The biology and ecology of "Betula pendula" Roth on post-industrial waste dumping grounds : the variability range of life history traits

Abstract

Zdolność organizmu do reprodukcji jest gwarancją trwałości istnienia gatunku. Na skuteczność propagacji mają wpływ przede wszystkim płodność osobnicza oraz żywotność potomstwa, aż do osiągnięcia fazy reprodukcji. Rozwój roślinności na otwartych przestrzeniach nieużytków poprzemysłowych jest ciągle procesem słabo poznanym. Warto więc przyjrzeć się, jak kształtuje się zmienność przestrzenna wkraczającej na te tereny roślinności, a także na ile warunki bytowania oraz cechy osobników znajdują odzwierciedlenie w ich organizacji przestrzennej. Kompleksowe badanie zmienności przestrzennej roślin i uwzględnienie w badaniach jednocześnie wielu zmiennych stało się możliwe ze względu na zaadaptowanie do przestrzennej analizy zmienności danych metody geostatystycznej. Celem badań była ocena właściwości populacji B. pendula rosnącej w warunkach zróżnicowanej antropopresji z uwagi na: wybrane cechy life history (np.: parametry wielkości, biomasy osobników, ocena płodności osobników), określenie kondycji osobników brzozy, ocenę czynników abiotycznych i biotycznych odpowiedzialnych za rozmieszczenie siewek w przestrzeni. Do badań wybrano brzozę brodawkowatą — gatunek siedliskotwórczy o szerokiej skali ekologicznej, odporny na zanieczyszczenia środowiska. Badania prowadzone były w latach 2005—2008 i 2009—2010 na 4 powierzchniach badawczych, różniących się stopniem antropopresji. Doświadczenie podzielono na dwie części: terenową i laboratoryjną. W części terenowej liczbę liści brzozy, ich powierzchnię oraz zawartość barwników asymilacyjnych określono w czasie pełnego rozwoju liści. Cechy biometryczne kwiatostanów oraz owocostanów brzozy oznaczono na początku i na końcu sezonu wegetacyjnego. W części laboratoryjnej wykonano badanie żywotności pyłku oraz wartości siewnej nasion. Aby zbadać, jak kształtuje się zmienność przestrzenna siewek brzozy brodawkowatej oraz jakie czynniki wpływają na ich wzorce przestrzenne, wyznaczono 6 poletek badawczych w obrębie 2 kontrastujących pod względem stopnia presji antropogenicznej powierzchni badawczych. Analiza wyników badań poszczególnych elementów składających się na ostateczny efekt reprodukcji wskazuje na ich ogromną plastyczność, przy czym reakcje rośliny na czynniki niekorzystne, prowadzące do niskiej efektywności rozrodu, nie zawsze są zrozumiałe. Poznawanie strategii życia i taktyki reprodukcyjnej populacji roślinnych umożliwia pełniejsze poznanie czynników warunkujących przystosowanie populacji. Wyróżnienie jednego, dwóch czy trzech czynników będzie zawsze pewnym uproszczeniem. Nie można bowiem założyć, że jeden z nich jest jedynym mechanizmem sterującym adaptacją; być może jest on czynnikiem włączającym lub stymulującym inne mechanizmy. Najczęściej spotykaną strukturą badanych siewek jest struktura skupiskowa. Na zwałach inicjalnych czynnikiem najsilniej wpływającym na strukturę skupiskową jest wilgotność substratu glebowego; w warunkach naturalnych pojaw i rekrutacja nowych osobników uzależnione są od obecności luk w pokrywie roślinnej. Stwierdzono wyraźny wpływ specyficznego siedliska pochodzenia antropogenicznego na cechy parametrów biometrycznych siewek brzozy brodawkowatej. Cechy biometryczne brzozy brodawkowatej różnią się od cech biometrycznych roślin występujących na glebach niezanieczyszczonych. Wskazuje się na potrzebę dalszych badań, aby stwierdzić, czy cechy te są tylko reakcją fenotypową, następującą w odpowiedzi na trudne i specyficzne warunki panujące na hałdzie galmanowej, czy też doszło już do zmian genotypowych. Wyniki prezentowanej pracy mogą stanowić nowe źródło wiedzy na temat sposobu kształtowania się pokrywy roślinnej, która zasiedla zdegradowane tereny nieużytków poprzemysłowych. Tylko rezultaty długoterminowych badań nad procesami zasiedlania przez poszczególne gatunki zwałów poprzemysłowych mogą ułatwić prace planistyczne związane z rekultywacją i zagospodarowaniem takich obiektów.