Επίδρση των βιοτικών πργόντων στην ποικιλότητ των ποολίβδων Ι. Πππάς κι Ζ. Κούκουρ Εργστήριο Δσικών Βοσκοτόπων (236), Σχολή Δσολογίς κι Φυσικού Περιβάλλοντος, Αριστοτέλειο Πνεπιστήμιο Θεσσλονίκης, 541 24 Θεσσλονίκη Περίληψη Η ποικιλότητ της βλάστησης των λιβδιών ποτελεί έκφρση φενός της λληλεπίδρσης των βιοτικών πργόντων όπως υτοί διφοροποιούντι με την ύξηση του υψομέτρου κι φετέρου των λληλεπιδράσεων μετξύ των βιοτικών (φυτών). Σκοπός της έρευνς ήτν η μελέτη της επίδρσης των βιοτικών πργόντων στην ποικιλότητ των ποολίβδων του όρους Οθρυς της Κεντρικής Ελλάδς, τ οποί βρίσκοντν σε υψόμετρο πό 800-1500 μ. Οι βιοτικές πράμετροι, που σχετίζοντι με την ύξηση των ειδών, όπως η περιεκτικότητ του εδάφους σε άζωτο, οργνική ουσί κι φωσφόρο, μετρήθηκν σε δείγμτ που πάρθηκν πό την επιφάνει του εδάφους των πειρμτικών επιφνειών σε βάθος 0-20 εκ. Επίσης μετρήθηκν το υψόμετρο, η κλίση κι η έκθεση των πειρμτικών επιφνειών κθώς κι ο ριθμός κι η φθονί των ειδών/τ.μ. γι τον υπολογισμό της ποικιλότητάς τους. Τ ποτελέσμτ της έρευνς έδειξν ότι η ποικιλότητ των λιβδιών υξήθηκε στ λιβάδι με υψόμετρο μεγλύτερο των 1200 μ. Οι τοπογρφικές πράμετροι (υψόμετρο, κλίση) κι οι εδφικές (περιεκτικότητ σε άζωτο κι φωσφόρο) συνέβλν στην ύξηση της ποικιλότητς των λιβδιών υτών, εξιτίς της ύξησης του ριθμού των ειδών πό τις κτηγορίες των πολυετών γρωστωδών κι ψυχνθών φυτών. Λέξεις κλειδιά: Δείκτης ποικιλότητς, υψόμετρο, κλίση, άζωτο, φωσφόρος. Εισγωγή Η διτήρηση της βιοποικιλότητς είνι ένς βσικός κι πρωτρχικός στόχος που έχει τεθεί πγκόσμι με σκοπό την προστσί του περιβάλλοντος (Brown et al. 2001). Oι προσπάθειες γι τη διτήρησής της επικεντρώνοντι στην εξσφάλιση της κλής λειτουργίς των οικοσυστημάτων περισσότερο, πρά στην ύξηση της πργωγικότητάς τους (McNeely 1994). Η γνώση των μηχνισμών κάθε οικοσυστήμτος που συμβάλλουν στη διτήρηση της βιοποικιλότητς του ευνοεί τη λήψη διχειριστικών πρκτικών, που ποτρέπουν την υποβάθμιση του (Chapin and Korner 1994), κθώς η βιοποικιλότητ είνι ο πρωτρχικός μηχνισμός που εξσφλίζει τη στθερότητ του οικοσυστήμτος (Mc Naughton 1967). Σκοπός της προύσς εργσίς ήτν ν μελετήσουμε την επίδρση των βιοτικών πργόντων στην ποικιλότητ των ποολίβδων. Υλικά κι μέθοδοι Η έρευν πργμτοποιήθηκε σε ποολίβδ του όρους Όθρυς του Νομού Μγνησίς. Τρί λιβάδι επιλέχτηκν που βρίσκοντν σε υψόμετρο πό 800 μέχρι 1500 μ. Ανάλογ με τη βθμιί ύξηση του υψομέτρου, σε υψομετρικά εύρη 800 1000 μ., 1000 1200 μ. κι 1200 1500 μ., επιλέχθηκν τυχί τρείς πειρμτικές επιφάνειες 50X50 μ. σε κάθε λιβάδι, Λιβδοπονί Ξηροθερμικών Περιοχών 59
στις οποίες μετρήθηκε η σύνθεση της βλάστησης με τη μέθοδο της γρμμής κι του σημείου (Cook and Stubbendieck 1986). Στις ίδιες επιφάνειες μετρήθηκε ο ριθμός των ειδών κι η φθονί τους με δειγμτοληπτικά πλίσι 0,5Χ0,5 μ. Πάρθηκν συνολικά 30 πλίσι. Από τ στοιχεί υτά υπολογίστηκν ο δείκτης Shannon - Weiner (Η ) κι ο δείκτης ισοκτνομής (J ) σύμφων με τους τύπους: S 1. Η = - Pi ln Pi, i= 1 όπου Η = δείκτης Shannon - Weiner Το Pi είνι η σχετική φθονί ενός συγκεκριμένου είδους H H 2. J = = H max ln S όπου J = δείκτης ισοκτνομής (equitability) που εκφράζει την ομοιομορφί κτνομής των τόμων μετξύ των ειδών. κι Hmax = lns η μέγιστη τιμή του δείκτη ποικιλότητς (Η ) την οποί θ είχε η περιοχή ν τ άτομ ήτν ομοιόμορφ κτνεμημέν μετξύ των ειδών. Σε δείγμτ εδάφους που πάρθηκν σε βάθος 0 20 εκ. πό τις δειγμτοληπτικές επιφάνειες έγινε χημική νάλυση κι προσδιορίστηκν η περιεκτικότητ σε οργνική ουσί με τη μέθοδο της υγρής κύσης, σε oλικό άζωτο με τη μέθοδο Κjeldhal κι η συγκέντρωση σε φωσφόρο με τη μέθοδο Οlsen. Γι τον προσδιορισμό της τοπογρφικής διμόρφωσης των δειγμτοληπτικών επιφνειών μετρήθηκν το υψόμετρο με GPS, η κλίση με κλισίμετρο κι η έκθεση με πυξίδ. Στ πρπάνω δεδομέν έγινε νάλυση πρλλκτικότητς (ΑΝΟVA) με τη χρήση του σττιστικού προγράμμτος S.P.S.S 12.0 for Windows. Γι τη σύγκριση των μέσων όρων χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο της Ελάχιστης Σημντικής Διφοράς (LSD) με επίπεδο σημντικότητς 0,05 (Sokal and Rolf 1995). Γι την ομδοποίηση κι ιεράρχηση της συγγένεις των δειγμτοληπτικών επιφνειών με βάση τις τιμές των βιοτικών πργόντων χρησιμοποιήθηκε η πολυμετβλητή σττιστική μέθοδος της Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών (Principal Components Analysis, PCA) με τη χρήση του σττιστικού προγράμμτος PRIMER στην έκδοση 5.1 (Clark and WarwickΚ 1994). Στη συνέχει διερευνήθηκν τ ποσοστά συνολικής δικύμνσης που ερμηνεύοντι πό κάθε μι πό τις κύριες συνιστώσες (PC1, PC2), ως μι έκφρση της ικνότητς κάθε συνιστώσς ν εξηγήσει τη διευθέτηση των πειρμτικών επιφνειών κι επομένως την ιεράρχηση κι ομδοποίηση της συγγένεις τους. Ακολούθησε η διερεύνηση των βιοτικών πργόντων που φίνετι ν εξηγούν τη διευθέτηση των επιφνειών κτά μήκος των κύριων συνιστωσών. Γι το σκοπό υτό με τη χρήση του μη- πρμετρικού συντελεστή συσχέτισης Spearman ελέγχθηκε η σττιστική σημντικότητ της συσχέτισης των χρκτηριστικών ριζών (eigenvalues) κάθε κύρις συνιστώσς με τις τιμές κάθε βιοτικού πράγοντ στο σύνολο των επιφνειών. Αποτελέσμτ κι συζήτηση Από τ δεδομέν του πίνκ 1 γίνετι φνερό ότι ο δείκτης ποικιλότητς υξήθηκε σττιστικά σημντικά (Ρ 0,05) με την ύξηση του υψομέτρου πάνω πό 1200 μ. Aπό τις τιμές των δύο πρμέτρων, που προσδιορίζουν το δείκτη ποικιλότητς (ριθμός ειδών κι φθονί των ειδών), προκύπτει ότι η σημντική ύξηση των τιμών του δείκτη οφείλετι τόσο στη σημντική ύξηση του ριθμού, όσο κι της φθονίς των ειδών στ ντίστοιχ 60 Eλληνική Λιβδοπονική Ετιρεί
υψόμετρ, δεδομένου ότι ο δείκτης ισοκτνομής δεν μετβλήθηκε σημντικά με την ύξηση του υψομέτρου. Πίνκς 1. Μέσοι όροι ριθμού των ειδών (S), φθονίς των ειδών (N), δείκτη Shannon- Weiner (Η ) κι ισοκτνομής των ειδών (J ) νά περιοχή μελέτης. (800 1000 μ.) (1000-1200 μ.) ( >1200 μ.) Αριθμός ειδών/τ.μ. (S) 7 * 9 12β Αφθονί ειδών /τ.μ. (Ν) 32,5 35,2 43,6β Δείκτης Shannon- Weiner (H ) 2,44 2,72 3,07β Δείκτης ισοκτνομής (J) 0,81 0,88 0,91 * Μέσοι όροι που κολουθούντι πό διφορετικό γράμμ στην ίδι σειρά διφέρουν σημντικά (P 0,05) Πίvκς 2. Μέσοι όροι των βιοτικών μετβλητών στ λιβάδι της περιοχής έρευνς. 800 1000 μ. 1000 1200 μ. > 1200 μ. Υψόμετρο 910 * 1162β 1531γ Κλίση 15,8 24,9 40,7β Έκθεση (g) 130 270 150 Άζωτο 0,27 0,18 0,49β Οργνική ουσί 3,33 2,26 4,51β Φωσφόρος 0,06 0,01β 0,03γ * Μέσοι όροι που κολουθούντι πό διφορετικό γράμμ στην ίδι σειρά διφέρουν σημντικά (P 0,05) Από τ δεδομέν του πίνκ 2 προκύπτει η σττιστικά σημντική ύξηση του υψομέτρου, της κλίσης κι της περιεκτικότητς του εδάφους σε άζωτο στ λιβάδι με υψόμετρο μεγλύτερο των 1200 μ. Επίσης πρτηρείτι σττιστικά σημντική ύξηση της συγκέντρωσης του φωσφόρου στο έδφος των λιβδιών με υψόμετρο 800 1000 μ. κι σε υτών με υψόμετρο > 1200 μ. σε σχέση με τ λιβάδι με υψόμετρο 1000 1200 μ. Γι το σύνολο των βιοτικών πργόντων που κτγράφηκν στις διάφορες πειρμτικές επιφάνειες, σύμφων με τη μέθοδο της νάλυσης σε κύριες συνιστώσες επιλέχθηκν δύο (2) κύριες συνιστώσες. Η εξγωγή των συνιστωσών υτών στηρίχθηκε στο κριτήριο των χρκτηριστικών ριζών (eigenvalues), σύμφων με το οποίο ο ριθμός των συνιστωσών προσδιορίζετι γι χρκτηριστικές ρίζες >1 (Σιάρδος 1999). Οι δύο υτές συνιστώσες ερμηνεύουν το 75,6 % της συνολικής δικύμνσης του δείγμτος. Πίνκς 3. Αποτελέσμτ της Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών Κύρι Συνιστώσ Χρκτηριστικές ρίζες % δικύμνση % Αθροιστική δικύμνση PC1 6,45 53,8 53,8 PC2 2,62 21,8 75,6 Λιβδοπονί Ξηροθερμικών Περιοχών 61
Πίνκς 4. Αποτελέσμτ της συσχέτισης των χρκτηριστικών ριζών κάθε συνιστώσς με τις τιμές των βιοτικών πργόντων με τη χρήση του συντελεστή συσχέτισης Spearman. Aβιοτικοί πράγοντες PC1 PC2 Υψόμετρο 0,800** -0,433 Κλίση 0,900** -0,133 Έκθεση (g) -0,562-0,775* Άζωτο 0,867** 0,400 Οργνική ουσί 0,667* 0,550 Φωσφόρος 0,094 0,911** * Σττιστικά σημντικό σε επίπεδο 0,05, ** Σττιστικά σημντικό σε επίπεδο 0,01 Από τ δεδομέν του πίνκ 4 προκύπτει ότι οι μετβλητές: κλίση, άζωτο, υψόμετρο κι οργνική ουσί προυσιάζουν σττιστικά σημντική υψηλή θετική συσχέτιση με την πρώτη κύρι συνιστώσ (PC1), που ερμηνεύει το 53,6% της συνολικής δικύμνσης του δείγμτος. Ο φωσφόρος εμφνίζει σττιστικά σημντική υψηλή θετική συσχέτιση με την (PC2), ενώ η έκθεση εμφνίζει σττιστικά υψηλή ρνητική με τη συνιστώσ υτή, που ερμηνεύει το 21,8% της συνολικής δικύμνσης. Είνι φνερό ότι κι οι δύο κύριες συνιστώσες (PC1, PC2) σχετίζοντι τόσο με τις τοπογρφικές πρμέτρους (υψόμετρο, κλίση) όσο κι με χημικές εδφικές πρμέτρους (ολικό άζωτο, φωσφόρος) οι οποίες με την επίδρση του κλίμτος διμορφώνουν τη βλάστηση κάθε περιοχής. Σε υτό συμφωνούν οι Lobo et al. (2001), οι οποίοι νφέρουν ότι πό τις πιο σημντικές μετβλητές που σχετίζοντι με τη διφοροποίηση της βλάστησης είνι υτές που σχετίζοντι με το υψόμετρο (υψομετρικό εύρος κι μέγιστο υψόμετρο). Επίσης η Sebastia (2004) νφέρει ότι η κλίση κι η μικροτοπογρφί επηρέσν την περιεκτικότητ του εδάφους σε υγρσί κι ευννόησν τη συγκέντρωση θρεπτικών στοιχείων στο έδφος. ΣΥΝΘΕΣΗ (%) 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 β β 800-1000 m 1000-1200 m > 1200 m ΠΕΡΙΟΧΕΣ β ΕΑ ΠΑ ΕΨ ΠΨ ΠΠ ΘΑΜΝΟΙ Eικόν 1. Ποσοστά συμμετοχής στη σύνθεση της βλάστησης των λιβδιών νά κτηγορί φυτών με την ύξηση του υψομέτρου, ΕΑ: Ετήσι Αγρωστώδη, ΠΑ: Πολυετή Αγρωστώδη, ΕΨ: Ετήσι Ψυχνθή, ΠΨ: Πολυετή Ψυχνθή, ΠΠ: Πλτύφυλλες Πόες. 62 Eλληνική Λιβδοπονική Ετιρεί
Σύμφων με τ δεδομέν της εικόνς 1 πρτηρήθηκε σττιστικά σημντική μείωση στ ποσοστά συμμετοχής των ετησίων ειδών, τόσο των γρωστωδών όσο κι των ψυχνθών στη σύνθεση της βλάστησης των λιβδιών με υψόμετρο >1200 μ. Αντίθετ η συμμετοχή των πολυετών ψυχνθών υξήθηκε σημντικά με την ύξηση του υψομέτρου των λιβδιών. Σε ότι φορά τις πλτύφυλλες πόες η συμμετοχή τους στη βλάστηση των λιβδιών δε μετβλήθηκε με την ύξηση του υψομέτρου. Στ λιβάδι με υψόμετρο μεγλύτερο των 1200 μ. η σττιστικά σημντική ύξηση της κλίσης του εδάφους ευνόησε την ύξηση της συμμετοχής των πολυετών γρωστωδών στη σύνθεση της βλάστησης, γιτί τ γρωστώδη έχουν θυσνώδες ριζικό σύστημ που νπτύσσετι κοντά στην επιφάνει του εδάφους κι έτσι τ είδη υτά μπορούν ν νπτυχθούν κλύτερ σε βθή εδάφη, σε σχέση με άλλες κτηγορίες φυτών (Korner 2003). Επίσης η υξημένη συγκέντρωση του εδάφους σε φωσφόρο στ λιβάδι με υψόμετρο 800-1000 μ. κι σε υτά με μεγλύτερο των 1200 μ. συνέβλε στην ύξηση της συμμετοχής των ετησίων κι πολυετών ψυχνθών στη σύνθεση της βλάστησης, κθώς σύμφων με τους (Νάστη κι Τσιουβάρ 1991) η προυσί του φωσφόρου στο έδφος ευνοεί ιδιίτερ την νάπτυξη των ψυχνθών. Τέλος η υξημένη συμμετοχή στη σύνθεση της βλάστησης των πολυετών ψυχνθών (Ππνστάσης κι Νοϊτσάκης 1992), συνέβλε στη σημντική ύξηση της περιεκτικότητς του εδάφους σε ολικό άζωτο προς όφελος των πολυετών γρωστωδών. Συμπεράσμτ Η ποικιλότητ των λιβδιών υξήθηκε στ λιβάδι με υψόμετρο μεγλύτερο των 1200 μ. Οι τοπογρφικές πράμετροι (υψόμετρο, κλίση) κι οι εδφικές (περιεκτικότητ σε άζωτο κι φωσφόρο) συνέβλν στην ύξηση του ριθμού των ειδών πό τις κτηγορίες των πολυετών γρωστωδών κι ψυχνθών φυτών κι επομένως στην ύξηση της ποικιλότητς των λιβδιών υτών. Βιβλιογρφί Brown, J.H., S.K. Morgan Ernest., J.M. Parody and J.P. Haskell. 2001. Regulation of diversity: maintenance of species richness in changing environments. Oecologia 126, (3): 321-332. Chapin, F.S. and C. Korner. 1994. Artic and alpine biodiversity: patterns, causes and ecosystem consequences. Trends in Ecology and Evolution, 9 (22): 45 47. Clarke, K.R. & R.M. Warwick. 1994. Change in marine communities: an approach to statistical analysis and interpretation. Natural Environment Research Council. U.K.: 1 114. Cook, C.W. and Stubbendieck. 1986. Range Research: Basic Problems and Technics. Soc. Range Manage. Denver, Co. pp. 317. Κorner, Ch. 2003. Alpine Plant Life (2 end ed.) Springer, Berlin, pp. 110. Lobo, J.M., I. Castro and J.C. Moreno. 2001. Spatial and environmental determinants of vascular plant species richness distribution in the Iberian Peninsula and Balearic Islands. Biological Journal of the Linnean Society, 73: 233 253. McNaughton, S. J. 1967. Nature. Lond, 216: 168-169. McNeely, J.A. 1994. Protected areas for the 21 st century: working to provide benefits to society. Biodiversity and Conservation, 3 (5): 390 405. Νάστης, Α.Σ. κι Κ.Ν. Τσιουβάρς. 1991. Διχείριση κι Βελτίωση Λιβδιών. Θεσσλονίκη. Ππνστάσης, Β.Π. κι Β. Νοϊτσάκης. 1992. Λιβδική Οικολογί. Θεσσλονίκη. Sebastia, M. T. 2004. Role of topography and soils in grassland structuring at the landscape community scales. Basic and Applied Ecology, 5 (4): 331 346. Λιβδοπονί Ξηροθερμικών Περιοχών 63
Σιάρδος, Γ.Κ. 1999. Μέθοδοι πολυμετβλητής σττιστικής νάλυσης. Μέρος πρώτο: Διερεύνηση σχέσεων μετξύ μετβλητών. Θεσσλονίκη. Sokal, R.R. and F.J. Rohlf. 1995. Biometry: the principles and practise of statistics in biological research. 3 rd edition. W. H. Freeman and Co., New York, pp. 887. Εffect of abiotic factors on grasslands diversity I. Pappas and Z. Koukoura Range Science Laboratory (P.O. box 236), School of Forestry and Natural Enviroment, Aristotle University of Thessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece Summary Grasslands diversity is the expression of the interaction of abiotic factors, as they differentiated along altitude gradient and the biotic ones (plants). The aim of this research was to study the effect of abiotic factors on grassland diversity. The research was conducted on Othrys mountain grasslands in central Greece at altitude range between 800 1500 m. The abiotic parameters which are related with plant s growth, as soil nitrogen and organic matter content and phosphorus concentration were measured from soil samples that were taken in depth of 0-20 cm from soil surface. Also the topographic parameters of experimental areas as altitude, inclination and exposition were measured. The plants diversity index of Shannon Weiner and Equitability were calculated from plants density measurement. The results showed that diversity increased in grasslands with altitude >1200 m. Also it was found that the interaction of the topographic (altitude, inclination) and soil (nitrogen, phosphorus) variables contributed to the increase of perennial grass and legume species and so to these grasslands diversity. Key words: Diversity index, altitude, inclination, nitrogen, phosphorus. 64 Eλληνική Λιβδοπονική Ετιρεί