Dołącz do czytelników
Brak wyników

Ekologia

11 września 2018

NR 13 (Styczeń 2016)

Walka przyrody z cywilizacją, czyli specyfika flory miasta

0 228

Wszyscy znają prawo dżungli – przetrwa najsilniejszy. Podobnie dzieje się na terenach miejskich, gdzie człowiek coraz bardziej pokonuje siły natury. Niestety w tym konflikcie nie ma wygrywających. Epidemia chorób cywilizacyjnych wskazuje, że powinniśmy bacznie przyjrzeć się środowisku, w którym żyjemy, i aktywnie włączyć się w jego ochronę. Jak pokazać uczniom stopień przekształcenia siedliska i jego wpływ na organizmy żywe? Pomogą nam w tym obserwacje świata roślin miejskich. 

Życie i twórczość człowieka, czyli kilka słów o historii synantropizacji flory

Po cofnięciu się ostatniego zlodowacenia na tereny Europy Środkowej wkroczyli ludzie. Z wypaleniem pierwszego lasu, osuszeniem pierwszego bagna, obsianiem pierwszego pola rozpoczął się proces synantropizacji szaty roślinnej, czyli przekształcania jej pod wpływem działalności człowieka [5]. Gatunki o wąskiej skali ekologicznej zaczęły ustępować, rozprzestrzeniały się natomiast te o mniejszych wymaganiach. Pojawiły się również pierwsze rośliny obcego pochodzenia zawleczone wraz z materiałem siewnym lub przywiezione z daleka w ramach wymiany towarów. 

Pod koniec średniowiecza roślinność miast prezentowała się jako mozaika niewyspecjalizowanych zbiorowisk ruderalnych i sąsiadujących z nimi zbiorowisk segetalnych [9]. Pierwsze powstawały na przypłociach i przychaciach mimo woli ludzi, drugie na polach – wbrew ich zamiarom. Powolne procesy przemiany flory lawinowo przyspieszyły w ciągu ostatnich 200 lat. Rozpoczęta w XIX wieku rewolucja przemysłowa spowodowała gwałtowną industrializację, urbanizację i rozwój transportu. Zmiany na terenach miejskich posunęły się tak daleko, że ich szata roślinna uległa znacznemu ujednoliceniu, a botanicy wysunęli postulat, by uznać miasta za elementy jednego nieciągłego przestrzennie systemu [3].

Na samym wstępie trzeba zwrócić uwagę na fakt, że tereny zurbanizowane nie są jednorodne [3, 7, 10, 11]. Oddziaływanie wielu czynników antropogenicznych zmienia się w przestrzeni – ich rodzaj zależy od sposobu użytkowania terenu, ten zaś w dużej mierze związany jest z jego lokalizacją względem centrum. W zaproponowanym przez Wittiga modelu miasta (2002) można wydzielić koncentryczne strefy o stopniowo zmniejszającym się sposobie przekształcenia: od zabudowanej w sposób zwarty, poprzez luźną zabudowę, po strefy peryferyjne – wewnętrzną i zewnętrzną. To oczywiście duże uproszczenie, gdyż – jak zauważa sam autor – strefy te zaburzane są przez szereg elementów liniowych (tereny kolejowe i cieki wodne) oraz azonalnych (m.in. obszary przemysłowe, nowo powstające osiedla o funkcji sypialnianej, enklawy zieleni). 

Aby poddać analizie sposób kształtowania się flory terenów zurbanizowanych, botanicy sięgają więc często do bardziej wyspecjalizowanych form kartowania [3, 9]. Porównują skład gatunkowy powierzchni badawczych różniących się poziomem ogólnej antropopresji (m.in. Warszawa), stopniem zwarcia zabudowy (m.in. Berlin) czy przynależnością do kompleksu użytkowania przestrzennego (m.in. Poznań). Prowadzą osobne analizy uwzględniające wyłącznie rośliny ściśle związane z centrum miasta – urbanofile – oraz te, które są pospolite na całej jego powierzchni. 

Z wypaleniem pierwszego lasu, osuszeniem pierwszego bagna, obsianiem pierwszego pola rozpoczął się proces synantropizacji szaty roślinnej, czyli przekształcania jej pod wpływem działalności człowieka. 

W miejskim tyglu, czyli wpływ czynników antropogenicznych na kształtowanie się flor miejskich 

Przekształcenia ekosystemu miasta dotyczą wszystkich jego elementów. Ich oddziaływanie na świat roślin nakłada się na siebie lub – przeciwnie – częściowo się niweluje. Badania pozwalają jednak wyodrębnić te czynniki, które mają największy wpływ na poszczególne taksony.

✔Wzrost temperatury
Typową cechą klimatu miejskiego jest lokalne podwyższenie temperatury nazwane „wyspą ciepła” [m.in. 3, 7, 10, 11]. Różnice między centrum a przedmieściami mogą wynosić nawet 10oC, złagodzeniu ulegają również amplitudy dobowe i roczne. Czynnik termiczny wpływa głównie na rośliny nasienne [9]. Doprowadza do zmian w ich fenologii – przyspiesza ulistnianie, kwitnienie i owocowanie. Warunkuje też obserwowaną w ostatnich dziesięcioleciach ekspansję gatunków termofilnych, takich jak jęczmień płonny (Hordeum murinum L.) i bożodrzew gruczołowaty (Ailanthus altissima (Mill.) Swingle) [3, 9, 10]. W chłodniejszej części Europy Środkowej ich zasięg ogranicza się do dzielnic centralnych, w cieplejszej – rozprzestrzeniają się aż po obszary peryferyjne. Gatunki pospolite w miastach mają pod tym względem zwykle szeroki zakres tolerancji, natomiast urbanofile są grupą mocno wyspecjalizowaną – ewidentnie ciepłolubną.

✔Przesuszenie powietrza i jego zanie­czyszczenia
Średnia roczna wilgotność powietrza w ścisłym centrum jest niższa o 6–8% w stosunku do obszarów peryferyjnych [9, 11]. Zanieczyszczenie pyłami (m.in. związkami ołowiu i cynku) i gazami (m.in. ozonem oraz związkami azotu, siarki, fluoru) bywa tak wielkie, że promieniowanie słoneczne może ulec zmniejszeniu aż o 80% [7, 10]. Warunki te mają znaczny wpływ na mszaki i porosty. Korzystają one z wody zawartej w powietrzu, są przez to bardzo wrażliwe na jego zanieczyszczenia i deficyty wilgotności [9, 10]. W efekcie mimo pionierskiego charakteru tych grup – efektywnego rozprzestrzeniania się i niewielkich wymagań glebowych – porosty znikają z metropolii, a brioflora ogranicza się do kilkunastu najbardziej odpornych taksonów, takich jak prątnik srebrzysty (Bryum argenteum Hedw.) czy skrętek wilgociomierczy (Funaria hygrometrica Hedw.) [9, 10]. Przekształcenia flory naczyniowej powodowane skażeniami są trudniejsze do oceny, choć i tu obserwuje się na przykład obniżenie żywotności i choroby poszczególnych gatunków nasadzonych drzew [4]. 

Przekształcenia podłoża najłatwiej zaobserwować, analizując stopień zabudowania dzielnic i udział powierzchni utwardzonej przy pomocy sztucznego substratu (betonu, asfaltu itd.). Mniej spektakularny jest proces niszczenia poziomów genetycznych gleby oraz gromadzenia się w niej toksycznych dla roślin związków chemicznych. 

✔Zmniejszenie wilgotności podłoża
Obszary miast pustynnieją [7, 10, 11]. Na skutek celowych melioracji odwadniających oraz głębokich prac budowlanych znikają tereny wilgotne i podtopione, obniża się poziom wód gruntowych, a podłoże ulega przesuszeniu. Czynniki te powodują wycofywanie się większości paprotników [9, 10]. Jedynym pospolitym gatunkiem jest skrzyp polny (Equisetum arvense L.), który obok sprawnego rozmnażania wegetatywnego wykazuje również cechy kseromorficzne. Na murach w cieplejszej części Europy Środkowej rozprzestrzenia się ponadto zanokcica murowa (Asplenium ruta-muraria L.), a na obszarach o zaznaczonym wpływie oceanicznym – narecznica samcza (Dryopteris filix-mas (L.) Schott) oraz kilka innych paproci. 

Zaburzenie stosunków wodnych w znaczny sposób wpływa także na rośliny nasienne [3, 7, 9, 10]. Wycofują się te związane z siedliskami wilgotnymi, które utrzymują się tylko w ostojach – wzdłuż cieków oraz w najmniej przekształconych obszarach znajdujących się zwykle w strefie peryferyjnej. Gatunki pospolite w miastach środkowoeuropejskich mają dość niewielkie, a urbanofile bardzo niskie wymagania odnośnie do wilgotności podłoża. 

✔Skażenie, zasolenie, alkalizacja i zmia­ny struktury podłoża
Przekształcenia podłoża najłatwiej zaobserwować, analizując stopień zabudowania dzielnic i udział powierzchni utwardzonej przy pomocy sztucznego substratu (betonu, asfaltu itd.). Mniej spektakularny jest proces niszczenia poziomów genetycznych gleby oraz gromadzenia się w niej toksycznych dla roślin związków chemicznych. Wśród przyczyn skażenia znajdują się między innymi: ruch samochodowy i tramwajowy, przemysł, stosowanie soli do odśnieżania i herbicydów [7, 9]. Alkalizująco działa domieszka gruzu i innych odpadów budowlanych. 

Zmiany te wywierają szczególnie duży wpływ na rośliny pobierające korzeniami wodę z podłoża – paprotniki i nasienne [9, 10]. W widowiskowy sposób rozprzestrzenia się słonolubna mannica odstająca (Puccinellia distans (Jacq) Parl.), która kolonizuje głównie pobocza dróg i torowiska [2, 9], a większość urbanofilów dobrze znosi umiarkowane zasolenie [9, 10]. Pojedyncze badania wskazują również na pojawianie się gatunków galmanowych związanych dotychczas z glebami o dużym naturalnym udziale metali ciężkich [9]. Na skutek podwyższenia pH podłoża i wzbogacenia go w azot, we florach miast wzrasta znaczenie gatunków zasado- i azotolubnych [9, 10].

✔Duża labilność siedlisk
Ograniczająco na rośliny działają również zmiany sposobu użytkowania terenu i jego intensywna pielęgnacja [3, 7, 9, 10]. Na zadbanych grządkach czy na dynamicznie prowadzonej budowie szanse rozwoju mają gatunki o cechach pionierskich – szybko zawiązujących pierwsze kwiaty i owoce, produkujących liczne i efektywnie rozsiewane nasiona. 

Do szybkiej kolonizacji rozsianych w przestrzeni siedlisk zdolne są anemochory, które rozprzestrzeniają się dzięki wiatrowi i ornitochory – zawdzięczające daleki transport ptakom [1, 10]. W ten właśnie sposób rozmnaża się zdecydowana większość gatunków pospolitych i urbanofilnych w Warszawie [9]. Rozsiewane przez mrówki myrmekochory lub barochory,których nasiona upadają w pobliżu rośliny macierzystej, mają znacznie mniejsze tempo ekspansji [1]. 

Wraz ze wzrostem natężenia antropopresji wycofują się z terenów miejskich rośliny posiadające podziemne lub podwodne organy przetrwalne – kryptofity oraz krzewinki – chamefity, wzrasta natomiast znaczenie gatunków jednorocznych – terofitów [3, 10]. Stąd też na terenie Warszawy stanowią one połowę gatunków pospolitych i zdecydowanie dominują w grupie ściśle związanej z jej centrum [9]. Potencjalnie dużą ekspansywnością cechują się także masowo rozsiewające się drzewa i krzewy (fanerofity), mogą ją jednak zrealizować w niewielu biotopach [3, 10]. Dla ich rozwoju kluczowe znaczenie mają większe lub mniejsze tereny nieużytków miejskich takich jak obrzeża terenów kolejowych, porzucone zakłady przemysłowe, nie do końca zabudowane tereny porolne.

Wszystko płynie, czyli specyfika i zmienność flory miast 

Miasta środkowoeuropejskie tworzą ponadregionalny system przestrzenny cechujący się dużym podobieństwem szaty roślinnej [3]. Są obszarami o niezwykle bogatych florach – choć wzrastająca antropopresja powoduje masowe wymieranie gatunków, na ich miejsce wciąż napływają nowe. 

Tereny miejskie cechują się bardzo dużym bogactwem florystycznym. Przekracza ono to obserwowane na sąsiadujących z nimi, zbliżonych wielkością powierzchniach o charakterze naturalnym [3, 9, 10]. W Warszawie zanotowano 1109 gatunków, podczas gdy w całej Puszczy Kampinoskiej jest ich zaledwie 969. Berlińska flora składająca się z 1123 gatunków (po uwzględnieniu mieszańców, podgatunków i odmian 2,5 tys. taksonów) jest znacznie bogatsza niż ta stwierdzona w trzy razy większym powierzchniowo brandenburskim regionie Rupiner Land [8, 9]. Przyczyna tak wielkiego bogactwa tkwi w bardzo dużej heterogeniczności terenów zurbanizowanych i ogromnej bazie diaspor [3, 6, 9, 11]. W granicach jednej jednostki administracyjnej znajdziemy siedliska o skrajnie różnym stopniu i rodzaju przekształcenia – betonowe place i podmokłe łąki, reprezentacyjne ogrody i wysypiska śmieci, porzucone zakłady metalurgiczne i stare grądy. W każdym z tych miejsc wykształcają się specyficzne zbiorowiska roślinne, w wielu przypadkach otwarte na kolonizację. 

Analizy czasowe i przestrzenne wskazują, że nasilająca się antropopresja powoduje ubożenie flory. Spadek liczby gatunków obserwowany jest w trakcie badań wieloletnich, dla przykładu – z terenów Warszawy w ciągu XIX i XX wieku wycofało się 307 gatunków [9], z Poznania 120 [2], podobne zjawiska zanotowano też w innych miejscowościach [7, 10, 11]. Zmia...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy