EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ - 700
data Temat konwersatorium Temat wykładu 03.03 Pojęcie ekosystemu, energetyka ekosystemów, produkcja pierwotna 10.03 Bilans węgla dekompozycja 17.03 Produkcja wtórna, budżety energii Sieci troficzne, interakcje 24.03 Sieci troficzne, interakcje Sieci troficzne, interakcje 31.03 Bilans węgla w ekosystemie Biocenoza, zespół, różnorodność 07.04 Biocenoza, zespół różnorodność Metody wielowymiarowe 14.04 WIELKANOC PROGRAM WYKŁADÓW I KONWERSATORIÓW 21.04 Metody wielowymiarowe Różnorodność a funkcja ekosystemu 28.04 Metody badań terenowych Wprowadzenie do badań terenowych 05.05 (piątek) PRACA W TERENIE 8 GODZ. 12.05 Różnorodność a funkcja ekosystemu Funkcjonowanie ekosystemu 19.05 8.05 9.06. Zajęcia indywidualne (lab. konsultacje praca własna) 26.05 02.06 Seminarium końcowe (prezentacje projektów) 09.06 Seminarium końcowe (prezentacje projektów)
EKOLOGIA EKOSYSTEMÓW LĄDOWYCH ZAJĘCIA TERENOWE
PUSZCZA NIEPOŁOMICKA Położenie, ogólna charakterystyka Gleby, lasy, świat zwierząt Historia ekosystemu, historia badań
POŁOŻENIE PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ
Image acquired on September 8, 2013, by the Operational Land Imager (OLI) on the Landsat 8 satellite.
HIPSOMETRIA
Podłoże mineralne gleb Gliny Piaski
Gleby Puszczy Niepołomickiej według Gruszczyka (1981) w modyfikacji M. Klimka
TYPY DRZEWOSTANÓW
DRZEWOSTANY WEDŁUG GATUNKÓW DOMINUJĄCYCH OBSZAR OK. 110 km 2
DRZEWOSTANY PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ (TYPOLOGIA LEŚNA) JEDNOSTKI TYPOLOGICZNE O POWTARZALNYM SKŁADZIE GATUNKOWYM
GRĄDY (lasy dębowo-lipowo-grabowe), pn część
Bory sosonowe (kompleks południowy)
GLEBY BIELICOWE część PD GLEBY BRUNATNO- GLEJOWE część PN
GLEBA BIELOCOWA (spodosol) BLISKO TERENU BADAŃ
GRADIENT GLEBOWO- WILGOTNOŚCIOWY
LANDSAT IMAGE (MSS) GRADIENT ZANIECZYSZCZEŃ
Liczne publikacje w ciągu wielu lat
GŁÓWNE POWIERZCHNIE BADAWCZE Inne (nie pokazane): Zespoły roślinności (185) Flora porostów (700) Punkty pomiaru zanieczyszczeń (30)
AKUMULACJA METALI CIĘŻKICH W MCHU Pleurosium schreberi Makomaska 1978 Godzik & Szarek 1993 Szarek-Łukaszewska et al. 2002
HAEVY METAL CONTENTS IN SOIL HUMUS (RECENT) Cd Cu Pb Zn μg/kg
DOPŁYW METALI CIĘŻKICH Z OPADEM (WSPÓŁCZ.) ŚREDNIE STĘŻENIE ROCZNE Szarek et al.. unpubl.
METALE CIĘŻKIE: współczesne stężenie jest niskie; Współczesny rozkład przestrzenny odpowiada dopływowi z opadami Nie ma wyraźnego wpływu poprzedniej akumulacji w glebie
FLORA POROSTÓW Chroniczny wpływ zanieczyszczeń Kiszka 1964, 1976, 1977, 1978, 1980a,b, 1981, 1990 Grodzińska & Kiszka, in press
RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKOWA POROSTÓW (OBECNA) 190 gatunków (1960-2000) No. of species Kiszka et al., Unpubl.
Liczba gatunków porostów epifitycznych
Usnea sp. 1960 ZMIANY ZASIĘGÓW GATUNKÓW Imshaugia aleurites Cetraria islandica Lecanora conizaeoides 1970 2000 After Kiszka & Grodzińska, 2004
ZMIANY WE FLORZE POROSTÓW PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ Ze 150 gatunków (1960): 4% 10% NEW 46% 13% (Grodzińska & Kiszka 2004) 27% EXTINCT DECREASING INCREASING NO CHANGE
FLORA POROSTÓW: różnorodność zmalała drastycznie w ciągu ostatnich 40 lat; większość zmian można przypisać dawnym zanieczyszczeniom przemysłowym jak dotąd brak odnowienia
ZMIANY ROŚLINNOŚCI RUNA (szczegółowe badania 1970-72 i 1999-2000)
Bogactwo gatunkowe roślin runa (Kapusta 2006; dane wg Różański et al., unpubl.)
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
ODCZYN GLEBY (ph) POMIAR BEZPOŚREDNI LICZBY WSKAŹNIKOWE ( Ellenberg-Zeigerwert ) (Dane wg Różański et al., unpubl.)
ZMIERZONA ZAWARTOŚĆ MATERII ORG. (% S.M.) PRÓCHNICA LICZBA WSKAŻNIKOWA ( Ellenberg-Zeigerwert ) ZAWARTOŚCI HUMUSU (Dane wg Różański et al., unpubl.)
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
Ekologiczne liczby wskaźnikowe (Zarzycki, 1984) Wilgotność Humus Trofizm Kwasowość (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)
PORÓWNANIE EKOLOGICZNYCH WSKAŹNIKÓW W DWÓCH OKRESACH wskaźnik granulometryczny gleby wskaźnik zawartości materii organicznej wskaźnik świetlny 1969-1972 1999-2000 (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)
PORÓWNANIE EKOLOGICZNYCH WSKAŹNIKÓW W DWÓCH OKRESACH wskaźnik kwasowości wskaźnik trofizmu wskaźnik wilgotności 1969-1972 1999-2000 (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)
wskaźnik granulometryczny gleby RÓŻNICE WSKAŹNIKÓW 1969/72 1999/00 (Kapusta 2006[dr], Różański et al., unpubl.) wskaźnik zawartości materii organicznej wskaźnik świetlny wskaźnik kwasowości wskaźnik trofizmu wskaźnik wilgotności
ZMIANY WYSTĘPOWANIA GATUNKÓW RUNA: EKSPANSJA Trientalis europaea i Carex brizoides (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)
Bogactwo gatunkowe a występowanie Carex brizoides Carex brizoides Liczba gatunków (Kapusta unpubl. dane wg Różański et al., unpubl.)
ZMIANY WYSTĘPOWANIA GATUNKÓW RUNA: EKSPANSJA Rubus sp. (Kapusta 2006[dr], dane wg Różański et al., unpubl.)
ZMIANY ŚREDNICH WARTOŚCI WSKAŹNIKA WARUNKÓW TROFICZNYCH (Różański unpubl.) 100 TROPHIC CONDITIONS FREQUENCY (%) 80 60 40 20 1970 1999 0 <2.5 2.5-3.0 3.0-3.5 3.5-3.8 >3.8 INDEX RANGE
ZMIANY ŚREDNIEGO WSKAŹNIKA WILGOTNOOŚCI (Różański unpubl.) MOISTURE 70 FREQUENCY (%) 60 50 40 30 20 10 1970 1999 0 <2.6 2.6-3.3 3.3-3.65 >3.65 INDEX RANGE
ROŚLINNOŚĆ: Zmieniła się w ciągu ostatnich 30 lat; Zmiany można przypisać: Eutrofizacji Odwodneniu Nie wykryto bezpośrednich skutków zanieczyszczeń i zmian naświetlenia
WPŁYW NA DRZEWA: KORONY
USZKODZENIA KORON DRZEW (Łabaj, 1998) CIĘŻKIE ŚREDNIE SŁABE
WPŁYW NA DRZEWA: DENDROCHRONOLOGIA
WSPÓŁCZESNE DENDROCHRONOLOGIE (WYBRANE DRZEWA) (roczne przyrosty, mm; Bednarz et al., unpubl.) Lenin się urodził Zbudowano Hutę im. Lenina
77-81/72-76 ROZKŁAD PRZESTRZENNY PRZYROSTU ROCZNEGO PRZYSPIESZENIE (OPÓŹNIENIE) Porównanie dekad: 1972-1981; 1989-1998 94-98/89-93
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.
TEMPO DEKOMPOZYCJI ŚCIÓŁKI, FAUNA GLEBY (ENCHYTRAEIDAE)
RESPIRACJA (CO 2 ) TEMPO DEKOMPOZYCJI PRÓCHNICY MINERALIZACJA AZOTU (NH 4 ) MINERALIZACJA AZOTU (NO 3 )
DOPŁYW BIOGENÓW Z OPADAMI (WSPÓŁCZESNY) Średnie Roczne stężenie mg/l; Szarek et al., unpubl.
BIOMASA ENCHYTRAEIDAE W GLEBACH PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ 0.1-2.5 g/m 2
RÓŻNORODNOŚC GATUNKOWA (indeks H ) ENCHYTRAEIDAE W PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ
Skupianie powierzchni badawczych wg. chemizmu gleby odpowiada typologii leśnej
Skupianie powierzchni badawczych wg Składu gatunkowego zespołów Enchytraeidae
ORDYNACJA ŁĄCZNA ZESPOŁÓW ENCHYTRAEIDAE
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.
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).
Sieć troficzna boru P.N.?
PRODUKCJA PIERWOTNA PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ
ROŚLINOŻERNOŚĆ Dęby w Puszczy Niepołomickiej ogołocone przez larwy zwójki zieloneczki (Tortrix viridana)
LARWA ZWÓJKI ZIELONECZKI (Tortrix viridana)
LARWA ZMORSZNIKA (Corymbia rubra) drewnojad
Rzekotka (Hyla arborea) - drapieżca
Pająk TYGRZYK PASKOWANY Argiope bruennichi samica
ZALESZCZOTKI
Widłogonek (Campodea sp.)
SKOCZOGONKI
Kleszcz Ixodes ricinus głodny i najedzony Puszcza Niepołomicka
ZARAZA (Orobanche sp.) Roślina pasożytnicza
Trzpiennik olbrzym (Urocerus gigas)
Owadziarka zgłębiec (Rhyssa persuasoria) (parazytoid) pasożytuje na larwach trzpiennika
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