Przemiany bioty porostów Puszczy Kampinoskiej

Puszcza Kampinoska położona jest w środkowej Polsce, na skraju miasta stołecznego Warszawy. Większość jej powierzchni objęta jest ochroną w postaci Kampinoskiego Parku Narodowego, chroniącego jeden z najlepiej zachowanych kompleksów wydm śródlądowych w Europie oraz największe w Polsce powierzchnie starych borów sosnowych. Wiele danych o dawnym składzie gatunkowym bioty porostów tego terenu dostarczyli Kobendza (1930) oraz Zielińska (1967). Celem tej pracy było opisanie przemian bioty porostów Puszczy Kampinoskiej. W ramach badań terenowych wykonano inwentaryzację aktualnego stanu bioty porostów Puszczy. Odtworzenia stanu historycznego bioty porostów dokonano na podstawie dostępnej literatury oraz materiałów dokumentacyjnych porostów dostępnych w Zielniku Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego (WA). Wykonano również szereg badań mających na celu określenie bieżącej dynamiki wybranych grup gatunków porostów. Określono różnicowanie się bioty porostów w starzejących się drzewostanach sosnowych oraz kształtowanie się różnorodności gatunkowej w warstwie koron drzew na przykładzie dębu. Określono preferencje ekologiczne porostów związanych z borami chrobotkowymi, a także murawami i wrzosowiskami. Opisano wpływ zaburzeń mechanicznych na kształtowanie się bioty porostów naziemnych na terenie poligonu Grochalskie Piachy – będącego najważniejszym miejscem występowania wielu gatunków należących do tej grupy na terenie Puszczy. W ramach powyższych badań dokonano zbioru prób. W ich obrębie dokonano opisów występowania poszczególnych gatunków oraz pomiaru wartości zmiennych siedliskowych, jak np. miąższości dwóch pierwszych poziomów glebowych. Zebrano również próbki gleb do dalszych analiz. W laboratorium wykonano analizy składu granulometrycznego i pomiarów niektórych właściwości fizykochemicznych gleb. Z wykorzystaniem oprogramowania Systemów Informacji Geograficznej opracowano mapę ciągłości ekologicznej obszarów leśnych Puszczy Kampinoskiej oraz określono zmiany powierzchni wybranych siedlisk porostów na przestrzeni lat. Oznaczenia porostów wykonano metodami: morfologiczno-anatomicznymi, testów barwnych oraz analizy obecności metabolitów wtórnych. Z wykorzystaniem metody kartogramu obliczono częstości występowania poszczególnych gatunków porostów w przeszłości oraz współcześnie. Przemiany bioty porostów Puszczy Kampinoskiej określono na podstawie zmian w składzie i bogactwie gatunkowym tych organizmów dla wyróżnionych podłoży, zmian w częstości występowania poszczególnych gatunków oraz pośrednio poprzez zmiany w powierzchni niektórych siedlisk porostów na terenie Puszczy. Dotychczas z Puszczy Kampinoskiej znanych jest 209 gatunków. W czasach historycznych potwierdzono występowanie 119 gatunków. Współcześnie na terenie Puszczy stwierdzono obecność 187 gatunków. Najwyższym bogactwem gatunkowym charakteryzuje się biota dębu. Z tego forofitu znane jest dotychczasowe występowanie 90 gatunków, z czego współcześnie stwierdzono 79. Niektóre gatunki wykazują tendencję do pasowego rozmieszczenia na terenie Puszczy, zgodnego z układem pasów bagiennych i wydmowych. Gatunki zanotowane na betonie występują w obrębie i pobliżu osiedli ludzkich oraz szlaków komunikacyjnych. Liczba gatunków porostów związanych ze starymi lasami jest niewielka i wynosi maksymalnie 3 w polu kartogramu. Wykazano przywiązanie niektórych gatunków porostów do najstarszych drzewostanów sosnowych, charakteryzujących się ciągłością ekologiczną oraz znaczną odległością od brzegu lasu. Z tych powodów mogą one zostać uznane za wskaźnikowe dla niektórych stopni zachowania lasów zgodnie z koncepcją Cieślińskiego (2003a). Bogactwo gatunkowe bioty porostów poszczególnych mikrosiedlisk dębu jest porównywalne. Mikrosiedlisko martwego drewna w koronach drzew wyróżnia się specyficznym składem gatunkowym. Grubość poziomu organicznego O oraz wiek drzewostanu są najważniejszymi zmiennymi wpływającymi na występowanie porostów związanych z borami chrobotkowymi. Gatunki te występują jedynie w miejscach o niskiej miąższości poziomu organicznego. W drzewostanach starych odnotowano występowanie głównie leśnych gatunków porostów. W drzewostanach młodych dominują porosty zbiorowisk przejściowych pomiędzy murawowymi a leśnymi. Grubość poziomu organicznego O oraz odczyn pH podłoża są głównymi czynnikami różnicującymi występowanie porostów naziemnych w nieleśnych zbiorowiskach murawowych i wrzosowiskowych oraz w zbiorowiskach okrajkowych. Na terenie Puszczy Kampinoskiej występowanie gatunków z rodzaju Peltigera związane jest przede wszystkim z obecnością substancji pochodzenia antropogenicznego w glebie oraz związanymi z tym zmianami właściwości fizykochemicznych podłoża, jak zwiększenie się odczynu pH i wzrost przewodnictwa elektrolitycznego. Z tego powodu przedstawicieli tego rodzaju uznano za apofity. Na terenie poligonu Grochalskie Piachy zmienne posiadające największy wpływ na różnicowanie się bioty porostów związane są z procesami zaburzeń mechanicznych oraz regeneracji (sukcesji ekologicznej). Z obecnością zaburzeń związane jest występowanie największej liczby gatunków pionierskich, a także cennych gatunków porostów. Brak zaburzeń prowadzi do stopniowego zaniku zbiorowisk murawowych na rzecz leśnych. Jednym z najważniejszych procesów zachodzących na terenie badawczym jest stopniowy wzrost bogactwa gatunkowego bioty porostów. Zwiększyło się bogactwo gatunkowe większości wyróżnionych forofitów i podłoży. Zwiększyła się również częstość występowania i bogactwo gatunkowe porostów całego obiektu. Proces ten spowodowany jest najprawdopodobniej zarówno przez stopniową regenerację drzewostanów Puszczy, jak i przez rosnącą antropopresję i związane z nią rozprzestrzenianie się gatunków pospolitych, w tym apofitów. Zanotowano także zanik kilku wielkoplechowych gatunków nadrzewnych, co ma najprawdopodobniej związek ze wzrostem stężeń niektórych zanieczyszczeń powietrza w latach 70-tych i 80-tych XX wieku. Na terenie Puszczy nastąpił spadek powierzchni najważniejszych siedlisk porostów naziemnych (muraw, wrzosowisk i borów chrobotkowych). Dokonano określenia stopnia zagrożenia bioty porostów Puszczy, zgodnie z kryteriami IUCN. Opracowano tym samym regionalną czerwoną listę gatunków zagrożonych w Puszczy Kampinoskiej, z której wynika, że zagrożonych jest 23% gatunków, stwierdzonych dotychczas na jej terenie. Pracę opatrzono wskazówkami dotyczącymi ochrony bioty porostów na terenie Puszczy Kampinoskiej.

Kampinos Forest is located in central Poland, on the outskirts of the capital city of Warsaw. Most of its area is protected as Kampinos National Park, protecting one of the best preserved complex of inland dunes in Europe and the largest areas of old pine forests in Poland. Much of the data on the old lichen biota species composition of the area were provided by Kobendza (1930) and Zielińska (1967). The aim of this study was to describe the transformation of lichen biota of Kampinos Forest. The fieldwork was carried out in order to define the current state of the lichen biota of the area. Restoration of historical lichen biota was based on the available literature and documentary material of lichens available at the Herbarium of the Department of Biology, University of Warsaw (WA). A series of additional research was performed in order to determine the ecological preferences of selected lichen groups. Differentiation of lichen biota within aging pine stands was defined. The formation of species diversity in the canopy layer on the example of oak was described. Ecological preferences of lichens associated with Cladonia-Scots pine forests, as well as with grasslands and heaths were defined. The influence of mechanical disturbance on the development of terrestrial lichen biota within the Grochalskie Piachy military training area, being the most important habitat for many species belonging to this group in the whole study area, was performed. In the above research the sampling methods were applied. They included descriptions of occurrences of particular species and measurements of values of habitat variables. Soil samples were also collected for further analyses. The analyses of granulometric composition and measurements of certain physical and chemical properties of soils were carried out. Geographical Information Systems were used for development of map of forest ecological continuity of research area and identification of changes in the area of some lichen habitats over the years. Determination of lichen species was carried out using morphological and anatomical methods, spot-test reactions and also by the analysis of the presence of secondary metabolites. The cartogram method was used for calculation of lichen species frequencies in the past and in present. Transformation of lichen biota of Kampinos Forest was determined on the basis of changes in species richness and composition of these organisms for distinguished substrates, changes of frequency of particular species, and indirectly through changes in the area of some lichen habitats in the study area. There were 209 species known from Kampinos forest to date. The presence of 119 species in the past was confirmed. The occurrence of 187 species was detected nowadays. Oak is characterized by the highest species richness. The presence of 90 species on its bark was confirmed to date, of which 79 were found nowadays. Some species show the tendency to belt distribution in the study area, in accordance with the system of marsh and dune belts. Species recorded on the concrete occurred within and close to human settlements and communication routes. Number of lichen species associated with old forests is low, a maximum of three in the cartogram plot. The commitment of some lichen species to the oldest pine stands, characterized by ecological continuity and the considerable distance from the forest edge was shown. Due to these reasons, they may be considered to be indicative of some degrees of forest preservation in accordance with the concept of Cieśliński (2003). Species richness of lichen biota of differentiated microhabitats of oak was comparable. The microhabitat of deadwood in the forest canopy was distinguished by specific species composition. The thickness of the organic layer, and age of the stand were the most important variables influencing the occurrence of lichens associated with Cladonia-Scots pine forests. These species occurred only in a low thickness of the organic level. Within old stands there were mainly forest species recorded. Species from the transition between grassland and forest communities dominated in young forest stands. The thickness of the organic layer and pH of the substrate are the main factors that differentiate the presence of terrestrial lichen communities in non-forest grassland, forest edge and heath communities. Within Kampinos Forest the occurrence of species from the genus Peltigera is connected mainly with the presence of substances of anthropogenic origin in the soil and the related changes in the physicochemical properties of the substrate, as an increase in pH and electrolytic conductivity growth. For these reason, representatives of this genera were considered as apophytes. Mechanical disturbance and regeneration (ecological succession) are of the highest impact on differentiation of lichen biota within Grochalskie Piachy military training area. Occurrence of pioneer and valuable lichen species is related to the presence of disturbance. Lack of disturbance leads to a gradual loss of grassland communities in favor of forest phytocenoses. One of the most important processes occurring in the area of research is a gradual increase in species richness of lichen biota. The species richness of most of the distinguished phorophytes and substrates increased. The frequency of lichens and species richness increased also throughout the study area. This process is most likely caused by the gradual regeneration of both forest stands of the object, as well as by growing human pressure and associated with this spread of common species, including apophytes. There was a loss of some epiphytic macrolichens also recorded, which is most likely linked to the increased levels of certain air pollutants in the 70’s and 80’s of the twentieth century. There was a decrease of terrestrial lichens critical habitats (grasslands, heaths and Cladonia-Scots pine forests) recorded. The degree of extinction risk of lichen biota of Kampinos Forest was assessed according to IUCN criteria. As a result the regional red list of threatened lichen species in Kampinos Forest was obtained. This shows, that 23% of lichen species identified so far in the study area is threatened. The work was supplemented with guidelines on the protection of lichen biota within the Kampinos National Park.