Chrzaszcze saproksyliczne jako wskazniki odksztalcen ekosystemow lesnych borow sosnowych

LEŒNE PRACE BADAWCZE, 2006, 4: 101–144. Jerzy M. GUTOWSKI1, Lech BUCHHOLZ2, Daniel KUBISZ3, Ma³gorzata OSSOWSKA4, Krzysztof SUÆKO1 CHRZ¥SZCZE SAPROKSYLICZNE JAKO WSKANIK ODKSZTA£CEÑ EKOSYSTEMÓW LEŒNYCH BORÓW SOSNOWYCH SAPROXYLIC BEETLES AS INDICATOR OF DEFORMATION OF PINE FOREST ECOSYSTEMS Abstract. The study has been performed between 1997 and 2005 in selected Polish pine forests, showing various degree of anthropogenic deformation: Bia³owie¿a Primeval Forest, Biebrza National Park, Tuchola Woods, Kozienice Forest and Œwierklaniec Forest District (Silesia). Altogether 877 (including 469 saproxylic and 109 dendrophilous) beetle species have been found. As regards saproxylic beetles, the richest (293 spp.) was Bia³owie¿a Primeval Forest, followed by Biebrza N. P. (270), Kozienice (191), Tuchola (184) and Œwierklaniec (162). The greatest quantity and variety of dead wood has been recorded in the pine forests of Bia³owie¿a P. F. and Biebrza N. P. Evident, statistically significant correlation has been demonstrated between the dead wood quantity and number of coleopteran species. Evaluation of microenvironments inhabited by particular species has shown that, as regards saproxylic beetles, the most important for the preservation of biodiversity are standing dead trees, fallen logs of >20 cm in diameter, stumps and arboreal fungi. The comparison and valorization of the studied objects, according to three different (two of them original) methods, has invariably placed Bia³owie¿a Primeval Forest first. The studies in pine forests allowed to determine the model species-composition of saproxylic beetle communities in this kind of environments. 30 species have been recognized as natural forest relicts. Practical recommendations have been formulated as to the pine stands in fresh coniferous forests and poor variants of fresh mixed coniferous forests. Key words: pine forests, saproxylic beetles, deadwood, ecological valorisation, biodiversity conservation. 1 Instytut Badawczy Leœnictwa, Zak³ad Lasów Naturalnych IBL, 17-230 Bia³owie¿a, , 2 Ojcowski Park Narodowy, 32-047 Ojców, 3 Muzeum Przyrodnicze Instytutu Systematyki i Ewolucji Zwierz¹t PAN, ul. Œw. Sebastiana 9, 31-049 Kraków, 4 Akademia Rolnicza, Zak³ad Filozofii Przyrody i Kultury Wsi, al. 29-Listopada 46, 31-425 Kraków 102 J. M. Gutowski, L. Buchholz, D. Kubisz, M. Ossowska, K. Suæko 1. WSTÊP Badania zosta³y rozpoczête w 1997 r., w ramach tematu BLP-793 (póŸniej BLP-216), i przebiega³y w dwóch etapach zakoñczonych sprawozdaniami (Gutowski i in. 2000, 2005). Ich celem by³o poznanie sk³adu gatunkowego chrz¹szczy saproksylicznych (zwi¹zanych z martwym drewnem) w borach sosnowych Polski, sprawdzenie czy istnieje zwi¹zek miêdzy ich bogactwem a iloœci¹ i jakoœci¹ martwego drewna oraz zaproponowanie wykorzystania uzyskanych wyników w praktyce dotycz¹cej ochrony ró¿norodnoœci biologicznej w lasach. Dotychczasowe prace autorów oraz informacje zawarte w piœmiennictwie (np. Franc 1997, Grove 2002, Nilsson i in. 1995, Siitonen 1994, Tykarski i in. 2004) wskazuj¹, ¿e ocena ca³kowitej ró¿norodnoœci biologicznej danego œrodowiska leœnego (w umownej skali) jest mo¿liwa na podstawie pobrania stosunkowo niedu¿ej próby przedstawicieli saproksylicznych chrz¹szczy (Coleoptera). Wystêpowanie tych owadów zwi¹zane jest przede wszystkim z istnieniem bogatej bazy ¿erowej w postaci martwego drewna w ró¿nych fazach rozk³adu, warunkach oœwietlenia i wilgotnoœci. Wiadomo równie¿, ¿e obecnoœæ tego œrodowiska jest warunkiem koniecznym dla wystêpowania w danym ekosystemie tysiêcy innych gatunków zwierz¹t, grzybów, roœlin i mikroorganizmów. Wybrane do badañ grupy owadów reprezentuj¹ ró¿ne wymagania troficzne, zarówno co do gatunku roœliny ¿ywicielskiej, jak i stanu zasiedlanego substratu. S¹ wœród nich równie¿ gatunki drapie¿ne. Ocena bioró¿norodnoœci ekosystemu na podstawie owadów saproksylicznych pozwala na odró¿nienie zdarzaj¹cych siê czasem przypadków pozornie du¿ego bogactwa gatunkowego w ekosystemach odkszta³conych, np. poprzez zrêby*, od bogactwa gatunkowego wynikaj¹cego z jego naturalnoœci. Owady saproksyliczne s¹ bowiem œciœle zwi¹zane z lasami, a wiele z nich to relikty ekologiczne lasów pierwotnych (czêsto okreœlane mianem gatunków puszczañskich). Zak³adano, ¿e poznanie sk³adu gatunkowego i liczebnoœci tych owadów w badanych borach sosnowych pozwoli na ogóln¹ ocenê bioró¿norodnoœci ekosystemów, a tym samym ich stabilnoœci. Owady zwi¹zane z drewnem nale¿¹ do najbardziej zagro¿onych w Europie, poniewa¿ coraz mniej jest odpowiednich dla nich œrodowisk. Bory sosnowe wybrano z powodu dominacji tego typu lasów w Polsce. * Tereny sztucznie pozbawione drzewostanu dzia³aj¹ przywabiaj¹co na szereg leœnych gatunków owadów (w tym saproksylicznych) zwi¹zanych z terminaln¹, bezdrzewostanow¹ i inicjaln¹ faz¹ fluktuacyjn¹ ekosystemu leœnego, przez co czêstokroæ s¹ tam obserwowane. Przywabione do takich miejsc, najczêœciej jednak nie znajduj¹ w³aœciwych im œrodowisk rozwojowych, b¹dŸ œrodowiska takie niszczone s¹ w wyniku dalszych zabiegów gospodarczych, co w efekcie uniemo¿liwia ich rozwój. Okresowo na takich terenach pojawiaj¹ siê te¿ gatunki terenów otwartych, obce œrodowisku leœnemu. Chrz¹szcze saproksyliczne jako wskaŸnik odkszta³ceñ ekosystemów borów sosnowych 103 2. TEREN BADAÑ Badania prowadzono w 5 obiektach leœnych reprezentuj¹cych ró¿ny stopieñ odkszta³ceñ antropogenicznych (g³ównie wywo³anych zanieczyszczeniem œrodowiska): w Puszczy Bia³owieskiej i Biebrzañskim Parku Narodowym (strefa najmniej odkszta³cona), Borach Tucholskich i Puszczy Kozienickiej (strefa œrednich odkszta³ceñ) oraz Nadleœnictwie Œwierklaniec na Œl¹sku (strefa najwy¿szych odkszta³ceñ). W ka¿dym obiekcie badawczym wytypowano w drzewostanach dojrza³ych po 3 powierzchnie doœwiadczalne zajmuj¹ce od 1 do 3 ha. Zwracano uwagê, aby drzewostany wszystkich za³o¿onych powierzchni (we wszystkich obiektach) posiada³y w miarê mo¿liwoœci zbli¿on¹ strukturê, celem wykluczenia jej oczywistego wp³ywu na zamieszkuj¹c¹ dany teren entomofaunê. Fragment ka¿dej powierzchni o wymiarach 50×50 m zosta³ oznakowany w terenie i na mapie. Na powierzchniach tych dokonywano pomiaru mi¹¿szoœci drzewostanu oraz masy martwego drewna; zosta³y one na czas trwania badañ wy³¹czone z zabiegów gospodarczych i ochronnych. Lokalizacjê i charakterystykê powierzchni badawczych przedstawiono poni¿ej. PUSZCZA BIA£OWIESKA W Puszczy Bia³owieskiej wyznaczono trzy powierzchnie badawcze: a – Leœny Kompleks Promocyjny „Puszcza Bia³owieska”, Nadl. Bia³owie¿a, oddz. 494Cf, UTM FD84 (na SE od wsi Czerlonka); b – Bia³owieski P. N., Obrêb Ochronny HwoŸna, oddz. 131Cc, FD95; c – Bia³owieski P. N., Obrêb Ochronny HwoŸna, oddz. 229Bf, FD95. Na powierzchniach badawczych znajdowa³ siê drzewostan naturalnego pochodzenia. W podszycie wystêpowa³ g³ównie œwierk, rzadziej brzoza brodawkowata i kruszyna. Baza pokarmowa chrz¹szczy saproksylicznych – martwe drewno – reprezentowana by³a przez 3 gatunki – sosnê, œwierk i brzozê brodawk (...truncated)