Diversity of Vascular Flora in Salix viminalis L. Crops Depending on the Harvest Cycle

Janicka, Maria; Kutkowska, Aneta; Paderewski, Jakub

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Diversity of Vascular Flora in Salix viminalis L. Crops Depending on the Harvest Cycle

Autorzy

Janicka Maria , Kutkowska Aneta , Paderewski Jakub

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Różnorodność flory upraw Salix viminalis L. w zależności od cyklu zbioru wierzby

Języki publikacji

Abstrakty

The aim of the study was to assess the vascular flora of plantations of Salix viminalis L. which were established on permanent grassland in central Poland, and its multifaceted analysis. The dynamics of changes in the flora developed in older willow crops (over 5 years) on two types of plantations (harvested every 2 years, and unharvested) fell within the scope of the study. The study was carried out in the years 2011-2014 and in 2018, on three Salix viminalis L. plantations in two locations of the Łódź region. The plantations were established in the years 2004-2006, so in the first year of the study they were 5-7 years old. Plantations differed in the cycle of the willow harvest, one group was harvested every 2 years, and the other was not harvested throughout the entire research period. The vegetation accompanying willow energy crops was identified based on an analysis of 24 phytosociological relevés which were made using Braun-Blanquet method. For each species, the following parameters were determined: family, geographical and historical groups, apophyte origin, biological stability, life-form, and status as an invasive, endangered, near-endangered, or protected species. The CCA and PCA analysis were done and Shannon-Wiener diversity index was calculated. The species composition of the Salix viminalis L. plantations was related to the previous use of the land i.e. to meadow communities. In total, 62 vascular plant species were found in willow energy crops, which belonged to 22 botanical families. The most numerous families were: Poaceae, Asteraceae, Rosaceae and Lamiaceae. In harvested plantations were found more species than in not harvested. The number of plant species in both types of plantations decreased over time but faster in the uncut plantation. In two types of plantations, native (apophyte) species, perennial species and hemicryptophytes dominated. The long period of willow cultivation and the lack of systematic harvesting created appropriate light conditions for development of woodland/shrub apophytes, rather than meadow apophytes, which increased their share in both types of plantations. The vast majority (about 70%) of species achieved only I or II degrees of phytosociological constancy. The analysis of changes in the share of phytosociological classes showed that in cut plantations, the share of species belonging to the Molinio-Arrhenatheretea class decreased and the share of species belonging to the Stellarietea mediae class increased. While in the uncut plantation the share of ruderal species from the Artemisieta vulgaris class increased slowly and the share of meadow species of the Molinio-Arrhenatheretea class decreased. Shannon-Wiener diversity index in uncut plantation decreased with the age of Salix viminalis L. from 2.5 to 1.6. In cut plantations floristic diversity was a bit higher.

Celem pracy było określenie składu gatunkowego roślin naczyniowych na plantacjach Salix viminalis L. założonych na trwałych użytkach zielonych w środkowej Polsce oraz szeroka jego analiza. Ponadto celem badań było poznanie dynamiki zmian flory starszych upraw wierzby (ponad 5 letnich) na dwóch rodzajach plantacji: ciętych co 2 lata i nieciętych. Badania przeprowadzono w latach 2011-2014 i 2018 na trzech plantacjach Salix viminalis L. w dwóch miejscowościach województwa łódzkiego. Plantacje założone były w latach 2004-2006, a więc w pierwszym roku badań były to plantacje 5-7 letnie. Plantacje różniły się cyklem zbioru wierzby, tj. jedna grupa cięta była co 2 lata, a druga przez cały okres badań nie była cięta. Roślinność towarzyszącą uprawom wierzby energetycznej oceniono na podstawie analizy 24 zdjęć fitosocjologicznych wykonanych według metody Brauna-Blanqueta. Florę naczyniową scharakteryzowano pod względem: przynależności do rodziny botanicznej i grupy geograficzno-historycznej. W odniesieniu do apofitów podano ich pochodzenie, trwałość biologiczną oraz formę życiową. Ponadto określono status rośliny inwazyjnej, zagrożonej, bliskiej zagrożeniu i chronionej. Obliczono wskaźnik różnorodności biologicznej Shannona-Wienera oraz wykonano analizę PCA i CCA. Skład gatunkowy flory upraw Salix viminalis L. nawiązywał do wcześniejszego sposobu użytkowania terenu tj. do zbiorowisk łąkowych. Flora naczyniowa plantacji wierzby energetycznej liczyła 62 gatunki, które należały do 22 rodzin botanicznych. Najliczniej reprezentowanymi rodzinami były: Poaceae, Asteraceae, Rosaceae i Lamiaceae. Plantacje cięte co 2 lata charakteryzowały się większym bogactwem gatunkowym w porównaniu do plantacji nie ciętej. Liczba gatunków na obu typach plantacji zmniejszała się wraz z wiekiem plantacji, lecz proces ten szybciej postępował w uprawie nie ciętej. Na obu typach plantacji dominowały apofity, gatunki wieloletnie oraz hemikryptofity. Długoletni okres uprawy wierzby oraz brak systematycznego jej cięcia stwarzał warunki do rozwoju apofitów leśno-zaroślowych, które zwiększyły swój udział kosztem apofitów łąkowych na obu typach plantacji. Zdecydowana większość (ok. 70%) gatunków osiągnęła niskie stopnie stałości fitosocjologicznej tj. I i II. Analiza przemian udziału klas botanicznych wykazała, że na plantacjach regularnie ciętych zmniejszył się udział gatunków klasy Molinio-Arrhenatheretea a zwiększył udział gatunków klasy Stellarietea mediae. Na plantacji nie ciętej następowało natomiast powolne zwiększanie się udziału gatunków ruderalnych klasy Artemisietea vulgaris a zmniejszanie udziału gatunków łąkowych z klasy Molinio-Arrhenatheretea. Wartości wskaźnika Shannona-Wienera zmniejszyły się wraz z wiekiem uprawy; na plantacji nie ciętej z 2.5 do 1.6. Na plantacji ciętej wskaźniki różnorodności były nieco wyższe.

Słowa kluczowe

Salix viminalis L. vascular flora dynamic of flora age of plantation biodiversity

Salix viminalis L. flora naczyniowa dynamika flory wiek plantacji bioróżnorodność

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2019

Tom

Tom 21, cz. 2

Strony

1175--1201

Opis fizyczny

Bibliogr. 55 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Janicka Maria

Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Poland

autor

Kutkowska Aneta

anetakutkowska@onet.pl

Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Poland

autor

Paderewski Jakub

Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Poland

Bibliografia

1. AEBIOM Statistical report 2017. European Bioenergy Outlook. Full report. European Biomass Association, http://www.aebiom.org. pdf dostęp 06.04.2019
2. Anioł-Kwiatkowska, J. (1974). Flora i zbiorowiska synantropijne Legnicy, Lubina I Polkowic. Acta Univ. Wratisl. Pr. Bot., 229, 1-151.
3. Anioł-Kwiatkowska, J., Kącki, Z., Śliwiński, M., (2009). Porównanie kompozycji gatunkowej trzech upraw wierzby energetycznej. Pam. Puł., 150, 19-33.
4. Antolak, M., Połucha, I., Jaszczak, A., Marks, E. (2014). Plantacje drzew i krzewów szybko rosnących w krajobrazie Polski. Prace Komisji Krajobrazu Kulturowego, 25, 71-80.
5. Bańkowski, Cz. & Serwatka, J. (1977). Pożyteczne chwasty. Warszawa: PZWL, 2 wyd.
6. Baum S., Weih M., Bolte A. (2012). Stand age characteristics and soil properties affect species composition of vascular plants in short rotation coppice plantations. BioRisk 7, 51-71, doi:10.3897/biorisk.7.2699.app
7. Birmele, J., Kopp, G., Brodbeck, F., Konold, W., Sauter, U.H. (2015). Successional changes of phytodiversity on a short rotation coppice plantation in Oberschwaben, Germany. Front Plant Sci, 6(124), 1-8.
8. Braun-Blanquet, J. (1964). Pflanzensoziologie: Wien-New York: Grundzüge der Vegetationskunde.3. Aufl. Springer.
9. Chauvat, M., Perez, G., Hedde, M., Lamy, I. (2014). Establishment of bioenergy crops on metal contaminated soils stimulates belowground fauna. Biomass Bioener., 62, 207-211.
10. Dimitriou, I. & Mola-Yudego, B. (2017). Poplar and willow plantaion on agricultar landin Sweden: Area, yield, groundwater quality and soil organic carbon. For. Ecol. Manage, 383, 99-107.
11. Dudkiewicz, M., & Bolibok, Ł. (2011). Wybrane rośliny energetyczne jako element kształtowania krajobrazu. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 10(3), 13-20.
12. Fehér, A., Halmová, D., Končeková, L. (2013). Gradient analysis of importance of spontaneously occurring vascular plant species in energy tree and grass stands. Acta regionalia et environmentalica, 2, 31-33.
13. Feledyn-Szewczyk, B. (2013). Wpływ sposobu użytkowania gruntów na różnorodność gatunkową flory segetalnej. Rozprawa habilitacyjna. Monografie i rozprawy naukowe, Puławy: IUNG-PIB, 36, 1-184.
14. Fry, D.A. & Slater, F.M. (2011). Early rotation short rotation willow coppice as a winter food resource for birds. Biomass Bioener., 35, 2545-2553.
15. Grzybek A., (2015). Bioenergia w Polsce. Uprawy energetyczne w Polsce – stan obecny. http://www.pimot.eu/attachments/article/753/Anna%20Grzybek%20-%20ITP% 20POLBIOM.%20Bioenergia%20w%20Polsce.%20Uprawy%20energetyczne% 20w%20Polsce%20-%20stan%20obecny.pdf dostęp 06.04.2019
16. https://www.geoportal.gov.pl/ dostęp 15.04.2019
17. Jezierska-Domaradzka, A. & Domaradzki, K. (2009). Roślinność towarzysząca uprawomnSalix viminalis L. na siedlisku łąkowym w Muchowie na Pogórzu Kaczawskim. Pam. Puł., 150, 129-135.
18. Kaźmierczakowa, R. (red.), Bloch-Orłowska, J., Celka, Z., Cwener, A., Dajdok, Z., Michalska-Hejduk, D., Pawlikowski, P., Szczęśniak, E., Ziarnek, E. (2016). Polish red list of pteridophytes and flowering plants. Kraków: Instytut Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk.
19. Kondracki, J. (2013). Geografia regionalna Polski. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 155-215.
20. Korniak, T. (1992). Flora segetalna północno-wschodniej Polski, jej przestrzenne zróżnicowanie i współczesne przemiany, Acta Acad. Agric. Tech. Olst., Agric. 53, Suppl. A., 1-77.
21. Korniak, T. (2007). Zachwaszczenie upraw wierzby w północno-wschodniej części Polski, Pam. Puł., 145, 141-149.
22. Korniak, T., Hołdyński, Cz., Wąsowicz, K. (2009). Przemiany flory chwastów upraw wierzby w północno- wschodniej Polsce., Pam. Puł., 150, 159-170.
23. Kościk, B.& Ziemińska-Smyk, M. (2009). Zbiorowiska chwastów w wieloletnich roślinach energetycznych. Pam. Puł., 150, 171- 180..
24. Kutyna, I., Leśnik, T., Młynkowiak, E. (2009). Zachwaszczenie uprawy wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) na czarnej ziemi kompleksu zbożowo-pastewnego słabego, Pam. Puł. 150, 207-217.
25. Larsen, S.U., Jørgensen, U., Kjeldsen, J.B., Lærke, P.E. (2014). Long-term yield effects of establishment method and weed control in willow for short rotation coppice (SRC). Biomass Bioener., 71, 266-274.
26. Marks, M., Jastrzębska, M., Kostrzewska, M.K., Treder K. (2014). Wpływ uprawy wierzby energetycznej na różnorodność gatunkową chwastów na plantacjach i polach przyległych. Fragm. Agron., 31(4), 75-84.
27. Matuszkiewicz, W. (2012). Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
28. Mirek, Z., Piękoś-Mirkowa, H., Zając, A., Zając, M. (2002). Flowering plants and pteridophytes of Poland – a checklist, In: Biodiversity of Poland 1. Mirek, Z. (ed.), Szafer, W. (2002). Kraków: Institute of Botany, Polish Adacemy of Sciences.
29. Miziniak, W. (2011). Influence of herbicydes on growth and development some varieties of wicker (Salix ssp.) crowing on energetic aim. Prog. Plant Prot. 51(2), 937-942.
30. Mowszowicz, J. (1985). Przewodnik do oznaczania krajowych roślin zielarskich. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, wyd. 2
31. Olaczek, R. (red.) (2012). Czerwona księga roślin województwa łódzkiego. Zagrożone rośliny naczyniowe, zagrożone zbiorowiska roślinne. Ogród Botaniczny w Łodzi, Uniwersytet Łódzki.
32. Pawłowski, B. (1972). Skład i budowa zbiorowisk roślinnych oraz metody ich badania W: Szata roślinna Polski, W. Szafer i K. Zarzycki (red.), Warszawa: PWN, I, 237-269.
33. Pučka, I. Lazdiņa, D., Bebre, I. (2016). Ground flora in plantations of three years old short rotation willow coppice. Agronomy Research, 14(4), 1450-1466.
34. R Core Team, R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/ (2016) (accessed 4 July 2018)
35. Reddersen, J. (2001). SRC-willow (Salix viminalis) as a resource for flower-visiting insects, Biomass Bioener., 20, 171-179.
36. Rola, J., Sekutowski, T., Rola, H., Badowski, M. (2007). Bioróżnorodność zbiorowisk chwastów na plantacjach wierzby krzewiastej (Salix viminalis L.) na terenie województwa dolnośląskiego i opolskiego, Pam. Puł., 145, 1-11.
37. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 października 2014 w sprawie ochrony gatunkowej roślin (Dz.U. z 16.10.2014 r. poz. 1409).
38. Rutkowski, L. (2008). Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski niżowej. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2 wyd.
39. Rowe, R.L., Hanley, M.E., Goulson, D., Clarke, D.J., Doncaster, C.P., Taylor, G. (2011). Potential benefits of commercial willow Short Rotation Coppice (SRC) for farmscale plant and invertebrate communities in the agri-environment. Biomass Bioener., 35, 325-336.
40. Sekutowski, T., Karamon, B., Rola, J., Rola, H. (2014). The weed species composition in a reed canary grass (Phalaris arunidnacea L.) plantation for energy purposes depending on its age. Acta Agrobot., 67(4), 67-74.
41. Sienkiewicz-Paderewska, D. & Paderewski, J. (2015). Habitat Preferences of Plant Communities: New Approach Based on the GGE Biplot Analysis. Pol JEcol 63(3), 387-399, doi.org/10.3161/15052249PJE2015.63.3.009
42. Sowa, R. & Warcholińska U. (1981). Flora synantropijna Sulejowa i Podklasztorza. Acta Univ. Lodz. Folia Bot. 1, 77-131.
43. Stolarski, M.J. (2015). Plantacje drzew i krzewów szybko rosnących jako alternatywa dla drewna z lasu-prywatne bazy surowcowe. http://www.npl.ibles.pl/sites/ default/files/referat/mariusz_stolarski_uwm_plantacje_drzew_i_krzewow_szybko_rosnacych_jako.pdf dostęp 28.01.2019
44. Strategy for renewable energy development (2000). Strategia rozwoju energetyki odnawialnej.(2000) http://orka.sejm.gov.pl/Rejestrd.nsf/wgdruku/2215/$file/2215.pdf
45. Szafer, W., Kulczyński, S., Pawłowski, B. (1969). Rośliny Polskie. Warszawa: PWN, 3 wyd.
46. Szczukowski, S., Stolarski, M., Tworkowski, J. (2011). Yield of willow biomass produced in the Eko-Salix system. Fragm. Agron. 28(4), 104-115.
47. Tworkowski, J., Stolarski, M., Szczukowski, S. (2011). Efektywność energetyczna produkcji biomasy wierzby systemem Eko-Salix, Frag. Agron. 28(4), 123-130.
48. Tokarska-Guzik, B., Dajdok, Z., Zając, M., Zając, A., Urbisz, A., Danielewicz, W., Hołdyński, Cz. (2012). Rośliny obcego pochodzenia w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem gatunków inwazyjnych. Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.
49. Walle, I.V.,Camp, N.V., Casteele, L., Verheyen, K., Lemeur, R. (2007). Short-rotation forestry of birch, maple, poplar and willow in Flanders (Belgium) I-Biomass production after 4 years of tree growth. Biomass Bioener., 31, 267-275.
50. Wnuk Z. & Ziaja, M., (2007). Zbiorowiska towarzyszące uprawom roślin dla celów energetycznych w Leszczawie Dolnej gmina Bircza. Pam. Puł.,145, 243-253.
51. Wojciechowski, W., Sowiński, J., Zawieja, J. (2009). Wpływ wieku plantacji wierzby na zachwaszczenie w warunkach Sudetów, (2009). Pam. Puł., 150, 351-358.
52. Wróbel, M., Wróbel, J., Gregorczyk, A. (2011). Floristic and community diversity of weed vegetation in willow short-rotation coppices in different soil-habitat conditions. Polish Journal of Ecology, 59(2), 289-296.
53. Zając, A. (1979). Pochodzenie archeofitów występujących w Polsce. Kraków: Wyd. UJ Rozpr. habil., 29.
54. Zając , E.U. & Zając, A. (1975). Lista archeofitów występujących w Polsce, Zesz. Nauk. UJ Pr. Bot. 395(3), 7-16.
55. Zając, M. & Zajac, A. (1992). A tentative list of segetal and ruderal apophytes in Poland. Zesz. Nauk. UJ, Pr. Bot. 24, 7-23.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-20d84906-5941-41b8-ab6e-11552aad5aed