Wpływ obcego gatunku drzewa – dębu czerwonego (Quercus rubra L.) – na właściwości fizykochemiczne gleby, zespół mikroorganizmów glebowych oraz roślinność leśną

Streszczenie

Problem inwazji biologicznych jest uznawany za istotny element globalnych zmian związanych z działalnością człowieka. Inwazje są jedną z głównych przyczyn utraty siedlisk i spadku różnorodności biologicznej na świecie. Mogą zmieniać ważne procesy i właściwości ekosystemu, takie jak produkcja pierwotna, rozkład materii organicznej, dynamika obiegu pierwiastków i częstotliwość występowania naturalnych zaburzeń. Rośliny inwazyjne mogą wpływać zarówno na rodzime zbiorowiska roślinne, jak i właściwości gleby. Zmieniają właściwości gleby, gdyż różnią się od roślin rodzimych pod względem wielu cech, włączając w to jakość biomasy (zawartość pierwiastków i metabolitów wtórnych), którą dostarczają jesienią do gleby. Rośliny inwazyjne wywierają znaczny wpływ na aktywność, biomasę i różnorodność zespołów mikroorganizmów glebowych. Zmiany w środowisku glebowym powodowane przez rośliny inwazyjne mogą hamować powtórną kolonizację przez gatunki rodzime, co może znacznie utrudniać rewitalizację siedlisk dotkniętych inwazją.

Jednym z najbardziej rozpowszechnionych i najlepiej regenerujących się obcych gatunków drzew w Europie jest północno-amerykański gatunek dębu – dąb czerwony (Quercus rubra L.) – który został celowo introdukowany do lasów europejskich w XVII wieku w celu wzbogacenia warstwy podszytu, zwiększenia ochrony przed wiatrem i jako gatunek ozdobny. Dąb czerwony we florze polskiej ma status rośliny inwazyjnej, powodującej poważne zmiany w ekosystemach, w tym na obszarach przyrodniczo cennych. Niektóre cechy tego gatunku, takie jak szybka aklimatyzacja, wysoka produktywność i szeroki zakres tolerancji na warunki środowiska powodują, że wprowadzanie czerwonych dębów do upraw leśnych jest kontrowersyjne. Ostatnie badania wykazały, że Q. rubra możne zmieniać właściwości gleby i procesy w niej zachodzące. Dotychczasowe badania koncentrowały się przede wszystkim na zawartości i tempie mineralizacji C i N, pomijając inne ważne procesy glebowe i zespoły mikroorganizmów. Kompleksowa ocena wielkości, kierunku i mechanizmów zmian powodowanych przez obcy gatunek Q. rubra w glebie może być istotna z punktu widzenia ochrony przyrody, gdyż zmiany wywołane przez Q. rubra mogą prowadzić ekosystem leśny do stanu, po osiągnięciu którego nie będzie już możliwy powrót do stanu wcześniejszego.

Celami tego projektu są: (1) Ocena wpływu gatunku obcego Q. rubra na fizykochemiczne i mikrobiologiczne właściwości gleby w porównaniu do roślinności rodzimej w terenie; (2) Porównanie jakości świeżo opadłych liści Q. rubra z jakością liści zarówno zbiorowisk rodzimych, jak i rodzimego gatunku Quercus robur, w warunkach terenowych; (3) Ocena wpływu wzrostu siewek i depozycji ściółki Q. rubra i Q. robur na właściwości gleby w doświadczeniu donicowym; (4) Oszacowanie wpływu Q. rubra na roślinność w lasach południowej Polski.

Zebrane liście zostaną scharakteryzowane pod względem zawartości pierwiastków odżywczych (C, N, Ca, Mg, K, P) i związków fenolowych, to znaczy fenoli ogólnych, skondensowanych tanin oraz wybranych, specyficznych związków fenolowych, na przykład katechiny, epikatechiny, kwasu galusowego, kwercetyny, w celu oceny jakości i ilości związków dostarczanych do gleby w postaci opadu ściółki. Ocena wpływu Q. rubra na glebę będzie możliwa dzięki analizie wymienionych powyżej parametrów chemicznych, jak również pH i ilości pierwiastków dostępnych w glebie. Ponadto skład i funkcje zespołów mikroorganizmów będą scharakteryzowane poprzez pomiar aktywności wybranych enzymów glebowych, które biorą udział w rozkładzie martwej materii organicznej, oddychania gleby, jak również biomasy bakterii i grzybów oraz składu zespołów mikroorganizmów z wykorzystaniem analizy kwasów tłuszczowych ekstrahowanych z ich błon komórkowych.

Foto: Małgorzata Stanek.

Foto: Małgorzata Stanek.

Foto: Małgorzata Stanek.