The study of the transformation of segetal flora richness and diversity in selected habitats of southern Poland over a 20-year interval

Warianty tytułu

PL

Badania nad przeobrażeniami bogactwa i różnorodności flory segetalnej w wybranych siedliskach Polski południowej w okresie ponad 20 lat

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of study was to evaluate diversity of segetal flora and its transformations over a more than 20-year period in 19 field habitats representative for cereal crops of southern Poland. The research hypothesis assumed that: (i) the diversity of habitat conditions determines the abundance of arable land flora, (ii) it also affects farming intensity which is the main cause of the decline in the biodiversity of agrocoenoses. Based on 415 phytosociological relevés (sampled using the Braun-Blanquet method), weed species richness (Sr), phytosociological constancy of species (S), cover index (D), Shannon’s diversity index (H) and Simpson’s dominance index (C) were determined. Measurements were done for each habitat during two research periods. The results were subjected to ANOVA analysis. To assess the similarities of the studied habitats’ weed flora in each period and their changes over time, Ward’s hierarchical cluster analysis was used. The distance matrix was calculated from Jaccard’s similarity indices. The results are presented in the form of hierarchical trees. The study showed that species richness of the weed communities and their diversity were strongly determined by habitat conditions. Preservation of the value of the diversity index and even its increase (especially in a considerable part of mountain habitats) showed that extensive methods of reducing weed infestation had remained at a similar level of efficacy during the 20-year interval. Hierarchical cluster analysis showed differences between the first and second study period in the weed communities for habitats of lowland soil complexes. The exception were the habitats with the greatest potential for crop cultivation, located on chernozems and rendzinas. In the mountain habitats, there were no significant changes in the segetal flora during the study interval. An increase in weed flora abundance indicates a lack of threats to the diversity of agrophytocoenoses in this part of Poland.

PL

Celem badań była ocena zróżnicowania flory segetalnej upraw zbóż i jej przeobrażeń w okresie ponad 20 lat, w 19 siedliskach reprezentatywnych dla południowej Polski. Hipoteza badawcza zakładała, że: (i) zróżnicowanie siedliskowe określa bogactwo flory polnej, (ii) wpływa ponadto na intensywność gospodarowania, która jest główną przyczyną zmniejszania bioróżnorodności agrozenoz. W oparciu o 415 zdjęć fitosocjologicznych wykonanych metodą Braun-Blanquet’a określono bogactwo gatunkowe chwastów (Sr), współczynniki pokrycia powierzchni przez chwasty (D) oraz wskaźniki: różnorodności Shannon’a (H) i dominacji Simpson’a (C). Ocenę przeprowadzono dla każdego z siedlisk w dwóch okresach badań. Wyniki poddano analizie statystycznej w programie ANOVA. W celu zbadania podobieństwa florystycznego badanych siedlisk przeprowadzono hierarchiczną analizę skupień metodą Ward’a, w której jako miarę odległości wykorzystano współczynniki podobieństwa Jaccard’a, a rezultaty zaprezentowano w postaci dendrogramów. Badania wykazały, że bogactwo gatunkowe zbiorowisk chwastów i ich zróżnicowanie w czasie było silnie zdeterminowane warunkami siedliskowymi. Zachowanie wartości wskaźników różnorodności, a nawet ich zwiększenie (zwłaszcza w znaczącej części siedlisk górskich) potwierdziło, że ekstensywne metody ograniczania zachwaszczenia pozostały na podobnym poziomie efektywności w ciągu okresu ponad 20 lat. Hierarchiczna analiza skupień wykazała zróżnicowanie pomiędzy pierwszym i drugim okresem badań w przypadku zbiorowisk chwastów siedlisk nizinnych. Wyjątkiem były siedliska o największej przydatności dla uprawy roślin, zlokalizowane na czarnoziemach i rędzinach. Na siedliskach górskich nie stwierdzono znaczących zmian w obrębie flory polnej w ciągu okresu dzielącego badania. Wzrost bogactwa florystycznego świadczy o braku zagrożenia dla różnorodności agrofitocenoz w tej części kraju.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2017
• Tom: 70
• Numer: 2
• Opis fizyczny: Article 1712 [17p.], fig.,ref.

Twórcy

Bibliografia

• 1. Baessler C, Klotz S. Effects of changes in agricultural land-use on landscape structure and arable weed vegetation over the last 50 years. Agric Ecosyst Environ. 2006;115(1–4):43–50. https://doi.org/10.1016/j.agee.2005.12.007
• 2. Glemnitz M, Radics L, Hoffmann J, Czimber G. Land use impacts on weed floras along a climate gradient from South to North Europe. J Plant Dis Prot. 2006;20:577–586.
• 3. Hyvönen T, Huusela-Veistola E. Arable weeds as indicators of agricultural intensity – a case study from Finland. Biol Conserv. 2008;141(11):2857–2864. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2008.08.022
• 4. Cimalová S, Lososová Z. Arable weed vegetation of the north-eastern part of the Czech Republic: effects of environmental factors on species composition. Plant Ecol. 2009;203:45–57.
• 5. Tyšer L, Hamouz P, Nováková K, Nečasová M, Holec J. Changes in weed communities on selected areas with 30 years’ interval. Scientia Agriculturae Bohemica. 2009;40(1):18–25.
• 6. Storkey J, Meyer S, Still KS, Leuschner C. The impact of agricultural intensification and land-use change on the European arable flora. Proc R Soc B. 2012;279:1421–1429. https://doi.org/10.1098/rspb.2011.1686
• 7. Meyer S, Wesche K, Krause B, Leuschner C. Dramatic losses of specialist arable plants in central Germany since the 1950/60s – a cross-regional analysis. Divers Distrib. 2013;19:1175–1187. https://doi.org/10.1111/ddi.12102
• 8. Richner N, Holderegger R, Linder HP, Walter T. Reviewing change in the arable flora of Europe: a meta-analysis. Weed Res. 2015;55(1):1–13. https://doi.org/10.1111/wre.12123
• 9. Cagaš B, Machač J, Frydrych J, Machač R. Occurrence of biotic harmful agents in Czech grass seed production (1995–2004). Plant Prot Sci. 2006;42(2):58–65.
• 10. Soukup J, Nováková K, Hamouz P, Náměstek J. Ecology of silky bent grass [Apera spicaventi (L.) Beauv.], its importance and control in the Czech Republic. J Plant Dis Prot. 2006;20:73–80.
• 11. Melander B, Holst N, Jensen PK, Hansen EM, Olesen JE. Apera spica-venti population dynamics and impact on crop yield as affected by tillage, crop rotation, location and herbicide programmes. Weed Res. 2008;48:48–57. https://doi.org/10.1111/j.1365-3180.2008.00597.x
• 12. Trzcińska-Tacik H. Znaczenie różnorodności gatunkowej chwastów segetalnych. Pamiętnik Puławski. 2003;134:253–262.
• 13. Dostatny DF. Zagrożenia różnorodności w zespole Caucalido-Scandicetum. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. 2006;517:267–276.
• 14. Zając M, Zając A, Tokarska-Guzik B. Extinct and endangered archaeophytes and the dynamics of their diversity in Poland. Biodivers Res Conserv. 2009;13:17–24. https://doi.org/10.2478/v10119-009-0004-4
• 15. Marshall EJP, Brown VK, Batman ND, Lutman PJ, Squire GR, Ward LK. The role of weeds in supporting biological diversity within crop fields. Weed Res. 2003;43(2):77–89.
• 16. Franke AC, Lotz LAP, van der Burg W J, van Overbeek L. The role of arable weed seeds for agroecosystem functioning. Weed Res. 2009;49(2):131–141. https://doi.org/10.1111/j.1365-3180.2009.00692.x
• 17. Fagúndez J. The paradox of arable weeds. Diversity, conservation, and ecosystem services of the unwanted. In: Benkeblia N, editor. Agroecology, ecosystems, and sustainability. Boca Raton, FL: CRC Press; 2014. p. 139–149. (Advances in Agroecology).
• 18. Bretagnolle V, Gaba S. Weeds for bees? A review. Agron Sustain Dev. 2015:35:891–909. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0302-5
• 19. Pinke G, Pál R, Király G, Mesterhazy A. Conservational importance of the arable weed vegetation on extensively managed fields in western Hungary. J Plant Dis Prot. 2008;21:447–452.
• 20. Meyer S, Wesche K, Leuschner C, van Elsen T, Metzner J. A new conservation strategy for arable weed vegetation in Germany: the project “100 fields for biodiversity”. Plant Breeding and Seed Science. 2010;61:5–34. https://doi.org/10.2478/v10129-010-0009-3
• 21. Siciński JT, Sieradzki J. Protection of segetal flora and vegetation in Poland (historical outline). Plant Breeding and Seed Science. 2010;61:123–131. https://doi.org/10.2478/v10129-010-0019-1
• 22. Hochół T. Flora i zbiorowiska chwastów zbóż w Beskidzie Wyspowym w zależności od usytuowania siedlisk w rzeźbie terenu. Fragmenta Agronomica. 2001;3(71):7–122.
• 23. Stupnicka-Rodzynkiewicz E, Stępnik K, Dąbkowska T, Łabza T. Różnorodność zbiorowisk chwastów w uprawach zbóż w Beskidach. Fragmenta Agronomica. 2004;4(84):45–54.
• 24. Stupnicka-Rodzynkiewicz E, Stępnik K, Lepiarczyk A. Wpływ zmianowania, sposobu uprawy roli i herbicydów na bioróżnorodność zbiorowisk chwastów. Acta Scientiarum Polonorum. Agricultura. 2004;3(2):235–245.
• 25. Dąbkowska T, Grabowska-Orządała M. Flora segetalna upraw zbóż w siedliskach o niekorzystnych warunkach gospodarowania na terenie Zewnętrznych Karpat Zachodnich. II. Przeobrażenia antropogeniczne flory segetalnej upraw zbóż w siedliskach o niekorzystnych warunkach gospodarowania Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. 2011;559:33–41.
• 26. Dąbkowska T, Stupnicka-Rodzynkiewicz E, Łabza T. Zachwaszczenie upraw zbóż w gospodarstwach ekologicznym, konwencjonalnym i intensywnym na wybranych przykładach z Małopolski. Pamiętnik Puławski. 2007;145:5–16.
• 27. Dąbkowska T, Sygulska P. Variations in weed flora and the degree of its transformation in ecological and extensive conventional cereal crops in selected habitats of the Beskid Wyspowy Mountains. Acta Agrobot. 2013;66(2):123–136. https://doi.org/10.5586/aa.2013.029
• 28. Feledyn-Szewczyk B, Duer I, Staniak M. Bioróżnorodność flory segetalnej w roślinach uprawianych w ekologicznym, integrowanym i konwencjonalnym systemie produkcji rolnej. Pamiętnik Puławski. 2007;145:61–76.
• 29. Ługowska M, Pawlonka Z, Skrzyczyńska J. The effects of soil conditions and crop types on diversity of weed communities. Acta Agrobot. 2016;69(4):1687. http://dx.doi.org/10.5586/aa.1687
• 30. Bomanowska A. Threat to arable weeds in Poland in the light of national and regional red lists. Plant Breeding and Seed Science. 2010;61:55–74. https://doi.org/10.2478/v10129-010-0013-7
• 31. Stupnicka-Rodzynkiewicz E, Hochół T, Łabza T. Województwo krakowskie, tarnowskie i nowosądeckie. In: Wesołowski M, editor, Występowanie wybranych gatunków chwastów w uprawach rolniczych. Makroregion południowo-wschodni. Puławy: Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa; 1988. (R – Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa; vol 220).
• 32. Grabowska-Orządała M. Bioróżnorodność zbiorowisk chwastów upraw zbóż i jej zmiany w czasie w różnych warunkach siedliskowych na terenie Polski południowej [PhD thesis]. Kraków: Uniwersytet Rolniczy; 2009.
• 33. Kondracki J. Geografia regionalna Polski. 3rd ed. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2009.
• 34. Pawłowski B. Skład i budowa zbiorowisk roślinnych oraz metody ich badania. In: Szafer W, Zarzycki K, editors. Szata roślinna Polski. Tom 1. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe; 1977. p. 237–269.
• 35. Chmiel J. Zróżnicowanie przestrzenne flory jako podstawa ochrony przyrody w krajobrazie rolniczym. Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe; 2006. (Prace Zakładu Taksonomii Roślin Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu; vol 14).
• 36. Weiner J. Życie i ewolucja biosfery. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2005.
• 37. Dzwonko Z. Przewodnik do badań fitosocjologicznych. Poznań: Sorus; 2007. (Vademecum Geobotanicum).
• 38. Mirek Z, Piękoś Mirkowa H, Zając A, Zając M. Flowering plants and pteridophytes of Poland: a checklist. Cracow: W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences; 2002. (Biodiversity of Poland; vol 1).
• 39. Kolářová M, Tyšer L, Soukup J. Diversity of current weed vegetation on arable land in selected areas of the Czech Republic. Plant Soil Environ. 2013;59(5):208–213.
• 40. Dąbkowska T, Łabza T, Krańska A. Zmiany we florze chwastów segetalnych w latach 1993–2005 zagrożonych na rędzinie brunatnej Wyżyny Miechowskiej. Fragmenta Agronomica. 2007;24(3):55–61.
• 41. Gaba S, Chauvel B, Dessaint F, Bretagnolle V, Petit S. Weed species richness in winter wheat increases with landscape heterogeneity. Agric Ecosyst Environ. 2010;138:318–323.
• 42. Kovács-Hostyánszki A, Batáry P, Báldi A, Harnos A. Interaction of local and landscape features in the conservation of Hungarian arable weed diversity. Appl Veg Sci. 2011;14:40–48. https://doi.org/10.1111/j.1654-109X.2010.01098.x
• 43. Roschewitz I, Gabriel D, Tschrantke T, Thies C. The effects of landscape complexity on arable weed species diversity in organic and conventional farming. J Appl Ecol. 2005;42:873–882. https://doi.org/10.1111/j.1365-2664.2005.01072.x
• 44. Petit S, Boursault A, Le Guilloux M, Munier-Jolain N, Reboud X. Weeds in agricultural landscapes. A review. Agron Sustain Dev. 2011;31(2):309–317. https://doi.org/10.1051/agro/2010020
• 45. Dąbkowska T, Łabza T. Species from Poaceae family in cereals in selected habitats of southern Poland over the last 25 years (1981–2006). Fragmenta Agronomica. 2010;27(2):47–59.

Identyfikatory

DOI

10.5586/aa.1712