Geografijos metraštis, Nr. 55-56, 2022-2023 | DOI: https://dx.doi.org/10.5200/GM.2023.3
Vasarė Tamašauskaitė, Rasa Šimanauskienė
Vilniaus universiteto Chemijos ir geomokslų fakulteto Geomokslų instituto Geografijos ir kraštotvarkos katedra / Vilnius University, Faculty of Chemistry and Geosciences, Institute of Geosciences, Department of Cartography and Geoinformatics
Įvadas
Ieškant atsakymo, kas yra retasis augalas, botanikos žodynuose aptinkama retumo (angl. rarity) sąvoka. Ją paaiškinti sudėtinga, kadangi autoriai gan painiai ir dviprasmiškai bando apibrėžti šį terminą. Augalų retumas apibūdinamas keliomis sąlygomis: geografiniu paplitimo mastu, pasireiškimo geografiniame diapazone (izoliuotumas, endemizmas, t. y. siauras geografinis diapazonas) dažniu, populiacijos dydžiu – augalų bendrija, geografinės aplinkos specifiškumu (Izco, 1998; Drury, 1980), kartais išskiriamos netgi grėsmės, aplinkosauginės situacijos sunkumas (USDA, 2022). Plėtojantis augalų ekologijos tyrimams, vis labiau prieinama prie išvadų, jog rūšys tampa ir gali būti vadinamos retosiomis, kadangi nesugeba konkuruoti su įprastais augalais arba įsikuria ten, kur sukcesija yra ankstyvos stadijos (Griggs, 1940).
Žymiai paprastesnis ir lengvesnis apibūdinimas taikomas vaistiniams augalams (Hensel, 2007). „Visuotinėje lietuvių enciklopedijoje“ rašoma, kad tai augalai, turintys gydomųjų savybių, dažnai vadinami supaprastintai – žolelėmis (angl. herbs). Iš esmės augalai, sintetinantys cheminius junginius: gleivines, karčiąsias, raugines, eterines medžiagas, saponinus, alkaloidus, flavonoidus ir t. t. (Gershenzon ir Ullah, 2022; Hensel, 2007). Daugelis vaistinių augalų rūšių nėra reiklios aplinkos sąlygoms – pliurizoninės rūšys (Naumavičius, 2013).
Klimato, edafiniai, orografiniai, biotiniai kompleksai daro įtaką augalų paplitimui, jų išvaizdai (Natkevičaitė-Ivanauskienė, 1983). Pasaulyje vis daugėja tyrimų, kuriais stengiamasi aiškintis tiek retųjų, tiek vaistinių augalų paplitimą, teritorinės kaitos tendencijas (Zhu ir kt., 2023; Foziljonov, 2022; Abella ir kt., 2023; Xi ir kt., 2022). Tyrimams pagrįsti naudojami įvairūs metodai: indeksai, ekologinių rodiklių reikšmės, kuriomis remiantis atliekamos ekologinių augimo sąlygų analizės.
Ekologinių rodiklių reikšmės yra labiausiai paplitęs ir pakankamai efektyvus metodas rūšių geografiniam pasiskirstymui įvertinti (Zolotova ir kt., 2023). Jau seniai pastebėta, kad kai kurios augalų rūšys turi savitas bioindikacines savybes – skirtingai reaguoja į abiotines sąlygasː drėgmę, šviesą, temperatūrą, dirvožemio savybes. Toms sąlygoms įvertinti naudojamos skalės, pagal kurias ekologinis veiksnys įvertinamas balu (Ozolinčius, 2005). Europoje plačiai taikoma Elenbergo skalė, aprašyta 1974 m. monografijoje „Vidurio Europos induočių augalų rodikliai“ (Ellenberg, 1974), šiuo metu jau yra keletas papildytų jos variantų, kuriuose pateikiami ir samanų bei kerpių ekologinių veiksnių rodikliai. Elenbergo skalės taikymas gali būti gan problematiškas, kadangi ji specialiai sukurta ir pritaikyta Vidurio Europos sąlygoms, tačiau atlikus verčių modifikacijas buvo sudarytos labiau regioniškesnės vertės Europos šalims: Čekijai, Italijai, Vengrijai, Ukrainai, Didžiajai Britanijai, Švedijai (Chytry ir kt., 2018; Guarino ir kt., 2012; Borhidi, 1995; Didukh, 2011; Hill ir kt., 2002; Diekmann, 1995).
Geobotanikai linkę tokias skales vertinti kritiškai, vien dėl jau minėto regionalumo ir dėl to, kad skalėse neatsižvelgiama, iš kurio dirvožemio horizonto augalas maitinasi, naudoja drėgmę ir maisto medžiagas, tačiau tai visgi išlieka kaip vienas iš paplitimo sąlygų tyrinėjimų būdų (Ozolinčius, 2005). Elenbergo skale galima įvertinti buveinių tinkamumą retųjų augalų rūšims, prognozuoti augalų rūšių paplitimą ir gausą skirtingomis aplinkos sąlygomis.Be to, ji gali būti naudojama nustatant buveinių ypatybes, kurios yra būtinos retųjų augalų rūšims išlikti ir augti (Tichy ir kt., 2023). Apibendrinant, galima teigti, kad Elenbergo rodiklių reikšmės yra naudinga priemonė retųjų augalų tyrimams, nes jos suteikia standartizuotą ir kiekybinį metodą, leidžiantį įvertinti augalų toleranciją aplinkos veiksniams ir numatyti jų paplitimą
bei gausą skirtingomis sąlygomis.
Kitas ekologinis rodiklis, kuris taikomas tyrimuose, – Braun-Blanquet skalė, pagal kurią tiriami konkrečių rūšių kompozicijos modeliai, augalų gausumas teritorijoje (Wikum ir Shanholtzer, 1978). Ji vertinama kaip greitas vizualinis vertinimo metodas, nes nereikia imti mėginių, todėl dideli plotai yra išžvalgomi greitai (Dictionary of botany, 2022), tačiau pagal ją nevertinamos konkrečių augalų aplinkos sąlygos. Šio rodiklio reikšmės gali būti naudojamos augalų bendrijų sudėčiai ir struktūrai apibūdinti, kiekybiškai įvertinus retųjų augalų rūšių gausą ir dažnumą skirtinguose augmenijos tipuose (Wikum ir Shanholtzer, 1978).
Be ekologinių rodiklių, naudojami ir įvairūs indeksai. Yra keletas indeksų, kuriais galima analizuoti augalų paplitimo modelius. Vienas iš tokių Simpsono įvairovės (angl. Simpson diversity) indeksas, kuriuo matuojama augalų rūšių įvairovė ir tolygumas tam tikroje vietovėje, atsižvelgiant ir į rūšių skaičių, ir į santykinę kiekvienos rūšies gausą (Nagendra, 2002). Yra ir kitas rūšių tolygumą ir įvairovę matuojantis rodiklis – tai Šenono (angl. Shannon) indeksas. Tačiau jis jautresnis retoms rūšims ir turi didesnį verčių diapazoną (Nagendra, 2002). Remiantis Buzas ir Hayek (Buzas ir Hayek, 1997) rekomendacijomis, Fišerio indeksas geriausiai atspindi rūšių įvairovę, kadangi naudojamas palyginimui tarp rodiklių, į kuriuos patenka skirtingas skaičius atskirų individų. Visi aptarti indeksai gali suteikti vertingų įžvalgų apie augalų bendrijas, formuojančius pasiskirstymo modelius ir ekologinius procesus.
Lietuvoje pasinaudojus Elenbergo skale ir Fišerio indeksu buvo atlikta autochtoninės dendrofloros ekologinė charakteristika (Ozolinčius, 2005). Tik Elenbergo skale – Tuputiškių geomorfologinio draustinio dendrofloros ekologinė analizė (Molockij, 2020), taip pat retųjų augalų tyrimuose – smiltyninio ir miškinio lendrūnų (Calamagrostis epigeyos ir Calamagrostis arundinacea) paplitimo analizė (Sasnauskienė ir Marozas, 2013), o regioniniai tyrimai naudojantis šia skale yra atlikti su Varėnos rajone augančiais augalais, įrašytais į Lietuvos raudonąją knygą, jų paplitimo sąlygomis (Vitkauskienė, 2006). Kituose lietuvių moksliniuose tyrimuose Elenbergo bei Braun-Blanquet skalės buvo panaudotos norint suprasti, kokiomis sąlygomis ir kaip paplitęs vaistinis augalas keturbriaunis čiobrelis (Thymus pulegioides) (Ložienė ir Vaičiulytė, 2017). Pasinaudojus Čekijai pritaikyta Elenbergo bei Braun-Blanquet skalėmis buvo padarytas retojo augalo – melsvojo mėlito (Sesleria caerulea) ekologinių sąlygų vertinimas. Braun-Blanquet skalė labiau panaudota tiriant augaliją Kairių ežere, Mūšos pakrantėse, taip pat Lietuvos savaiminių vaistinių induočių ekologinių duomenų analizei (Cironka, 2012; Ališauskaitė, 2004; Naumavičius, 2013). Taigi Lietuvoje dažniausiai tyrimai atliekami naudojantis ekologinėmis skalėmis nei indeksais ir yra tiriamos atskiros augalų rūšys, o ne augalų rūšių kompleksai ir tų kompleksų unikalios sąlygos, kuriose auga augalai.
Šis tyrimas išsiskiria iš visų kitų prieš tai vykdytų tuo, kad jame pritaikoma 2023 m. pasirodžiusi nauja Elenbergo tipo Europos induočių augalų indikatorinė skalė (Tichy ir kt., 2023), kurios reikšmėmis remiantis atliekamas Puvočių apylinkių ekologinių sąlygų teorinis modeliavimas, ir panaudojamas Fišerio indeksas. Puvočių apylinkės dėl didelės bioįvairovės, skirtingų natūralių buveinių ir biotopų gausos išsiskiria Lietuvos kontekste (Lapelė, 2012). Kontinentiniai smėlynai, įvairių tipų pelkės, spygliuočių miškai (šilai), pievos, Merkio, Grūdos, Skroblaus upių slėniai sukuria sąlygas plisti retųjų ir vaistinių augalų rūšims. Čia vyraujantys poledynmečio upių smėlynai lėmė, kad iš Pietryčių ir Centrinės Europos į šį kraštą atkeliavo smėlinguose dirvožemiuose augančių augalų rūšys, kurios kitose Lietuvos vietose sutinkamos rečiau. Prie šių rūšių atsiradimo prisidėjo Nemuno, Merkio ir kitų jų upyno upių slėniai (Dzūkijos nacionalinis parkas, 2023). Kita vertus, teritorijoje susiduriama ir su tam tikromis kraštovaizdžio, žemės dangos transformacijos problemomis. 1995–2018 m.
Varėnos rajono savivaldybės teritorijoje vyko aktyvūs žemės dangos pokyčiai (7,1–9 proc.) (Lietuvos Respublikos…, 2019), o miškai patenka į tokią ūkinių miškų kategoriją, kurioje vyksta minėtieji žemės dangos pokyčiai: miškų kaita su plynais kirtimais bei teritorijos renatūralizacija (Lietuvos Respublikos…, 2019). Vadinasi, svarbu suvokti, jog miškų kaitos ir kirtimų kontekste reikia ištirti, kokios ekologinės sąlygos leidžia retiesiems ir vaistiniams augalams sėkmingai tarpti Puvočių apylinkėse.
Tikslas: atlikti retųjų ir vaistinių augalų ekologinių sąlygų įvertinimą Puvočių apylinkėse. Uždaviniai:
- Įvertinti retųjų ir vaistinių augalų rūšių įvairovę, remiantis Elenbergo tipo ekologiniais aplinkos veiksniais.
- Išskirti veiksnius, darančius reikšmingiausią įtaką retųjų ir vaistinių augalų bendrijų formavimuisi, rūšių įvairovei Puvočių apylinkėse.
- Atlikti ekologinių veiksnių pasiskirstymo teorinį modeliavimą.
Abstract
The habitats of rare and medicinal plants are characterized by specific conditions: climatic, edaphic, orographic, biotic complexes influence the distribution of plants, their appearance, and chemical properties. The surroundings of Puvočiai are characterized by high biodiversity and an abundance of different natural habitats and biotopes. Continental sand dunes, various types of swamps, conifer forests (heaths), meadows, the valleys of the Merkys, Grūda, Skroblus rivers are shelters for rare and medicinal plant species. Prevailing postglacial river sands led to the fact that species of plants that like sandy soils, which are rarely found in other parts of Lithuania, came to this region from Southeast and Central Europe. The valleys of the Nemunas, Merkys and other rivers of their tributaries contributed to the emergence of these species. On the other hand, the territory also faces certain problems of landscape and land cover transformation. Active land cover changes are taking place in the Varėna district municipality in the forests that fall into the category of commercial forests. The mentioned land cover changes: forest change with clear cutting and renaturalization of the territory. Hence, it is important to understand that in the context of forest change and logging, it is important to investigate what ecological conditions allow rare and medicinal plants to thrive.
This study aims to evaluate the ecological conditions of rare and medicinal plants in the vicinity of Puvočiai. Based on Ellenberg-type indicator values for European native plants, first of all, the diversity of rare and medicinal plant species is evaluated according to the need for ecological environmental factors. Also, according to the calculation data of Fisher’s alpha index, the factors that have the most significant influence on the distribution of rare and medicinal plants and the diversity of species in the vicinity of Puvočiai are distinguished. Based on the indicator values, models (maps) of the distribution of ecological factors are created and its analysis is carried out.
The results of the study revealed that most plant species are light-loving, indifferent to air temperature, prefer moderately moist, neutral or weakly alkaline, low-nitrogen soil. Based on the Fisher alpha index, soil factors: fertility (nitrogen content in the soil) (=3.483), soil moisture (=2.982), pH reaction (=2.982), have the most significant influence on the distribution of rare and medicinal plants and species diversity in the vicinity of Puvočiai. In addition, the theoretical modeling of ecological factors revealed that the model of light (R2=0.41) and temperature (R2=0.27) have, respectively, moderate and weak correlations, and the models of soil moisture, pH and nitrogen content in the soil (moisture – R2= – 0.01, pH – R2= – 0.05, nitrogen content – R2= – 0.07) did not reveal a close relationship between the examined species and the model values.