Mean Individual Biomass (MIB) of ground beetles (Coleoptera, Carabidae) as indicator of succession processes in postindustrial areas

• Autorzy: Kedzior R. , Szwalec A. , Mundala P.

Warianty tytułu

PL

Średnia biomasa osobnicza (SBO) biegaczowatych (Coeloptera, Carabidae) jako wskaźnik oceny procesów sukcesyjnych w obszarach poprzemysłowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Carabid beetle mean individual biomass (MIB) was analysed in three postindustrial areas, where different environment regeneration types were observed. In total three postindustrial dumps were selected, two of them with spontaneous succession (age about 70 and 15–20 years) and one recultivated (age about 15–20 years). Moreover undisturbed forest was chosen as reference area. Additionally in research areas observations concerning changes in the abundance and dominance of individuals characteristic for open and forest habitats were done. During the field studies 1871 carabids were caught and indicated to species level. The results showed significant differences in MIB values according to regeneration type and succession age. Generally according to one-way Anova analysis MIB values increased with stand age, but there are also difference according to spontaneously revegetaed and recultivated areas. Comparing postindustrial areas with the same age, but with different type of regeneration (spontaneous or recultivation), the MIB values was lower in recultivated area. In these areas, the lowest number of carabids forest species was observed too, which may indicate a strongly disturbed and slow rate of assemblages regeneration. Our results indicate that the mean individual biomass index (MIB) can be usefull tool for assessment succession rate in strongly disturbed postindustrial areas.

PL

Głównym celem pracy było przetestowanie użyteczności wskaźnika SBO w ocenie tempa procesów sukcesyjnych w obszarach poprzemysłowych. Porównaniu poddano wartości wskaźnika SBO opisującego sukcesję zgrupowań biegaczowatych w obszarach o różnym wieku oraz sposobie regeneracji (procesy spontanicznej sukcesji oraz rekultywacja). Ponadto obliczono udział gatunków leśnych w regenerujących się zgrupowaniach biegaczowatych w celu określenia stabilności zgrupowań w różnych typach środowiskowych. Badania prowadzone były na obszarach poprzemysłowych, które stanowiły trzy składowiska: dwa różniące się wiekiem, regenerujące się w wyniku spontanicznych procesów, oraz składowisko rekultywowane metodą zadrzewiania. Dodatkowo dla celów porównawczych wybrano niezaburzone obszary leśne jako powierzchnie referencyjne. Chrząszcze z rodziny biegaczowatych zbierano czterokrotnie z wykorzystaniem pułapek ziemnych w ciągu całego sezonu wegetacyjnego 2015 roku. Wyniki indeksu SBO różnicują się istotnie w zależności od charakteru obszaru badawczego. Zaobserwowano istotny wzrost wartości indeksu SBO wraz z wiekiem regeneracji składowisk, aczkolwiek nawet pomimo długiego okresu odtwarzania (około 70 lat) wartości te utrzymują się na istotnie statystycznie niższym poziomie względem stanowisk referencyjnych. Najniższe wartości SBO zanotowano na rekultywowanym składowisku, gdzie wykazano również najmniejszy udział gatunków leśnych w zgrupowaniu biegaczowatych, co wskazuje na bardzo powolne i zaburzone tempo regeneracji zgrupowań. Przeprowadzone badania wskazują, iż indeks średniej biomasy ososbniczej (SBO) może być wykorzystywany jako wskaźnik sukcesji naobszarach poprzemysłowych.

Słowa kluczowe

EN

Coleoptera; ground beetle; Carabidae; mean individual biomass; indicator; succession process; postindustrial area

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2018
• Tom: 17
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.23-31,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kedzior R.

• Department of Ecology, Climatology and Air Protection, University of Agriculture in Krakow, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

autor

Szwalec A.

• Department of Ecology, Climatology and Air Protection, University of Agriculture in Krakow, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

autor

Mundala P.

• Department of Ecology, Climatology and Air Protection, University of Agriculture in Krakow, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Cárdenas, A.M., Hidalgo, J.M. (2007). Application of the mean individual biomass (MIB) of ground beetles (Coleoptera, Carabidae) to assess the recovery process of the Guadiamar Green Corridor (south Iberian Peninsula). Biodiversity Conserv., 16, 4131–4146.
• Frouz, J., Ellhotová, D., Kuraz, V., Sourkova, M. (2006). Effects of soil macrofauna on other soil biota and soil formation in reclaimed and unreclaimed post mining sites: results of a fieldmicrocosm experiment. Appl. Soil Ecol., 33, 308–320.
• Frouz, J.K,. Prach, V., Pižl, L., Háněl, J., Starý, K., Tajovský, J., Materna, V., Balík, J., Kalcík, J., Řehounková, K. (2008). Interactions between soil development, vegetation and soil fauna during spontaneous succession in post mining sites. Europ. J. Soil Biology, 44, 109–121.
• Hadcova, D., Prach, K. (2003). Spoil heaps from brown coal mining: technical reclamation versus spontaneous revegetation. Restoration Ecol., 11, 385–391.
• Haigh, M.J. (2000).The aims of land reclamation. [In:] M.J. Haigh (ed.). Reclaimed Land. Erosion Control, Soils and Ecology. AA. Balkema, Rotterdam, the Netherlands, 1–20.
• Hedde, M., van Oort, F., Lamy, I .(2012). Functional traits of soil invertebrates as indicators for exposure to soil disturbance. Environm. Pollution, 164, 59–65.
• Hendrychová, M., Šálek, M., Tajovský, K., Řehoř, M. (2012). Soil Properties and Species Richness of Invertebrates on Afforested Sites after Brown Coal Mining. Restoration Ecol., 20, 561–567.
• Hurka, K. (1996). Carabidae of the Czech and Slowak Republics. Kabourek, Zlin.
• Hüttl, R.F., Gerwin, W. (2005). Landscape and ecosystem development after disturbance by mining. Ecol. Engineer., 24, 1–3.
• Jelaska, L.S., Dumbović, V., Kučinić, M. (2011). Carabid beetle diversity and mean individual biomass in beech forests of various ages. [In:] D.J. Kotze, T. Assmann, J. Noordijk, H. Turin, R. Vermeulen (eds.). Carabid Beetles as Bioindicators: Biogeographical, Ecological and Environmental Studies. ZooKeys, 100, 393–405.
• Kędzior, R., Skalski, T., (2013). Wykorzystanie biegaczowatych jako biowskaźników do oceny stanu środowiska przyrodniczego koryt i brzegów rzek górskich o różnym stopniu przekształcenia (Carabid Beetles as indicators reflecting riverine environmental conditions in different types of river regulations). Inżyn. Ekol., 32, 95–105.
• Kędzior, R., Skalski, T., Szwalec, A., Mundała, P. (2014). Diversity of carabid beetle assemblages (Coleoptera: Carabidae) in a post-industrial slag deposition area. Baltic J. Coleopterology, 14, 219–228.
• Kędzior, R., Skalski, T., Radecki-Pawlik, A. (2016). The effect of channel restoration on ground beetle communities in the floodplain of a channelized mountain stream. Periodicum Biologorum, 118 (3), 171–184.
• Kędzior, R., Szwalec, A., Mundała, P., Skalski, T. (2017). Ground beetle assemblages in recultivated and spontaneously regenerated forest ecosystems on post-industrial areas. Sylwan, 161, 512−518.
• Koivula, M.J. (2011). Useful model organisms, indicators, or both? Ground beetles (Coleoptera, Carabidae) reflecting environmental conditions. ZooKeys,100, 287–317.
• Kosewska, A., Skalski, T., Nietupski, M. (2014). Effect of conventional and non-inversion tillage systems on particular life traits carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) occuring in the cultivation of winter triticale. Europ. J. Entomol., 111, 669–676.
• Ostrowska, A., Gawliński, S., Szczubiałka, Z. (1991). Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa.
• Pośpiech, N., Skalski, T. (2006). Factors influencing earthworm communities in post-industrial areas. Europ. J. Soil Biology, 42, 191–199.
• Schwerk, A., Szyszko, J. (2007). Increase of Mean Individula Biomass (MIB) of Carabidae (Coleoptera) in relation to succession in forest habitats. Wiad. Entomol., 26, 3, 195–206.
• Schwerk, A., Szyszko, J. (2011). Model of succession in degraded areas based on carabid beetles (Coleoptera, Carabidae). Zookeys, 100, 319–332.
• Schwerk, A. (2014) Changes in carabid beetle fauna (Coleoptera: Carabidae) along successional gradients in post-industrial areas in Central Poland. Eur. J. Entomol., 11, 677–685.
• Skalski, T., Kędzior, R., Kolbe, D., Knutelski, S. (2015). Ground beetles as indicators of heavy metal pollution in forests. Sylwan, 159, 905–911.
• Skalski, T., Kędzior, R., Szwalec, A., Mundała, P. (2016a). Do traditional land rehabilitation processes improve habitat quality and function? Life-history traits of ground beetles (Coleoptera, Carabidae) say no. Periodicum Biologorum, 118, 185–194.
• Skalski, T., Kędzior, R., Wyżga, B., Radecki-Pawlik, A., Plesiński, K., Zawiejska, J. (2016b). Impact of incision of gravel-bed rivers on ground beetle assemblages. River Res. Applic., 32, 1968–1977.
• Skłodowski, J., Sławski, M. (2003). Succession of carabids in the natural restitution of forest on former agricultural land. Sylwan, 5, 47–57.
• Skłodowski, J., Garbalińska, P. (2007). Ground beetle assemblages (Coleoptera, Carabidae) in the third year of regeneration after a hurricane in the Puszcza Piska pine forests. Baltic J. Coleopterol., 7,(1), 17–36.
• Skłodowski, J. (2009). Interpreting the condition of the forest environment with use of the SCP/MIB model of carabid communities (Coleoptera: Carabidae). Baltic J. Coleopterol., 9, 89–100.
• Skłodowski, J., Garbalińska, P. (2011). Ground beetle (Coleoptera, Carabidae) assemblages inhabiting Scots pine stands of Puszcza Piska Forest: six-year responses to a tornado impact. [In:] D.J. Kotze, T. Assmann, J. Noordijk, H. Turin, R. Vermeulen (eds.). Carabid Beetles as Bioindicators: Biogeographical, Ecological and Environmental Studies. ZooKeys,100, 371–392.
• Skłodowski, J. (2017). Three phases of changes in carabid assemblages during secondary succession in a pine forest disturbed by windthrow – results from the first 10 years of observations. Insect Conservation and Diversity, 10, 6, 449–512.
• StatSoft (2012). STATISTICA (data analysis software system), version 12.0. www.statsoft.com.
• Szyszko, J. (1983). Methods of macrofauna investigations. [In:] A. Szujecki, J. Szyszko, S. Mazur, S. Perlinski (eds.). The process of forest soil macrofauna formation after afforestation of farmland. Warsaw Agricultural University Press, Warsaw, 10–16.
• Thiele, H.U. (1977). Carabid Beetles in Theii Environments. Springer, Berlin, 369 pp.
• Tropek, R., Kadlec, T., Hejda, M., Kočárek, P., Skuhrovec, J., Malenovský, I., Vodka, Š., Spitzer, L., Baňař, P., Konvička, M. (2012). Technical reclamations are wasting the conservation potential of post-mining sites. A case study of black coal spoil dumps. Ecol. Engineer., 43, 13–18.
• Vandewalle, M., de Bello, F., Berg, M.P., Bolger, T., Dolédec, S., Dubs, F., Feld, C.K., Harrington, R., Harrison, P.A., Lavorel, S., de Silva, P.M., Moretti, M., Niemelä, J., Santos, P., Sattler, T., Sousa, J.P., Sykes, M.T., Vanbergen, A.J., Woodcock, B.A. (2010). Functional traits as indicators of biodiversity response to land use change across ecosystems and organisms. Biodiversity and Conservation, 19, 2921–2947.
• Walker, L.R. (ed.) (1992). Ecosystems of Disturbed Ground. Ecosystems of the World 16. Elsevier, Amsterdam.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2018.17.2.23