Wskaźniki i znaczenie wypadu drzew w drzewostanach.pdf

(113 KB) Pobierz
CIRKOV 4-965.VP:CorelVentura 7.0
PRACE INSTYTUTU BADAWCZEGO LEŒNICTWA, Seria A
2003/4
Nr 965
Grigorij V. È IRKOV , Nikolaj A. P IROGOV
Sankt-Peterburgskij nauèno-issledovatel’skij
instutut lesnogo chozjajstva
Rossija, 194021, St. Peterburg,
Institutskij pr., 21
WSKANIKI I ZNACZENIE WYPADU DRZEW
W DRZEWOSTANACH
INDICATORS AND IMPORTANCE OF TREE MORTALITY IN STANDS
Abstract . The dynamic of the spruce stands of Leningrad region was studied by
addressing the following questions: (1) How does mortality rate vary according
to the stem size? (2) How long can the snags stand before they fall down?
The observation was carried out on the 8 permanent sample plots that were
established in the unmanaged spruce stands about 40 years ago. The signi-
ficance of tree mortality for forest management is showed.
Annual mortality rate decreases consistently with the stem size in all sample
plots. The lowest rate (1% per year and less) is in the dead trees with diameter at
breast height (DBH) 20 cm and more. The average period of snags standing is
9.6 years and their number decreases with the stem size.
Keywords : mortality rate, snags, logs, period of snag standing, permanent
sample plots
Prace Inst. Bad. Leœ. 2003/4: 91–106.
434465661.004.png
 
92
G. V. Èirkov i N. A. Pirogov
I. WPROWADZENIE *
Wypadem okreœlamy drzewa, które zamieraj¹ i ³ami¹ siê w wyniku natural-
nego procesu starzenia siê, choroby, lub innych czynników abiotycznych (GOST
184866-87. Lesovodstvo. Terminy i opredelenija). Naturalne wypadanie drzew od-
grywa znaczn¹ rolê w rozwoju biogeocenozy. Znajomoœæ dynamiki procesu wypa-
dania drzew jest konieczna dla zrozumienia praw rz¹dz¹cych wzrostem, okreœlenia
produktywnoœci potencjalnej, a poœrednio – mi¹¿szoœci drewna u¿ytkowego. Dane
dotycz¹ce wypadów s¹ interesuj¹ce tak¿e dla sporz¹dzenia bilansu wêgla, gdy¿
poch³anianie wêgla w trakcie fotosyntezy i jego uwalnianie w trakcie rozk³adu ma-
terii organicznej stanowi¹ najwiêksz¹ czêœæ wymiany wêgla w atmosferze (K OBAK
1988 ).
Przy ocenie wp³ywu ekosystemów leœnych na biosferê nale¿y uznaæ, ¿e za-
soby wêgla organicznego zgromadzone s¹ g³ównie w masie drzewnej pni. Ponadto
nale¿y pamiêtaæ, ¿e ekosystemy leœne podlegaj¹ bezustannym zmianom. W
wyniku walki o istnienie czêœæ drzew umiera, tworz¹c le¿aninê, która wymaga
œciœle okreœlonego czasu do osi¹gniêcia stadium próchna. A zatem, przy okreœlaniu
zasobów wêgla, konieczna jest znajomoœæ mi¹¿szoœci drzew wypadaj¹cych w trak-
cie procesu wzrostu lasu.
ZnajomoϾ normalnego tempa wypadania drzew jest konieczna dla organi-
zacji monitoringu. Informacje na temat wypadu zawarte w tablicach przyrostu
drzewostanów nie wydaj¹ siê dostatecznie obiecuj¹ce z powodów metodologic-
znych. Wiarygodn¹ informacjê na temat dynamiki wypadów mo¿na uzyskaæ w
drodze d³ugoterminowych obserwacji sta³ych powierzchni próbnych (S ENNOV
1995).
2. PRZEDMIOT BADAÑ I METODYKA
Dynamika wypadów w drzewostanach nie objêtych dzia³aniami gospodarc-
zymi najlepiej odzwierciedla naturalny przebieg rozwoju drzewostanu, dlatego w
takich drzewostanach wybrano 8 sta³ych powierzchni próbnych. G³ówne charak-
terystyki taksacyjne powierzchni próbnych zawarte s¹ w tabeli 1.
Wszystkie powierzchnie próbne zosta³y za³o¿one w doœwiadczalnym gospo-
darstwie leœnym Siverskoe w okresie 1958–1970 w modelowych (typowych dla
danych warunków) drzewostanach o jednakowym typie lasu, ale ró¿ni¹cych siê
sk³adem gatunkowym i wiekiem.
*
Zagadnienia przedstawione w pracy by³y prezentowane podczas II Miêdzynarodowej konferencji m³odych
uczonych „Las Eurazji w XXI wielu: wschód–zachód”, 1–5.10.2002, Kamieniuki–Bia³owie¿a.
434465661.005.png
 
WskaŸniki i znaczenie wypadu drzew w drzewostanach
93
Tabela 1
Table 1
Podstawowe charakterystyki badanych obiektów
Basic stand characteristics of sample plots
Numer
sta³ej pow.
próbnej
No of
sample plot
Daty pier-
wszego i ostat-
niego pomiaru
Years of the
first and the last
measurement
Sk³ad gatunkowy
Stand composition
Wiek
Age
Zwarcie
Relative
density
Zapas
Growing
stock
%
lata
years
m 3 /ha
1
1963
77Œw 3So 14Brz 5Os 1Ol
50
0,95
198,9
2002
69Œw 3So 13Brz 15Os
89
0,95
463,0
2
1963
70Œw+So 18Brz 12Os
63
1,06
320,4
2002
66Œw+So 21Brz 13Os
102
0,87
425,4
3
1963
62Œw 3So 15Brz 19Os 1Ol
80
0,85
353,9
1997
66Œw 3So 13Brz 18Os
114
0,98
541,4
5
1963
56Œw 3So 28Brz 13Os
75
1,00
377,9
1997
57Œw 2So 28Brz 13Os
109
1,06
544,0
7
1963
71Œw 6So 22Brz 1Os
65
0,98
333,8
1996
76Œw 6So 16Brz 2Os
98
0,98
466,7
8
1963
54Œw 5So 41Brz
85
0,94
383,7
1996
56Œw 5So 39Brz
118
0,97
485,5
2 l
1970
87Œw 7So 3Brz 3Os
66
0,87
308,0
1998
85Œw 7So 3Brz 5Os
94
0,88
491,1
2 d
1958
92Œw 8Brz
70
0,73
276,6
1996
91Œw 9Brz
108
0,79
477,3
Œw – spruce, So – pine, Brz – birch, Os – aspen, Ol – alder
Sta³e powierzchnie próbne mia³y z zasady kszta³t prostok¹tny i by³y rozmi-
eszczone w centralnych, charakterystycznych czêœciach wydzieleñ taksacyjnych.
Na obwodzie tych powierzchni wydzielono otulinê ochronn¹ szerokoœci 20 m.
Powierzchnie te zosta³y pomierzone geodezyjnie i powi¹zane z sieci¹ przestrzen-
nego podzia³u lasu.
Wszystkie drzewa na powierzchniach próbnych zosta³y ponumerowane. Pomi-
ary by³y wykonywane okresowo, w odstêpie 5–9 lat. Przy ka¿dym nawrocie pomi-
arów mierzono wysokoœæ i pierœnicê drzew, okreœlano kategoriê ich jakoœci
technicznej i stan zdrowotny. W przypadku wypadu drzewa okreœlano jego kategoriê
(posusz, wiatrowa³, wiatro³om, œniego³om), a w przypadku drzew usch³ych na pniu
dodatkowo rejestrowano datê ich upadku na ziemiê (F ILIPPOV iP IROGOV 2001).
Dla wiêkszoœci powierzchni próbnych wykonano mapê rozmieszczenia pni i
koron, co daje mo¿liwoœæ uzupe³nienia danych o aktualnych zmianach parametrów
taksacyjnych i hodowlanych poszczególnych drzew i ustalenia przyczyn ich
dobrego rozwoju czy wypadu. Ca³kowita liczba sta³ych powierzchni próbnych wy-
nosi³a 47. W okresie obserwacji wykonano na nich ponad 200 pomiarów.
Celem za³o¿enia i prowadzenia obserwacji na sta³ych powierzchniach prób-
nych by³o stworzenie bazy dla rozpoznania ca³ego zakresu problemów zwi¹zanych
434465661.001.png
94
G. V. Èirkov i N. A. Pirogov
z gospodark¹ leœn¹, w tym g³ównie badanie przebiegu wzrostu upraw o ró¿nym
sk³adzie gatunkowym na ró¿nych siedliskach leœnych, pomiar przyrostu i wypadu
ca³ych drzewostanów, jak i poszczególnych drzew, poznanie przebiegu naturalne-
go odnowienia w ró¿nych stadiach rozwoju, ocena iloœci wêgla i tempa jego wi¹za-
nia w drzewostanach. Oddzielnie mia³a byæ oceniana wartoœæ otrzymywanych
materia³ów z obserwacji powierzchni próbnych, jako kontrola dla badañ porówn-
awczych przebiegu wzrostu lasów naturalnych i lasów zagospodarowanych.
Matematyczne opracowanie zebranych danych zrealizowano z zastosowaniem
programów MS Excel 2000 i Statistica 6.0. oraz wykorzystuj¹c wspó³czesne me-
tody statystyczne (Z HUIGUNOV i in. 2002). Otrzymane charakterystyki drzewo-
stanów na wszystkich powierzchniach próbnych, uszeregowanych wg wieku,
odzwierciedlaj¹ naturalny ci¹g rozwoju konkretnego drzewostanu (przebieg
wzrostu). Ponadto, drzewostany te nale¿¹ do tego samego typu lasu – boru œwier-
kowego czernicowego œwie¿ego (bór mieszany swie¿y – BMœw). Dlatego z wy-
sokim stopniem prawdopodobieñstwa mo¿na uznaæ, ¿e wyniki tych badañ
ujawniaj¹ dynamikê rozwoju drzewostanów tego typu lasu.
Po obliczeniu iloœci usch³ych i wypad³ych drzew ró¿nych gatunków w drze-
wostanie ustalono udzia³ naturalnego wypadu dla ka¿dej klasy gruboœci drzew. W
celu okreœlenia wielkoœci wypadu rocznego u¿yto wzoru (R UNKLE 2000):
N
N
1
u
T
1
100
%
0
gdzie:
T – œrednio roczne tempo wypadów (%),
N – liczba drzew ¿ywych na koniec okresu obserwacji,
N 0 – pocz¹tkowa liczba drzew ¿ywych,
u – liczba lat miêdzy pomiarami.
Tempo wypadów by³o ustalone w ramach stopni gruboœci drzew podczas
ka¿dej inwentaryzacji. Wielkoœæ wypadu rocznego w ca³ym okresie badañ ustalono
jako œredni¹ z kolejnych okresów obserwacyjnych.
Dla ustalenia liczby lat stoj¹cego martwego drewna na pniu przyjêto
nastêpuj¹c¹ procedurê (metodykê). Jeœli drzewo w roku pomiarów nale¿a³o do
kategorii „posusz”, a przy nastêpnym pomiarze przesz³o do kategorii „le¿anina”, to
okres pozostawania suchego drzewa na pniu przyjêto za równy po³owie d³ugoœci
okresu miêdzy pomiarami.
Na wszystkich powierzchniach próbnych pomiary by³y przeprowadzane w
odstêpie 5–9 lat, dlatego maksymalny mo¿liwy b³¹d w okreœleniu tego wskaŸnika
nie powinien przewy¿szaæ 4,5 lat. W rzeczywistoœci maksymalna wartoœæ b³êdu w
okreœlaniu momentu upadku drzewa na ziemiê jest mniejsza, poniewa¿ znaczna
czêœæ pomiarów by³a wykonywana nie rzadziej ni¿ co 5 lat, a liczba wziêtych pod
uwagê suchych drzew na wszystkich powierzchniach próbnych jest znaczna i wy-
nosi 1680.
434465661.002.png
 
WskaŸniki i znaczenie wypadu drzew w drzewostanach
95
3. WYNIKI I DYSKUSJA
Naturalne tempo wypadania drzew
Bez znajomoœci naturalnego tempa wypadania drzew z drzewostanu nie jest
mo¿liwe oszacowanie procesów zachodz¹cych w biogeocenozie. Przez tempo wy-
padania autorzy rozumiej¹ prêdkoœæ zamierania i wywracania siê drzew pod
wp³ywem ró¿nych czynników w poszczególnych stadiach rozwoju drzewostanów.
Pierwszym krokiem przy okreœleniu tempa rocznego wypadu jest ustalenie
udzia³u le¿aniny w stopniach gruboœci (tab. 2). W momencie wyboru powierzchni
próbnych drzewostan nr 1 by³ najm³odszy (jego wiek w chwili pierwszych pomi-
arów wynosi³ 50 lat) i dlatego liczba drzew wypad³ych jest wiêksza, zw³aszcza w
stopniu gruboœci 8 cm, ni¿ na pozosta³ych powierzchniach.Udzia³ drewna mart-
wego w stopniach gruboœci na wszystkich powierzchniach odzwierciedla krzywa
hiperboliczna, natomiast dla mi¹¿szoœci ¿ywych drzew charakterystyczny jest
rozk³ad normalny
Nale¿y zwróciæ uwagê, ¿e przy ustalaniu tempa corocznego wypadu, liczba
drzew, które prze¿y³y (N), jest okreœlana jako ró¿nica pomiêdzy liczb¹ drzew
Tabela 2
Table 2
Rozk³ad liczby martwych drzew w ca³ym okresie obserwacji
Distribution of the total number of dead trees for the all observation period
Pierœnica
dbh
Ca³kowita liczba drzew martwych na powierzchniach próbnych
Total number of dead trees on sample plots
cm 1
2
3
5
7
8
2l
2d
Ogó³em
Sum
%
8
159
74
83
83
91
37
81
17
625
37,2
12
54
63
66
98
101
76
40
15
513
30,5
16
22
26
34
54
41
38
18
16
249
14,8
20
7
17
29
29
9
19
5
7
122
7,3
24
1
16
11
12
2
13
1
9
65
3,9
28
1
12
9
12
3
9
2
6
54
3,2
32
9
3
5
0
6
2
4
29
1,7
36
2
3
3
0
1
1
10
0,6
40
0
4
1
1
2
8
0,5
44
0
0
1
1
0,1
48
1
2
1
4
0,2
Ogó³em
Sum
244
220
244
299
248
198
150
77
1680
100
%
14,5
13,1
14,5
17,8
14,8
11,8
8,9
4,6
100
×
D such
10,1
14,7
14,6
14,4
11,9
14,9
11,3
17,4
×
×
D ¿yw.
14,7
18,6
20,7
20,1
17,5
20,8
17,4
23,6
×
×
k=D such /D ¿yw. 0,69
0,79
0,71
0,72
0,68
0,72
0,65
0,74
×
×
D such – pierœnica drzew suchych
dbh of dead trees
D ¿yw. – pierœnica drzew ¿ywych
dbh of living trees
434465661.003.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin