Skład gatunkowy, liczebność populacji i przepływ energii przez

Zajęcia terenowe z ekologii ekosystemów lądowych Instrukcja wykonania projektu indywidualnego

Skład gatunkowy, liczebność populacji i przepływ energii przez zespół drobnych ssaków leśnych Celem projektu jest określenie składu i zagęszczenia zespołu leśnych drobnych ssaków (w praktyce:) na podstawie odłowów do pułapek Ŝywołownych metoda pułapkolinii a następnie, na podstawie danych literaturowych, oszacowanie biomasy i przepływu energii przez badany zespół (w skali roku). Materiały i narzędzia potrzebne do wykonania projektu: pułapki Ŝywołowne na gryzonie taśma do znakowania połoŜenia pułapek GPS do wyznaczenia trasy pułapkolinii

Pobieranie materiału w terenie - W badanym ekosystemie leśnym wyznaczyć transekt o długości ok. 0,3 – 0,5 km; zarejestrować transekt przy pomocy GPS; - Na transekcie ustawić pułapki Ŝywołowne zanęcone pszenicą, co ok. 10 m i zaznaczyć w terenie miejsca postawienia pułapek; - Następnego dnia po ustawieniu dokonać przeglądu pułapek, zanotować gatunek i inne cechy schwytanych zwierząt, po czym wypuścić je w miejscu odłowu. - Zebrać wszystkie pułapki. Opracowanie wyników A. Oszacowanie liczebności 1. Sprawdzić oznaczenia zwierząt; w badanym lesie najprawdopodobniejsze jest schwytanie dwóch gatunków gryzoni: nornic rudych Myodes (Clethrionomys) glareolus i myszy leśnych Apodemus flafivollos, ale mogą się zdarzyć inne gatunki. 2. Dla kaŜdego gatunku osobno oszacować liczebność (zob. Bobek i Kozłowski, 1984). W tym celu najpierw szacujemy obszar kontrolowany przez pułapkolinię wg wzoru: S = 2rl + πr2, gdzie S – powierzchnia kontrolowana (m2), l – długość pułapkolinii (m), r – promień areału osobniczego danego gatunku (m); dla uproszczenia przyjmujemy, r = 20 m). Na tej podstawie szacujemy liczebność populacji gryzoni (N) w przeliczeniu na 1 ha. B. Obliczenie bilansu energetycznego populacji 1. Posługując się wskazówkami z literatury (Grodziński 1985, Weiner 1987) obliczyć szacunkowy budŜet energetyczny kaŜdego gatunku. W tym celu naleŜy skonstruować model obliczeniowy w postaci arkusza kalkulacyjnego (np. Excel) i wyliczyć: a. sumaryczny roczny bilans przepływu energii (C, R, P, FU) dla zespołu drobnych ssaków b. dynamikę konsumpcji energii zespołu w ciągu roku. c. Posługujemy się modelem: C = A + FU = R + P + FU C = A/wsp. asym. R = DEB × N Sc = N × W

P = Sc × Θ × ε gdzie C, A, FU, R, P, Sc – składowe rocznego budŜetu energetycznego całej populacji. 2. Przyjmujemy następujące załoŜenia (uproszczone): a. Dobowy budŜet energetyczny DEB (kJ/d) = a W0,5, gdzie W = masa ciała (g), a – parametr zaleŜny o gatunku i sezonu (Grodziński 1985). Przyjęte wartości parametrów a dla nornicy rudej i myszy leśnej, dla dwóch sezonów – w załączonej tabeli (w razie schwytania innych gatunków myszy naleŜy przyjąc parametry jak dla A. flavicollis, a dla innych gatunków nornikowatych – jak dla M. glareolus). Tak obliczony budŜet zawiera juŜ poprawki na zróŜnicowana aktywność lokomotoryczną, termoregulację i koszty rozrodu (uśrednione na osobnika, bez względu na płeć. Stąd obliczamy roczna asymilację populacji, bez produkcji (czyli respirację) b. Zakładamy, iŜ rotacja (turnover) biomasy u gryzoni leśnych wynosi Θ = 3,9. Na podstawie oszacowanego z liczebności i masy ciała stanu biomasy i wspólczynnika rotacji obliczamy roczna produkcję biomasy (g) i jej wartość kaloryczną, tj. roczną produkcję (ekwiwalent kaloryczny biomasy ε w tabeli). c. Sumę produkcji i respiracji, czyli łączna asymilację, przeliczmy na konsumpcję, korzystając z danych o wsp. asymilacji pokarmu A/C (tabela). 3. Uzyskane wyniki naleŜy porównać z danymi literaturowymi.

Literatura Bobek B. Kozłowski J., 1984: 2.2. Ocena zagęszczenia zwierząt. W: Ćwiczenia z ekologii (Red. A. Górecki, J. Kozłowski, M. Gębczyński), Kraków-Białystok: 36-48. Bobek B., Borusewicz K., Głowaciński Z., Górecki A., Grodziński W., Kozłowski J., Perzanowski K., Sawicka-Kapusta K., Wasilewski J., Weiner J., Witkowski Z. (1984): Energy and matter flow through consumers in the Niepołomice forest ecosystem. W: Forest ecosystem in Industrial Regions (W. Grodziński, J. Weiner, P.F. Maycock, Eds.). Springer, Heidelberg: 101-138. Górecki A., 1967: Caloric values of the body in small rodents. W: Secondary productivity of terrestrial ecosystems, Ed. K. Petrusewicz. PWN, 315-319. Górecki A., 1984: 4.3.1. Energy and matter flow through rodents. W: Bobek et al. 1984: 113125. Grodziński W. 1985: Ecological energetics of bank voles and wood mice. Symp. zool. Soc. Lond. 55: 169-192. Weiner J. 1987. 3.3. BudŜety energetyczne: metabolizm zwierząt; 3.4. BudŜety energetyczne: zapotrzebowanie pokarmowe osobników i populacji. W: Górecki A., Kozłowski J. Gębczyński M. (red.) Ćwiczenia z ekologii. Kraków-Białystok, 116-151.

Tabela. Przyjęte wartości parametrów do obliczenia rocznego budŜetu energetycznego populacji gryzoni.

Masa ciała W (g) lato (IV-X) Masa ciała W (g) zima (XI-IV) DEB (kJ/d), wsp. a, lato DEB (kJ/d) wsp. a, zima Wsp. asymilacji A/C (%) Czas trawnia zimy (dni) Turnover biomasy Θ Ekwiwalent energetyczny biomasy ε (kJ/g)

Nornica Mysz śródło ruda leśna 21 31 18 29 Grodziński 1985 11,7 10,4 9,3 9,6 83 86 Grodziński i Wunder 1975 150 3,9 Bobek et al. 1984 6,1

Górecki 1967