźnik zawartości materii organicznej wskaźnik świetlny wskaźnik kwasowości wskaźnik trofizmu wskaźnik wilgotności

44 ZMIANY WYSTĘPOWANIA GATUNKÓW RUNA: EKSPANSJA Trientalis europaea i Carex brizoides (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)

45 Bogactwo gatunkowe a występowanie Carex brizoides Carex brizoides Liczba gatunków (Kapusta unpubl. dane wg Różański et al., unpubl.)

46 ZMIANY WYSTĘPOWANIA GATUNKÓW RUNA: EKSPANSJA Rubus sp. (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)

47 ZMIANY ŚREDNICH WARTOŚCI WSKAŹNIKA WARUNKÓW TROFICZNYCH (Różański unpubl.) 100 TROPHIC CONDITIONS FREQUENCY (%) < >3.8 INDEX RANGE

48 ZMIANY ŚREDNIEGO WSKAŹNIKA WILGOTNOOŚCI (Różański unpubl.) MOISTURE 70 FREQUENCY (%) < >3.65 INDEX RANGE

49 ROŚLINNOŚĆ: Zmieniła się w ciągu ostatnich 30 lat; Zmiany można przypisać: Eutrofizacji Odwodneniu Nie wykryto bezpośrednich skutków zanieczyszczeń i zmian naświetlenia

50 WPŁYW NA DRZEWA: KORONY

51 USZKODZENIA KORON DRZEW (Łabaj, 1998) CIĘŻKIE ŚREDNIE SŁABE

52 WPŁYW NA DRZEWA: DENDROCHRONOLOGIA

53 WSPÓŁCZESNE DENDROCHRONOLOGIE (WYBRANE DRZEWA) (roczne przyrosty, mm; Bednarz et al., unpubl.) Lenin się urodził Zbudowano Hutę im. Lenina

54 77-81/72-76 ROZKŁAD PRZESTRZENNY PRZYROSTU ROCZNEGO PRZYSPIESZENIE (OPÓŹNIENIE) Porównanie dekad: ; /89-93

55 DENDROLOGIA: Korony drzew wróciły do normy po szkodach z powodu zanieczyszczeń; Roczny przyrost miąższości zmienia się w przestrzeni i czasie; Można to przypisać: czynnikom klimatu (temperatura, opady) lokalne cechy siedliska; Długotrwałe skutki zanieczyszczeń (jeżeli istnieją) nie są bezpośrednie.

56 TEMPO DEKOMPOZYCJI ŚCIÓŁKI, FAUNA GLEBY (ENCHYTRAEIDAE)

57 RESPIRACJA (CO 2 ) TEMPO DEKOMPOZYCJI PRÓCHNICY MINERALIZACJA AZOTU (NH 4 ) MINERALIZACJA AZOTU (NO 3 )

58 DOPŁYW BIOGENÓW Z OPADAMI (WSPÓŁCZESNY) Średnie Roczne stężenie mg/l; Szarek et al., unpubl.

59 BIOMASA ENCHYTRAEIDAE W GLEBACH PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ g/m 2

60 RÓŻNORODNOŚC GATUNKOWA (indeks H ) ENCHYTRAEIDAE W PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ

61 Skupianie powierzchni badawczych wg. chemizmu gleby odpowiada typologii leśnej

62 Skupianie powierzchni badawczych wg Składu gatunkowego zespołów Enchytraeidae

63 ORDYNACJA ŁĄCZNA ZESPOŁÓW ENCHYTRAEIDAE

64 ZESPOŁY ENCHYTRAEIDAE: Wykazują wyraźną zmienność przestrzenną; Dają się uporządkować wg. cech środowiska gleby (zawartość materii organicznej i wilgoci); Nie wykryto wyraźnego wpływu zanieczyszczenia metalami ciężkimi.

65 OGÓLNE WNIOSKI Wpływ zanieczyszczeń przemysłowych trzeba odróżniać od innych (naturalnych) zmian w środowisku. Funkcjonowanie ekosystemu (produkcja, dekompozycja) mogą szybko powrócić do normy po stressie. Utrata bioróżnorodności może być nieodwracalna, co najmniej w niektórych taksonach (np. porostów).

66

67 Sieć troficzna boru P.N.?

68 PRODUKCJA PIERWOTNA PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ

69 ROŚLINOŻERNOŚĆ Dęby w Puszczy Niepołomickiej ogołocone przez larwy zwójki zieloneczki (Tortrix viridana)

70 LARWA ZWÓJKI ZIELONECZKI (Tortrix viridana)

71 LARWA ZMORSZNIKA (Corymbia rubra) drewnojad

72 Rzekotka (Hyla arborea) - drapieżca

73 Pająk TYGRZYK PASKOWANY Argiope bruennichi samica

74 ZALESZCZOTKI

75 Widłogonek (Campodea sp.)

76

77

78

79

80

81

82 SKOCZOGONKI

83

84

85

86 Kleszcz Ixodes ricinus głodny i najedzony Puszcza Niepołomicka

87 ZARAZA (Orobanche sp.) Roślina pasożytnicza

88 Trzpiennik olbrzym (Urocerus gigas)

89 Owadziarka zgłębiec (Rhyssa persuasoria) (parazytoid) pasożytuje na larwach trzpiennika

90 BOGACTWO TAKSONOMICZNE DNA LASU TYP Robaki płaskie TYP Robaki obłe TYP Pierścienice TYP Stawonogi PODTYP Skorupiaki PODTYP Szczękoczułkowce PODTYP Tchawkowce TYP Niesporczaki TYP Mięczaki TYP Kręgowce

91