KRAWCZYK J. 200: Z dotychczasowych badań nad ekologią podbiałka alpejskiego Homogyne alpina (L.) Cass. w Karkonoszach. In: ŠTURSA J., MAZURSKI K. R., PALUCKI A. & POTOCKA J. (eds.), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., Listopad 2003, Szklarska Poręba. Opera Corcontica, 1: 11 1. Z DOTYCHCZASOWYCH BADAŃ NAD EKOLOGIĄ PODBIAŁKA ALPEJSKIEGO HOMOGYNE ALPINA (L.) CASS. W KARKONOSZACH The hitherto results on ecology of Homogyne alpina (L.) CASS. investigations in the Giant Mountains KRAWCZYK JÓZEF Zakład Ekologii i Ochrony Przyrody, Instytut Biologii Roślin Uniwersytetu Wrocławskiego, ul. Kanonia /, 0 32 Wrocław, PL, e mail: krawjo@biol.uni.wroc.pl Podbiałek alpejski Homogyne alpina jest rośliną często spotykaną w Karkonoszach w reglu dolnym, górnym i piętrze subalpejskim. W dotychczasowych badaniach wykazano zróżnicowanie populacji tego gatunku pod względem cech osobniczych i grupowych, które jest uwarunkowane przede wszystkim chemizmem gleby. Wykazano także zróżnicowaną zawartość cynku w roślinach. Podbiałek w Karkonoszach charakteryzuje się szeroką amplitudą ekologiczną warunków siedliskowych i wyraźnymi różnicami fenologicznymi populacji, występujących w różnych zbiorowiskach roślinnych. Homogyne alpina is a plant often occur in the Giant Mts. in lower forest zone, upper forest zone and subalpine zone. The hitherto existing investigations one showed differentiation of population this plant in respect of individual and group features, which is depends first of all on chemical content of soils. One showed also different content of zinc in plants. Homogyne alpina in the Giant Mts. is characterized by wide amplitude of ecological conditions of its habitat and with distinct phenological differences of their populations. Słowa kluczowe: Homogyne alpina, ekotopowe zróżnicowanie, Karkonosze Wschodnie, populacje roślinne Keywords Homogyne alpina, ecotopical differentiation, the East Giant Mts., plant populations WSTĘP Podbiałek alpejski Homogyne alpina jest rośliną często rosnącą w Karkonoszach. Populacje tego gatunku występują w różnych piętrach i różnych zbiorowiskach roślinnych, a występuje także w siedliskach mniej lub bardziej zdegradowanych. Poznanie ekologii populacji tego gatunku w warunkach siedliskowych Karkonoszy ma znaczenie dla zachowania ich bioróżnorodności (SAROSIEK 1993, KRUKOWSKI ZDANOWICZ & al. 1993). Wcześniejsze badania wykazały, że populacje Homogyne alpina w Karkonoszach są ekotopowo zróżnicowane pod względem cech osobniczych i grupowych, a zróżnicowanie to jest uwarunkowane głównie edaficznie (KRAWCZYK & KRAWCZYK 2000). Zastanawiano się, czy istnieje podobne zróżnicowanie pomiędzy populacjami tego gatunku występującymi 11
w poszczególnych piętrach roślinnych oraz jaki wpływ na te populacje mają zmieniające się wraz z wysokością nad poziomem morza warunki siedliskowe i zbiorowiska roślinne. METODYKA Przedmiotem badań były 2 populacje Homogyne alpina występujące w piętrze regla dolnego ( populacji), regla górnego (11 populacji) i subalpejskim (23 populacje) Karkonoszy Wschodnich. Teren badań zawierał się między linią Pielgrzymy Smogornia a linią Betonowy Most Śląski Dom. Zróżnicowanie wysokościowe wynosiło od 1 do 120 m n.p.m.. W każdej populacji wyznaczono losowo 3 powierzchnie próbne (kwadrat o boku 1 m). Analizowano cechy osobnicze i grupowe roślin oraz zawartość mineralnych składników pokarmowych w roślinach metodami podanymi przez NOWOSIELSKIEGO (19). Oznaczono kwasowość gleb i zawartość w nich podstawowych makroelementów ogólnie przyjętymi metodami (NOWOSIELSKI 19). Wyniki empiryczne poddano analizie matematyczno statystycznej (ŻUK 199). WYNIKI I DYSKUSJA Zakres zmienności gleb z mikrosiedlisk Homogyne alpina pod względem właściwości chemicznych przedstawia Tab. 1. Podbiałek alpejski występuje w Karkonoszach na glebach kwaśnych i silnie kwaśnych, średnio zasobnych i zasobnych w azot, ubogich w wapń i magnez oraz zróżnicowanych pod względem zawartości fosforu i potasu od ubogich, przez średnio zasobne i zasobne. Mikrosiedliska badanej rośliny występujące w reglu dolnym charakteryzują się bardzo małą zmiennością zawartości poszczególnych makroelementów, z wyjątkiem wapnia. Gleby z siedlisk populacji regla górnego wyróżnia duży zakres zmienności magnezu i azotu, a z siedlisk populacji występujących w piętrze subalpejskim duży zakres zmienności zawartości w niej potasu, wapnia i azotu. Stwierdzono istotność zróżnicowania zawartości wapnia w glebach z regla dolnego i górnego oraz glebach regla górnego i piętra subalpejskiego. Interesujący jest brak istotnego zróżnicowania pod względem zawartości wapnia w glebach regla dolnego i piętra subalpejskiego, natomiast gleby te różnią się istotnie zawartością azotu (Tab. 1.). Badane populacje Homogyne alpina w reglu dolnym Karkonoszy występują w dwóch zbiorowiskach roślinnych: Luzulo nemorosae Fagetum i Abieti Piceetum montanum, w reglu górnym w Plagiothecio Piceetum hercynicum z dominacją w runie Vaccinium myrtillus, Calamagrostis villosa lub Avenella flexuosa, w piętrze subalpejskim w Crepido Calamagrostietum villosae, Empetro Vaccinietum, Pado Sorbetum, Pinetum mughi sudeticum, Carici rigidae Nardetum, Eriophoro vaginati Polytrichetum stricti i Vaccinio Mughetum. Zawartość podstawowych makroelementów w liściach podbiałka przedstawia Tab. 2. Badane rośliny zawierają małą ilość fosforu, małą i średnią wapnia i magnezu, średnią ilość azotu oraz średnią i dużą ilość potasu. Populacje występujące w reglu dolnym różnią się istotnie od populacji z regla górnego i piętra subalpejskiego zawartością azotu w liściach roślin (Tab. 2.). Zmienność cech osobniczych i grupowych populacji Homogyne alpina występujących w poszczególnych piętrach przedstawia Ryc. 1. Populacje te są istotnie zróżnicowane pod względem cech osobniczych i grupowych. Największy zakres zmienności większości badanych cech osobniczych (z wyjątkiem liczby liści) obserwujemy w populacjach występujących w piętrze subalpejskim. Szczególnie małą zmienność obserwowano w wysokości pędów kwiatostanowych roślin w populacjach występujących w reglu dolnym. Cechą dobitnie wyróżniającą populacje występujące w różnych piętrach jest zagęszczenie roślin na 1 m 2. Im wyżej położone piętro, tym populacje charakteryzowały się mniejszym zagęszczeniem, lecz jednocześnie częściej wytwarzały pędy kwiatostanowe. Wstępnie zbadano zdolność kiełkowania nasion podbiałka zebranych w 2001 i 2002 r. Kiełkowały tylko nieliczne nasiona pochodzące z populacji położonych w piętrze subalpejskim w zespole Carici rigidae Nardetum. 12
Tab. 1. Zawartość makroelementów w glebie z siedlisk populacji Homogyne alpina w Karkonoszach (mg/kg s.m. gleby). Contents of macroelements in soil from habitats of Homogyne alpina populations in the Giant Mts. (mg/kg d.wt.of soils). Regiel dolny 3,2, 3,9 ± 0, Regiel górny subalpejskie 1239 ph H2O ph KCl N ogólny 3,1,0,0 ± 0, 3,0, 3, ± 0,0 3,0 3, 3,3 ± 0,2 2, 3,9 3,3 ± 0,0 2, 3, 3,3 ± 0,3 Minimum maksimum 29 3 0 ± 193 19 33 ± 00 193 1 ± 1 P K Ca Mg Formy przyswajalne 22, 3,0 31, ±, 21,0 112,0 1,1 ± 2, 11,2 11,0 3,1 ± 2,,0,0, ± 23,3 3,0 11,0, ± 3,9 39,0,0 9,9 ± 0,2,0 09,0 1,9 ±,1 1,0 1,0,1 ± 0, 19,0 32,0 13,1 ± 91,9 2,0 2,0 3, ± 11, 13,0 320,0,3 ± 90, 12,0 2,0 31, ± 12,0 Tab. 2. Zawartość makroelementów w liściach Homogyne alpina z Karkonoszy (mg/kg s.m. roślin). Contents of macroelements in leaves of Homogyne alpina from the Giant Mts. (mg/kg d.wt. of plants. Regiel dolny,00,0, ± 0, Regiel górny,00,0,0 ± 0,0 subalpejskie 1239 N P K Ca Mg,00,00,02 ± 0, 19 1900 193 ± 1123 1 239 1929 ± 22 200 2029 ± 239 Minimum maksimum 1 1 13 ± 211 99 219 11 ± 333 9 2 1 ± 3 22 0 11 ± 0 29 991 02 ± 1 2 01 3199 ± 1 00 0 1 ± 1 20 09 9 ± 200 91 2 ± 1 2 0 31 ± 3 231 3 329 ± 123 39 2 ± 13
3 3 32,,0,,0 2, 2,0 2, 22,0 20 1, 1,0 1 2 3 1 3, 1 3,2 1 13 12 11 9 3,0 2, 2, 2, 2,2 2,0 1, 1, 1, 3,2 0,2,0,,,,2,0 3, 3, 3, 0,0 0, 0, 0, 0,2 3,2 0,0 3,0 2, 0, 2, 1 2, 23 0, 0 0 0 ] 2 0 3 0 0 2 20! 1 3 # 20 $ 2 0 %? 123 ±Odch.std Min.-9323322332333 1239 Ryc. 1. Zmienność cech osobniczych i grupowych Homogyne alpina z Karkonoszy. Fig. 1. The variability of individual and group characteristics of Homogyne alpina from the Giant Mts. 1
Gleby z mikrosiedlisk populacji Homogyne alpina w Karkonoskim Parku Narodowym nie wykazują skażenia cynkiem (KRAWCZYK 2002). Zawartość cynku w liściach tej rośliny jest zróżnicowana i wynosi od, do 21, mg/kg (średnio 13, mg/kg). Najwięcej jest go w roślinach rosnących w borze górnoreglowym o zdegradowanym drzewostanie z dominacją w runie Calamagrostis villosa, a najmniej w roślinach z torfowisk i miejsc podtopionych, przylegających do torfowisk. W stosunku do zawartości tego pierwiastka w innych roślinach z rejonu Karkonoszy gromadzi on w swych liściach stosunkowo dużo cynku. Wartość wskaźnika bioakumulacji cynku w podbiałku alpejskim wynosi średnio, a kumulacja tego metalu w roślinie jest zależna od jego zawartości w glebie. PODSUMOWANIE Populacje Homogyne alpina występują na glebach niezbyt zasobnych w makroelementy, co świadczy o ich małych wymaganiach siedliskowych. Zakres zmienności zawartości badanych pierwiastków w glebie jest duży, z wyjątkiem fosforu. Zagęszczenie roślin w populacjach maleje wraz z wysokością nad poziomem morza, a jednocześnie zwiększa się procentowa zawartość roślin kwitnących. Jest to w dużej mierze związane z dostępnością światła. Rośliny w populacjach występujących w siedliskach bardziej zacienionych rozmnażają się intensywniej wegetatywnie, co zwiększa ich zagęszczenie, a rzadko wytwarzane nasiona nie kiełkują. W wyniku dotychczasowych badań nad ekologią populacji Homogyne alpina w Karkonoszach należy stwierdzić, że znajdują one tu dobre warunki do rozwoju. LITERATURA KRAWCZYK A. & KRAWCZYK J. 2000: Ekotopowe zróżnicowanie podbiałka alpejskiego Homogyne alpina (L.) CASS. w Karkonoszach. In: ŠTURSA J., MAZURSKI K. & PAŁUCKI A. (eds.), Geoekologiczne Problemy Karkonoszy, Opera Corcontica, 3: 2 20. KRAWCZYK J. 2002: Bioakumulacja cynku w podbiałku alpejskim Homogyne alpina (L.) Cass. z Karkonoskiego Parku Narodowego. In: Cynk w środowisku problemy ekologiczne i metodyczne. Zeszyty Naukowe Komitetu Człowiek i Środowisko PAN, 33: 31 323. KRUKOWSKI ZDANOWICZ J., MRÓZ L., SAROSIEK J. & SZCZYREK B. 1993: Zaburzenia w ekologicznej organizacji populacji roślin w Karkonoszach. In: SAROSIEK J. (ed.), Geoekologiczne problemy Karkonoszy, p. 199 20, Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław. NOWOSIELSKI O. 19: Metody oznaczania potrzeb nawożenia. PWRiL, Warszawa. SAROSIEK J. 1993: Aktualne zagadnienia ekologii Karkonoszy. In: SAROSIEK J. (ed.), Geoekologiczne problemy Karkonoszy, p. 13 1, Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław. ŻUK B. 199: Biometria stosowana. PWN, Warszawa. 1