OPAD ORGANICZNY JAKO BIOWSKAŹNIK STANU

OPAD ORGANICZNY JAKO BIOWSKAŹNIK STANU GEOEKOSYSTEMÓW
Marek Jóźwiak*, Małgorzata Anna Jóźwiak**, Rafał Kozłowski*
Jóźwiak M., Jóźwiak M.A., Kozłowski R., 2015: Opad organiczny jako biowskaźnik stanu geoekosystemów,
(Organic fall as bioindicator of geoecosystems condition), Monitoring Środowiska Przyrodniczego, Vol. 17,
s. 11-19.
Zarys treści: W pracy przedstawiono badania dynamiki opadu organicznego przeprowadzone w latach 1994–
2000 w wielowarstwowych drzewostanach jodłowo-grabowo-bukowym i bukowym z podszytem i podrostami
jodłowymi. Drzewostany te znajdują się w fazach ewolucyjnych rozpadu lasu klimaksowego i odnawiania lasu
przejściowego na północnym skłonie głównego masywu Łysogór w Świętokrzyskim Parku Narodowym. Wyniki
badań monitoringowych na Stacji Monitoringu Święty Krzyż przedstawiono na tle współczesnych warunków
środowiskowych z zarysem rozwoju badanych drzewostanów w XX wieku. Dotyczą one wieloletniej dynamiki
opadu masy organicznej oraz prawidłowości jej sezonowej zmienności.
Słowa kluczowe: biowskaźniki, opad organiczny, geoecosystem
Key words: bioindycators, organic fall, geoecosystem
* Marek Jóźwiak, Rafał Kozłowski, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, Katedra Ochrony i Kształtowania
Środowiska, ul. Świętokrzyska 15, 25-406 Kielce, e-mail: [email protected], [email protected]
** Małgorzata Anna Jóźwiak, Uniwersytet I Ogólnokształcące Liceum Akademickie im. Janiny KossakowskiejDębickiej w Kielcach, ul. Rzeczna 2, 25-039 Kielce, e-mail: [email protected]
1. Wprowadzenie
Na bioindykacyjne właściwości roślin wskazał Ellenberg (1976) i udowodnił możliwość ich wykorzystania do oceny warunków edaficznych, czynników klimatycznych oraz stopnia nasilenia antropopresji. Ocena
taka była wówczas i jest obecnie możliwa ze względu
na zróżnicowaną wrażliwość organizmów żywych na
warunki środowiskowe. Reakcje organizmów na stres
wynikają z odmiennych wymagań biotopowych gatunków i różnorodności przeprowadzanych przez nie procesów życiowych (fotosynteza, respiracja, utlenianie
komórkowe, fotooddychanie, rozmnażanie, transport
wewnątrz- i zewnątrzkomórkowy, histoliza w metamorfozach, fazy fenologiczne). Zwracali na to uwagę Ellenberg (1972, 1979), Barker (1976), Bick (1982), Ehmke
(1982), Burton (1986).
Podczas badań biomonitoringowych dokonuje się
oceny toksyczności różnych parametrów biotopowych.
Związane są z nią zagadnienia klasyfikacji tych parametrów, ich wpływ na organizmy oraz prawdopodobieństwo negatywnego oddziaływania badanego parametru. Wyznaczany jest poziom toksyczności dawki,
która znalazła się w środowisku, jej toksyczne działanie, możliwość przewidywania odległych skutków
występujących w organizmach po czasie ekspozycji na
toksynę, możliwość dokonania oceny, czy badany parametr działa mutagennie, kancerogennie, teratogennie
czy embriotoksycznie na organizm testowy.
Obecnie badanie i kontrola środowiska przy użyciu
metod bioindykacyjnych stosowana jest w wielu krajach Europy i świata (Vinogradov 1992, Mejstrik 1992,
Carreras, Pignata 2002, Calvelo, Liberatore 2004, Conti
i in. 2004, Kosiba 2004). Opracowuje się uniwersalne
11
metody i wskaźniki, które następnie stosowane zgodnie
z przyjętymi standardami umożliwiają ujednolicenie
kryteriów oceny zmian w środowisku i porównywalność wyników prowadzonych analiz.
Jednym z głównych elementów biosfery są ekosystemy leśne, które odgrywają podstawową rolę w utrzymaniu ładu i równowagi biologicznej w całej biosferze
(Szujecki 1990). Ich destabilizacja wskutek niekorzystnych zmian warunków edaficznych jest procesem bardzo złożonym. Ekosystemy leśne otwarte stwarzają
warunki do nieustannej wymiany składników. Ubytek
składników w ekosystemach równoważony jest przez
dostawę atmosferyczną przez różne procesy. Przykładem takim może być wpływ gospodarczej działalności
człowieka, który prowadzi do zachwiania dynamicznej
równowagi, a w konsekwencji do nasilenia dopływu
substancji lub zbyt dużej akumulacji zanieczyszczeń
w ekosystemie leśnym (Grodzińska i Laskowski 1996).
Pyły pochodzące z emisji ze względu na bardzo zróżnicowany skład chemiczny wpływają wielokierunkowo na glebę i roślinność. W wyniku ich oddziaływania
ulega zniekształceniu naturalny układ biochemiczny, co
prowadzi zazwyczaj do zakłócenia funkcji życiowych
drzew i roślinności dna lasu (Greszta i in. 2002). Emitowane przez fabryki gazy działają jak drastyczny czynnik selekcjonujący powodujący zubożenie gatunkowe
zbiorowisk drzew leśnych, w wyniku czego powstają
nowe populacje, będące zespołami niespotykanymi
w pierwotnej naturze (Bell, Treshow 2004). Reakcje
roślinności na zmieniające się warunki siedliskowe pozwalają wykorzystywać je jako wskaźniki ekologiczne
(Roo-Zielińska 2004).
2. Metody badania masy opadu
Badania opadu organicznego przeprowadzono na
wybranych dwóch powierzchniach badawczych zlokalizowanych w centralnej części Gór Świętokrzyskich w
latach 1994–2000. Obszarem badań były dwa poletka A
i B o powierzchniach 200 m2 każde, położonych na terenie Stacji Bazowej Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego Św. Krzyż w Świętokrzyskim
Parku Narodowym (ryc. 1).
Powierzchnie wydzielono na podstawie różnic
w składzie gatunkowym drzewostanu kwaśnej buczyny
B
A
Ryc. 1. Powierzchnie badawcze opadu organicznego
Fig. 1. Organic fall research areas
12
karpackiej (Dentario glandulosae – Fagetum) (Głazek
i Wolak 1991), zasocjowanej z mozaiką gleb brunatnych opadowoglejowych kamienistych i gleb brunatnych bielicowych opadowoglejowych kamienistych.
Na powierzchniach rozmieszczono po 15 chwytników
opadu organicznego na areale 6 x 12 m, z ogólną powierzchnią chwytną 0,7065 m2. Chwytniki te pozwalały
na zbieranie drobnego opadu roślinnego pochodzącego
z charakterystycznych biogrup drzew znajdujących się
w różnych fazach przekształceń ilościowych i jakościowych pod wpływem długotrwale ostro działających
czynników imisji zdalnego i lokalnego pochodzenia.
W składzie gatunkowym biogrupy drzew na powierzchni A położonej na wysokości 515 do 516,8 m
n.p.m. zaznaczał się efekt ekotonowy związany z bezpośrednim przyleganiem jej do ekosystemu łąkowego Polany Bielnik. W jej zwartym różnogatunkowym
i wielowiekowym drzewostanie, składającym się z 22
drzew, dominował grab (41%) i jodła (27,2%) z 3 przestojami o średniej pierśnicy 72,0 cm, z domieszką buka
(13,6%) i klonu jawora (9,1%). Wskutek silnego ocienienia pokrywa glebowa na tej powierzchni jest martwa
i składa się z brunatnej ściółki jodłowo-bukowej.
Powierzchnia B położona na wysokości 509,5 do
510,6 m n.p.m. znajduje się poza zasięgiem ekotonu
i charakteryzuje się biogrupą 19 drzew, różnowiekowych o kępowym, przerywanym zwarciu koron. Na
niej dominuje buk (66%) z klonem jaworem (22,2%)
i pojedynczą jarzębiną oraz jedną martwą przestoją jodły. Pod tym drzewostanem rozwijają się kępowo podszyty jodłowe o dużej dynamice wzrostowej, osiągające
wysokość 2 m. Na słabo pokrytej runem powierzchni
gleby leżą liczne zmurszałe kłody (14) wiekowych obumarłych jodeł i powalonych przy ich padaniu buków
(3). Gleba jest przykryta dziesięciocentymetrową warstwą zleżałej ściółki bukowej i jodłowo-bukowej.
Opad organiczny z chwytników zbierany był
w okresach jednomiesięcznych w łącznej próbce z każdej powierzchni. W laboratorium był segregowany na
12 składników – organy asymilacyjne jodły, buka, grabu, klonu i jarzębiny, na owoce buka, grabu i klonu, na
gałęzie, korę, łuski pączków i inne składniki. Następnie
ustalano ich masę wilgotną oraz masę suchą po wysuszeniu przez 3 godziny w suszarce w 60ºC, z dokładnością do jednej setnej grama. Znając powierzchnię
chwytną i masę poszczególnych składników opadu, obliczono suchą masę opadu roślinnego w kilogramach na
powierzchnię 1 ha.
W związku z małą powierzchnią chwytną w masie
opadu roślinnego nie znalazły się duże jego elementy,
np. gałęzie i kłody obumarłych drzew, dostające się do
powierzchni gleb
3. Dynamika masy opadu organicznego
Od pierwszych ustaleń Ebermayera (1876), dotyczących rocznych ilości opadu ściółki w lasach, istotnie wzrosła wiedza o tym elemencie obiegu składników
w ekosystemie, głównie w wyniku badań efektywności
nawożenia mineralnego lasów, a szczególnie wpływu
emisji przemysłowych na obiegi masy i składników
mineralnych w ekosystemach znajdujących się w zasięgu emisji i skażonego nimi powietrza atmosferycznego. Opad ten tworzy główną pulę materii organicznej
na dnie lasu i w górnej części profilu glebowego. Jest
ona tym większa, im starszy jest drzewostan w ekosystemie leśnym, choć produkcja ściółki rośnie do wieku
około 30–50 lat i potem stopniowo maleje (Fiedler i in.
1973).
3.1. Masa opadu organicznego
Na wyznaczonych powierzchniach badawczych
w centralnej części Gór Świętokrzyskich średnia
wieloletnia sumaryczna masa opadu organicznego
w drzewostanach o zróżnicowanym składzie gatunkowym była bardzo zbliżona – 4017,27 kg*ha-1a-1 na
powierzchni A i 4152,08 kg*ha-1a-1 na powierzchni B
(tab. 1, 2).
Analiza masy opadu organicznego w wieloleciu 1994–2000 wykazała duże zróżnicowanie
w poszczególnych latach. W drzewostanie jodłowo-bukowym (powierzchna A) najmniejszy średni roczny
opad organiczny wystąpił w latach 1994, 1997, 2000 (od
2636,46 kg*ha-1 do 3065,19 kg*ha-1), a najwyższy w latach 1995–1996 i 1998 (od 6114,75 kg*ha-1 do 4729,78
kg*ha-1), z ogólną wyraźną tendencją do obniżenia
w ciągu lat 1994–2000 (tab. 1). W następczym drzewostanie bukowym (powierzchnia B) z podrostami jodły
samosiewnej w latach 1994 oraz 1996–2000 sumaryczne średnie roczne masy opadu organicznego były nieco
wyższe, lecz o małych wahaniach od 3921,85 kg*ha-1
do 3197,16 kg*ha-1 (tab. 2). Jedynie w roku 1995 masa
opadu organicznego była wysoka – 7984,57 kg*ha-1,
z zachowanymi cechami wieloletniej rytmiczności opadu wyraźniej widocznymi także w drzewostanie jodłowo-bukowym na powierzchni A.
W ogólnej masie opadu organicznego istotnym
składnikiem o największym znaczeniu edaficznym są
organy asymilacyjne i ich skład botaniczny. W liściach
i igłach zawarta jest duża i zróżnicowana zawartość
składników mineralnych, które łatwo wracają do obiegu biologicznego. Ponadto specyficzne i zróżnicowanie stosunki kationowo-anionowe mają bezpośredni
wpływ na właściwości gleb.
13
14
Igły
Needles
1375,15
1024,33
1439,78
996,17
1640,14
1512,83
1511,03
9499,43
1357,06
Masa całkowita
opadu
Total mass of
fall
2636,46
5049,41
6114,75
2821,72
4729,78
3703,56
3065,19
28120,87
4017,27
1476,16
2833,22
Organy asymilacyjne
Assimilation organs
Liście
Razem
Leafs
Sum
790,98
2166,13
1772,75
2797,08
3241,00
4680,78
1107,95
2104,12
1470,49
3110,63
1233,31
2746,14
716,65
2227,68
10333,13
19832,56
265,66
40,87
1206,82
188,37
12,02
95,07
123,95
192,49
1859,59
Owoce
Fruits
166,39
141,48
372,09
65,03
131,57
150,11
155,08
149,34
1164,70
Łuski pączków
Bud scales
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Razem
Średnia
Mean
1994–2000
Rok
Year
Igły
Needles
262,13
123,09
139,80
84,19
54,79
76,96
278,63
1019,59
145,66
Masa całkowita
opadu
Total mass of
fall
3197,16
7984,54
3921,85
3201,34
3531,71
3562,69
3665,30
29064,59
4152,08
2570,87
2716,52
Organy asymilacyjne
Assimilation organs
Liście
Razem
Leafs
Sum
2410,02
2672,15
2956,98
3080,07
2066,44
2206,24
2369,45
2453,64
2553,24
2608,03
2980,38
3057,34
2659,55
2938,18
17996,06
19015,65
704,92
65,34
3696,26
859,70
98,21
55,16
91,66
68,09
4934,42
Owoce
Fruits
257,01
145,73
775,33
144,98
209,53
190,71
159,77
173,04
1799,09
Łuski pączków
Bud scales
222,61
155,90
148,52
217,30
228,93
412,94
142,03
252,63
1558,25
Gałęzie
Branches
361,72
175,42
186,74
693,02
182,00
761,31
316,42
217,11
2532,02
Gałęzie
Branches
Tab. 2. Opad organiczny na Stacji Bazowej ZMŚP Św. Krzyż w latach 1994–2000 (powierzchnia B, kg*ha-1 w suchej masie)
Tab. 2. Organic matter fall on the Base Station of IMNE Św. Krzyż in years 1994–2000 (Area A, kg*ha-1 in dry mass)
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Razem Sum
Średnia
Mean
1994–2000
Rok
Year
Tab. 1. Opad organiczny na Stacji Bazowej ZMŚP Św. Krzyż w latach 1994–2000 (powierzchnia A, kg*ha-1 w suchej masie)
Tab. 1. Organic matter fall on the Base Station of IMNE Św. Krzyż in years 1994–2000 (Area A, kg*ha-1 in dry mass)
43,19
106,40
7,06
41,32
97,91
20,46
15,87
13,29
302,31
Kora
Bark
191,63
111,15
237,68
290,15
288,04
82,83
209,90
121,66
1341,41
Kora
Bark
207,84
51,64
277,30
452,31
113,12
244,41
96,02
220,07
1454,87
Inne
Others
198,66
1,41
249,00
197,40
103,97
529,83
152,07
156,91
1390,59
Inne
Others
Jarzębina
Rowan
0,02
0,07
0,64
0,35
0,23
0,57
0,56
Klon
Maple
9,93
1,67
10,36
15,82
0,99
19,80
16,05
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Rok
Year
Jodła
Fir
52,16
20,29
23,55
35,30
34,59
40,85
49,30
Buk
Beech
19,86
31,01
47,00
27,54
24,45
25,60
17,21
Opad masy organów asymilacyjnych poszczególnych gatunków
Assimilation organs fall of the particular hinds
Powierzchnia A
Powierzchnia B
Plot A
Plot B
Grab
Klon
Jarzębina
Jodła
Buk
Grab
Hornbeam
Maple
Rowan
Fir
Beech
Hornbeam
9,34
0,75
0,05
8,20
62,57
2,85
3,58
0,51
0,00
1,54
34,91
0,39
5,54
0,45
0,01
3,56
39,88
1,81
8,78
2,85
0,09
2,63
56,36
1,48
5,57
1,05
0,00
1,55
70,23
0,84
6,83
0,54
0,02
2,16
61,10
2,19
5,15
1,02
0,00
7,60
54,61
1,33
Tab. 3. Procentowe udziały opadu organów asymilacyjnych na Stacji Bazowej ZMŚP Św. Krzyż w stosunku do ogólnej masy opadu organicznego w latach 1994–2000
Tab. 3. Percented take part of assimilation organs on the Base Station of IMNE Św. Krzyż in relation to the total organic matter fall in years 1994–2000
Na obu powierzchniach monitoringowych średnie wieloletnie opady organów asymilacyjnych były
w latach 1994–2000 niewiele zróżnicowane, od
2833,22 kg*ha-1 na powierzchni A do 2716,52 kg*ha-1
na powierzchni B, co stanowi 70,52 i 65,42% opadu
całkowitego masy organicznej. W drzewostanie jodłowo-bukowym masa opadu organów asymilacyjnych wahała się w poszczególnych latach znacznie
w zakresie od 2104,12 kg*ha-1 do 4680,78 kg*ha-1,
z maksimami i minimami odpowiadającymi wieloletniej dynamice ogólnej masy opadu. Udział organów
asymilacyjnych w masie opadu organicznego w drzewostanie bukowym w badanym okresie podlegał minimalnym wahaniom w zakresie od 2206,24 kg*ha-1
do 3080,10 kg*ha-1 i był mniejszy niż w drzewostanie
jodłowo-bukowym.
Istotne różnice występują natomiast w składzie botanicznym organów asymilacyjnych, w którym główną masę stanowią igły jodły i liście buka.
W drzewostanie jodłowo-bukowym średni wieloletni opad masy igliwia wynosił 1357,06 kg*ha-1,
z wahaniami od 996,17 kg*ha-1 do 1512,83 kg*ha-1
w poszczególnych latach, a masy liści średnio 1476,16
kg*ha-1 z wahaniami od 716,63 kg*ha-1 do 3241,00
kg*ha-1, co średnio równa się 33,78% masy igliwia
i 36,76% masy liści w stosunku do ogólnej średniej
masy opadu organicznego. Stosunki te w poszczególnych latach były znacznie zróżnicowane, np. w roku
1996 udział masy liści wynosił 53,0%, natomiast igliwia jodły 23,55% ogólnej masy opadu organicznego,
a w roku 2000 odpowiednio 23,37 i 49,30% (tab. 3).
Rosnący od roku 1995 opad igliwia jodły przy jednocześnie malejącym opadzie liści buka w tym okresie
wskazuje na zaawansowane i postępujące prześwietlanie koron jodeł i jednocześnie malejącą powierzchnię
asymilacyjną u tego gatunku oraz u buka.
W drzewostanie bukowym (powierzchnia B) średni wieloletni opad masy igliwia jodły był bardzo niski
z 114,66 kg*ha-1, malejący od roku 1994 z 262,13kg*ha-1
do 54,79 kg*ha-1 w roku 1998, następnie rosnący do
278,63 kg*ha-1, w roku 2000 (tab. 2). W opadzie masy
liści, z wysoką średnią wieloletnią 2570,87 kg*ha-1 zaznacza się wzrost od minimum w roku 1994 wynoszącego 2066,44 kg*ha-1 do ponad 2650 kg*ha-1 w latach
1999–2000. W stosunku do ogólnej masy opad igliwia
jodły w latach 1996–2000 wynosił średnio 3,51%,
a masy liści średnio 61,92%, z bardzo dużymi wahaniami w poszczególnych latach (tab. 3). Na tej powierzchni w opadzie organicznym wzrasta udział liści buka,
klonu i jarzębiny od roku 1996, także igliwia jodły, co
świadczy o postępujących przemianach rozwoju składu gatunkowego drzewostanu.
15
Uwagę zwraca bardzo zróżnicowana masa owoców
w drzewostanie jodłowo-bukowym, która w latach
1994–2000 wahała się od 12,02 kg*ha-1a-1 do 1206,82
kg*ha-1a-1, a w drzewostanie bukowym od 55,16 kg*ha-1 -1
a do 3696,26 kg*ha-1a-1. Maksimum opadu owoców
wystąpiło w roku nasiennym buka (1995 r.), które wynosiło 23,90% ogólnej masy opadu organicznego. Rok
nasienny buka zdecydowanie wpłynął na obraz przebiegów opadu organicznego na powierzchni A tylko w
roku 1995, a na powierzchni B w latach 1995, 1996.
Z innych składników opadu jedynie opad igieł jodły i liści buka na powierzchni A w latach 1996–
2000 wykazał znamienne trendy świadczące
o złym stanie zdrowotności drzewostanu. Na powierzchni B natomiast od roku 1995 rośnie opad liści
buka i jawora, wskazujący na ekspansje tych gatunków.
Średni opad drobnych gałęzi w latach 1994–2000,
wynoszący 361,72 kg*ha-1 w drzewostanie jodłowo-bukowym, i średni opad kory, wynoszący w tym okresie 191,63 kg*ha-1, większy niż w drzewostanie bukowym ze średnim opadem 222,61 kg*ha-1 drobnych
gałęzi i 43,19 kg*ha-1 kory, potwierdza tezę o lepszej
kondycji zdrowotnej drzewostanu bukowego i gorszej
drzewostanu jodłowo-bukowego. Potwierdza to także
plonowanie owoców, średnio ponad dwukrotnie większe na powierzchni B niż na powierzchni A, z dominacją owoców buka na obu powierzchniach.
Wyraźnie zaznaczające się różnice masy i składu botanicznego obu rodzajów opadu organicznego obrazują odmienne współcześnie warunki rozwoju gleb: na powierzchni A postępującego
zakwaszania i zubożania w zasadowe składniki odżywcze, spowodowane bardzo wysokim opadem ubogich
w zasadowe składniki igieł jodły (Kowalkowski i in.
1990), a na powierzchni B – wzbogacania powierzchniowych warstw i poziomów glebowych w biogenne
składniki wskutek wysokiego opadu liści buka i rosnącym udziałem liści jawora.
3.2. Wpływ warunków meteorologicznych
na dynamikę opadu organicznego
Dynamika masy opadu organicznego zdeterminowana jest warunkami meteorologicznymi, głównie
temperaturą powietrza i opadami. W latach 1994–2000
średnia roczna temperatura powietrza wahała się od
4,85oC w roku 1996 do 7,91oC w 2000 roku. Roczne
sumy opadów mieściły się w granicach od 558,7 mm
(1999 r.) do 907,8 mm (1997 r.). Według klasyfikacji
termiczno-opadowej w okresie przyjętym do badań
występowały lata zarówno anomalnie chłodne i wilgotne (1994 r.), ciepłe, wilgotne (1999 r.), jak i suche
(1999 r.) – ryc. 2.
Ryc. 2. Klasyfikacja termiczno-opadowa według Kaczorowskiej (1962) i Lorenc (1994) w centralnej części Gór Świętokrzyskich
w latach 1994–2000
Fig. 2. Thermal and precipitation classification acc. to Kaczorowska (1962) and Lorenc (1994) in the Świętokrzyskie Mountains
central part
16
Analiza masy opadu organicznego w zależności od
temperatury na powierzchni B, gdzie dominuje buk –
nie stwierdzono wpływu tego parametru na wielkość
opadu organicznego. Był on wyrównany w każdym
roku i nie przekraczał 4000 kg*ha-1 s.m. Wyjątek stanowił rok 1995, w którym masa opadu organicznego była
największa i wynosiła 7984,54 kg*ha-1 s.m. (ryc. 3).
Odmiennie kształtuje się masa organów asymilacyjnych. Najwięcej igieł opadło w roku 1996, w którym
średnia roczna temperatura powietrza była najniższa
(ryc. 4).
Opady atmosferyczne wpływają głównie na zmiany
masy opadu igliwia. Uzyskane dane wskazują, że wraz
ze wzrostem opadów wzrasta wielkość opadających
igieł, natomiast ilość opadających liści buka maleje
(ryc. 5).
Ryc. 3. Zależność masy opadu organicznego od temperatury
powietrza
Fig. 3. Relationship between organic matter fall and the temperature
4. Wnioski
Trwałość istnienia i integralność ekosystemu leśnego zależy od tego, czy system ten jest w stanie zachować swoją organizację i stan płynnej równowagi
w stosunku do niewielkich zakłóceń przez czynniki
zewnętrzne, czy i dysponują tak wysoką pojemnością
przystosowawczą oraz rozwojową, że ma zdolność samoorganizująco dalej się rozwijać.
Na podstawie przeprowadzonych badań można
stwierdzić, że:
1) w ogólnym bilansie opadu organicznego
w okresie siedmiu lat (od 1994 do 2000 r.) w badanych
dwóch biogrupach leśnych średnia masa wieloletniego
rocznego opadu była zbliżona, pomimo jego kilkakrotnego i niezależnego między biogrupami zróżnicowania
w poszczególnych latach. Jest to wskaźnik podobnej
zdolności bioprodukcji masy organicznej w zasięgu badanego siedliska lasu mieszanego górskiego;
2) wieloletni opad masy organicznej ma przebieg
zbliżający się do sinusoidy z wysokim opadem masy
w latach 1995–1996 i niskim w latach 1997–2000;
3) w zależności od składu gatunkowego badanych biogrup skład jakościowy opadu organicznego
w badanym okresie był zasadniczo różny, uzależniony od dominującego opadu organów asymilacyjnych.
W biogrupie jodłowo-bukowej średnio 37,5% masy
opadu stanowiło igliwie jodły i średnio 35,4% liści.
W biogrupie buka z podrostem jodłowym igły jodły
stanowiły tylko 3,5%, a liście – 69%. Ma to istotne
znaczenie w kształtowaniu mozaikowatości warunków
glebowych i jakości roztworów glebowych w górnych
poziomach gleb;
Ryc. 4. Zależność masy organów asymilacyjnych od temperatury powietrza
Fig. 4. Relationship between assimilate ion organs fall and
the temperature
Ryc. 5. Zależność masy organów asymilacyjnych od opadów
atmosferycznych
Fig. 5. Relationship between assimilate ion organs fall and
the precipitation
17
4) warunki meteorologiczne mają wpływ na
kształtowanie się masy opadu organicznego. Opady
atmosferyczne limitują wielkość masy opadu organów
asymilacyjnych.
5. Literatura
Barker M.J., 1976: Biological monitoring principles
methodes and difficultes. [In:] M.J Barker (ed.)
Marine ecologyand oil pollution, Wiley and Sons.
Inc. New York: 41–53.
Bell J.N.B., Treshow M., 2004: Zanieczyszczenie powietrza a życie roślin, WNT. Warszawa, ss. 526.
Bick H., 1982: Bioindikatoren und Umweltschutz, Dechemniana – Beichefte, Berlin.
Burton M.A.S., 1986: Biological monitoring of environmetal contaminants (plants), Raport 32, GEMS
– Monitoring and Assessment Research Centre,
King’s College London, University of London.
Calvelo S., Liberatore S., 2004: Applicability of In
Situ or Transplanted Lichens for Assessment of Atmospheric Pollution in Patagonia, Argentyna, Journal of Atmospheric Chemistry 49: 199–210.
Carreras H.A., Pignata M.L., 2002: Biomonitoring
of heavy metals and air quality in Cordoba City,
Argentina, using transplanted lichens. Environmental Pollution, 117: 77–87.
Conti M.E., Tudino M., Stripeikis J., Cecchetti G.,
2004: Heavy Metal Accumulation in the Lichen
Evernia prunastri Transplanted at Urban, Rural and
Industrial Sites in Central Italy. Journal of Atmospheric Chemistry 49: 83–94.
Ebermayer E., 1876: Die gesamte Lehre von der
Waldstreu, Berlin.
Ellenberg H., 1972: Belastung und Belastbarkeit von
Ökosystemen, Tagungsbericht der Gesellschahh
für Ökologie, Giessen.
Ellenberg H., 1979: Zeigerwerte der Gefäβpflanzen
Mitteleuropas, 2. Aufl, „Scripta Geobotanica“, 9:
1–122.
Emke W., 1982: Erfassung von Immisionsschadwirungen an Pflanzen und Tierem mit Bioindikatoren.
Głazek T., Wolak J., 1991: Zbiorowiska roślinne
Świętokrzyskiego Parku Narodowego i jego strefy
ochronnej, Monographiae Botanicae 72: 3-108
Greszta J., Gruszka A., Kowalkowska M., 2002:
Wpływ immisji na ekosystem, Wydawnictwo Naukowe Śląsk, Katowice, ss. 414.
Grodzińska K, Laskowski R., (red.) 1996: Ocena stanu środowiska i procesów zachodzących w lasach
zlewni potoku Ratanica (Pogórze Wielickie, Polska
Południowa), Biblioteka Monitoringu Środowiska,
18
Warszawa, ss. 139.
Kaczorowska Z., 1962: Opady w Polsce w przekroju
wieloletnim, Przegl. Geogr., IG PAN, 33: 1–112.
Kosiba P., 2004: Biomonitoring of Air Reactions of
Mossesin Conditions of Pollution with Industry
Emissions., Bot., U. Wroc.: 74–77.
Kowalkowski A., Brogowski Z., Kocoń J., Swałdek
M., 1990: Stan odżywienia a zdrowotność jodły
(Abies Alba, Mill.) w Świętokrzyskim Parku Narodowym, Roczn. Świętokrz., 18: 11–27.
Lorenc H., 1994: Ocena zmienności temperatury
powietrza i opadów atmosferycznych w okresie
1901–1993 na podstawie obserwacji z wybranych
stacji meteorologicznych w Polsce, Wiadomości
IMGW, 38: 43–59.
Majstrik V., 1992: Principles of Bioindication and
Biomonitoring Theoretical Problems and Practical
Aplications. [In:] J. Bohac (ed). Bioindicatores Deteriorisationi Regions. Ceskie Budejowice: 11–23.
Roo-Zielińska E., 2004: Fitoindykacja jako narzędzie
oceny środowiska fizycznogeograficznego. Podstawy teoretyczne i analiza porównawcza stosowanych metod, „Prace Geograficzne” Warszawa, 199,
ss. 252.
Szujecki A., (red.) 1990: Reakcje ekosystemów leśnych i ich elementów składowych na antropopresję. Synteza nr II, wyd. SGGW Warszawa, ss. 204.
Vinogradov B.V., 1992: Remote sensing bioindication
errors. [In:] J. Bohac (ed.) Bioindycatores ReVIth
Int. Conf. Ceskie Budejovice: 53–59.
ORGANIC FALL AS BIOINDICATOR
OF GEOECOSYSTEMS CONDITION
Summary
In two multi-species forest stands of different age,
in an undeveloped climax fir-hornbeam-beech forest
and in a beech forest with the immature fir-trees similar
to a transitional forest type, the organic fall mass was
similar during the research period. However, they fundamentally differed in the composition of assimilative
organs which dominated in the fall. This phenomenon
has plays a significant role in formation of different
humus types in the soil. With a diverse age of forest
stands a mosaic character of organic layers is connected. From its content conditions types and sub-types of
the soil humus. In the fir-hormbeam-beech stands the
humus mosaics of the dendromorphic character are found; from the xeromorphic type of the thickness 15–20
cm under long-standing fir-tress to the non-contiguous
layer of the fresh moder and fresh moder-mull of the
thickness 2–3 cm to 0 cm under deciduous tree crowns.
However, in the beech stand a uniform leaf cover of
the thickness upto 10 cm with the humus of the moder-mull type was found.
It was found that the quality of the organic fall and
connected with it types of soil humus are controlled
more by biological feature of tree species prevailing in
the forest stand individually or collectively than by their variety. It confirms hypotheses of Grime (1997) and
Kutch et al. (2002). In the nearest neighbourhood two
different forest stands cause the overlaying on the same
soil type, by their fall, differently in arranged and changing with the forest stand soil subtypes and variations
of soils subtypes.
19