Doc. dr. Alė Kučinskienė Dr. Alina Krevš
Gamtos tyrimų centras
Uosialapiai klevai:
kodėl reikalingas jų plitimo upių pakrantėse monitoringas
Neries upės priekrantė
Kai žmonės pradėjo vežti augalus ir gyvūnus net iš labai tolimų kraštų į naujas teritorijas, prasidėjo sunkiai valdomas svetimžemių rūšių plitimas į kitus pasaulio regionus. Jeigu svetimžemė rūšis natūralizuojasi, palieka daug palikuonių, sparčiai plinta ir daro žalą ekosistemoms, ji laikoma invazine rūšimi. Invazinės rūšys veikia ekosistemas keisdamos jų natūralią biologinę įvairovę, fizinę ir cheminę struktūrą, medžiagų apykaitą, ūkinį bei rekreacinį vertingumą.
Europos Komisijos duomenimis, Europoje aptinkama apie 11 tūkstančių svetimžemių rūšių. Lietuvoje šiuo metu yra žinoma 548 svetimžemių augalų rūšių, iš jų 19 rūšių yra invazinės ir dar 67 rūšys – potencialiai invazinės, ateityje galinčios kelti rimtų gamtosaugos problemų. Ypač agresyvios rūšys, keliančios potencialią grėsmę vietinių ekosistemų stabilumui, yra įtraukiamos į valstybių aplinkosaugos teisinio reguliavimo dokumentus. Tokia rūšis Lietuvoje yra uosialapis klevas (Acer negundo L.) (žr., LR AM 2009 m. lapkričio 9 d. Nr. DI-663 įsakymą).
Beveik visi invaziniai augalai priskiriami keitėjų grupei. Jie geba įsikurti didelėje teritorijoje ir pakeisti ekosistemų savybes, būklę, tipą ar net išvaizdą. Pavyzdžiui, uosialapis klevas greitai įsigali apleistose paupių pievose ir per dešimtmetį paverčia jas brūzgynais. Tai šviesamėgis augalas, augantis neutraliose arba šarminėse dirvose, išaugantis iki 20-25 m aukščio, jo diametras siekia 90-100 cm.
Uosialapis klevas savaime paplitęs tik Šiaurės Amerikoje. Europoje jį pradėjo auginti 17 a.: pirmiausia Anglijoje (1688 m.), vėliau – Nyderlanduose (1690 m.) ir Vokietijoje (1699 m.). Nuo 20 a. pradžios uosialapiai klevai ėmė sparčiai plisti parkuose ir kituose želdynuose. Manoma, kad Lietuvoje šis medis pradėtas auginti dar 19 a. pradžioje kaip dekoratyvinis augalas Vilniaus universiteto Botanikos sode, tarpukariu (1928-1939 metais) buvo plačiai auginami jo daigynai skirti dekoratyviniams sodams. Po antro Pasaulinio karo uosialapis klevas pradėtas auginti miškuose, tačiau jau nuo 1960 m. buvo laikomas netinkamu miškininkystei.
Dabar Lietuvoje uosialapis klevas yra plačiai paplitęs ir toliau intensyviai plinta, ypač upių pakrantėse, aplink miestus ir gyvenvietes, palei transporto kelius. Plačiausiai šios rūšies medžiai išplitę ir didžiausius sąžalynus sudaro didžiųjų ir vidutinių upių slėniuose, įsikuria vidutiniškai drėgname ir trąšiame upių pakrančių dirvožemyje. Vaisiai sunoksta rugsėjo-spalio mėnesiais, o nuo medžio krenta iki kito pavasario, juos lengvai išnešioja vėjas ir vanduo, ir todėl susidaro palankios sąlygos jiems plisti įvairiomis kryptimis. Uosialapiui klevui būdinga numesti lapus vienu metu sudarant storą nuokritų sluoksnį, kuriame susikuria ypač palankios sąlygos jų ardymui (biodestrukcijai).
Konkurencinėje kovoje laimėję augalai pradeda dominuoti ir tiesiogiai, taip pat per irstančių lapų nuokritas veikia tiek savo biotinę (dirvos ir/ar vandens mikroorganizmų įvairovę), tiek ir abiotinę aplinką (per į aplinką išskiriamas biogenines, kitas mitybines ir toksines organines bei neorganines medžiagas). Turimi duomenys apie uosialapio klevo įtaką Neries upės pakrantės medynams rodo, kad šis medis įsikuria, plinta ir išstumia įprastinę priekrančių augaliją dinamiškose kranto zonose, kur dėl įvairių priežasčių vyksta vandens lygio svyravimas. Plečiantis uosialapio klevo populiacijoms tampa svarbu įvertinti jų poveikį ne tik kranto zonai, bet ir nukritusių lapų įtaką upės priekrantės vandenyje bei dugno nuosėdose vykstantiems procesams.
Tuo tikslu 2013-2014 m. pavasario–rudens laikotarpiu mes atlikome cheminius ir mikrobiologinius dugno nuosėdų tyrimus trijose skirtingose Neries upės vietose: 1) priekrantinėje zonoje, netoli uosialapio klevo augimvietės, 2) zonoje netoli kranto, apaugusio vietiniais medžiais ir ypač juodalksniais, ir 3) zonoje prie atviro, neapaugusio medžiais, kranto.
Nukritusius į vandens telkinio priekrantę lapus pradeda ardyti mikroskopiniai grybai ir bakterijos. Aerobinėse (esant deguoniui) sąlygose, kurios būdingos vandens telkinių priekrantei, mikroskopiniai grybai yra pagrindiniai lapų skaidytojai. Tačiau aerobiniai mikroorganizmai lapų nuokritų susikaupimo (akumuliacinėse) zonose funkcionuoja tik siaurame paviršiniame aeruojamame dugno nuosėdų sluoksnyje, o gilesniuose nuosėdų sluoksniuose (dėl deguonies sunaudojimo bentosiniais organizmais) organinių medžiagų skaidyme pradeda vyrauti anaerobinės bakterijos. Daugiausiai grybų ir bakterijų buvo rasta uosialapio klevo lapų akumuliacijos priekrantės zonoje, ypač rudenį, po masiško lapų kritimo. Mikroorganizmai labiau, nei priekrantėms būdingus vietinės kilmės medžių rūšies – juodalksnio (Alnus glutinosa) lapus, „mėgsta“ uosialapio klevo lapus. Kodėl taip yra? Tyrimai parodė, kad šio invazinio klevo lapus mikroorganizmai lengviau „virškina“, nes juose yra daugiau lengvai skaidomų organinių medžiagų ir, skirtingai nei juodalksnio lapuose, yra mažiau konservacinėmis savybėmis pasižyminčių polifenolinių junginių bei sunkiai skaidomų huminių medžiagų. Dėl to skyrėsi ir mikroorganizmų gausumas, jų aktyvumas bei lapų irimo sparta uosialapio klevo ir vietinių medžių lapų nuokritų kaupimosi upės priekrantės vietose ir/arba priekrantės zonoje neapaugusioje medžiais. Pavasarį uosialapio klevo lapai upės priekrantėje buvo minkšti ir stipriai suardyti, skirtingai nei mažai apirusių vietinių medžių lapų.
Yrant lapams upių priekrančių vanduo yra praturtinamas organinėmis ir mineralinėmis medžiagomis, kurios skatina vandens augalų ir dumblių augimą, o tuo pačių greitina eutrofikaciją ir priekrantės pelkėjimo procesus. Be to, organinių medžiagų skaidymo metu į aplinką išsiskiria įvairūs skilimo produktai – anglies dvideginis, metanas, sieros vandenilis ir kt. Mūsų duomenimis, upės priekrantės uosialapio klevo lapų akumuliacijos vietoje esančiose dugno nuosėdose, ypač rudenį, kaupėsi daugiau, negu kitose zonose, biologinį produktyvumą skatinančių maisto medžiagų (azoto ir fosforo junginių). Taip pat intensyviausiai vyko neorganinės anglies emisija iš dugno nuosėdų, kas rodė aukštą mikroorganizmų fiziologinį aktyvumą. Esant nedideliam gyliui ir pakankamai priedugnio vandens aeracijai, dėl organinio detrito kaupimosi, lapų nuokritų akumuliacinėse zonose organinių medžiagų skaidyme vyravo bedeguoniniai (anaerobiniai) procesai, siekiantys 60 proc. nuo bendrosios (aerobinės ir anaerobinės) mineralizacijos atvirame upės atabrade, 75 proc. – ties vietinių medžių ir iki 90 proc. – ties uosialapio klevo augimviete. Anaerobinių organinių medžiagų mineralizacijos procesų dominavimas sekliose priekrantės zonose turi neigiamas pasekmes, nes spartina įvairių fermentacijos produktų akumuliaciją bei fosforo išsiskyrimą iš dugno nuosėdų, kas savo ruožtu intensyvina „antrinę“ eutrofikaciją. Dugno nuosėdų bedeguoniniame sluoksnyje vystosi ir siaurai specializuota fiziologinė anaerobinių bakterijų grupė – sulfatus redukuojančios bakterijos. Šių specifinių anaerobinių bakterijų gyvybinės veiklos metu į aplinką išsiskiria toksiškas daugumai vandens organizmų metabolizmo produktas – sieros vandenilis. Esant pakankamai sulfatų koncentracijai, būtent lengvai skaidomų organinių medžiagų kiekis ir ypač mažo molekulinio svorio organinių rūgščių kaupimasis dugno nuosėdose skatina sulfatus redukuojančių bakterijų vystymąsi, spartina sieros vandenilio susidarymą bei jo emisiją iš dugno nuosėdų. Šių bakterijų skaitlingumas tiek uosialapio klevo, tiek ir vietinių medžių augimviečių zonose buvo panašus, tačiau skyrėsi jų aktyvumas. Didesnis sulfatus redukuojančių bakterijų aktyvumas ir tuo pačiu intensyvesnis sieros vandenilio išsiskyrimas buvo nustatytas būtent uosialapio klevo lapų nuokritų priekrantės zonos dugno nuosėdose, kas taip pat liudija, jog invazinio medžio lapų organinių medžiagų struktūra yra palankesnė šios grupės bakterijų vystymuisi. Tokiu būdu, uosialapio klevo lapų akumuliacinėje zonoje, lyginant su vietinių medžių lapų akumuliacijos zona, didesnis biologinį produktyvumą skatinančių biogeninių medžiagų kiekis, intensyvesni mikrobiologiniai procesai, ypač anaerobiniai ir greitesnė lapų mineralizacija gali ne tik pakeisti Neries upės priekrantės dugno nuosėdų cheminę ir mikrobiologinę situaciją, bet ir skatinti „antrinės“ eutrofikacijos procesus, užžėlimą menkaverte augmenija bei šių lokalinių zonų pelkėjimą. Todėl, atsižvelgiant į gamtinių vertybių išsaugojimo poreikį, būtina vykdyti uosialapio klevo plitimo vandens telkinių pakrantėse monitoringą, periodiškai vertinant augimviečių ekologinę būklę bei reguliuoti greta vandens telkinio besiformuojančių ir konkuruojančių su pagrindiniais medynais šios invazinės rūšies populiacijų plitimą.
Straipsnis parengtas remiantis literatūrą:
Kairiūkštis L. (red.) 1968. Lietuvos TSR miškų ūkis. Vilnius.
Kowarik I. 1995. Time lags in biological invasions with regard to the success and failure of alien species. In: Pysek P., Prach K., Rejmanek M., Wade M. (Eds.). Plant Invasions: General Aspects and Special Problems.. SPB Academic Publishing, Amsterdam, the Netherlands, pp. 15–38.
Krevš A., Kucinskienė A., 2017. Influence of invasive Acer negundo leaf litter on benthic microbial abundance and activity in the littoral zone of a temperate river in Lithuania. Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems. 402, 02. 12 p.
Gudžinskas Z., Kazlauskas M., Pilāte D., Balalaikins M., Pilāts M., Šaulys A., Šaulienė I., Šukienė L. (Red.). 2014. Lietuvos ir Latvijos pasienio regiono invaziniai organizmai (Invasive Organisms in Transboundary Area of Lithuania and Latvia). Vilnius, BMK leidykla. pp. 19–20.
Mędrzycki P. 2007. NOBANIS – Invasive Alien Species Fact Sheet – Acer negundo. In: Online Database of the North European and Baltic Network on Invasive Alien Species – NOBANIS www.nobanis. org.
Skridaila A. 2001. Introduction of woody plants in Vilnius University Botanical Garden in 1781–2000. PhD thesis.
Autorių archyvo nuotraukos