Ekologia
Zajmuje się strukturą i funkcjonowaniem przyrody (układów ekologicznych = ekosystemów). Przez strukturę układu ekologicznego rozumiemy zarówno skład gatunkowy, liczebność, biomasę i sposób rozmieszczenia organizmów, jak też warunki klimatyczne i glebowe (w tym ilość i rozmieszczenie niezbędnych do życia
substancji, takich jak woda, sole itp.). Przez funkcjonowanie układu ekologicznego rozumiemy m. in. intensywność produkcji materii organicznej oraz metabolizm różnych grup organizmów. Najogólniej sprowadza się ono do krążenia materii i
przepływu energii.
Środowisko
Jest to ogół czynników ożywionych (biotycznych) i nieożywionych (abiotycznych), mających bezpośrednie znaczenie dla życia i rozwoju organizmu danego gatunku
lub jego populacji. Czynniki środowiska wpływają wzajemnie na siebie, a współdziałając tworzą określony zespół warunków, w których bytuje organizm czy populacja.
Ekosystem
Układ ekologiczny, będący głównym obiektem badań ekologii.
Każdy ekosystem składa się z czynników ożywionych (biotycznych) i nieożywionych (abiotycznych), podobnie jak środowisko. Inaczej można powiedzieć, że ekosystem jest sumą siedliska i biocenozy, w pewnej określonej przestrzeni.
Ekosystem a Środowisko
W przypadku ekosystemu interesuje nas jak pewien fragment przyrody jest zbudowany (złożony) i jak funkcjonuje. Patrzymy na to niejako od zewnątrz.
Pojęcie to jest częściej stosowane w synekologii. W przypadku środowiska interesuje nas jak czynniki, które tworzą ten sam fragment przyrody, oddziałują na jakiś organizm (populację) - jakie warunki życia im stwarzają. Patrzymy na to niejako od wewnątrz. Pojęcie to jest częściej stosowane w autekologii.
Siedlisko
Można zdefiniować na trzy sposoby:
1 - jest to abiotyczna część środowiska (ekosystemu)
2 - jest to suma czynników klimatycznych i glebowych
3 - jest to wypadkowa położenia
Biocenoza
Jest naturalnym zespołem organizmów żywych danego środowiska (ekosystemu),
powiązanych ze sobą przez rozmaite czynniki ekologiczne i tworzących organiczną całość, która dzięki rozmnażaniu i samoregulacji utrzymuje się trwale w przyrodzie w stanie dynamicznej równowagi. Biocenoza składa się zazwyczaj z wielu populacji
różnych gatunków.
Krajobraz
Jest to zespół różnych ekosystemów. Strefę przejściową między różnymi ekosystemami nazywamy ekotonem.
Biom
Jest to zespół wszystkich ekosystemów tego samego typu na kuli ziemskiej.
Biosfera
Jest pojęciem nadrzędnym dla krajobrazu i biomu. Można powiedzieć, że wszystkie ekosystemy na kuli ziemskiej tworzą razem biosferę. Niekiedy pojęcie biosfery jest też używane jako nadrzędne względem środowiska, lub siedliska.
prawo Liebiga (1840)
Plon roślin jest ograniczany przez brak w glebie któregokolwiek potrzebnego do rozwoju pierwiastka
- pierwiastki te muszą występować przynajmniej w minimalnych dla danego organizmu ilościach
- o rozwoju organizmu decyduje najsłabsze ogniwo jego potrzeb
prawo Shelforda (1913)
Istnienie i pomyślne bytowanie organizmu w jakimś środowisku zależy od pełności całego kompleksu czynników
- niewystępowanie lub degeneracja organizmu mogą być wywołane zarówno niedostatkiem, jak i nadmiarem (pod względem ilości lub jakości) któregokolwiek czynnika środowiskowego
- czynniki zbliżające się do granic tolerancji organizmu nazywamy czynnikami ograniczającymi
Punkty kardynale:
minimum, optimum, maksimum
Przedział tolerancji:
zakres dowolnego czynnika, w którym organizm może egzystować (mogą przebiegać wszystkie procesy fizjologiczne)
Eurybionty - szerokie przedziały tolerancji
Stenobionty - wąskie przedziały tolerancji w przypadku wody - organizmy eury-stenohydryczne
temperatury - organizmy eury- stenotermiczne
pokarmu - organizmy eury- stenofagiczne
warunków życiowych - organizmy eury- stenotopowe
Organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji względem jednego czynnika, a wąski względem innego
Organizmy o szerokim zakresie tolerancji względem wielu
czynników mają najczęściej szeroki zasięg występowania
Granice tolerancji organizmów mogą podlegać zmienności sezonowej
W przypadku organizmów danego gatunku obserwujemy zmienność granic tolerancji w zależności od stadium rozwojowego (wieku) oraz geograficznego występowania populacji (rasy, ekotypy)
Zasada kompensowania się czynników środowiska
Przedział tolerancji względem jakiegoś czynnika jest tym szerszy im bliższe optimum jest natężenie pozostałych czynników
Przedział tolerancji względem jakiegoś czynnika jest tym węższy im dalsze od optimum jest natężenie pozostałych czynników
przykłady kompensacji
- światło i temperatura
- dwutlenek węgla i światło
- opady i gleba
- światło i gleba
(przy czym kompensować się mogą różne cechy zarówno światła (natężenie, widmo) jak i gleby (wilgotność, pH, zawartość pierwiastków)
CZYNNIKI OGRANICZAJĄCE rozwój i występowanie drzew
ŚWIATŁO
NADMIERNA INSOLACJA
PODWYŻSZONE NATĘŻENIE PROMIENIOWANIA UV
PRZEKROCZENIE PUNKTU KOMPENSACYJNEGO
CIEPŁO
SKRAJNE TEMPERATURY DODATNIE
SKRAJNE TEMPERATURY UJEMNE
PRZYMROZKI
WODA
SUSZA GLEBOWA
SUSZA FIZJOLOGICZNA
NADMIAR WODY
SZKODY OD ŚNIEGU
WIATR
SZKODLIWE IMISJE
POŻARY
ZAGROŻENIA ZE STRONY GRZYBÓW I ROŚLIN
GRZYBY
ROŚLINY
ZAGROŻENIA ZE STRONY ZWIERZĄT
OWADY
PTAKI
SSAKI
GRYZONIE
ZWIERZYNA
Mechanizmy homeostatyczne (samoregulacyjne) zapewniają zdolność powracania do stanu dynamicznej równowagi na wszystkich poziomach przyrody
Kluczowa zdolność organizmów i całej przyrody, zapewniająca istnienie gatunków, biocenoz, ekosystemów - całej biosfery
Przykłady samoregulacji u roślin
Ośrodkami zawiadującymi (modulującymi) w roślinach są stożki wzrostu - wierzchołkowe merystemy korzeni i pędów
Pod wpływem bodźców (wewnętrznych i zewnętrznych) operony komórek merystemowych uruchamiają produkcję hormonów (auksyny, gibereliny), które regulują procesy życiowe w roślinach
Hormony (transportowane wraz z wodą i sokami) zapewniają kontakt między tkankami i organami roślin (np. między korzeniami i aparatem asymilacyjnym)
życie to kontrolowany metabolizm ….
Kontrolowany przez co? GENY
Metabolizm komórki, tkanki, osobnika kontrolowany jest przez aktywność
genów.
Od nich więc zależy zdolność powrotu do stanu równowagi (zdolność przeżycia) na tych poziomach organizacji przyrody.
Z kolei mechanizmy samoregulacji na wyższych poziomach organizacji przyrody
bazują bezpośrednio na przeżywalności: osobników, populacji, gatunków, biocenoz
Mechanizmy samoregulacji na poziomie
ekosystemu
krajobrazu
biomu
biosfery
związane są z przeżywalnością organizmów, ale jednocześnie ze sprzężeniami zwrotnymi występującymi między organizmami i czynnikami środowiska nieożywionego
Procesy samoregulacyjne przebiegają najszybciej i najbardziej precyzyjnie na poziomie komórki i organizmu
Na wyższych poziomach przebiegają wolniej i mniej dokładnie
Im dalej od genów, tym mniejsza precyzja procesów samoregulacyjnych
Są one jednak wszechobecne w całej przyrodzie
życie istnieje dzięki procesom samoregulacji
Ekologiczna adaptacja samoregulacja na poziomie populacji, gatunku
• jest związana z procesami ewolucyjnymi - powstawaniem i wewnętrznym różnicowaniem gatunków (specjacja, podgatunki, rasy)
• jest przykładem samoregulacji na poziomie populacji (danego gatunku) i całego gatunku.
Samoregulacja na poziomie populacji polega na:
A
• coraz lepszym dostrajaniu jej struktury genetycznej w kolejnych pokoleniach poprzez:
- eliminację lub nie dopuszczanie do rozrodu osobników gorzej przystosowanych;
(śmiertelność w różnych fazach rozwoju: zarodki nasienne, siewki, starsze osobniki; sterylność, mała witalność itp.)
- dzięki temu w genetycznej puli pokolenia potomnego największy udział mają osobniki najlepiej przystosowane, a jednocześnie najbardziej plenne. (filogeneza)
B
• dostrajaniu ekspresji genów w wyselekcjonowanych osobnikach poprzez:
- programowanie rozwoju osobników w zarodkach nasiennych
(pod wpływem środowiska w którym powstają nasiona)
- reakcje fizjologiczne i morfologiczne w różnych fazach rozwoju osobnika
(adjustacje)
(ontogeneza)
(Właściwa adaptacja to A, ale B z nią współdziała)
• Tworzywem ekologicznej adaptacji jest zmienność osobnicza wynikająca z:
- mutacji genowych i chromosomowych,
- corssing over,
- rozszczepienia chromosomów i wymiany nici chromatynowych (w mejozie i mitozie)
- losowości kojarzenia gamet (możliwej dzięki rozmnażaniu generatywnemu i panmiksji).
Głównymi mechanizmami decydującymi o postępie ekologicznej adaptacji są:
naturalna selekcja i przepływ genów.
• Naturalna selekcja przyczynia się do środowiskowej specjalizacji populacji danego
gatunku (a więc jest motorem adaptacji)
• Przepływ genów (związany z krzyżowaniem się osobników) przyczynia się do wyrównywania pul genowych populacji tworzących dany gatunek (przeciwdziała zatem naturalnej selekcji w kierunku homogenizacji gatunku)
(jednocześnie zwiększa polimorfizm genetyczny osobników )
• Jeśli populacja wykazuje cechy przystosowania do specyficznych warunków lokalnego środowiska, oznacza to przewagę procesu naturalnej selekcji nad procesem przepływu genów
• Tak jest zazwyczaj, co obserwujemy w postaci ekoklinów i ekotypów
Ekoklin
zmienność jakiejś cechy u osobników danego gatunku - wzdłuż gradientu środowiskowego (rosnącej szerokości geograficznej, wysokości n.p.m., obniżającego się poziomu wód gruntowych, pH gleby …)
Ekoklin może być fenoklinem lub genoklinem
Fenoklin
- może być wynikiem działania gradientu środowiskowego na osobniki o tym samym
genotypie (np. rozmnożone wegetatywnie),
- ale najczęściej jest efektem współdziałania genoklinu i gradientu środowiskowego.
Istnienie genoklinu możemy wykazać eliminując wpływ gradientu środowiskowego
- w doświadczeniu, w którym nasiona zebrane wzdłuż gradientu środowiskowego wysiewamy w tych samych warunkach środowiskowych (szkółka, szklarnia, fitotron).
Zmienność cech wyhodowanego w ten sposób potomstwa różnych populacji, korespondująca z ich gradientem środowiskowym, jest dowodem ekologicznej adaptacji o charakterze klinalnym.
Ekotyp
można zdefiniować, jako fragment klina, różniący się od pozostałych jego fragmentów, na skutek przewagi selekcji nad przepływem genów. Jako oddzielne ekotypy można traktować zwłaszcza silnie różniące się, oddalone względem siebie fragmenty klina.
• Według klasycznej definicji (Langlet) o ekotypach może być mowa dopiero wtedy,
kiedy populacje są od siebie odizolowane i nie ma między nimi przypływu genów.
Tak odizolowane populacje mogą dać początek podgatunkom, a następnie nowym gatunkom (jeśli powstaną bariery uniemożliwiające krzyżowanie się osobników, z tych populacji, z osobnikami tworzącymi główny zasięg występowania gatunku).
Proweniencja
- oznacza pochodzenie nasion. Zazwyczaj wskazuje ona na drzewostan o utrwalonych genetycznie, korzystnych cechach gospodarczych
(przyrost grubości i wysokości, łatwość oczyszczania, dobra jakość drewna),
ale nie mówi nic o środowiskowym przystosowaniu, w przeciwieństwie do ekotypu.
• Ekokliny i ekotypy
(związane ściśle ze zmiennością geograficzną gatunku)
zostały ukształtowane podczas polodowcowej migracji gatunków
(z refugiów, w których przetrwały ostatnie zlodowacenie).
Migracja taka w przypadku większości gatunków drzew na naszym terenie trwała
od kilku do kilkanastu tysięcy lat.
Sztuczna migracja, wywołana przez człowieka (zwłaszcza w drugiej połowie XIX i na początku XX wieku), spowodowała bezładne przemieszczenie ekotypów, często do środowisk, do których nie były one przystosowane.
Sprowadzane z wielkich wyłuszczarni nasiona dały początek wielu drzewostanom (sosny, świerka, dębu, buka) o trudnej do ustalenia proweniencji.
Określa się je mianem drzewostanów obcego lub nieznanego pochodzenia.
Obcym pochodzeniem drzewostanów tłumaczy się w leśnictwie wiele klęsk, zwłaszcza powodowanych przez wiatr i śnieg.
• Nawet jeśli nie znamy dokładnego pochodzenia (proweniencji) drzewostanu,
możemy ustalić eksperymentalnie jego ekotyp - czyli środowiskowe przystosowanie,
wynikające z jego środowiskowego pochodzenia
Identyfikacja ekotypów drzew
- Określanie ekotypów na podstawie fenotypowych cech drzewostanów matecznych jest zawodne.
- Konserwatywne (mało wrażliwe na działanie aktualnego środowiska) jakościowe cechy szyszek i nasion pozwalają raczej odtworzyć historię naturalnej
migracji i są bardziej przydatne przy wyodrębnianiu podgatunków niż ekotypów.
- W identyfikacji ekotypów bazuje się przede wszystkim na badaniu adaptacyjnych (genotypowych) cech potomstwa.
• Dzięki procesom dynamicznym (sukcesyjnym i innym) ukształtowała się szata roślinna (w tym lasy) na całej kuli ziemskiej
• W różnych regionach historia powstawania szaty roślinnej wyglądała nieco inaczej, w zależności od zjawisk geologicznych, geoklimatycznych …
• W naszych szerokościach geograficznych decydujący wpływ na obecny krajobraz wywarły zlodowacenia
• Pewne wyobrażenie polodowcowej historii lasów dałaby nam dziś podróż od czoła
lodowca, na dalekiej północy, po tereny w Środkowej Europie, do których lądolód
dotarł podczas ostatnich zlodowaceń, a z których zaczął się wycofywać około 20 000 lat temu.
• Dokładniej tę historię można zbadać za pomocą metod palinologicznych
Zmiany klimatu a sukcesja
• Od okresu Preborealnego do Atlantyckiego - sukcesja pierwotna, zakończona klimaksem
• Od okresu Atlantyckiego do Subatlantyckiego - regresja allogeniczna (ochłodzenie klimatu)
• Obecne globalne ocieplenie - kolejna sukcesja allogeniczna … ?
• Osiągnięcie klimaksu nie oznacza wiecznej stabilności, bo w dłuższych okresach czasu klimat się zmienia,
„wyznaczając sukcesji nowy cel”
• Naturalne zasięgi występowania gatunków
• Potencjalne naturalne zasięgi …
• Wykorzystanie map palinologicznych
- renaturalizacja ekosystemów leśnych
- ułatwianie procesów sukcesyjnych
(zgodnie z przewidywanymi zmianami klimatu)
Sprawny ekosystem
• niezakłócony, płynny obieg materii i przepływ energii
(bez przestojów, zatorów, jałowej kumulacji)
- cała wyprodukowana materia organiczna ulega szybkiemu rozkładowi (mineralizacji)
- wszystkie pierwiastki są dostępne i pobierane przez rośliny
- synteza materii organicznej przebiega intensywnie
- biomasa biocenozy jest zbliżona do maksymalnej (dla lokalnych warunków siedliskowych)
Stabilny ekosystem
• działają mechanizmy samoregulacji …
(między innymi dzięki sprzężeniu zwrotnemu między produkcją i rozkładem materii organicznej)
Przykład:
- rośnie biomasa drzew i zagęszczenie koron
- za mało opadów i promieniowania wnika do dna lasu
- słabną procesy próchnicowania i mineralizacji
(gromadzi się nadmiar próchnicy nadkładowej)
- pogarszają się warunki odżywiania
- mniejsze: produkcja, biomasa, zagęszczenie koron
- wnika więcej opadów i promieniowania
- poprawiają się warunki: próchnicowania, mineralizacji,
… odżywiania
- rośnie produkcja biomasy i zagęszczenie koron
… i cykl dostrajania się powtarza
dostrajanie - sprzężenie zwrotne - samoregulacja
Kształtowanie specyficznego środowiska przez najważniejsze gatunki drzew
leśnych
KONCEPCJA BADAŃ
• Drzewostany mają zdolność wytwarzania w swoim wnętrzu specyficznego klimatu, który w pierwszym rzędzie zależy od tworzących je gatunków drzew.
• Swoisty mikroklimat oraz charakterystyczna dla danego gatunku ścioła wpływają z kolei na tempo i kierunek procesów humifikacji, a w rezultacie na cały kompleks fizycznych i chemicznych warunków glebowych.
• Konsekwencją modyfikacji mikroklimatu i gleby jest występowanie pod poszczególnymi gatunkami drzew swoistej flory i fauny.
• Wiemy zatem ogólnie, że skład gatunkowy drzewostanu może inicjować powstawanie charakterystycznych, związanych z nim ekosystemów. Nie wiemy jednak w jakim tempie i w jakich kierunkach przebiegają wspomniane wyżej procesy w przypadku poszczególnych gatunków drzew.
• Dla właściwego scharakteryzowania ekosystemów powstających pod wpływem poszczególnych gatunków drzew potrzebne są więc wnikliwe i kompleksowe badania ekologiczne, obejmujące między innymi: mikroklimat, warunki glebowe, opad ścioły, roślinność runa, aktywność grzybów mikoryzowych oraz innych organizmów, zarówno w glebie, jak i na jej powierzchni.
• Powinny one najpierw wykazać stopień zróżnicowania tych czynników pod wpływem poszczególnych gatunków drzew.
• Następnie należałoby przeanalizować zależności występujące między poszczególnymi elementami specyficznych ekosystemów, kształtujących się pod
okapem różnych gatunków.
OPIS OBIEKTU BADAŃ
• Obiektem badań były dwie powierzchnie założone przez prof. dr hab. Stanisława Szymańskiego w pododdziałach 25a i 25b Leśnictwa Doświadczalnego Wielisławice (Leśny Zakład Doświadczalny Siemianice) w celu porównania wzrostu różnych gatunków drzew w młodości (Szymański 1982, 1996).
• Pierwszą powierzchnię na siedlisku boru mieszanego świeżego (BMśw) obsadzono w roku 1970 jednorocznymi sadzonkami, a drugą na siedlisku lasu mieszanego świeżego (LMśw) - w 1972 roku, dwuletnimi sadzonkami.
• Glebę przygotowano pełną orką. Wszystkie gatunki posadzono w jednakowej więźbie: 1,0 x 1,0 m, na poletkach o powierzchni 400 m2 (20 x 20 m). Każdy gatunek posadzono na danej powierzchni w trzech powtórzeniach.
Na obu powierzchniach (o łącznej powierzchni 1,2 ha każda) wysadzono po dziewięć gatunków.
Na siedlisku BMśw były to:
sosna zwyczajna (Pinus sylvestris L.),
świerk pospolity (Picea abies [L.]Karst.),
modrzew europejski (Larix decidua Mill.),
brzoza brodawkowata (Betula pendula Roth.),
dąb szypułkowy (Quercus robur L.),
grab pospolity (Carpinus betulus L.),
sosna czarna (Pinus nigra Arn.),
jedlica zielona (Pseudotsuga menziesii Franco)
dąb czerwony (Quercus rubra L.).
Na siedlisku LMśw były to natomiast:
świerk pospolity (Picea abies [L.]Karst.),
jodła pospolita (Abies alba Mill.),
modrzew europejski (Larix decidua Mill),
buk zwyczajny (Fagus sylvatica L.),
dąb szypułkowy (Quercus robur L.),
klon jawor (Acer pseudoplatanus L.),
klon zwyczajny (Acer platanoides L.),
lipa drobnolistna (Tilia cordata Mill.)
jedlica zielona (Pseudotsuga menziesii Franco).
NATĘŻENIE ŚWIATŁA
• Pomiary natężenia promieniowania świetlnego fotosyntetycznie czynnego wykonano w jednostkach: mol/m2/s, za pomocą światłomierzy: Quantum Meter BQM.
• W roku 1999 pomiary wykonano w terminach: 22 kwietnia, 23 lipca i 22 października, natomiast w 2000 roku: 16 lutego, 26 kwietnia, 26 maja, 28 lipca, 28 września i 27 października.
• Pomiary wykonywano w dwóch nawrotach. Pierwszy (przed południem) - w kierunku SE, drugi (po południu) - w kierunku SW. Podczas wykonywania pomiarów światłomierze trzymano więc w kierunku słońca, unikając w ten sposób ewentualnego ich ocienienia przez osobę wykonującą pomiar. Pomiary wykonywano na wysokości 1 m nad gruntem.
• Podczas każdego nawrotu wykonywano w środkowej części kolejnych poletek po pięć pomiarów - w odstępach co 2 m. Zapisywano jednocześnie czas rozpoczęcia i zakończenia pomiarów na poletku. Przez cały czas trwania pomiarów pod okapem wykonywano co minutę pomiar kontrolny na powierzchni otwartej (sąsiednia uprawa). Pomiary były wykonywane za pomocą identycznych przyrządów
Podsumowanie wyników
1. Między powtórzeniami (poletkami) tego samego gatunku istnieje pewne zróżnicowanie względnego natężenia światła, które wynika między innymi z małych wymiarów poletek i wpływu zarówno drzewostanów na sąsiednich poletkach doświadczenia, jak i sąsiadujących z doświadczeniem starszych drzewostanów i upraw.
2. W drzewostanach iglastych obserwuje się wyraźną zmienność sezonową warunków świetlnych w ciągu roku. Względne natężenie promieniowania jest tu w miesiącach letnich znacznie niższe niż okresie od jesieni do wiosny (u niektórych
gatunków nawet kilkakrotnie). Wiąże się to przede wszystkim z rocznym cyklem rozwoju młodych igieł i podwójną kulminacją (wiosna i jesień) ich opadu.
3. Zmienność sezonowa warunków świetlnych w drzewostanach liściastych i pod okapem modrzewia jest oczywista. Warto jednak zwrócić uwagę, że wyniki pomiarów światła korelują wyraźnie z dynamiką rozwoju i opadania liści, a więc długością rzeczywistego okresu wegetacyjnego w danym roku.
4. W pełni sezonu wegetacyjnego (lipiec) u wielu gatunków na siedlisku LMśw względne natężenie fotosyntetycznie czynnego promieniowania świetlnego nie przekracza 1% (jodła, świerk, buk, daglezja). Na siedlisku BMśw sytuacja taka występuje tylko pod okapem świerka. Natomiast największe wartości tego
promieniowania w lipcu zmierzono na siedlisku BMśw pod okapem brzozy i modrzewia oraz dębu szypułkowego i obu gatunków sosen, przy czym pod sosną czarną - niższe niż pod sosną zwyczajną.
5. Świerk wykazuje podobny stopień ocienienia na obu
siedliskach, natomiast modrzew i daglezja przepuszczają pod swój okap dwa razy więcej światła na BMśw niż na LMśw.
6. Dąb szypułkowy w 1999 roku powodował na siedlisku Lmśw znacznie większe ocienienie niż na siedlisku BMśw. W roku 2000 było natomiast odwrotnie. Na LMśw dąb szypułkowy był w tym roku gatunkiem najbardziej świetlistym - nawet bardziej niż modrzew. Było też pod nim pięciokrotnie więcej światła niż pod dębem czerwonym.
TEMPERATURA GLEBY
Celem badań było przedstawienie przebiegu temperatury i jej amplitud na głębokości 10 cm w glebie
Pomiary wykonano za pomocą datalogerów (czujników połączonych z mikroprocesorem) typu HOBO 8K - ONSET. Datalogery (po zamknięciu w szczelnych plastikowych pojemnikach) umieszczane były poziomo w dołku wykopanym pośrodku poletka w ten sposób, że środek pojemnika znajdował się dokładnie na głębokości 10 cm. Następnie pojemnik przykrywano dokładnie glebą i ściołą, odtwarzają ich naturalny układ.
Datalogery zostały zaprogramowane na wykonywanie pomiaru co godzinę i zainicjowane za pomocą specjalnego programu komputerowego: Box Car Pro 3.5
Starter kit ONS.
Wyniki przebiegu temperatury przedstawione w tabelach i na wykresach są bardzo
dokładnym uśrednieniem temperatur obliczonych w oparciu o pomiary zarejestrowane co godzinę.
W oparciu o pomiary temperatury obliczono amplitudy średnich dobowych temperatur i przedstawiono ich przebieg dla kolejnych miesięcy 1999 i 2000 roku.
Podsumowanie wyników
1. Największe różnice temperatury gleby pod badanymi gatunkami występują na początku lata (kiedy temperatury na powierzchni otwartej są znacznie wyższe
niż w lesie) i wynoszą około 2C na siedlisku LMśw oraz około 3C na siedlisku BMśw. Na LMśw najniższe temperatury zmierzono pod okapem świerka, a
najwyższe - dębu szypułkowego. Na siedlisku BMśw - najniższe pod okapem świerka, a najwyższe - brzozy.
2. Jesienią i zimą temperatury pod okapem drzew są nieco wyższe niż na powierzchni otwartej, a maksymalne różnice między poszczególnymi gatunkami drzew wynoszą około 1C na obu siedliskach.
3. Średnie amplitudy temperatury gleby pod okapem drzew są w okresie wegetacyjnym około 2 - 3 razy mniejsze w porównaniu z powierzchnią otwartą, przy
czym na wiosnę są one nieco większe niż latem.
4. W kolejnych latach ranking poszczególnych gatunków drzew przedstawia się nieco inaczej, niemniej można przyjąć, że na siedlisku LMśw najmniejsze amplitudy
występują pod okapem: jodły, świerka i daglezji, a największe: dębu szypułkowego, buka i obu klonów. Na siedlisku BMśw natomiast najmniejszymi amplitudami
odznaczają się świerk i daglezja, a największymi - modrzew i brzoza.
OPAD ŚCIOŁY
• Celem badań było określenie sezonowej dynamiki opadania liści oraz produktywności pierwotnej netto liści dla badanych gatunków.
• Do badań użyto drewnianych chwytników, rozmieszczonych na wszystkich poletkach według tego samego schematu w ilości 8 sztuk.
• Chwytniki, zbudowane z desek o szerokości 12 cm miały kształt kwadratu o boku 62 cm, a zatem powierzchnia pojedynczego chwytnika wynosiła 0,385 m2.
• W drzewostanach liściastych leżały one bezpośrednio na mineralnej glebie, natomiast w drzewostanach iglastych zaopatrzone były od dołu w drobną siatkę plastikową, ułatwiającą wybieranie igliwia.
• Zawartość pułapek wybierano raz w miesiącu do papierowych kopert oznaczonych datą, numerem poletka (1 - 54) i chwytnika (1 - 8). Zebrane liście suszono w suszarce w temperaturze 65°C przez około 4 doby. Następnie materiał przewożony był do Poznania.
• Prace laboratoryjne polegały na rozdzieleniu zawartości kopert na frakcje i ich zważeniu. Rozróżniano następujące frakcje: liście drzew gatunku głównego, liście drzew gatunków obcych, domieszki (gałązki, kora, nasiona, łuski pączków, itp.).
• Ważenie wykonano za pomocą wagi laboratoryjnej SARTORIUS PT 120 z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Masę liści zebranych z chwytników na danym poletku przeliczano następnie na jeden hektar.
Podsumowanie wyników
1. U gatunków liściastych i modrzewia kuluminacja opadu ścioły przypada na jesień, ale pewna ilość ścioły opada również w okresie od wiosny do jesieni, przy czym badane gatunki można połączyć w dwie grupy. Do pierwszej, odznaczającej się wcześniejszym rozpoczęciem opadu letniego i kuluminacją opadu rocznego w
październiku należą: brzoza, grab, klon, jawor i lipa. Do drugiej natomiast, odznaczającej się nieco późniejszym opadem letnim i i kuluminacją opadu rocznego w listopadzie należą: buk, oba gatunki dębu i modrzew.
2. Opadanie igliwia u gatunków zimozielonych - jodły, świerka, daglezji, sosny pospolitej i sosny czarnej ma odmienny charakter. Można zauważyć, ze opad igliwia trwa tu przez cały rok i posiada dwa maksima - jesienne i wiosenne, przy czym u poszczególnych gatunków przebiega on nieco inaczej.
Na przykład świerk na siedlisku boru mieszanego świeżego ma wiosenne maksimum w marcu, bardzo niewielki opad w miesiącach letnich, a jesienną kuluminację w październiku. Na lesie mieszanym świeżym dynamika opadania jest u tego gatunku mniej zróżnicowana i więcej opadu przypada w miesiącach od czerwca do września. U daglezji na borze mieszanym świeżym wiosenne maksimum przypada na maj, a jesienne na październik. Na lesie mieszanym świeżym jesienne maksimum u tego gatunku jest znacznie mniejsze niż wiosenne.
3. Masa liści opadłych w ciągu całego roku u gatunków liściastych zamyka się w przedziale od 1,6 T/ha (grab) do 5,2 T/ha (dąb czerwony). U gatunków iglastych wielkość ta wynosi od 0,3 T/ha (jodła) do 3,2 T/ha (sosna). W przypadku gatunków rosnących na obu siedliskach, czyli świerka, daglezji, modrzewia i dębu , wielkość
opadu na siedlisku lasu mieszanego świeżego była około dwukrotnie większa niż na siedlisku boru mieszanego świeżego.
ANALIZY CHEMICZNE GLEBY
• Celem badań było stwierdzenie, czy po 30 latach od posadzenia 9 różnych gatunków drzew na siedlisku LMśw i 9 różnych gatunków drzew na siedlisku BMśw
można zaobserwować różnicowanie się cech gleby pod okapem tych gatunków.
• Dodatkowym aspektem badań było stwierdzenie czy te same gatunki drzew inaczej oddziałują na glebę w zależności od siedliska, na którym zostały posadzone.
• W ramach terenowych prac gleboznawczych na wszystkich poletkach wykonano po cztery odkrywki glebowe o wymiarach 20x20x50 cm. Z każdej ściany wykonanej jamki z poziomów: ektopróchnicznego, 0-20 cm i 20-40 cm pobrano te same ilości
materiału, który następnie dokładnie wymieszano dla uzyskania średnich prób z każdego poletka. Przy pobieraniu próby z poziomu ektopróchnicznego odgarniano luźne podpoziomy 0l i 0f pobierając przylegający ściśle do gleby mineralnej, całkowicie zhumufikowany podpoziom 0h.
• W ramach analiz laboratoryjnych oznaczono: procentowy udział próchnicy, zawartość węgla organicznego, azotu ogólnego i stosunek węgla do azotu oraz zawartość azotu w formie amonowej i azotanowej, fosforu, potasu, wapnia, magnezu, siarki, sodu, chloru, żelaza, manganu, cynku, miedzi, boru. Oznaczono również odczyn gleby i jej przewodność hydrolityczną.
Podsumowanie wyników
1. Przez okres 30 lat badane gatunki drzew w zauważalny sposób wpłynęły na analizowane cechy gleby, zarówno na siedlisku lasu mieszanego świeżego, jak i boru mieszanego świeżego.
2. Wśród badanych gatunków na uwagę zasługują: dąb szypułkowy, klon jawor i klon pospolity, które wpłynęły na wiele analizowanych cech gleby korzystniej niż pozostałe gatunki drzew.
3. Nie stwierdzono aby świerk pospolity wpłynął na właściwości gleby mniej korzystnie niż większość pozostałych gatunków drzew, zarówno na siedlisku lasu
mieszanego świeżego, jak i boru mieszanego świeżego.
4. Wpływ obcych gatunków (daglezja zielona, sosna czarna i dąb czerwony) na badane właściwości gleby należy ocenić jako mniej korzystny w porównaniu z rodzimymi gatunkami drzew.
5. W poziomie próchnicznym stwierdzono wielokrotnie większą zawartość pierwiastków niż w obu poziomach mineralnych. Poziom ten też najwyraźniej różnicuje badane gatunki drzew.
6. Znacznie wyższa zawartość mikro- i makroelementów w próbkach z poletek na siedlisku lasu mieszanego świeżego niż w próbkach z poletek na siedlisku boru mieszanego świeżego potwierdza siedliskowe zróżnicowanie obu badanych powierzchni, pomimo ich bardzo bliskiego sąsiedztwa.
ZALECENIA DLA PRAKTYKI
1. Ze względu na pożądany wpływ na glebę i bioróżnorodność takich gatunków drzew jak: dąb szypułkowy oraz klon jawor i klon zwyczajny - zaleca się częstsze ich stosowanie, zwłaszcza jako domieszek biocenotycznych.
2. Ponieważ dotychczasowe badania nie wykazały aby świerk pospolity na LMśw i BMśw powodował degradację gleby i kształtował mniej korzystne warunki środowiskowe niż większość rodzimych gatunków drzew, dlatego wydaje się, że można ten gatunek bez obaw wprowadzać na tych siedliskach, zarówno jako gatunek domieszkowy i biocenotyczny, jak i główny gatunek produkcyjny (w zmieszaniu z innymi gatunkami drzew).
3. Ze względu na mniej korzystny (w porównaniu z gatunkami rodzimymi)
wpływ: dębu czerwonego, daglezji zielonej i sosny czarnej na procesy próchnicowania i chemiczne właściwości gleby oraz bioróżnorodność - nie zaleca się stosowania tych gatunków w gospodarstwie leśnym.
Sukcesja ekologiczna na lądzie kończy się zazwyczaj klimaksem w postaci
formacji leśnej
Lasy są najpotężniejszymi fitocenozami lądowymi
• Zajmują:
- 8 % powierzchni całego globu
- 30 % powierzchni lądów
• Odgrywają istotną rolę w krajobrazie
Las jako bufor środowiskowy
• Dzięki swojej dużej biomasie, a także dużej zawartości wody w glebie, ekosystemy leśne działają jako bufor (regulator) w szeroko pojętym środowisku (wewnętrzne, krajobraz, biosfera).
• W ten sposób wspomagają inne ekosystemy:
wodne,
stepowe,
…. antropogeniczne
(rolnicze, wiejskie, miejskie, przemysłowe).
Fitoklimat leśny (w porównaniu z przestrzenią otwartą)
• ŚWIATŁO
- mniejsze natężenie (do 100 x; Bk - 5%, So - 20%)
- przewaga rozproszonego; światło obrazkowe
- zubożone widmo ( mniej promieniowania fotosyntetycznie czynnego)
• TEMPERATURA
- średnia roczna nieznacznie niższa (~ 1 °C)
- średnia okresu wegetacyjnego niższa (~ 1,5 °C)
- średnia okresu spoczynku wyższa (~ 0,5 °C)
- amplitudy roczne mniejsze o kilka stopni
- amplitudy dobowe mniejsze o kilkanaście stopni
- pod okapem nie ma przymrozków radiacyjnych
• WODA
- większa wilgotność powietrza (średnio ~ 5%; do 25%)
- znacznie mniejsza ewaporacja (~ 50%)
- dociera ~ 75% opadów (intercepcja ~ 25%)
- znacznie większy udział opadów poziomych ( do ~ 50%)
• WIATR
- wnika na ~ 50 m do zwartego drzewostanu z okrajkiem
- wnika na ~ 250 m do rozrzedzonego drzewostanu bez okrajka
- pionowe ruchy powietrza związane ze stosunkami termicznymi
Gleby leśne (w porównaniu z glebami nieleśnymi)
• Charakterystyczne typy gleb: bielicowe, rdzawe; płowe, brunatne
• Charakterystyczne typy próchnic: mull, moder, mor
• Duża ilość materii organicznej
• Latem nieco zimniejsze, ale zimą płycej zamarzają
• Stosunkowo kwaśne (pH przeważnie od 4 do 7)
• Duża aktywność edafonu
• Większa aktywność grzybów niż bakterii
• Silnie przerośnięta korzeniami; dużo kanałów korzeniowych
• Duża porowatość
• Specyficzne stosunki wodne: wierzchnia warstwa, rizosfera, poziom wód gruntowych (funkcje regulacyjne)
• Właściwości retencyjne
Środowiskotwórcza rola lasu
• Środowisko wewnętrzne lasu (fitoklimat i gleba)
• Retencja
- regulacja stosunków wodnych
- ograniczanie erozji
• Klimat lokalny
- wilgotność powietrza
- opady
- temperatura
- promieniowanie
- wiatr
• Inne funkcje ochronne
- lawiny
- hałas
- oczyszczanie wód
- oczyszczanie gleby
- fitoremediacja
- oczyszczanie powietrza
• Produkcja tlenu i absorpcja
dwutlenku węgla
• Bioróżnorodność
Erozja
Warstwa gleby piaszczystej (~piasek słabo gliniasty) o miąższości 18 cm, przy nachylenie stoku 10º, uległaby zmyciu w następujących okresach (lata):
- przy nagiej glebie 18
- pod uprawą rolną 110
- pod pokrywą trawiastą 82 000
- pod lasem liściastym 575 000
• Orientacyjnie można przyjąć, że występuje u nas ponad 50 000 gatunków:
- bezkręgowców 31 000
- kręgowców 600
ryb 116
płazów 18
gadów 9
ptaków 365
ssaków 98
- grzyby 10 000
- rośliny niższe (glony) 4 000
- rośliny wyższe (organowce) 5 000
- w tym rośliny nasienne 2 300 (780 rodzajów i 120 rodzin)
• Udział drzew i krzewów w zestawie gatunkowym roślin nasiennych jest
stosunkowo mały:
- drzew: około 45 gatunków (2 %)
- krzewów: około 160 gatunków (7 %)
Ile gatunków bytuje w polskich lasach ?
• Około 32 000 gatunków, a więc 65 %
(Podczas gdy lasy pokrywają tylko 30 % kraju)
• Większość z tych gatunków może żyć wyłącznie w środowisku leśnym
Lasy występują wszędzie tam, gdzie:
- odpowiedni klimat
- odpowiednia gleba
- zanieczyszczenie środowiska na to pozwala (nie przekracza krytycznego progu)
- człowiek ich nie usuwa bezpośrednio
(wylesienia, karczunek, wypalanie - na cele rolnicze, przemysłowe, urbanizacyjne, komunikacyjne …)
(ekosystemy, biomy, formacje leśne)
Niektóre współczynniki klimatyczne określające występowanie formacji leśnej
• Tetraterma Mayra:
las może występować tam, gdzie średnia temperatura czterech miesięcy okresu wegetacyjnego (V-VIII) przekracza 10°C
• Kryterium Rubnera:
las może występować tam, gdzie długość okresu wegetacyjnego (temperatury > 10°C) przekracza 60 dni
• Współczynnik hydrotermiczny Langa:
L = roczna suma opadów / średnia roczna temp. (> 40 = las)
• Współczynnik hydrotermiczny Sielianinowa:
K = 10 x suma opadów / suma średnich temp. dobowych (dla roku lub okresu wegetacyjnego) - dla lasu wynosi od 1 do 3; (dla półpustyni wynosi on około 0,5 a dla tundry około 4)
Klimat (w dowolnym miejscu naszego globu) zależy między innymi od:
- nachylenia osi Ziemi do ekliptyki i jej ruchu wokół Słońca
- szerokości geograficznej
- prądów morskich
- panujących wiatrów
- odległości od wybrzeża
- usytuowania względem łańcuchów górskich
- wysokości nad poziomem morza
- topografii i innych czynników
Dlatego:
- strefy klimatyczne nie są równomierne
- strefowość gleb nie jest równomierna
• Nierównomierna strefowość formacji roślinnych koresponduje z nierównomierną
strefowością klimatu i gleby
Dodatkowo na ukształtowanie biomów wpływają:
• wielkość i kształt kontynentów
• historia kontynentów:
- bliskie sąsiedztwo innych kontynentów w przeszłości
- historia flory i fauny
(inny przebieg ewolucji, inne gatunki i ich liczebność, inne kompozycje biocenotyczne)
Warunki środowiskowe na Ziemi są ogromnie zróżnicowane - nawet jeśli są podobne, to nigdy w dwu różnych miejscach nie są identyczne
Omawiając poszczególne biomy należy zwrócić uwagę na:
• uwarunkowania abiotyczne (położenie, klimat, gleba …)
• charakterystyczne gatunki
- roślin drzewiastych i zielnych
- zwierząt i innych organizmów
(i ich kompozycje biocenotyczne)
• przystosowania środowiskowe
- formy życiowe i ich udział
- przystosowania liści, łodyg, korzeni …
- przystosowania zwierząt i innych organizmów
• wskaźniki ekologiczne
- produkcja pierwotna i biomasa
- tempo rozkładu materii organicznej
- stabilność (podatność na zaburzenia)
- dynamika procesów sukcesyjnych
Pojęcie
• Drzewostan - zespół drzew, tworzących główny składnik szaty roślinnej, które rosnąc w bliskim sąsiedztwie wzajemnie oddziałują na siebie i wraz z innymi
komponentami lasu kształtują w specyficzny sposób warunki środowiska leśnego, a przy tym same w swym indywidualnym i zespołowym życiu pozostają pod wielostronnym wpływem tego środowiska
• Drzewostanami nazywamy części lasu, różniące się od swego otoczenia: sposobem powstania, wiekiem, składem gatunkowym, zwarciem, zagęszczeniem, jakością techniczną drzew, siedliskiem, obecnością nalotów lub podrostów itp., a które dzięki zajmowaniu większej powierzchni pozwalają na odrębny sposób ich
zagospodarowania
CECHY
1. Pochodzenie
2. Wiek
3. Wysokość i grubość
4. Wielkość i kształt
5. Skład gatunkowy
6. Budowa pionowa
7. Zagęszczenie
8. Zwarcie
9. Jakość
10. Struktura
1. Pochodzenie
• W sensie genetycznym:
- proweniencja, ekotyp
• W sensie hodowlanym (sposób powstania):
A: generatywne lub wegetatywne
B: naturalne lub sztuczne
A
• Generatywne:
Drzewostany powstałe z nasion:
- bezpośrednio: samosiew, siew
- pośrednio: siewki, sadzonki (ziarnówki)
Drzewostany takie tworzą „gospodarstwo wysokopienne”
• Wegetatywne:
Drzewostany powstałe z odrośli, odkładów lub zrzezów:
- odrośla (z pnia lub korzeni) tworzą np.: Wb, Os, Ol, Lp, Gb, Db,
- odkłady tworzą np.: Św, Wb, płożące krzewy
- ze zrzezów można odnawiać np.: Tp, Wb
Drzewostany takie tworzą „gospodarstwo niskopienne”
B
• Naturalne:
Drzewostany zarówno
- generatywnego (samosiew, zoochoria), jak i
- wegetatywnego (odrośla, odkłady) pochodzenia.
• Sztuczne:
Drzewostany zarówno
- generatywnego (siew, sadzenie), jak i
- wegetatywnego (zrzezy) pochodzenia.
Jak rozpoznać pochodzenie drzewostanu ?
(gdy nie dysponujemy dokumentacją drzewostanową)
• Przygotowanie gleby
- ślady przygotowania wskazują na sztuczne pochodzenie
• Rozmieszczenie drzew
- regularne, schematyczne - wskazuje na pochodzenie sztuczne
- losowe lub grupowe - wskazuje na pochodzenie naturalne
• Liczba pni
- pojedyncze pnie wskazują na ziarnówki
- wielokrotne pnie z tego samego korzenia - na odrośla
• Wiek drzew
- wyrównany wiek sugeruje pochodzenie sztuczne
- różnica wieku powyżej 10-20 lat - naturalne
2. Wiek
• W zasadzie nie spotyka się drzewostanów absolutnie równowiekowych (różne lata nasienne, przedrosty, poprawki)
• Najczęściej spotyka się drzewostany względnie równowiekowe lub różnowiekowe
• Za równowiekowe uznaje się drzewostany, w których różnica wieku między drzewami nie przekracza jednej klasy (lub podklasy) wieku
• Do 40 roku życia jest to więc różnica 10, a powyżej 40 roku życia - 20 lat
• Gdy różnica ta jest większa - drzewostany różnowiekowe
Z wiekiem drzewostany przechodzą przez następujące etapy wzrostu i rozwoju, zwane „fazami rozwojowymi”:
1 - uprawa (nalot)
2 - młodnik (podrost)
3 - tyczkowina
4 - drągowina
5 - drzewostan dojrzewający
6 - drzewostan dojrzały
7 - starodrzew
• Fazy te można określić za pomocą kryteriów ekologicznych i rozwojowych oraz niektórych kryteriów przyrostowych, które są wspólne dla wszystkich gatunków drzew.
• Wiek wchodzenia w poszczególne fazy, jak też osiągane pierśnice i inne parametry techniczne, są natomiast zależne od gatunku, jak również od warunków wzrostu.
3. Wysokość i grubość
• Zróżnicowanie wysokości i grubości drzew w drzewostanach podlega nieco innym prawidłowościom, co uwidacznia się między innymi w odmiennej strukturze tych cech (innej asymetrii i skośności krzywej).
• Od wysokości drzewostanu zależy m. in. wewnętrzna przestrzeń, w której może się kształtować fitoklimat leśny. Ma ona też znaczenie dla pionowej budowy drzewostanu (i lasu).
• Grubość drzew w drzewostanie jest związana głównie z cechami zwarcia i zagęszczenia. Wysokość - bardziej z mezoklimatem.
• Na ogół w drzewostanie mierzy się grubość wszystkich drzew powyżej 7 cm pierśnicy (d 1,3 m) i przedstawia ich frekwencję w klasach grubości
• Sposób określania wysokości drzew w drzewostanie zależy m. in. od jego wieku.
W młodszych drzewostanach określa się wysokość „górną”, a w starszych - „średnią”.
W tym celu:
- w młodnikach mierzy się tylko wysokości drzew I klasy Krafta,
- w drągowinach mierzy się wysokości 20 % najgrubszych drzew,
- w starszych drzewostanach mierzy się 10 % drzew
we wszystkich klasach grubości, co pozwala na wykreślenie krzywej wysokości
4. Wielkość i kształt
• Wielkość i kształt wydzieleń (drzewostanów) zależy m. in. od siedliska, topografii, czy infrastruktury
• Wielkość drzewostanu samodzielnego w sensie ekologicznym (w którym może powstać fitoklimat leśny) jest względna - zależy od stopnia zamknięcia jego brzegów. Nawet przy zamkniętych brzegach musiałby taki drzewostan mieć od 0,5 do 1 ha
• Drzewostany wydzielane w trakcie urządzania lasu mają przynajmniej 0,5 ha
• Według Bauera drzewostany powyżej 1 ha zalicza się do dużych, a od 0,5 do 1 ha- do małych.
• Poniżej 0,5 ha mówi się o kępach lub grupach:
- grupa mała: 1 - 3 arów
- grupa duża: 4 - 10 arów
- kępa: 11 - 50 arów (wg Scamoniego)
• Kształty drzewostanów (wydzieleń) mogą być nieregularne, koliste, kwadratowe lub wydłużone.
W tym ostatnim przypadku mówi się często o smugach (około 1H,
czyli 20-30 m) lub pasach (2H, czyli 40-60 m).
5. Skład gatunkowy
• Ze względu na tę cechę drzewostany można określać
jako lite lub mieszane
• Lite - bezwzględnie (brak domieszki) lub względnie
(< 10% domieszki) jednogatunkowe.
(Domieszki < 10% określa się jako sporadyczne)
• Mieszane - mogą zawierać różne gatunki liściaste, różne gatunki iglaste, lub różne gatunki liściaste i iglaste jednocześnie.
Udział poszczególnych gatunków musi wynosić przynajmniej 10 % aby zostały uwzględnione w składzie
• Skład gatunkowy określa się np.:
6So 4Db (drzewostan dębowo-sosnowy),
5Bk 3Jd 2Św (drzewostan świerkowo-jodłowo-bukowy)
• Drzewostan o zmieszaniu równomiernym: 5So 5Db, można nazwać sosnowo-dębowym lub dębowo-sosnowym.
• Gatunek dominujący nazywamy głównym lub podstawowym, a pozostałe - domieszkowymi.
• W naturze występują zwykle drzewostany mieszane, ale na skrajnych siedliskach mogą powstawać w sposób naturalny również drzewostany lite
- olszyny na terenach podmokłych, sośniny na sandrach, świerczyny w reglu górnym.
Wyróżnia się następujące formy zmieszania:
• A - według ugrupowania (rozmieszczenia i kształtu):
jednostkowe, grupowe, kępowe, rzędowe, smugowe i pasowe.
• B - według czasu trwania:
- trwałe (produkcyjne, pielęgnacyjne, biocenotyczne)
- przejściowe (przedplon, podgon).
Przedplonu (osłony przed nadmierną insolacją i przymrozkami) wymagają gatunki klimaksowe (Jd, Bk), a tworzą go gatunki pionierskie (Brzb, So, Os, Md, Olsz, Olz, Jb). Podgonu (pobudzenia do szybszego wzrostu na wysokość) potrzebują m. in. Db, Bk i Jd, a mogą go tworzyć: So, Brz, Olcz oraz wszystkie inne gatunki rosnące szybciej niż gatunek główny.
• C - według wzajemnego położenia koron:
- poziome (korony obok siebie),
- pionowe (w drzewostanach dwu- i wielopiętrowych)
(np. drugie piętro Db, Bk lub Gb pod So albo Bk lub Gb pod Db,
- schodkowe (korony leżą względem siebie ukośnie, schodkowo)
• D - według składu docelowego:
- początkowe (wprowadzone na uprawie, lecz eliminowane przed użytkowaniem rębnym),
- końcowe (wprowadzane w różnym czasie, ale dożywające użytkowania rębnego)
Zalety drzewostanów mieszanych
• Aby zalety drzewostanów mieszanych ujawniły się w jak najwyższym stopniu - pożądane jest mieszanie:
- gatunków iglastych z liściastymi,
- światłożądnych z cienioznośnymi,
- płytko korzeniących się z korzeniącymi się głęboko
• Dzięki temu:
- wykorzystywana jest optymalnie przestrzeń i zasoby (światło, powietrze, woda, gleba),
- optymalnie przebiega rozkład ścioły i pielęgnacja gleby,
- optymalnie kształtuje się stabilność i produkcyjność drzewostanów
• Do iglastych należy wprowadzać zwłaszcza Gb, Lp i Bk.
• Do litych drzewostanów świerkowych, jodłowych czy bukowych na pogórzu i w górach należy wprowadzać domieszki drzew światłożądnych (Md, So), pod którymi
inicjowane jest naturalne odnowienie.
6. Budowa pionowa
• Wykształcanie się pięter w drzewostanie wynika zazwyczaj z jego zróżnicowania co do:
- składu gatunkowego (tempo i potencjał wzrostu, cienioznośność)
- wieku drzew (wynikającego ze sposobu odnowienia),
(niekiedy obu tych czynników jednocześnie)
• Budowa drzewostanu decyduje o wielu czynnościach gospodarczych (wybór rębni i sposobu odnowienia oraz sposobu pielęgnacji drzewostanu)
• W lasach zagospodarowanych wyróżniamy drzewostany:
jednopiętrowe, dwupiętrowe i wielopiętrowe
Drzewostany jednopiętrowe
• Zdecydowanie przeważające
• Najczęściej są to drzewostany równowiekowe (choć nie zawsze jednogatunkowe), z typowym zwarciem poziomym
• Budowa taka nie zawsze jest konsekwencją zrębów zupełnych i sztucznych upraw plantacyjnych, ponieważ w naturze (skrajne warunki siedliskowe) drzewostany
jednopiętrowe również się spotyka
• Nawet w drzewostanach zdecydowanie jednopiętrowych w pułapie koron można wyodrębnić drzewostan główny i podrzędny (co ma doniosłe znaczenie hodowlane), jest to jednak odrębne zagadnienie
W drzewostanach dwupiętrowych:
• Górne piętro tworzą najczęściej gatunki światłożądne (So, Md), a dolne - cienioznośne lub cieniolubne (Db, Bk, Gb); zwarcie pionowe
• Górne piętro pełni głównie funkcje produkcyjne, natomiast dolne - funkcje pielęgnacyjne
• Spotykane na niżu drzewostany dwupiętrowe mają przeważnie charakter sztuczny (podsiew, podsadzenia), mogą powstawać jednak również w sposób naturalny (jako
przejściowe ogniwo sukcesji)
• W wyniku masowej akcji podsiewu żołędzi w monokulturach sosnowych
(lata trzydzieste ubiegłego stulecia; reakcja na gradacje owadów):
- na słabych siedliskach ostały się skąpe podszyty o znaczeniu wyłącznie biocenotycznym,
- na lepszych siedliskach powstały dość gęste podszyty o znaczeniu biocenotycznym i pielęgnacyjnym,
- na bogatych siedliskach wykształciło się piętro dębowe o znaczeniu biocenotycznym, pielęgnacyjnym i produkcyjnym (stanowiące pierwszy krok w kierunku przebudowy monokultur na drzewostany mieszane)
Drzewostany wielopiętrowe
• Są zazwyczaj różnowiekowe
• Tworzą je głównie gatunki cieniste
• Jeśli powstały w wyniku klasycznej rębni jednostkowo przerębowej, to pięter jest wiele i wręcz trudno je rozróżnić i policzyć
• Poszczególne piętra mogą wykazywać zwarcie zarówno pionowe, jak i schodkowe
• Drzewostany takie spotyka się u nas bardzo rzadko
(grądy wysokie w Puszczy Białowieskiej, świerkowo-jodłowo-bukowe lasy dolnoreglowe w Karpatach).
Lasy pierwotne i naturalne
• Nie zawsze mają budowę wielopiętrową. Jako przejściowe ogniwa sukcesji mają one często budowę dwupiętrową, a na skrajnych siedliskach i w wyniku zaburzeń o dużym zasięgu mogą powstawać lasy jednopiętrowe - lite sośniny na wydmach, lite buczyny na skałach wapiennych, osiczyna lub sośnina po pożarze.
• Występowanie gatunków cienistych w składzie drzewostanu zazwyczaj prowadzi do jego wielopiętrowości.
6 a. Klasyfikacja drzew w drzewostanach jednopiętrowych
• Zjawisko wysokościowego różnicowania się drzew i rozwarstwiania się pułapu koron w drzewostanie znajduje wyraz między innymi w tzw. klasach biologicznych (i innych klasyfikacjach trzebieżowych),
• Ułatwiają one wykonywanie cięć pielęgnacyjnych (zwłaszcza trzebieży) w drzewostanach.
• Klasyfikacje te zaczęto tworzyć w XIX wieku w związku z potrzebą pielęgnacji zakładanych wówczas masowo równowiekowych drzewostanów sosnowych i świerkowych
• Poprzednie klasyfikacje są stale modyfikowane, powstaję nowe.
• Seebach (1843), drzewa: 1) dominujące, 2) opanowane, 3) wydzielone
4) zagłuszone.
• Burkchardt (1848), drzewa: 1) panujące, 2) współpanujące, 3) umiarkowanie panujące, 4) słabo panujące, 5) z opanowanymi wierzchołkami,
6) ucieśnione i obumarłe. (1- 4: drzewostan główny, 5-6: drzewostan podrzędny).
• Kraft (1884) - zaproponował dobrze przemyślaną klasyfikację biologiczną, która do dziś jest stosowana (zwłaszcza w badaniach naukowych).
Przydziela ona drzewa do poszczególnych klas wyłącznie na podstawie stanowiska socjalnego, czyli miejsca zajmowanego w sklepieniu leśnym (względna wysokość drzew i prawidłowość rozwoju koron):
• I. Drzewostan główny:
• 1) drzewa górujące - wystają ponad główny pułap, dobrze rozwinięte korony;
• 2) drzewa panujące - tworzą główny pułap, dobrze rozwinięte korony;
• 3) drzewa współpanujące - dość korzystnie usytuowane w pułapie, korony dość dobrze rozwinięte, ale nieco ściśnięte.
• II. Drzewostan podrzędny:
• 4) drzewa opanowane - nieco poniżej głównego pułapu, korony zdeformowane:
• a) korony wkleszczone pomiędzy inne, ściśnięty w dolnej części,
• b) korony częściowo podokapowe, tylko sam wierzchołek jeszcze wolny;
• 5) drzewa przygłuszone - całkowicie pod okapem:
• a) korony jeszcze żywe (u gatunków cienistych),
• b) korony obumierające lub martwe (posusz).
• Związek Niemieckich Leśnych Zakładów Doświadczalnych (1902) - zaproponował klasyfikację, w której po raz pierwszy uwzględniono oprócz kryteriów
biologicznych (względna wysokość i budowa korony) również kryteria gospodarcze (jakość strzały).
• Ze względów praktycznych wyeksponowano w tej klasyfikacji dobrze ukształtowane drzewa należące do 2. klasy Krafta (główny składnik drzewostanu).
• Klasyfikacja ta stanowiła też pierwszą próbę ingerencji w dobór naturalny (zalążek idei selekcyjnej), poprzez wyróżnienie w drzewostanie drzew pełnowartościowych
i wadliwych, ze wskazaniem na konieczność stopniowego usuwania tych ostatnich.
I. Drzewa panujące (usytuowane w górnym pułapie koron):
1) pełnowartościowe - prawidłowo ukształtowana korona i strzała;
2) wadliwe - źle uformowana korona lub strzała
II. Drzewa opanowane (znikomy udział w górnym pułapie):
3) opóźnione - z koroną jeszcze wolną;
4) przygłuszone - zdolne jeszcze do życia (pielęgnujące);
5) obumierające i obumarłe oraz pochyłe (bez znaczenia pielęgnacyjnego).
• Trzebież duńska (1896) - była jeszcze bardziej zaawansowana w kierunku doboru sztucznego (selekcji).
Klasyfikacja ta po raz pierwszy skoncentrowała się na drzewach najlepszych i stosunku innych drzew do nich.
Wyróżniono w niej 4 klasy „gospodarcze”:
A - drzewa główne (dobrze rozwinięta strzała i korona);
B - drzewa szkodliwe (uciskające korony drzew głównych);
C - drzewa pożyteczne (pielęgnujące strzały drzew głównych);
D - drzewa obojętne (bez wpływu na główne, pielęgnujące glebę).
• Schaedelin (1931) - opracował klasyfikację o fundamentalnym znaczeniu dla szeroko pojętej selekcji w pielęgnacji drzewostanów. Przejawia się w niej dążność do lepszego ujęcia wartości poszczególnych drzew. Po raz pierwszy zastosował on trójcyfrowy klucz oceny drzew:
W setkach określa się stanowisko drzewa:
100 - panujące (1 + 2 K)
200 - współpanujące (3 K)
300 - opanowane (4 K)
400 - przygłuszone (5 K)
W dziesiątkach określa się jakość strzały:
10 - dobra
20 - średnia
30 - zła
W jednostkach określa się żywotność i jakość korony:
1 - dobra
2 - średnia
3 - zła
• Daniłow (1949) i Woropanow (1950) zaproponowali skomplikowane klasyfikacje (kilkanaście klas), uwzględniające trudno uchwytne cechy rozwojowe drzew (rozwój stadialny).
• - Ilmurzyński z IBL (1951) zaproponował bardzo rozbudowaną klasyfikację uwzględniającą: tempo wzrostu i rozwoju drzew, jakość strzały i korony oraz wartość hodowlaną.
• Trzebież selekcyjna - (oparta na radzieckiej instrukcji trzebieżowej, stosowana w Polsce od około 1960 roku)
- polega na popieraniu w drzewostanie odpowiedniej liczby równomiernie rozmieszczonych drzew dorodnych, poprzez usuwanie z ich pobliża drzew
szkodliwych, a pozostawianie pożytecznych:
Dorodne - drzewa jakościowo najlepsze, stanowiące trzon drzewostanu, będące przedmiotem pielęgnacji.
Pożyteczne - drzewa o cechach wyraźnie gorszych, pielęgnujące drzewa dorodne oraz glebę; usuwane gdy przestają pełnić te funkcje.
Szkodliwe - drzewa przeszkadzające w rozwoju drzew dorodnych i pożytecznych oraz stanowiące zagrożenie dla ich zdrowia. Usuwa się je stopniowo z drzewostanu.
• Leidbundgut (kongres IUFRO 1956) zaproponował bardzo rozbudowaną klasyfikację, zmodyfikowaną następnie przez van Miegroeta (~ 1960) oraz
Bernadzkiego (1974). Narazie się nie przyjęła (podobnie jak wiele poprzednich).
• Najnowsze koncepcje trzebieży uwzględniają fakt występowania biogrup w drzewostanach
7. Zagęszczenie
• Cecha ta oznacza liczbę drzew rosnących na jednostce powierzchni. Wynika ona więc zarówno z zagęszczenia inicjalnego (nalot, więźba na uprawie), jak też z tempa
rozluźniania drzewostanu (naturalne wydzielanie się drzew, cięcia).
• Rozmieszczenie drzew w drzewostanie może być regularne, losowe albo skupinowe (biogrupowe). Naturalnie powstałe drzewostany odznaczają się bardziej losowym rozmieszczeniem osobników, natomiast powstałe sztucznie - regularnym.
• Z wiekiem poziome rozmieszczenie drzew w drzewostanach naturalnych i sztucznych upodabnia się.
• Od zagęszczenia i rozmieszczenia drzew w drzewostanie zależy między innymi intensywność konkurencji lub kooperacji między drzewami.
• Występowanie biogrup w drzewostanie nasila się w miarę pogarszania się warunków środowiskowych (górna i północna granica lasu, granica lasu ze stepem).
• W biogrupach drzewa są często zrośnięte korzeniami, a kooperacja przeważa nad konkurencją.
8. Zwarcie
• Jest to stosunek powierzchni rzutów koron drzew (p) do powierzchni drzewostanu (P):
Z = p/P
• Czynnik ten ma duży wpływ na kształtowanie się fitoklimatu leśnego, a zwłaszcza na stosunki świetlne w drzewostanie.
• Od niego w dużym stopniu zależy pokrój koron oraz zbieżystość i oczyszczenie pni drzew.
Szacunkowo określa się zwarcie przy użyciu następującej skali:
= 0,3 - brak
0,4 - luźne
0,5-0,6 - przerwane
0,7-0,8 - umiarkowane
0,9-1,0 - pełne
1,1-1,2 - silne
• Zwarcie a ażurowość?
• Zwarcie a zagęszczenie?
9. Jakość
• Cecha ta zależy od:
- genotypu (cech wrodzonych)
- środowiska (siedlisko, zagęszczenie, zwarcie, oddziaływanie czynników biotycznych)
- zabiegów gospodarczych (ochrona, pielęgnacja, podkrzesywanie).
10. Struktura
• Jest to frekwencja osobników w uporządkowanych rosnąco przedziałach wartości danej cechy.
• Nie należy mylić struktury z budową drzewostanu.
• Struktura drzewostanu jako cecha syntetyczna jest wyrazem wielu przejawów życia w drzewostanie.
• Pozwala ona odtworzyć historię jego powstania i rozwoju, określić prawidłowość tego rozwoju, bądź charakter zaburzeń, przez które drzewostan przechodził.
DYNAMIKA ROZWOJU DRZEWOSTANU
• Dynamika - zmiany (procesy) zachodzące w czasie (z różną prędkością).
• Dynamika drzewostanu obejmuje między innymi:
- cykle dobowe (fizjologiczne, przyrostowe),
- cykle sezonowe (fizjologiczne, przyrostowe, fenologiczne),
- cykle wieloletnie (fazy rozwojowe, fluktuacje, degeneracje i regeneracje, sukcesje i regresje).
• Z fazami rozwojowymi wiążą się zjawiska:
- wypadania drzew,
- przemieszczania się koron drzew względem siebie,
- oczyszczania się drzew z gałęzi,
- wydzielania się drzew z drzewostanu,
- starzenia się drzewostanów (przemiany pokoleń).
• W warunkach naturalnych - regulacja składu gatunkowego drzewostanów następuje w takich procesach jak: fluktuacja, regeneracja, sukcesja.
• W warunkach sztucznych - skład gatunkowy jest regulowany przez człowieka:
- przy powtarzaniu ogniw pionierskich lub pośrednich sukcesji tworzy on tzw. plagioklimaks
- przy wykorzystaniu naturalnych procesów i zgodności z potencjałem siedliska może kształtować drzewostany (fitocenozy leśne) zbliżone do klimaksowych.
• Rębnie i zabiegi pielęgnacyjne stosowane w leśnictwie są próbą naśladowania naturalnych procesów dynamicznych.
DYNAMIKA DEFOLIACJI I ZAMIERANIA ŚWIERCZYN W SUDETACH I KARPATACH
WSTĘP
• Bory świerkowe stanowią bardzo ważny element przyrody parków narodowych i krajobrazowych w Sudetach i Karpatach.
• Jednocześnie są one najbardziej zagrożone spośród wszystkich górskich ekosystemów leśnych.
• Stąd konieczność długoterminowego monitorowania procesów defoliacji i zamierania świerka w tych regionach.
Cele pracy
• Przedstawienie dynamiki procesu defoliacji starszych drzewostanach świerkowych w Sudetach Wschodnich i Karpatach Zachodnich w latach 1988/89 - 1998/99.
• Analiza zależności pomiędzy defoliacją tych drzewostanów i abiotycznymi czynnikami środowiska (opady i temperatura oraz emisja SO2 i NOx).
• Próba wyjaśnienia mechanizmu zamierania badanych drzewostanów.
DYSKUSJA
• Wydaje się, że wiele drzew w badanych drzewostanach utraciło zdolność reagowania na poprawę warunków na skutek załamania się ich potencjału
homeostatycznego, pod wpływem chronicznych zaburzeń w mało stabilnych
ekosystemach świerkowych.
Niestabilność ekosystemów
• Grodzki i in. (1999) uważają, że drzewostany świerkowe w Sudetach odznaczają się małą różnorodnością biologiczną i tworzą niestabilne ekosystemy, wrażliwe na działanie szkodliwych czynników zarówno ożywionej, jak i nieożywionej natury.
• Zdaniem tych autorów niebezpieczne gradacje owadów (Zeiraphera griseana i Cephalcia sp.) zostały wywołane w tych świerczynach głównie z powodu niedostatecznej liczebności zamieszkujących je drapieżnych owadów pasożytniczych.
Chroniczne zaburzenia w ekosystemach (1)
• W ekosystemach leśnych południowej Polski w ciągu wielu dziesiątków lat skumulowały się duże ilości szkodliwych substancji. Kumulacja ta zresztą nadal trwa, ponieważ imisja zanieczyszczeń wprawdzie zmalała, ale nie ustała.
• Tymczasem chroniczne działanie nawet niedużych stężeń dwutlenku siarki, tlenków
azotu, ozonu i innych zanieczyszczeń wywołuje poważne zakłócenia w metabolizmie drzew oraz osłabienie ich odporności m. in. na działanie suszy i mrozu (Zalewska-Gorzelak 1991, Schmieden i Wild 1995).
Chroniczne zaburzenia w ekosystemach (2)
• Kwaśne deszcze i kumulacja szkodliwych substancji w glebie powodują z kolei wymywanie tak ważnych pierwiastków jak Mg, K i Ca, uaktywnienie toksycznych jonów glinu i metali ciężkich, czy obumieranie drobnych korzeni (Białobok 1989, Kuhn i in. 1995).
• W sytuacji skażenia gleby oraz osłabienia drzew, którego efektem są między innymi zakłócenia transportu węglowodanów do korzeni, następuje rozpad związków
mikoryzowych, na co drzewa reagują zarówno redukcją wzrostu, jak i zwiększoną podatnością na infekcję patogenów (Zalewska-Gorzelak 1991, Kieliszewska-Rokicka 1998).
Przekroczenie potencjału homeostatycznego (1)
• Wydaje się, że drzewa raz osłabione poniżej swoistego dla nich progu odporności nie mają już możliwości powrotu do stanu równowagi. Odbywa się to na zasadzie sprzężenia zwrotnego, pogłębiającego kryzys organizmu (Larcher 1995, Tesche 1989).
• Przykładem takiego sprzężenia jest nasilająca się defoliacja, którą Sierota (1995) słusznie traktuje zarówno jako wynik, jak też przyczynę stresu. Osłabiona w procesie defoliacji korona słabiej odżywia korzenie, które z kolei gorzej odżywiają koronę. Stopniowo osłabienie narasta i drzewo się wydziela.
Przekroczenie potencjału homeostatycznego (2)
• Vacek (1987) oszacował, że wewnętrzna równowaga świerka zostaje nieodwracalnie zachwiana po utracie około 50% aparatu asymilacyjnego.
• Dla starszych drzewostanów świerkowych, narażonych na działanie chronicznego stresu w stale degradowanych ekosystemach górskich próg ten leży prawdopodobnie znacznie niżej.
• To wyjaśniałoby niepowstrzymane zamieranie badanych drzewostanów oraz brak ich pozytywnej reakcji na zmniejszenie emisji zanieczyszczeń, czy zwiększenie rocznych sum opadów.
WNIOSKI
• Perspektywa wejścia starszych drzewostanów świerkowych w fazę przedwczesnego rozpadu jest w obu badanych regionach bardzo realna.
Dlatego trzeba się liczyć z koniecznością ich odnowienia w najbliższej przyszłości.
• Należałoby przy tym maksymalnie wykorzystać możliwości naturalnego odnowienia oraz szansę przebudowy tych drzewostanów pod kątem naturalizacji ich składu gatunkowego.
Hodowla lasu w warunkach zagrożenia środowiska (klęski ekologicznej)
Jak najszybciej zalesić (nawet gdy szanse przeżycia niewielkie):
- ochrona gleby
- retencja
- inne funkcje ekologiczne
Zasada rozproszenia ryzyka:
- trudne do przewidzenia zmiany środowiska
- sadzimy więcej gatunków (zgodne z aktualnym siedliskiem + prognozowanym siedliskiem)
Rewitalizacja (rekultywacja) gleb:
- wapnowanie
- nawożenie
- mikoryzowanie
Uprawa gleby:
- unikać zdzierania wierzchniej warstwy (spychacze itp.)
- talerze, dołki, kopczyki (preferowane)
- bruzdy, pełna orka (jeśli konieczne)
Pozostawiać stojące martwe drzewa oraz karpinę:
- łagodzenie klimatu
- zmniejszona erozja
- wolniejszy odpływ wody
Wykorzystanie przedplonów :
Gatunki pionierskie: Jb, Brz, Md, Os, Wb):
- sukcesja naturalna; siew, sadzenie
Przedplony sprzyjają gatunkom dalszych ogniw sukcesji:
w górach - Bk, Jd, Św,
na niżu - Db, Bk, Kl, Lp,
Maksymalne wykorzystanie naturalnych odnowień:
- wyższość naturalnych odnowień nad sztucznymi,
- wykorzystanie płatów odnowień pozostałych po martwych drzewostanach,
- stymulowanie odnowień w ginących drzewostanach,
Sadzenia:
- materiał sadzeniowy: właściwy ekotyp, mocny system korzeniowy, bryłka, mikoryza
- wykorzystanie mikrosiedlisk, w których zazwyczaj pojawiają się naturalne odnowienia (zbocza i grzbiety małych zagłębień, nabiegi korzeniowe martwych drzew)
Ochrona odnowień:
- konkurencja traw
- gryzonie i zwierzyna
- inne zagrożenia
Szansa przebudowy:
- drzewostany uszkodzone, zniszczone odbudowuje się w pierwszej kolejności
- naturalizacja składu gatunkowego (zgodność z aktualnym i przyszłym siedliskiem)
Zarys dziejów leśnictwa
Przed powstaniem leśnictwa
- zbieractwo, myślistwo (element biocenozy leśnej - jak roślinożercy, drapieżniki)
- rozwój rolnictwa (karczunki, wypalanie)
- początki przemysłu drzewnego (budowle, smoła, dziegieć, potaż; pozyskanie - luki)
- rozwój innych rodzajów przemysłu (górnictwo - soli, metali, węgla; hutnictwo - metali, szkła; pozyskanie na katastrofalną skalę - dewastacja lasów; 90 ~ 25%)
Początki leśnictwa (XVIII w.)
- pierwsi leśnicy (gajowi, leśni, podleśni, zarządcy lasów …)
- kontrola pozyskania
- zarządzenia odnośnie zalesień (naturalne odnowienie, siew)
Klasyczne leśnictwo europejskie (k. XVIII - p. XX w.)
- las normalny: obręby, trwałość użytkowania, urządzanie lasu
- wzory z rolnictwa: zasada maksymalnej produkcji i zysku,
monokultury
- odnowienie naturalne wypierane przez sztuczne, szkółkarstwo leśne
- sztuczna migracja ekotypów i gatunków
- rozwój nauk leśnych i metod gospodarowania (klasyka niemiecka, rosyjska, polska)
Lata 1919 - 1939 w Polsce
- w 1924 powstaje GL Lasy Państwowe (dyr. A. Loret)
- przeważają lasy prywatne
- powrót do naturalnego odnowienia (przejściowo, lokalnie)
- początki kontroli pochodzenia nasion
Lata okupacji 1939 - 1945
- dewastacja lasów (nadmierny wyrąb, zniszczenia, pożary)
Lata 1945 - 1980
- większość lasów upaństwowiono ( ponad 80 %)
- Ministerstwo Leśnictwa i Przemysłu Drzewnego
- głód drewna, dyktat przemysłu drzewnego
- brak wykwalifikowanych kadr
- przekraczanie etatu, pozyskanie wybranych sortymentów, niewłaściwa struktura drzewostanów
- duże zręby zupełne, monokultury iglaste
- zalesienia na dużą skalę (22 - 28%)
- gospodarka leśna nastawiona na produkcję surowca
Lata 1980 - 1990
- nasila się zamieranie lasów w Europie i na świecie (zanieczyszczenie atmosfery, dziura ozonowa, zmiany klimatu, depozyt azotu, składowiska, odpady radioaktywne
- raporty i konwencje międzynarodowe dotyczące ochrony środowiska
- Ministerstwo Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa
- stopniowa zmiana nastawienia do gospodarstwa leśnego (nie tylko surowiec)
- prace nad nową ustawą o lasach
Lata 1991 - dziś
- przełomowa „Ustawa o lasach” z 1991 roku (zrąb proekologicznego modelu gospodarstwa leśnego)
- bieżące nowelizacje ustawy (1997)
- „Polityka leśna państwa” (1997)
- dokumenty wykonawcze …
- wdrażanie i doskonalenie proekologicznego modelu gospodarstwa leśnego.
Wytyczne w sprawie doskonalenia gospodarki leśnej na podstawach ekologicznych
Narastająca od lat degradacja środowiska przyrodniczego i wzmożone oddziaływanie niekorzystnych czynników biotycznych i abiotycznych, zagrażają istnieniu lasów. Zagrożenie to jest konsekwencja skali i tempa zmian w warunkach środowiska wywołanych działalnością człowieka, za którymi nie nadążają zdolności adaptacyjne lasów, jak też postępującego zubożenia biocenozy leśnej w wyniku długotrwałego prowadzenia uproszczonej i schematycznej gospodarki leśnej. W tej sytuacji ochrona lasów musi być ukierunkowana na minimalizację oddziaływania obecnych i przyszłych zagrożeń - zarówno zewnętrznych, tj. głównie cywilizacyjnych i klimatycznych, niezależnych od leśników, jak i wewnętrznych wynikających z uproszczeń stosowanych dotychczas w gospodarce leśnej.
Proekologiczny model hodowli lasu
W porozumieniu z innymi dziedzinami gospodarki leśnej - dążyć do realizacji celów
hodowlanych zachowując różnorodność i trwałość ekosystemów leśnych poprzez:
• Dążenie do pełnej zgodności składu gatunkowego (i ekotypowego) z siedliskiem.
• Przebudowa drzewostanów w celu odtworzenia naturalnego składu gatunkowego.
• Maksymalne wykorzystanie naturalnego odnowienia (docelowo około 25 %).
• Odchodzenie od zbyt intensywnego przygotowania gleby.
• Pielęgnowanie gleby poprzez optymalne kształtowanie składu gatunkowego i fitoklimatu leśnego.
• Odchodzenie od dużych zrębów zupełnych, które należy traktować jako katastrofalne zaburzenie w ekosystemie leśnym).
• Preferowanie rębni złożonych (częściowych, stopniowych, ciągłych) zapewniających stałą osłonę wnętrza drzewostanu i kontynuację funkcji lasu.
• Modyfikowanie rębni pod kątem zachowania różnorodności organizmów (stare drzewa, kępy drzew).
• Zaniechanie zbędnych zabiegów melioracyjnych (uproduktywniania siedlisk) i
pozostawianie użytków ekologicznych.
• Maksymalne wykorzystanie lokalnych ras rodzimych gatunków drzew leśnych
(regionalizacja pozyskania nasion).
• W szkółkach, stosowanie: biologicznych metod ochrony, racjonalnego nawożenia,
mikoryzowania sadzonek ...
Główny cel proekologicznego modelu hodowli lasu:
Lasy gospodarcze mają być coraz bardziej podobne do naturalnych ekosystemów leśnych
• Obecny system samofinansowania leśnictwa nie stwarza warunków
właściwego rozwoju pozaprodukcyjnych funkcji lasu. Funkcje te powinny być
dofinansowane z budżetu państwa, ponieważ całe społeczeństwo czerpie z
nich korzyści. Lasy bowiem istotnie wpływają na jakość środowiska, a tym
samym na jakość życia wszystkich obywateli.
• Na wszystkich szczeblach administracji leśnej powinny działać komórki (w
nadleśnictwach choćby jednoosobowe), które czuwałyby nad wdrażaniem
proekologicznego modelu gospodarstwa leśnego.
• Potrzebne są rzetelne badania w celu określenia realnych możliwości:
- stosowania naturalnego odnowienia …
- wykorzystania naturalnych procesów sukcesyjnych …
- stosowania zasady rozproszonego ryzyka …
• Warto byłoby rozstrzygnąć na ile:
- odtwarzać składy gatunkowe znane z analizy pyłkowych sprzed około 1000 lat …?
- kształtować składy gatunkowe zgodnie z prognozami globalnego ocieplenia … ?
• Uregulowania wymaga również kwestia tak zwanych naturalnych zasięgów:
- odkąd człowiek przeszkadza w naturalnej ekspansji gatunków drzew zasięgi te nie są już naturalne …
- należałoby raczej przeprowadzić symulacje (na podstawie tempa migracji sprzed 1000 lat), które określiłyby potencjalny naturalny zasięg podstawowych gatunków lasotwórczych i tymi zasięgami się kierować w hodowli lasu.
• Proekologiczny model gospodarstwa leśnego, jak każda koncepcja czy idea, raz
pada na żyzną, raz na jałową glebę i nie należy się tym zniechęcać. Aby koncepcja
ta, nie pozostała jednak tylko fasadą i zbiorem pobożnych życzeń, potrzeba
zaangażowania wszystkich, którym dobro lasów leży na sercu.
• Zarówno w kształtowaniu samego modelu, jak i w jego wdrażaniu konieczne jest stałe wzajemne przenikanie się nauki i praktyki leśnej.