Συσχέτιση της χωρικής διάταξης των δέντρων σε ένα δάσος με

παραμέτρους του αναπαραγωγικού συστήματος

Δ. Κασιμιάδης, Α.Χ. Παπαγεωργίου, Σ. Γαλατσίδας

ΔΠΘ, Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων, Ορεστιάδα

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

2

Κάποιες απόψεις για τη γενετική ποικιλότητα

...πρόκειται για μια σειρά μαθηματικών μεγεθών που δεν σημαίνουν τίποτε... Perlman & Adelson 1997

…πρέπει να παραλείπεται κατά τον υπολογισμό της βιοποικιλότητας, καθώς η μέτρηση και καταγραφή της είναι εξαιρετικά δυσχερής... Dobson 1995

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

3

Δύο βασικές διευκρινίσεις

Η γενετική ανάλυση δεν είναι στόχος, αλλά μέσο της προστασίας της βιοποικιλότητας Δεν προστατεύουμε τα γονίδια που βλέπουμε στο εργαστήριο Από τις αναλύσεις περιγράφουμε τα επίπεδα γενετικής

ποικιλότητας Αίτια που τη διαμορφώνουν (εξελικτικοί παράγοντες) Τρόποι διατήρησης / αύξησης της ποικιλότητας

Η γενετική απογραφή δεν μπορεί να είναι προαπαιτούμενο στάδιο κάθε μέτρου προστασίας Πρέπει να χρησιμοποιείται σαν δείκτης για ένα σύνολο

περιπτώσεων

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

4

Σημασία γενετικής ποικιλότητας

Βασική προϋπόθεση της προσαρμογής σε νέα περιβάλλοντα Διατήρηση πληθυσμών και ειδών στο διηνεκές Σταθερότητα κοινοτήτων και οικοσυστημάτων Σταθερότητα παροχής αγαθών και υπηρεσιών

Βιολογική βάση πληροφορίας σε επίπεδο πληθυσμών Μεταφέρεται από γενιά σε γενιά Επηρεάζεται από το μέγεθος του πληθυσμού Μειώνεται όταν η αναπαραγωγή δεν είναι τυχαία

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

5

Το γενετικό σύστημα

Η γενετική ποικιλότητα διατηρείται όταν το γενετικό σύστημα λειτουργεί!

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

6

Προστασία γενετικής ποικιλότητας

Αναφέρεται σαν σημαντικό συστατικό της βιοποικιλότητας Απουσιάζει από μέτρα προστασίας και στρατηγικές

Περιορισμένες εφαρμογές Προστασία συγκεκριμένων ειδών Προστασία συγκεκριμένων γονιδίων (γεωργία) Προστασία σε συγκεκριμένες περιοχές (reserves)

Συνήθως ex situ μέτρα Προϋποθέτουν γενετικές εργαστηριακές έρευνες

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

7

Στόχος

Προστασία της λειτουργίας των δυναμικών γενετικών συστημάτων Σε ένα σύστημα πληθυσμών (π.χ. είδος) Μέσα σε έναν πληθυσμό

Προστασία σε διαχειριζόμενα οικοσυστήματα π.χ. δάση, λιβάδια...

Λήψη μέτρων χωρίς να προηγηθούν γενετικές απογραφές

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

8

Διαχειριζόμενα δασικά οικοσυστήματα

Βορειοευρωπαϊκή αντίληψη δασοπονίας – έμφαση στην παραγωγή – δεν περιλαμβάνει μη παραγωγικά δάση

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

9

Διαχειριζόμενα δασικά οικοσυστήματα

Η δασική διαχείριση ως μέσο προστασίας της βιοποικιλότητας – δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

10

Διαχειριζόμενα δασικά οικοσυστήματα

Η βιοποικιλότητα ως προϋπόθεση – και όχι μόνο στόχος – της διαχείρισης δασών

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

11

Πρόκληση

Η διατήρηση επαρκούς γενετικής ποικιλότητας σε δασικά (και άλλα) είδη Εξασφαλίζεται η προσαρμοστικότητα των

πληθυσμών Δημιουργία διαχειριστικών πρακτικών που θα

αποτρέπουν διαταραχές σε σημαντικές δυναμικές διαδικασίες Γενετικό σύστημα

Εντός πληθυσμών Μεταξύ πληθυσμών

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

12

Διαχειριστικοί κανόνες

Προστασία της γενετικής ποικιλότητας μέσω σχεδιασμού και διαχείρισης Γενικές διαχειριστικές αρχές ορθής πρακτικής Χωρίς τη διεξαγωγή γενετικών ερευνών

Γενετικές αναλύσεις Προσδιορισμός κανόνων σε χαρακτηριστικές

περιπτώσεις Παρακολούθηση επιπτώσεων στην ποικιλότητα Έλεγχος ορθής εφαρμογής και διορθώσεις

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

13

Το αναπαραγωγικό σύστημα των φυτών

Κλειδί για τη διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας σε έναν πληθυσμό είναι το αναπαραγωγικό σύστημα Η τυχαιότητα της αναπαραγωγής

Στα φυτά η ευρεία κίνηση της γύρης εξασφαλίζει τη διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας Περιορίζεται από

Εμπόδια στην κίνηση / εμβέλεια γύρης Αυτογονιμοποίηση / ομομειξία Χρονική διαφοροποίηση άνθησης

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

14

Κίνηση της γύρης

Απομονωμένη συστάδα δρυός 56% της γύρης από άλλη πηγή 53% από τη γύρη εντός της συστάδας

προέρχονταν από ένα μόνο γονέα Χηνοπούλου 2005

Απομονωμένη συστάδα ίταμου 28% της γύρης από άλλη πηγή Όλα τα φυτά γονιμοποιούνταν σχεδόν

αποκλειστικά από τα διπλανά τους Leinemann & Hattemer 2006

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

15

Κίνηση της γύρης

Το μεγαλύτερο ποσοστό της γύρης δεν φτάνει σε μεγάλη απόσταση (30 - 40m) Το μικρό ποσοστό που απομένει ταξιδεύει

πολύ μακριά Καμπύλη γύρης

Π.χ. Pinus silvestris Robledo-Arnuncio et al.2004

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

16

Προσομοίωση κίνησης γύρης

Μοντέλο καταγραφής γενετικής ποικιλότητας με βάση το αναπαραγωγικό σύστημα Υπολογισμός λειτουργικού αριθμού

αρσενικών γονέων Συσχέτιση αριθμού αρσενικών γονέων με τη

γενετική ποικιλότητα των γαμετών στη γύρη Σύνδεση της γενετικής ποικιλότητας της γύρης

με τους απογόνους της επόμενης γενιάς

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

17

Λειτουργικός αριθμός αρσενικών γονέων

Με βάση τις καμπύλες γύρης στη βιβλιογραφία σχεδιάζουμε την εμβέλεια της γύρης σε ομόκεντρους κύκλους

Ποσοστό γύρης ανάλογα με την απόσταση

Από τη θέση του κάθε φυτού στους κύκλους υπολογίζουμε τη σύνθεση του νέφους γύρης που φτάνει στο κάθε φυτό

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

18

Κάτοψη δάσουςR15: 0,60

R30: 0,30

R45: 0,10

1

2

3

4

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Column EColumn DColumn CColumn B

p1 p2 p3 p41 0,00 0,50 0,00 0,502 0,14 0,00 0,43 0,433 0,00 0,33 0,00 0,674 0,10 0,30 0,60 0,00

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

19

Λειτουργικός αριθμός αρσενικών γονέων

Ο αριθμός των γονέων γύρης που συμβάλλουν σημαντικά στη διαμόρφωση του νέφους γύρης ενός δέντρου

Nme=1

∑i=1

n

p i2

Nm Nme1 2 2,002 3 2,583 2 1,804 3 2,17

Μ.Ο. 2,5 2,14Αρ.Μ.Ο. 2,10

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

20

Δείκτης Nme

Ο δείκτης Nme (μέσος λειτουργικός αριθμός αρσενικών γονέων) είναι συνδεδεμένος με τη γενετική ποικιλότητα των απογόνων μιας συστάδας Ανάλογα με τη γενετική διαφοροποίηση ανάμεσα στους

γονείς (γενετική ποικιλότητα εντός πληθυσμού) Δείκτης καλής κυκλοφορίας της γύρης Η αύξησή του μπορεί να γίνει διαχειριστικός

στόχος Συνδέει δασοκομικά / βιομετρικά χαρακτηριστικά με το

αναπαραγωγικό σύστημα

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

21

Δασική απογραφή στο δάσος Δαδιάς

~100 επιφάνειες

Πλήρης απογραφή ατόμων δρυός και πεύκου

Μέτρηση ύψους, διαμέτρου, ύψους κώμης, ...

Δημιουργία κατόψεων και υπολογισμός Nme με λογισμικό

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

22

Αναπαραγωγικό σύστημα και διαχείριση

Υπολογισμός Nme για όλες τις επιφάνειες Σύνδεση δείκτη με παραμέτρους, όπως η

πυκνότητα, μείξη, κ.α. Αξιολόγηση κατάστασης ως προς το δείκτη και

διαμόρφωση διαχειριστικών στόχων Αυξητικά μοντέλα Επιλογή διαχειριστικών σεναρίων

Τακτικός έλεγχος και επαλήθευση με γενετικές έρευνες

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

23

Βελτίωση μοντέλου κίνησης της γύρης

Μέτρηση παραμέτρων κώμης Ύψος, διάμετρος

Υπολογισμός κατακόρυφης δομής Εκτίμηση εμποδίων

Άτομα άλλων ειδών, βράχια, κ.α. Μετρήσεις φαινολογίας άνθησης σε διάφορες

χρονιές Υπολογισμός τυχόν σταθερών αέριων ρευμάτων

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

24

Κίνηση της γύρης

Επίδραση σταθερού ανέμου στην κίνηση της γύρης

Robledo-Arnuncio et al.2004

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

25

Γενετική και διαχείριση

Η καλή λειτουργία των γενετικών συστημάτων εξασφαλίζει επαρκή γενετική ποικιλότητα για την προσαρμογή των πληθυσμών

Παράμετροι των γενετικών συστημάτων πρέπει να ενταχτούν σε στρατηγικές προστασίας και διαχείρισης

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

26

Ερευνητικό πλαίσιο

ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ – ΠΥΘΑΓΟΡΑΣ ΙΙ – ΚΕ 1329-1 Mediterranean Forest Externalities

10/10/10 Οικολογία & Διατήρηση της Βιοποικιλότητας

27

Ευχαριστώ πολύ!