Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
An attempt at interpreting the condition of the subalpine spruce forests environment in the Sudety Mts. based on the characteristics of epigeic rove beetles communities (Coleoptera, Staphylinidae) Andrzej Mazur Institute of Forest Entomology, Poznań University of Life Sciences, Wojska Polskiego 71c, 60-625 Poznań,
[email protected]
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Contents … Staphylinidae
as tools of forest ecosystem valorization
O kusakach w bioindykacji
Subalpine spruce forest is … Features of epigeic rove beetles community
O świerczynie górnoreglowej
O kusakach w borach górnoreglowych
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Staphylinidae step by step: zarys morfologii
Diversity in : - morphology - taxonomy - ecology
Short elytras + naked and moving abdomen
Staphylinus caesareus Cederhjelm, 1798 www.colpolon.biol.uni.wroc.pl
By M. Kozłowski. Chrząszcze Polski
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Staphylinidae step by step: różnorodność morfologiczna
Tachyusida gracilis (Er., 1837)
Proteinus atomarius Er., 1840 Zdjęcia chrząszczy wg BOROWIEC L. 2009. Iconographia Coleopterorum Poloniae. www.colpolon.biol. uni.wroc.pl
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Staphylinidae step by step: różnorodność taksonomiczna Scaphidium quadrimaculatum Ol., 1790
Pselaphus heisei Hrbst., 1792
Oxyporus rufus (L., 1758)
Stenus ater Mann., 1831 Lordithon speciosus (Er., 1839) Quedius vexans Eppelsheim, 1881
Zdjęcia chrząszczy wg BOROWIEC L. 2009. Iconographia Coleopterorum Poloniae. www.colpolon.biol. uni.wroc.pl
?
Scydmaenus rufus Müller et Kunze, 1822
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Examples of bioindication of forest ecosystems with the use of Staphylinidae
Identification of species composition of communities for many types of forests:
in Puszcza Białowieska Forest (Szujecki ed. 2001, 2006), for crowberry coniferous forests – Empetro nigriPinetum (Smoleński 2000)
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Phytosociological classification : Calamagrostio villosae-Piceetum SCHLÜTER, 1969 = Plagiothecio-Piceetum hercynicum = Piceetum hercynicum Spruce forest conditioned by climate, forming subalpine forest in the Sudety Mts. and other mountains of the hercynian forest.
Distribution in Poland: from ca. 1000 to 1390 m a.s.l. (Mały Szyszak) in the Karkonosze Mts., Izerskie Mts. on Śnieżnik Kłodzki, in the Bialskie Mts., in the top part of the Orlickie and Sowie Mts. - total 117.2 km2
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
High mountain spruce forest and the environmental disasters from 1976-1990
* Dane po fotogrametrycznej inwentaryzacji stanu drzewostanów
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Don’t imitate
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Research on Staphylinidae community of subalpine spruce forest in the Sudety Mts. by A. Mazur (2012)
Fundamental questions: How do species of rove beetles live in the high mountain spruce forest? What can we say about Staphylinidae community in the subalpine spruce forest ?
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Research on Staphylinidae community of high mountain spruce forest in the Sudety Mts. by A. Mazur (2012) Period of research: 2004-2006 Field of research –
30 plots (see map)
Method of collecting: Barber’s traps; 752 tests (24-
hour trap) Analysis: quantitative structure
dominant structure fidelity of the species to the habitat species variety and richness biomass structure similarity nature value.
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Results – quantitative structure and dominationtion Range
N (number 0f
n ((number of
species)
individulas
Karkonosze
122
5 683
G. Izerskie
77
1 428
G. Sowie
60
553
Śnieżnik Kł.
75
4 846
Czarna Góra
68
583
G. Bialskie
92
1 909
Total
189
15 002
Dominant species
n
D%
Atheta tibialis (Heer, 1839)
4 010
26,73
A. aeneipennis Thoms., 1856
2 795
18,63
Quedius punctatellus (Heer, 1839)
1 587
10,58
A. tibialis (Heer, 1839)
Q. punctatellus (Heer, 1839) A. aeneipennis Thoms., 1856 Photo L. Borowiec, www.colpolon.uni.wroc.pl
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Results – quantitative structure and dominationtion
Juvennile forests+ peat form of CvPiceetum
Changeability of the number of species on the research plots
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Results – quantitative structure and dominationtion
Ryc. 3.3.1. Zmiany liczebności najliczniejszych gatunków na powierzchniach badawczych (powierzchnie uszeregowano wg pasm górskich (Góry Bialskie: 1, 2, 16-18, Góry Izerskie: 11-12, Góry Sowie: 26-29, Czarna Góra: 19-21, Śnieżnik Kłodzki: 89, 22-25, Karkonosze: 3-7, 12-15, 30)
Changes of the frequency of dominant species
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Results – relict species (specific) and alien (ubuquistic) species as an effect synantropization Share of relict (R) species is the highest in the Bialskie and Izerskie Mts. and on Śnieżnik Kłodzki. It remains on the average level in the Karkonosze Mts. It is higher in the grass variant of phytocoenosis
Oxypoda parvipennis Eppelsheim, 1891 Foto: L. Borowiec, www.colpolon.uni.wroc.pl
Ex coll. A. Mazur
The Puszcza Białowieska Forest F0 = 25.0 Research plots – 11.46
The Puszcza Białowieska Forest index R = 10.2 Reseaaech plorts R = 17.4
Share of alien species (F0) is the highest in the Izerskie Mts. And they haven’t been noticed at all on Śnieżnik Kłodzki. It remains on the average level in the Karkonosze Mts. It is higher in the grass variant of phytocoenosis, and the lowest in the peat variant.
Aleochara bipustulata (Linnaeus ,1769) Foto: L. Borowiec, www.colpolon.uni.wroc.pl
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Generally low biomass of communities at surprisingly high share of big forms in juvenile forests in the Izerskie and Sowie Mts.
Graphic presentatiion of RBD index distribution of Staphylinidae communities on research plots
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Biomass comparison Community biomass is defined with the number of individuals of Ph. decorus Subalpine forests: 7.66 – 315.57 The Puszcza Białowieska forest: 9526.0
Philonthus decorus (Grav., 1802)
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Similarity analysis of the community Diagram drzewa Metoda Warda Ward's method
Community „A. tibilis-A. aeneipennis
Community „A. tibilis-Q. puntatellus”
Domination of A. aeneipennis
Numer powierzchni badawczej Number of plots
Odległ. euklidesowa 1 29 17 23 26 5 19 28 21 12 30 27 2 20 16 4 7 18 10 22 6 14 11 8 24 25 13 9 3 15 0,00
0,05
0,10
0,15
Odległość wiązania Linkage distance
Plots similarity analysis (dimination of species) in the high mountain spruce forests by means of Ward’s method
0,20
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Ecologycal value of the community Diagram drzewa Metoda Warda Odległ. euklidesowa
Forests in regenerating phase
Destoyed stands Stable fostests ca. 200 year old
1 21 28 5 19 23 17 26 12 29 30 2 14 zgrup. model. 6 16 20 22 27 4 7 18 25 13 24 10 11 3 15 8 9
Numer powierzchni Number of plot
Forests in low mountains + juvenile stands + peat plots
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Odległość wiązania Linkage dinstance
Plots similaryty analysis (ecologycal value of the community) in the high mountain spruce forests by means of Ward’s method
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Hypothesis: Treeless phasse may favor an invasion of allien species
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Variable reg.dol reg.gor sci but sci tra dstan
Marginal Effects Var.N Lambda1 2 0.28 3 0.28 4 0.28 5 0.28 1 0.18
Variable reg.dol dstan sci but
Conditional Effects Var.N LambdaA 2 0.28 1 0.19 4 0.16
P 0.066 0.550 0.834
F 1.29 0.87 0.69
Environmental variables are not statistically significant for the species distribution
Evaluation of the role of environmental variables for the distribution of Staphylinidae on ski routes on Szrenica Monte Carlo test, analysis CCA
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Variable reg.dol reg.gor sci but sci tra dstan
Marginal Effects Var.N Lambda1 2 0.07 3 0.07 4 0.05 5 0.05 1 0.04
Variable reg.dol dstan sci but
Conditional Effects Var.N LambdaA 2 0.07 1 0.04 4 0.03
P 0.298 0.576 0.718
F 1.17 0.71 0.42
Environmental variables are not statistically significant for the species distribution
Evaluation of the role of environmental variables for the distribution of Staphylinidae on ski routes on Szrenica Monte Carlo test, analysis RDA
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Conclusions (1) (old, 200-year old) forests of natural structure are characterized by: open and unstable communities, of high share of mountainous and forest species domination of mountainous species from the genus Atheta Thoms., whose frequency seems to depend on the kind of forest litter
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Conclusions (2) Danse forests (no destruction) 15-170-year old forests are characterized by: unstable and unclosed communities of high share of mountainous and forest species domination of Atheta tibialis and Quedius punctatellus
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Conclusions (3) The juvenile forests are characterized by: open and unstable communities, of high share of mountainous, alpine, arctic relict but also allien species domination of Atheta aeneipennis
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Conclusions (4) Peat plots are stable and completely closed systems with specific species
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
Conclusions (5) The Sowie Mts. do not have alpine fauna at all
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014
The End
Leśnictwo w górach i rejonach przemysłowych, Kraków 22-23.09.2014