A Pinus radiata és három őshonos fafaj lomtalanulása

CHRISTOPHER H. LUSK 1, CESAR DONOSO 1, MYLTHON JIMÉNEZ 1, CAROLINA MOYA 1, GISELA
OYARCE 1, RODRIGO REINOSO 1, ALFREDO SALDAÑA 1, PAOLA VILLEGAS 1 & FRANCISCO MATUS 2

1 Növénytani Tanszék, Concepcióni Egyetem, Casilla 160-C, Concepción, Chile, e-mail: [email protected]
2 Talcai Egyetem Mezőgazdasági Termelési Tanszék, Talca, Chile

Kulcsszavak: specifikus levélfelület, tápanyagciklus, levél nitrogén, Nothofagus, egzotikus ültetvények.

Kulcsszavak: egzotikus ültetvények, levél nitrogén, Nothofagus, tápanyagciklus, specifikus levélfelület.

BEVEZETÉS

Chile déli-középső részének nagy kiterjedésű területeinek egzotikus faültetvényekké történő átalakítása aggodalmat keltett az ilyen változások lehetséges környezeti következményei miatt (Lara & Veblen 1993). A biológiai sokféleségre gyakorolt nyilvánvaló hatáson kívül az utóbbi években az egzotikus ültetvények hatását vizsgálták a terület vízmérlegére és a vízgyűjtő víz hozamára (pl. Huber 1992 1, Otero et al. 1994). E változások más ökoszisztéma-folyamatokra és tulajdonságokra gyakorolt lehetséges hatásai azonban még mindig kevés figyelmet kaptak. A betelepített fajok hatása Pinus különös figyelmet érdemelnek, tekintve, hogy e nemzetség egyes fajai bizonyítottan képesek behatolni a természetes és félig természetes növényzetbe a déli félteke országaiban (Richardson et al. 1994). Ezért a betelepített fenyők nemcsak az ültetvényekhez rendelt ágazatokban, hanem a beavatkozott és invázióra hajlamos őshonos növényzetben is megváltoztathatják az ökoszisztéma tulajdonságait (Versfeld és Van Wilgen 1986).

Más országokban dokumentálták, hogy egyes tűlevelű fajok a lassú bomlás miatt hajlamosak nagy mennyiségű detritus felhalmozódására (Vogt et al. 1986, Dames et al. 1998, Silvester & Orchard 1999). Az első forgatás óta P. radiata Chilében más típusú növényzet (őshonos erdők és cserjék, gyepek) alatt kifejlődött talajokon növekszik, ha a levélalom bomlási sebessége P. radiata lényegesen eltér az előző vegetációétól, az egymást követő rotációk során várhatóan megváltozik a tápanyagok hozzáférhetősége, és ezért a terület termelékenysége. Ebben a cikkben dokumentáljuk a levélszemek mezei lebomlási arányát. P. radiata és Chile dél-középső részén a három leggyakoribb őshonos fafaj: Nothofagus obliqua (Mirb.) Oerst, Cryptocarya alba (Mol.) Lazább és Peumus boldus Mol. Annak érdekében, hogy megvizsgálhassuk mind a faj, mind a környezet hatását a bomlási sebességre, a négy faj mintáit inkubáltuk egy másodlagos őshonos erdő alatt és egy P. radiata, szomszédos telephelyeken találhatók.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Tanulmányi hely

A vizsgálatot Santa Juana városában (északi szélesség 37 ′, ny. H. 55 ° 55 ′) végezték, Concepcióntól 50 km-re délre. Az almot két környezetben gyűjtötték és inkubálták: egy másodlagos őshonos erdőben, amelyben dominál Nothofagus obliqua Y Cryptocarya alba, és állványa Pinus radiata 10 éves, spontán regenerálódott egy korábbi 30 éves ültetvény kivágása után. Ezért a második helyet folyamatosan elfoglalta P. radiata 40 évig. Az őshonos erdő négy legnagyobb fáját fúrták, a legnagyobb kb. 100 növekedési gyűrű. Mindkét helyet több évszázadon át művelték az erdőtakaró helyreállítása előtt. Mindkét helyet a keleti kitettség mérsékelt lejtőin találták, 20-25 esetében P. radiata, az őshonos erdőnél pedig 25-30. Mély vályogtalajok (> 70 cm) voltak jelen mindkét helyen. Az erdei lombkorona sűrűségének a hőállapotokra és a bomlási sebességre gyakorolt lehetséges hatásának értékeléséhez egy LAI-2000 lombkorona elemzőt (Li-Cor Inc. Lincoln, Nebraska) alkalmaztunk a lombkorona nyitási százalékának mérésére minden helyszínen 15 véletlenszerű foltban.

Inkubációk

1999 áprilisában egy hét alatt hulladékot gyűjtöttek P. radiata és az őshonos erdő három leggyakoribb faja közül (Nothofagus obliqua, Cryptocarya alba, Peumus boldus) árnyékolt hálós csapdákon. Az almot fajonként szétválasztottuk, és 2,0 g (száraz tömeg) mintákat árnyékos hálós tasakokba zártunk, 2,5 x 2,0 mm nyílással. Ez a nyílás számos gerinctelen detektivor számára teszi hozzáférhetővé a táskák belsejét, de minimalizálja a töredezettségvesztést (Douce & Crossley 1982). 1999. május elején minden faj nyolc példányát temették el az alomrétegben, minden helyszínen, körülbelül két centiméter mélységben. A táskákat a legközelebbi fa tövéhez kötötték, hogy megakadályozzák veszteségüket. Két hónap elteltével (1999. július eleje) négy ismétlést nyertünk a száraz fogyás meghatározása céljából. Hat hónap után (1999. november eleje) a négy megmaradt utórengés helyreállt.

A száraz tömeg vesztesége a bomlás során nem lineáris folyamat, hanem az elsőrendű kibernetikának engedelmeskedik (Matus & Rodríguez 1994):

ahol y = a fennmaradó száraz tömeg, Ao = kezdeti száraz tömeg, t = idő. Ezért az abszolút száraz tömegveszteség mérése mellett kiszámították a napi súlycsökkenési arányokat is. A következő egyenlet szolgált az első rendű nemlineáris sebesség eléréséhez:

A levélszerkezet és a kémia összefüggéseinek feltárása érdekében a bomlási sebesség interspecifikus változásaival megmértük a levél fajlagos területét (AFE) és az alom teljes nitrogéntartalmát (1. táblázat). Az EFA-t úgy határoztuk meg, hogy a minták vetített területét Li-COR 3000 területfoliométerrel megmértük, elosztva a területet száraz tömeggel. Az összes nitrogént Kjeldahl-módszerrel határozták meg, a Talaj- és Növényelemző Laboratóriumban, Universidad de Concepción.

Statisztikai analízis

A multifaktoriális varianciaanalízist (ANDEVA) alkalmazták a fajok és a környezet hatásának meghatározására az alom lebomlási sebességére. Korrelációk révén megvizsgálták a bomlási sebesség interspecifikus változásának összefüggéseit a fajlagos levélterülettel és az alom teljes N értékével, logaritmikusan átalakítva az AFE adatait a kapcsolat linearizálásához. Az összes elemzést a JMP Statistical Software (SAS Inc.) segítségével végeztük.

Két hónapos inkubálás után az átlagos száraz súlycsökkenés 16% között változott Cryptocarya alba és 23,5% a Nothofagus obliqua (1A. Ábra). Az ANDEVA jelezte, hogy mind a faj, mind a környezet jelentős hatást gyakorolt a bomlási sebességre (2. táblázat), a P. radiata (1A. Ábra). Nem volt bizonyíték a fajok és a környezet közötti kölcsönhatásra (2. táblázat). Az egyes fajok között csak az elválasztó lényeges különbségek voltak C. alba nak,-nek N. obliqua Y P. boldus (Tukey-Kramer HSD teszt, P -1 nap -1) minden fajnál egyértelműen magasabb volt az inkubáció első két hónapjában, mint az azt követő négy hónapban (2. ábra).