The structure of Matteuccia struthiopteris population in the nature reserve “pióropusznikowy jar”

• Autorzy: Grzybowski M. , Juskiewicz-Swaczyna B.

Warianty tytułu

PL

Struktura populacji Matteuccia struthiopteris w rezerwacie przyrody „pióropusznikowy jar”

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study describes the correlations between demographic, environmental and floristic profiles of Matteuccia struthiopteris populations colonizing the banks of river Lisi Parów, with special emphasis on relative variation in resources allocated to sexual (sporophyll production) and asexual reproduction (production of new small ramets). In total, 507 rootstocks were measured, and they had developed a total of 4007 trophophylls and 324 sporophylls. Data from 17 are study sites were analyzed. Trophophyll height ranged from 22 to 159 cm, and one rootstock contained 1 to 16 trophophylls. Trophophyll height was not correlated with the number of trophophylls in a rootstock, but when the number of trophophylls exceeded nine, there was no general increase in frond height. Rootstock diameter varied from 21 to 156 mm (average of 62.3 mm), and the number of emerging trophophylls showed a linear correlation with the thickness of each ramet. There were 1 to 9 sporophylls per rootstock, and most ramets had 1 to 5 sporophylls. Sporophyll height was determined in the range of 22 and 84 cm, but the majority of sporophylls measured from 40 to 60 cm. A significant linear increase in the number of sporophylls was observed with an increase in the number of trophophylls and an increase in trophophyll height. In general, the production of M. struthiopteris sporophylls began upon the emergence of more than six trophophylls taller than 100 cm and when rhizome thickness exceeded 55 mm. The applied ordination techniques (PCA, RDA) did not result in a clear-cut classification of the examined sites with regard to their spatial location (upstream/downstream, river bank/river terrace/river valley). Variations in the floristic composition of the studied populations relative to environmental factors were presented with the use of the RDA technique. The Monte Carlo test revealed that environmental variables had a significant effect on the analyzed parameters of Matteuccia struthiopteris populations for the first canonical axis (p = 0.002; F = 70.34). Environmental factors explained 58.3% of variance in population traits and 97.4% of variation in population traits as well as environmental factors. The Monte Carlo test revealed that canopy cover was statistically significant (p = 0.002; F = 10.34).

PL

W pracy opisano relacje między demograficznymi, środowiskowymi i florystycznymi danymi dotyczącymi populacji Matteuccia struthiopteris zasiedlającej teren wzdłuż rzeki Lisi Parów. Szczególnie uwzględniono względną zmienności udziału rozmnażania płciowego i bezpłciowego. Na 507 rozetach łącznie zmierzono 4007 trofofili i 324 sporofili. Analizy prowadzono w oparciu o dane pochodzące z 17 powierzchni badawczych. Wysokość trofofili wynosiła od 22 i 159 cm, a ich liczba w jednej rozecie – od 1 do 16. Nie stwierdzono, by wysokość trofofili rosła wraz ze wzrostem ich liczby w rozecie, ale kiedy liczba trofofili w rozecie przekroczyła dziewięć, nie notowano wzrostu wysokości liści. Średnica rozet wynosiła od 21 do 156 mm (średnia 62,3 mm). Stwierdzono liniowy wzrost liczby trofofili wraz z wzrastającymi grubościami poszczególnych rozet. Liczba sporofili w rozecie wynosiła od 1 do 9 (w większości przypadków od 1 do do 5). Miały one wysokość od 22 do 84 cm, a większość z mierzyła od 40 do 60 cm. Wraz z wzrostem liczby i wysokości trofofili nastąpił znaczny liniowy wzrost liczby sporofili. Stwierdzono, że M. struthiopteris rozpoczęła produkcję sporofili, gdy liczba trofofili przekraczała 6, trofofille mierzyły ponad 100 cm, a grubość kłączy była większa niż 55 mm. Zastosowanie technik ordynacyjnych (PCA, RDA) nie poskutkowało wyraźnym podziałem badanych powierzchni pod względem ich usytuowania przestrzennego. Zróżnicowanie składu florystycznego badanych populacji względem czynników środowiskowych przedstawiono za pomocą RDA. W teście Monte Carlo wykazano, że wpływ warunków środowiskowych na analizowane cechy badanych populacji Matteuccia struthiopteris jest istotny statystycznie dla pierwszej osi kanonicznej (p = 0.002; F =70,34). Wyjaśniono 58,3% zmienności w zbiorze cech populacji oraz aż 97,4% zróżnicowania cech populacji i zmiennych środowiskowych ujętych łącznie. W teście Monte Carlo wykazano, że wpływ pokrywy drzew jest istotny statystycznie (p = 0,002; F =10,34).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Natural Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: 28
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.197-216,fig.,ref.

Twórcy

autor

Grzybowski M.

• Department of Applied Ecology, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Michala Oczapowskiego 5, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Juskiewicz-Swaczyna B.

• Department of Applied Ecology, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Michala Oczapowskiego 5, 10-719 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• AARRESTAD P.A. 2002. Vegetation – environment relationships of broadleaved deciduous forests in Hordaland county, western Norway. Ilicifolia, 3: 1–90.
• ABRAHAMSON W.G. 1980. Demography and vegetative reproduction [In:] Demography and evolution in plant populations. Botanical monographs. Eds. O.T. Solbrig. Blackwell, London, pp. 89–106.
• BERGERON M.E., LAPOINTE L. 2001. Impact of one year crozier removal on long-term frond production in Matteuccia struthiopteris. Can. J. Plant Sci., 81: 155–163.
• BRAUN-BLANQUET J. 1964. Pflanzsoziologie. Grundzuge der Vegetationskunde. 3 Aufl. Springer. Wien-New York, pp 1–865.
• COOK R.E. 1985. Growth and development in clonal plant populations. [In:] Population biology and evolution of clonal organisms. Eds. J.B.C. Jackson, L.W. Buss, R.E. Cook. Yale University Press, New Haven, pp. 259–296.
• DYKEMAN B.W. 1981. Effects of shade on growth and development of the ostrich fern. Adaptive research reports – Plant Industry Branch, Department of Agriculture and Rural Development, New Brunswick, pp. 119–123.
• ELLISON A.M., BUCKLEY H.L., MILLER T.E., GOTELLI N.J. 2004. Morphological variation in Sarrac purpurea (Sarraceniaceae): geographic, environmental, and taxonomic correlates. Am. J. Bot., 91: 1930–1935.
• ENDLER Z., GRZYBOWSKI M., JUŚKIEWICZ-SWACZYNA B. 2006. Stanowisko pióropusznika strusiego Matteucia struthiopteris nad rzeką Orzechówką na Pojezierzu Olsztyńskim. Chrońmy Przyr. Ojcz., 1(62): 97–100.
• GRZYBOWSKI M., ENDLER E. 2008. The state of plant conservation in small water bodies located within the city limits of Olsztyn. Oceanol. and Hydrobiol. Stud. Vol. XXXVII, 3: 73–83.
• GRZYBOWSKI M., SZAREK J., ZMYSŁOWSKA I., GUZIUR J., ENDLER Z., SKIBNIEWSKA K. 2004. Ecological characteristic of pesticide tomb In the Warmia region on the basis of index numbers of vascular plants. Pol. J. Environ. Stud., 13(6): 683–692.
• GRZYBOWSKI M., SZAREK J., SKIBNIEWSKA K., SAWICKA-KAPUSTA K., GUZIUR J., ENDLER Z. 2005. The characteristics of plants in the littoral zone of lake Szeląg Wielki in the Iława Lake District threatened by pesticide tomb. Fresenius Environ. Bull., 14(5): 357–362.
• HOTELLING H. 1933. Analysis of a complex of statistical variables into principal components. J. Educat. Psychol., 24: 417–441.
• KENKEL N.C. 1993. Demography of clonal ostrich fern (Matteuccia strutiopteris). I. Year one of a long-term study. University of Manitoba Field Station (Delta Marsh) Annual Report 28.
• KENKEL N.C. 1997. Demography of clonal ostrich fern (Matteuccia struthiopteris): a five year summary. University of Manitoba Field Station (Delta Marsh) Annual Report 32.
• KROON H. DE, STUEFER J.F., DONG M., DURING H.J. 1994. On plastic and non-plastic variation in clonal plant morphology and its ecological significance. Folia Geobot Phytotax., 29: 123–138.
• LANDI M., ANGIOLINI C. 2010. Ecological responses of Osmundaregalis to forest canopy cover and grazing. Am. Fern. J., 100: 137–147.
• LEPŠ J., ŠMILAUER P. 2007. Multivariate Analysis of Ecological Data using CANOCO. Cambridge University Press, Cambridge.
• TER BRAAK C.J.F.,ŠMILAUER P. 2002. CANOCO reference manual and CanoDraw for Windows user’s guide. Software for Canonical Community Ordination (version 4.5). Microcomputer Power, New York.
• NAUJALIS J. 1995. Sporiniai iduociai kaip augalr komponentami. Balic Eco, Vilnius, pp. 294.
• ODLAND A. 1992. A synecological investigation of Matteuccia struthiopteris-dominated stands in Western Norway. Vegetatio, 102: 69–95.
• ODLAND A. 1995. Frond development of Thelypteris limbosperma, Athyrium distentifolium, and Matteuccia struthiopteris in Western Norway. Nord. J. Bot., 15: 225–236.
• ODLAND A. 2004. Morphological variations of the dimorphic fern Matteuccia struthiopteris in Norway. Bot. Lithuanica, 10: 107–119.
• ODLAND A. 2007. Geographical variation in frond size, rootstock density, and sexual reproduction in Matteuccia struthiopteris populations in Norway. Populat. Ecol., 49: 229–240.
• ODLAND A., BIRKS H.J.B., LINE J.M. 1998. Ecological optima and tolerances of Thelypteris limbosperma, Athyrium distentifolium, and Matteuccia struthiopteris along environmental gradients in Western Norway. Vegetatio, 120: 115–129.
• ODLAND A., JUNTTILA O., NILSEN J. 2004. Growth responses of Matteuccia struthiopteris plants from northern and southern Norway exposed to different temperature and photoperiod treatments. Nord. J. Bot., 23: 237–246.
• ODLAND A., NAUJALIS J.R., STAPULIONYTÉ A. 2006. Variation in the structure of Matteuccia struthiopteris populations in Lithuania. Biologija, 1: 83–90.
• PEARS N.1985. Basic biogeography. Longman, London.
• PECK J.K., PECK C.J., FARRAR D.R. 1990. Influences of life history attributes on formation of local and distant fern populations. Am. Fern. J., 80: 126–142.
• PIĘKOŚ-MIRKOWA H., MIREK Z. 2003. Flora Polski. Atlas roślin chronionych. Multico. Warszawa.
• PIERNIK A. 2003. Inland halophilous vegetation as indicator of soil salinity. Basic Applied Ecol., 4: 525–536.
• PRANGE R.K. 1980. Responses of the ostrich fern, Matteuccia struthiopteris (L.) Todaro to lime, soil moisture, and irradiance. Proc. N.S. Inst. Sci., 30: 171–181.
• PRANGE R.K., VON ADERKAS P. 1985. The biological flora of Canada. 6. Matteuccia struthiopteris (L.) Todaro, ostrich fern. Can. Field. Nat., 99: 517–532.
• PRANGE R.K., ORMROD D.P., PROCTOR J.T.A. 1984. Effect of frond age on frond elongation, gas exchange, and water relations in the ostrich fern (Matteuccia struthiopteris). Can. J. Bot., 62: 2094–2100.
• RUTKOWSKI L. 2004. Identification key for vascular plants in lowland Poland. Ed. 2. Pol. Sci. Publ. House, PWN, Warszawa.
• TER BRAAK C.J.F., SMILAUER P. 2002. CANOCO reference manual and CanoDraw for Windows user’s guide: software for canonical community ordination (version 4.5).Microcomputer Power, Ithaca, New York, USA.
• VON ADERKAS P., GREEN P.E.J. 1986. Leaf development of the ostrich fern Matteuccia struthiopteris (L.) Todaro. Bot. J. Linn. Soc., 93: 307–321.
• ZARZYCKI K., TRZCIŃSKA-TACIK H., RÓŻAŃSKI W., SZELĄG Z., WOŁEK J., KORZENIAK U. 2002. Ecological Indicator Values of Vascular Plants of Poland. [In:] Biodiversity of Poland. Eds. Z. Mirek. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków, pp. 183.