Επίδραση της έντασης της βόσκησης στα λειτουργικά χαρακτηριστικά των φυτικών ειδών του υπορόφου σε βοσκόμενα δρυοδάση

Abstract

There is a great interest in understanding how management practices affect the long-term sustainability of oak silvopastoral ecosystems and mainly their influence on the floristic diversity and on the functional characteristics of plants. The aim of this doctoral thesis is to examine the effects of the relative grazing intensity on the functional characteristics of plants in a grazed open canopy oak forest dominated by Quercus frainetto. The research is conducted in the area of Pentalofos, which is located in Evros region, NE part of Greece. The oak forest of Pentalofos occupies a total area of 10,200 ha. The area is grazed mainly by goats. The distance from the goat corral was used to represent relative grazing intensity. After recording of the main movement paths of the animals, the four most frequent were selected and in early June of 2014 2015 and 2016 vegetation samples were selected. Vegetation cover, species composition and the annual production of the herbaceous vegetation were measured at different grazing intensity regimes and floristic diversity indices were determined. From functional traits of plants, categorical characteristics: life history, life form, growth form, clonality, spinescence and continuous characteristic: plant height were measured, as well as the continuous traits: leaf area, specific leaf area, leaf dry matter content, specific stem density and stem dry matter content were measured. Furthermore, the effect of inter-annual variability of climatic conditions on all vegetation characteristics were determined. Grazing intensity did not significantly affect the vegetation cover and floristic diversity. On the contrary, it significantly affected annual production, which was significantly higher under very heavy grazing intensity. Of the continuous functional traits, grazing did not significantly affect life history, life form, clonality and spinescence. It significantly affected climbers which is one of the categories of growth form and were significantly higher under light grazing intensity. Τhe inter-annual variability of climatic conditions did not affect vegetation cover. However, it affected annual production where the higher value was recorded in the dry year. Also, the inter-annual variability of climatic conditions affected the Shannon - Weiner (H), Equitability (J), Simpsons (C) and Simpsons (E) indices. The lowest value for these indices was recorded in the wet year and the highest in the dry year. The inter-annual variability of climatic conditions it not affected life history, life form, growth form and spinescence. In contrast, affected significantly clonal belowground species from clonality. The higher and lower value for species with rhizomes and bulbs was found in the dry year respectively. According to the results of the continuous functional traits it was found that the 15 most common plants in ecosystem which were studied, follow two adaptive strategies to resistance in grazing intensity, tolerance and avoidance to grazing. Trifolium alpestre, Luzula forsteri and Achnatherum bromoides exhibit tolerance strategy to grazing, but Poa nemoralis adopt avoidance strategy to grazing. Whereas Cotinus coggygria, Cistus creticus, Carex flacca, Tanacetum corymbosum, Chamaecytisus hirsutus, Teucrium chamaedrys, Cynosurus echinatus, Dactylis glomerata, Potentilla recta, Comandra umbellata and Viola alba exhibited mixed tolerance-avoidance strategies to grazing. Plants adopt two main strategies to exhibit drought, tolerance and avoidance to drought. Carex flacca adopt tolerance strategy to drought, but Poa nemoralis exhibit avoidance strategy to drought. Whereas Dactylis glomerata, Viola alba, Tanacetum corymbosum and Teucrium chamaedrys, exhibited mixed tolerance-avoidance strategies to drought. Plant functional traits provide important information on plant survival and response to grazing and inter-annual variability of climatic conditions and can help for the right predict species susceptibility and mortality under grazing and drought conditions.

Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την κατανόηση της επίδρασης των πρακτικών διαχείρισης στη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των δασολιβαδικών οικοσυστημάτων δρυός και ιδιαίτερα την επίδραση τους στη χλωριδική ποικιλότητα και στα λειτουργικά χαρακτηριστικά των φυτών. Σκοπός της διατριβής ήταν η διερεύνηση της επίδρασης της έντασης της βόσκησης στα λειτουργικά χαρακτηριστικά των φυτών σε βοσκόμενα δρυοδάση ανοιχτής συγκόμωσης που κυριαρχούνται από Quercus frainetto. Η έρευνα διεξήχθη στο βορειοδυτικό τμήμα του Ν. Έβρου, στις βορειοανατολικές παρυφές του ορεινού όγκου της Ροδόπης στο δρυοδάσος του Πενταλόφου, συνολικής έκτασης 10.200 ha. Η περιοχή βόσκεται κυρίως από αίγες. Η απόσταση από το στάβλο των ζώων χρησιμοποιήθηκε για να αντιπροσωπεύσει τη σχετική ένταση της βόσκησης. Μετά από την καταγραφή των διαδρομών κίνησης των ζώων επιλέχθηκαν οι τέσσερεις συχνότερες και σε αυτές πραγματοποιήθηκαν οι μετρήσεις στις αρχές Ιουνίου των ετών 2014, 2015 και 2016. Ανά διαφορετική ένταση βόσκησης, η φυτοκάλυψη, η σύνθεση της βλάστησης και η ετήσια παραγωγή της ποώδους βλάστησης μετρήθηκαν και προσδιορίσθηκε η χλωριδική ποικιλότητα. Από τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των φυτών, μελετήθηκαν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά: η διάρκεια ζωής, η βιοτική μορφή, η μορφή ανάπτυξης, η μορφή αναβλάστησης, η ακανθότητα και τα ποσοτικά χαρακτηριστικά: το ύψος του φυτού, η φυλλική επιφάνεια, η ειδική φυλλική επιφάνεια, η περιεκτικότητα σε ξηρά ουσία στο φύλλο, η ειδική πυκνότητα βλαστού και η περιεκτικότητα σε ξηρά ουσία στο βλαστό. Ακόμη, μελετήθηκε η επίδραση της μεταβλητότητας των κλιματικών συνθηκών μεταξύ των ετών σε όλα τα χαρακτηριστικά της βλάστησης. Η ένταση της βόσκησης δεν επηρέασε σημαντικά τη φυτοκάλυψη και τη χλωριδική ποικιλότητα. Αντίθετα, επηρέασε σημαντικά την παραγωγή, η οποία ήταν σημαντικά μεγαλύτερη υπό συνθήκες πολύ βαριάς έντασης βόσκησης. Από τα ποιοτικά λειτουργικά χαρακτηριστικά, η βόσκηση δεν επηρέασε σημαντικά τη διάρκεια ζωής, τη βιοτική μορφή, τη μορφή αναβλάστησης και την ακανθότητα. Επηρέασε σημαντικά τα αναρριχητικά φυτά από τις κατηγορίες μορφών ανάπτυξης, τα οποία ήταν σημαντικά περισσότερα υπό συνθήκες ελαφράς έντασης βόσκησης. Η μεταβλητότητα των κλιματικών συνθηκών μεταξύ των ετών δεν επηρέασε τη φυτοκάλυψη. Ωστόσο, επηρέασε την ετήσια παραγωγή, όπου η υψηλότερη τιμή καταγράφηκε το ξηρό έτος. Επίσης, η μεταβλητότητα των κλιματικών συνθηκών μεταξύ των ετών επηρέασε τους δείκτες Shannon – Weiner (H), Equitability (J), Simpsons (C) και Simpsons (E). Η χαμηλότερη τιμή για αυτούς τους δείκτες καταγράφηκε το υγρό έτος και η υψηλότερη το ξηρό. Η μεταβλητότητα των κλιματικών συνθηκών μεταξύ των ετών δεν επηρέασε τη διάρκειας ζωής, τη βιοτική μορφή, τη μορφή ανάπτυξης και την ακανθότητα. Αντίθετα, επηρέασαν σημαντικά από τη μορφή αναβλάστησης τα αναβλαστάνοντα υπόγεια είδη, η υψηλότερη και η χαμηλότερη τιμή αντίστοιχα για τα είδη που σχηματίζουν ριζώματα και βολβούς βρέθηκε το ξηρό έτος. Με βάση τα αποτελέσματα των ποσοτικών λειτουργικών χαρακτηριστικών διαπιστώθηκε ότι τα 15 περισσότερο κοινά φυτά στο οικοσύστημα τα οποία μελετήθηκαν ακολουθούν δύο στρατηγικές προσαρμογής για να αντέξουν στην ένταση της βόσκησης, την ανοχή και την αποφυγή της βόσκησης. Τα είδη Trifolium alpestre, Luzula forsteri και Achnatherum bromoides υιοθετούν τη στρατηγική ανοχής στη βόσκηση, ενώ το είδος Poa nemoralis υιοθετεί τη στρατηγική αποφυγής στη βόσκηση. Τα είδη Cotinus coggygria, Cistus creticus, Carex flacca, Tanacetum corymbosum, Chamaecytisus hirsutus, Teucrium chamaedrys, Cynosurus echinatus, Dactylis glomerata, Potentilla recta, Comandra umbellata και Viola alba υιοθετούν και τις δύο στρατηγικές. Για να αντέξουν στην ξηρασία τα φυτά αυτά ακολουθούν δύο στρατηγικές, την ανοχή και την αποφυγή της ξηρασίας. Το είδος Carex flacca υιοθετεί τη στρατηγική ανοχής στην ξηρασία ενώ, το είδος Poa nemoralis υιοθετεί τη στρατηγική αποφυγής στη ξηρασία. Τα είδη Dactylis glomerata και Viola alba, Tanacetum corymbosum και Teucrium chamaedrys, υιοθετούν και τις δύο στρατηγικές μαζί. Τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των φυτών προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες για την επιβίωση και την απόκριση των φυτών στη βόσκηση και στη μεταβλητότητα των κλιματικών συνθηκών μεταξύ των ετών και μπορούν να βοηθήσουν στη σωστή πρόβλεψη της ευαισθησίας και της θνησιμότητας των ειδών σε συνθήκες βόσκησης και ξηρασίας.