Spatial analysis of plant species distribution among small water bodies in a agricultural landscape

Due to their small size (0.02-1.0 ha), distinct boundaries, and conditions highly contrasting with those in the surrounding area, midfi eld water bodies are regarded as the so-called habitat islands. Their effective conservation calls for knowledge on their inhabitants’ dispersal potential. However, direct empirical data are available for very few species only, but dispersal potential of a species may be inferred indirectly, from its distribution. The study addressed the question whether there is spatial autocorrelation in the distribution of plant species in midfi eld water bodies, or if the distribution is random. Spatial distribution of the midfi eld water bodies surveyed was analysed using the CrimeStat software, while spatial autocorrelation in distribution of 29 species was explored with the joincount.test routine of R CRAN software. Explorative spatial data analysis (ESDA) involving join-count statistics showed the presence of positive spatial autocorrelation in the distribution of ten hydro- and helophytic species. In their case, ESDA made it possible to reject the random distribution hypothesis, which opens up an avenue for exploring spatial patterns. Activities promoting the occurrence of species with limited dispersal potential should take into account their preferences in terms of shorter distances between neighbouring sites. This should make it possible to plan conservation of midfi eld water bodies not only as refuges, but also as stepping stone habitats facilitating migrations of wild species growing in an agricultural landscape.

Śródpolne oczka wodne ze względu na małe rozmiary (0,02-1,0 ha), wyraźnie zaznaczone granice oraz duży kontrast warunków wobec otaczającego je tła, zaliczane są do tzw. wysp środowiskowych. W krajobrazie rolniczym pełnią one wiele ważnych funkcji bio- i fizjocenotycznych. Ich skuteczna ochrona wymaga znajomości możliwości dyspersyjnych zasiedlających je organizmów, jednak bezpośrednie dane empiryczne znane są dla bardzo niewielu gatunków. O możliwościach rozprzestrzenienia się danego gatunku można jednak wnioskować pośrednio na podstawie jego rozmieszczenia. Celem pracy jest odpowiedź na pytanie czy istnieje przestrzenna autokorelacja w rozmieszczeniu gatunków roślin między śródpolnymi oczkami wodnymi, czy też rozmieszczenie to jest losowe? Analizę rozkładu przestrzennego oczek wodnych wykonano w programie CrimeStat, zaś analizę autokorelacji przestrzennej w rozmieszczeniu 29 gatunków przeprowadzono w programie R CRAN, w komendzie joincount. test. Przeglądowa analiza danych przestrzennych (ESDA) z wykorzystaniem statystyk joincount wykazała istnienie pozytywnej autokorelacji przestrzennej w rozmieszczeniu dziesięciu gatunków hydrofitów i helofitów. Na podstawie wniosków z ESDA można w ich przypadku odrzucić hipotezę o przestrzennej losowości, co otwiera drogę do poszukiwania reżimów przestrzennych. Działania protegujące występowanie gatunków o ograniczonych możliwościach dyspersyjnych powinny uwzględniać ich wymogi co do odpowiednio mniejszych odległości między sąsiadującymi siedliskami. Pozwoli to planować ochronę śródpolnych oczek wodnych nie tylko jako ostoi, ale także jako siedlisk pomostowych, sprzyjających przemieszczaniu się gatunków dziko rosnących w krajobrazie rolniczym.