Depart. T&E > Parteneriate - CONBIODIV (2007-2010)

CONTRACT Nr. 31-015/18.09.2007

STUDIUL BIODIVERSITATII PADURILOR DE MOLID SI BRAD DIN ARII PROTEJATE

NATURA 2000 PRIN METODE MODERNE, PLURIDISCIPLINARE

Acronim: CONBIODIV

REZUMATUL PROPUNERII

In cadrul proiectului se vor studia diversitatea floristica si fitocenotica, fitoistorica, genetica, geochimica, enzimologica si faunistica, la nivel local si regional, prin folosirea unor metode moderne pluridisciplinare, la nivel European; se va fundamenta stiintific dezvoltarea retelei de arii protejate “Natura 2000” pe teritoriul Romaniei. Realizarea acestor obiective presupune un numar mare de specialisti si dezvoltarea resursei umane. Proiectul are un grad mare de aplicabilitate, stiintifica dar si practica, economico-sociala. Studiul biodiversitatii intraspecifice a devenit una din tintele principale ale cercetarii la nivel european si mondial. Prin cercetarile prevazute urmarim elucidarea unor probleme complexe, legate de evolutia unor ecosisteme forestiere, ca urmare a schimbarilor climatice si a interventiei antropice de-a lungul Postglaciarului si pana astazi. Ne axam in acest studiu pe doi taxoni de mare importanta stiintifica si economica si anume molidul si bradul, dominanti in ecosistemele montane din Carpatii romanesti, urmand ca in perspectiva sa studiem si alte conifere. Datele obtinute in proiect, referitoare la  biodiversitatea si evolutia unor ecosisteme forestiere din arii protejate si la coevolutia componentelor flora-fauna, vor servi la comparatii extrem de utile cu biodiversitatea din zonele puternic afectate antropic. Rezultatele obtinute vor putea fi utilizate pentru adoptarea unor strategii de conservare a biodiversitatii si mai buna gospodarire a resurselor. Cercetarile din cadrul acestui proiect complex au drept obiectiv si obtinerea unor rezultate de referinta in cunoasterea diversitatii vegetatiei forestiere actuale comparativ cu cea a diferitelor faze silvestre derulate de-a lungul Postglaciarului, in cadrul unor ecosistemelor forestiere naturale, cum sunt padurile de molid si de brad, sub diverse aspecte. Proiectul va contribui la clarificarea evolutiei, structurii, resurselor genetice si potentialului adaptativ al acestor tipuri de ecosisteme forestiere. Cresterea competitivitatii si creativitatii se va realiza prin numarul mare de tineri, in special doctoranzi dar si doctori in stiinta angrenati in proiect, iar prin implicarea atat a cadrelor didactice cat si a cercetatorilor se va cimenta legatura educatie-cercetare.

 OBIECTIVE GENERALE

1. Studierea biodiversitatii floristice, fitocenotice, faunistice a padurilor de molid si de brad in perimetrul unor arii protejate Natura 2000, punand accent pe taxonii rari, endemici sau periclitati, cat si prioritari; 

2. Stabilirea evolutiei vegetatiei tardi- si postglaciare pe baza analizelor palinologice insotite de datari C14, identificarea refugiilor glaciare pentru molid si a modului de recolonizare postglaciara la brad, corelarea curbelor dinamicii vegetatiei forestiere cu cele ale izotopilor carbonului si oxigenului;

3. Evaluarea diversitatii genetice a molidului si bradului si a distributiei acesteia la nivelul Carpatilor romanesti;

4. Elaborarea strategiilor de conservare si management durabil in urmatoarea etapa a implementarii retelei “Natura 2000” in Romania.

ETAPELE (FAZELE) PROIECTULUI

Anul 2007

Etapa I Elaborarea metodologiilor de investigare si selectarea statiunilor reprezentative

Participanti:  ICB Cluj-Napoca (Coordinating Institution – CI); UBB (Partener 1); ICAS Simeria (Partener 2); UTBV (Partener 3); INCDTIM Cluj-Napoca (Partener 4);

Anul 2008

Etapa II Studiul biodiversitatii padurilor de brad si molid din Muntii Maramuresului

Participanti:  ICB Cluj-Napoca (Coordonator - CO); UBB (Partener 1); ICAS Simeria (Partener 2); UTBV (Partener 3); INCDTIM Cluj-Napoca (Partener 4);

Anul 2009

Etapa III Studiul biodiversitatii padurilor de molid si brad din Muntii Parang

Participanti: ICB Cluj-Napoca (Coordonator - CO); UBB (Partener 1); ICAS Simeria (Partener 2); UTBV (Partener 3); INCDTIM Cluj-Napoca (Partener 4);

Anul 2010

Etapa IV Studiul biodiversitatii padurilor de molid si brad din Muntii Nemira

Participanti: ICB Cluj-Napoca (Coordonator - CO); UBB (Partener 1); ICAS Simeria (Partener 2); UTBV (Partener 3); INCDTIM Cluj-Napoca (Partener 4).

Conducător de Proiect      

Institutul de Cercetări Biologice Cluj-Napoca, Republicii nr. 48, jud. Cluj, cod postal 400015;

telefon 0264-591238, fax 0264-591238,

E-mail: icb@cluj.astral.ro; Web: http://www.icb.dntcj.ro/

Director:  Dr. Gheorghe COLDEA

COMPONENŢA CONSORŢIULUI

Finanţare: Buget de Stat - Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Tineretului, Programul PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE

Autoritatea Contractantă:

Centrul National de Management Programe  Bucuresti (CNMP Bucuresti)

Durata proiectului: 36 luni (Sept. 2007 – Sept. 2010)

Activitatile si responsabilitatile aferente fiecarui participant

BUGETUL PROIECTULUI

Valoarea proiectului  (include şi alte surse atrase) 2000000 lei

Valoarea contractului (sursa numai buget de stat): 2000000 lei

Director de Proiect

Dr. Sorina FĂRCAŞ cerc.st. II; e-mail: soryna001@yahoo.com

REZULTATE

2007

Rezumatul fazei I/2007 cu titlul ”Elaborarea metodologiilor de investigare si selectarea statiunilor reprezentative”

Conform obiectivelor urmărite în cadrul acestei faze şi a Planului de realizare a proiectului, în cadrul acestei etape s-au desfăşurat următoarele activităţi:

A.1.1. Consultarea bibliografiei.

A.1.2. Elaborarea metodologiilor de cercetare.

A.1.3. Selectarea siturilor reprezentative pentru studii.

A.1.4. Managementul etapei.

A.1.1. Consultarea bibliografiei s-a făcut de către fiecare dintre parteneri, respectiv de membri ai echipelor acestora, pe domeniile de cercetare specifice, şi anume floră şi vegetaţie, fitoistorie, pedofaună, ornitofaună, microbiologie şi enzimologie ambientală, genetică moleculară şi biochimie, izotopi moleculari, probleme de ocrotire şi management durabil. S-au urmărit stadiul cercetărilor şi datele ştiinţifice existente din siturile “Natura 2000” selectate în proiect, şi anume din Parcul Natural Munţii Maramureşului, Rezervaţia Naturală Munţii Parâng şi Rezervaţia Naturală Nemira.

Lucrările citate se regăsesc în lista bibliografică din RST.

A.1.2. Metodologiile de cercetare au fost elaborate în funcţie de specificul activităţilor ce urmează a fi desfăşurate în cadrul proiectului.

Metoda fitosociologică se referă la studiul fitocenozelor, cu structuri şi funcţii eco-fiziologice distincte, care se investighează prin efectuarea de relevee. Fitocenozele se cercetează sub aspect calitativ şi cantitativ. Medoda de apreciere şi reprezentare a acestor indici este cea elaborată de Braun-Blanquet (1928, 1964), metodă care se foloseşte pretutindeni în Europa centrală. Fitocenozele inventariate vor fi ordonate în asociaţii vegetale, în funcţie de speciile caracteristice şi diferenţiale locale.

Analiza palinologică cuaternară necesită un volum mare de muncă, începând cu prospectarea terenului, extragerea carotelor şi prelucrarea lor chimică în laborator, apoi cu microscopia laborioasă, efectuarea calculelor statistice, întocmirea diagramelor polinice pe baza spectrelor polinice obţinute şi interpretarea rezultatelor. Complementar se va efectua şi datarea C14 a unor eşantioane, pentru încadrarea cronologică absolută a secvenţelor analizate şi implicit a istoriei vegetaţiei, a pădurilor, cu precădere a celor de molid şi brad din siturile “Natura 2000” selectate în proiect.

Metodele cantitative pentru studiul relaţiilor numerice ale populaţiilor de păsări sunt variate: metoda fâşiilor, pătratelor, cercurilor. Datele obţinute se prelucrează prin metode cantitative. Dintre atributele biostatistice referitoare la abundenţa populaţiilor de păsări fac parte: dominanţa numerică sau dominanţa individuală (D.I.), dominanţa în greutate (D.G.) şi dominanţa în energie potenţială (D.S.).

Tehnicile de lucru în teren pentru investigarea bogăţiei de specii şi a abundenţei micromamiferelor pot fi clasificate în trei mari categorii: tehnici bazate pe observaţie, pe capturare şi pe semnele diferitelor specii. Alegerea tehnicii de investigare trebuie să ţină cont de caracteristicile fizice şi comportamentale ale speciilor ţintă. Datele vor fi prelucrate statistic (abundenţa relativă, bogăţia specifică în habitate diferite, abundenţa, distribuţia şi diversitatea comunităţilor), prin calcularea diferiţilor indici.

Metodele de cercetare a faunei de lumbricide vor consta în colectarea din teren, recoltarea ţesutului muscular, izolarea şi determinarea secvenţelor de ADN 16S şi COI. Reconstrucţia filogenetică se efectuează prin metoda distanţei „NeighborJoining”.

Pentru nematofaună se vor efectua colectări de material pe profile de sol. Extracţia va fi efectuată prin metoda centrifugării (DeGrisse,1969). Abundenţa nematodelor în fiecare probă va fi evaluată prin numărarea sub binocular, într-o suspensie în volum determinat şi raportarea rezultatului la întreaga probă. Structura specifică şi trofică a comunităţilor de nematode din fiecare probă va fi determinată prin identificarea a 150 indivizi. Clasificarea nematodelor în grupuri trofice(ecologice) va urmări sistemul adoptat de Yeates şi colab. (1993).

Metodele de recoltare a colembolelor sunt pe larg descrise în multe lucrări de ex. Dunger & Fiedler (1989). In biotopurile forestiere, probele de litieră şi de humus se recoltează cu o ramă, iar probele din orizonturile minerale cu o sondă metalică. În biotopurile de pajişte probele din orizontul aţel se recoltează cu rama, iar cele de sol mineral cu sonda. Pedofauna este extrasă cu ajutorul pâlniilor Tullgren, după care se face trierea pe grupe specifice. Determinarea se face la lupa binocular şi la microscop.

Elaborarea metodelor experimentale de determinare a 13C din diferite matrici este foarte complexă şi se referă la: prelevarea probelor; prepararea şi purificarea probelor; analiza prin spectrometrie de masă pentru rapoarte izotopice. Fiecare dintre aceste etape are, la rândul ei, numeroase proceduri de lucru.

Pentru analizele microbiologice se determină numărul de bacterii care aparţin unor grupe ecofiziologice: heterotrofe aerobe, amonificatoare, denitrificatoare, fier-reducătoare şi desulfoficatoare. Se calculează indicatorul sintetic al calităţii solului. Analizele enzimologice constau în determinarea următoarelor activităţi enzimatice: catalazică, fosfatazică, dehidrogenazică actuală şi dehidrogenazică potenţială. Pe baza valorilor absolute ale acestora se calculează indicatorul enzimatic.

Markerii moleculari utilizaţi pentru analiza polimorfismului genetic intra- şi interpopulaţional sunt markerii proteici şi markerii ADN. Dintre markerii proteici, cei mai utilizaţi sunt cei izoenzimatici. Se vor lua în studiu mai multe sisteme enzimatice cum sunt: aconitaza, esterazele, enzima malică, aspartat aminotransferaza, izocitrat dehidrogenaza, malat dehidrogenaza, etc.

Metoda RAPD este o tehnică bazată pe PCR pentru estimarea variabilităţii genetice; se va izola ADN conform protocolului elaborat de Doyle şi Doyle, 1988. ADN izolat va fi utilizat pentru amplificare prin PCR cu amorse nespecifice, decamerice. Amplificarea ADN realizată prin metoda de analiză a markerilor SSR constă în folosirea unor amorse specifice secvenţelor simple repetitive. Produsul amplificat este denaturat înainte de realizarea separării fragmentelor în electroforeză, fragmentele de ADN separate şi utilizate în descrierea polimorfismului sunt monocatenare.

A.1.3. Selectarea siturilor reprezentative pentru studii s-a făcut pe baza hărţilor de vegetaţie forestieră, ţinându-se cont de obiectivele propuse în proiect.

Din cadrul sitului “Natura 2000” Munţii Maramureşului a fost selectat un perimetru din subunitatea Toroioaga, în partea stângă a râului Vaser, cu vf. Noviciorul (1452 m.s.m.), ca nucleu al ariei, respectiv vf. Pietrosul Bardăului (1850 m.s.m.), la nord de vf. Noviciorul, de partea dreaptă a râului Vaser, pentru studiile de palinologie.

În situl “Natura 2000” Munţii Parâng, aria selectată pentru efectuarea studiilor multidisciplinare prezintă ca reper principal staţiunea Obârşia Lotrului, în apropiere de culmea Mieruţu, de o parte şi de alta a Lotrului, iar pentru studiile palinologice căldarea glaciară din imediata vecinătate a vf. Muntinul Mic (2062 m.s.m.).

Aria de interes pluridisciplinar din cadrul sitului “Natura 2000” Munţii Nemira se află în imediata vecinătate a vf. Ceangău (1398 m.s.m.), aflat în partea sudică a Rezervaţiei Naturale „Plaiurile şi stâncăriile Nemirei”. Pentru studiul palinologic prezintă interes tinovul Apa Roşie, din partea vestică a munţilor Nemira.

Cercetările de genetica populaţiilor vor urmării stabilirea unei reţele de eşantionare care să asigure o acoperire cât mai uniformă pentru întreg arealul molidului şi bradului din siturile Natura 2000 prevăzute în proiect.

A.1.4. Managementul etapei s-a efectuat de către directorul de proiect. Pentru realizarea obiectivelor directorul de proiect a planificat activităţile de cercetare, cu termene precise pentru întocmirea rapoartelor de cercetare conform graficelor; a monitorizat şi evaluat rezultatele obţinute la fiecare activitate; a ţinut legătura cu monitorii de program şi s-a informat în permanenţă de pe site-ul CNMP; a colaborat în permanenţă cu partenerii la proiect; a organizat mese rotunde şi reunirea membrilor echipelor de cercetare; a făcut planificarea cheltuielilor pentru faza următoare; a respectat normele deontologice ale cercetării, privind buna conduită în cercetarea ştiinţifică, precum şi Codul de etică şi deontologie profesională al personalului de cercetare-dezvoltare, elaborat de autoritatea de stat pentru C-D.

2008

Rezumatul fazei II/2008 cu titlul ” Studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid din Munţii Maramureşului”

OBIECTIVELE FAZEI

A. Caracterizarea ecosistemelor forestiere zonale din Munţii Maramureşului din punct de vedere floristic şi fitosociologic;

B. Evidenţierea diversităţii intraspecifice (polimorfism genetic) la populaţii de brad şi de molid prin utilizarea markerilor moleculari şi a sistemelor enzimatice neinductibile;

C. Verificarea ipotezei refugiilor glaciare pentru molid şi evidenţierea istoriei postglaciare a pădurilor de brad, prin analizele palinologice efectuate în Munţii Maramureşului;

D. Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid;

E. Elaborarea modelelor de hărţi polinice privind repartiţia spaţială şi temporală a molidului şi bradului în timpul Tardi- şi Postglaciarului şi a hărţilor privind distribuţia haplotipurilor de molid şi brad.

F. Studierea taxonomică morfologică şi moleculară a unor grupe faunistice cu mare importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere, cu valoare de bioindicatori;

G. Caracterizarea solurilor din pădurile de molid şi brad prin analize enzimologice.

H. Fundamentarea ştiinţifică a sitului “Natura 2000” Munţii Maramureşului;

I. Dezvoltarea resursei umane implicate direct în proiect.

Conform obiectivelor urmărite, în cadrul acestei faze s-au desfăşurat activităţi care au vizat situl Natura 2000 „Munţii Maramureşului”, mai exact biodiversitatea pădurilor de molid şi brad din acest perimetru.

În cadrul obiectivului Caracterizarea ecosistemelor forestiere zonale din Munţii Maramureşului din punct de vedere floristic şi fitosociologic s-a realizat efectuarea releveelor, a tabelelor cu structura floristică, gruparea ridicărilor fitocenotice, dendrogramele de similaritate, calcularea indicilor de biodiversitate şi crearea bazelor de date.

În cadrul obiectivului Evidenţierea diversităţii intraspecifice (polimorfism genetic) la populaţii de brad şi de molid prin utilizarea markerilor moleculari şi a sistemelor enzimatice neinductibile s-a realizat colectarea de probe, extragerea şi conservarea ADN, identificarea markerilor moleculari şi amplificarea zonelor polimorfice ale ADN, separarea fragmentelor de ADN şi evaluarea polimorfismului, identificarea haplotipurilor, stabilirea resurselor genetice, evidenţierea izoenzimelor şi fotografierea gelurilor obţinute.

Obiectivul Verificarea ipotezei refugiilor glaciare pentru molid şi evidenţierea istoriei postglaciare a pădurilor de brad, prin analizele palinologice efectuate în Munţii Maramureşului s-a realizat prin recoltarea probelor palinologice, prelucrarea chimică, determinările microscopice, crearea bazelor de date palinologice, reprezentarea grafică, stabilirea zonelor polinice şi a fazelor silvestre şi eşantionarea pentru datări C14.

În cadrul obiectivului Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid s-a realizat colectarea de probe, identificarea parametrilor izotopici cheie, estimarea proceselor de la suprafaţa şi din interiorul solului, investigarea interacţiunii între plante, descompunerea materiei organice din sol şi biodiversitate în diferite condiţii şi evidenţierea schimbărilor izotopice ale carbonului pe adâncime în corelaţie cu datele fitoistorice.

Elaborarea modelelor de hărţi polinice privind repartiţia spaţială şi temporală a molidului şi bradului în timpul Tardi- şi Postglaciarului şi a hărţilor privind distribuţia haplotipurilor de molid şi brad s-a cocretizat prin realizarea hărţilor de distribuţie spaţială şi temporală a molidului şi bradului din România, prin cartografierea diversităţii genetice a molidului şi a bradului şi realizarea hărţilor distribuţiei haplotipurilor identificate în pădurile de molid şi brad din Munţii Maramureşului.

În cadrul obiectivului Studierea taxonomică morfologică şi moleculară a unor grupe faunistice cu mare importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere, cu valoare de bioindicatori s-au realizat colectarea materialului pedofaunistic şi identificarea faunei de vertebrate, prelucrarea în laborator, determinări microscopice calitative şi cantitative şi efectuarea unor analize de taxonomie moleculară (fragmentele ADN 16S şi COI) la Lumbricide.

Obiectivul Caracterizarea solurilor din pădurile de molid şi brad prin analize enzimologice s-a realizat prin recoltarea probelor de sol, prelucrarea în laborator a eşantioanelor, identificarea unor grupe ecofiziologice de bacterii, determinarea activităţilor catalitice enzimatice şi neenzimatice şi calcularea indicatorului enzimatic al calităţii solului.

În cadrul obiectivului Fundamentarea ştiinţifică a sitului “Natura 2000” Munţii Maramureşului s-a realizat susţinerea cu argumente ştiinţifice a sitului studiat din reţeaua Natura 2000, Munţii Maramureşului, enunţarea unor activităţi eco-protective necesare şi elaborarea unor propuneri de îmbunătăţire a planului de management existent pentru Parcul Natural Munţii Maramureşului.

Şi, nu în ultimul rand, obiectivul Dezvoltarea resursei umane implicate direct în proiect s-a concretizat prin implicarea unui numar mare de tineri, în special doctoranzi, în desfăşurarea activităţilor specifice fiecărui grup de lucru, a conducerii Parcului Natural Munţii Maramureşului în rezolvarea problemelor specifice şi prin dezvoltarea componentei educaţionale, la nivelul facultăţilor de profil partenere în cadrul proiectului.

2009

Rezumatul fazei IIIA/2009 cu titlul ”Studiul biodiversităţii pădurilor de molid din Munţii Parâng”

OBIECTIVELE FAZEI

A. Caracterizarea ecosistemelor forestiere zonale din Munţii Parâng din punct de vedere floristic şi fitosociologic;

B. Evidenţierea parţială a diversităţii intraspecifice (polimorfism genetic) la populaţii de brad şi de molid prin utilizarea markerilor moleculari şi a sistemelor enzimatice neinductibile;

C. Amorsarea analizelor palinologice în Munţii Parâng;

D. Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid;

E. Iniţierea studiilor faunistice cu importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere;

F. Demararea studiilor enzimologice asupra solurilor din pădurile de molid şi mlaştini de turbă.

G. Fundamentarea ştiinţifică a sitului “Natura 2000” Munţii Parâng;

H. Dezvoltarea resursei umane implicate direct în proiect.

 Conform obiectivelor urmărite, în cadrul acestei faze s-au desfăşurat activităţi care au vizat situl Natura 2000 „Munţii Parâng”, mai exact biodiversitatea pădurilor de molid din acest perimetru.

În cadrul obiectivului Caracterizarea ecosistemelor forestiere zonale din Munţii Parâng din punct de vedere floristic şi fitosociologic s-a realizat efectuarea releveelor, a tabelelor cu structura floristică, gruparea ridicărilor fitocenotice, dendrogramele de similaritate, calcularea indicilor de biodiversitate şi crearea bazelor de date.

În cadrul obiectivului Evidenţierea parţială a diversităţii intraspecifice (polimorfism genetic) la populaţii de brad şi de molid prin utilizarea markerilor moleculari şi a sistemelor enzimatice neinductibile s-a realizat colectarea de probe din populaţii de brad, extragerea şi conservarea ADN, identificarea markerilor moleculari şi amplificarea zonelor polimorfice ale ADN, separarea fragmentelor de ADN, evaluarea polimorfismului şi identificarea haplotipurilor la brad, precum şi evidenţierea izoenzimelor şi fotografierea gelurilor obţinute la populaţii de molid din Munţii Parâng.

Obiectivul Amorsarea analizelor palinologice în Munţii Parâng s-a realizat prin recoltarea probelor palinologice din situl selectat, prelucrarea chimică şi eşantionarea pentru datări C14.

În cadrul obiectivului Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid s-a realizat colectarea de probe, identificarea parametrilor izotopici cheie şi estimarea parţială a proceselor de la suprafaţa şi din interiorul solului.

În cadrul obiectivului Iniţierea studiilor faunistice cu importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere s-au realizat colectarea materialului pedofaunistic şi identificarea faunei de vertebrate.

Obiectivul Demararea studiilor enzimologice asupra solurilor din pădurile de molid şi mlaştini de turbă s-a realizat prin recoltarea probelor de sol şi de turbă, respectiv prelucrarea în laborator a eşantioanelor, în vederea identificării unor grupe ecofiziologice de bacterii şi a determinării activităţilor catalitice enzimatice şi neenzimatice.

În cadrul obiectivului Fundamentarea ştiinţifică a sitului “Natura 2000” Munţii Parâng s-a realizat susţinerea cu argumente ştiinţifice, floristice şi fitocenotice a sitului studiat din reţeaua Natura 2000 şi enunţarea unor activităţi eco-protective necesare.

Şi, nu în ultimul rand, obiectivul Dezvoltarea resursei umane implicate direct în proiect s-a concretizat prin implicarea unui numar mare de tineri, în special doctoranzi, în desfăşurarea activităţilor specifice fiecărui grup de lucru, a autorităţilor locale şi prin dezvoltarea componentei educaţionale, la nivelul facultăţilor de profil partenere în cadrul proiectului.

Rezumatul fazei IIIB/2009 cu titlul ”Studiul biodiversităţii pădurilor de molid din Munţii Parâng”

OBIECTIVELE FAZEI

A. Evidenţierea diversităţii intraspecifice (polimorfism genetic) la populaţii de brad din Munţii Parâng;

B. Obţinerea de spectre polinice din Munţii Parâng;

C. Iniţierea bazei de date cu taxonii polinici din Munţii Parâng;

D. Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid;

E. Obţinerea hărţilor genetice cu haplotipurile de brad din Munţii Parâng şi iniţierea bazei de date GIS;

F. Obţinerea preparatelor microscopice şi iniţierea studiilor pedofaunistice cu importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere;

Conform obiectivelor urmărite, în cadrul acestei faze s-au desfăşurat activităţi care au vizat situl Natura 2000 „Munţii Parâng”, mai exact biodiversitatea pădurilor de molid şi brad din acest perimetru.

În cadrul obiectivului Evidenţierea diversităţii intraspecifice (polimorfism genetic) la populaţii de brad din Munţii Parâng s-au stabilit resursele genetice valoroase la brad în Munţii Parâng.

Obiectivul Obţinerea de spectre polinice din Munţii Parâng s-a realizat prin analizarea microscopică a preparatelor palinologice. Acestea au fost obţinute în urma prelucrării chimice a eşantioanelor palinologice provenite din situl selectat. Spectrele polinice au fost obţinute prin determinări microscopice calitative şi cantitative ale taxonilor polinici şi înscrierea acestora pe fişe speciale de lucru.

Iniţierea bazei de date cu taxonii polinici din Munţii Parâng s-a realizat pe baza spectrelor polinice parţiale obţinute în această etapă şi cuprinde lista taxonilor polinici determinaţi, cu valorile lor numerice, corespunzător adâncimilor de eşantionare. Baza de date a fost creată cu ajutorul programului special de palinologie GpalWin.

În cadrul obiectivului Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid s-a realizat investigarea interacţiunilor plantă-sol-condiţii de mediu. Au fost preparate şi analizate 76 de probe din secvenţa selectată din Munţii Parâng. Valorile δ13C gasite pentru materia organica din sol (δ13CSOM) reflectă contribuţia 13C din frunze/tulpini, rădăcini precum si influenta proceselor ulterioare din cadrul solului.

Obiectivul Obţinerea hărţilor genetice cu haplotipurile de brad din Munţii Parâng şi iniţierea bazei de date GIS a fost realizat pe baza analizelor genetice, efectuate cu ajutorul markerilor microsateliţi cloroplastici la 150 exemplare de brad din cadrul a cinci populaţii din Munţii Parâng. Pentru evidenţierea diferenţierii dintre populaţiile de brad analizate a fost întocmită dendrograma pe baza distanţei genetice Nei. Această reprezentare permite cuantificarea diferenţelor existente între populaţiile de brad studiate.

În cadrul obiectivului Obţinerea preparatelor microscopice şi iniţierea studiilor pedofaunistice cu importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere s-au realizat preparatele microscopice pedofaunistice şi identificarea pedofaunei de lumbricide şi colembole.

2010

Rezumatul fazei IV/2010 cu titlul ” Studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid din Munţii Nemira”

OBIECTIVELE FAZEI

A. Caracterizarea ecosistemelor forestiere zonale din Munţii Nemira din punct de vedere floristic şi fitosociologic;

B. Evidenţierea diversităţii genetice şi biochimice (izoenzimatice) la populaţii de brad şi de molid din Munţii Nemira;

C. Evidenţierea istoriei postglaciare a pădurilor de molid şi de brad, prin analizele palinologice efectuate în Munţii Nemira;

D. Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid din Munţii Nemira;

E. Elaborarea modelelor de hărţi polinice privind repartiţia temporală a molidului şi bradului în timpul Postglaciarului în Munţii Nemira.

F. Studierea taxonomică a unor grupe faunistice cu mare importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere, cu valoare de bioindicatori din Munţii Nemira;

G. Fundamentarea ştiinţifică a sitului “Natura 2000” Munţii Nemira;

H. Elaborare strategii şi plan de management durabil;

I. Dezvoltarea resursei umane implicate direct în proiect.

Conform obiectivelor urmărite, în cadrul acestei faze s-au desfăşurat activităţi care au vizat situl Natura 2000 „Munţii Nemira”, mai exact biodiversitatea pădurilor de molid şi brad din acest perimetru.

În cadrul obiectivului Caracterizarea ecosistemelor forestiere zonale din Munţii Nemira din punct de vedere floristic şi fitosociologic s-a realizat efectuarea releveelor, a tabelelor cu structura floristică, gruparea ridicărilor fitocenotice, dendrogramele de similaritate, calcularea indicilor de biodiversitate şi crearea bazelor de date.

În cadrul obiectivului Evidenţierea diversităţii genetice şi biochimice (izoenzimatice) la populaţii de brad şi de molid din Munţii Nemira s-a realizat identificarea populaţiilor reprezentative de brad din Munţii Nemira, cartarea resurselor genetice valoroase de brad, întocmirea hărţii de distribuţie a acestora, evidenţierea izoenzimelor la molid şi fotografierea gelurilor obţinute.

Obiectivul Evidenţierea istoriei postglaciare a pădurilor de molid şi de brad, prin analizele palinologice efectuate în Munţii Nemira s-a realizat prin recoltarea probelor palinologice, prelucrarea chimică, determinările microscopice, crearea bazelor de date palinologice, reprezentarea grafică, stabilirea zonelor polinice şi a fazelor silvestre şi interpretarea rezultatelor obţinute.

În cadrul obiectivului Folosirea parametrilor izotopici cheie în studiul biodiversităţii pădurilor de brad şi molid din Munţii Nemira s-a realizat colectarea de probe, identificarea parametrilor izotopici cheie, estimarea proceselor de la suprafaţa şi din interiorul solului, investigarea interacţiunii plante-mediu şi evidenţierea schimbărilor izotopice ale carbonului pe adâncime în corelaţie cu datele fitoistorice.

Elaborarea modelelor de hărţi polinice privind repartiţia temporală a molidului şi bradului în timpul Postglaciarului în Munţii Nemira s-a concretizat prin realizarea hărţilor de distribuţie temporală a molidului şi bradului din Munţii Nemira.

În cadrul obiectivului Studierea taxonomică a unor grupe faunistice cu mare importanţă în structura şi funcţionarea ecosistemelor forestiere, cu valoare de bioindicatori din Munţii Nemira s-au realizat colectarea materialului pedofaunistic şi identificarea faunei de vertebrate, prelucrarea în laborator, determinări microscopice calitative şi cantitative şi elaborarea listelor, tabelelor, respectiv bazelor de date.

În cadrul obiectivului Fundamentarea ştiinţifică a sitului “Natura 2000” Munţii Nemira s-a realizat susţinerea cu argumente ştiinţifice a sitului studiat din reţeaua Natura 2000 şi enunţarea unor activităţi eco-protective necesare.

Obiectivul Elaborare strategii şi plan de management durabil s-a concretizat prin elaborarea unor propuneri de îmbunătăţire a planului de management pentru Parcul Natural Munţii Nemira.

Obiectivul Dezvoltarea resursei umane implicate direct în proiect s-a concretizat prin implicarea unui numar mare de tineri, în special doctoranzi, în desfăşurarea activităţilor specifice fiecărui grup de lucru, a autorităţilor locale în rezolvarea problemelor specifice şi prin dezvoltarea componentei educaţionale, la nivelul facultăţilor de profil partenere în cadrul proiectului.

RAPORT + REZUMAT FINAL

       Proiectul a urmărit studierea diversităţii floristice şi fitocenotice, fitoistorice, genetice, geochimice, enzimologice şi faunistice, la nivel local şi regional, prin folosirea unor metode moderne pluridisciplinare, la nivel European; s-a urmărit fundamentarea ştiinţifică a ariilor protejate “Natura 2000” pe teritoriul României. Realizarea acestor obiective implică un număr mare de specialişti şi dezvoltarea resursei umane. Proiectul are un grad mare de aplicabilitate, ştiinţifică dar şi practică, economico-socială. Studiul biodiversităţii intraspecifice este una din ţintele principale ale cercetării la nivel european şi mondial. Prin cercetările prevăzute s-a urmărit elucidarea unor probleme complexe, legate de evoluţia ecosistemelor forestiere, ca urmare a schimbărilor climatice şi a intervenţiei antropice. Ne-am axat în acest studiu pe doi taxoni de mare importanţă ştiinţifică şi economică şi anume molidul şi bradul, dominanţi în ecosistemele montane din Carpaţii româneşti.

     Ne-am propus ca obiective cheie şi am realizat:

- studierea biodiversităţii floristice şi fitocenotice a pădurilor de molid şi de brad în perimetrul unor arii protejate Natura 2000, punand accent pe taxonii rari, endemici sau periclitaţi, cat şi prioritari;

- stabilirea evoluţiei vegetaţiei tardi- şi postglaciare, pentru a releva dinamica temporală şi spaţială a biodiversităţii forestiere, cu accent pe taxonii lemnoşi menţionaţi, molidul şi bradul;

- analizarea taxonomică şi filogenetică, morfologică şi moleculară a unor grupe de faună cu valoare de bioindicatori, a unor specii rare, periclitate şi endemice, prioritare;

- studii de genetică moleculară şi biochimie la taxonii lemnoşi selectaţi, molidul şi bradul, pentru evaluarea diversităţii genetice şi a distribuţiei acesteia la nivelul Carpaţilor româneşti; în practica silvică aceste date servesc la realizarea zonării materialului genetic la nivel naţional, stabilirea zonelor de provenienţă şi raionarea transferului de material, certificarea calităţii genetice a materialului folosit;

- elaborarea strategiilor de conservare şi management durabil a siturilor “Natura 2000” studiate din România.

ENGLISH

The project  focused on the study of  floristic, phytocoenologycal, phytohistorical, genetic, geochemical, enzymologic and fauna diversity at local and regional levels, using modern multidisciplinary methods, at European level; we have worked to substantiate scientifically the development of the protected area network Natura 2000. The achievement of these objectives requires a large number of specialists and development of human resources. The results have a great degree of applicability, scientifically but also practical and socio-economical. The study of intra-specific biodiversity is nowadays one of the main research targets at European and also world level. Through the planned research activities, we targeted the solving of complex problems connected to forest ecosystems evolution as a result of climatic changes and human pressure. We have selected  two taxa, spruce and fir, of great scientific and economical importance, dominant in mountain ecosystems of the Romanian Carpathians.

We have considered as key objectives and accomplished:

-the study of floristic and phytocoenotic diversity of spruce and fir forests within the perimeter of certain Natura 2000 areas focusing on rare, endemic or endangered taxa;

-the establishment of the Late and Postglacial evolution to reveal the spatial and temporal dynamics of forest biodiversity with focus on the above-mentioned woody taxa;

- the taxonomical, phylogenetic, morphological and molecular analysis of fauna groups with bioindicator value of rare, endangered, endemic and priority species;

-the studies of plant molecular genetics and biochemistry for the selected woody taxa, that serves in evaluating the genetic diversity distribution at the level of the Romanian Carpathians. In the forestry practice, the data  serve in the ranging of genetic material at national level, the setting of the provenance zones, the zoning of plant material transfers and certification of its genetic quality;

- elaboration of strategies for conservation and sustainable management of the Natura 2000 network in Romania.

DISEMINARE

ARTICOLE ISI

1          Cuna S., Balas G., Hauer E.   Effects of natural environmental factors on δ13C of lichens Isot. Environm. Health Stud., 2007, 43, 2, p.95-104

2          Balas G., Magdas D.A., Cuna S., Silagy E., Mirel S. The study of the local sources of CO2 using stable isotopes           Rev. Chim., 2007

3          Ciobanu M., Popovici I. Abolafia J. Pena-Santiago R.          Nematodes of the order Dorylaimida from Romania. The genus Thonus Thorne,1974. Part II     Nematology, 2008, 10, 1, p.167-188.

4          Coldea Gh., Stoica I.A., Puşcaş M., Ursu T., Oprea A.         Alpine–subalpine species richness of the Romanian Carpathians and the current conservation status of rare species   Biodiv. & Conserv. 2009, 18, p.1441–1458

5          Curtu A.L., Sofletea N., Radu R., Bacea A., Abrudan I.V., Butiuc-Keul A., Farcas S.       Allozyme Variation of Coniferous Tree Species from Maramures Mountains, Romania           Not. Bot. Horti Agrobot. Cluj-Napoca, 2009, 37, 2, p. 245-251.

6          Ciobanu, M., Popovici, I., Guerrero, P., Peña-Santiago, R.   Nematodes of the order Dorylaimida from Romania. The genus Enchodelus, Thorne, 1939. 1. Species with conical tail.           Nematology1 2010, 12(1):137-148. ISSN 1388-5545 IF 0,711

7          Ciobanu, M., Popovici, I., Guerrero, P., Peña-Santiago, R.   Nematodes of the order Dorylaimida from Romania. The genus Enchodelus, Thorne, 1939. 2. Species with rounded tail and medium-sized odontostyle.            Nematology12010, 12(3):381-397. ISSN 1388-5545 IF 0,711

8          Ciobanu, M., Popovici, I., Peña-Santiago, R. Nematodes of the order Dorylaimida from Romania. Two interesting species of the subfamily Qudsianematinae Jairajpuri, 1965.         Russian Journal of Nematology, 2010 ,18 (1): 41-48. ISSN 0869-6918, IF 0,94

9          Ciobanu, M., Popovici, I., Guerrero, P., Peña-Santiago, R.   Nematodes of the order Dorylaimida from Romania. The genus Enchodelus, Thorne, 1939. 3. Species with rounded tail and long odontostyle.            Nematology 1, 2010, (12)4: 609-618.  ISSN 1388-5545 IF 0,711

10        Csuzdi Cs., Pop V.V., Pop A.A.        A review of the earthworm fauna of the Carpathian Basin (Oligochaeta, Lumbricidae).  Zootaxa, New Zealand, 2009 (sub tipar)

11        Berdea P., Cuna S., Falub M., Magdas A., Cristea G., Szilagy E.M.            Isotopic mixing model in laboratory simulation experiment with deuterium; Relevance of the model for human and natural isotopic tracking            Isot. Environm. Health Stud., 2009 (sub tipar).

12        Ciobanu, M., De Goede, R.G.M., Popovici, I.           Patterns of relationships between nematode communities, vegetation and abiotic factors in some natural forested and grassland ecosystems from Romania.            Appl. Soil Ecology, 2010 (sub tipar)

13        Csuzdi Cs.,  V. V. Pop, A.A. Pop      The earthworm fauna of the Carpathian Basin with new records and description of three new species (Oligochaeta: Lumbricidae).           Zoologischer Anzeiger, Elsevier 2010 (in press,)  (depus Octt.2010-acceptat nov.2010) Citation Index 1,595

ALTE ARTICOLE REZULTATE

1. Csuzdi Cs., and V.V. Pop      A Karpat-medence foldigilisztai [The Earthworms of the Carpathian Basin]. in: Forró László (Ed.) A Kárpát-medence állatvilágának kialakulása [Origin of the Carpathian Basin Fauna]. Ed. Magyar Természettudományi Múzeum, Budapest 2007: 13-20. (in Hungarian).

2. Csuzdi Cs. and Pop V. V. - Taxonomic and biogeographic analysis of the Allolobophora sturanyi species group (Oligochaeta, Lumbricidae).     Opuscula Zoologica, Budapest, 2008  37: 1-5.

3. Fărcaş S., Tanţău I., Mîndrescu M., Hurdu B., Filipaş L., Ursu T. - Pollen analysis of the sequence from the peat bog Tăul Mare - Bardău (Maramureş, Romania) în: Curtean-Bănăduc A., Bănăduc D. & Sîrbu I. (eds.)„The Maramureş Mountains Nature  Park”,Trans. Rev. of Syst. and Ecol. Res., Sibiu, 5, 2008, p.21-30.

4. Csuzdi Cs., V.V. Pop New data on the earthworm fauna of the Maramures Mts. (Eastern Carpathians, Romania) (Oligochaeta, Lumbricidae).           Studia Universitatis “Vasile Goldis”, Arad,  Life Sciences Series, 2008. vol.18 suppl.: 145-152.

5. Fărcaş S., Tantau I., Hurdu B., Mândrescu M., Filipas L. - Phytohistorical aspects of the Natura 2000 site “Maramures Mountains”  Contrib. Bot., Cluj-Napoca, XLIV, 2009, p.131-140.

6. Şofletea N., Curtu L.A., Toader A.V., Pricopie I., Radu R.G. - Utilizarea analizelor de izoenzime in genetica forestiera: un studiu de caz pentru molidul din Muntii Poiana Rusca. Rev. Pad. 2009 5: 17-23.

7. Simina Dreve, Stela Cuna, C. Cosma -Analiza unor probe de sol si sediment prin spectrometrie Alfa, in: Varste absolute prin metode nucleare, Editura Quantum, Editori: C.Cosma, S.Varvara, M.Gligor, 2008, pg. 195-209 ISBN 978-973-88835-0-5

8. D.A. Magdas, S. M. Cuna - Preliminary study of traceability on the soil-plant-grape chain, Progress of Cryogenics and Isotope Separation, Vol 13, 2/2010, pg. 123-127

CARTI

1. Hauer E., Cozar O., Cuna S., Balas G., Nechita C. - Izotopii carbonului si incalzirea globala          Ed. Napoca Star, Cluj Napoca, 2007, 135 p., ISBN 978-973-647-541-2

2. Popovici I., Ciobanu M., Peña-Santiago R - Soil and freshwater nematodes (Nematoda) from  Romania: a compendium In: Trabajos Monograficos de Nematologia /Monographic Papers on  Nematology, University of Jaen, 2008, 4, 142 p, ISBN 978-84-8439-395-5

3. Peña-Santiago, R., Ciobanu, M. - A  compendium of the genus Crassolabium  Yeates, 1967 (2010) sub tipar

COMUNICARI STIINTIFICE NATIONALE

1          Tanţău I., Fărcaş S., Hurdu B., Filipaş L., Mândrescu M. - Istoria postglaciară a vegetaţiei din Mţii. Maramureşului, evidenţiată prin analiza palinologică a mlaştinii Bardău.      Sesiunea anuală de comunicări şt., Complexul Muzeal Bistriţa-Năsăud, Secţia de Istorie Naturală, 17-18 oct. 2008, Bistriţa-Năsăud, p. 31-32.

2          Fărcaş S., Tanţău I., Hurdu B., Mîndrescu M., Filipaş L- Phytohistorical aspects of the „Natura 2000” site „Munţii Maramureşului” (Romanian Carpathians)     International Symposium “Biodiversity: Perpetuation or conservation?”, 9-10 May 2009, Cluj-Napoca, p. 40-41.

3          Tanţău I., Fărcaş S., Mândrescu M., Hurdu B. - Holocene vegetation history in Maramureşului Mountains (Eastern Romanian Carpathians)        Al 7-lea Simpozion Naţional de Paleontologie, 22 – 24 oct. 2009 Cluj-Napoca

4          G. Cristea, D.A. Magdas, S.M. Cuna, E. Dordai , V. Mirel,  Raluca Vermer - The variation of δ13C values in soil depth in the Maramures and Parang Mountains, Romania IC-ANBES, Brasov, June 18-20, 2010

COMUNICARI STIINTIFICE INTERNATIONALE

1. Pop A.A., Cs. Csuzdi, M. Wink and V. V. Pop - Molecular taxonomy and phylogeny of the genera Octolasion Örley, 1885, Octodrilus Omodeo, 1956 and Octodriloides Zicsi, 1986 (Oligochaeta, Lumbricidae) based on nucleotide sequences if mithochondrial 16S and COI DNA genes.  2008  in: Advances in Earthworm Taxonomy III Ed. by Tomas Pavlicek and Patricia Cardet. Proceedings of the International Oligochaeta Taxonomy Meeting (3rd IOTM), Platres, Cyprus, 2007. Publ. Env. Serv. Min. Agr. Nat. Res. Env. Republic of Cyprus, Nicosia 2008: 109-128.

2. González Machorro, M.A., Ciobanu, M., González Machorro, M.A., González Fuente, A., Machorro Rodríguez, M.A. - Participatory management of sustainable tourism development as a strategy to support economic and environmental conservation.    (2010)  Lucrările Conferinţei “24th Annual Meeting of the Society for Conservation Biology”, Edmonton, Alberta, Canada (publicat online la http://birenheide.com/scb/schedule/singlesession.php?sessno=P1).

3. Radu, R., Sofletea, N., & Curtu, A. L.  - Allozyme genetic variation in a high elevated population of Norway spruce [Picea abies (L.) Kars] from Nemira Mountains 2010.  Proceedings International Symposium Forest  and Sustainable Development, October, Brasov, 2010: 6 p. in press.