Świadczenia łęgów jesionowo-wiązowych w dolinie środkowej Wisły

 

Projekt badawczy realizowany w ramach programu priorytetowego „Wspieranie działalności monitoringu środowiska. Część 1. Monitoring środowiska”

Znaczenie projektu

Łęgowe lasy dębowo-wiązowo-jesionowe (Ficario-Ulmetum – kod 91F0) są cennymi zbiorowiskami leśnymi chronionymi ustawą z dnia 16 kwietnia 2004 roku o ochronie przyrody, która implementuje zapisy Dyrektywy Siedliskowej (92/43/EEC). Unijna dyrektywa oraz stosowne postanowienia Komisji Europejskiej i międzynarodowe konwencje obligują państwa członkowskie do prowadzenia monitoringu przyrodniczego tych siedlisk.

W warunkach naturalnych łęgi jesionowo-wiązowe występują w dolinach dużych rzek w zasięgu epizodycznych zalewów. Obecnie są to zbiorowiska rzadko spotykane w Polsce i całej Europie. Ich żyzne siedliska zostały w większości wylesione, osuszone i zamienione na łąki lub grunty orne. Straciły swoją specyfikę w następstwie pogłębiania i regulacji koryt rzecznych, a przede wszystkim budowy wałów przeciwpowodziowych, które ograniczyły zalewy i procesy aluwialne, przyczyniając się do zmian warunków glebowych i roślinności. Na zubożenie siedlisk wielogatunkowych drzewostanów łęgowych wpłynęło także zastępowanie ich monokulturami dębowymi czy topolowymi.

W Polsce dobrze zachowane łęgi jesionowo-wiązowe spotyka się głównie w dolinie Odry. W dolinie Wisły są mniej powszechne, a często mocno przekształcone i wymagające zabiegów ochronnych. Dobrze zachowane lasy łęgowe stabilizują warunki wodne. Są ważnym elementem dolinnego korytarza ekologicznego, ostoją różnorodności biologicznej – miejscem bytowania wielu osiadłych i wędrownych gatunków zwierząt oraz roślin. Ich degradacja może ograniczyć te funkcje, wpłynąć negatywnie na ich potencjał do świadczenia usług ekosystemowych.

Świadczeniem/usługą ekosystemową (ang. ecosystem service) jest dowolny rodzaj wkładu przyrody w dobrostan człowieka. Może nim być materialny wytwór (np. drewno, owoce leśne, zwierzyna łowna), bądź proces (np. oczyszczanie wody i powietrza, produkcja tlenu), bądź stworzenie dogodnych warunków/okoliczności (miejsca do rekreacji), z których korzysta społeczeństwo. Koncepcja świadczeń ekosystemowych zyskuje coraz większe znaczenie w podejściu do ochrony przyrody. Wielu badaczy twierdzi jednak, że związki pomiędzy bioróżnorodnością, składnikami ekosystemów, procesami w nich zachodzącymi i ich świadczeniami są nadal słabo poznane. Poprawa wiedzy na temat ekosystemów i ich usług jest jednym z celów unijnej strategii ochrony różnorodności biologicznej na okres do 2020 roku (działanie 5).

Cel projektu

Celem naszego projektu jest określenie związków pomiędzy stopniem przekształcenia łęgów jesionowo-wiązowych a ich potencjałem do świadczenia usług regulacyjnych (związanych z procesami fizyczno-chemicznymi i biologicznymi regulowanymi przez organizmy żywe). Zakładamy, że degradacja lasów łęgowych zakłóca ich funkcje i procesy ekologiczne oraz ogranicza ich potencjał regulacyjny.

Badania mają odpowiedzieć na pytania:

• Które składniki lasów łęgowych zostały najmocniej przekształcone i są najistotniejsze dla ich funkcjonowania?
• Na które świadczenia ekosystemowe zmiany w łęgach miały największy wpływ?

Badania będą uzupełnieniem zadań Państwowego Monitoringu Środowiska (PMŚ) w zakresie monitoringu siedlisk przyrodniczych. Prace będą prowadzone z wykorzystaniem metodyki stosowanej w PMŚ, ale zostaną rozszerzone o dodatkowe szczegółowe analizy, które umożliwią identyfikację i ocenę usług świadczonych przez ekosystemy lasów łęgowych. W oparciu o uzyskane wyniki zostanie przygotowana ocena stanu badanych lasów łęgowych i ich usług oraz wytyczne do działań, koniecznych do utrzymania lub odbudowy ich różnorodności biologicznej oraz prawidłowych funkcji ekologicznych.

Szczegółowy opis

Badania będą prowadzone w lasach łęgowych występujących w dolinie środkowej Wisły, na odcinku od Konstancina-Jeziorny do Płocka (woj. mazowieckie). Ich obecny stan (zajmowana powierzchnia, zasięg, specyficzna struktura i funkcje) zostanie określony według standardowych wytycznych PMŚ, opartych przede wszystkim na ocenie struktury i składu gatunkowego roślinności oraz warunków wodnych. W każdym płacie zostaną wykonane trzy zdjęcia fitosocjologiczne, zgodnie z powszechnie stosowaną metodyką. Poziom wody w gruncie będzie rejestrowany za pomocą piezometrów zaopatrzonych w urządzenia automatycznie rejestrujące poziom wody i jej temperaturę. Prowadzone będą także obserwacje stanu zalewów powierzchniowych oraz zmian poziomu Wisły.

Badania będą dotyczyły wybranych świadczeń regulacyjnych:

• utrzymywanie właściwości biogeochemicznych gleby,
• regulacja składu atmosfery – wiązanie węgla,
• regulacja mikroklimatu,
• regulacja wkraczania gatunków inwazyjnych,
• zapylanie kwiatów,
• retencja i regulacja składu wody w glebie.

 

Wykonane zostaną pomiary zasobów i jakości martwego drewna. Jest to kluczowy dla różnorodności biologicznej element struktury zbiorowiska leśnego. Do inwentaryzacji leżaniny zostanie wykorzystana metoda powierzchni siecznych w wersji zmodyfikowanej przez J. Wolskiego. Rozkład martwego drewna będzie szacowany z wykorzystaniem laboratoryjnych sączków celulozowych umiejscowionych w glebie i leżących pniach martwych drzew. Wskaźnik ten pozwoli ocenić sprawność ekologiczną badanych zbiorowisk.

Poza aktywnością biologiczną gleby zostanie także zbadana jej struktura, właściwości biochemiczne oraz potencjał żyznościowy. Naruszone i nienaruszone próby glebowe zostaną pobrane z punktów zlokalizowanych w badanych płatach. W pobranych próbkach planowane jest oznaczenie następujących właściwości: gęstość objętościowa i wilgotność aktualna, gęstość właściwa, porowatość, skład granulometryczny, pH, zawartość węglanów, zawartość węgla organicznego, azotu, fosforu oraz K, Ca, Fe.

 

Wpływ degradacji łęgów na właściwości gleb zostanie również określony przy pomocy zooindykacji. Gatunkami wskaźnikowymi będą dżdżownice, pobierane z ręcznie sortowanych lub przesiewanych prób glebowych o wymiarach 25×25×30 cm. Oznaczanie, zliczanie i ważenie osobników będzie odbywać się w terenie, w miejscu zbioru.

 

Poza glebą i martwym drewnem, ogólna biomasa i zasoby węgla zostaną także oszacowane dla drzewostanów, warstwy zielnej i ściółki (na powierzchniach zdjęć fitosocjologicznych). Na każdej powierzchni zostaną zmierzone pierśnice oraz wysokość drzew i krzewów. Ich biomasa zostanie oszacowana z wykorzystaniem funkcji regresyjnej, a następnie przeliczona na zasoby węgla. Roślinność zielna (<0,5 m) i ściółka będą zbierane z losowo wybranych powierzchni próbnych.

 

Inwazje gatunków obcych są jednym z największych zagrożeń dla różnorodności naturalnych ekosystemów, w tym lasów łęgowych. Projekt przewiduje ocenę odporności badanych lasów na inwazję obcych gatunków roślin poprzez określenie ich faktycznego natężenia i uwarunkowań występowania w płacie i jego sąsiedztwie. Strefy marginalne i wnętrze płatów zostaną skartowane w transektach pasowych poprowadzonych prostopadle do siebie (jeden poprzecznie do doliny Wisły, a drugi wzdłuż) w celu rejestracji luk w pokrywie roślinnej i obecności innych zaburzeń, liczebności gatunków obcych i dominujących gatunków innych roślin. Otoczenie płatu będzie kartowane w promieniu min. 100 m (obecność inwazyjnych gatunków obcych, identyfikacja typu zbiorowiska oraz sposobu użytkowania).

 

Pomiary warunków mikroklimatycznych będą prowadzone za pomocą rejestratorów marki Onset: HOBO U23-001, umieszczonych w osłonach antyradiacyjnych 2 m n.p.g. Urządzenia te rejestrują temperaturę i wilgotność względną powietrza z zadanym krokiem czasowym – w projekcie z 10-minutowym, co jest standardem pomiarów na stacjach synoptycznych Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej. Jedno pole badawcze będzie się składało z dwóch stanowisk pomiarowych – jednego punktu położonego wewnątrz łęgu oraz jednego punktu położonego w sąsiadującym terenie otwartym (punkt referencyjny). 

 

Potencjał ekosystemów do świadczenia usługi zapylania jest ściśle zależny od wielkości populacji dzikich zapylaczy (w lasach łęgowych głównie trzmieli). Do oszacowania zagęszczenia i zróżnicowania dzikich zapylaczy stosowane będą trzy metody terenowe: (1) zliczanie trzmieli na transekcie na czas, (2) odławianie dzikich owadów zapylających do pułapek barwnych, (3) zliczanie gniazd trzmieli i pszczół samotnic w pułapkach gniazdowych.

Dodatkowo oszacowana będzie liczba miejsc odpowiednich do gniazdowania trzmieli oraz wielkość bazy pokarmowej (występowanie spadzi oraz udział w pokryciu gatunków roślin nektarodajnych i pyłkodajnych). Wszystkie powyższe badania będą prowadzone z częstotliwością raz na 2 tygodnie przez cały sezon aktywności zapylaczy, od kwietnia do września.

 

Ekosystemy dolinne znane są ze swoich właściwości buforowych, które pozwalają na redukcję zanieczyszczeń powierzchniowych z obszarów rolniczych. Badania jakości wód podziemnych w zakresie zmian koncentracji związków nieorganicznych (NO₃^-, NO₂^-, NH₄⁺, PO₄^-, K⁺, Na⁺, Cl^-, SO₄^2-, Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃^-), temperatury, pH, ogólnego węgla organicznego, tlenu rozpuszczonego oraz przewodności elektrolitycznej będą prowadzone co dwa miesiące. Próby wody będą pobierane z piezometrów zlokalizowanych w płatach łęgu i ich otoczeniu. Parametry jakości wody będą oceniane pod względem spełniania obowiązujących standardów i porównywane między danym płatem lasu, a punktem w jego sąsiedztwie oraz między łęgami o różnym stopniu degradacji.