Ocena stanu środowiska na podstawie szaty roślinnej – wykład II
Fitosocjologia – nauka zajmująca się badaniem zbiorowisk roślinnych pod względem florystycznym. Dzieli się na : fitocenologię i socjologię roślin.
Nazwę fitosocjologia wprowadził w 1896 roku polski uczony Józef Konrad Poczoski ( 1864- 1942).
Powstało w tej dziedzinie wiele szkół :
1. Środkowo – europejska – francusko – szwajcarska. Wysuwała na pierwszy plan gatunki charakterystyczne .
2. Rzymska i skandynawska - opierała się na kryteriach florystycznych, na dominacji gatunków.
3. Anglo – amerykańska – klasyfikuje roślinność w oparciu o pojęcie klimaksu (końcowe stadium sukcesji ekologicznej), są najbardziej pracochłonne i skomplikowane.
4. Rosyjska – wywodząca się bezpośrednio od Józefa Poczoskiego. Stosuje tylko metody opisowe. Zespoły roślinne wyróżnia się na podstawie kryteriów florystycznych, ekologicznych i czasem także socjologicznych.
Metoda Braun – Blanquet’a – jest to metoda dominująca w Europie, przeniesiona także do innych części świata. Podstawową jednostką w tej metodzie jest zespół roślinny, reprezentowany w przyrodzie przez konkretne płaty roślinne.
Cele fitosocjologii :
Według fitosocjologii rośliny nie występują w przyrodzie chaotycznie, ale podlegają pewnym prawidłowościom, tworząc mniej lub bardziej wyraźne układy przestrzenne gatunków wynikające z selektywnego oddziaływania środowiska oraz z konkurencji i współzależności między gatunkami.
Zadaniem fitosocjologów jest poznanie prawidłowości rządzących składem florystycznym, strukturą, dynamiką i rozmieszczeniem zbiorowisk roślinnych.
Bardzo ważna w tych badaniach jest klasyfikacja zbiorowisk roślinnych.
Metoda fitosocjologiczna Braun – Blanque’ta :
a. Kategorie syntaksonomiczne.
Badanie zbiorowisk roślinnych dotyczy analizy płatów roślinnych i porównywanie ich ze sobą. Określa się budowę warstwową, stopnie ilościowości , stałości i pokrycia. Podstawową jednostką są kategorie syntaksonomiczne :
- zbiorowisko Festuca rubra zb.= community
- zespół Molinietum Ass=aroc
- związek Molinion All.= alliance
- rząd Molinietalie O= order
- podklasa Artmsianea Scl. = sub Classs
- klasa Molinio Cl.= Class
b. Budowa warstwowa.
Roślinność zbiorowisk może układać się w czterech warstwach :
- warstwy drzew – symbol A
- warstwy krzewów – symbol B
- warstwy roślinności zielnej – symbol C
- warstwy roślin podziemnych – symbol D
c. Stopnie ilościowości
| stopnie ilościowości | granice pokrycia się |
|---|---|
| 5 4 3 2 |
75- 100 % 50-75% 25-50% 10-25% |
| 1 | Występuje bardzo obficie lub obficie przy pokryciu < 5% badanej powierzchni |
| + | <1% występuje skąpo lub bardzo skąpo |
| r | Pojedyncze okazy |
O ilościowej roli poszczególnych gatunków decydują cechy genetyczne. Na przykład gatunki silnie krzewiące się, kępowe, o większych rozmiarach, zdolne do rozsiewania się całymi grupami zyskują przewagę stając się gatunkami dominującymi o wysokich (4-5) liczbach ilościowości.
I. 1. Zbiorowisko roślinne :
- skupienie roślin stanowiące przestrzenną całość
- jako jednostka fitosocjologiczna nosi nazwę syntaksonu
- kombinacja osobników wielu gatunków roślin, które współzawodniczą ze sobą i ze swojej strony zmieniają własne środowisko
2. Syntaksonomia – dział fitosocjologii obejmujący problematykę systematyki zbiorowisk
a. kategorie syntaksonomiczne
- zespół: Molinietum Ass. = asoc
- związek: Molinion All. = aliance
- rząd: Molinietalia O. = order
-klasa: Molinio-Arrhenatheretea Cl. = class
3. Zespół roślinny ( = asocjacja roślinna) – zbiorowisko roślin charakteryzujące się posiadaniem gatunków charakterystycznych i wyróżniających go od innych zespołów. Każdy zespół jest zbiorowiskiem, ale zbiorowisko nie jest zespołem.
4. Płat zespołu ( = fitocenoza) - oddzielne skupienia roślinne zajmujące pewną przestrzeń, przynależne do określonego zespołu, jednolite pod względem składu florystycznego na tyle, że trudno je oddzielić w sposób naturalny na mniejsze części, które różniłyby się od siebie w sposób istotny.
a. płat roślinny ( =fitocenoza) – oddzielne skupienia roślinne zajmujące pewną przestrzeń, której przynależności do określonego zespołu nie jesteśmy w stanie określić
5. Siedlisko – przestrzeń zajęta przez zespół roślinny lub zbiorowisko wraz z całym układem czynników fizycznych i chemicznych ( klimatyczne, glebowe).
6. Biotop ( = środowisko życiowe) – całokształt warunków siedliskowych łącznie z przekształcającym wpływem, jaki wywierają na nie oraz nawzajem na siebie rośliny i zwierzęta
7. Biogeocenoza - płat roślinności ( = fitocenoza) łącznie z jego siedliskiem i żyjącym w jego obrębie światem zwierzęcym.
II. Badanie zbiorowisk roślinnych – metody fitosocjologicznej Braun – Blanquet’a.
1. Budowa warstwowa :
Roślinność zbiorowisk może układać się w czterech warstwach :
- warstwy drzew - A
- warstwy krzewów – B
- warstwy roślinności zielnej – C
- warstwy roślin przyziemnych : mchów i porostów - D
Każdą warstwę można rozgraniczyć według wysokości roślin, np. na wyższą warstwę A 1 i niższą warstwę A 2. Analogiczny podział można przeprowadzić w każdej z warstw.
2. Stopnie ilościowości :
O ilościowej roli poszczególnych gatunków decydują ich cechy genetyczne. Np. gatunki silnie krzewiące się, kępowe, większych rozmiarów, zdolne do rozsiewania się całymi grupami – zyskują przewagę stając się gatunkami dominującymi o wysokich (4-5) liczbach ilościowości.
a. gatunek dominujący – gatunki o ilościowości 4-5
b. gatunek uzupełniający – gatunki o ilościowości 2-3
c. gatunek sporadyczny - gatunki o ilościowości 1 - +
3. Stopnie towarzyskości:
Niezależnie od ilościowości ugrupowanie roślin w ramach płatu roślinnego jest zróżnicowane : są rozrzucone, rosną grupami. Towarzyskość oceniamy pięciostopniową skalą Braun – Blanquet’a. Sposób skupiania się zależy od cech genetycznych badanego gatunku :
- szczotlicha siwa Corynephorus canescens - tworzy kępy
- storczyki Dactylorhiza – rosną pojedynczo
- zawilec gajowy Anemone nemorosa – tworzy skupienia z pojedynczych osobników.
4. Cechy zdjęcia fitosocjologicznego oraz sposób jego wykonania.
Fitosocjologia zajmuje się analizą fitocenoz na pewnym obszarze za pomocą tzw. zdjęć fitosocjologicznych.
a. zdjęcie fitosocjologiczne – jest to dokładny spis roślinności na określonym terenie z określeniem ich ilościowości i towarzyskości oraz uproszczonym opisie warunków siedliskowych.
b. cechy warunków siedliskowych – zdjęcie fitosocjologiczne możemy wykonać jedynie w jednorodnym płacie roślinnym. W opisie warunków siedliskowych określamy :
- datę
- powierzchnię zdjęcia fitosocjologicznego ( na pastwiskach – 9m2; zbiorowiskach łąkowych – 16m2; lasach – 100 -160m2)
- miejscowość
- charakterystykę siedliska ( podmokła łąka, sucha łąka, pastwisko, torfowisko itp.)
- ogólne ukształtowanie terenu ( teren pofałdowany, teren płaski, teren pagórkowaty)
- na pochyłości ( pochylenie zbocza ( stopnie); położenie płatu w obrębie zbocza ( część szczytowa, środkowa, podnóże)
- cechy roślinności ( procent pokrycia roślinnością danego terenu. Pokrycie roślinności określamy osobno dla każdej warstwy roślinnej (A, B, C, D)
Zbiorowiska, w których roślinność pokrywa bez reszty całą powierzchnię gruntu, nazywamy zwartymi, a stopień pokrycia terenu wynosi 100%.
Jeśli część gruntu jest naga – nie pokryta roślinnością – to zbiorowisko takie określamy jako luźne, a stopień pokrycia roślinnością waha się poniżej 90%, w zależności od stopnia nagiego podłoża.
* stadia fenologiczne poszczególnych gatunków, zwłaszcza dominujących (kiełki, pączki – pełnią, początek, pełnia i koniec kwitnienia, młode i dojrzałe owoce, zawiązywanie nasion, nasiona dojrzałe, roślina płonna)
5. Sposób wykonania tabeli fitosocjologicznej :
Zdjęcia fitosocjologiczne od 5 do kilkudziesięciu zestawia się w tabeli fitosocjologicznej. Każde zdjęcie zajmuje osobną kolumnę, gatunki zaś osobne wiersze.
a. Części składowe :
Tabela podzielona jest na dwie części : główkę i cześć fitosocjologiczną.
Część pierwsza – główka – zawiera charakterystykę topograficzną zdjęcia. W osobnych wierszach występują wszystkie informacje z opisu warunków siedliskowych danego zdjęcia fitosocjologicznego.
Druga część tabeli – część fitosocjologiczna – zawiera skład florystyczny według określonej kolejności. Możemy ją podzielić na trzy części : a, b, c.
W części „a” zamieszczamy gatunki dominujące – charakterystyczne i wyróżniające dla najniższej jednostki fitosocjologicznej – zespołu. W następnej kolejności umieszczone są gatunki charakterystyczne dla innych wyższych jednostek fitosocjologicznych : związku, rzędu i klasy.
Gatunek charakterystyczny (Ch) – jest to gatunek występujący wyłącznie w fitocenozach danego syntaksonu lub posiada istotnie wyższy stopień stałości w danym syntaksonie lub występuje z wyraźnie większą liczebnością lub pokrywaniem lub osiąga wyższy stopień żywotności.
Gatunek wyróżniający ( D – differetal species) – są to gatunki na ogół o szerszej amplitudzie – występujące w danym syntaksonie lub grupie syntaksonów, ale nie występują w innych – porównywanych np. gatunki należące do innej już najwyższej jednostki fitosocjologicznej.
Pod listą gatunków najliczniejszych z określonej jednostki fitosocjologicznej umieszczamy inne, także liczebną gatunki należące do innej już najwyższej jednostki fitosocjologicznej.
Pod częścią tabeli „a” znajduje się miejsce na gatunki z części „b”. Są to gatunki towarzyszące, których kolejność ustawiamy według malejących wartości współczynnika pokrycia oraz stałości. W grupie tej nie określamy nazw jednostek fitosocjologicznych. Rozpoznajemy je także po liczebności, gdyż są to gatunki, których liczba w danej jednostce fitosocjologicznej waha się 2-3.
Gatunek towarzyszący – jest to gatunek nie zaliczony do grup charakterystycznych, charakteryzuje się szeroką amplitudą ekologiczną ( w zakresie 2 lub 3 wyżej klas).
Ostanie miejsce w tabeli przeznaczone jest dla gatunków sporadycznych - część „c”. Umieszczamy tam gatunki nienależące do głównych (licznych gatunkowo) jednostek fitosocjologicznych, lecz pozostałych, których ilościowość waha się 1- +. Gatunki te zapisujemy w wierszu po przecinku, a przy każdym gatunku zapisujemy w nawiasie numer zdjęcia, z którego pochodzi ten gatunek, a po nawiasie cyfrę ilościowości.
b. pojęcie stałości i współczynnik pokrycia:
Ostatnie dwie kolumny w tabeli fitosocjologicznej zajmują wartości stałości oraz współczynnika pokrycia :
- wartość stałości – ilość zdjęć fitosocjologicznych – 100% ; ilość wystąpień danego gatunku we wszystkich zdjęciach fitosocjologicznych – x%
Z proporcji obliczmy udział procentowy danego gatunku, który przyrównujemy do skali stałości i uzyskujemy odpowiednie stopnie stałości
1. Skala stałości
| % udział danego gatunku | Stałość |
|---|---|
| 100 -80 | V |
| 80-60 | IV |
| 60-40 | III |
| 40-20 | II |
| <20 | I |
2. Współczynnik pokrycia – przeliczenie stopni ilościowości na przeciętny procent pokrycia
| Stopień ilościowości | Granice pokrycia w % | Przeciętny procent pokrycia |
|---|---|---|
| 5 | 75-100 | 87,5 |
| 4 | 50-75 | 62,5 |
| 3 | 25-50 | 37,5 |
| 2 | 10-25 | 17,5 |
| 1 | 1-10 | 5 |
| + | <1 | 0,1 |
Współczynnik pokrycia D jest ot suma wszystkich średnich przeciętnych procentów pokrycia danego gatunku we wszystkich zdjęciach fitosocjologicznych podzielona przez ogólną liczbę zdjęć, a całość pomnożona przez 100.
Suma przeciętnych procentów pokrycia x ogólna liczba zdjęć
D = ---------------------------------------------------------------------------------- x 100