Ekosystem leśny (przykład samoregulacji)
Struktura ekosystemu leśnego Aby przedstawić strukturę ekosystemu leśnego należałoby opisać tworzące go czynniki ożywione i nieożywione, występujące w określonej przestrzeni i czasie
Opisując czynniki ożywione należałoby między innymi przedstawić: - listę gatunków - liczebność osobników reprezentujących te gatunki - biomasę tych osobników, reprezentujących poszczególne gatunki - rozmieszczenie tych osobników i ich biomasy w przestrzeni ekosystemu - dynamikę tych wszystkich elementów w czasie (migracje, cykle, trendy )
Opisując czynniki nieożywione należałoby między innymi przedstawić: - rozkład promieniowania świetlnego, parametry ciepła i temperatury, stosunki wodne, skład chemiczny powietrza - zawartość poszczególnych pierwiastków, zawartość materii organicznej i stopień jej rozkładu, kwasowość, porowatość, aerację i skład chemiczny powietrza glebowego, parametry ciepła i temperatury, stosunki wodne gleby Wszystko to należałoby przedstawić dla całej przestrzeni zajmowanej przez ekosystem nad glebą i w glebie Należałoby też przedstawić jak te wszystkie czynniki klimatyczne i glebowe zmieniają się w czasie (cykle dobowe, sezonowe, zmiany kierunkowe )
Aby dobrze przedstawić strukturę określonego ekosystemu leśnego, trzeba by zatem cały czas monitorować wszystkie jego składowe w całej jego przestrzeni Nasuwają się pytania: Czy byłoby to możliwe pod względem technicznym? Czy bylibyśmy w stanie przedstawić i (co najważniejsze) odebrać tak ogromną ilość informacji, przekazywanych w sposób ciągły i dynamiczny? Próba odpowiedzi: Ze względów technicznych jest to (na razie i chyba jeszcze długo) niemożliwe. A nawet gdyby było, nie bylibyśmy w stanie jednocześnie odebrać tak ogromnej ilości informacji. Moglibyśmy je analizować jedynie wybiórczo i przedstawiać na uproszczonych modelach.
WZGLĘDNOŚĆ POJĘĆ producenci zajmują przestrzeń w obu środowiskach V i IV, konsumenci i destruenci też występują w obu środowiskach IV i V; konsumenci (a także producenci) także rozkładają materię organiczną w procesach życiowych podobnie jak reducenci (destruenci); reducenci (destruenci) to ostatnie ogniwo konsumentów, ale w lesie często pierwsze i ostatnie; jest to zresztą ogniwo złożone z wielu podogniw
Funkcjonowanie ekosystemu leśnego
Sprawny ekosystem niezakłócony, płynny obieg materii i przepływ energii (bez przestojów, zatorów, jałowej kumulacji) - cała wyprodukowana materia organiczna ulega szybkiemu rozkładowi (mineralizacji) - wszystkie pierwiastki są dostępne i pobierane przez rośliny - synteza materii organicznej przebiega intensywnie - biomasa biocenozy jest zbliżona do maksymalnej (w danych warunków siedliskowych)
Stabilny ekosystem działają mechanizmy samoregulacji (między innymi dzięki sprzężeniu zwrotnemu między produkcją i rozkładem materii organicznej) Przykład: - rośnie biomasa drzew i zagęszczenie koron - za mało opadów i promieniowania wnika do dna lasu - słabną procesy próchnicowania i mineralizacji (gromadzi się nadmiar próchnicy nadkładowej)
- pogarszają się warunki odżywiania - mniejsze: produkcja, biomasa, zagęszczenie koron - wnika więcej opadów i promieniowania - poprawiają się warunki: próchnicowania, mineralizacji, odżywiania - rośnie produkcja biomasy i zagęszczenie koron i cykl dostrajania się powtarza dostrajanie - sprzężenie zwrotne - samoregulacja
Puszcza Niepołomicka przykład funkcjonowania ekosystemu leśnego
Ryc. 9. 11 A. Przepływ energii - w uproszczonej sieci troficznej ekosystemu boru Grodziński i in. 1984
Ryc. 9. 11 B. Przepływ azotu - w uproszczonej sieci troficznej ekosystemu boru Grodziński i in. 1984
LZD Siemianice przykład badań ekosystemu leśnego (lata 1999-2001)
Kształtowanie specyficznego środowiska przez najważniejsze gatunki drzew leśnych - Pomiary dendrometryczne: dr inż. Jan Ceitel - Opad ścioły: dr hab. Jerzy Modrzyński - Analizy chemiczne gleby: dr inż. Antoni Sienkiewicz, mgr inż. Paweł Mroziński - Temperatura gleby: doc. dr Jacek Oleksyn, dr hab. Jerzy Modrzyński - Natężenie światła: dr hab. Jerzy Modrzyński - Flora i roślinność runa: dr Marek Kasprowicz - Mikoryzy: doc. dr hab. Maria Rudawska, dr Barbara Kieliszewska - Roztocze: dr inż. Maciej Skorupski, mgr inż. Tomasz Szuliński - Biegaczowate: dr inż. Andrzej Łabędzki (uzupełnione o badania dżdżownic, drobnych korzeni, fizjologii drzew)
KONCEPCJA BADAŃ Drzewostany mają zdolność wytwarzania w swoim wnętrzu specyficznego klimatu, który w pierwszym rzędzie zależy od tworzących je gatunków drzew. Swoisty mikroklimat oraz charakterystyczna dla danego gatunku ścioła wpływają z kolei na tempo i kierunek procesów humifikacji, a w rezultacie na cały kompleks fizycznych i chemicznych warunków glebowych. Konsekwencją modyfikacji mikroklimatu i gleby jest występowanie pod poszczególnymi gatunkami drzew swoistej flory i fauny. Wiemy zatem ogólnie, że skład gatunkowy drzewostanu może inicjować powstawanie charakterystycznych, związanych z nim ekosystemów. Nie wiemy jednak w jakim tempie i w jakich kierunkach przebiegają wspomniane wyżej procesy w przypadku poszczególnych gatunków drzew.
Dla właściwego scharakteryzowania ekosystemów powstających pod wpływem poszczególnych gatunków drzew potrzebne są więc wnikliwe i kompleksowe badania ekologiczne, obejmujące między innymi: mikroklimat, warunki glebowe, opad ścioły, roślinność runa, aktywność grzybów mikoryzowych oraz innych organizmów, zarówno w glebie, jak i na jej powierzchni. Powinny one najpierw wykazać stopień zróżnicowania tych czynników pod wpływem poszczególnych gatunków drzew. Następnie należałoby przeanalizować zależności występujące między poszczególnymi elementami specyficznych ekosystemów, kształtujących się pod okapem różnych gatunków.
OPIS OBIEKTU BADAŃ Obiektem badań były dwie powierzchnie założone przez prof. dr hab. Stanisława Szymańskiego w pododdziałach 25a i 25b Leśnictwa Doświadczalnego Wielisławice (Leśny Zakład Doświadczalny Siemianice) w celu porównania wzrostu różnych gatunków drzew w młodości (Szymański 1982, 1996). Pierwszą powierzchnię na siedlisku boru mieszanego świeżego (BMśw) obsadzono w roku 1970 jednorocznymi sadzonkami, a drugą na siedlisku lasu mieszanego świeżego (LMśw) - w 1972 roku, dwuletnimi sadzonkami. Glebę przygotowano pełną orką. Wszystkie gatunki posadzono w jednakowej więźbie: 1,0 x 1,0 m, na poletkach o powierzchni 400 m2 (20 x 20 m). Każdy gatunek posadzono na danej powierzchni w trzech powtórzeniach.
Na obu powierzchniach (o łącznej powierzchni 1,2 ha każda) wysadzono po dziewięć gatunków. Na siedlisku BMśw były to: Na siedlisku LMśw były to natomiast: sosna zwyczajna (Pinus sylvestris L.), świerk pospolity (Picea abies [L.]Karst.), modrzew europejski (Larix decidua Mill.), brzoza brodawkowata (Betula pendula Roth.), dąb szypułkowy (Quercus robur L.), grab pospolity (Carpinus betulus L.), sosna czarna (Pinus nigra Arn.), jedlica zielona (Pseudotsuga menziesii Franco) świerk pospolity (Picea abies [L.]Karst.), jodła pospolita (Abies alba Mill.), modrzew europejski (Larix decidua Mill), buk zwyczajny (Fagus sylvatica L.), dąb szypułkowy (Quercus robur L.), klon jawor (Acer pseudoplatanus L.), klon zwyczajny (Acer platanoides L.), lipa drobnolistna (Tilia cordata Mill.) jedlica zielona (Pseudotsuga menziesii Franco). dąb czerwony (Quercus rubra L.).
Db Dg So Dbcz Św Socz Gb Md Brz Dg So Db Św Socz Dbcz Md Brz Gb So Db Dg Socz Dbcz Św Brz Blok III Jd Lp Md Bk Kl Dg Św Jw Db Lp Md Jd Kl Db Bk Jw Dg Św Md Jd Lp Dg Bk Kl Db Św Jw Blok II Blok I LMśw 25 a Gb Md BMśw 25 b Blok III Blok II Blok I
NATĘŻENIE ŚWIATŁA Pomiary natężenia promieniowania świetlnego fotosyntetycznie czynnego wykonano w jednostkach: µmol/m2/s, za pomocą światłomierzy: Quantum Meter-BQM. W roku 1999 pomiary wykonano w terminach: 22 kwietnia, 23 lipca i 22 października, natomiast w 2000 roku: 16 lutego, 26 kwietnia, 26 maja, 28 lipca, 28 września i 27 października. Pomiary wykonywano w dwóch nawrotach. Pierwszy (przed południem) w kierunku SE, drugi (po południu) w kierunku SW. Podczas wykonywania pomiarów światłomierze trzymano więc w kierunku słońca, unikając w ten sposób ewentualnego ich ocienienia przez osobę wykonującą pomiar. Pomiary wykonywano na wysokości 1 m nad gruntem. Podczas każdego nawrotu wykonywano w środkowej części kolejnych poletek po pięć pomiarów w odstępach co 2 m. Zapisywano jednocześnie czas rozpoczęcia i zakończenia pomiarów na poletku. Przez cały czas trwania pomiarów pod okapem wykonywano co minutę pomiar kontrolny na powierzchni otwartej (sąsiednia uprawa). Pomiary były wykonywane za pomocą identycznych przyrządów
LMśw 16. 02. 2000 natężenie promieniowania (%) 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Św Md Jd Dg Db Bk Lp Jw Kl BMśw natężenie promieniowania (%) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% So Św Md Dg Soc Db Brz Gb Dbc
LMśw 28. 07. 2000 natężenie promieniowania (%) 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Św Md Jd Dg Db Bk Lp Jw Kl BMśw natężenie promieniowania (%) 14 % 12 % 10 % 8% 6% 4% 2% 0% So Św Md Dg Soc Db Brz Gb Dbc
Podsumowanie wyników 1. Między powtórzeniami (poletkami) tego samego gatunku istnieje pewne zróżnicowanie względnego natężenia światła, które wynika między innymi z małych wymiarów poletek i wpływu zarówno drzewostanów na sąsiednich poletkach doświadczenia, jak i sąsiadujących z doświadczeniem starszych drzewostanów i upraw. 2. W drzewostanach iglastych obserwuje się wyraźną zmienność sezonową warunków świetlnych w ciągu roku. Względne natężenie promieniowania jest tu w miesiącach letnich znacznie niższe niż w okresie od jesieni do wiosny (u niektórych gatunków nawet kilkakrotnie). Wiąże się to przede wszystkim z rocznym cyklem rozwoju młodych igieł i podwójną kulminacją (wiosna i jesień) ich opadu. 3. Zmienność sezonowa warunków świetlnych w drzewostanach liściastych i pod okapem modrzewia jest oczywista. Warto jednak zwrócić uwagę, że wyniki pomiarów światła korelują wyraźnie z dynamiką rozwoju i opadania liści, a więc długością rzeczywistego okresu wegetacyjnego w danym roku.
4. W pełni sezonu wegetacyjnego (lipiec) u wielu gatunków na siedlisku LMśw względne natężenie fotosyntetycznie czynnego promieniowania świetlnego nie przekracza 1% (jodła, świerk, buk, daglezja). Na siedlisku BMśw sytuacja taka występuje tylko pod okapem świerka. Natomiast największe wartości tego promieniowania w lipcu zmierzono na siedlisku BMśw pod okapem brzozy i modrzewia oraz dębu szypułkowego i obu gatunków sosen, przy czym pod sosną czarną niższe niż pod sosną zwyczajną. 5. Świerk wykazuje podobny stopień ocienienia na obu siedliskach, natomiast modrzew i daglezja przepuszczają pod swój okap dwa razy więcej światła na BMśw niż na LMśw. 6. Dąb szypułkowy w 1999 roku powodował na siedlisku LMśw znacznie większe ocienienie niż na siedlisku BMśw. W roku 2000 było natomiast odwrotnie. Na LMśw dąb szypułkowy był w tym roku gatunkiem najbardziej świetlistym nawet bardziej niż modrzew. Było też pod nim pięciokrotnie więcej światła niż pod dębem czerwonym.
TEMPERATURA GLEBY Celem badań było przedstawienie przebiegu temperatury i jej amplitud na głębokości 10 cm w glebie Pomiary wykonano za pomocą datalogerów (czujników połączonych z mikroprocesorem) typu HOBO 8K ONSET. Datalogery (po zamknięciu w szczelnych plastikowych pojemnikach) umieszczane były poziomo w dołku wykopanm pośrodku poletka w ten sposób, że środek pojemnika znajdował się dokładnie na głębokości 10 cm. Następnie pojemnik przykrywano dokładnie glebą i ściołą, odtwarzają ich naturalny układ. Datalogery zostały zaprogramowane na wykonywanie pomiaru co godzinę i zainicjowane za pomocą specjalnego programu komputerowego: Box Car Pro 3.5 Starter kit ONS. Wyniki przebiegu temperatury przedstawione w tabelach i na wykresach są bardzo dokładnym uśrednieniem temperatur obliczonych w oparciu o pomiary zarejestrowane co godzinę. W oparciu o pomiary temperatury obliczono amplitudy średnich dobowych temperatur i przedstawiono ich przebieg dla kolejnych miesięcy 1999 i 2000 roku.
25 Betula pendula Quercus robur Quercus rubra Pseudotsuga menziesii Carpinus betulus Larix decidua 20 Pinus nigra Pinus sylvestris Picea abies Stacja meteorologiczna temperatura ( oc) 15 10 5 0 III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ryc. TG-3. Średnia temperatura gleby na głębokości 10 cm w drzewostanach różnych gatunków drzew na siedlisku BMśw w 1999 roku.
20 Betula pendula Quercus robur Quercus rubra 18 Pseudotsuga menziesii Carpinus betulus Larix decidua 16 Pinus nigra Pinus sylvestris Picea abies 14 Stacja meteorologiczna temperatura ( oc) 12 10 8 6 4 2 0 III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ryc. TG-7. Średnia amplituda temperatur gleby na głębokości 10 cm w drzewostanach różnych gatunków drzew na siedlisku BMśw w 1999 roku.
Podsumowanie wyników 1. Największe różnice temperatury gleby pod badanymi gatunkami występują na początku lata (kiedy temperatury na powierzchni otwartej są znacznie wyższe niż w lesie) i wynoszą około 2 C na siedlisku LMśw oraz około 3 C na siedlisku BMśw. Na LMśw najniższe temperatury zmierzono pod okapem świerka, a najwyższe dębu szypułkowego. Na siedlisku BMśw najniższe pod okapem świerka, a najwyższe brzozy. 2. Jesienią i zimą temperatury pod okapem drzew są nieco wyższe niż na powierzchni otwartej, a maksymalne różnice między poszczególnymi gatunkami drzew wynoszą około 1 C na obu siedliskach.
3. Średnie amplitudy temperatury gleby pod okapem drzew są w okresie wegetacyjnym około 2 3 razy mniejsze w porównaniu z powierzchnią otwartą, przy czym na wiosnę są one nieco większe niż latem. 4. W kolejnych latach ranking poszczególnych gatunków drzew przedstawia się nieco inaczej, niemniej można przyjąć, że na siedlisku LMśw najmniejsze amplitudy występują pod okapem: jodły, świerka i daglezji, a największe: dębu szypułkowego, buka i obu klonów. Na siedlisku BMśw natomiast najmniejszymi amplitudami odznaczają się świerk i daglezja, a największymi modrzew i brzoza.
OPAD ŚCIOŁY Celem badań było określenie sezonowej dynamiki opadania liści oraz produktywności pierwotnej netto liści dla badanych gatunków. Do badań użyto drewnianych chwytników, rozmieszczonych na wszystkich poletkach według tego samego schematu w ilości 8 sztuk. Chwytniki, zbudowane z desek o szerokosci 12 cm miały kształt kwadratu o boku 62 cm, a zatem powierzchnia pojedynczego chwytnika wynosiła 0,385 m2. W drzewostanach liściastych leżały one bezpośrednio na mineralnej glebie, natomiast w drzewostanach iglastych zaopatrzone były od dołu w drobną siatkę plastikową, ułatwiającą wybieranie igliwia.
Zawartość pułapek wybierano raz w miesiącu do papierowych kopert oznaczonych datą, numerem poletka (1 54) i chwytnika (1 8). Zebrane liście suszono w suszarce w temperaturze 65 C przez około 4 doby. Następnie materiał przewożony był do Poznania. Prace laboratoryjne polegały na rozdzieleniu zawartości kopert na frakcje i ich zważeniu. Rozróżniano następujące frakcje: liście drzew gatunku głównego, liście drzew gatunków obcych, domieszki (gałązki, kora, nasiona, łuski pączków, itp.). Ważenie wykonano za pomocą wagi laboratoryjnej SARTORIUS PT 120 z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Masę liści zebranych z chwytników na danym poletku przeliczano następnie na jeden hektar.
Tilia cordata [kg/ha] 1800,0 1600,0 1400,0 1200,0 1000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ryc. L - 9. Dynamika opadania liści lipy (Tilia cordata) od stycznia do grudnia 1997 (LMśw).
Picea abies [kg/ha] 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ryc. L - 1. Dynamika opadania igliwia świerka (Picea abies) od stycznia do grudnia 1997 (LMśw).
Tabela L - 1. Całoroczny opad ścioły dla badanych gatunków drzew na siedlisku LMśw Tabela L - 2. Całoroczny opad ścioły dla badanych gatunków drzew na siedlisku BMśw. Suma kg/ha Gatunek Abies alba Suma kg/ha Gatunek 341,2 Betula pendula 2 137,5 Acer platanoides 2 447,9 Carpinus betulus 1 626,0 Acer pseudoplatanus 3 285,8 Larix decidua 1 727,4 Fagus silvatica 2 895,9 Picea abies Larix decidua 3 185,5 Pinus silvestris 3 234,8 Picea abies 1 429,1 Pinus nigra 2 476,9 Pseudotsuga mienziesii 1 153,8 Pseudotsuga mienziesii Quercus robur 2 926,2 Quercus robur 1 274,1 Tilia cordata 2 803,4 Quercus rubra 5 268,5 931,2 684,0
Podsumowanie wyników 1. U gatunków liściastych i modrzewia kuluminacja opadu ścioły przypada na jesień, ale pewna ilość ścioły opada również w okresie od wiosny do jesieni, przy czym badane gatunki można połączyć w dwie grupy. Do pierwszej, odznaczającej się wcześniejszym rozpoczęciem opadu letniego i kuluminacją opadu rocznego w październiku należą: brzoza, grab, klon, jawor i lipa. Do drugiej natomiast, odznaczającej się nieco późniejszym opadem letnim i i kuluminacją opadu rocznego w listopadzie należą: buk, oba gatunki dębu i modrzew. 2. Opadanie igliwia u gatunków zimozielonych jodły, świerka, daglezji, sosny pospolitej i sosny czarnej ma odmienny charakter. Można zauważyć, ze opad igliwia trwa tu przez cały rok i posiada dwa maksima jesienne i wiosenne, przy czym u poszczególnych gatunków przebiega on nieco inaczej.
cd. Na przykład świerk na siedlisku boru mieszanego świeżego ma wiosenne maksimum w marcu, bardzo niewielki opad w miesiącach letnich, a jesienną kuluminację w październiku. Na lesie mieszanym świeżym dynamika opadania jest u tego gatunku mniej zróżnicowana i więcej opadu przypada w miesiącach od czerwca do września. U daglezji na borze mieszanym świeżym wiosenne maksimum przypada na maj, a jesienne na październik. Na lesie mieszanym świeżym jesienne maksimum u tego gatunku jest znacznie mniejsze niż wiosenne. 3. Masa liści opadłych w ciągu całego roku u gatunków liściastych zamyka się w przedziale od 1,6 T/ha (grab) do 5,2 T/ha (dąb czerwony). U gatunków iglastych wielkość ta wynosi od 0,3 T/ha (jodła) do 3,2 T/ha (sosna). W przypadku gatunków rosnących na obu siedliskach, czyli świerka, daglezji, modrzewia i dębu, wielkość opadu na siedlisku lasu mieszanego świeżego była około dwukrotnie większa niż na siedlisku boru mieszanego świeżego.
ANALIZY CHEMICZNE GLEBY Celem badań było stwierdzenie, czy po 30 latach od posadzenia 9 różnych gatunków drzew na siedlisku LMśw i 9 różnych gatunków drzew na siedlisku BMśw można zaobserwować różnicowanie się cech gleby pod okapem tych gatunków. Dodatkowym aspektem badań było stwierdzenie czy te same gatunki drzew inaczej oddziałują na glebę w zależności od siedliska, na którym zostały posadzone.
W ramach terenowych prac gleboznawczych na wszystkich poletkach wykonano po cztery odkrywki glebowe o wymiarach 20x20x50 cm. Z każdej ściany wykonanej jamki z poziomów: ektopróchnicznego, 0-20 cm i 20-40 cm pobrano te same ilości materiału, który następnie dokładnie wymieszano dla uzyskania średnich prób z każdego poletka. Przy pobieraniu próby z poziomu ektopróchnicznego odgarniano luźne podpoziomy 0l i 0f pobierając przylegający ściśle do gleby mineralnej, całkowicie zhumufikowany podpoziom 0h. W ramach analiz laboratoryjnych oznaczono: procentowy udział próchnicy, zawartość węgla organicznego, azotu ogólnego i stosunek węgla do azotu oraz zawartość azotu w formie amonowej i azotanowej, fosforu, potasu, wapnia, magnezu, siarki, sodu, chloru, żelaza, manganu, cynku, miedzi, boru. Oznaczono również odczyn gleby i jej przewodność hydrolityczną.
LMśw 30 25 20 poziom 1 15 poziom 2 poziom 3 10 5 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Ryc. G-4. Stosunek węgla do azotu (C:N) Kl BMśw 30 25 20 poziom 1 15 poziom 2 poziom 3 10 5 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 25 mg/100 g gleby 20 15 poziom 1 poziom 2 poziom 3 10 5 Ryc. G-5. Zawartość azotu amonowego (NH4) 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Kl BMśw 25 mg/100 g gleby 20 15 poziom 1 poziom 2 poziom 3 10 5 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 25 mg/100 g gleby 20 15 poziom 1 poziom 2 poziom 3 10 5 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Kl Ryc. G-6. Zawartość azotu azotanowego (NO3) BMśw 25 mg/100 g gleby 20 15 poziom 1 poziom 2 poziom 3 10 5 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 180 mg/100 g gleby 150 120 poziom 1 90 poziom 2 poziom 3 60 30 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Ryc. G-9. Zawartość wapnia (Ca) Kl BMśw 180 mg/100 g gleby 150 120 poziom 1 poziom 2 90 poziom 3 60 30 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 40 35 mg/100 g gleby 30 25 poziom 1 poziom 2 20 poziom 3 15 10 5 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Kl Ryc. G-10. Zawartość magnezu (Mg) BMśw 40 35 mg/100 g gleby 30 25 poziom 1 20 poziom 2 poziom 3 15 10 5 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 150 ppm w s.m. gleby 120 90 poziom 1 poziom 2 poziom 3 60 30 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Kl Ryc. G-14. Zawartość żelaza (Fe) BMśw 150,0 ppm w s.m. gleby 120,0 90,0 poziom 1 poziom 2 poziom 3 60,0 30,0 0,0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 7 6 5 poziom 1 4 poziom 2 3 poziom 3 2 1 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Ryc. G-19. Odczyn gleby (ph) Kl BMśw 7 6 5 poziom 1 4 poziom 2 3 poziom 3 2 1 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
LMśw 700 600 µ S/cm 500 poziom 1 400 poziom 2 300 poziom 3 200 100 0 Św Md Jd Dg Dbs Bk Lp Jw Kl Ryc. G-20. Przewodność elektrolityczna (EC) BMśw 700 600 µ S/cm 500 poziom 1 400 poziom 2 300 poziom 3 200 100 0 So Św Md Dg Soc Dbs Brz Gb Dbc
Podsumowanie wyników 1. Przez okres 30 lat badane gatunki drzew w zauważalny sposób wpłynęły na analizowane cechy gleby, zarówno na siedlisku lasu mieszanego świeżego, jak i boru mieszanego świeżego. 2. Wśród badanych gatunków na uwagę zasługują: dąb szypułkowy, klon jawor i klon pospolity, które wpłynęły na wiele analizowanych cech gleby korzystniej niż pozostałe gatunki drzew. 3. Nie stwierdzono aby świerk pospolity wpłynął na właściwości gleby mniej korzystnie niż większość pozostałych gatunków drzew, zarówno na siedlisku lasu mieszanego świeżego, jak i boru mieszanego świeżego.
4. Wpływ obcych gatunków (daglezja zielona, sosna czarna i dąb czerwony) na badane właściwości gleby należy ocenić jako mniej korzystny w porównaniu z rodzimymi gatunkami drzew. 5. W poziomie próchnicznym stwierdzono wielokrotnie większą zawartość pierwiastków niż w obu poziomach mineralnych. Poziom ten też najwyraźniej różnicuje badane gatunki drzew. 6. Znacznie wyższa zawartość mikro- i makroelementów w próbkach z poletek na siedlisku lasu mieszanego świeżego niż w próbkach z poletek na siedlisku boru mieszanego świeżego potwierdza siedliskowe zróżnicowanie obu badanych powierzchni, pomimo ich bardzo bliskiego sąsiedztwa.
ZALECENIA DLA PRAKTYKI 1. Ze względu na pożądany wpływ na glebę i bioróżnorodność takich gatunków drzew jak: dąb szypułkowy oraz klon jawor i klon zwyczajny zaleca się częstsze ich stosowanie, zwłaszcza jako domieszek biocenotycznych. 2. Ponieważ dotychczasowe badania nie wykazały aby świerk pospolity na LMśw i BMśw powodował degradację gleby i kształtował mniej korzystne warunki środowiskowe niż większość rodzimych gatunków drzew, dlatego wydaje się, że można ten gatunek bez obaw wprowadzać na tych siedliskach, zarówno jako gatunek domieszkowy i biocenotyczny, jak i główny gatunek produkcyjny (w zmieszaniu z innymi gatunkami drzew). 3. Ze względu na mniej korzystny (w porównaniu z gatunkami rodzimymi) wpływ: dębu czerwonego, daglezji zielonej i sosny czarnej na procesy próchnicowania i chemiczne właściwości gleby oraz bioróżnorodność nie zaleca się stosowania tych gatunków w gospodarstwie leśnym.
Pytania Jakie dane byłyby potrzebne do pełnego opisu struktury ekosystemu leśnego? Potrzeba stosowania uogólnionych i uproszczonych modeli przy wyjaśnianiu struktury i funkcjonowania ekosystemów? Lata nasienne u drzew a liczebność gryzoni (grabieżców)? Struktura troficzna i przepływ energii w ekosystemach lądowych? Przepływ energii a krążenie materii w ekosystemach lądowych? Jaki % energii słonecznej jest przez roślinność leśną: absorbowany fizycznie, wiązany fotosyntetycznie, lokowany w przyroście biomasy? Ogólny schemat funkcjonowania ekosystemu leśnego? Jaki % biomasy wyprodukowanej przez roślinność leśną jest pobierany przez konsumentów? Liczebność i masa najważniejszych grup organizmów glebowych? Proces próchnicowania? Sprawny i stabilny ekosystem?
Pytania c.d. Udział biomasy (energii) w nadziemnej i podziemnej części drzew? Dlaczego przyrost biomasy (produkcja pierwotna netto) liściastych gatunków drzew jest na ogół wyższy niż gatunków iglastych? Jakie ilości ścioły (rząd wielkości) opadają rocznie na powierzchni 1 ha w naszych lasach?
Aneks