Relacje Między Roślinnością I Glebą W Inicjalnej Fazie Sukcesji Na Obszarach Piaszczystych Author
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Title: Relacje między roślinnością i glebą w inicjalnej fazie sukcesji na obszarach piaszczystych Author: Oimahmad Rahmonov Citation style: Rahmonov Oimahmad. (2007). Relacje między roślinnością i glebą w inicjalnej fazie sukcesji na obszarach piaszczystych. Katowice : Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego OIMAHMAD RAHMONOV Relacje między roślinnością i glebą w inicjalnej fazie sukcesji na obszarach piaszczystych Relacje między roślinnością i glebą w inicjalnej fazie sukcesji na obszarach piaszczystych Żonie Małgosi oraz Synkowi Kamilowi PRACE NAUKOWE UNIWERSYTETU ŚLĄSKIEGO W KATOWICACH N R 2506 OIMAHMAD RAHMONOV Relacje między roślinnością i glebą w inicjalnej fazie sukcesji na obszarach piaszczystych i Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego Katowice 2007 Redaktor serii: Nauki o Ziemi ANDRZEJ T. JANKOWSKI Recenzenci KRYSTYNA FALIŃSKA URSZULA POKOJSKA - BIBUOTEKP; 3 5962 3 Redaktor: GRAŻYNA WOJDAŁA W ydawca Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego Redaktor techniczny: BARBARA ARENHÓVEL ul. Bankowa 12B, 40-007 Katowice Korektor: LIDIA SZUMIGAŁA www.wydawnictwo.us.edu.pl e-mail: [email protected] Wydanie I. Nakład: 200 + 50 egz. Ark. druk. 25,0. Copyright © 2007 by Ark. wyd. 21,0. Przekazano do łamania w styczniu Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego 2007 r. Podpisano do druku w marcu 2007 r. Papier Wszelkie prawa zastrzeżone offset, kł. III, 90 g. Cena 38 zł Druk i oprawa Czerny Marian. Firma Prywatna GREG ISSN 0208-6336 Zakład Poligraficzny ISBN 978-83-226-1637-6 ul. Wrocławska 10, 44-100 Gliwice 1. Wstęp Szata roślinna, a także pokrywa glebowa sta składników pokarmowych dla innych gatunków nowią efekt wzajemnych związków między kom przez zmianę stanu elementów biotycznych ponentami środowiska przyrodniczego, takimi jak i abiotycznych siedlisk. Przez C.G. J o n e s a , skała macierzysta, ukształtowanie terenu, klimat J.H. L a w t o n a , M. S c h a c h a k a (1994, 1997) zosta oraz stosunki wodne. Te zależności mają charak ły nazwane „inżynierami ekosystemowymi” (eco ter sprzężenia zwrotnego. Dlatego badania nad system engineers). Wyróżnili oni także pojęcie roślinnością bez uwzględnienia gleby oraz innych „inżynierów autogenicznych” (autogenic engine cech siedliska nie pozwalają dobrze poznać prze ers — np. krzewy, drzewa), tj. organizmów zmie mian zachodzących w fitocenozie. Procesom suk niających środowisko przez własne struktury fi cesji roślinności na piaskach poświęcono wiele zyczne (np. żywe i martwe tkanki), oraz pojęcie prac. Natomiast niewiele jest opracowań, w któ „inżynierów allogenicznych” (allogenic engine rych uwzględniono ścisły związek między stadia ers) — organizmów, które przekształcają żywy mi rozwoju roślinności i gleb. lub martwy materiał z jednego stanu fizycznego Ekologiczne i gleboznawcze aspekty sprzęże w inny. Autorzy ci sugerowali, że efekty działal nia zwrotnego między roślinnością i glebą od ności „inżynierów ekosystemowych” często wy wieków wzbudzały zainteresowanie, konieczne wołują reakcję zwrotną na kondycję ich samych stało się więc zrozumienie i wyjaśnienie tych zło oraz ekosystemu, w którym funkcjonują. W tym żonych zjawisk. Studia nad wpływem organi przypadku mogą być uważane za organizmy zmów na glebę są ważną dziedziną badań glebo o rozszerzonych fenotypach (extended phenoty znawczych od czasów V.V. D o k u c h a e v a (1881). pes) — uprzywilejowanych w procesie selekcji Wyróżnił on żywe organizmy jako jeden z pięciu naturalnej (D a w k i n s , 1982). Chemiczne i fizycz czynników glebotwórczych. O ile gleba wykazuje ne właściwości gleb pozostają pod wpływem or wyraźną zależność od czterech względnie stałych ganizmów glebowych, większych zwierząt i ro czynników (klimatu, skały macierzystej, topogra ślin ( v a n B r e e m e n , 1993), w tym przypadku za fii i czasu), o tyle piąty czynnik — organizmy tem gleba jest produktem działalności „inżynie żywe — był postrzegany jako bardziej dynamicz rów ekosystemowych”. Wiele właściwości gleb, ny i tym samym trudny do zbadania. H. J e n n y na które wpływ mają rośliny (np. odczyn i do (19§0) opisał to w następujący sposób: Jak każ stępność składników pokarmowych), jest również dy inny widzę, że roślinność wpływa na glebę ważnych dla wzrostu i przetrwania samej rośli i gleba wpływa na roślinność, prawdziwe błędne ny. Na obszarze Pustyni Błędowskiej za inżynie koło, którego próbowałem uniknąć”. Usiłując prze rów ekosystemowych można uznać sinice, glony, rwać to błędne koło, Jenny przyjął dopływ nowych wierzby piaskowe i wierzby ostrolistne, które osobników i propagul jako czynnik biotyczny. w dużym stopniu oddziałują na akcelerację suk W ekosystemie są takie gatunki, które bezpo cesji oraz tworzenie się gleby i zmiany jej wła średnio lub pośrednio wpływają na dostępność ściwości w początkowym etapie rozwoju. Z tego 5 powodu gleba może być też uważana za element tunki opierają się inwazji konkurentów. Pierwszy „rozszerzonego fenotypu” rośliny, a zależność zajmujący siedlisko gatunek wyklucza bądź ha w postaci sprzężenia zwrotnego między poszcze muje kolonizację późniejszych gatunków do gólnymi gatunkami roślin i ich środowiskiem czasu swej naturalnej śmierci albo zniszczenia glebowym może wywoływać następstwa ewolu mechanicznego. Dopiero wówczas uwalnia po cyjne ( v a n B r e e m e n , Finzi, 1998). trzebne składniki odżywcze, pozwalając kolej Dogodną podstawą do dyskusji na temat wpły nym kolonistom na wkroczenie i osiągnięcie wu roślin na właściwości gleby są trzy modele dojrzałości. We wszystkich trzech modelach sukcesji (ułatwiania, tolerancji, zahamowań) pro kolonizacja gatunków uwarunkowana jest m.in. ponowane przez J.H. C o n n e l l a i R.O. S l a t y e r a rodzajem siedliska oraz dostępnością składników (1977). We wszystkich trzech przypadkach za pokarmowych. równo gatunki występujące we wczesnych, jak Przedstawione zagadnienia skłoniły autora do i późniejszych stadiach sukcesji zasiedlają nisze podjęcia badań nad relacją między regenerującą w tym samym czasie. W modelu ułatwiania {fa się pokrywą roślinną i glebową na piaszczystym cilitation) wzrost gatunków późnych etapów suk obszarze Pustyni Błędowskiej. Obiekt ten okazał cesji zależy od obecności gatunków wcześniej się modelowy, ponieważ dobrze znana jest tu hi szych faz, które zmieniają dostępność substancji storia rozwoju roślinności i pokrywy glebowej. odżywczych w sposób, który wspomaga przeży- Formułując cele pracy, autor zadał sobie pyta walność gatunków późniejszych stadiów sukce nie, czy wpływ roślin na chemiczne i fizyczne sji. W modelu tolerancji {tolerance) wszystkie ga właściwości gleb ma odzwierciedlenie w tempie tunki osiągają dojrzałość w obecności gatunków procesów sukcesyjnych. Odpowiedź na to pyta wczesnosukcesyjnych. Gatunki późnosukcesyjne nie wymagała skoncentrowania się na badaniach ostatecznie wypierają wczesnosukcesyjne, ponie zbiorowisk roślinnych oraz pojedynczych edyfi- waż te nie mogą tolerować spadku dostępności katorów. Wybrane gatunki (edyfikatory) mają składników odżywczych w trakcie sukcesji. wyjątkowo duży wpływ na właściwości gleby W modelu zahamowań {inhibition) wszystkie ga i organizację ekosystemu na tym obszarze. Podziękowanie Podczas wykonywania niniejszej pracy korzy Bardzo dziękuję wszystkim uczestnikom stałem z pomocy wielu osób, którym tą drogą seminariów geobotanicznych odbywających się pragnę wyrazić serdeczne podziękowanie. Przede w Białowieży pod kierunkiem śp. Profesora Ja wszystkim wyrażam głęboką wdzięczność Profe nusza Bogdana Falińskiego za liczne dyskusje sorowi Andrzejowi Czylokowi oraz pracownikom i konsultacje. Dziękuję również ośrodkom nauko Zakładu Biogeografii i Ochrony Przyrody za wym w Polsce (Zakład Gleboznawstwa UMK; cenne rady i wskazówki. Zakład Gleboznawstwa i Geografii Gleb UJ; Szczególnie serdecznie dziękuję recenzentom Instytut Botaniki PAN), w Rosji (Instytut Geogra wydawniczym: Profesor Krystynie Falińskiej fii, Laboratorium Geografii i Ewolucji Gleb z Instytutu Botaniki Polskiej Akademii Nauk RAN), w Słowacji (Instytut Ekologii Krajobra w Krakowie za niezwykle cenne wskazówki do zu), w Tadżykistanie (Instytut Gleboznawstwa, tyczące dynamiki roślinności oraz Profesor Ur Narodowy Uniwersytet Tadżycki) oraz na Wę szuli Pokojskiej z Uniwersytetu Mikołaja Koper grzech (Uniwersytet Debreczyński) — za prze nika w Toruniu za wnikliwe uwagi i sugestie, dyskutowanie niektórych problemów oraz za udo dzięki którym praca nabrała klarowności i precy stępnienie księgozbiorów. zji. Obie recenzje przyczyniły się do poprawy Bardzo serdecznie dziękuję Profesorowi Ta ostatecznego kształtu pracy. deuszowi Szczypkowi za pomoc w redagowaniu — 6 pracy, za rady, jakich zawsze chętnie mi udzie Chciałbym również złożyć podziękowanie Kole lał i za stałe zainteresowanie postępem pracy, dze mgr. Mirosławowi Kręciale za staranne i es oraz Profesorowi Zbigniewowi Śnieszce za tetyczne wykonanie szaty graficznej. dyskusje i sugestie podczas wyjazdów tereno Dziękuję także mojej Żonie mgr Małgorzacie wych. Rahmonov za pomoc podczas opracowywania Pragnę także wyrazić wdzięczność pracowni materiałów i redakcji pracy. Na koniec najcieplej kom Laboratorium Naukowo-Dydaktycznego sze podziękowania winien jestem Mojej Rodzi Katedr Geograficznych Uniwersytetu Śląskiego nie z Artucza (Tadżykistan), która zawsze we za pomoc w wykonywaniu analiz chemicznych. mnie wierzyła. 2. Przegląd literatury 2.1. Stan badań nad dynamiką ingerencją człowieka, przede wszystkim zaś roślinności obszarów piaszczystych aktywnością wojskową. Proces sukcesji i towarzysząca mu działalność człowieka jest obserwowana od