Sukcesja wtórna i regeneracja popożarowa roślinności na porzuconych gruntach ornych

Sukcesja wtórna obok mechanicznego niszczenia pokrywy roślinnej są współcześnie najpowszechniejszymi procesami odpowiedzialnym za różnicowanie się szaty roślinnej i krajobrazu. Użytkowanie terenu: uprawa ziemi, nawadnianie i odwadnianie, koszenie, wypasanie, zakładanie osiedli, ujeżdżanie i wydeptywanie gruntu przeciwdziałały przez wieki sukcesji, a więc powrotowi spontanicznej (choć nie zawsze pierwotnej) roślinności lasów, stepów, mokradeł itd. na grunty niegdyś im wydarte. Wyzwolenie gruntów i roślinności spod długotrwałej presji antropogenicznej uruchomiło sukcesję i dało szansę do naukowego objaśnienia tego procesu, jego inicjacji, przebiegu i mechanizmów, a także roli odgrywanej w nich przez rośliny i zwierzęta.

Rezerwat Jelonka (na południowo-zachodnim przedpolu Puszczy Białowieskiej) powołano w roku 1989 na powierzchni 227 ha w celu zabezpieczenia realizacji rozpoczętego w r. 1971 programu badań nad sukcesją wtórną i rolą pionierskich gatunków drzewiastych w tym procesie. Rezerwat obejmuje fragment rozległego kompleksu (około 12 tyś. ha) pól porzucanych stopniowo od I Wojny Światowej. W blisko położnym rezerwacie Czechy Orlańskie (utworzony w roku 1995; 75 ha) występują starsze postacie boru sosnowego spontanicznie ukształtowanego na gruntach porolnych, które spełniały rolę obiektu porównawczego.

Rozległość obszaru, jednorodność warunków siedliskowych i duże zróżnicowanie roślinności pod względem stopnia zaawansowania sukcesji umożliwiły założenie bardzo rozbudowanego systemu stałych powierzchni badawczych. System ten składał się do roku 1992 z 67 stałych powierzchni, każda o wielkości 1000 m2. Do 2002 roku coroczne wykonywano obserwacje nad rozwojem populacji pionierskich gatunków drzewiastych (Juniperus communis, Populus tremula) i mchu płonnika (Polytrichum piliferum). Stosowano kartowanie wielkoskalowe, powtarzalną rejestrację fotograficzną oraz obserwowano zmiany w strukturze i kompozycji gatunkowej zbiorowisk (co 3 lata). Różnicowanie i integrację struktury zbiorowisk kartowano co 9 lat.

W ciągu 30 lat trwania eksperymentu poznano warunki inicjacji sukcesji wtórnej i kształtowanie się struktury populacji gatunków dwupiennych, w tym zwłaszcza kierunek zmian stosunku płci osobników w populacji, przebieg kwitnienia i owocowania oraz rozmiary produkcji szyszkojagód w populacjach jałowca, oraz inicjację kwitnienia i rozwój dymorfizmu płciowego osiki. Opisano zjawisko różnicowania się w toku sukcesji struktury przestrzennej zbiorowiska murawowego pod działaniem rozrastających się krzewów jałowca oraz zjawisko integracji struktury zapustów leśnych pod działaniem rozrastających się koron sosny i akumulacji jej igliwia. Trwałość wcześniejszego różnicowania struktury zbiorowiska decyduje o późniejszym zróżnicowaniu przestrzennym w przebiegu regeneracji popożarowej spalonych muraw i zapustów. Dowiodły tego szczegółowe badania podjęte po lokalnym pożarze (w roku 1992) na 15 specjalnie założonych stałych powierzchniach. Trzydzieści lat bezpośrednich obserwacji na stałych powierzchniach oraz rekonstrukcja dendrochronologiczna kolonizacji jałowca w ciągu 55 poprzedzających lat w połączeniu z symulacją pozwalają na potwierdzenie wcześniejszych założeń, że proces formowania się boru sosnowego na gruntach porolnych w wyniku sukcesji wtórnej wymaga około 140 lat.