Nauka o produkcyjności lasu
• Jest to nauka powstała na pogranicza dendrometrii i hodowli lasu, • Z praktycznego punktu widzenia: wykorzystuje metod} pomiaru lasu opracowane przez dendrometrie do oceny sposobów zagospodarowania lasu, • Dawniej nazywana była nauka o przyroście drzew i drzewostanów, • Dziedzina ta wykazuje silny związek z ekonomika leśnictwa: w wielu wypadkach analizowany jest nie tylko przyrost miąższości czy biomasy w m3/ha/rok. ale i w wartość wyprodukowanego surowca, • Nauka o produkcyjności lasu zajmuje się przede wszystkim procesami zachodzącymi w lesie, czyli wzrostem, konkurencja i kształtowaniem się struktury drzewostanu, • Produkcyjność związana jest z ilością biomasy, jaka drzew ostań produkuje na jednostce powierzchni w określonym czasie, • Zarówno ilość wyprodukowanej biomasy, jak i alokacja tej biomasy, zależy o wielu czynników: przyrodniczych i ..ludzkich"
Uwarunkowania produkcji leśnej w Polsce
• Zasoby leśne Polski (..inwentaryzacja kapitału i środków produkcji), • Warunki klimatyczne Polski, • Warunki troficzne (siedliskowe), • Polska jest 7 największym i 6 najbardziej zaludnionym krajem UE v, • Całkowita powierzchnia lądowa wynosi 304.465 km2 V, • Lasy zajmują ponad (29%. Stan na 31.12.2008): 6 kraj pod względem powierzchni lasów w Europie (po Szwecji, Finlandii. Francji. Niemczech i Ukrainie)
Zasoby leśne Polski
1/2 drzewostanów miedzy 60 lat: d-stany > 100 lat = 6% powierzchni i ok. 10% zapasu
• Zasobność Lasów Państwowych wynosi ponad 1.7 mld m3 grubizny brutto, lasów prywatnych około 200 min m3 = 5 kraj pod względem zasobów leśnych vi Europie, za Niemcami. Francją. Szwecją i Finlandia, • Średnia zasobność 240 m3/ha (249 m3/ha w LP i 209 m3/ha w lasach prywatnych), - (najnowsze wyniki z I zakończonego cyklu WISL: do niedawna twierdzono, że to 189m3/ha. tj. 209 m3/ha dla LP i 119 m3/ha w lasach prywatnych), • Średni przyrost (LP) – /ha, • Użytkowanie: około 34 min m3 (3 min m3 grubizny), większość w LP (5 producent drewna w Europie)_
Warunki klimatyczne Polski
strefa klimatów szerokości umiarkowany klimat przejściowy kształtowany przez:
- Ocean Atlantycki, - kontynent euroazjatycki, - Morze Bałtyckie, - góry (Sudety i Karpaty)
13 regionów klimatycznych, • Zachodnia Polska znakjduje się pod wpływem
oddziaływania Oceanu Atlantyckiego, • Wschodnia Polska pod w pływem kontynentu euroazjatyckiego, • Polska środkowa - obydwa wpływy, • Polska północna modyfikowana przez Morze Bałtyckie, • Polska południowa pod wpływem gór
Opady • Niskie opady do 200mm poza sezonem wegetacyjnym (XI-IV) i do w sezonie wegetacyjnym (V - X) w Polsce Środkowej oraz prawie w całej dolinie Wisły, • Wysokie opady w górach ponad 500mm poza sezonem oraz do w sezonie wegetacyjna m (Tatry)
Temperatura stycznia
• Układ strefowy, • Najniższa średnia temperatura () w Polsce wschodniej, • Najwyższa () w Polsce zachodniej, • Najzimniejszy region północno-wschodni (średnia temperatura stycznia do ), • Niskie temperatury w górach, np. w Tatrach nawet poniżej
Temperatura lipca
Nieduże zróżnicowanie temperatur, Większość kraju powyżej 17C, Niższa temperatura w górach (Sudety, Karpaty. G Świętokrzyskie) i na wzniesieniu pomorskim (okolice Wieżycy)
Regionalizacja przyrodniczo-leśna
• Zróżnicowanie warunków klimatycznych i glebowych, zasiem gatunków (Sw. Jd. Bk), • Rozpoznanie przyrodniczych warunków produkcji podstawa gospodarki leśnej, •Regionalizacja przyrodniczo- leśna: - kraina - dzielnica- mezoregion
Warunki siedliskowe
• Siedlisko to abiotyczna cześć środowiska przyrodniczego., • Kształtuje się ono pod wpływem klimatu, gleby i położenia powierzchni., • Siedlisko powiązane jest sprzężeniem zwrotnym z biocenoza, • Typ siedliskowa lasu: drzewostany o zbliżonych właściwościach wzrostowych, • Określony cel hodowlany w ramach jednostek regionalizacji przyrodniczo-leśnej, • Kryteria: - kompleks czynników glebowych, - roślinność dna lasu, - niektóre cechy drzewostanu
Żyznościowe typy siedliskowe: - bory, bory mieszane, Lasy mieszane, lasy
Typy wilgotnościowe lasu:- suche, świeże, wilgotne, bagienne
Warianty uwilgotnienia- umiarkowanie/silnie świeże/ wilgotne.
Obszary górskie i wyżynne
Lasy łęgowe
WZROST
• Jest to powiększanie się z wiekiem wartości cechy, • Graficzny obraz to krzywa o kształcie wydłużonej, pochyłej litery S, • Niektóre cechy (F, %LK) mogą z upływem wieku zmniejszyć swoją wartość. W takim przypadku mówimy o zmianie z wiekiem wartości cechy drzewa.
Kształtowanie się cech drzewa • Na wykładach - tylko wzrost i przyrost wysokości i pierśnicy • Na ćwiczeniach - wzrost i przyrost wysokości• Analiza pnia - zmiana z wiekiem różnych cech drzewa (wysokość, grubość na różnych wysokościach, pole przekroju, miąższość, przyrost miąższości, kształt).
Przyrost • Pochodna funkcji wzrostu cechy (Δc/Δt), • Graficznym obrazem jest krzywa przyrostu cechy drzewa, • Wiek, w którym przyrost przyjmuje największą wartość, to wiek kulminacji przyrostu cechy
Przyrost bieżący (PB) - różnica wartości cechy na końcu i początku danego okresu PB roczny i PB okresowy
szczególnym PBO jest przyrost z całego okresu życia drzewa równy wartości cechy drzew w końcu okresu
Przyrost przeciętny (PP) PBO podzielony przez długość okresu, - szczególnym PP jest przyrost z całego okresu życia drzewa równy wartości cechy drzewa podzielonej przez wiek
Zależność PB i PP
Fazy wzrostu wysokości
• Juwenilna (młodociana) - wolny wzrost cechy drzewa, systematycznie rosnący z roku na rok, • Pędzenia (pełni sił, szybkiego wzrostu) - duże przyrosty, kulminacja bieżącego przyrostu cechy, • Senilna (starzenia, starcza) - Ponowny wolny wzrost cechy, malejące przyrosty
Wzrost: - w ciągu doby,, - w sezonie wegetacyjnym,- w ciągu całego życia.
Wzrost wydłużeniowy • Zawiązanie pąka szczytowego, • Spoczynek zimowy, • Wzrost wydłużeniowy w sezonie wegetacyjnym, • Zawiązanie pąka szczytowego
Typy wzrostu • Monopodialny: pęd wyrasta z pączka wierzchołkowego. Pień możliwy do prześledzenia od podstawy do wierzchołka. Większość drzew iglastych i część liściastych (Db, Bk, Ol, Js), • Sympodialny: pęd z pąka bocznego. Niektóre liściaste (Brz, Os)
Wzrost wysokości • Typ wzrostu, • Data początku wzrostu, data zakończenia wzrostu i długość okresu wzrostu, • Zależą od wielu czynników (położenie geograficzne, wieku drzewa, klimatu w danym roku i roku poprzednim), • Krzywa o kształcie litery S, • Niekiedy przerwa we wzroście
Wzrost wysokości w sezonie wegetacyjnym
Świerk Wzrost Monopodialny, w pierwszej dekadzie maja, później gdy złe warunki atmosferyczne, nie wszystkie jednocześnie, Koniec w lipcu, wcześniejsze wcześniej, Długość okresu wzrostu średnio około 60 dni (50-70), Duża zmienność między drzewami
JodłaWzrost Monopodialny, Początek wzrostu w pierwszych dniach maja, równoczesny start wszystkich drzew, Koniec wzrostu w połowie lipca, wcześniejsze wcześniej, Długość okresu wzrostu około 70 dni
Modrzew• Wzrost monopodia lny, • Koniec kwietnia: wzrost igieł, • Początek wzrostu wysokości: koniec maja -początek czerwca, duża zmienność, • Koniec w połowie września, duża zmienność,• Długość wzrostu - ponad 3 miesiące, duża zmienność
Sosna • Wzrost monopodia lny, • Początek średnio pod koniec kwietnia (20.IV do 5.V), równoczesny start wszystkich drzew, • Koniec pod koniec czerwca (26.VI do 2.VII), • Długość okresu wzrostu około 2 miesięcy (50 do 70 dni)
Buk Wzrost monopodia lny, Początek pod koniec kwietnia; większość jednocześnie, ale niektóre nawet 3 tygodnie później, Koniec: druga polowa czerwca, bardzo zmienna, 10-20% drzew ma 3 tygodniową przerwę we wzroście, a potem 2-4 tyg., Długość wzrostu: 40-60 dni, duża zmienność
Dąb Wzrost monopodia lny, Początek w końcu kwietnia, prawie jednocześnie
10% - jeden cykl, 80% - dwa cykle, 10% cykle wzrostu, Pierwszy cykl - 2-3 tygodnie - koniec w połowie maja, 4-6-tygodniowa przerwa we wzroście, Trzecia dekada czerwca - początek drugiego cyklu, Koniec - połowa lipca, średnio 3 tygodnie Pierwsza dekada sierpnia - początek 3 cyklu, W sumie - razem ze spoczynkiem - do 3 miesięcy
Olsza • Wzrost monopodia lny, • Początek na początku maja, niektóre już w połowie kwietnia, • Koniec na początku sierpnia, • Długość wzrostu: około 3 miesięcy
Brzoza • Wzrost sympodialny, • Rozwój liści i kwiatów żeńskich w połowie kwietnia, • Początek wzrostu: druga dekada maja, • Koniec wzrostu: połowa sierpnia, • Okres wzrostu: około 100 dni, • Kwiaty męskie od VI do IX, pylenie w IV po przezimowaniu
Wzrost wysokości w ciągu całego życia drzewa
Charakterystyka • Wzrost wysokości drzew można scharakteryzować m.in.
- długością poszczególnych faz wzrostu • Juwenilnej, • Pędzenia, • Senilnej, • Momentem wystąpienia kulminacji –PP, - PB
Sosna -Faza juwenilna u większości drzew kończy się między 6 i 15 rokiem życia, Kulminacja PP (koniec fazy pędzenia) najczęściej w wieku 16-30 lat
Kulminacja PB: 11-20 lat
Świerk -Faza juwenilna długa i zmienna: 11-30 lat, Kulminacja PP (koniec fazy pędzenia) najczęściej w wieku 31-55 lat, Kulminacja PB: 15-60 lat (26-30), Duża zmienność: juwenilna do 55 roku życia, kulminacja PP nawet około 100 lat
Jodła - Faza juwenilna: 11-40 lat (21-25 lat), Kulminacja PP bardzo zmienna: 16-105 lat (25-60 lat), Kulminacja PB również bardzo zmienna, ale większość 21 -45 lat
Modrzew • Ograniczony materiał badawczy, • Faza juwenilna: 6-10 lat, • Kulminacja PP: 11-15 lat, • Kulminacja PB: 6-10 (max. 30 lat)
Dąb • Faza juwenilna: 6-20 (11-15) lat , - Kulminacja PP: 31-35 (6-70) lat , - Kulminacja PB bardzo wcześnie: 11-35 lat
Buk -Najbardziej zmienny z wymienionych , Faza juwenilna: 1 1-30 (70) lat , Kulminacja PP: 11-100(25-30) lat , Kulminacja PB: 6-100 (21-35) lat
Brzoza -Faza juwenilna: do 10 lat (omszona: do 40), Kulminacja PP: 6-30 , Kulminacja PB: 16- 25 lat (omszona 6-45)
Olsza • Faza juwenilna: 6-15 lat, • Kulminacja PP bardzo zmienna: 6-20 lat, • Kulminacja PB: 11-15 lat
Wzrost i przyrost grubości
W naszej strefie klimatycznej występuje wyraźny podział roku na okres ciepły i zimny., W okresie ciepłym występuje aktywność kambium. a więc następuje podział komórek i ich wzrost., W okresie zimnym procesy te nie zachodzą.
Co roku powstaje warstwa komórek - słój roczny, • U gatunków iglastych słój składa się z warstwy cienkościennych (jasnych) cewek drewna wczesnego i grubościennych (ciemniejszych) cewek drewna późnego, • Taka struktura słoja rocznego pozwala na bezproblemowe wyróżnienie wytwarzanych słojów rocznych
Gatunki liściaste: • pierścieniowonaczyniowe (Db. Bk, Js): szerokie naczynia skupione są w drewnie wczesnym (stosunkowo łatwe ustalenie granicy słojów rocznych), • rozpierzchłonaczyniowe (Brz, Ol): granicę słoja można rozpoznać po bardzo cienkiej warstwie drewna odbijającej światło (konieczność ustawienia drewna pod pewnym kątem i zastosowania mikroskopu, najlepiej stereoskopowego przy 15-20-krotnym powiększeniu), • Na początku sezonu wegetacyjnego uaktywnia się kambium. Podział komórek: - do środka drzewa (komórki drewna), - na zewnątrz drzewa (łyko), • W Polsce stosunkowo mało badań nad wzrostem grubości drzew w sezonie wegetacyjnym (problemy metodyczne i
techniczne), 4 drzewostany sosnowe (Bśw i BMśw, II i V klasa wieku) w Rogowie: - Początek aktywności kambium 26.IV do 15.V, duża zmienność; związek z grubością drzew: grubsze wcześniej - Zanik aktywności 19.VIII do 21.DC; drzewa grubsze dłużej, - Średnio 100-145 dni, poszczególne drzewa 54 do 161 dni. zależność od czynników pogodowych (opady), 4 drzewostany dębowe (40 i 75 lat) w n-ctwie Golub-Dobrzyń:, - Początek aktywności kambium w połowic maja, - Zanik aktywności kambium 15.VII do 25.XI (większość 15 VIII do 11 IX), - Krócej drzewostany młodsze i drzewa cieńsze, - Średnio 100 dni (49 do 132 dni)
Krzywa wzrostu grubości nieco inna, niż krzywa wzrostu wysokości
Nie zawsze występuje faza juwenilna, Wzrost rozpoczyna się od bardzo szybkiego powiększania się grubości na poszczególnych wysokościach pnia (słoje przy rdzeniu są zwykle szerokie i wraz z oddalaniem się od rdzenia zwężają się), Niekiedy w niższych częściach pnia. szczególnie na przekroju ścięcia, występuje strefa bardzo wąskich słojów, Dotyczy to zwłaszcza gatunków cienioznośnych (Bk, Jd, Św), W skrajnych przypadkach strefa wąskich przyrostów może mieć ponad 100 słojów, Przyczyna: zbyt mała ilość światła; odnowienie naturalne pod okapem drzewostanu,Najczęściej analizowany jest wzrost i przyrost pierśnicy, W młodym wieku wzrost pierśnicy jest szybki, z upływem lat wolniejszy
Podobny wzrost występuje na przekrojach położonych na różnych wysokościach, U gatunków cienioznośnych strefa wąskich słojów może wystąpić również na przekroju pierśnicowym, Na pewnej wysokości pnia strefa wąskich słojów przy rdzeniu zaniknie
Wolnorosnące i cienioznośne (Bk, Jd, Sw, w młodości również Db) w sprzyjających warunkach świetlnych też mogą szybko przyrastać na grubość, a własność tę zachowują do późnego wieku drzewa.
Zależy od siedliska Modyfikacja wzrostu przy zmianach w siedlisku, Wpływ innych czynników: trzebieży, wprowadzenia drugiej warstwy, itp., Wpływ stanowiska biosocjalnego
- Przesuwanie się drzew w klasach głównie, • Szybkorosnące i światłożądne (Ol, Brz, Md, So) dorastają bardzo szybko do przekroju pierśnicowego (Ol i Brz już nawet w 3 roku swego życia). Rosnąc w sprzyjających warunkach świetlnych wytwarzają przy rdzeniu bardzo szerokie słoje, z upływem lat ich szerokość szybko maleje, • Roczny przyrost pierśnicy - bardzo nieregularny, • Stąd zwykle prezentowany jako wartość przeciętna w okresie 5-cio lub 10-cioletnim, • Powoduje to wyrównanie przebiegu, • Kulminacja przyrostu grubości występuje z reguły w pierwszym okresie po przekroczeniu przez drzewo wysokości 1,3m, • Cecha bardzo zmienna, co ma związek z własnościami genetycznymi drzewa oraz z oddziaływaniem na wzrost czynników biotycznych, abiotycznych i antropogenicznych, • Kulminacja przyrostu pierśnicy u So (siedliska borowe, pielęgnowane drzewostany odnawiane sztucznie):, - około 80%: kulminacja przyrostu pierśnicy w pierwszym S-letnim okresie po uzyskaniu przez drzewa wysokości 1,3 m - 15%: kulminacja w drugim okresie 5-letnim, - reszta (około 4%) w trzecim okresie 5-letnim, • Normalnie rosnące drzewo wytwarza najszersze słoje przy rdzeniu, • Kulminacja przyrostu pierśnicy następuje w 1-szym okresie po przekroczeniu wysokości 1,3 m, • Warunki świetlne zmieniają się w czasie życia drzewa, zwłaszcza w młodym wieku, co powoduje bardzo dużą zmienność przyrostu grubości
Przyrodnicze podstawy produkcji leśnej
Definicja drzewostanu > zespół drzew rosnących w bliskim sąsiedztwie i wzajemnie na siebie oddziałujących, o określonym składzie gatunkowym, budowie (często także wieku) i związku z warunkami siedliskowymi, > zespól drzew rosnących w bliskim sąsiedztwie, wzajemnie oddziałujących na siebie i wraz z innymi komponentami lasu kształtujących warunki środowiska leśnego, > jednorodnym pod względem przyrodniczym i gospodarczym płatem lasu. wyróżniającym się od piatów sąsiednich cechami taksonomicznymi oraz ukształtowaniem szaty roślinnej
Wzrost -zwiększanie wymiarów drzewa, • warunek życia drzewa, • dotyczy w zasadzie wysokości i grubości na różnych wysokościach pnia, • zmiany zachodzące w grubości i wysokości kształtują również zmiany w innych cechach drzewa: pierśnicowym polu przekroju, liczbie kształtu oraz miąższości.
Konkurencja
Wewnątrzgatunkowa: - spowodowana wzrostem, - od chwili dojścia d-stanu do zwarcia, - rośnie z upływem wieku, - sprzężenie zwrotne ze wzrostem
Międzygatunkowa: zależy od właściwości ekologicznych gatunków oraz od stopnia i sposobu ich zmieszania,
Kształtowanie się struktury d-stanu, Kształtowanie sic cech drzewa
Kształtowanie się cech przestrzennych drzewostanu: - przemieszczanie się drzew w warstwach drzewostanu lub klasach biosocjalnych (pionowe różnicowanie się populacji),, - naturalne wydzielania się drzew z drzewostanu (poziome różnicowanie się populacji)., - naturalne oczyszczanie się pni drzew z gałęzi (zmiany pokroju i właściwości technicznych),, - kształtowanie się rozkładu pierśnic drzew,- kształtowanie się biogrup.- tamowanie się luk. itd. , Sprzężenie ze wzrostem i konkurencją
Siedlisko (biotop) • Miejsce zachodzenia procesów wzrostu, konkurencji i kształtowania się struktury drzewostanu, • Połączone sprzężeniami zwrotnymi z procesami zachodzącymi w drzewostanie
Czynniki zewnętrzne • Biotyczne - zjawiska powodujące szkody, jak gradacje owadów, rozwój grzybów, szkody od zwierzyny, ... • Abiotyczne - wiatry, opady mokrego śniegu, gwałtowne zmiany w stosunkach wodnych, ... • Antropogeniczne - emisje przemysłowe, regulacja stosunków wodnych, nawożenie, zabiegi pielęgnacyjne, ...
Zagęszczenie • Jest to liczba drzew przypadająca na jednostkę powierzchni • Zależy od jakości siedliska i wieku drzew • W warunkach polskich od pani do kilkunastu tysięcy sadzonek na 1 hektar • W przypadku odnowienia naturalnego - często kilka milionów na 1 hektar • Liczba ta z upływem wieku maleje
Stopień zagęszczenia • Duża zmienność liczby drzew w różnych drzewostanach, • Badanie zależności między zagęszczeniem drzew i innymi cechami drzewostanu jest trudne, • Stopień zagęszczenia jest to iloraz liczby drzew na i pewnej maksymalnej liczby drzew, • Stopień zagęszczenia przybiera wartości z przedziału od Odo 1., • Jeżeli wartość początkowa stopnia zagęszczenia wynosi I, to dalszy przebieg / wiekiem tej cechy będzie równoległy do osi wieku,, • Jeżeli wartość początkowa stopnia zagęszczenia jest mniejsza od I, to z upływem wieku stopień zagęszczenia będzie się zwiększać dążąc do jedności, • Jeżeli wartość początkowa stopnia zagęszczenia jest większa od I, to z upływem wieku stopień zagęszczenia będzie malał dążąc do jedności.
Struktura biosocjalna • Drzewo dla swego wzrostu i rozwoju potrzebuje określonej przestrzeni wzrostu., • Wymagania dotyczące tej przestrzeni wzrastają z wiekiem., • Dla życia drzewa niezbędna jest dostatecznie duża ilość światła docierającego do korony, dostatecznie duża korona dostateczna przestrzeń w glebie. Od tych czynników będzie zależał wytworzony przez drzewo przyrost miąższości., • Wynikiem konkurencji występującej miedzy drzewami jest różnicowanie się poziomego drzew w drzewostanie: drzewa zajmują różne pozycje biosocjalne.
Według Krafta drzewo należv do:
I klasy drzew górujących — gdy dominuje ono wysokością i posiada silnie rozwiniętą koronę;, II klasy — drzew panujących -— tworzących główny pułap drzewostanu, o dobrze rozwiniętej koronie., III klasy — drzew współ panujących — o koronach jeszcze normalnie rozwiniętych, jednak o zaznaczającej się juz degeneracji — mimo korzystnego usytuowania w pułapie leśnym;, IV klasy — drzew opanowanych — o koronach mniej lub więcej zdeformowanych. ścieśnionych dwustronnie lub wielostronnie, bądź rozwiniętych jednostronnie podklasy , IV a — drzewa wkleszczone między inne. o koronie ścieśnionej w dolnej części, IV b — drzewa o koronach w części pod okapowych tylko górna część korony (sam wierzchołek), jest jeszcze wolna; V klasy drzew przygłuszonych — znajdujących się całkowicie pod okapem wyższego sąsiedztwa.
podklasy , V a — drzewa z koroną jeszcze żywą (tylko u gatunków cienistych),, V b — drzewa z koroną obumierającą i obumarłą (posusz)
Klasyfikacja Krafta
• Opublikowana w 1884 roku.• Określana jako klasyczna, naturalna lub socjalna, • Jej podstawą jest wysokość drzewa oraz wielkość i stan jego korony, • 5 klas biosocjalnych
Klasyfikacja Krafta • Drzewa należące do I. II i III klasy Krafta tworzą drzewostan panujący • Drzewa należące do IV i V klasy Krafta tworzą drzewostan opanowany
- (nic mylić z drzewostanem głównym i podrzędnym)
Szybkość wzrostu • szybkorosnące, czyli te, które wykazują szybki wzrost w młodym wieku (Brz, Ol, Md, So). • wolnorosnące, czyli wykazujące wolniejszy wzrost w młodym wieku (Db, Bk, Św, Jd). Drzewa tej grupy mogą rosnąc w ocienieniu. Spośród tych gatunków Jd i Bk mogą rosnąć w złych warunkach świetlnych przez długi czas, nie tracąc własności reagowania szybkim wzrostem na poprawę tych warunków.
Wymagania siedliskowe a wzrost • Poza właściwościami gatunku na szybkość wzrostu i maksymalne rozmiary osiągane przez drzewa wpływ mają warunki siedliskowe, • Różne gatunki mają różne wymagania dotyczące siedliska i różnie reagują na jego jakość
• Oligotrofy to gatunki o małych wymaganiach siedliskowych. Wprowadzone na siedliska żyzne, nie wytrzymują konkurencji z gatunkiem drzew o wyższych wymaganiach w stosunku do siedliska. Oligotrotami są: sosna zwyczajna, limba, kosodrzewina, brzoza brodawkowata, robinia i sosna czarna
• Mezotrofy to gatunki o średnich wymaganiach w stosunku do żyzności siedliska. Gatunków tych jest stosunkowo dużo, stąd dzieli sieje na dwie podgrupy: - o mniejszych wymaganiach: brzoza omszona, osika, wejmutka. dąb czerwony, modrzew europejski, świerk, modrzew polski, dąb bezszypułkowy i daglezja, - o wyższych wymaganiach: olsza szara, grab, buk, jodła, czereśnia, klon zwyczajny, klon polny, lipa drobnolistna. lipa szerokolistna i topola biała
• Eutrofy to gatunki o bardzo wysokich wymaganiach w stosunku do siedliska: olsza czarna, dąb szypułkowy, wierzba biała, wierzba krucha, topola czarna, jabłoń, wiąz górski, wiąz szypułkowy, wiąz polny, jawor i jesion. • Wpływ siedliska nie jest liniowy • sosna na siedlisku Bs nawet 12m w wieku 100 lat • Na bogatszych siedliskach duże przyspieszenie wzrostu, np. na BMśw w wieku lat 100 wysokość ponad . • Zbliżone wymiary na bogatych siedliskach: BMśw jest dla sosny wystarczający a dalsze zwiększanie żyzności nie przekłada się na zwiększenie rozmiarów • Podobnie zachowują się inne oligotrofy i mezotrofy o niższych wymaganiach siedliskowych
Wymagania świetlne gatunków • Zależy od nich długość życia drzew zajmujących różne stanowiska biosocjalne oraz szybkość wzrostu i długość życia drzew rosnących pod okapem drzewostanu • Niektóre gatunki drzew mają w młodym wieku mniejsze wymagania świetlne, a w późniejszym wieku większe. • Gatunki światłożądne: Md, Brz, Wb, Tp, Os, So, Ol, Ak i Js (Js i Db mają w młodości mniejsze wymagania świetlne) • Gatunki o umiarkowanych wymaganiach świetlnych: Wz (polny i szypułkowy), KI, Jw, Lp (szerokolistna), Db (bezszypułkowy i czerwony) i Dg (KI i Db mają mniejsze wymagania świetlne w młodości) • Gatunki cienioznośne: Św, Lp (drobnolistna), Gb, Wz (brzost), Bk, Jd i cis • Z wymaganiami świetlnymi skorelowane są cechy charakteryzujące wzrost wysokości drzew • Kryterium: wiek kulminacji bieżącego przyrostu wysokości
Wymagania świetlne gatunków
| Gatunek | Wiek kulminacji PB |
|---|---|
| Modrzew | 6-l0 lat |
| Brzoza | 6-10 lat |
| Sosna | 1 l-20lat |
| Olsza | 11-30 lat |
| Dąb | 11-35 lat |
| Świerk | 16-50 (26-30) lat |
| Jodła | 21-45 lat |
| Buk | 26-30 lat |
• Drzewa rosnąc w ocienieniu wytwarzają krótszy pęd główny. Gdy okres wzrostu przy niedostatecznym oświetleniu przedłuża się. wówczas wytworzony pęd jest krótki, a drzewa można podzielić na trzy grupy
• Reagujące: w przypadku poprawy warunków świetlnych nastąpi reakcja polegająca na przyspieszeniu wzrostu
• Stagnujące: po polepszeniu się warunków świetlnych nie wystąpi przyspieszenie wzrostu,
• Zamierające: w najbliższym czasie wypadną z drzewostanu • Gdy okres wzrostu w złych warunkach świetlnych przedłuża się, maleje udział drzew reagujących (część z nich przechodzi do grupy drugiej). Część drzew stagnujących przechodzi do grupy trzeciej i zamiera • Szybkość zmian zależy od wymagań świetlnych gatunków • Dla rozwoju drzewostanu najważniejsze są drzewa reagujące • Gdy tych drzew będzie niewiele, np. w odnowieniu naturalnym powstałym pod okapem drzewostanu, to wartość hodowlana takiego odnowienia będzie niska.
Wpływ zagęszczenia na wzrost
• Konkurencja spowodowana jest odpowiednim stopniem zagęszczenia maksymalny, optymalny, krytyczny, katastrofalny
Stopień zagęszczenia • Konkurencja występuje w zagęszczeniu maksymalnym i optymalnym, a nic występuje w stopniach katastrofalnym i krytycznym., • Wysoki stopień zagęszczenia dotyczy klasy zagęszczenia maksymalnego. Do klasy tej mają szansę przejścia drzewostany będące w optymalnym stopniu zagęszczenia. • Drzewostany charakteryzujące się krytycznym stopniem zagęszczenia mają szansę przejścia do stopnia optymalnego (jeżeli konkurencja nie występowała, z upływem czasu może się ona pojawić). • Taka możliwość nie występuje w przypadku gdy drzewostan znajduje się w katastrofalnym stopniu zagęszczenia. Przejście z tego stopnia do klasy stopnia zagęszczenia krytycznego jest możliwe, jednak nie spowoduje powstania konkurencji.
Wpływ zagęszczenia na wzrost • Drzewostan zaliczony do tej klasy ma jednak szansę przejścia do optymalnego stopnia zagęszczenia - wraca konkurencja, • Następuje odwrócenie spadkowej tendencji przyrostu wysokości i powrót do wytwarzania przyrostu jak w stopniu optymalnym, • Drzewostan może się również znaleźć w klasie katastrofalnego stopnia zagęszczenia, • Przyrost wysokości drzew będzie ulegał systematycznemu zmniejszeniu, aż do prawie całkowitemu zanikowi, • W klasie katastrofalnego stopnia zagęszczenia nie ma możliwości odwrócenia spadkowej tendencji przyrostu wysokości.
Standaryzacja funkcji • Dzieląc wysokość w danym wieku przez wysokość drzewa w określonym wieku, tzw. wieku bazowym (25, 50, 100 lat), otrzymujemy standaryzowaną funkcję wzrostu wysokości
Rzeczywiste i potencjalne tempo wzrostu wysokości
• Warunki siedliska decydują o szybkości wzrostu drzew, • Szybkość ta może być mierzona tempem wzrostu wysokości, • Zmiana warunków siedliskowych stwarza nowe możliwości wzrostu drzew, • Zmienia się tym samym wartość tempa wzrostu wysokości, • Rzeczywiste tempo wzrostu wysokości to takie, które charakteryzuje szybkość wzrostu drzewa w danym momencie, • Potencjalne tempo wzrostu wysokości to takie, które może uzyskać drzewo rosnąc w określonych warunkach siedliskowych, • Między TR i TP mogą zachodzić relacje: TP>TR, TP<TR i TP=TR, • Gdy warunki siedliska są względnie stałe, rzeczywiste TWW = potencjalnemu TWW, • Gdy następuje polepszenie warunków wzrostu, potencjalne TWW rośnie, zaś rzeczywiste TWW będzie niższe, ale z czasem będzie dążyć do uzyskania wartości potencjalnego TWW, • Zrównanie możliwe gdy drzewo było młode; drzewa stare słabo reagują na poprawę warunków wzrostu, • Gdy warunki pogorszą się, potencjalne TWW będzie niższe od rzeczywistego, • Z upływem czasu rzeczywiste TWW dążyć będzie do potencjalnego, • Dotyczy to głównie drzew młodych i należących do wyższych klas biosocjalnych; starsze gorzej adaptują się do zmian i umrą
Bonitacja • miara zasobności siedliska, wyrażana w praktyce najczęściej jako funkcja wysokości w danym wieku (im większa wysokość w danym wieku, tym lepsze siedlisko), • Tradycyjnie w Polsce oznaczana (na podstawie tablic zasobności Schwappacha z zestawienia Szymkiewicza) symbolicznie jako I, II, V, gdzie I oznacza siedlisko najlepsze, V - najsłabsze., • W warunkach polskich okazało się, że w stosunku do tablic zasobności Schwappacha wiele drzewostanów sosnowych rośnie znacznie lepiej, stąd w 1949 roku Szymiewicz wyekstrapolował klasę bonitacji la dla sosny., • W praktyce odstopniowanie wysokości zawarte w siatce bonitacyjnej z tablic zasobności jest niewystarczające, stąd podczas urządzania często stosuje się interpolowane bonitacje połówkowe lub ułamkowe, • Niemożliwe porównanie bonitacji między gatunkami, • Zależność wysokości drzewostanu od wieku jest ciągła, a nie skokowa, • W przeszłości bonitacja określana była z reguły na podstawie wysokości przeciętnej
Drzewostanu, • Od kilkudziesięciu lat panuje tendencja do określania bonitacji na podstawie wysokości górnej
Wysokość górna - przeciętna wysokość pewnej liczby największych / najwyższych / najgrubszych drzew na jednostkę powierzchni (np. 100 najgrubszych drzew na 1ha. 250 najgrubszych drzew na 1ha, 10% najwyższych drzew na 1ha,...)
Bonitacja wzrostowa
• Odpowiednik pojęcia tempa wzrostu wysokości dla drzewostanu • Np. wysokość górna jaką drzewostan uzyskał bądź uzyska w wieku 100 lat • Różny wiek bazowy w zależności od gatunku, warunków, sposobu zagospodarowania
Budowa korony drzewa
• część zewnętrzna płaszcz korona, - ulistnione gałązki, - część wewnętrzna: rdzeń korony, - tworzą gałązki nie ulistnione, • część górna: korona słoneczna, • część dolna korona ocieniona
Cechy korony Względna długość korony: zmienia się z upływem wieku drzewa, Zależy od zagęszczenia, W młodym wieku długość korony 100 %, Dalej następuje oczyszczanie pnia z gałęzi i skracanie korony, Gdy d-stan trzymany jest w dużym zagęszczeniu - korona bardzo krótka (15-20%), W starszym wieku długość korony sosny jest mniejsza od 1/3 wysokości, Gdy korona jest krótsza od 30 %, konieczna jest szybka trzebież: względna długość korony może służyć do oceny pilności cięć, Dla Md długość korony powinna wynosić 50%, minimum 40 % aby dobrze przyrastał, Jeszcze dłuższa korona powinna być u Św i Jd., Długość korony można kształtować tylko w młodym wieku, W starszym wieku uzyskamy rozszerzenie korony, Stopień rozłożystości korony: iloraz szerokości korony do wysokości drzewa, So: przeciętnie 20% - drzewa górujące mają nieco wyższy 27 %, - drzewu panujące 21%, - drzewa współpanujące17%, Spłaszczenie korony: iloraz szerokości do długości korony, Około 70 % drzew ma korony dłuższe niż szersze, Cecha ta również może być wykorzystana przy ocenie pilności zabiegu, Inne charakterystyki...
Kształt wierzchołka korony – stożkowa, - kopulasta, - płaska, W każdym d-stanie są drzewa różnych typów, Zależność kształtu od wieku
Aparat asymilacyjny - Ilość fizjologicznie czynnego igliwia, Sucha masa ulistnienia., Ciężar ulistnienia, Ciężar ulistnionych gałązek, bjętość ulistnionych gałązek Pole powierzchni rzutu korony, Objętość korony, Zewnętrzna powierzchnia korony
Wyniki badań Assmanna: ciężar świeżego igliwia w d-stanach sosnowych [t/ha]
| (Wiek ) | Bon. I | Bon. III | Bon. V |
|---|---|---|
| 40 | 40 | 35 | 26 |
| 60 | 35 | 32 | 29 |
| 90 | 31 | 30 | 27 |
| 120 | 29 | 28 | 26 |
Badania prof. Lemke Cug - ciężar ulistnionych gałązek; Cśi - ciężar świeżego igliwia; Li - liczba igieł; Zvi/Cśi = potencjalna zdolność asymilacyjna Co roku spada 1/3 igieł; grabienie ściółki = degradacja siedliska - spadek bonitacji nawet o 2 klasy
Stan korony Kryterium pilności zabiegu, Ocena Stanu zdrowotnego (stan korony)
Kryteria: ubytek aparatu asymilacyjnego / defoliacja liczba roczników igieł, wielkość i kształt listowia (skrócenie igieł, skręt igieł,...), - inne
Defoliacja • Stopnie uszkodzenia - wariant oparty tylko na defoliacji (atlas uszkodzeń dla różnego wieku)
| Stopień uszk. | Opis | Defoliacja |
|---|---|---|
| 0 | nieuszkodzone | do 10% |
| 1 | lekko uszkodzone | 11-25% |
| 2 | średnio uszkodzone | 26-60% |
| 3 | mocno uszkodzone | ponad 60% |
• Możliwa kombinacja z innymi kryteriami, np. oceną przyrostu wysokości, żywotności korony, witalności czy innych cech specyficznych dla danego gatunku
Trzebieże
• wykonywanie odpowiednich zabiegów pielęgnacyjnych w drzewostanie • Szczególnym zabiegiem są trzebieże • Program trzebieżowy uwzględnia: - Rodzaj trzebieży - Nasilenie trzebieży- Intensywność trzebieży (nawrót t.) Stopniowe suwanie drzew z drzewostanu , Wytworzenie warunków środowiska wewnętrznego drzewostanu sprzyjających prawidłowemu wzrostowi i rozwojowi najlepszych jego składników i eliminacji najgorszych. W kontekście wpływu stopnia zagęszczenia na przyrost wysokości i grubości: - utrzymanie drzewostanu w stanie zagęszczenia optymalnego, w którym mamy stosunkowo dużą liczbę drzew, duży (maksymalny) przyrost wysokości, a jednocześnie duże przyrosty grubości.
Rodzaje trzebieży o rożnej filozofii i celach
- trzebież dolna (TD),- trzebież górna - selekcyjna (TG/TS/TGS), - trzebież kombinowana
• Definicje:
- Drzewostan panujący: drzewa I. II i III klasy Krafta
- Drzewostan główny: drzewa pozostające w drzewostanie po wykonaniu danej trzebieży
- Drzewostan opanowany: drzewa IV i V klasy Krafta
- Drzewostan podrzędny: drzew wycinane w czasie danej trzebieży
• Wiele doświadczeń z zakresu trzebieży od wielu dziesiątków lat w Europie
• Jeden z najbardziej znanych programów: przełom XIX i XX wieku. Instytut Leśnictwa w Eberswalde (Brandenburgia): sieć stałych powierzchni badawczych na terenie Brandenburgii, Prus Wschodnich, Pomorza Zachodniego, Dolnego Śląska i Opolszczyzn)
• Trzebież dolna: - cięcie schematyczne, - w drzewostanie do wycięcia przeznacza się drzewa w dolnwh warstw drzewostanu, - oparła na klasyfikacji Krafta: wycina się drzewa z IV i V klasy biosocjalnej , - rożne nasilenie
Trzebieże dolne – nasilenie
■Trzebież dolna słaba (TDS): - ma charakter cięcia sanitarnego, - usuwa się drzewa z V klasy Krafta; przyrost tych drzew praktycznie nie liczy się w przyroście drzewostanu (w młodych d-stanach ~2% całkowitego przyrostu miąższości drzewostanu)
■ Trzebież dolna umiarkowana (TDU) - usuwane są drzewa V i IVb klasy Krafta, - uznana przez Schwappacha za optymalną dla sosny - tablica zasobności dla „silniejszych zabiegów pielęgnacyjnych"
■ Trzebież dolna mocna (TDM) - usuwane są drzewa z V, IVb i IVa klas czyli cały drzewostan opanowany
• Przybliżone nasilenie trzebieży dolnych: - 5% dla TDS, - 10% dla TDU, - 15% dla TDM
Trzebież górna (selekcyjna, TG, TGS): inna filozofia: - celem trzebieży jest stworzenie jak najlepszych warunków drzewom dorodnym, - pierwszy etap: wybór drzew dorodnych
- drugi etap: wycięcie drzew przeszkadzających we wzroście drzewom dorodnym (drzew szkodliwych) • Liczba drzew dorodnych: 500/600 szt./ha, • Wysokie stanowisko biosocjalne drzewa dorodnego: I, ew. II klasa Krafta (zwiększające szansę dotrwania drzewa do wieku rębności), • Dodatkowo: jakość (względna), względnie równomierne rozmieszczenie w drzewostanie - biogrupy w trzebieży na niżu: słabo zbadane, • Do wycięcia drzewa z I, II, ew. III klasy Krafta, • Różne wersje, w warunkach polskich trzebież oparta o klasyfikację Schedelina (1944), opracowana przez Ilmurzyńskiego, • Poprzez jej stosowanie istnieje możliwość poprawy jakości drzewostanu
Trzebież kombinowana • W praktyce nie stosuje się trzebieży dolnych czy górnych w czystej postaci, • Trzebież kombinowana: połączenie trzebieży górnej (selekcyjnej) z jedną z trzebieży dolnych, - TG + TDS, - TG + TDU, - TG + TDM
• Nasilenie trzebieży: - Wyrażone ilością usuwanych drzew, - Wyra/one polem przekroju usuwanych drzew, - Wyrażone miąższością usuwanych drzew • Iloraz liczby/pola przekroju/miąższości drzew usuwanych i odpowiedniej wielkości przed trzebieżą, przeważnie wyrażony w %
• Nasilenie trzebieży dolnych wyrażone miąższością usuwanych drzew - 5% dla TDS, - 10%dlaTDU, - 15% dla TDM, • Nasilenie trzebieży górnej/selekcyjnej: można o nim mówić w kontekście maksymalnej liczby drzew do usunięcia (jedno drzewo na jedno drzewo dorodne, w młodszych więcej) - nie można określić jednej wielkości Jak przy TDx; nie można planować nasilenia; przeciętnie około 10% (1s/1d)
• So: generalnie TGS + TDS, co pozwala na poprawę jakości, a jednocześnie wyprzedzenie wydzielania się posuszu z IV i V klasy Krafta, • Słaba reakcja przyrostowa, • W przypadku, gdy wprowadzamy II piętro, np. bukowe -> TGS + TDU(M). Po 2 zabiegach powrót do TGS + TDS, • So na gruntach porolnych: zagrożenie hubą korzeniową problematyczna jakość -selekcja schodzi na drugi plan. TDU, a przy silnym opanowaniu nawet TDS (cięcia sanitarne); TGS+TDS = zabezpieczanie pniaków; huba najlepiej na pniach grubych
• So na Bs i słabym Bśw (V bonitacja) -TDU, bo TS nie ma specjalnie sensu
• Jd: daje duży przyrost jeżeli ma długą koronę, najlepiej przyrasta przy układzie piętrowym, • Wyłącznie TG, bo TD stabilizuje układ jednopiętrowy, • TG, niekoniecznie nawet TS, •, Wyjątek: drzewostan zagospodarowany przerębowo
• Db: możliwa korekta jakości - TGS bez wkraczania w dolną warstwę, • Problem: niebezpieczeństwo powstania wilków pod wpływem większej ilości światła, • Dobra jakość d-stanu dębowego = obecność II piętra, • Gdy II piętro osłania pnie dębów - możliwe jest bezpieczne realizowanie TGS
• Bk: najlepiej z naszych gatunków reaguje na zabiegi; na jego przykładzie wypracowano TGS, • Bk często wytwarza dwójki: pęd boczny z I węzła równie silny, jak pęd wierzchołkowy -jak najszybciej usuwać (już w czyszczeniach), • Odsłonięcie koron powoduje zwiększony przyrost (nieznaczny wzrost na sumarycznej produkcji)
Brz: TGS (+TDS) Słaba produkcyjność – pożądane II piętro, Możliwe wydzielanie posuszu
Ol, Os: TGS (+TDS)
D-stany mieszane, Gb,...: TGS
Trzebieże • Dotychczas - niezależnie od wieku (czy podziału na TW i TP) - ten sam rodzaj trzebieży, • Np. w sośnie cały czas TGS - TDS. choć w starszym wieku może po prostu nie być w drzew ostanie drzew V klasy Krafta, Inna sytuacja u świerka: tu następuje zmiana rodzaju trzebieży
• Św: od początku trzeba go utrzymywać w luźnym zwarciu, by wspomóc wytworzenie silnego systemu korzeniowego i długiej korony (1. stabilność!, 2. produkcyjność), • Szczególnie istotne w górach, • W zasadzie nie ma problemów z jakością, chyba, że niewłaściwe pochodzenie - D-stany młode: TGS + TDU - dość silne cięcie 25-30%, - Potem: 2-3x TGS + TDU - ok. 20% -Dalej: TGS + TDS (ok. 15%), - Później TDU (ok. 10%) - nie ma potrzeby dalszej selekcji, Doprowadzenie do luźnego zwarcia, a potem tylko drobne korekty
Badania trzebieżowe
Poza badaniami Schwappacha - wiele innych w różnych regionach, Jedne z bardziej znanych: szwedzkie badania Carboniera na świerku, Układ kwadratu łacińskiego lub bloków losowany 4 nasilenia i 4 powtórzenia każdego wariantu - I - bez trzebieży (kontrola) , - II- TDS, - III – TDU, - IV TDM
• Najpierw doprowadzono powierzchnie do mniej więcej podobnego stanu, • niezbyt silne cięcia, które nie zróżnicowały poziomu pierśnicowego pola przekroju, • Po 10 latach silniejsze cięcia, • Kolejne okresy z różnym nasileniem trzebieży dolnej, • Po 10 latach niewielkie zmiany, • Po 20 latach świerk dobrze reaguje na zabieg: ZG wzrósł o 46 % dla TDM, obserwowany również wzrost ZV , najlepsza TDU, • 52-67 ZG dalej rośnie, ale tu najlepsza TDS, • Po 4 okresie najlepsza jest TDU (46 % ZG), • Po 5 okresie najwyższy ZV mają działki nietrzebione, • Po 50 latach największy ZV miały działki nietrzebione i trzebione słabo
Teoria trzebieżowa Assmanna • Teoria dotycząca trzebieży dolnych, • Wiąże pierśnicowe pole przekroju drzewostanu trzebionego z przyrostem miąższości drzewostanu, • Odnosi przyrost miąższości drzewostanu trzebionego do przyrostu drzewostanu porównawczego (nietrzebionego), • Zaleca prowadzić drzewostan przy ściśle określonym pierśnicowym polu przekroju, • Max. Pierśnicowe pole przekroju (Gm) = pierśnicowe pole przekroju (G) drzewostanu nietrzebionego, max. Dla danego siedliska, wieku i lokalizacji, • Optymalne pierśnicowe pole przekroju drzewostanu (Go)= g przy którym występuje maksymalny przyrost miąższości Zv, • Krytyczne pierśnicowe pole przekroju (Gk) = G przy którym Zv spada poniżej 95% maksymalnego Zv
X= G/Gmax. *100, Y= Zv/Zvmax. *100
• X - pierśnicowa powierzchnia przekroju G drzewostanu trzebionego do powierzchni przekroju drzewostanu nietrzebionego Gmax
• Y - przyrost miąższości danego drzewostanu Zv do przyrostu drzewostanu bez trzebieży Zv max
• W trakcie trzebieży należy utrzymywać drzewostan w optymalnym polu przekroju, • Im drzewostan starszy, tym większe pierśnicowe pole przekroju bliższe jest optymalnemu, • Reakcji przyrostowej na zabieg można się spodziewać tylko w młodym wieku, • Nie schodzić poniżej krytycznego pola przekroju