Conservation status of Abies caphalonica Loudon in the national park of mountain Aenos: population dynamics and reproductive biology

Μελέτη της κατάστασης διατήρησης της Abies cephalonica Loudon στον εθνικό δρυμό του Αίνου: δυναμική πληθυσμού και αναπαραγωγική βιολογία του είδους

Conservation status of Abies caphalonica Loudon in the national park of mountain Aenos: population dynamics and reproductive biology

Politi, Patritsia-Iosifina

Πολίτη, Πατρίτσια-Ιωσηφίνα

PhD Thesis

2009

The research was enrolled in four main sections: 1st unit: Study of the reproductive biology. 2nd unit: Monitoring of the seedlings dynamics. 3rd unit: Study of the population structure. 4th unit: Analysis of the species life cycle simulation of the risk of population extinction. The research methodology followed comprised of laboratory as well as field work. • During the time span of the present study a small fluctuation was registered as to the dispersal period of the mature cones seeds. • It appears that the species follows a reproductive strategy of a periodicity of three to four year masting cycle. • The longer duration of cold stratification for the dormancy breakage leads to higher germination percentages. • It appears that the longest duration of seed storage leads to the decrease of their germinability. The majority of emerged seedlings had 6 cotyledons while a slightly higher percentage of survival was recorded for seedlings having 7 cotyledons. • Seedling emergence varied between years. The 2004 seedling cohort with the highest number of individuals showed very high mortality during the subsequent year while this was not observed for the other two seedling cohorts of 2005 and 2006. Overall, it appears that the species follows a different regeneration strategy in the duration of a four year cycle. Regarding the influence of the habitat parameters which were recorded on the seedling dynamics. Ground is the explanatory variable which is the most decisive in classifying the plots as regards seedling emergence. After the period with the highest mortality rate plots were primarily classified by the depth of the organic soil layer and secondarily by the slope of the site and canopy openness in relation to seedling survival. In their 3rd and 4th year of life seedlings continue to be primarily affected by organic soil depth which is the explanatory variable first classifying the study plots. Dendrochronology combined with biometry measurements assisted us in classifying the individuals in age classes. The model representing the life cycle of the species gave a higher mortality rate from saplings 2 to adults but also during the passage from the seed rain to the established seedlings. Despite the recorded high percentage presence of the two first age classes the low percentage of reproductively mature individuals sets the population in a critical condition. Our data indicate that Abies cephalonica is a species showing remarkable reproductive plasticity expressed by the number of seedlings produced each year and those surviving with respect to its habitat characteristics but also encounters serious threats in the area of occurrence. Preserving the species implies preserving the heterogeneity of its habitat.

Το αντικείμενο της διατριβής προσεγγίζεται με τη συστηματική διαχρονική μελέτη της δυναμικής του πληθυσμού αλλά και της αναπαραγωγικής βιολογίας του είδους. Αναπτύχθηκαν 4 ερευνητικές ενότητες: 1η ενότητα: Αναπαραγωγική βιολογία. 2η ενότητα: Δυναμική αρτίβλαστων. 3η ενότητα: Ηλικιακή δομή. 4η ενότητα: Κύκλος ζωής - Μοντέλο επιβίωσης. Ερευνητική μεθοδολογία εργασία εργαστηρίου και πεδίου. Εγκαταστάθηκαν 20 θέσεις επιφάνειας 100 m² (10 x 10) και 200 επιφάνειες εμβαδού 1 m². Αναπαραγωγική βιολογία. Παρακολουθήθηκε ο πληθυσμός ως προς την παραγωγή κώνων και την περίοδο διασποράς των σπερμάτων και συλλέχθηκαν ώριμοι κώνοι. - Καταγράφηκε μια σχετική διακύμανση ως προς την περίοδο διασποράς των σπερμάτων. Διαφαίνεται (από τον αριθμό των ατόμων που παρήγαγαν κώνους την παράγωγη των κώνων ανά άτομο και το ποσοστό των υγιών σπερμάτων ανά κώνο) ότι το είδος ακολουθεί μια στρατηγική αναπαραγωγής με περιοδικότητα κατά μέγιστο ενός τετραετούς κύκλου πληροκαρπίας. - Η μεγαλύτερη διάρκεια ψυχρής στρωμάτωσης προκαλεί υψηλότερα ποσοστά φύτρωσης. - Η μεγαλύτερη διάρκεια αποθήκευσης των σπερμάτων οδηγεί σε μείωση της φυτρωτικότητάς τους. Δυναμική εγκατάστασης αρτίβλαστων καταγράφηκαν και παρακολουθήθηκαν συστηματικά όλα τα αρτίβλαστα. Ελεγχόταν η κατάσταση κάθε αρτίβλαστου ως ζωντανό ή νεκρό και σημειωνόταν ο αριθμός των κοτυληδόνων. Διερευνήθηκαν οι τρόποι επίδρασης των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών του ενδιαιτήματος επί της δυναμικής των αρτιβλάστων. - Τα περισσότερα αρτίβλαστα εμφανίστηκαν με 6 κοτυληδόνες. Το μεγαλύτερο ποσοστό επιβίωσης καταγράφηκε σε αρτίβλαστα με 7 κοτυληδόνες. - Η πυκνότητα της εμφάνισης των αρτιβλάστων παρουσίασε έντονη διακύμανση μεταξύ των ετών με μεγαλύτερη αυτή του 2004. - Διαφαίνεται ότι το είδος ακολουθεί μια διαφορετική στρατηγική αναγέννησης στη διάρκεια τετραετούς κύκλου. - Ο παράγοντας εδαφοκάλυψη παίζει τον πρωταρχικό ρόλο για την εμφάνιση των αρτιβλάστων. Πρωταρχικός παράγοντας διαφοροποίησης των ενδιαιτημάτων για την επιβίωση του 1ου χρόνου ήταν το πάχος του οργανικού ορίζοντα δευτερευόντως η κάλυψη ανορόφου και η κλίση. Όσον αφορά στην επιβίωση του δευτέρου χρόνου αλλά και την εγκατάσταση καταγράφηκε παρόμοιο πρότυπο επίδρασης. Ηλικιακή δομή του πληθυσμού. Καταγράφηκαν και χαρτογραφήθηκαν όλα τα άτομα ελάτης που βρίσκονταν εντός των θέσεων δειγματοληψίας. Τα μορφομετρικά χαρακτηριστικά των ατόμων συσχετίσθηκαν με τα αποτελέσματα της δενδροχρονολόγησης και προέκυψαν 4 αναπτυξιακές κλάσεις. Δημιουργήθηκε το μοντέλο που αντιστοιχεί στον πληθυσμό του είδους και η απεικόνιση του σε ένα κύκλο ζωής. Μεγαλύτερο ποσοστό θνησιμότητας παρατηρήθηκε κατά τη μετάβαση από την κλάση 3 (νεαρά 2) προς την κλάση 4 (ενήλικα) αλλά και από τη σπερματική βροχή προς την κλάση 1 (εγκατεστημένα αρτίβλαστα). Μοντέλο ανάλυσης βιωσιμότητας (έδωσε μια εικόνα ως προς το μέγεθος της απειλής που πιθανά διατρέχει ο πληθυσμός). Συνέπειες υπερβόσκησης και έμμεσων επιδράσεων. - Μείωση του αυξητικού ρυθμού - Πιθανότητα εξαφάνισης 17%. Περίπτωση συνδυασμού φωτιάς και υπερβόσκησης. Πιθανότητα εξαφάνισης μέχρι και 55%.

Φυσικές Επιστήμες ➨ Βιολογία

Biological Sciences

Endemic species

Αναπαραγωγική βιολογία

Insular population

Conservation

Model of population survival

Habitat characteristics

Μοντέλο επιβίωσης πληθυσμού

Βιολογία

Ενδημικό ελληνικό είδος

Φυσικές Επιστήμες

Reproductive biology

Νησιωτικός πληθυσμός

Χαρακτηριστικά ενδιαιτήματος

Population dynamics

Διατήρηση

Natural Sciences

Δυναμική πληθυσμού

Ελληνική γλώσσα

National and Kapodistrian University of Athens

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΕΚΠΑ)

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΕΚΠΑ). Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Βιολογίας. Τομέας Οικολογίας και Ταξινομικής

Εθνικό Κέντρο Τεκμηρίωσης και Ηλεκτρονικού Περιεχομένου (ΕΚΤ)

Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών

Συλλογή ΕΑΔΔ