ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΗ ΒΟΣΚΟΜΕΝΩΝ ΠΡΙΝΩΝΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙ ΑΥΞΗΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΛΙΒΑΔΟΠΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΑΓΡΙΑΣ ΠΑΝΙΔΑΣ ΙΧΘΥΟΠΑΝΙΔΑΣ ΓΛΥΚΕΩΝ ΥΔΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΑΣΙΚΩΝ ΒΟΣΚΟΤΟΠΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΗ ΒΟΣΚΟΜΕΝΩΝ ΠΡΙΝΩΝΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙ ΑΥΞΗΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Αρχοντέλης Αριστείδης Γεωπόνος ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ - ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα έρευνα εκπονήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών της Σχολής Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος του Α.Π.Θ. Το θέμα της διατριβής προτάθηκε από την καθηγήτρια κ. Ζωή Κούκουρα και αφορά την εγκατάσταση μοντέλου παραγωγής μη βοσκόμενων πρινώνων συναρτήσει αυξητικών παραμέτρων. Με την ολοκλήρωση της μεταπτυχιακής μου διατριβής θα ήθελα να ευχαριστήσω την Καθηγήτρια κ. Ζωή Κούκουρα, επιβλέπουσα της μεταπτυχιακής διατριβής, για το ενδιαφέρον της, τις υποδείξεις και τη συνεχή καθοδήγηση της σε όλη τη διάρκεια της εργασίας αυτής. Επίσης, οφείλω να ευχαριστήσω τον Καθηγητή κ. Βασίλειο Νοϊτσάκη, μέλος της τριμελούς εξεταστικής επιτροπής, για τις σημαντικές υποδείξεις και διορθώσεις του με αποτέλεσμα τη βελτίωση της διατριβής. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τη Λέκτορα κ. Μαρία Καρατάσιου, μέλος της τριμελούς εξεταστικής επιτροπής, για τη βοήθεια της στη χρησιμοποίηση συσκευών για τη λήψη των στοιχείων υπαίθρου. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω το Δασολόγο κ. Ηλία Καρμίρη, για τη βοήθεια του στη στατιστική επεξεργασία των στοιχείων. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω το Δασολόγο κ. Σταύρο Πανέρη και τον Γεωπόνο κ. Στέλιο Βασιλάκο για τη βοήθεια τους στη λήψη στοιχείων υπαίθρου. Επιθυμώ να ευχαριστήσω θερμά, επίσης, τους φίλους Θεόδωρο Ασμάνη και Αργύριο Στεργιούδη για την αμέριστη πρακτική και ηθική βοήθειά τους.

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Περιοχές Έρευνας Περιοχή ΣΕΙΧ-ΣΟΥ Περιοχή Αμαλή Λέσβου Μετρήσεις Πεδίου Στατιστική Ανάλυση Δεδομένων ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Περιοχή Έρευνας (Σεϊχ Σου) Περιοχή Έρευνας (Αμαλή) Σύγκριση Περιοχών Έρευνας ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία Ελληνική Βιβλιογραφία. 52 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ. 56

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η διατριβή αυτή προσπάθησε να αναπτύξει ένα μοντέλο πρόβλεψης της παραγωγής πρινώνων σε σχέση με τις αυξητικές αλλομετρικές παραμέτρους των θάμνων και των μικροκλιματικών συνθηκών. Η έρευνα έγινε στις περιοχές Σέιχ Σου Θεσσαλονίκης και Αμαλή Λέσβου, όπου από δύο επιφάνειες δέκα (10) στρεμμάτων η κάθε μία, παρόμοιες φαινολογικά, επιλέχτηκαν διακόσια (200) πουρνάρια, εκατό (100) ανά επιφάνεια και εφαρμόστηκε συστηματική δειγματοληψία για τη λήψη στοιχείων υπαίθρου. Σε κάθε θάμνο μετρήθηκαν οι εξής παράμετροι: α) η παραγωγή, β) η φυλλική επιφάνεια, γ) το ύψος, δ) η επιφάνεια που καλύπτει κάθε θάμνος. Η παραγωγή ανά θάμνο μετρήθηκε με πλαίσια 35*35cm που τοποθετήθηκαν στις 4 πλευρές κάθε θάμνου και στα οποία κόπηκαν όλοι οι βλαστοί με τα φύλλα τους που περιλαμβάνονταν σ αυτά. Μετά το διαχωρισμό φύλλων και βλαστών μετρήθηκε η φυλλική επιφάνεια κάθε πλαισίου με ειδική συσκευή. Από τα δεδομένα αυτά υπολογίστηκαν η παραγωγή/m 2, ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI), το ειδικό βάρος του φύλλου (SLW) και η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA). Η καταγραφή των μικροκλιματικών συνθηκών στο εσωτερικό της κόμης κάθε θάμνου και εκτός της κόμης έγινε με πολυσένσορα και από τα στοιχεία που προέκυψαν υπολογίστηκε το υδατικό έλλειμμα της ατμόσφαιρας και ο συντελεστής απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας. Τα δεδομένα των δειγματοληψιών αναλύθηκαν στατιστικά με τη μέθοδο της ανάλυσης παλινδρόμησης. Από τα αποτελέσματα της έρευνας βρέθηκε ότι η μόνη αυξητική αλλομετρική παράμετρος που σχετιζόταν με την παραγωγή ήταν ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI) και για τις δύο περιοχές έρευνας. Η συσχέτιση αυτή βρέθηκε αρκετά ισχυρή και εκφράστηκε με απλά ευθύγραμμα μοντέλα για κάθε περιοχή. Από τη συσχέτιση της παραγωγής με τις αλλομετρικές παραμέτρους SLW και SLA βρέθηκε ότι η μορφολογία των φυτών του πουρναριού (στενά και παχιά φύλλα) συμβάλει στην καλύτερη κατανομή τους στη φυτοκόμη, στην αύξηση του LAI, την αποτελεσματικότερη χρησιμοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας και επομένως στην αύξηση της παραγωγής του.

5 Από τη συγκριτική ανάλυση των δύο μοντέλων που βρήκαμε, καταλήξαμε ότι το μοντέλο της περιοχής του Σείχ Σου μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την περιοχή της Αμαλής.

6 ABSTRACT This thesis aims to explore ways of developing a prediction model, for the production of Kermes oak shrublands in connection to growth allometric parameters of shrubs and microclimatic conditions. This research carried out in two, phenologic similar, test sites placed at the districts of Seih Sou Thessalonikis and Amali Lesvou. Both sites were covering an area of 10000m 2 each. A total of two hundred shrubs, one hundred per site, were selected and a systematic sampling was applied for the data collection. For each shrub four variables were measured: a) production, b) leaf area, c) height, and d) area covered by each shrub. The production per shrub was measured with frames of 35*35cm, by placing the frame on all 4 sides of each shrub and cutting all the shoots and leaves that were being contained inside the frame. After the leaves separation from the shoots, the leaf area of each frame was measured with a specialized device. From the derivables of the measurements the a) production/m 2, b) leaf area index (LAI), c) specific leaf weight (SLW) and d) specific leaf area (SLA) were calculated. The values of the microclimatic inside and outside of the crown of each shrub were measured with the use of a specialized multisensor. From the collected data an estimation of the vapor pressure deficit and the light extinction coefficient was made. Finally those variables were statistically analyzed with the implementation of a regression analysis. From the research results we came to the conclusion that, the only growth allometric parameter associated with the production was the leaf area index (LAI) for both research areas. This correlation found to be strong enough and expressed in simple linear models for each region. The results from the correlation between production and the allometric parameters of SLW and SLA, indicated that the morphology of the shrubs (narrow and thick leaves) contributes to a) a better allocation in crown, b) an increase of LAI, c) a more effective use of solar radiation and thus to an increase of the shrub production. A comparative analysis of the two models, evinced that the model of the area Seih Sou can also be implemented at the site of Amali.

7 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Το πουρνάρι (Quercus coccifera L., δρυς η κοκκοφόρος, πρίνος) είναι ένα είδος αείφυλλης σκληρόφυλλης δρυός με ευρεία εξάπλωση γύρω από τη Μεσόγειο. Οφείλει την ονομασία του στους κόκκους ερυθρού χρώματος που σχηματίζουν οι προνύμφες του εντόμου Kermes vermilio μέσα στα φύλλα, όπου φωλιάζουν και νυμφώνονται. Οι νύμφες του εντόμου χρησιμοποιούνται εδώ και χιλιετίες για την παρασκευή κόκκινης βαφής (Πρωτοπαπάς κ.α. 2002). Η Quercus coccifera ανήκει στο τμήμα Cerris, όπως και οι πλείστες αείφυλλες μεσογειακές δρύες. Αναγνωρίζονται δύο υποείδη, το υποείδος coccifera με εξάπλωση στη Δυτική Μεσόγειο και το υποείδος calliprinos, το οποίο επικρατεί στην Ανατολική Μεσόγειο. Τα δύο υποείδη διαφοροποιούνται όσο αφορά το μέγεθος τους με το υποείδος calliprinos να λαμβάνει πιο συχνά διαστάσεις μεγάλου δέντρου. Το πουρνάρι διασταυρώνεται με σειρά άλλων σκληρόφυλλων μεσογειακών δρυών, όπως την αριά (Quercus ilex) δίνοντας υβρίδια με ενδιάμεσα μορφολογικά χαρακτηριστικά (Jimenez et al. 2004, Neophytou et al. 2007). Το πουρνάρι (Quercus coccifera L.) αποτελεί το πιο συχνά απαντώμενο είδος αείφυλλων θάμνων στις παραμεσόγειες χώρες, στις οποίες καταλαμβάνει πάνω από 2 εκατομμύρια εκτάρια (Le Houerou 1980, Παπαναστάσης 1997), σπάνια απαντάται ως δέντρο αειθαλές, θερμόβιο, φιλόφωτο, μόνοικο, ύψους μ., με φλοιό αρχικά λείο, ανοιχτοκαστανό και αργότερα όχι βαθιά σχισμένο σταχτοκαστανό. Συνήθως, απαντάται ως θάμνος, με ύψος χαμηλότερο των 2 μ. και είναι κυρίαρχο είδος στα ελληνικά θαμνολίβαδα (Νάστης 1982). Ως προς το έδαφος, έχει περιορισμένες απαιτήσεις και απαντάται κυρίως σε ξηρά ασβεστολιθικά εδάφη (Παπαναστάσης και Νοϊτσάκης 1992). Το πουρνάρι, από φυτοκοινωνιολογικής πλευράς, εκτείνεται από την Ευμεσογειακή ζώνη βλάστησης ή τη ζώνη των αείφυλλων πλατύφυλλων (Quercetalia ilicis, υποζώνη Oleo-Ceratonion, αυξητικός χώρος Oleo-lentiscetum) μέχρι την Παραμεσογειακή ζώνη βλάστησης ή τη ζώνη της χνοώδους δρυός (Quercetalia pubescentis), υποζώνη Ostryo-Carpinion, αυξητικοί χώροι Cocciferetum και Coccifero-Carpinetum όπου σχηματίζει σχεδόν αμιγείς συστάδες γνωστοί ως pseudomaquis) (Ντάφης 1973, Αθανασιάδης 1986). 6

8 Η κατακόρυφη εξάπλωση του πουρναριού φτάνει μέχρι τα 1200 μ. υψόμετρο στη Νότια και Δυτική Ελλάδα, μέχρι τα 1000 μ. στην Κεντρική (Μαυρομάτης 1980) και μέχρι τα 750 μ. στη Βόρεια Ελλάδα (Παπαναστάσης και Πλατής 1989α, 1989β), κύρια σε προσνότιες εκθέσεις. Συγκροτεί αμιγείς ομαδοπαγείς ή συνηρεφείς συστάδες, ή απαντάται σε μίξη με άλλα είδη, όπως ο σχίνος (Pistacia lentiscus L.), τα ρείκια (γένος Erica), η μυρτιά (Myrtus communis L.), οι κουμαριές (Arbutus unedo L. και Arbutus adrachne L.), το φιλλύκι (Phillyrea latifolia L.), η αριά (Quercus ilex L.) κ.α. στη ζώνη των αείφυλλων πλατύφυλλων και ο φράξος (γένος Fraxinus), ο γαύρος (γένος Carpinus), η χνοώδης δρυς (Quercus pubescens L.), η φουσκιά (Colutea arborescens L.), η κορονίλλα (Coronilla emeroides L.) κ.α. στη ζώνη της χνοώδους δρυός (Μαυρομάτης 1980). Σύμφωνα με την ταξινόμηση των λιβαδιών σε τέσσερα ιεραρχικά επίπεδα, (τύπος, μορφή, σειρά, υπότυπος) όπως προτείνουν οι Biswell και Λιάκος (1982), οι Hunter and Paysen (1986), οι Παπαναστάσης και άλλοι (1986) και ο Παπαναστάσης (1989), οι πρινώνες ανήκουν στο τύπο θαμνολίβαδα, στα οποία κυριαρχούν οι θάμνοι ή τα θαμνόμορφα δέντρα που στην πλειονότητα τους στη χώρα μας ανήκουν στην κατηγορία των διαδοχικών φυτοκοινοτήτων και φύονται σε άγονα και αβαθή εδάφη και σε περιβάλλοντα με άνιση κατανομή της ετήσιας βροχόπτωσης. Οι ελληνικές μορφές τους είναι τα θαμνολίβαδα φυλλοβόλων θάμνων, κυρίως σε περιοχές με ύφυγρο και υγρό μεσογειακό κλίμα (με θάμνους Pyrus amygdaliformis, Carpinus orientalis, Fraxinus ornus και Cornus mas κ.α.) και τα θαμνολίβαδα αείφυλλων πλατύφυλλων θάμνων (συνηρεφείς θαμνώνες αείφυλλων πλατύφυλλων ή μακκία βλάστηση ή maquis και ομαδο-λοχμοπαγείς θαμνώνες ή garrique), που αποτελούν το 60% της συνολικής έκτασης των ελληνικών θαμνολίβαδων (Πλατής 1997) και στα οποία ανήκουν οι ειδικές σειρές των πρινώνων, που απαντούν κυρίως σε ασβεστολιθικά εδάφη. Οι πρινώνες, αποτελούν σήμερα οπισθοδρομική διαδοχή δασών κυρίως αριάς (Quercus ilex L.), θερμόβιων κωνοφόρων, πουρναριού με δεντρώδη μορφή και χνοώδους (Quercus pubescens L.) ή πλατύφυλλης δρυός (Quercus conferta Kit.). Οι ανθρωπογενείς επιδράσεις περιόρισαν ή και εξαφάνισαν τα παραπάνω είδη και το πουρνάρι επικράτησε με θαμνώδη μορφή λόγω της μεγάλης ικανότητας του να ριζοβλαστάνει και να πρεμνοβλαστάνει έντονα (Μουλόπουλος 1964, Ντάφης 1973). 7

9 Η συνολική επιφάνεια τους στην Ελλάδα εκτιμάται σε 15 εκατομμύρια στρέμματα, που αποτελεί το 15% της συνολικής έκτασης των ελληνικών λιβαδιών (Παπαναστάσης και Πήττας 1984, Παπαναστάσης 1997). Η σημασία των πρινώνων ως λιβαδικών εκτάσεων είναι μεγάλη, επειδή στη ζώνη εξάπλωσής τους η ποώδης βλάστηση ξηραίνεται το καλοκαίρι, οπότε αποτελούν πολύτιμες πηγές πρωτεΐνης και άλλων θρεπτικών συστατικών για τα κτηνοτροφικά και θηραματικά ζώα κατά τη διάρκεια της κρίσιμης θερινής περιόδου. Ακόμη, οι πρινώνες καλύπτουν ένα μεγάλο μέρος των αναγκών των βοσκόντων ζώων με την ποικιλία της τροφής που προσφέρουν (φύλλα - νεαροί βλαστοί - καρποί) και κατά τις άλλες εποχές του έτους (φθινόπωρο - χειμώνα - άνοιξη) (Πλατής 1994). Όσον αφορά τη παραγωγή τους έχει βρεθεί ότι η μέση ετήσια παραγωγή ενός συνηρεφούς (πυκνού) θαμνολίβαδου πουρναριού στη Χρυσοπηγή Σερρών για την πενταετία ήταν 440 χιλιόγραμμα / στρέμμα / έτος (Tsiouvaras 1988). Οι Λιάκος και Μουλόπουλος (1967) διέκριναν πέντε (5) τύπους πουρναριού με βάση τα μορφολογικά χαρακτηριστικά τους, των οποίων η παραγωγή κυμάνθηκε από 38 έως 74 χλγ/στρέμμα. Η συμβολή των πρινώνων στην Ελληνική οικονομία είναι σημαντική. Η αξία τους γίνεται ακόμα μεγαλύτερη, επειδή υπάρχουν μεγάλα περιθώρια αύξησης της παραγωγής βοσκήσιμης ύλης και βελτίωση της ποιότητας της, αν χρησιμοποιηθούν ορθολογικά (Πλατής 1994). Προϋπόθεση για την ορθολογική διαχείριση των πρινώνων όμως είναι ο προσδιορισμός της παραγόμενης ετήσιας ποσότητας βοσκήσιμης ύλης, προκειμένου να εκτιμηθεί η βοσκοϊκανότητα τους. Ο προσδιορισμός αυτός, εφόσον γίνει με ταχύτητα, ακρίβεια και μικρό κόστος, μπορεί να συμβάλλει τα μέγιστα στην αειφορική διαχείριση των εκτάσεων αυτών (Πλατής 1994). Με δεδομένα τα παραπάνω, αναδεικνύεται εξαιρετικά ενδιαφέρον και σημαντικό για την αειφορική διαχείριση των πρινώνων, η πρόβλεψη της παραγωγής βοσκήσιμης ύλης ώστε να μπορούμε να υπολογίσουμε τη βοσκοϊκανότητα. Μοντέλα πρόβλεψης της παραγωγής έχουν αναπτυχθεί από τους Le Houerou and Hoste (1977) για τα Μεσογειακά ποολίβαδα και το Παπαναστάση (1982) για τα ποολίβαδα της Βόρειας Ελλάδος. Τα μοντέλα αυτά είναι γραμμικά και βασίζονται στη συσχέτιση της παραγωγής με το ετήσιο ύψος βροχής μιας 8

10 περιοχής. Τα μοντέλα αυτά αναφέρονται σε περιοχές με ετήσιο ύψος βροχής mm και mm αντίστοιχα. Για θαμνώνες αείφυλλων πλατύφυλλων μετά από πυρκαγιά ο Παπαναστάσης (1988) ανέπτυξε ένα μοντέλο πρόβλεψης της συνολικής υπέργειας βιομάζας (χιλ / στρέμμα) σε σχέση με τα έτη μετά την πυρκαγιά με σκοπό την εκτίμηση του βαθμού αποκατάστασης της βλάστησης. Ο προσδιορισμός της βοσκοϊκανότητας βασίζεται στην ετήσια παραγωγή και όχι στη συνολική υπέργεια βιομάζα των θάμνων δεδομένου ότι αυτή εκφράζει τη παραγωγικότητα ενός οικοσυστήματος. Σύμφωνα με τους Gholz (1982), Waring (1982), Webb et al. (1983) η φυλλική επιφάνεια σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με την παραγωγικότητα σε μια ποικιλία οικοσυστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των δασών. Ειδικότερα ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI), που εκφράζει τη φυλλική επιφάνεια ανά επιφάνεια εδάφους, θεωρείτε ως μια σημαντική αλλομετρική παράμετρος για την παρακολούθηση και μοντελοποίηση της αύξησης διάφορων οικοσυστημάτων και σχετίζεται με μια σειρά από φυσιολογικές διεργασίες όπως η φωτοσύνθεση, διαπνοή, εξάτμιση (Pierce και Running 1988) και καθαρή πρωτογενή παραγωγή (Monteith 1972). Διάφοροι τύποι μοντέλων χρησιμοποιούν αλλομετρικές παραμέτρους για τη πρόβλεψη της παραγωγής διαφόρων οικοσυστημάτων. Ο Wang et al. (1996) και ο Vertessy et al. (1995) ανέπτυξαν μη γραμμικά μοντέλα με βάση τη φυλλική επιφάνεια (LA) και ο Sveinbjornsson (1987) με βάση το ύψος της βλάστησης. Οι Menalled & Kelty (2001) ανέπτυξαν εξισώσεις παλινδρόμησης μεταξύ συνολικής βιομάζας και αριθμού φύλλων, καθώς και μεταξύ συνολικής βιομάζας και μεγέθους του μίσχου. Σκοπός της έρευνας αυτής ήταν η ανάπτυξη ενός μοντέλου πρόβλεψης της παραγωγής πρινώνων σε σχέση με αυξητικές αλλομετρικές παραμέτρους και τις μικροκλιματικές συνθήκες. Επιμέρους στόχοι της έρευνας ήταν να μελετηθούν: 1. Οι σχέσεις της παραγωγής των πρινώνων με τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI), την ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA), το ειδικό φυλλικό βάρος (SLW), το ύψος και την επιφάνεια που καλύπτει ο κάθε θάμνος. 2. Η επίδραση των μικροκλιματικών συνθηκών στη παραγωγή των πρινώνων. 9

11 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Η εκτίμηση της παραγωγικότητας των θαμνολίβαδων είναι από τα σημαντικότερα αλλά και τα πιο δύσκολα προβλήματα. Προϋποθέτει όχι μόνο τη καλή γνώση της δομής και της λειτουργίας των θαμνολιβαδικών οικοσυστημάτων αλλά και την επιλογή της κατάλληλης μεθόδου εκτίμησης της. Η παραγωγικότητα στα θαμνολίβαδα ορίζεται με τη ποσότητα της ετήσιας παραγωγής τους στη μονάδα επιφάνειας του εδάφους, η οποία προσφέρεται κυρίως για συγκρίσεις μεταξύ ειδών ή οικοσυστημάτων (Society for Range Management 1989, Παπαναστάσης και Νοϊτσάκης 1992). Τον διαχειριστή των εκτάσεων αυτών ενδιαφέρει τόσο ο ρυθμός αύξησης, όσο και η ποσότητα της παραγόμενης φυτομάζας στην μονάδα επιφάνειας του εδάφους. Με τον όρο πρωτογενής παραγωγικότητα των θαμνολίβαδων νοείται ο ρυθμός μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε οργανική ουσία με τη διεργασία της φωτοσύνθεσης από τους οργανισμούς παραγωγής. Πρόκειται για τη βιολογική παραγωγή φυτομάζας ανά μονάδα επιφάνειας του εδάφους στη μονάδα του χρόνου (Παπαναστάσης και Νοϊτσάκης 1992). Η πρωτογενής παραγωγικότητα διακρίνεται σε ακαθάριστη και καθαρή (Odum 1983). Η καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα αναφέρεται στην καθαρή φωτοσύνθεση, στην οποία δεν περιλαμβάνεται αυτή που χρησιμοποιείται στη λειτουργία της αναπνοής. Αντίθετα στην ακαθάριστη πρωτογενή παραγωγικότητα περιλαμβάνεται και αυτή της αναπνοής. Η λιβαδική παραγωγή που αναφέρεται σε ετήσια βάση και εκφράζεται σε γραμμάρια στο τετραγ. μέτρο (g/m 2 ) ή χιλιόγραμμα στο στρέμμα ή χιλιόγραμμα στο εκτάριο (kg/ha) αποτελεί την ετήσια παραγωγή, ενώ η συνολική παραγωγή υπέργειας βιομάζας περιλαμβάνει τόσο την ετήσια όσο και εκείνη των προηγούμενων ετών. Τα ζώα μπορούν να βόσκουν ολόκληρη τη λιβαδική παραγωγή ή συνηθέστερα ένα τμήμα της, το οποίο μπορεί να αποληφθεί με κανονική χρήση και ονομάζεται βοσκήσιμη ύλη. Η ετήσια λιβαδική παραγωγή των θαμνολίβαδων διαφέρει σημαντικά μεταξύ των διαφόρων υποτύπων. Αλλά και μέσα στον ίδιο υπότυπο υπάρχουν διαφορές ανάλογα με τη δομή της βλάστησης, την ποιότητα τόπου και τη λιβαδική κατάσταση. 10

12 Οι χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για τον προσδιορισμό της ολικής ή διαθέσιμης παραγωγής θαμνολίβαδων στηρίζονται σε άμεσες ή έμμεσες μετρήσεις (Cook and Stubbendieck 1986, Etienne 1989). Στις άμεσες μεθόδους ανήκει η μέθοδος συγκομιδής και οι οπτικές εκτιμήσεις. Η πρώτη έχει μεγάλη ακρίβεια αλλά και μεγάλο κόστος ενώ η δεύτερη δεν έχει μεγάλη ακρίβεια. Στις έμμεσες μεθόδους ανήκουν η πρόβλεψη της παραγωγής από το ύψος της βροχής, από την κάλυψη της βλάστησης αλλά και με τη χρήση radar, αεροφωτογραφιών και δορυφορικών εικόνων. Οι Λιάκος και Μουλόπουλος (1967) διέκριναν πέντε (5) διαφορετικούς τύπους πουρναριού και βρήκαν ότι κάτω από συνθήκες πλήρους ηλιακής ακτινοβολίας σε ώριμα υψηλά άτομα η παραγωγή τους κυμάνθηκε από 38 χιλ/στρέμμα στο λιγότερο παραγωγικό τύπο μέχρι 74 χιλ/στρέμμα στο περισσότερο παραγωγικό. Ο Τσιουβάρας (1984) βρήκε ότι η ετήσια παραγωγή σε νεαρά άτομα πουρναριού με έρπουσα μορφή, που αναπτύχθηκαν σε συνθήκες πλήρους ηλιακής ακτινοβολίας (φως) στη περιοχή Σερρών, ήταν 349,7 χιλ/στρέμμα. Είναι γνωστό ότι η απορρόφηση της φωτοσυνθετικά ενεργούς ακτινοβολίας γίνεται από τη φυλλική επιφάνεια της υπέργειας βιομάζας των φυτών, η οποία μαζί με τους βλαστούς αποτελούν τη φυτική κόμη (plant canopy) μιας φυτοκοινότητας, η δομή της οποίας καθορίζεται από τη διάταξη της στο χώρο. Η αρχιτεκτονική της φυτικής κόμης διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο σε μια φυτοκοινωνία, καθώς καθορίζει τις ροές ενέργειας και μάζας ανάμεσα στα φυτά και το περιβάλλον τους, ενώ ρυθμίζει και μια σειρά από φυσιολογικές λειτουργίες (Fournier et al. 2003, Jensen et al. 2008). Πιο συγκεκριμένα, ο τύπος της δομής, καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο διαδίδεται η ηλιακή ακτινοβολία μέσα στη φυτική κόμη (Beaudet and Messier 1998, Sternberg et al. 2001), διαμορφώνοντας αυτό που ονομάζουμε ως το μικροκλίμα της ακτινοβολίας, ασκώντας συγχρόνως μεγάλη επίδραση στην κατακόρυφη μεταβολή της θερμοκρασίας και της υγρασίας. Επιπλέον, επιδρά στην πρόσληψη και μεταφορά των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, στη ροή του ανέμου, στη διαμόρφωση της εδαφικής θερμοκρασίας και υγρασίας αλλά και της ροής της θερμότητας στο έδαφος. Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας, η οποία προσλαμβάνεται από τα φυτά εξαρτάται κατά κύριο λόγο από την πυκνότητα του φυλλώματος και την 11

13 αρχιτεκτονική μορφή της κόμης υπό κανονικές άλλως συνθήκες. Η πυκνότητα του φυλλώματος εκφράζεται ποσοτικά με το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI), ο οποίος ισούται με το λόγο της συνολικής φυλλικής επιφάνειας προς την επιφάνεια του εδάφους που καλύπτει. LAI= Συνολική φυλλική επιφάνεια / Επιφάνεια εδάφους Ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας, εκφράζει το συνολικό άθροισμα της επιφάνειας της μιας πλευράς των φύλλων της φυτικής κόμης ανά μονάδα επιφάνειας εδάφους (m 2 φυλλικής επιφάνειας / m 2 επιφάνειας εδάφους) (Κνet and Marshall 1971, Ross 1981, Daughtry 1990). Από τον τύπο αυτό προκύπτει, ότι ο LAI είναι ένας ποσοτικός δείκτης χωρίς φυσικές διαστάσεις. Μια τιμή του ίση με 5 σημαίνει, ότι η προβολή των διαφόρων επιπέδων των φύλλων της κόμης (χωρίς να επικαλύπτονται) σε μια δεδομένη εδαφική επιφάνεια έχει ως αποτέλεσμα να την καλύπτει πέντε φορές (Παπαναστάσης και Νοϊτσάκης 1992). Σε ένα λιβάδι ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI) είναι καθοριστικός για την εκτίμηση του ποσού της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας (PAR) που δεσμεύεται από το λιβάδι και αντανακλά σε μεγάλο βαθμό την παραγωγική ικανότητα. Η γνώση των μεταβολών του δείκτη, καθ' όλη την διάρκεια της αύξησης, αποτελεί ένα μέτρο της παραγωγικότητάς του (Rasmussen 1997), καθώς και ένα τρόπο για την κατανόηση και παρακολούθηση οντογενετικών αλλαγών και χαρακτηριστικών ανάπτυξης (Watson 1958). Ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI) προσδιορίζεται άμεσα από τη λήψη στατιστικώς σημαντικού δείγματος φυλλώματος από μια φυτική κόμη και έμμεσα από τη μέτρηση της γεωμετρίας της φυτικής κόμης ή την απόσβεση της ηλιακής ακτινοβολίας. Το μειονέκτημα της άμεσης μεθόδου είναι ότι είναι καταστροφική, χρονοβόρα και δαπανηρή, ιδίως αν η περιοχή μελέτης είναι πολύ μεγάλη ενώ το μειονέκτημα της έμμεσης μεθόδου είναι ότι σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να υποτιμήσει την αξία του LAI, σε πολύ πυκνές φυτικές κόμες, καθώς δεν υπολογίζει τα φύλλα που αλληλοκαλύπτονται, και ουσιαστικά λειτουργεί ως ένα φύλλο, σύμφωνα με τα θεωρητικά μοντέλα LAI. Η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA), η αναλογία της φυλλικής επιφάνειας ανά μονάδα ξηρού βάρους φύλλων, καθώς και το ειδικό βάρος φύλλου (SLW), βάρος 12

14 φύλλου ανά μονάδα φυλλικής επιφάνειας (η πιο απλά 1/SLA), είναι βασικές μορφολογικές παράμετροι. Η ειδική φυλλική επιφάνεια είναι ένα βασικό μορφολογικό χαρακτηριστικό που επηρεάζει τη φωτοσυνθετική ικανότητα (π.χ. Niinemets 1999, Reich et al. 1999, Sefton et al. 2002, Wright et al. 2004, Shipley et al. 2005) και την αναπνοή των φύλλων (Meir et al. 2001, Cavaleri et al. 2008), και, συνεπώς, συχνά χρησιμοποιείται σε μοντέλα ανταλλαγής αερίων της κόμης για να προβλέψει τη χωρική ή χρονική μεταβλητότητα των φωτοσυνθετικών παραμέτρων (Wilson et al. 2000, Davi et al. 2008). Το ειδικό φυλλικό βάρος (SLW) αποτελεί δείκτη φωτοσυνθετικής αποτελεσματικότητας (Κούκουρα 1984). Επιπλέον, η SLA σχετίζεται με την ικανότητα προσαρμογής των φυτών στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Η πλαστικότητα που συχνά παρατηρείται θεωρείται ως μορφολογική προσαρμογή των φυτών στην προσπάθειά τους να επιτύχουν μεγαλύτερη απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας και αποτελεσματικότερη χρησιμοποίηση της (π.χ. Rozendaal et al. 2006, Sack et al. 2006, Poorter & Rozendaal 2008), καθώς και αποτελεσματικότερη χρήση άλλων φυσικών πόρων (Niinemets 2001, Sefton et al. 2002). Οι Downs και Helmers (1975) αναφέρουν ότι η παραγωγή ξηρού βάρους του φυτού είναι συνάρτηση κυρίως της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας. Η Κούκουρα (1984) βρήκε ότι στο πουρνάρι η μεταβολή του μέσου βάρους του φύλλου και της φυλλικής επιφάνειας, εξαρτώνται άμεσα από την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας σ όλα τα φαινολογικά στάδια. Έτσι στα φυτά του πουρναριού που αναπτύσσονται σε υψηλές εντάσεις ακτινοβολίας (φως) έχουν μεγαλύτερο μέσο βάρος φύλλου και σχετικά μικρή φυλλική επιφάνεια. Αντίθετα τα φυτά του πουρναριού που αναπτύσσονται σε χαμηλές εντάσεις ηλιακής ακτινοβολίας (σκιά) έχουν μικρότερο μέσο βάρος φύλλου και μεγαλύτερη φυλλική επιφάνεια και χρησιμοποιούν αποτελεσματικότερα την ηλιακή ακτινοβολία. Ως φωτοσυνθετικά ενεργός ηλιακή ακτινοβολία (PAR) (µmol m -2 s -1 ) ορίζεται το μέρος του ηλιακού φάσματος με μήκος κύματος 400 ως 700 nm, το οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί από τον φωτοσυνθετικό μηχανισμό των φυτών για την σύνθεση της οργανικής ύλης. Ως αξιοποιήσιμη PAR ορίζεται η διαφορά μεταξύ της φωτοσυνθετικά ενεργού ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στην κορυφή της φυτικής κόμης και αυτής που διαπερνά το φύλλωμα και φθάνει στην βάση του φυτού. Η διαφορά 13

15 αυτή μπορεί να αξιοποιηθεί από τα φυτά μέσω του μηχανισμού της φωτοσύνθεσης (Monteith 1977, Καμπράνης 2007). Στη διεργασία της φωτοσύνθεσης συμμετέχει το σύνολο των φύλλων του φυτού. Η μείωση της ακτινοβολίας στα φυτά εξαρτάται κυρίως από την πυκνότητα του φυλλώματος και τη διευθέτηση των φύλλων της κόμης. Η πυκνότητα φυλλώματος μπορεί να εκφραστεί ποσοτικά από το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (Larcher 2003). Σύμφωνα με το νόμο της απόσβεσης Lambert-Beer, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας μειώνεται σχεδόν εκθετικά με την αύξηση του δείκτη φυλλικής επιφάνειας. Εάν η διάταξη σε στρώματα του φυλλώματος είναι ομοιογενής, η πτώση της ακτινοβολίας μπορεί να υπολογιστεί από τη τροποποίηση της εξίσωσης απόσβεσης τον Monsi και Saeki's (1953), I= I o *e -k*lai όπου Ι η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στην κορυφή της φυτικής κόμης, I o η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας σε ένα οποιοδήποτε σημείο μέσα στη φυτική κόμη, k ο συντελεστής απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας για αυτήν την ιδιαίτερη ομάδα φυτών και LAI ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας. Ο συντελεστής απόσβεσης δείχνει το βαθμό μείωσης της ακτινοβολίας μέσα στη φυτική κόμη για έναν δεδομένο δείκτη φυλλικής επιφάνειας. Στα λιβάδια, όπου τα φύλλα τείνουν να έχουν έναν όρθιο προσανατολισμό (περισσότερα από 3/4 των φύλλων είναι σε γωνία μεγαλύτερη από 45 από τον οριζόντιο), ο συντελεστής απόσβεσης είναι μικρότερος από 0,5, και στη μέση της φυτικής κόμης η ένταση της ακτινοβολίας είναι τουλάχιστον μισή από αυτή της εξωτερικής ακτινοβολίας (Larcher 2003). Ως βασικό διαρθρωτικό χαρακτηριστικό της βλάστησης, ο LAI είναι μια βασική αλλομετρική παράμετρος που χρησιμοποιείται στα οικοφυσιολογικά και βιογεωχημικά μοντέλα για να περιγράψει φυτικές κόμες (Chen et al. 1997). Σε μοντέλα όπως το BIOMASS (McMurtrie & Landsberg 1992), FOREST-BGC (Running & Coughlan 1988) και RHESSys (Band et al. 1991) χρησιμοποίησαν το δείκτη φυλλικής επιφάνειας ως μεταβλητή για τον προσδιορισμό της αύξησης των δασών και της παραγωγικότητας τους (Jensen et al. 2008). Ο Peek (1970) υπολόγισε τις σχέσεις μεταξύ ύψους φυτού, κάλυψης κόμης, όγκου θάμνων και αριθμού βλαστών, σε συνδυασμό με την υπέργεια βιομάζα 14

16 στους θάμνους Populus tremuloides, Corylus cornuta και Salix discolor. Ο Ohmann και άλλοι (1976) ανέπτυξαν για πέντε θάμνους, μοντέλα υπολογισμού της συνολικής βιομάζας του φυτού ανά μονάδα επιφάνειας εδάφους σε σχέση με τη βιομάζα των φύλλων και των ετήσιων βλαστών. Ο Navar et al. (2004) ανέπτυξε εννέα αλλομετρικές εξισώσεις για τον υπολογισμό επιφανειακής βιομάζας με μόνες ανεξάρτητες μεταβλητές τη διάμετρο στα 30cm και το ύψος, για θάμνους του είδους Tamaulipan thornscrub του βόρειο-ανατολικού Μεξικού. Ο Lobell et al. (2002) ανέπτυξε ένα βιογεωχημικό μοντέλο με βάση δορυφορικές παρατηρήσεις για την εκτίμηση της καθαρής πρωτογενής παραγωγής. Τα αποτελέσματα τα συνέκρινε με εκτιμήσεις πεδίου. Ο Dahlberg et al. (2004) βρήκε γραμμικά μοντέλα για την εκτίμηση της βιομάζας θάμνων με βάση μετρήσεις του δείκτη φυλλικής επιφάνειας και χρησιμοποίησε την κάλυψη των θάμνων, τις τοπογραφικές μεταβλητές και το τύπο του εδάφους ως επεξηγηματικές μεταβλητές. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι δεν έχει γίνει, ανάλογη έρευνα στη χώρα μας σε θαμνολίβαδα πρινώνων. Η μεταφορά σχετικής γνώσης από άλλα οικοσυστήματα διαφορετικών κλιματικών περιοχών δεν είναι ασφαλής. Εκτός από τη δημιουργία μοντέλου για την πρόβλεψη της παραγωγής των πρινώνων με μεγάλη ακρίβεια και μικρό κόστος, τα συμπεράσματα της εργασίας αυτής θα συμβάλλουν και στη γνώση της βοσκοϊκανότητας αυτών των οικοσυστημάτων, πράγμα το οποίο θα βοηθήσει στην ορθολογικότερη αξιοποίηση και διαχείριση τους. 15

17 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 3.1. Περιοχές Έρευνας Περιοχή ΣΕΙΧ-ΣΟΥ Η έρευνα διεξήχθη στο βόρειο τμήμα του ορεινού όγκου του Κέδρινου Λόφου (Σέιχ Σου). Η έκταση αυτή διοικητικά ανήκει στο Δημοτικό Διαμέρισμα του Ασβεστοχωρίου Θεσσαλονίκης. Η περιοχή βρίσκεται Β.Α. από τη πόλη της Θεσσαλονίκης, σε γεωγραφικό πλάτος 40 ο και σε γεωγραφικό μήκος 23 ο 02 12,67 και σε μέσο υψόμετρο 399,5 m. Οι πειραματικές επιφάνειες εγκαταστάθηκαν σε θέσεις με νοτιοανατολική έκθεση και μέση κλίση εδάφους 30,2%. Εικόνα 3.1. Η περιοχή έρευνας στο Νομό Θεσσαλονίκης Εικόνες 3.2.(α και β). Άποψη των πειραματικών επιφανειών της περιοχής έρευνας 16

18 Εικόνα 3.3: Πουρνάρι (Q.coccifera) Γεωλογικά η περιοχή εντάσσεται στην ζώνη του Αξιού η οποία είναι το γεωσύγκλινο που σχηματίσθηκε μεταξύ της Δυτικής κρυσταλοσχιστώδοους Πελαγονικής μάζας, η οποία εκτείνεται βορείως της Εύβοιας μέχρι το όρος Πάικο, και της Ανατολικής κρυσταλλοπαγούς μάζας της Ροδόπης που εκτείνεται από την Χαλκιδική μέχρι την Νότια Βουλγαρία. Η ηλικία σχηματισμού της περιοχής προσδιορίζεται μεταξύ του τέλους του Παλαιοζωϊκού και του Μεσοζωϊκού αιώνα (από το κατώτερο Τριαδικό μέχρι το Κρητιδικό) (Παυλίδης κ.α. 1998). Τα πετρώματα της ζώνης του Αξιού αποτελούνται από μεσοζωικά και παλαιοζωικά ιζήματα με κρυσταλλοπαγές υπόβαθρο. Από τα ιζήματα επικρατούν περισσότερο σκοτεινότεφροι ως κυανίζοντες φυλλίτες, με υποκείμενα στη βάση τους στρώματα μαρμάρου και σιπολίνου. Αναπτυγμένη είναι και η σειρά πρασινολιθικών σχιστολίθων. Οι πρασινόλιθοι αυτοί, που εναλλάσσονται με στρώματα φυλλιτών, απαντώνται ως την κορυφή του βουνού. Ο επικρατέστερος τύπος τους είναι αλβιτικός σκληριτικός επιδοτικός γνεύσιος Το έδαφος είναι αβαθές, χαμηλής παραγωγικότητας και σε ορισμένες θέσεις παρατηρούνται σημάδια έντονης διάβρωσης (Καρμίρης 2006). Τα κλιματικά δεδομένα της περιοχής έρευνας προέρχονται από τον μετεωρολογικό σταθμό του Παν/μίου Θεσ/νίκης ο οποίος βρίσκεται Νοτιοδυτικά 17

19 από την περιοχή έρευνας και αναφέρονται για τα έτη και από το Μ. Σ. Μίκρας Θεσσαλονίκης ο οποίος βρίσκεται Νότια της περιοχής έρευνας και ανήκει στην Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία (ΕΜΥ). Πίνακας 3.1: Μέσοι όροι θερμοκρασίας ( ο C) και ύψους βροχής (mm) της περιόδου Παράμετροι Θερμοκρασία ( ο C) Ύψος βροχής (mm) Μέση ετήσια 15,03 448,7 Μέση μέγιστη 20,40 650,4 Μέση ελάχιστη 10,08 301,9 Απόλυτα μέγιστη 34,40 Απόλυτα ελάχιστη -3,80 Πίνακας 3.2: Μέσες μηνιαίες τιμές θερμοκρασίας και ύψους βροχής της περιόδου ΜΗΝΑΣ Μ.Ο. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ( ο C) Μ.Ο. ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ (mm) ΙΑΝ 5,30 36,8 ΦΕΒ 6,55 38,0 ΜΑΡ 9,35 40,6 ΑΠΡ 13,25 37,5 ΜΑΪ 18,30 44,4 ΙΟΥΝ 22,75 29,6 ΙΟΥΛ 25,05 23,9 ΑΥΓ 24,70 20,4 ΣΕΠ 21,05 27,4 ΟΚΤ 16,00 40,8 ΝΟΕ 11,10 54,4 ΔΕΚ 7,00 54,9 Από τα δεδομένα των πινάκων 3.1 και 3.2 και το ομβροθερμικό διάγραμμα της περιοχής (Διάγραμμα 3.1), γίνεται φανερό ότι ξηρότεροι και θερμότεροι μήνες είναι ο Ιούλιος και ο Αύγουστος. Η μέση ετήσια σχετική υγρασία αέρα της περιοχής κυμαίνεται από 52% έως 84%. Σύμφωνα με τη βιοκλιματική κατάταξη κατά Emberger (1942) και με βάση τον ομβροθερμικό συντελεστή (Q) και τη μέση ελάχιστη θερμοκρασία του ψυχρότερου μήνα (m), το κλίμα της περιοχής Σέιχ-Σου χαρακτηρίζεται ως ημίξηρο μεσογειακό βιόκλιμα, με ψυχρούς χειμώνες (Διάγραμμα 3.2). Η βλάστηση ανήκει στην Παραμεσογειακή Ζώνη Βλάστησης ή ζώνη της χνοώδους δρυός (Quercetalia Pubescentis) και ειδικότερα στον αυξητικό χώρο coccifero-carpinetum υποζώνης ostryo-carpinion (Ντάφης 1973, Αθανασιάδης 1986). 18

20 Διάγραμμα 3.1: Το ομβροθερμικό διάγραμμα της περιοχής Σέιχ-Σου Θεσσαλονίκης (Περίοδος: ) Τα κυριότερα θηλαστικά που απαντώνται στην περιοχή είναι ο λαγός, η αλεπού (Vulpes vulpes), το πετροκούναβο (Martes foina), η νυφίτσα (Mustela nivalis) και ο ασβός (Meles meles). Στην περιοχή έρευνας δεν υπάρχουν γεωργικές καλλιέργειες και απαγορεύεται το κυνήγι (Καρμίρης 2006). Αρκετά μεγάλος είναι, επίσης, και ο κατάλογος των πτηνών που φιλοξενούνται στην ευρύτερη περιοχή. Υπολογίζεται ότι στο Σέιχ-Σου συναντώνται πάνω από 80 είδη πτηνών, μεταξύ των οποίων είναι ο φιδαετός, ο κούκος, το χελιδόνι, το ορτύκι, ο τσαλαπετεινός, η πετροπέρδικα, το αηδόνι, το αγριοπερίστερο, η κουκουβάγια, η κίσσα, η τσίχλα και η καρακάξα. Αξίζει, επίσης, να αναφερθεί ότι από τα 407 είδη που αριθμεί η ορνιθοπανίδα της Ελλάδας, το 23,3% συναντάται στο Σέιχ-Σου, επιτρέποντας μας να θεωρήσουμε την ορνιθοπανίδα του δάσους αρκετά πλούσια (Γκατζογιάννης κ.α. 1996). 19

21 Διάγραμμα 3.2: Το ομβροθερμικό διάγραμμα βιοκλιματικής κατάταξης κατά Emberger με βάση τη μέση ελάχιστη θερμοκρασία του ψυχρότερου μήνα και τον ομβροθερμικό συντελεστή Q. 20

22 Περιοχή Αμαλή Λέσβου Η έρευνα διεξήχθη στη Λέσβο, στο βόρειο τμήμα του ορεινού όγκου της Αμαλής. Η έκταση αυτή διοικητικά ανήκει στο Δημοτικό Διαμέρισμα των Αλυφαντών Μυτιλήνης. Η περιοχή βρίσκεται Δ. από τη πόλη της Μυτιλήνης, σε γεωγραφικό πλάτος 39 ο και σε γεωγραφικό μήκος 26 ο και σε μέσο υψόμετρο 188 m. Οι πειραματικές επιφάνειες εγκαταστάθηκαν σε θέσεις με βορειοανατολική έκθεση και μέση κλίση εδάφους 28%. Εικόνα 3.4. Η περιοχή έρευνας στο Νομό Λέσβου Εικόνες 3.5.(α και β). Άποψη των πειραματικών επιφανειών της περιοχής έρευνας 21

23 Στην περιοχή έρευνας Αμαλή απαντάται τεκτονικό κάλυμμα των οφιολιθικών πετρωμάτων. Τα βασικά πετρώµατα είναι πυριγενή όπως περιδοτίτες, πυροξενο-περιδοτίτες και ολιβινίτης. Τα πετρώματα αυτά µε την διαδικασία της σερπεντινίωσης μεταμορφώνονται σε μεταµορφωσιγενή. Ο βαθμός σερπεντινίωσης είναι μεταβλητός. Μικρές αποφύσεις των πετρωμάτων διεισδύουν κατά θέσεις μέσα στον περμο-λιθανθρακοφόρο μαρμαρο-σχιστολιθικό σχηματισμό (Ρούσσου 2009). Τα μετεωρολογικά στοιχεία προέρχονται από τον μετεωρολογικό σταθμό της Μυτιλήνης ο οποίος βρίσκεται Νότια από την περιοχή έρευνας και ανήκει στην Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία (ΕΜΥ) και αναφέρονται στη χρονική περίοδο Πίνακας 3.3: Μέσοι όροι θερμοκρασίας ( ο C) και ύψους βροχής (mm) της περιόδου Παράμετροι Θερμοκρασία ( ο C) Ύψος βροχής (mm) Μέση ετήσια 17,6 648,1 Μέση μέγιστη 20,9 Μέση ελάχιστη 13,7 Απόλυτα μέγιστη 40,4 Απόλυτα ελάχιστη -4,4 Πίνακας 3.4: Μέσες μηνιαίες τιμές θερμοκρασίας και ύψους βροχής της περιόδου ΜΗΝΑΣ Μ.Ο. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ( o C) Μ.Ο. ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ (mm) ΙΑΝ 9,5 119,7 ΦΕΒ 9,9 89,3 ΜΑΡ 11,6 71,5 ΑΠΡ 15,6 46,2 ΜΑΪ 20,2 21,5 ΙΟΥΝ 24,7 5,7 ΙΟΥΛ 26,6 2,2 ΑΥΓ 26,1 3,2 ΣΕΠ 22,9 10,5 ΟΚΤ 18,5 38,9 ΝΟΕ 14,3 96,6 ΔΕΚ 11,3 142,8 Από τα δεδομένα των πινάκων 3.3 και 3.4 και το ομβροθερμικό διάγραμμα της περιοχής (Διάγραμμα 3.3), γίνεται φανερό ότι ξηρότεροι και θερμότεροι μήνες είναι ο Ιούλιος και ο Αύγουστος. Η μέση ετήσια σχετική υγρασία αέρα της περιοχής κυμαίνεται από 56,4% έως 72,5%. 22

24 Διάγραμμα 3.3. Ομβροθερμικό διάγραμμα της περιοχής Αμαλής Μυτιλήνης (Περίοδος: ) Σύμφωνα με τη βιοκλιματική κατάταξη κατά Emberger (1942) και με βάση τον ομβροθερμικό συντελεστή (Q) και τη μέση ελάχιστη θερμοκρασία του ψυχρότερου μήνα (m), το κλίμα χαρακτηρίζεται ως υπόυγρο μεσογειακό βιόκλιμα, με ήπιους χειμώνες (Διάγραμμα 3.2). Η βλάστηση ανήκει στην Παραμεσογειακή Ζώνη Βλάστησης ή ζώνη της χνοώδους δρυός (Quercetalia Pubescentis) και ειδικότερα στον αυξητικό χώρο coccifero-carpinetum υποζώνης ostryo-carpinion (Αθανασιάδης 1986). 3.2 Μετρήσεις Πεδίου Σε κάθε περιοχή έρευνας τον Ιούνιο του 2009 σε μη βοσκόμενες εκτάσεις εγκαταστάθηκαν πειραματικές επιφάνειες 10 στρεμμάτων στις οποίες το είδος Q. coccifera ήταν το κυρίαρχο είδος. Σε κάθε επιφάνεια εφαρμόστηκε η μέθοδος της συστηματικής δειγματοληψίας. Ειδικότερα μετροταινίες 50m τοποθετήθηκαν κατά μήκος της κλίσης της επιφάνειας. Συνολικά πάρθηκαν 10 μετροταινίες που απείχαν μεταξύ τους 5m. Σε κάθε μετροταινία ανά 5m απόσταση επιλέχτηκαν 10 άτομα πουρναριού. Συνολικά επιλέχτηκαν 100 άτομα πουρναριού σε κάθε πειραματική επιφάνεια. 23

25 Σε κάθε άτομο πουρναριού μετριόταν το συνολικό του ύψος (m) και η μικρότερη και μεγαλύτερη διάμετρος της κόμης τους. Για τη μέτρηση της υπέργειας βιομάζας κάθε θάμνου χρησιμοποιήθηκαν πλαίσια 35*35cm (Εικόνα 3.6) που τοποθετούνταν στις τέσσερις (4) πλευρές της κόμης κάθε θάμνου. Η υπέργεια βιομάζα που περιλαμβανόταν στην κατακόρυφη προβολή κάθε πλαισίου στο έδαφος κόπηκε και τοποθετήθηκε σε χάρτινους σάκους και ζυγίστηκε για να βρεθεί το χλωρό βάρος της. Τα δείγματα στη συνέχεια διαχωρίστηκαν σε φύλλα και βλαστούς και ζυγίστηκαν. Η φυλλική επιφάνεια κάθε πλαισίου μετρήθηκε με το όργανο μέτρησης φυλλικής επιφάνειας (Area measurement system, Delta -T- Devices). Στη συνέχεια τα δείγματα των φύλλων και των βλαστών κάθε πλαισίου ξηράθηκαν σε κλίβανο στους 65 ο C για 48 ώρες και ζυγίστηκαν για το προσδιορισμό του ξηρού τους βάρους. Η συνολική υπέργεια βιομάζα εκφράστηκε σε γραμμάρια ξηράς μάζας ανά τετραγωνικό μέτρο εδάφους (g/m 2 ). Εικόνα 3.6: Η τοποθέτηση του μεταλλικού πλαισίου στην κόμη του πουρναριού για τον υπολογισμό της υπέργειας βιομάζας του 24

26 Με βάση τα δεδομένα που συλλέχτηκαν υπολογίστηκαν οι παρακάτω αλλομετρικές παράμετροι: α) ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (Leaf Area Index, L.A.I.) από τον τύπο: L.A.I.= L.A. / Es όπου: L.A.: η συνολική επιφάνεια των φύλλων του κάθε πλαισίου (cm 2 ) Es: το εμβαδόν επιφάνειας του εδάφους σε cm 2 που καλύπτει η κατακόρυφη προβολή της κόμης του πουρναριού που περιλαμβανόταν σε κάθε πλαίσιο β) η ειδική φυλλική επιφάνεια (Specific Leaf Area, S.L.Α.) που παριστάνει τη φωτοσυνθετική επιφάνεια ανά μονάδα βάρους της φυλλικής επιφάνειας και μαθηματικά υπολογίζεται βάσει της εξίσωσης: S.L.A= L.A. / W L όπου: L.A.: η συνολική φυλλική επιφάνεια των φύλλων κάθε πλαισίου (cm 2 ) W L : το ξηρό βάρος φύλλων κάθε πλαισίου (gr) γ) το ειδικό φυλλικό βάρος (Specific Leaf Weight, S.L.W.), που εκφράζει το ξηρό βάρος των φύλλων σε gr/cm 2 φυλλικής επιφάνειας: S.L.W. = W L / L.Α. όπου: W L : το ξηρό βάρος φύλλων κάθε πλαισίου (gr) LΑ: η συνολική φυλλική επιφάνεια των φύλλων κάθε πλαισίου (cm 2 ) Για τη μέτρηση των μικροκλιματικών συνθηκών που επικρατούσαν στο φυτοκάλυμα των πρινώνων κάθε περιοχής έρευνας χρησιμοποιήθηκε ο πολυσένσορας Defensor nοvasina ms1 (Εικόνα 3.7) για το προσδιορισμό του υδατικού ελλείμματος της ατμόσφαιρας (V.P.D.) και για τη μέτρηση της φωτοσυνθετικά ενεργού ηλιακής ακτινοβολίας (PAR) χρησιμοποιήθηκε ο φωτοδιοδικός αισθητήρας PAR Quantum Sensor (SKP 215, Skye Instruments Ltd, UK). Ο πολυσένσορας και ο αισθητήρας τοποθετήθηκαν στην κορυφή της κόμης των επιλεγμένων θάμνων και στο εσωτερικό τους όταν ο ήλιος ήταν στο ζενίθ (12 η έως 15 η ώρα). Τα στοιχεία που καταγράφηκαν από το πολυσένσορα ήταν: 25

27 - η σχετική υγρασία της ατμόσφαιρας RH (%), µε κλίμακα από 6 έως 98% και ακρίβεια +-1% - η θερμοκρασία περιβάλλοντος (T) σε βαθμούς Κελσίου, µε κλίμακα από -20 έως +80 o C και ακρίβεια +-0,3 ο C - η θερμοκρασία υγροποιήσεως (Τ d ) σε βαθμούς Κελσίου, µε κλίμακα από -50 έως +80 ο C - η θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου (wet-bulb) (Τ w ) σε βαθμούς Κελσίου, με κλίμακα από -21,4 έως +80 ο C και - η ειδική ενθαλπία (Η) σε Kjoule/gr Εικόνα 3.7. Ο πολυσένσορας Defensor novasina ms1 Με βάση τα παραπάνω στοιχεία που καταγράφηκαν υπολογίστηκε το Υδατικό Έλλειμμα Ατμόσφαιρας (V.P.D.) από τον τύπο: V.P.D. = e s(t) - e a όπου e s(t) η μέγιστη τάση υδρατμών της ατμόσφαιρας σε κατάσταση κορεσμού εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία του αέρος (Τ) e s(t) = 0,61*e 17,27*Τ/(Τ+273,3) 26

28 όπου e a : η τάση υδρατμών της ατμόσφαιρας για θερμοκρασία Τ (όλα τα είδη της θερμοκρασίας αφορούν στη στιγμή που μετρείται το υδατικό δυναμικό, Ψ) e a = e s(tw) - γ*(t-t w ), όπου T w : η θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου γ: η υγρομετρική σταθερά µε τιμή 0,066 kpa ο C -1 (Landsberg 1986, Brenner 1996). Από τις μετρήσεις της φωτοσυνθετικά ενεργού ηλιακής ακτινοβολίας (PAR) υπολογίστηκε ο συντελεστής απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας k, από τον τύπο: I= I o *e -k*lai Όπου: Ι: η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στην κορυφή της φυτικής κόμης Ι ο : η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας σε ένα οποιοδήποτε σημείο μέσα στη φυτική κόμη k: ένας συντελεστής απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας, ο οποίος εξαρτάται από το είδος της βλάστησης και από τις γεωμετρικές και οπτικές ιδιότητες της φυτικής κόμης. LAI: ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας ο οποίος μετράτε πειραματικά Ο συντελεστής απόσβεσης δείχνει το βαθμό απόσβεσης του φωτός μέσα στη κομοστέγη για συγκεκριμένη επιφάνεια. Ο συντελεστής Ι εκφράζει το ποσοστό της PAR επί της ολικής ακτινοβολίας ( nm) στην κορυφή της φυτικής κόμης. Ο συντελεστής Ι ο εκφράζει το μέγιστο ποσοστό της ακτινοβολίας που μπορεί να συγκρατηθεί από το φύλλωμα στις συνήθεις συνθήκες και δεν φθάνει στη βάση των φυτών Στατιστική Ανάλυση Δεδομένων Η επεξεργασία των στοιχείων έγινε με τη βοήθεια Η/Υ και συγκεκριμένα με το στατιστικό πακέτο SPSS 17.0 για Windows. Για τον έλεγχο των παραγόντων που επηρεάζουν την παραγωγή εφαρμόστηκε ανάλυση παλινδρόμησης και πιο συγκεκριμένα πολλαπλή γραμμική παλινδρόμηση με τη μέθοδο Stepwise, σε επίπεδο σημαντικότητας 0,05. 27

29 Για την ύπαρξη συναρτησιακής σχέσης ελέγχθηκε η στατιστική προσαρμογή διαφόρων μαθηματικών μοντέλων παλινδρόμησης έχοντας ως εξαρτημένη μεταβλητή την παραγωγή και ως ανεξάρτητες τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI), το ύψος και την επιφάνεια που καλύπτει κάθε θάμνος. Για να ελεγχθεί αν η κάθε εξίσωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραπέρα λήψη αποφάσεων, εφαρμόσαμε ορισμένους στατιστικούς ελέγχους (έλεγχος σημαντικότητας του μοντέλου και έλεγχος των συντελεστών). Για τον έλεγχο σημαντικότητας της εξίσωσης παλινδρόμησης, δηλαδή για να ελεγχθεί αν η παραγωγή συνδέεται με τις ανεξάρτητες μεταβλητές με την υπό εξέταση εξίσωση εφαρμόστηκε έλεγχος με χρήση του κριτηρίου F σε επίπεδο σημαντικότητας 0,05. Για να ελεγχθεί η σημαντικότητα του συντελεστή παλινδρόμησης έγινε έλεγχος με χρήση του κριτηρίου t σε επίπεδο σημαντικότητας 0,05. Για τη σύγκριση των εξισώσεων χρησιμοποιήθηκαν οι συντελεστές προσδιορισμού, το τυπικό σφάλμα της εκτίμησης και ο έλεγχος της αλληλεπίδρασης των συντελεστών παλινδρόμησης με τη βοήθεια του κριτηρίου t σε επίπεδο σημαντικότητας 0,05. Επίσης διερευνήθηκε η σχέση της παραπάνω εξαρτημένης μεταβλητής (Παραγωγή) με την ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) και το ειδικό βάρος φύλλου (SLW) για να γίνει έλεγχος αν οι μορφολογικοί παράμετροι επηρεάζουν την παραγωγή και με ποιο τρόπο. 28

30 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 4.1. Περιοχή Έρευνας (Σεϊχ Σου) Για να βρούμε ποιες από τις αυξητικές παραμέτρους που μετρήθηκαν σχετίζονται με την παραγωγή στα δεδομένα που συλλέχτηκαν έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας με τη μέθοδο Stepwise μεταξύ εξαρτημένης μεταβλητής (Παραγωγή) και των ανεξάρτητων μεταβλητών LAI (Δείκτης φυλλικής επιφάνειας), ύψος θάμνου και επιφάνειας που καλύπτει ο κάθε θάμνος. Τα αποτελέσματα παρατίθενται παρακάτω. Πίνακας 4.1. Αποκλειόμενες Ανεξάρτητες Μεταβλητές Ανεξάρτητες Μεταβλητές t Sig. Ύψος (cm) -0,091 0,927 Επιφάνεια (m 2 ) -0,286 0,776 Στον πίνακα 4.1 δίδονται οι ανεξάρτητες μεταβλητές που αποκλείστηκαν από το μοντέλο. Το ύψος και η επιφάνεια αποκλείστηκαν από το μοντέλο διότι κατά τον έλεγχο σημαντικότητας των ανεξάρτητων μεταβλητών με τη βοήθεια του κριτηρίου t, βρέθηκε για το ύψος t ύψος = -0,091 με σημαντικότητα Sig.=0,927>0,05 και για την επιφάνεια t επιφάνεια = -0,286 με σημαντικότητα Sig.=0,776>0,05. Αυτό σημαίνει ότι και οι δύο αυτές ανεξάρτητες μεταβλητές δεν σχετίζονται σημαντικά με την παραγωγή και επομένως δεν συμπεριλήφθηκαν στα επόμενα βήματα της ανάλυσης. Πίνακας 4.2. Ανεξάρτητες μεταβλητές με σημαντική συσχέτιση Ανεξάρτητες Μεταβλητές Συντελεστής συσχέτισης (r) Συντελεστής Προσδιορισμού (R 2 ) Προσαρμοσμένος Συντελεστής Προσδιορισμού (R 2 adj) Τυπικό σφάλμα Εκτίμησης LAI (Δείκτης φυλλικής επιφάνειας) 0,868 0,754 0,752 49,6213 Από τα δεδομένα του πίνακα 4.2 γίνεται φανερό ότι η μόνη ανεξάρτητη μεταβλητή από αυτές που μετρήθηκαν που σχετίζεται σημαντικά με την Παραγωγή ήταν ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI). Αυτό προκύπτει από την υψηλή τιμή του συντελεστή συσχέτισης r= 0,868. Σύμφωνα με τους Μαργαρίτης (1952), Γναρδέλλης (2006) η τιμή αυτή χαρακτηρίζεται ως υψηλή. Ο συντελεστής 29

31 συσχέτισης (r), αποτελεί μέτρο της γραμμικής σχέσης που υπάρχει μεταξύ της Παραγωγής και του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Από την τιμή του συντελεστή προσδιορισμού (R 2 = 0,754), ο οποίος ορίζει το ποσοστό της μεταβλητότητας της εξαρτημένης μεταβλητής που ερμηνεύεται από την ανεξάρτητη μεταβλητή προκύπτει ότι 75,4% της μεταβλητότητας των τιμών της παραγωγής ερμηνεύεται από το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Η υψηλή τιμή του προσαρμοσμένου συντελεστή προσδιορισμού (R 2 adj= 0,752) και η μικρή διαφορά της τιμής του από εκείνη του συντελεστή προσδιορισμού (R 2 ) επιβεβαιώνει την ερμηνεία της μεταβλητότητας των μεταβλητών αυτών. Πίνακας 4.3. Συντελεστές Παλινδρόμησης Συντελεστές α Τιμή Συντελεστή Τυπικό Σφάλμα t Sig. (Σταθερά) 229,047 25,703 8,911 0,000 LAI 316,596 18,261 17,337 0,000 α. Εξαρτημένη Μεταβλητή: Παραγωγή Στον πίνακα 4.3 δίδονται ο συντελεστής παλινδρόμησης της ανεξάρτητης μεταβλητής LAI και γίνεται ο έλεγχος σημαντικότητας του. Η σταθερά, είναι η τιμή στην οποία η ευθεία ελαχίστων τετραγώνων που προσαρμόσαμε τέμνει τον κάθετο άξονα των y y. Ο συντελεστής του LAI έχει τη συνήθη ερμηνεία του συντελεστή παλινδρόμησης. δηλ. εκφράζει τη μεταβολή της παραγωγής για κάθε μεταβολή του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) ή πιο απλά τη κλίση της ευθείας παλινδρόμησης. Στις τελευταίες δύο στήλες του πίνακα γίνεται ο έλεγχος της σημαντικότητας του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) με τη βοήθεια του κριτηρίου t. Η υψηλή σημαντικότητα (Sig.<0,05) των συντελεστών, αποδεικνύει ότι ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI) συμβάλει σημαντικά στην ερμηνεία της παραγωγής. Αξίζει να αναφερθεί ότι δύο από τις μετρήσεις των δειγμάτων της παραγωγής ήταν εκτός του τριπλού τυπικού σφάλματος και αφαιρέθηκαν από το δείγμα. Για την εφαρμογή της εκτίμησης της παραγωγής με βάση τις τιμές της ανεξάρτητης μεταβλητής (LAI) ελέγχθηκαν οι τρείς προϋποθέσεις της παλινδρόμησης 1) κανονικότητα των υπολοίπων, 2) γραμμικότητα δείγματος, 3) ισότητα των διακυμάνσεων και βρέθηκε ότι πληρούνται και οι τρείς προϋποθέσεις 30

32 (Παράρτημα). Αυτό μας δείχνει ότι είναι δυνατό να προβλεφθεί η παραγωγή εάν έχουμε μετρήσεις του δείκτη φυλλικής επιφάνειας. Διάγραμμα 4.1. Μεταβολή της Παραγωγής σε σχέση με τον Δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) Βάση των παραπάνω, η εξίσωση μεταξύ παραγωγής (Υ) σε g/m 2 και του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) (Χ) είναι: Υ= 316,596Χ+229,047 με r = 0,868 Όπου: r ο συντελεστής συσχέτισης Η εξίσωση σημαίνει ότι για κάθε 1 μονάδα του δείκτη φυλλικής επιφάνειας, αυξάνεται η παραγωγή κατά 316,596gr για την περιοχή με δείκτη φυλλικής επιφάνειας 0,8241-1,9897. Τα παραπάνω συμφωνούν με τον Monteith (1972) ο οποίος για τα δασικά οικοσυστήματα αναφέρει ότι ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI) είναι μια σημαντική αλλομετρική παράμετρος που σχετίζεται με την καθαρή πρωτογενή 31

33 παραγωγή τους. Επίσης ο Dahlberg et al. (2004) βρήκε γραμμικό μοντέλο για την εκτίμηση της βιομάζας θάμνων με βάση μετρήσεις του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Είναι γνωστό και καλά τεκμηριωμένο ότι η παραγωγή ενός οικοσυστήματος είναι το προϊόν της μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε οργανική ουσία με τη διεργασία της φωτοσύνθεσης από τους οργανισμούς παραγωγής (φυτά). Ακόμη η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας γίνεται από την επιφάνεια των φύλλων και εξαρτάται κατά κύριο λόγο από την πυκνότητα του φυλλώματος. Σύμφωνα με τον Larcher (2003) η πυκνότητα του φυλλώματος εκφράζεται ποσοτικά με το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Με σκοπό να βρούμε τη σχέση του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) με την ποσότητα ακτινοβολίας που απορροφάται συσχετίσαμε τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) με τον συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k), ο οποίος μας δείχνει το βαθμό μείωσης της ηλιακής ακτινοβολίας μέσα στη κόμη των φυτών. Στο διάγραμμα 4.4 παρατηρούμε πως μεταβάλλεται ο συντελεστής απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας με μεταβολή του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Από τα δεδομένα προκύπτει ότι ο συντελεστής απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k) αυξάνεται με την αύξηση του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI), γεγονός που μας δείχνει ότι η ηλιακή ακτινοβολία μειώνεται με την αύξηση της πυκνότητας του φυλλώματος, η οποία εκφράζεται από τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Στην φυτοκόμη των θάμνων του πουρναριού που μετρήθηκαν στον πρινώνα, οι τιμές του συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k) κυμάνθηκαν μεταξύ 0,13-0,50 εκτός ελαχίστων εξαιρέσεων. Σύμφωνα με τον Larcher (2003) στα λιβαδικά οικοσυστήματα τιμές του συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k) μικρότερες από 0,5 έδειξαν μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας στη μέση της κόμης κατά το ήμισυ σε σχέση με έξω. Τα αποτελέσματα μας αυτά συμφωνούν με τα αναφερόμενα από τους Kvet and Marsall (1971) οι οποίοι ασχολήθηκαν με την αποτελεσματικότητα χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε αγρωστώδη φυτά. 32

34 Διάγραμμα 4.4. Μεταβολή του συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k) σε σχέση με το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) Η σχέση μεταξύ του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) και του συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k), δείχνει να είναι ασθενής όπως προκύπτει από την τιμή του συντελεστή συσχέτισης (r= 0,422). Πράγματι από την τιμή του συντελεστή προσδιορισμού (R 2 =0,178) συμπεραίνουμε ότι μόνο το 17,8% του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) εξηγεί τον συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας (k), άρα υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τον συντελεστή απόσβεσης της ηλιακής ακτινοβολίας. Σύμφωνα με τους Beaudet and Messier (1998), Sternberg et al. (2001) η δομή της φυτικής κόμης καθορίζει τον τρόπο διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας μέσα στη φυτική κόμη, ασκώντας μεγάλη επίδραση στην κατακόρυφη μεταβολή της θερμοκρασίας. Προκειμένου να ερμηνεύσουμε εάν η διάδοση της ηλιακής ακτινοβολίας επηρέασε τη θερμοκρασία στο εσωτερικό των θάμνων μελετήσαμε τη μεταβολή της θερμοκρασίας σε σχέση με τη μεταβολή της ηλιακής ακτινοβολίας. Από το 33

35 διάγραμμα 4.5 φαίνεται ότι η σχέση μεταξύ της ηλιακής ακτινοβολίας και θερμοκρασίας είναι ασθενής όπως προκύπτει από την τιμή του συντελεστή συσχέτισης (r= 0,471). Από την τιμή του συντελεστή προσδιορισμού (R 2 =0,222) έχουμε ότι μόνο το 22,2% της ηλιακής ακτινοβολίας εξηγεί τη θερμοκρασία, άρα υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τη θερμοκρασία. Διάγραμμα 4.5. Μεταβολή της θερμοκρασίας σε σχέση με την ηλιακή ακτινοβολία Σύμφωνα με τους Sack et al. (2006), Poorter & Rozendaal (2008) τα φυτά στην προσπάθεια τους να επιτύχουν μεγαλύτερη απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας και αποτελεσματικότερη χρησιμοποίηση της παρουσιάζουν μία φαινοτυπική πλαστικότητα, η οποία αποτελεί μορφολογική προσαρμογή. Ειδικότερα η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) είναι ένα βασικό μορφολογικό χαρακτηριστικό που επηρεάζει τη φωτοσυνθετική ικανότητα (π.χ. Niinemets 1999, Reich et al. 1999, Sefton et al. 2002, Wright et al. 2004, Shipley et al. 2005) και την αναπνοή των φύλλων (Meir et al. 2001, Cavaleri et al. 2008). Το ειδικό βάρος φύλλου (SLW) αποτελεί δείκτη φωτοσυνθετικής αποτελεσματικότητας (Κούκουρα 34

36 1984). Επιπλέον, η SLA σχετίζεται με την ικανότητα προσαρμογής των φυτών στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Γι αυτό το λόγο μελετήσαμε τη σχέση της παραγωγής με την ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) και το ειδικό φυλλικό βάρος (SLW). Διάγραμμα 4.2. Μεταβολή της παραγωγής σε σχέση με την Ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) Στα διαγράμματα 4.2 και 4.3 παρατηρούμε πως μεταβάλλεται η παραγωγή με μεταβολή της ειδικής φυλλικής επιφάνειας (SLA) και του ειδικού φυλλικού βάρους αντίστοιχα. Από τα διαγράμματα συμπεραίνουμε ότι όσο μειώνεται η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) αυξάνεται η παραγωγή και όσο αυξάνεται το ειδικό βάρος φύλλου (SLW) αυξάνεται η παραγωγή. Είναι φανερό ότι υπάρχει συσχέτιση μεταξύ παραγωγής με την ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) και παραγωγής με το ειδικό βάρος φύλλου (SLW), όπως προκύπτει από τις τιμές των συντελεστών συσχέτισης (r SLA =0,690 και r SLW =0,695) αντίστοιχα. Οι συντελεστές προσδιορισμού (R 2 SLA=0,476 και R 2 SLW=0,483) δείχνουν ότι η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) και το ειδικό βάρος φύλλου (SLW) εξηγούν την παραγωγή κατά 47,6% και 48,3% αντίστοιχα. Σύμφωνα με τους 35

37 Geiger και Servaites (1991) όταν η παραγωγή αυξάνει, αυξάνει το βάρος των φύλλων και ελαττώνεται η επιφάνεια των φύλλων, ή πιο απλά όσο αυξάνεται η παραγωγή τα φύλλα γίνονται πιο παχιά και πιο στενά. Διάγραμμα 4.3. Μεταβολής της Παραγωγής σε σχέση με το Ειδικό βάρος φύλλου (SLW) Από τα αποτελέσματα αυτά προκύπτει ότι το πουρνάρι προκειμένου να εκμεταλλευτεί αποτελεσματικότερα την ηλιακή ακτινοβολία σχηματίζει στενότερα και παχύτερα φύλλα και πιθανώς περισσότερα, γεγονός που συμβάλλει στην καλύτερη κατανομή τους στην φυτοκόμη και επομένως στην αύξηση του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα μας η αύξηση του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) συνεπάγεται και άμεση αύξηση της παραγωγής. 36

38 4.2. Περιοχή Έρευνας (Αμαλή) Στη περιοχή έρευνας Σέιχ Σου βρήκαμε ότι υπάρχει σχέση μεταξύ παραγωγής και δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Συνήθως τα αποτελέσματα ισχύουν μόνο για την συγκεκριμένη περιοχή έρευνας. Επειδή πιστεύουμε ότι οι συνθήκες που επικρατούν στην Βόρεια Ελλάδα και στο νησί της Λέσβου είναι παρόμοιες, κάναμε τις ίδιες μετρήσεις και στην περιοχή Αμαλή Λέσβου, ώστε να ελέγξουμε αν η σχέση μας μπορεί να επεκταθεί και σε άλλες περιοχές. Όπως στη περιοχή Σέιχ Σου έτσι και στην περιοχή Αμαλή για να βρούμε ποιές από της αυξητικές παραμέτρους που μετρήθηκαν σχετίζονται με την παραγωγή στα δεδομένα που συλλέχτηκαν έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας με τη μέθοδο Stepwise μεταξύ εξαρτημένης μεταβλητής (Παραγωγή) και των ανεξάρτητων μεταβλητών LAI (Δείκτης φυλλικής επιφάνειας), ύψος θάμνου και επιφάνειας που καλύπτει ο κάθε θάμνος. Τα αποτελέσματα παρατίθενται παρακάτω. Πίνακας 4.4. Αποκλειόμενες Ανεξάρτητες Μεταβλητές Ανεξάρτητες Μεταβλητές t Sig. Ύψος (cm) 1,165 0,247 Επιφάνεια (m 2 ) -1,282 0,203 Στον πίνακα 4.4 δίδονται οι ανεξάρτητες μεταβλητές που αποκλείστηκαν από το μοντέλο. Το ύψος και η επιφάνεια αποκλείστηκαν από το μοντέλο διότι κατά τον έλεγχο σημαντικότητας των ανεξάρτητων μεταβλητών με τη βοήθεια του κριτηρίου t, βρέθηκε για το ύψος t ύψος = 1,165 με σημαντικότητα Sig.=0,247>0,05 και για την επιφάνεια t επιφάνεια = -1,282 με σημαντικότητα Sig.=0,203>0,05. Αυτό σημαίνει ότι και οι δύο αυτές ανεξάρτητες μεταβλητές δεν σχετίζονται σημαντικά με την παραγωγή και επομένως δεν συμπεριλήφθηκαν στα επόμενα βήματα της ανάλυσης. Από τα δεδομένα του πίνακα 4.5 γίνεται φανερό ότι η μόνη ανεξάρτητη μεταβλητή από αυτές που μετρήθηκαν που σχετίζεται σημαντικά με την Παραγωγή ήταν ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI). Αυτό προκύπτει από την υψηλή τιμή του συντελεστή συσχέτισης r= 0,831. Σύμφωνα με τους Μαργαρίτης (1952), Γναρδέλλης (2006) η τιμή αυτή χαρακτηρίζεται ως υψηλή. Ο συντελεστής συσχέτισης (r), αποτελεί μέτρο της γραμμικής σχέσης που υπάρχει μεταξύ της Παραγωγής και του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Από την τιμή του 37

39 συντελεστή προσδιορισμού (R 2 = 0,691), ο οποίος ορίζει το ποσοστό της μεταβλητότητας της εξαρτημένης μεταβλητής που ερμηνεύεται από την ανεξάρτητη μεταβλητή προκύπτει ότι 69,1% της μεταβλητότητας των τιμών της παραγωγής ερμηνεύεται από το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Η υψηλή τιμή του προσαρμοσμένου συντελεστή προσδιορισμού (R 2 adj= 0,688) και η μικρή διαφορά της τιμής του από εκείνη του συντελεστή προσδιορισμού (R 2 ) επιβεβαιώνει την ερμηνεία της μεταβλητότητας των μεταβλητών αυτών. Πίνακας 4.5. Ανεξάρτητες Μεταβλητές με σημαντική συσχέτιση Ανεξάρτητες Μεταβλητές Συντελεστής συσχέτισης (r) Συντελεστής Προσδιορισμού (R 2 ) Προσαρμοσμένος Συντελεστής Προσδιορισμού (R 2 adj) Τυπικό σφάλμα Εκτίμησης LAI (Δείκτης φυλλικής επιφάνειας) 0,831 0,691 0,688 90,0985 Στον πίνακα 4.6 δίδονται ο συντελεστής παλινδρόμησης της ανεξάρτητης μεταβλητής LAI και γίνεται ο έλεγχος σημαντικότητας του. Η σταθερά, είναι η τιμή στην οποία η ευθεία ελαχίστων τετραγώνων που προσαρμόσαμε τέμνει τον κάθετο άξονα των y y. Ο συντελεστής του LAI έχει τη συνήθη ερμηνεία του συντελεστή παλινδρόμησης. δηλ. εκφράζει τη μεταβολή της παραγωγής για κάθε μεταβολή του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) ή πιο απλά τη κλίση της ευθείας παλινδρόμησης. Στις τελευταίες δύο στήλες του πίνακα γίνεται ο έλεγχος της σημαντικότητας του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) με τη βοήθεια του κριτηρίου t. Η υψηλή σημαντικότητα (Sig.<0,05) των συντελεστών, αποδεικνύει ότι ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI) συμβάλει σημαντικά στην ερμηνεία της παραγωγής. Συντελεστές α Πίνακας 4.6. Συντελεστές Παλινδρόμησης Τιμή Συντελεστή Τυπικό Σφάλμα t Sig. (Σταθερά) 261,770 36,046 7,262 0,000 LAI 315,881 21,331 14,809 0,000 α. Εξαρτημένη Μεταβλητή: Παραγωγή Αξίζει να αναφερθεί ότι μία από τις μετρήσεις των δειγμάτων της παραγωγής ήταν εκτός του τριπλού τυπικού σφάλματος και αφαιρέθηκαν από το δείγμα. Για την εφαρμογή της εκτίμησης της παραγωγής με βάση τις τιμές της ανεξάρτητης μεταβλητής (LAI) ελέγχθηκαν οι τρείς προϋποθέσεις της 38

40 παλινδρόμησης 1) κανονικότητα των υπολοίπων, 2) γραμμικότητα δείγματος, 3) ισότητα των διακυμάνσεων και βρέθηκε ότι πληρούνται και οι τρείς προϋποθέσεις (Παράρτημα). Αυτό μας δείχνει ότι είναι δυνατό να προβλεφθεί η παραγωγή εάν έχουμε μετρήσεις του δείκτη φυλλικής επιφάνειας. Διάγραμμα 4.6. Μεταβολή της παραγωγής σε σχέση με τον Δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) Βάση των παραπάνω η εξίσωση μεταξύ παραγωγής (Υ) σε g/m 2 και του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) (Χ) είναι: Υ= 315,881Χ+261,770 με r = 0,831 Όπου: r ο συντελεστής συσχέτισης 39

41 Η εξίσωση σημαίνει ότι για κάθε 1 μονάδα του δείκτη φυλλικής επιφάνειας, αυξάνεται η παραγωγή κατά 315,881gr για την περιοχή με δείκτη φυλλικής επιφάνειας 1,0018-2,5995. Διάγραμμα 4.7. Μεταβολή της Παραγωγής σε σχέση με την Ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) Στα διαγράμματα 4.7 και 4.8 παρατηρούμε πως μεταβάλλεται η παραγωγή με μεταβολή της ειδικής φυλλικής επιφάνειας (SLA) και του ειδικού φυλλικού βάρους αντίστοιχα. Από τα διαγράμματα συμπεραίνουμε ότι όσο μειώνεται η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) αυξάνεται η παραγωγή και όσο αυξάνεται το ειδικό φυλλικό βάρος (SLW) αυξάνεται η παραγωγή. Είναι φανερό ότι υπάρχει συσχέτιση μεταξύ παραγωγής με την ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) και παραγωγής με το ειδικό φυλλικό βάρος (SLW), όπως προκύπτει από τις τιμές των συντελεστών συσχέτισης (r SLA =0,618 και r SLW =0,622) αντίστοιχα. Οι συντελεστές προσδιορισμού (R 2 SLA=0,382 και R 2 SLW=0,387) δείχνουν ότι η ειδική φυλλική επιφάνεια (SLA) και το ειδικό φυλλικό βάρος (SLW) εξηγούν την παραγωγή κατά 38,2% και 38,7% αντίστοιχα. 40

42 Διάγραμμα 4.8. Μεταβολή της παραγωγής σε σχέση με το Ειδικό φυλλικό βάρος (SLW) 4.3. Σύγκριση Περιοχών Έρευνας Από τα αποτελέσματα της έρευνας μας προέκυψαν δύο μοντέλα πρόβλεψης της παραγωγής σε σχέση με το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) για τις περιοχές έρευνας (Σέιχ Σου και Αμαλή) (Διάγραμμα 4.9). Προκειμένου να γίνει συγκριτική ανάλυση των μοντέλων χρησιμοποιήθηκαν οι συντελεστές προσδιορισμού, ο έλεγχος της αλληλεπίδρασης των συντελεστών παλινδρόμησης και το τυπικό σφάλμα της εκτίμησης. Όσον αφορά τους συντελεστές προσδιορισμού, και για τις δύο περιοχές έρευνας οι τιμές του ήταν αρκετά υψηλές (R 2 ΣΕΙΧ-ΣΟΥ=0,754 και R 2 ΑΜΑΛΗ=0,691), μ αυτήν του Σέιχ Σου να υπερέχει (0,754>0,691). Αυτό μας δείχνει ότι η παραγωγή εξαρτάται κατά μεγάλο ποσοστό από τον δείκτης φυλλικής επιφάνειας. Από τη σύγκριση των συντελεστών παλινδρόμησης των δύο εξισώσεων με το κριτήριο t βρέθηκε t= -0,022 με σημαντικότητα Sig.= 0,982> 0,05, που σημαίνει ότι οι δύο συντελεστές παλινδρόμησης δεν διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους, δηλ. ότι η αύξηση της παραγωγής που αντιστοιχεί σε κάθε μονάδα αύξησης του δείκτη 41

43 φυλλικής επιφάνειας (LAI) δεν διαφέρει σημαντικά μεταξύ των δύο μοντέλων. Όσον αφορά το τυπικό σφάλμα της εκτίμησης αυτό ήταν μεγαλύτερο για την περιοχή Αμαλή συγκρινόμενο με την περιοχή Σέιχ Σου (90,0985>49,6213). Αυτό μας δείχνει ότι η τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων τιμών είναι μικρότερη για την περιοχή Σέιχ Σου. Διάγραμμα 4.9. Μεταβολή της παραγωγής σε σχέση με τον Δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) στις δύο περιοχές έρευνας 42

44 Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι πιο ακριβή αποτελέσματα φαίνεται να δίνει το μοντέλο του Σέιχ Σου. Η ενδεχόμενη εφαρμογή του μοντέλου αυτού στην περιοχή έρευνας της Αμαλής θα παρουσιάζει μία απόκλιση 9,58%. Διάγραμμα Μέση Μηνιαία μεταβολή του υδατικού ελλείμματος της ατμόσφαιρας (V.P.D.) κατά τη διάρκεια του έτους στη περιοχές έρευνας Σέιχ Σου και Αμαλή Οι δύο εξισώσεις τέμνουν τον άξονα της παραγωγής στις τιμές 229,047 και 261,770 για τη περιοχή Σέιχ Σου και Αμαλή αντίστοιχα (Διάγραμμα 4.9). Αυτό σημαίνει ότι όταν ο LAI παίρνει την τιμή 0 η παραγωγή στην περιοχή Σέιχ Σου είναι 229,047gr/m 2 ενώ στην περιοχή Αμαλή 261,770gr/m 2 το οποίο οφείλεται κυρίως στην βλαστική παραγωγή και μερικώς στο ύψος της βροχής το οποίο είναι μεγαλύτερο στην Αμαλή (Πίνακες 3.1 και 3.3). Επειδή η παραγωγή επηρεάζεται από το υδατικό έλλειμμα της ατμόσφαιρας (V.P.D.) κρίθηκε σκόπιμο να μελετηθεί κατά πόσο αυτός ο παράγοντας εμπλέκεται στην διαφορά των δύο μοντέλων που παρατηρείται για LAI 0,8241 έως 2,5995. Στο διάγραμμα 4.10 δίνεται η μέση μηνιαία μεταβολή του υδατικού ελλείμματος της ατμόσφαιρας (V.P.D.) κατά τη διάρκεια του χρόνου στις περιοχές έρευνας. 43

45 Συνολική Παραγωγή ανά τ.μ. Συνολικό LAI gr/m Σειχ-Σου Αμαλή 120 Σειχ-Σου Αμαλή Διάγραμμα Συνολικής παραγωγή ανά τ.μ. και Συνολικό LAI στις δύο περιοχές έρευνας Από τα δεδομένα αυτά, είναι φανερό ότι κατά τη διάρκεια του θέρους και ειδικότερα τους μήνες Ιούλιο και Αύγουστο (ΣΕΙΧ ΣΟΥ: VPD ΙΟΥΛ =16, VPD ΑΥΓ =14,9 και ΑΜΑΛΗ: VPD ΙΟΥΛ =15,1, VPD ΑΥΓ =14,2) οι τιμές του V.P.D. ήταν μεγαλύτερες στην περιοχή Σέιχ Σου. Κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου, που για το πουρνάρι είναι από τον Απρίλιο έως τον Ιούνιο, το V.P.D. ήταν μεγαλύτερο στην περιοχή της Αμαλής παρά το μεγαλύτερο βροχομετρικό ύψος της. Επίσης παρατηρείται μικρή διαφορά στη συνολική παραγωγή και στο συνολικό LAI μεταξύ των δύο περιοχών (Διάγραμμα 4.11). Τα δεδομένα εισηγούνται ότι το μοντέλο που βρέθηκε για τη περιοχή του Σέιχ Σου μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την περιοχή της Αμαλής. 44

46 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Η εκτίμηση της παραγωγής σε θαμνολίβαδα πουρναριού είναι δυνατόν να γίνει με τη βοήθεια του δείκτη φυλλικής επιφάνειας με σχετικά υψηλή ακρίβεια γεγονός που θα συμβάλει στον ταχύτερο προσδιορισμό της βοσκοϊκανότητας. 2. Το απλό ευθύγραμμο μοντέλο εκφράζει καλύτερα τη σχέση μεταξύ παραγωγής - LAI από επίγειες μετρήσεις και στις δύο περιοχές. 3. Η μορφολογία της κόμης του πουρναριού (στενά και παχιά φύλλα) συμβάλει στην καλύτερη κατανομή τους στη φυτοκόμη στην αύξηση του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI), την αποτελεσματικότερη χρησιμοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας και επομένως στην αύξηση της παραγωγής του. 4. Το μοντέλο της περιοχής του Σέιχ Σου μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την περιοχή της Αμαλής. Πάντως η έρευνα έδειξε ότι είναι δυνατόν να καθορισθούν και άλλοι απλοί αλλομετρικοί δείκτες για απευθείας προσδιορισμό της παραγωγής. 45

47 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΠΗΓΕΣ 6.1. Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία Band, L., D. Peterson, S.W. Running, J. Coughlan, R. Lammers, J. Dungan Forest ecosystem processes at thewatershed scale: Basis for distributed simulation. Ecological Modeling, 56: Beaudet M. and C. Messier Growth and morphological responses of yellow birch, sugar maple, and beech seedlings growing under a natural light gradient. Canadian Journal of Forestry Research, 28: Biswell, H., και Λ. Λιάκος Λιβαδοπονική. 3η έκδοση. Θεσσαλονίκη. Brenner, A.J Microclimate modifications in Agroforestry. In: Tree-Crop Interactions, C.K. Ong and P. Huxley, Eds. CAB International, Oxon Campbell, G.S. & J.M. Norman An introduction to Environmental Biophysics. Springer - Verlang, New York. Castro-Diez, P., P. Villar-Salvador, C. Perez-Rontome, M. Maestro-Martinez, G. Montserrat-Marti Leaf morphology and leaf chemical composition in three Quercus (Fagaceae) species along a rainfall gradient in NE Spain. In: Trees, 1997, 11: Cavaleri, M.A., S.F. Oberbauer, M.G. Ryan Foliar and ecosystem respiration in an old-growth tropical rain forest. Plant, Cell and Environment, 31: Chen, J. M., P.M. Rich, T.S. Gower, J.M. Norman, & S. Plummer Leaf area index of boreal forests: Theory, techniques and measurements. Journal of Geophysical Research, 102: Cook, C.W. & J. Stubbendieck Range Research: Basic Problems and Techniques. Society for Range Management. Dahlberg, Ulrika, Berge, W. Therese, Petersson, Hans and Vencatasawmy & P. Coomaren Modelling biomass and leaf area index in a sub-arctic Scandinavian mountain area. Scandinavian Journal of Forest Research, 19:

48 Danalatos, N. G., C. S. Kosmas, P. M. Driessen, N. Yassoglou The change in the specific leaf area of maize grown under Mediterranean conditions. In: Agronomie, 1994, 14: Daughtry, S.T.C Direct measurements of canopy structure. Remote sensing reviews, 5 (1): Davi, H., C. Barbaroux, E. Dufrene, C. Francois, P. Montpied, N. Breda, F. Badeck Modelling leaf mass per area in forest canopy as affected by prevailing radiation conditions. Ecological Modelling, 211: dereffye, P. and F. Houllier Modelling plant growth and architecture: Some recent advances and applications to agronomy and forestry. Current Science, 73: Downs, R.J. & H. Helmers Environment and the Experimental Control of plant growth. Academic Press. Pages 145. Emberger, L Un project d une classification des climats du point de vue phytogeographique. Bul. Soc. D Histoire Naturelle de Toulouse, 77: Etienne, M Non destructive methods for evaluating shrub biomass: a review. Acta Ecologica/Ecologia Applicata, 10(2): Fournier, R.A., D. Mailly, J.M.N. Walter & K. Soudani Indirect measurement of forest canopy structure from in situ optical sensors. In M. Wulder & S.E. Franklin (Eds.), Remote Sensing of Forest Environments: Concepts and Case Studies (pp ). Norwell, Massachusetts, USA: Kluwer Academic Press. Geiger, D.R. & J.C. Servaites Allocation of recently fixed and reserve carbon in relation to stress. In: Integrated Responses of Plants to Stress, H.A. Mooney, W. Winer, E.J. Pell, eds. Academic Press. Inc. New York. pp Gholz, H.L Environmental limits on aboveground net primary production, leaf area and biomass in vegetation zones of the Pacific Northwest. Ecology, 63: Gratani, L., A. Bombelli, F. Covone Variation in shrub structure and species co-occurrence in the Mediterranean maquis. Rome. Journal of Mediterranean Ecology vol. 4(1):

49 Gratani, L., F. Covone, W. Larcher Leaf plasticity in response to light of three evergreen species of the Mediterranean maquis. In: Trees, 2006, 20: Hirose, T Development of the Monsi-Saeki Theory on Canopy Structure and Fuction. Anals of Botany, 95: Hunter, S.C. & T.E. Paysen Vegetation classification system for California, user s guide. USDA - Forest Service. P.S.W. Forest and Range Exper. Station. General Techn. Report PSW-94. Jensen, J.L.R., K.S. Humes, L.A. Vierling, A.T. Hudak Discrete return lidarbased prediction of leaf area index in two conifer forests. In: Remote Sensing of Environment 112: Jiménez, P., U. López de Heredia, C. Collada, Z. Lorenzo & L. Gil High variability of chloroplast DNA in three Mediterranean evergreen oaks indicates complex evolutionary history. Heredity, 93(5): Kvet, J. and J.K. Marshall Assessment of leaf area and other assimilating plant surfaces. In Plant Photosynthetic Production Manual of Methods. Eds., Z. Sestak, J. Catsky, and P.J. Jarvis. Dr. W. Junk N.V. Publishers, The Hague, pp Landsberg, J.J Physiological Ecology of Forest Production. Academic Press, London. Larcher, W Physiological Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. 4th Edition. Pages 513. Le Houerou, H.N. & C.H. Hoste Rangeland production and annual rainfall relations in the Mediterranean basin and in the African Sahelo-Sudanian zone. Journal of Range Management, 30: Le Houerou, H.N Chemical composition and nutritive value of browse in tropical west Africa. Paper presented in the Int. Symp. On browse in Africa, Held in Addis Ababa. Lobell, D.B., J.A. Hicke, G.P. Asner, C.B. Field, C.J. Tucker, S.O. Los Satellite estimates of productivity and light use efficiency in United States agriculture Glob. Chem. Biol., 8: McMurtrie, R. E. & J.J. Landsberg Using a simulation model to evaluate the effects of water and nutrients on the growth and carbon partitioning of Pinus radiata. Forest Ecology and Management, 61:

50 Meir, P., J. Grace, A.C. Miranda Leaf respiration in two tropical rainforests: constraints on physiology by phosphorus, nitrogen and temperature. Functional Ecology, 15: Menalled, F.D. & M.J. Kelty Crown structure and biomass allocation strategies of three juvenile tropical tree species. In: Plant Ecology, 152: Milla, R., Reich P.B Environmental and developmental controls on specific leaf area are little modified by leaf allometry. In: Functional Ecology, 22 (4): Monsi, M., T. Saeki U ber denlichtfaktor in den Pflanzengesellschaften und seine Bedeutung fur die Stoffproduktion. Japanese Journal of Botany, 14: Monteith, J.L Solar radiation and productivity in tropical ecosystems. Journal of Applied. Ecology, 9: Monteith, J.L Climate and the efficiency of crop production in Britain. Phil. Trans. R. Soc. London, 281: Navar, J., E. Mendez, A. Najera, J. Graciano, V. Dale, B. Parresol Biomass equations for shrub species of Tamaulipan thornscrub of North-eastern Mexico. In: Journal of Arid Environments, 59: Neophytou, Ch., G. Palli, F.A. Aravanopoulos Morphological differentiation and hybridization between Quercus alnifolia Poech and Quercus coccifera L. (Fagaceae) in Cyprus. Silvae Genetica, 56(6): Niinemets, U Research review: Components of leaf dry mass per area - thickness and density - alter leaf photosynthetic capacity in reverse directions in woody plants. New Phythologist, 144: Niinemets, U Global - scale climatic controls of leaf dry mass per area, density, and thickness in trees and shrubs. Ecology, 82: Noitsakis, B. & C. Tsiouvaras Seasonal changes in components of leaf water potential and leaf area growth rate in kermes oak. Acta Oecologia, 11(3): Nowak, D.J Estimating leaf area and leaf biomass of open-grown deciduous urban trees. For. Sci., 42: Odum, E. P Basic Ecology. Saunders College Publ.N.Y. 49

51 Ohmann, L.F., D.F. Grigal and R.B. Brander Biomass estimation for live shrubs from Northeastern Minnesota. USDA For. Ser. Res. Note NC, 133. Pages 11. Peek, J.M Relation of canopy area and volume to production of three woody species. J. Ecology, 51(6): Pierce, L.L., S.W. Running Rapid estimation of coniferous forest leaf area index using a portable integrating radiometer. Ecology, 69(6): Poorter, L. & D.M.A. Rozendaal Leaf size and leaf display of thirty-eight tropical tree species. Oecologia, 158: Rasmussen, M Operational yield forecast using AVHRR NDVI data: Reduction of environmental and inter-annual variability. International Journal of Remote Sensing, 18: Reich, P.B., D.S. Ellsworth, M.B. Walters, J.M. Vose, C. Gresham, J.C. Violin, W.D. Bowman Generality of leaf trait relationships: a test cross six biomes. Ecology, 80: Rosenschein, A., T. Tietema & D.O. Hall Biomass measurement and monitoring of trees and shrubs in a semi-arid region of central Kenya. In: Journal of Arid Environments, 42: Ross, J The Radiation Regime and Architecture of Plant Stands. W. Junk, The Hague. Rozendaal, D.M.A., V.H. Hurtado, L. Poorter Plasticity in leaf traits of 38 tropical tree species in response to light; relationships with light demand and adult stature. Functional Ecology, 20: Rubio De Casas, R., P. Vargas, E. Perez-Corona, E. Manrique, J. R. Quintana, C. Garcia-Verdugo & L. Balaguer Field Patterns of Leaf Plasticity in Adults of the Long-lived Evergreen Quercus coccifera. In: Annals of Botany, 2007, 100: Running, S.W. & J.C. Coughlan A general model of forest ecosystem processes for regional applications I. Hydrologic balance, canopy gas exchange and primary production processes. Ecological Modeling, 42: Sack, L., P.J. Melcher, W.H. Liu, E. Middleton, T. Pardee How strong is intracanopy leaf plasticity in temperate deciduous trees? American Journal of Botany, 93:

52 Sefton, C.A., K. Montagu, B.J. Atwell, J.P. Conroy Anatomical variation in juvenile eucalypt leaves accounts for differences in specific leaf area and CO2 assimilation rates. Australian Journal of Botany, 50: Shipley, B., D. Vile, E. Garnier, I.J. Wright, H. Poorter Functional linkages between leaf traits and net photosynthetic rate: reconciling empirical and mechanistic models. Functional ecology, 19: Society for Range Management A glossary of terms used in range management. 3rd edition. Denver, Colorado. Sternberg, M., M. Shoshany Aboveground biomass allocation and water content relationship in Mediterranean trees and shrubs in two climatological regions in Israel. Plant Ecology, 157: Sveinbjornsson, B Biomass proportioning as related to plant size in juvenile mountain birch near Abisko, Swedish Lapland. Rep. Kevo Subarctic Res. Stat., 20: 1-8. Tenhunen, J.D., H.P. Meister, M.M. Caldwell, O.L. Lange Environmental constraints on productivity of the mediterranean sclerophyll shrub Quercus coccifera. In: Workshop agroecology. Paris: CIHEAM, 1984: Tsiouvaras, C Long -term effects of clipping on production and vigor of kermes oak (Quercus coccifera). Forest Ecology and Management, 24: Tsiouvaras, C., Z. Koukoura, A. Ainalis & P. Platis Yearly changes in vegetation of a semi-arid grassland under various stocking rates and grazing systems. In: V.P. Papanastasis and D. Peter (eds.). Ecological basis of livestock grazing in Mediterranean ecosystems. Proc. Inter. Workshop. Thessaloniki, 1997: Vertessy, R.A., R.G. Benyon, S.K. Osullivan & P.R. Gribben Relationships between stem diameter, sapwood area, leaf area and transpiration in a young mountain ash forest. Tree Physiol., 15: Wang, J.R., A. Zhong, S.W. Simard & J.P. Kimmins Aboveground biomass and nutrient accumulation in an age sequence of paper birch (Betula papyrifera) in the Interior Cedar Hemlock zone, British Columbia. Forest Ecology Management, 83:

53 Waring, R.H., P.E. Schroeder & R. Oren Application of the pipe model theory to predict canopy leaf area. Canadian Journal of Forest Research, 12: Watson, D.J The dependence of net assimilation rate on leaf area index. Ann. Bot., 22: Webb, W.L., W.K. Lauenroth, S.R. Szarek & R.S. Kinerson Primary production and abiotic controls in forests, grasslands, and desert ecosystems in the United States. Ecology, 64: Wilson, K.B., D.D. Baldocchi, P.J. Hanson Spatial and seasonal variability of photosynthetic parameters and their relationship to leaf nitrogen in a deciduous forest. Tree Physiology, 20: Wright, I.J., P.B. Reich, M. Westoby, D.D Ackerly, Z. Baruch, F. Bongers, J. Cavender-Bares, T. Chapin, J.H.C Cornelissen, M. Diemer, J. Flexas, E. Garnier, P.K. Groom, J. Gulias, K. Hikosaka, B.B. Lamont, T. Lee, W. Lee, C. Lusk, J.J. Midgley, M.L. Navas, U. Niinemets, J. Oleksyn, N. Osada, H. Poorter, P. Poot, L. Prior, V.I. Pyankov, C. Roumet, S.C. Thomas, M.G. Tjoelker, E.J. Veneklaas, R. Villar The worldwide leaf economics spectrum. Nature, 428: Ελληνική Βιβλιογραφία Αθανασιάδης, Ν. Η Δασική Βοτανική (Δέντρα και θάμνοι των δασών της Ελλάδος). Μέρος ΙΙ. Εκδόσεις Γιαχούδη- Γιαπούλη. Θεσσαλονίκη. Γκατζογιάννης, Σ., Π. Κυριακίδης, Χ. Γκίγκης Σχέδιο διαχείρισης του Περιαστικού δάσους Θεσσαλονίκης. ΙΔΕ/ ΕΘΙΑΓΕ & Δασαρχείο Θεσσαλονίκης. 128 σελ. Γναρδέλλης, Χ Ανάλυση Δεδομένων με το SPSS 14.0 for Windows. Εκδόσεις Πανταζήση. Αθήνα σελ Καμπράνης, Α Βιολογική Καλλιέργεια Γλυκού Σοργού [Sorghum bicolor (L.) Moench] για Παραγωγή Βιομάζας. Η Επίδραση της Έλλειψης Νερού στην Εδαφική Υγρασία σε Φυσιολογικές Παραμέτρους και στις Αποδόσεις της Καλλιέργειας. Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Βιολογίας. Πάτρα. 263 σελ. 52

54 Καρμίρης, Η Επίδραση της έντασης βόσκησης στη σύνθεση της δίαιτας και τη συμπεριφορά των ζώων. Διδακτορική διατριβή, Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, Θεσσαλονίκη. 156 σελ. Κούκουρα, Ζ.Σ Συγκριτική μελέτη ποσοτικών και ποιοτικών χαρακτηριστικών του πουρναριού (Q. Coccifera) κάτω από διαφορετικές εντάσεις ηλιακής ακτινοβολίας. Διδακτορική Διατριβή. ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη. 138 σελ. Λιάκος, Λ.Γ. και Χ. Μουλόπουλος Συµβολή εις την διάκριση λιβαδικών τύπων πρίνου. Κέντρον Δασικών Ερευνών Βορ. Ελλάδος, Θεσσαλονίκη. Δελ. Ερ. Νο σελ. Μαντρατζής, Π Οικοφυσιολογική αποτελεσματικότητα του πουρναριού (Quercus Coccifera L.) υπό βόσκηση όπως αυτή επηρεάζεται από την αρχιτεκτονική του φυλλώματος του. Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Γεωτεχνικών επιστημών, Τμήμα Δασολογίας και φυσικού περιβάλλοντος. Θεσσαλονίκη. 110 σελ. Μαργαρίτης, Ε.Δ Στατιστική. Αθήνα. 293 σελ. Μαυροµάτης, Γ Φυτογεωγραφική, Φυτοκοινωνιολογική και Βιοκλιµατική σηµασία του χώρου εξάπλωσης του πουρναριού (Quercus coccifera L.) στην Ελλάδα. Το Δάσος, 90: Μουλόπουλος, Χ Μαθήµατα Δασοκοµικής. Πρώτο Μέρος. Θεσσαλονίκη. Νάστης, Α.Σ Θρεπτική αξία βοσκήσιµης ύλης πουρναριού (Quercus coccifera L.) και δυνατότητα αξιοποίησης της από γίδια, σε διάφορα φαινολογικά στάδια. Θεσσαλονίκη. Ντάφης, Σ Ταξινόµηση της Δασικής Βλάστησης της Ελλάδος. Επιστηµονική επετηρίδα της Γεωπονικής και Δασολογικής Σχολής, Τοµ. ΙΕ τεύχος Β. Θεσσαλονίκη. Παπαναστάσης, B Παραγωγή των ποολίβαδων σε σχέση με τη θερμοκρασία αέρος και τη βροχή στη Βόρεια Ελλάδα. Δασική Έρευνα, 3: Παράρτημα. Παπαναστάσης, Β.Π. και Α. Πήττας Λιβάδια και βοσκόµενα δάση. Πρόδροµος Ανακοίνωση ΜΣ Μελέτη Στρατηγικής για την ανάπτυξη της Ελληνικής Δασοπονίας και Ξυλοπονίας. ΙΔΕΘ. 53

55 Παπαναστάσης, Β.Π., Π. Πλατής, Γ. Χαλυβόπουλος και Α. Τεπελή - Μάλαµα Βοσκόµενες δασικές εκτάσεις νοµού Δράµας. Πρόγραµµα Απογραφής Βοσκοτόπων Βόρειας Ελλάδας. Δελτίο Νο 1, Ι.Δ.Ε.Θ. Παπαναστάσης, Β Εξέλιξη της βλάστησης μετά από πυρκαγιά σε καμένο πρινώνα, σπαρμένο με λιβαδικά αγρωστώδη. Επιστημονική Επετηρίδα τμήματος Δασολογίας και Φυσ. Περ/ντος, Τόμος ΛΑ, Αριθ. 15: Παπαναστάσης, Β.Π Επίδραση της λίπανσης στη φυτική και ζωική παραγωγή θαµνολίβαδων πουρναριού. Δασική Έρευνα, Χ(1): Παπαναστάσης, Β. και Π. Πλατής. 1989α. Βοσκόμενες δασικές εκτάσεις Νομού Ξάνθης. Πρόγραμμα Απογραφής Βοσκότοπων Βόρειας Ελλάδας. Δελτίο Νο2, ΙΔΕΘ. Παπαναστάσης, Β. και Π. Πλατής. 1989β. Βοσκόμενες δασικές εκτάσεις Νομού Ροδόπης. Πρόγραμμα Απογραφής Βοσκότοπων Βόρειας Ελλάδας. Δελτίο Νο3, ΙΔΕΘ. Παπαναστάσης, Β.Π. και Β. Νοϊτσάκης Λιβαδική Οικολογία. Εκδόσεις Γιαχούδη - Γιαπούδη. Θεσσαλονίκη. 244 σελ. Παπαναστάσης, Β.Π Βελτίωση πρινώνων για αειφορική αξιοποίηση από αγροτικά ζώα. Πρακτικά Α Πανελληνίου Συνεδρίου της Ελληνικής Λιβαδοπονικής Εταιρείας. Θεσσαλονίκη. Παυλίδης, Θ., Φ. Μάρης, Δ. Μαρίνος Τα μορφομετρικά και υδρογραφικά χαρακτηριστικά των λεκανών απορροής του Χορτιάτη Θεσσαλονίκης. Ερευνητικό έργο Επιτροπής Ερευνών Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη. Παυλίδης, Θ., Φ. Μάρης, Δ. Μαρίνος Υδατικό δυναμικό και υδατικό ισοζύγιο του Ορεινού όγκου του Χορτιάτη Θεσσαλονίκης. Ερευνητικό έργο Επιτροπής Ερευνών Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη. Πλατής, Δ.Π Κατανομή της Φυτοκάλυψης και Διαθέσιμης Παραγωγής σε Θαμνολίβαδα Πουρναριού και Εκτίμηση τους με τη Βοήθεια Αεροφωτογραφιών. Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Γεωτεχνικών επιστημών, Τμήμα Δασολογίας και φυσικού περιβάλλοντος. Θεσσαλονίκη. 135 σελ. Πλατής, Π.Δ Δοµή και παραγωγικότητα των θαµνολίβαδων πουρναριού. Πρακτικά Α Πανελληνίου Συνεδρίου της Ελληνικής Λιβαδοπονικής Εταιρείας. Θεσσαλονίκη. 54

56 Πρωτοπαπάς Σ, Κ. Λέντζη, Ε. Πουλή και Ε. Χριστοφορίδου Ανίχνευση και ταυτοποίηση φυσικών βαφών υφασμάτων. Στο: Αρχαιολογία και Τέχνες 83: Ρούσσου, Ν.Ο Μελέτη Χαρτογράφησης και Τρισδιάστατης Οπτικοποίησης Καύσιμης Ύλης για Διαχείρισης Πυρκαγιών με Χρήση Δορυφορικών Εικόνων Υψηλής Ανάλυσης και Εργαλείων Γεωπληροφορικής. Τμήμα Γεωγραφίας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου, Μυτιλήνη. 133 σελ. Τσιουβάρας, Κ.Ν Επίδραση διαφόρων εντάσεων κοπής του πουρναριού (Q. Coccifera) στην παραγωγή και τη θρεπτική αξία της βοσκήσιμης ύλης του. Διδακτορική Διατριβή, ΑΠΘ. Θεσσαλονίκη. 55

57 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Περιοχή Έρευνας Σέιχ Σου Σχήμα 1: Διάγραμμα διασποράς των υπολοίπων της παλινδρόμησης έναντι των εκτιμώμενων τιμών Όπου: Εξαρτημένη μεταβλητή: Παραγωγή Άξονας x: Κανονικότητα τυποποιημένων εκτιμώμενων τιμών Άξονας y: Κανονικότητα τυποποιημένων υπολοίπων 56

58 Σχήμα 2: Διάγραμμα κανονικότητας τυποποιημένων υπολοίπων Όπου: Εξαρτημένη μεταβλητή: Παραγωγή Άξονας x: Εκτιμώμενες τιμές εξαρτημένης μεταβλητής Άξονας y: Αναμενόμενες τιμές εξαρτημένης μεταβλητής 57

59 Σχήμα 3: Ιστόγραμμα κανονικότητας τυποποιημένων υπολοίπων Όπου: Εξαρτημένη μεταβλητή: Παραγωγή Άξονας x: Κανονικότητα τυποποιημένων υπολοίπων Άξονας y: Συχνότητα 58

60 Περιοχή Έρευνας Αμαλή Λέσβου Σχήμα 4: Διάγραμμα διασποράς των υπολοίπων της παλινδρόμησης έναντι των εκτιμώμενων τιμών Όπου: Εξαρτημένη μεταβλητή: Παραγωγή Άξονας x: Κανονικότητα τυποποιημένων εκτιμώμενων τιμών Άξονας y: Κανονικότητα τυποποιημένων υπολοίπων 59

61 Σχήμα 5: Διάγραμμα κανονικότητας τυποποιημένων υπολοίπων Όπου: Εξαρτημένη μεταβλητή: Παραγωγή Άξονας x: Εκτιμώμενες τιμές εξαρτημένης μεταβλητής Άξονας y: Αναμενόμενες τιμές εξαρτημένης μεταβλητής 60

62 Σχήμα 6: Ιστόγραμμα κανονικότητας τυποποιημένων υπολοίπων Όπου: Εξαρτημένη μεταβλητή: Παραγωγή Άξονας x: Κανονικότητα τυποποιημένων υπολοίπων Άξονας y: Συχνότητα 61