Martwe drewno a jakościowa i ilościowa struktura chrząszczy (Coleoptera) saproksylicznych w drzewostanach dębowych

Martwe drewno a jakościowa i ilościowa struktura chrząszczy (Coleoptera) saproksylicznych w drzewostanach dębowych ARTYKUŁY / ARTICLES Radosław Plewa, Tomasz Jaworski, Jacek Hilszczański Abstrakt. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących zgrupowań chrząszczy saproksylicznych w drzewostanach dębowych. Badania prowadzono w latach 2009–2010 w drzewostanach gospodarczych zlokalizowanych na terenie Nadleśnictw: Hajnówka, Krotoszyn, Łochów, Pińczów, Puławy. Do odłowu chrząszczy saproksylicznych wykorzystano pułapki samołowne własnej konstrukcji, będące połączeniem pułapki Moericke’go i pułapki Malaisea. Największe bogactwo gatunkowe chrząszczy saproksylicznych stwierdzono na terenie Nadleśnictwa Puławy (wskaźnik Margalefa d = 56,48) przy zasobności martwego drewna 6,67 m3/ha, a najmniejsze na terenie Nadleśnictwa Pińczów (d = 41,27) przy zasobności 1,66 m3/ha. Spośród analizowanych powierzchni największą objętość martwego drewna stwierdzono na terenie Nadleśnictwa Hajnówka (34,04 m3/ha), choć bezpośrednio nie przełożyło się to na wzrost bogactwa gatunkowego. Słowa kluczowe: martwe drewno, chrząszcze saproksyliczne, drzewostan dębowy, warstwa drzewostanu, pułapka Moerickego, pułapka Malaise’a. Abstract. Dead wood and community structure of saproxylic beetles (Coleoptera) in oak stands. The paper presents the results of research on the communities of saproxylic beetles in oak stands. The study was conducted in 2009–2010 in five managed oak stands situated in the Forest Districts: Hajnowka, Krotoszyn, Lochow, Pińczów, Pulawy. The beetles were trapped with the use of a self-designed traps consisting of Moericke and Malaise traps. The highest species richness of saproxylic beetles was found in the Forest District Pulawy (Margalef’s index d = 56.48) with the volume of dead wood 6.67 m3/ha, and the smallest was in the Forest District Pińczów (d = 41.27), with the dead wood volume of 1.66 m3/ha. Among the analyzed areas the highest volume of dead wood was found in the Forest District Hajnowka (34.04 m3/ha), yet the species richness of saproxylic beetles was not the highest in this study area. Key words: dead wood, saproxylic beetles, oak stand, stand layer, Moericke trap, Malaise trap. Studia i Materiały CEPL w Rogowie R. 16. Zeszyt 41 / 4 / 2014 279 Wstęp Organizmy saproksyliczne to takie, które przynajmniej na pewnym etapie swojego rozwoju związane są z drewnem martwych lub obumierających drzew (dotyczy to zarówno drzew stojących, jak i leżących), z nadrzewnymi grzybami lub z innymi organizmami saproksylicznymi (Speight 1989). Wśród owadów saproksylicznych najliczniejszą grupą są chrząszcze. Biorą one udział w ważnych procesach zachodzących w ekosystemach leśnych, do których należą: rozkład i mineralizacja substancji organicznych (drewna) przy współudziale z mikroorganizmami – głównie grzybami, regulacja liczebności innych fitofagów oraz zapylanie roślin (Piotrowski i Wołk 1975, Gutowski i Buchholz 2000). Chrząszcze saproksyliczne dzielone są na dwie grupy: saproksylobionty i saproksylofile, z których pierwsze są obligatoryjnie, a drugie fakultatywnie związane z drewnem martwych drzew. Wśród pierwszej grupy często spotykane są gatunki stenotopowe, o wąskiej tolerancji względem czynników środowiska, np. w stosunku do gatunku drzewa, wilgotności, ekspozycji, stopnia rozkładu próchna itp. Z kolei chrząszcze fakultatywnie związane z drewnem martwych drzew charakteryzują się szerszą tolerancją pod względem wymienionych czynników (Buchholz i Ossowska 1995, Gutowski i in. 2004, Byk i Mokrzycki 2007, Horák i in. 2007). W Europie chrząszcze saproksyliczne reprezentowane są przez około 1500 gatunków (Økland i in. 1996), zaś w Polsce stwierdzonych zostało ich około 1300, co stanowi około 21% wszystkich krajowych Coleoptera (Gutowski 2006). Największe bogactwo gatunkowe chrząszczy saproksylicznych obserwuje się w drzewostanach dębowych – stwierdzono, że w lasach klimatu umiarkowanego liczba gatunków związanych z dębem wynosi około 900 (Ammer 1991). Wiele zagadnień dotyczących chrząszczy saproksylicznych pozostaje niewyjaśnionych. Odnosi się to szczególnie do cech ich biologii, preferencji środowiskowych, a także rozmieszczenia w pionowej strukturze drzewostanu. W Polsce większość badań dotyczących chrząszczy saproksylicznych prowadzono w dolnych warstwach lasu. Badano między innymi faunę chrząszczy saproksylicznych związanych z martwymi drzewami leżącymi (np. Burakowski 1997), znajdującymi się nisko nad ziemią próchnowiskami (np. Aleksandrowicz i Jadwiszczak 2001, Byk i Byk 2004, Byk i in. 2013), pniakami (np. Mokrzycki 2007, 2011, Mokrzycki i in. 2013) oraz nadrzewnymi grzybami (np. Borowski 2001, 2006, 2007, Borowski i in. 2013). Dotychczas nie podejmowano na większą skalę badań dotyczących struktur zgrupowań saproksylicznych Coleoptera w różnych warstwach drzewostanu. Celem niniejszej pracy jest porównanie bogactwa gatunkowego chrząszczy saproksylicznych w drzewostanach dębowych różniących się zasobnością martwego drewna, jak również analiza różnic pomiędzy zgrupowaniami tych owadów występującymi w dwóch warstwach drzewostanu. Teren i metodyka badań Badania prowadzono w latach 2009–2010 w ponad 100-letnich dębowych drzewostanach gospodarczych na terenie pięciu Nadleśnictw w Polsce: Hajnówka (Puszcza Białowieska – UTM: FD74), Łochów (Podlasie – ED70), Krotoszyn (Nizina Wielkopolsko-Kujawska – XT72), Pińczów (Wyżyna Małopolska – DA79) i Puławy (Wyżyna Małopolska – EB69) (podział krain zoogeograficznych wg Burakowskiego i in. 1983) (ryc. 1). 280 R. Plewa, T. Jaworski, J. Hilszczański Martwe drewno a jakościowa i ilościowa struktura... Ryc. 1. Rozmieszczenie powierzchni badawczych w Polsce Fig. 1. Study sites in Poland Do odłowu chrząszczy saproksylicznych wykorzystano pułapki samołowne własnej konstrukcji (ryc. 2). Każda pułapka składała się z dwóch modułów odławiających połączonych ze sobą barierą z siatki. Pierwszy moduł stanowiła żółta miska (pułapka Moerickego) o średnicy 23 cm. Drugi element łowny pułapki stanowił daszek, do którego dołączono plastikową butelkę. Moduł ten działał w sposób analogiczny do pułapki typu Malaise’a. W badaniach wykorzystano łącznie 60 pułapek, z których połowę zawieszono w koronach drzew (na średniej wysokości 20,5 m), natomiast pozostałe w dolnej warstwie drzewostanu – w obrębie pni (na średniej wysokości 4,5 m). Ryc. 2. Pułapka samołowna stosowana do odłowu chrząszczy w latach 2009–2010 Fig. 2. Trap for collecting beetles used in 2009–2010 Na powierzchniach badawczych wykonano pomiar drewna martwych drzew, wykorzystując zmodyfikowaną metodykę zastosowaną w opracowaniu Czerepki (2008). Modyfikacja dotyczyła zmiany kształtu powierzchni próbnej (z kołowej na prostokątną) oraz przyjęciu wartości 7 cm jako Studia i Materiały CEPL w Rogowie R. 16. Zeszyt 41 / 4 / 2014 281 minimalnej średnicy mierzonego materiału w korze. Na każdej powierzchni, na której znajdowały się pułapki do odłowu owadów założono po dwa transekty o wymiarach 50×10 m (...truncated)