MONITORING PYŁKOWY JAKO NARZĘDZIE DO INTERPRETACJI ZMIAN KRAJOBRAZU I KLIMATU ROZTOCZA Irena Agnieszka Pidek, Beata Żuraw, Krzysztof Stępniewski, Ewa Maciejewska, Jan Rodzik Pidek I.A., Żuraw B., Stępniewski K., Maciejewska E., Rodzik J., 2015: Monitoring pyłkowy jako narzędzie do interpretacji zmian krajobrazu i klimatu Roztocza (Pollen monitoring as a tool for interpreting landscape and climate changes of Roztocze), Monitoring Środowiska Przyrodniczego, Vol. 17, s. 53-61. Zarys treści: Podstawowe metody paleoekologiczne służące do odtwarzania krajobrazu i klimatu są oparte na współczesnych analogach pyłkowych uzyskiwanych m.in. w wyniku monitoringu opadu pyłku roślin do całorocznych pułapek Taubera. Seria danych monitoringowych na Roztoczu datuje się od 1998 roku, a od 2014 roku została wzbogacona o dane z aparatu wolumetrycznego, co pozwoli na szczegółowe opracowanie sezonów pyłkowych dla drzew lasotwórczych, w tym także gatunków ważnych z punktu widzenia aerobiologii. Słowa kluczowe: monitoring pyłkowy, monitoring aerobiologiczny, pułapka Taubera, aparat wolumetryczny, Roztocze Key words: pollen monitoring, aerobiological monitoring, Tauber trap, volumetric sampler, Roztocze Irena Agnieszka Pidek, Krzysztof Stępniewski, Ewa Maciejewska, Jan Rodzik, Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, al. Kraśnicka 2 c/d, 20-718 Lublin Beata Żuraw, Katedra Botaniki, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Akademicka 15, 20-950 Lublin 1. Wprowadzenie Obecność naturalnych zbiorowisk roślinnych na Roztoczu stwarza możliwość prowadzenia różnorodnych form monitoringu przyrody ożywionej. W kontekście antropogenicznych zmian drzewostanów i siedlisk szczególnego znaczenia nabiera monitoring cennych gatunków drzew. Wśród nich można wymienić jodłę pospolitą (Abies alba), buk zwyczajny (Fagus sylvatica), świerk pospolity (Picea abies), lipę szerokolistną (Tilia platyphyllos) i jawor (Acer pseudoplatanus), które w rejonie Roztocza osiągają granice swoich zwartych zasięgów (Izdebski i in. 1992). Granice zasięgowe w dobrze rozpoznanych warunkach klimatycznych mają istotne znaczenie w rekonstrukcjach klimatu w przeszłości, jak i w przewidywaniu zmian zasięgów roślin w związku z obecnie obserwowanymi zmianami klimatu. Najszersze ramy czasowe obejmujące tysiące lat sukcesji roślinnej można uzyskać dzięki analizie pyłkowej podstawowej metodzie paleoekologicznej (Bunting 2003, Latałowa 2003a, Hicks, Sunnari 2005). W interpretacjach paleoklimatycznych opartych na diagramach pyłkowych kopalnej roślinności wykorzystuje się współczesne analogi pyłkowe (Latałowa 2003a, Sugita 2007). Mają one przypisane parametry termiczno- -opadowe w poszczególnych strefach klimatycznych i są gromadzone w postaci bazy danych (Davis i in. 2013). Analogi pyłkowe mogą być konstruowane z wykorzystaniem pomiarów rocznego opadu pyłku do 53
pułapek pyłkowych Taubera w różnych modyfikacjach (Giesecke i in. 2010). Takie założenia przyświecają międzynarodowemu projektowi monitoringu pyłkowego Pollen Monitoring Programme (PMP; www.pollentrapping.org). Program działa od 1996 roku w kilkunastu krajach europejskich. W Polsce regiony objęte programem to: Roztocze, Pojezierze Kaszubskie, Wysoczyzna Gdańska, Pojezierze Brodnickie, Bory Tucholskie, Kotlina Toruńska. Roztocze, jako region z dobrze zachowanymi drzewostanami bukowymi i jodłowymi, pełni istotną rolę w transekcie: północ-południe Europy. Dziesięcioletnia seria danych monitoringowych z Roztocza posłużyła m.in. do analizy zależności między obfitością pylenia kilku drzew lasotwórczych a czynnikami meteorologicznymi wpływającymi na produkcję pyłku (van der Knaap i in. 2010) oraz kilkakrotnie do korelacji lat obfitego lub słabego pylenia z danymi aerobiologicznymi pochodzącymi z aparatów wolumetrycznych (Pidek i in. 2006, 2008, Kaszewski i in. 2008, Kaszewski, Pidek 2009). Te ostatnie gwarantują dużą rozdzielczość wyników (2-godzinna dokładność), która jest bardzo przydatna w korelacjach dobowej temperatury powietrza i opadów z wielkością pylenia (Emberlin i in. 1997, 2002, Clot 2001, Dąbrowska 2008) oraz w opracowaniu przebiegu sezonów pylenia (Latałowa i in. 2002, Kasprzyk i in. 2004, Puc, Kasprzyk 2013). Zainstalowanie aparatu wolumetrycznego Lanzoni VPPS 2000 w Roztoczańskiej Stacji Naukowej Wydziału Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej UMCS w Guciowie stwarza więc szansę na szczegółową analizę sezonów pyłkowych drzew i opracowanie kalendarza pylenia dla tego regionu, analogicznego do kalendarza pylenia dla Lublina najbliższego miasta, w którym prowadzony jest monitoring aerobiologiczny (Weryszko-Chmielewska, Piotrowska 2004). Ponadto seria danych aerobiologicznych pozwoli na uszczegółowienie danych dotyczących pylenia głównych drzew lasotwórczych, uzyskiwanych dotychczas jedynie z całorocznych pułapek pyłkowych. Levetin i in. (2000) wykazali, że istnieje bardzo duża zbieżność wyników pomiarowych uzyskanych za pomocą pułapki Taubera i aparatu wolumetrycznego umieszczonego w bezpośrednim sąsiedztwie. Niniejsza praca prezentuje minimalne, maksymalne i średnie wartości depozycji pyłku głównych drzew lasotwórczych Roztoczańskiego Parku Narodowego, uzyskane w wyniku 13-letniej serii pomiarów przy pomocy pułapek typu Tauber (1998 2010) oraz wstępne wyniki pomiarów aparatem Lanzoni VPPS 2000 z 2014 roku. 2. Obszar i metodyka badań Monitoring pyłkowy prowadzono w centralnej części Roztocza, w Roztoczańskim Parku Narodowym i jego strefie ochronnej, w okolicach wsi Guciów, położonej w dolinie Wieprza. Roztocze jest pasmem wzniesień zbudowanych ze skał górnokredowych. Na Roztoczu Środkowym odsłaniają się one na powierzchni lub są przykryte osadami czwartorzędowymi. W dnach dolin przeważają piaski, niekiedy uformowane w wydmy, natomiast na ich zboczach lub na wierzchowinach występują płaty lessu. Konsekwencją zróżnicowania utworów pokrywowych jest zróżnicowanie gleb, narażonych na stromych stokach na procesy erozyjne. Dno doliny Wieprza w Guciowie położone jest na wysokości ok. 240 m n.p.m., natomiast kulminacje wierzchowiny przekraczają 350 m n.p.m. Deniwelacje w tej części Roztocza przekraczają więc 100 m. Urozmaicona rzeźba terenu ma wpływ na zachowanie naturalnej szaty roślinnej oraz wtórną sukcesję roślinną na odłogowanych polach (Lorens i in. 2009). Około 60% lasów Roztocza ma do tej pory charakter naturalny. Najcenniejsze zbiorowiska leśne to buczyna karpacka (Dentario glandulosae-fagetum) i wyżynny jodłowy bór mieszany (Abietetum polonicum). Zróżnicowana rzeźba i warunki glebowe sprawiają, że główne typy roślinności układają się zonalnie. Abietetum polonicum pokrywa dolne i środkowe partie wzniesień, natomiast Dentario glandulosae-fagetum ich szczyty (Izdebski i in. 1992). Na skład gatunkowy zbiorowisk roślinnych istotny wpływ wywierają warunki klimatyczne Roztocza. Są one nieco surowsze niż w obszarach otaczających średnia roczna temperatura powietrza nieznacznie tylko przekracza 7ºC (Kaszewski 2008). Średnia roczna opadów w Guciowie przewyższa 700 mm, natomiast czas trwania pokrywy śnieżnej w niektórych latach jest dłuższy od 100 dni (Stępniewski 2008). 2.1. Stanowiska pułapek pyłkowych typu Tauber Dziewięć całorocznych pułapek pyłkowych typu Tauber (fot. 1) umieszczono w różnorodnych zbiorowiskach roślinnych Roztoczańskiego Parku Narodowego i jego strefy ochronnej (okolice wsi Guciów) (tab. 1). Zgodnie z założeniami programu Pollen Monitoring Programme (Hicks i in. 1996, 1999) pułapki rozmieszczone są w zbiorowiskach leśnych (pułapki nr 1, 2, 4, 8), na skraju lasu (pułapki nr 3, 5) oraz w terenie otwartym (pułapki nr 6, 7). Te ostatnie pełnią rolę pułapek regionalnych, chwytających pyłek pochodzący z większego obszaru, nie tylko z lokalnego zbiorowiska leśnego. Ro- 54
Fot. 1. Pułapka pyłkowa typu Tauber w Roztoczańskim Parku Narodowym Photo 1. Tauber type pollen trap in the Roztocze National Park ślinność wokół pułapek jest dobrze rozpoznana dzięki opracowaniom fitosocjologicznym dotyczącym zarówno Roztoczańskiego Parku Narodowego (Izdebski i in. 1992), jak i jego strefy ochronnej w okolicach wsi Guciów (Grądziel i in. 2006). Wyniki pomiaru opadu pył- kowego z pułapek regionalnych posłużą do porównania z wynikami monitoringu pyłkowego aparatem Lanzoni VPPS 2000. Jedna z nich (pułapka nr 7) znajduje się w ogródku meteorologicznym Roztoczańskiej Stacji Naukowej UMCS w Guciowie w bezpośrednim sąsiedztwie aparatu wolumetrycznego (ryc. 2), druga (pułapka nr 6) znajduje się wśród pól na sąsiednim wzniesieniu. Pułapka typu Tauber jest plastikowym pojemnikiem o pojemności 5 litrów, przykrytym siatką metalową o dużych oczkach, chroniącą przed gryzoniami i dużymi owadami. Dno pułapki pokryte jest mieszaniną gliceryny, formaliny i tymolu w odpowiednich proporcjach (Hicks i in. 1996). Pułapka spoczywa w gruncie przez cały rok, a jej otwór wystaje minimalnie ponad jego powierzchnię. W ten sposób imitowane są naturalne warunki depozycji pyłku na powierzchnię torfowisk, z których pobierane są rdzenie do badań paleoekologicznych. W celu obliczenia opadu pyłku poszczególnych taksonów treść pułapki pyłkowej, po upływie pełnego roku (od października do października następnego roku), poddaje się acetolizie Erdtmana po uprzednim dodaniu Tab. 1. Stanowiska pułapek pyłkowych w Guciowie na Roztoczu Tab. 1. Pollen trapping sites in the Guciów village in Roztocze Nr pułapki Trap no 1 2 3 Współrzędne geograficzne Geographical coordinates 50º 35,34 N, 23º 03,51 E, 243 m n.p.m. 50º 35,25 N, 23º 03,33 E, 243 m n.p.m. 50º 35,16 N, 23º 03,54 E, 247 m n.p.m. 4 50º 35,41 N, 23º 03,28 E, 257 m n.p.m. 5 50º 35,13 N, 23º 03,47 E, 279 m n.p.m. 6 7 8 9 Opis stanowiska Rozmiar Site description Size of the opening Mała polana leśna w borze jo10 x 10 m dłowym Abietetum polonicum Duża polana w lesie mieszanym 40 x 120 m (sosna i drzewa liściaste) Łąka na skraju mieszanego lasu Skraj lasu odl. od najbliższych z dominacją sosny i jodły drzew 25 m Duża polana w lesie sosnowo-brzozowym z domieszką 60-120 m innych drzew Łąka na skraju lasu bukowego Odl. od najbliższych drzew 2 m Krajobraz otwarty, odłogowane pole zarastające młodymi brzozami i wierzbami Ogródek meteorologiczny na 50º 34,57 N, 23º 04,25 E 246 Grupa sosen i brzóz od strony łące w obrębie pól uprawianych m n.p.m. zachodniej w odl. 12-15 m i odłogowanych 50º 34,21 N, 23º 03,14 E 348 Large clearing within beech 80 x100m m n.p.m. forest 50º 34,20 N, 23º 04,07 E 355 Odl. od najbliższych drzew buka Pod okapem drzew w buczynie m n.p.m. 8.5 m 50º 34,56 N, 23º 04,01 E, 305 m n.p.m. 55
5 tabletek wskaźnikowych z zarodnikami Lycopodium (Stockmarr 1971, Hicks i in. 1996). Po obróbce laboratoryjnej ziarna pyłku i zarodniki zliczane są pod mikroskopem świetlnym o powiększeniu 400x. 2.2. Stanowisko aparatu wolumetrycznego Lanzoni VPPS 2000 sosny, topoli i wierzby występowały w odległości nie mniejszej niż 12 15 m od aparatu pomiarowego (fot. 4). Preparaty mikroskopowe analizowano za pomocą mikroskopu świetlnego przy powiększeniu 400-krotnym. Aparat wolumetryczny Lanzoni VPPS 2000 (fot. 2) znajduje się w ogródku meteorologicznym Roztoczańskiej Stacji Naukowej Wydziału Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej UMCS. Aparat umieszczono na 2,5-metrowym metalowym słupie, więc powietrze zasysane jest na wysokości 3 m nad poziomem gruntu (fot. 3). Stanowisko położone jest na spłaszczeniu lewego zbocza doliny Wieprza. Różnica wysokości pomiędzy usytuowaniem ogródka meteorologicznego (252 m n.p.m.) a dnem doliny (240 m n.p.m.) wyniosła 12 m, pobór prób ma więc miejsce 15 m nad dnem doliny. Wśród roślinności drzewiastej w promieniu 100 m wokół Stacji dominuje Betula pendula, stanowiąca 50% zadrzewień. W skład pozostałego drzewostanu wchodzą Pinus sylvestris i Populus tremula. W zakrzaczeniach występują Salix caprea i Salix aurita. Osobniki brzozy, Fot. 3. Sposób umieszczenia aparatu wolumetrycznego w ogródku meteorologicznym Photo 3. Location of the volumetric sampler in the meteorological garden Fot. 2. Aparat wolumetryczny Lanzoni VPPS 2000 Photo 2. Volumetric pollen sampler Lanzoni VPPS 2000 56 Fot. 4. Ogródek meteorologiczny w Guciowie Photo 4. Meteorological garden in Guciów
3. Wyniki 3.1. Monitoring pyłkowy do pułapek Taubera Praca obejmuje wyniki pomiarów depozycji pyłku głównych drzew lasotwórczych Roztocza, do których należą: sosna zwyczajna (Pinus sylvestris), buk pospolity (Fagus sylvatica), jodła pospolita (Abies alba), świerk pospolity (Picea abies), olsza czarna (Alnus glutinosa), dąb szypułkowy (Quercus robur), grab zwyczajny (Carpinus betulus) (Izdebski i in. 1992). Rozprzestrzenienie tych drzew, ich zasięgi i wędrówka z ostoi glacjalnych są także ważne z punktu widzenia interpretacji paleoklimatycznych (Ralska-Jasiewiczowa i in. 2004). W badaniach monitoringowych do tego zestawu obserwowanych pod względem pylenia drzew dodano także brzozę (Betula pendula) ze względu na jej duży udział w roślinności. Brzoza jest pionierskim gatunkiem wkraczającym na długo odłogowane pola. Ponadto brzoza jest obiektem monitoringu aerobiologicznego w związku z uczulającymi właściwościami jej pyłku (Dahl, Strandhede 1996, Emberlin i in. 1997, 2002, Latałowa i in. 2002, Weryszko-Chmielewska 2007). W okresie 13-lecia (1998 2010) odnotowano w pułapkach bardzo duże różnice w obfitości pylenia Tab. 2. Minimalne, maksymalne i średnie wartości rocznej depozycji pyłku na 1 cm 2 powierzchni gruntu z podaniem roku wystąpienia danej wartości w okresie 1998 2010 Tab. 2. Minimal, Maximal and Average values of annual pollen deposition on surface of 1 cm 2 with the year of the particular pollen value in the period 1998 2010 Rodzaj drzewa Tree genus Wartość rocznej depozycji pyłku (rok) jako liczba ziaren pyłku na 1 cm 2 w okresie 1998 2010 Annual pollen deposition value (year) as number of pollen grains on 1 cm 2 in the period 1998 2010 minimalna min średnia average maksymalna max Pinus sosna 2971 (2000) 6002 11016 (2010) Fagus buk 101 (2001) 1463 4293 (2006) Abies jodła 38 (2009) 860 2866 (2010) Carpinus 371 (2000) 1340 3662 (2002) grab Quercus dąb 104 (2001) 502 1202 (2003) Picea świerk 10 (2010) 81 243 (2006) Alnus olsza 408 (2009) 1452 4347 (1998) Betula brzoza 1734 (2009) 5065 9342 (2008) poszczególnych gatunków (tab. 2). Największe wartości depozycji pyłku osiągały sosna i brzoza drzewa bardzo dobrze reprezentowane w roślinności i produkujące ogromne ilości pyłku. Znacząco mniejsze są wartości depozycji pyłku buka i jodły, pomimo ich znacznego udziału w drzewostanach. Zjawisko to wiąże się nie tylko z mniejszą produkcją ich pyłku, ale również z jego większym rozmiarem i dużą szybkością opadania (Poska, Pidek 2010, Pidek i in. 2010b). Najmniejsze wartości depozycji odnotowano dla świerka, który jest znacznie słabiej reprezentowany w roślinności, a ponadto produkuje mniej pyłku niż sosna. Dodatkowo świerk często występuje w dolnej warstwie drzew, więc jego pyłek ma wówczas mniejsze możliwości dostania się do opadu pyłkowego (Pidek i in. 2010a). Maksima depozycji pyłku odnotowano w różnych latach dla różnych drzew. Na przykład 2010 rok był rokiem najwyższego pylenia dla sosny i jodły, 2006 dla buka i świerka, 2008 dla brzozy, 1998 dla olszy, 2002 dla grabu i 2003 dla dębu. Minimalne wartości depozycji pyłku odnotowano też w różnych latach dla różnych drzew, ale jako rok szczególnie słabego pylenia na tle całego 13-lecia zarysowuje się rok 2009. 3.2. Monitoring aerobiologiczny aparatem Lanzoni VPPS 2000 Zastosowana metoda pozwoliła na wyznaczenie sezonowej dynamiki obecności pyłku w powietrzu. W 2014 roku pylenie rozpoczęła olsza (Alnus) 21 stycznia, a następnie leszczyna (Corylus) 24 stycznia. Pierwsze ziarna pyłku brzozy (Betula) zaobserwowano14 lutego. Wtedy też w preparatach pojawił się pyłek drzew z rodziny sosnowatych (Pinaceae). W kolejnym dniu (15 lutego) oznaczono w preparatach pyłek cisa (Taxus) i topoli (Populus). 20 lutego zaobserwowano ziarna grabu (Carpinus). 12 marca rozpoczął pylenie wiąz (Ulmus), 21 marca jesion (Fraxinus), a 19 kwietnia pojawił się pyłek klonu (Acer). W badanym materiale obserwowano komórki glonów, zarodniki grzybów (m.in. Cladosporium), mchów, widliczek i paproci. Maksymalne stężenia pyłku głównych taksonów o właściwościach alergizujących odnotowano w dniach: 1 marca leszczyna (37 ziaren pyłku/m 3 ); 12 marca olsza (325) i 10 kwietnia brzoza (2330). Zdjęcie 5 pokazuje obraz z aparatu wolumetrycznego w Guciowie z okresu nasilenia pylenia brzozy z dnia 22 kwietnia 2014 roku. 57
Ryc. 5. Ziarna pyłku brzozy w aparacie Lanzoni VPPS 2000 w okresie intensywnego pylenia 22 kwietnia 2014 r. Photo 5. Pollen grains of birch in the Lanzoni VPPS 2000 sampler in the period of the intensive release of pollen 22 April 2014 4. Dyskusja Od 1998 roku trwają na Roztoczu pomiary depozycji pyłku głównych drzew lasotwórczych za pomocą pułapek typu Tauber. Długie serie danych z monitoringu pyłkowego stanowią ważne narzędzie interpretacyjne diagramów pyłkowych kopalnej roślinności zarówno pod kątem rekonstrukcji pokrywy roślinnej, jak i warunków klimatycznych oraz prognozowania zmian w zasięgach roślin związanych z aktualnymi zmianami klimatu (Seppä i in. 2009, van der Knaap i in. 2010). Rezultaty 13-letniej serii pomiarowej z Roztocza posłużyły do interpretacji diagramów pyłkowych kopalnej roślinności (Pidek 2013). Wzbogacenie monitoringu pyłkowego na Roztoczu o dodatkowe pomiary aparatem wolumetrycznym Lanzoni VPPS 2000 pozwoli na pozyskanie precyzyjniejszych danych dotyczących sezonu pyłkowego dla poszczególnych gatunków drzew i krzewów wiatropylnych oraz niektórych roślin zielnych obficie produkujących pyłek. Chodzi tu przede wszystkim o gatunki, których pyłek ma właściwości uczulające. Należą do nich w pierwszej kolejności brzoza, olsza i leszczyna, ale także grab. Spośród roślin zielnych są to głównie trawy, bylice, komosowate, nawłoć, babka lancetowata i szczaw (Weryszko-Chmielewska 2007). W związku z istnieniem alergii krzyżowej pomiędzy pyłkiem olszy i brzozy, w różnych krajach podejmuje się monitoring koncentracji ich pyłku, opracowuje sezony pyłkowe i ich przebieg w zależności od czynników klimatycznych (Dahl, Strandhede 1996, Emberlin i in. 1997, 2002, Gioulekas i in. 2004, Kasprzyk i in. 2004, Rodrigues-Rajo i in. 2004, 2006). Seria monitoringowa z pułapek Taubera może być z powodzeniem korelowana z danymi aerobiologicznymi z aparatu wolumetrycznego. Obywa typy danych wraz z czynnikami meteorologicznymi (temperatura powietrza, opad atmosferyczny, prędkość i kierunek wiatru) przyczyniają się do poznania zależności między wielkością produkcji i depozycji pyłku a zmiennymi meteorologicznymi oraz nad zdolnością różnych ziaren pyłku do podlegania dalekiemu transportowi (Hicks, Sunnari 2005, Poska, Pidek 2010). Jednak roczna depozycja pyłku do pułapki Taubera wyrażona w liczbie ziaren pyłku na cm 2 powierzchni nie może być bezpośrednio porównywana z liczbą ziaren pyłku w 1 m 3 powietrza, którą odczytujemy z danych aparatów wolumetrycznych. Dobrą metodą porównywania wyników jest obliczenie procentowego indeksu pyłkowego, tj. obliczenie ile procent w łącznej sumie pyłku danego taksonu w ciągu kilku lat dokonywania pomiarów zajmuje suma z danego roku. Taki sposób zastosowano dla Alnus na Roztoczu i w Lublinie dla lat 2001 2007, uzyskując bardzo zbliżone wyniki (Pidek i in. 2008). Niezależnie więc od odległości dzielącej punkty pomiarowe (120 km) i różnych chwytaczy pyłku oraz różniącej się wysokości umieszczenia chwytacza w obydwu obszarach ujawniły się te same tendencje w zakresie lat najobfitszego pylenia (lata 2003, 2006), najsłabszego pylenia (2000, 2005), lat niskich wartości (1999) i średnich wartości pylenia (2002, 2004). Bazując na doświadczeniach z północnej Europy i z USA (Levetin i in. 2000, Ranta i in. 2007), można się spodziewać jeszcze większej zgodności wyników uzyskanych obydwiema metodami monitoringu pyłkowego w przypadku, gdy chwytacze są umieszczone w bezpośrednim sąsiedztwie w ogródku meteorologicznym w Guciowie. Na podstawie 10-letnich pomiarów depozycji pyłku olszy na Roztoczu stwierdzono istnienie statystycznie istotnej ujemnej korelacji między wielkością opadu atmosferycznego w sierpniu w roku poprzedzającym pylenie (wówczas zaczynają się tworzyć się ziarna pyłku w pylnikach) a depozycją pyłku na wiosnę kolejnego roku. Podobnie negatywna korelacja wystąpiła między opadem atmosferycznym w lutym w roku pylenia i depozycja pyłku olszy (Kaszewski i in. 2008). Dane te sugerują istotny wpływ suszy na produkcję i depozycję pyłku olszy. Dzięki zastosowaniu aparatu wolumetrycznego Lanzoni VPPS 2000 będzie możliwe uszczegółowienie przebiegu sezonu pyłkowego dla olszy, brzozy i innych drzew ważnych z punktu widzenia alergologii, wrażliwości produkcji i uwalniania pyłku na zmiany elementów pogody i innych zagadnień m.in. dotyczących uściślenia związku pyłek-roślinność-krajobraz, który 58
jest bardzo istotny z punktu widzenia interpretacji paleoekologicznych. Identyfikacja pozapyłkowych składników aeroplanktonu, które są zasysane do aparatu wolumetrycznego, ma duże znaczenie dla oceny zawartości m.in. zarodników grzybów pleśniowych, wywołujących alergie u ludzi oraz choroby roślin (Weryszko-Chmielewska 2007). Dane na temat pozapyłkowych składników aeroplanktonu mogą być również wykorzystywane w interpretacjach paleoekologicznych, w których coraz powszechniej zwraca się uwagę na mikrofosylia pozapyłkowe. Przykładem są zarodniki grzybów koprofilnych, których występowanie i procentowy udział w spektrach pyłkowych próbek kopalnych jest wskaźnikiem gospodarki pasterskiej (Latałowa 2003b, Räsänen i in. 2004). Podsumowując, kontynuacja badań monitoringowych na Roztoczu, przy wykorzystaniu obydwu metod (pułapek Taubera i aparatu wolumetrycznego) otwiera możliwości uzyskania bardzo wartościowej serii danych pyłkowych, które mogą posłużyć różnym celom. Przede wszystkim przydatne są, już w obecnej chwili, do interpretacji paleoekologicznych, ale również posłużą do rozwiązywania problemów z dziedziny aerobiologii i alergologii. Naturalny charakter drzewostanów Roztoczańskiego Parku Narodowego, z obecnością kilku cennych gatunków drzew, stanowi dodatkowy atut serii monitoringowej z Roztocza. 5. Literatura Bunting, M.J., 2003: Pollen-based reconstruction of cultural landscapes: an investigation of pollen source area for non-arboreal taxa. Review of Palaeobotany and Palynology, 125: 285 298. Clot B., 2001: Airborne birch pollen in Neuchatel (Switzerland): onset, peak and daily patterns. Aerobiologia, 17: 25 29. Dahl A., Strandhede S.-O., 1996: Predicting the intensity of the birch pollen season. Aerobiologia, 12: 97 106. Davis B.A.S., Zanon M., Collins P., i in., 2013: The European Modern Pollen Database (EMPD) project. Vegetation History and Archaeobotany, short communication. DOI 10.1007/s00334-012-0388-5. Dąbrowska A., 2008: The influence of weather conditions on the course of pollen season of alder (Alnus spp.), hazel (Corylus spp.) and birch (Betula spp.) in Lublin (2001-2006). Acta Agrobot., 61, 1: 53 57. Emberlin J., Mullins J., Cordon J., Millington W., Brooke M., Savage M., Jones S., 1997: The trend to earlier birch pollen season in the UK, a biotic response to change in weather conditions? Grana, 36: 29 33. Emberlin J., Detandt M., Gehrig R., Jäger S., Nolard N., Rantio-Lehtimaki A., 2002: Responses in the start of Betula (birch) pollen seasons to recent changes in spring temperatures across Europe. International Journal of Biometeorology, 46: 159 170. Giesecke T., Fontana S.L., van der Knaap W.O., Pardoe H.S., Pidek I.A., 2010: From early pollen trapping experiments to the Pollen Monitoring Programme. Vegetation History and Archaeobotany, 19, 4: 247 258. Gioulekas D., Balafoutis Ch., Damialis A., Papakosta D., Giolekas G., Patakas D., 2004: Fifteen years record of airborne allergenic pollen and meteorological parameters in Thessaloniki, Greece. J. Biometeorol, 48; 128 136. Grądziel T., Janicki G., Furtak T., Pidek I.A., Rodzik J., 2006: Ocena stopnia naturalności i kierunków przekształceń roślinności w oparciu o metody: fitosocjologiczną i krajobrazową (na przykładzie wsi Guciów na Roztoczu Środkowym). Regionalne Studia Ekologiczno-Krajobrazowe. Problemy Ekologii Krajobrazu, 15, Polska Asocjacja Ekologii Krajobrazu, Warszawa, cz. I: 401 412. Hicks S., Hyvärinen V.-P., 1986: Sampling modern pollen deposition by means of Tauber traps : some considerations. Pollen et Spores, 28: 219 242. Hicks S.,Sunnari A., 2005: Adding precision to the spatial factor of vegetation reconstructed from pollen assemblages. Plant Biosysytems, 139, 2: 127 134. Hicks S., Ammann B., Latalowa M., Pardoe H., Tinsley H., 1996: European Pollen Monitoring Programme, Project Description and Guidelines. Oulu Univ. Press, Oulu, Finland, 28 ss. Hicks S., Tinsley H., Pardoe H., Cundill P., 1999: European Pollen Monitoring Programme, Supplement to the Guidelines. Oulu Univ. Press, Oulu, Finland, 24 ss. Izdebski K., Czarnecka B., Grądziel T., Lorens B., Popiołek Z., 1992: Zbiorowiska roślinne Roztoczańskiego Parku Narodowego na tle warunków siedliskowych. Wyd. UMCS, Lublin. Kasprzyk I., Uruska A., Szczepanek K., Latałowa M., Gawel J., Harmata K., Myszkowska D., Stach A., Stępalska D., 2004: Regional differentiation in the dynamics of the pollen seasons of Alnus, Corylus and Fraxinus in Poland (preliminary results). Aerobiologia, 20: 141 151. Kaszewski B.M., 2008: Warunki klimatyczne Lubelszczyzny. Wydawnictwo UMCS. 59
Kaszewski B.M., Pidek I.A., Piotrowska K., Weryszko-Chmielewska E., 2008: Annual pollen sums of Alnus in Lublin and in Roztocze in the years 2001 2007 against selected meteorological parameters. Acta Agrobotanica 61, 2: 57 64. Kaszewski B.M., Pidek I.A., 2009: Pylenie głównych drzew lasotwórczych Roztocza na tle czynników meteorologicznych. [w:] R. Reszel, T. Grabowski (red.) Roztocze region pogranicza przyrodniczokulturowego. Wyd. Roztoczański Park Narodowy, Zwierzyniec: 159 168. Latałowa M., 2003a: Podstawy interpretacji wyników analizy pyłkowej osadów czwartorzędowych. [w:] S. Dybova-Jachowicz, A. Sadowska (red.), Palinologia. Wyd. Inst. Bot. PAN, Kraków: 224 233. Latałowa M., 2003b: Mikrofosylia pozapyłkowe w osadach dennych Zalewu Szczecińskiego. Prace Komisji Paleogeografii Czwartorzędu Polskiej Akademii Umiejętności, 1: 125 128. Latałowa M., Miętus M., Uruska A., 2002: Seasonal variations in the atmospheric Betula pollen count in Gdańsk (southern Baltic cost) in relation to meteorological parameters. Aerobiologia, 18: 33 43. Levetin E., Rogers C., Hall S., 2000: Comparison of pollen sampling with a Burkard Spore Trap and Tauber Trap in a warm temperate climate. Grana, 39: 294 302. Lorens B., Rodzik J., Dobek M., Grądziel T., Klimowicz Z., Mrugała S., Pidek I.A., Furtak T., Tarasiuk A., 2009: Abiotyczne uwarunkowania sukcesji roślinnej w otulinie Roztoczańskiego Parku Narodowego na przykładzie Guciowa. [w:] R. Reszel, T. Grabowski (red.), Roztocze region pogranicza przyrodniczo-kulturowego. Wyd. Roztoczański Park Narodowy, Zwierzyniec: 87 98. Pidek I.A., Poska A., 2013: Pollen based quantitative climate reconstructions from the Middle Pleistocene sequences at Łuków and Zdany (E Poland): species and modern analogues based approach. Review of Palaeobotany and Palynology, 192: 65 78. Pidek I. A., Weryszko-Chmielewska E., Piotrowska K., 2006: Comparison of pollen concentration of selected tree taxa in Lublin and in the Roztocze region (SE Poland) the results of three monitoring methods. Acta Agrobotanica, 59, 1: 355 364. Pidek I.A., Weryszko-Chmielewska E., Piotrowska K., 2008: Czy istnieje dwuletni rytm obfitego pylenia olszy i brzozy? Alergologia. Immunologia 5, 2: 61 65. Pidek I.A., Piotrowska K., Kasprzyk I., 2010a: Pollen-vegetation relationships for pine and spruce in southeast Poland on the basis of volumetric and Tauber trap records. Grana, 49, 3: 215 226. Pidek I.A., Svitavská-Svobodová H., van der Knaap W.O., Noryśkiewicz A.M., Filbrandt-Czaja A., Noryśkiewicz B., Latałowa M., Zimny M., Święta-Musznicka J., Bozilova E., Tonkov S., Filipova-Marinova M., Poska A., Giesecke T., Gikov A., 2010b: Variation in annual pollen accumulation rates of Fagus along a N-S transect in Europe based on pollen traps. Vegetation History and Archaeobotany, 19, 4: 259 270. Piotrowska K., 2008: Ecological features of flowers and the amount of pollen released in Corylus avellana (L.) and Alnus glutinosa (L.) Gaertn. Acta Agrobot., 61, 1: 33 39. Poska A., Pidek I.A., 2010: Pollen dispersal and deposition characteristics of Abies alba, Fagus sylvatica and Pinus sylvestris, Roztocze region (SE Poland). Vegetation History and Archaeobotany 19, 1: 91 101. Puc M., Kasprzyk I., 2013: The patterns of Corylus and Alnus pollen seasons and pollination periods in two polish cities located in different climatic regions. Aerobiologia, 29: 495 511. Ralska-Jasiewiczowa M., Latałowa M., Wasylikowa K., Tobolski K., Madeyska E., Wright H.E. Jr, Turner C. (eds), 2004: Late Glacial and Holocene history of vegetation in Poland based on isopollen maps. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków. Ranta H., Sokol C., Hicks S., 2007: Comparison of time-series measurements between a volumetric air sampler and a Tauber pollen trap in the northern tree-line area of Fennoscandia. Presentation at the 6th International Meeting of the Pollen Monitoring Programme, 3 9 June 2007, Jurmala, Latvia. Räsänen S., Froyd C., Goslar T., 2007: The impact of tourism and reindeer herding on forest vegetation at Saariselkä, Finnish Lapland: a pollen analytical study of a high resolution peat profile. The Holocene, 17, 4: 447 456. Rodriguez-Rajo F.J., Dopazo A., Jato V., 2004: Environmental factors affecting the start of pollen season and concentrations of airborne pollen in two localities of Galicia (NW Spain). Ann Agric Environ Med, 11: 35 44. Rodriguez-Rajo F.J., Valencia-Barrera R.M., Vega- Maray A.M., Suarez F.J., Fernandez-Gonzalez D., Jato V., 2006: Prediction of airborne Alnus pollen concentration by using ARIMA models. Ann Agric Environ Med, 13: 25 32. 60
Seppä H., Alenius T., Bradshaw R.H.W., Giesecke T., Heikkilä M., Muukkonen P., 2009: Invasion of Norway spruce (Picea abies) and the rise of the boreal ecosystem in Fennoscandia. Journal of Ecology, 97: 629 640. Stępniewski K., 2008: Wpływ spływu roztopowego i deszczowego na wielkość spłukiwania z poletek o różnym użytkowaniu. Landform Analysis, 9, 49 52. Stockmarr J., 1971: Tablets with spores used in absolute pollen analysis. Pollen et Spores, 13: 615 621. Sugita S., 2007: Theory and Quantitative reconstruction of vegetation I: pollen from large sites REVEALS regional vegetation composition. The Holocene, 17: 229 241. van der Knaap W.O., van Leeuwen J.F.N., Svitavská-Svobodová H., Pidek I.A., Kvavadze E., Chichinadze M., Giesecke T., Kaszewski B.M., Oberli F., Kalniņa L., Pardoe H.S., Tinner W., Ammann B., 2010: Annual pollen traps reveal the complexity of climatic control on pollen productivity in Europe and the Caucasus. Vegetation History and Archaeobotany, 19, 4: 285 307. Weryszko-Chmielewska E. (red.), 2007: Aerobiologia. Wyd. Akademii Rolniczej w Lublinie, Lublin. Weryszko-Chmielewska E., Piotrowska K., 2004: Airborne pollen calendar of Lublin, Poland. Ann. Agric. Environ. Med., 11: 91 97. www.pollentrapping.org POLLEN MONITORING AS A TOOL FOR INTERPRETING LANDSCAPE AND CLIMATE CHANGES OF ROZTOCZE Summary Observed in recent decades, the development of interpretive tools in pollen analysis the basic palaeoecological method is based on the monitoring of pollen deposition. Usually a year-round Tauber traps are used in these studies (Hicks, Hyvärinen 1986). Traps are placed in a variety of plant communities, which are well recognized in terms of phytosociology. Examples are studies carried out in the Guciów village in the Roztocze region within the Pollen Monitoring Programme PMP (www.pollentrapping.org). Developed data series of pollen collected by this method from the area of Roztocze has 13 years and is used to palaeoecologic and palaeoclimatic interpretation of pollen diagrams representing the interglacial warmings in the Quaternary. Numerical methods, among other things, are used to link the characteristics of the pollen spectrum with environmental and climatic variables and interpret the pollen deposition in the context of the composition and structure of plant communities (Pidek, Poska 2013). The development of theoretical models of pollen dispersal and deposition as well as the assessment of the landscape scale represented by the pollen spectrum (Sugita 2007) still requires new data on the annual production of pollen of different taxa. For this purpose, the volumetric method has been applied recently, allowing to determine the dynamics of individual pollen taxa during the year. The presence of stands of fir and beech in the Roztocze, which is very rare on a European scale, is an additional advantage of the monitoring series from this region. 61
62
MONITORING POPULACJI DENTARIA GLANDULOSA (BRASSICACEAE) W LATACH 2011 2014 NA PÓŁNOCNYM STOKU ŚWIĘTEGO KRZYŻA (GÓRY ŚWIĘTOKRZYSKIE, WYŻYNA MAŁOPOLSKA) Monika Podgórska, Martyna Kułagowska, Natalia Wójcik Podgórska M., Kułagowska M., Wójcik N., 2015: Monitoring populacji Dentaria glandulosa (Brassicaceae) w latach 2011 2014 na północnym stoku Świętego Krzyża (Góry Świętokrzyskie, Wyżyna Małopolska) (Monitoring of population of Dentaria glandulosa (Brassicaceae) in years 2011 2014 on the northern slope of the Święty Krzyż (Świętokrzyskie Mountains, Małopolska Upland), Monitoring Środowiska Przyrodniczego, Vol. 17, s. 63-68. Zarys treści: Niniejsza praca zawiera wyniki badań nad stanem populacji górskiego gatunku Dentaria glandulosa, które prowadzone były w latach 2011 2014 na terenie Świętego Krzyża. Stanowisko gatunku jest obfite, jednakże w trakcie prowadzonego monitoringu w obrębie stałej powierzchni badawczej stwierdzono systematyczny spadek liczebności osobników żywca gruczołowatego (form wegetatywnych oraz generatywnych). Cykl rozwojowy D. glandulosa na badanym stanowisku trwa około 3 miesięcy. Słowa kluczowe: stanowisko reliktowe, gatunek górski, liczebność populacji, fenofazy. Key words: relict locality, mountain species, population abundance, phenophases. Monika Podgórska, Martyna Kułagowska, Natalia Wójcik, Katedra Ochrony i Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, ul. Świętokrzyska 15, 25-406 Kielce, Polska; e-mail: iris@ujk.edu.pl 1. Wprowadzenie W celu prowadzenia skutecznej ochrony przyrody niezbędne jest posiadanie informacji o jej aktualnym stanie. Dane na ten temat pochodzą z badań prowadzonych w środowisku przyrodniczym należą do nich m.in. różne badania florystyczne, fitosocjologiczne, faunistyczne czy ekologiczne (Faliński 1990, Dzwonko 2007). Inwentaryzacje tego typu mają zazwyczaj jednorazowy charakter bez wątpienia dostarczają wiele cennych informacji na temat aktualnego stanu przyrody, jednakże trudno jest na ich podstawie wnioskować na temat tendencji dynamicznych czy szukać odpowiedzi na pytania dotyczące przyczyn tych zmian. Aby zrozumieć mechanizmy, jakie istnieją w układach przyrodniczych należy prowadzić wieloletnie badania ekologiczne, najlepiej na stałych powierzchniach badawczych (Faliński 2001). Takie regularne obserwacje prowadzone w ramach monitoringu przyrodniczego (funkcjonującego zarówno w obszarach chronionych, np. SOO i OSO w sieci Natura 2000, jak i poza nimi) pozwalają na planowanie efektywnych działań ochronnych (m.in. wskazywanie konkretnych zabiegów ochrony czynnej), dzięki czemu w sposób praktyczny jesteśmy w stanie chronić otaczające nas gatunki, a także całe ekosystemy. Obiekt niniejszych badań Dentaria glandulosa Waldst. & Kit. należy do rodziny kapustowatych Brassicaceae i jest jednym z trzech gatunków z rodzaju Dentaria występujących w polskiej florze (Mirek i in. 2002). Żywiec gruczołowaty jest gatunkiem górskim, reglowym (Zając 1996). Jego zasięg obejmuje Europę Środkowo-Wschodnią, kraje leżące na południowy wschód od Polski, takie jak: Czechy, Słowacja, Węgry i Rumunia (Meusel i in. 1965). Gatunek ten jest dość 63