Interakcija i funkcionalna dinamika antropogeno uslovljenih i edafskih faktora na vegetaciju rečnog ostrva Krčedinska ada (Dunav, Srbija)

Abstract

Nedovoljno je informacija o strukturnim promenama vegetacije šumo pašnjaka, uključujući i njihovu vezu sa abiotičkim faktorima. U ovom radu stavljen je akcenat na vezu između različitih stadijuma ciklusa šumo pašnjaka i važnih sredinskih varijabli sa ciljem razumevanja dinamičnosti ovog odnosa i procesa koji dovode do degradacije šumo pašnjaka. Istorijske promene vegetacijske strukture na Krčedinskoj adi u protekle 44 godine identifikovane su pomoću analize avio i satelitskih snimaka. Stvarni podaci sa terena (24 vegetacijska plota) i CCA analiza korišteni su kako bi se analizirala veza između biljnih zajednica i prisutnih sredinskih faktora. Odabrana su tri dominantna strukturna tipa vegetacije: GR (grazing) - plotovi pod ispašom; WC (woody cover) - plotovi šikarastog tipa sa dominacijom visokog žbunja i drvenastih vrsta čija visina premašuje 2 m; TR (transitional) - prelazna forma između livadske i drvenaste vegetacije sa trnovitim žbunjem visine manje od 2 m. Odabran je sledeći set sredinskih parametara: GI (intenzitet ispaše), Ind učestalost plavljenja), E (nadmorska visina), i zemljišni parametri: TN (ukupni azot), AP (dostupni fosfor), K (kalijum), Mg (magnezijum), Ca (kalcijum), pH, C/N (odnos ugljenika i azota) i NB (nitrificirajuće bakterije).Klasifikacija biljnih vrsta iz različtih sukcesivnih stadijuma prema CSR Grime-ovom modelu dodatno je doprinela razumevanju dinamičnosti vegetacijskih sukcesija a analiza uticaja invazivnih biljnih vrsta na zemljišne parametre doprinela je razumevanju fluktuacija zemljišnih parametara i usmeravanju restauracijskih mera. Analiza promena zemljišnog pokrivača pomoću satelitskih snimakapokazala je da su u prošlosti biljne zajednice na Krčedinskoj adi bile sa većom populacijom zeljastih vrsta i očuvanih šuma vrbe bez prisustva degradiranih sastojina. Ove zajednice velikim delom su zamenjene dominantno žbunastim pokrovom što ukazuje na progresivan tip sukcesije na ostrvu a može se dovesti u vezu sa (1) sečom vrbovih šuma i (2) znantno većim brojem stoke u prošlosti.Rezultati analize satelitskih snimaka u skladu su sa rezultatima terenskog istraživanja koji takođe ukazuju na progresivan tip sukcesije s obzirom da je, prema CSR kategorizaciji biljnih vrsta, glavna sukcesijska trajektorija na ostrvu CSR/CS – C selekcija. CCA analiza rađena u svrhu identifikacije uticaja sredinskih parametara na distribuciju i sastav biljnih vrsta, pokazala je da intenzitet ispaše (GI) ima najveći uticaj na oblikovanje biljnih zajednica. Analiza uticaja invazivnih biljnih vrsta na zemljišne parametre, pokazala je da se izdvojene grupe plotova (FraxP, AcerN, AmorF, Mix i Control) međusobno značajno razlikuju u odnosu na zemljišne parametre: Hm, N, C i NB te ukazuju na aditivan efekat invazivnih vrsta na pomenute parametre. Aditivan efekat koji ispitivane invazivne vrste pokazuju na sadržaj zemljišnih nutrijenata ukazuje na modifikaciju zemljišnih uslova u pravcu stabilizacije i/ili ubrzanja invazije kao i otežavanja ponovnog uspostavljanja nativne vegetacije. Dodatno, aditivan efekat ispitivanih invazivnih vrsta ukazuje na mogućnost ekološkog nasleđa koje invazivne vrste ostavljaju za sobom i nakon potencijalnog uklanjanja.

There is insufficient information on structural changes within wood-pasture, including their relationship with abiotic influences. This thesis addresses the links between important environmental variables and different stages of the wood- pasture cycle, with the aim of understanding fluctuations in this relationship and processes that follow wood-pasture degradation. Satellite and aerial image interpretation was used to identify structural vegetation shifts over 44 years under significantly declining livestock numbers and ground truthing data of 24 plots to assess the current field scenario. Canonical correspondence analysis (CCA) was employed to evaluate the relationship between plant communities and invironmental influences. Three dominant structural vegetation types – grazing plots (GR), transitional habitats with thorny shrubs (TR) and woody encroachment (WC) - were surveyed and the following set of variables was chosen: grazing intensity (GI), inundation frequency (Ind), elevation (E), soil total nitrogen (TN), soil available phosphorus (AP), soil potassium (K), soil magnesium (Mg), soil calcium (Ca), soil pH (pH), soil carbon to nitrogen ratio (C/N) and soil nitrifying bacteria (NB). Classification of plants from different succession stages according to Grimes CSR model, gave its contribution to understand vegetation dynamics while the analysis of invasive plant species influence on soil variables helped to understand the fluctuations of soil variables and to advice on restoration measures.Interpretation of satellite images revealed dominance of wood-pasture habitats in the past,which alternated structurally between more open and more closed physiognomies i.e. indicates progressive succession pathway which is in accordance with CSR plant species categorization which revealed that the main succession trajectory on the island is CSR/CS – C selection. CCA with ground truth data and forward selection revealed grazing intensity as the predominant ecological driver modifying vegetation structure and the soil nutrient pool, as well as transitioning vegetation between open herbaceous and closed woody cover. One of the interesting findings is also the additive effect invasive species Fraxinus pennsylvanica, Acer negundo and Amorpha fruticosa have on soil variables Hm, N, C and NB. Additive effect these species demonstrate on soil factors indicates that soil modification is directed towards stabilization and/or acceleration of invasion and inhibition of native species reestablishment. Additionaly, additive effect of invasive species implies the possibility of ecological legacy even after potential removal. This finding, due to its practical implications in nature reserves across Europe, demands further research.