Morphometric and morphological analysis of Populus nigra L. leaves in flooded regions

Abstract

Human activity induced global changes in nature, particularly the flooding regime, which is a stress factor affecting wetland ecosystems. Knowledge of plant strategies of wetland vegetation across a range of flooding gradients is therefore very important. Natural flooding events are increasing as a consequence of constant climate changes. This research was focused on the area of Special Nature Reserve “Gornje Podunavlje” which represents a complex of peculiar marshland, originating from former vast inundated parts of the Danube basin. We have selected samples located on both sides of the embankment in the defended and in the flooded area. The main aim is the assessment of Populus nigra L. riparian tree leaf morphological traits variability (centroid size, shape, developmental instability, specific leaf area and petiole lenght) between two habitats (flooded and not flooded). The geometric morphometry methods were applied to provide visual representation of differences in the leaf shape. We employed leaf composite index indices of fluctuating asymetry as a measure of developmental instability. A statistically ­significant impact of flooding was obtained only for the leaf geometric size and shape, so these traits could be an indicator of flooding as suboptimal environmental conditions. Ljudska aktivnost izazvala je globalne promjene u prirodi, posebice režim poplava, kao faktor stresa koji potencijalno utječe na močvarne ekosustave. Stoga je vrlo važno poznavanje strategija biljnog razvoja močvarne vegetacije na nizu poplavnih gradijenta. Učestale poplave su posljedica stalnih klimatskih promjena. Ovo istraživanje bilo je usmjereno na područje Specijalnog rezervata prirode “Gornje Podunavlje” koje predstavlja kompleks osebujnog močvarnog područja, koje potječe iz nekadašnjih prostranih poplavnih dijelova dunavskog bazena. Odabrali smo uzorke koji se nalaze s obje strane nasipa u branjenom području i u poplavljenom području. Glavni je cilj procena varijabilnosti morfologije lista Populus nigra L. (priobalna stabla) izmedju dva staništa (plavljeno i ne plavljeno). Metode geometrijske morfometrije primijenjene su kako bi se vizualno razlikovale oblike lista, dok smo kao mjeru razvojne nestabilnosti koristili kombinirane indeks listove fluktuirajuće asimetrije. Statistički značajan utjecaj poplava dobiven je samo za geometrijsku veličinu i oblik lista, te su ta svojstva prepoznata kao pokazatelji suboptimalnog sredinskog okruženja. Stoga je vrlo važno poznavanje strategija biljnog razvoja močvarne vegetacije na nizu poplavnih gradijenta.

Ljudska aktivnost izazvala je globalne promjene u prirodi, posebice režim poplava, kao faktor stresa koji potencijalno utječe na močvarne ekosustave. Stoga je vrlo važno poznavanje strategija biljnog razvoja močvarne vegetacije na nizu poplavnih gradijenta. Učestale poplave su posljedica stalnih klimatskih promjena. Ovo istraživanje bilo je usmjereno na područje Specijalnog rezervata prirode “Gornje Podunavlje” koje predstavlja kompleks osebujnog močvarnog područja, koje potječe iz nekadašnjih prostranih poplavnih dijelova dunavskog bazena. Odabrali smo uzorke koji se nalaze s obje strane nasipa u branjenom području i u poplavljenom području. Glavni je cilj procena varijabilnosti morfologije lista Populus nigra L. (priobalna stabla) izmedju dva staništa (plavljeno i ne plavljeno). Metode geometrijske morfometrije primijenjene su kako bi se vizualno razlikovale oblike lista, dok smo kao mjeru razvojne nestabilnosti koristili kombinirane indeks listove fluktuirajuće asimetrije. Statistički značajan utjecaj poplava dobiven je samo za geometrijsku veličinu i oblik lista, te su ta svojstva prepoznata kao pokazatelji suboptimalnog sredinskog okruženja. Stoga je vrlo važno poznavanje strategija biljnog razvoja močvarne vegetacije na nizu poplavnih gradijenta.