Martwe drewno w lesie ocena zapasu i propozycje postępowania.pdf

PRACE INSTYTUTU BADAWCZEGO LEŒNICTWA, Seria A

2003/2

Nr 953

Jacek WOLSKI

Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN

Zak³ad Geoekologii

00–818 Warszawa, ul. Twarda 51/55

e-mail: j.wolski@twarda.pan.pl

MARTWE DREWNO W LESIE:

OCENA ZAPASU I PROPOZYCJE POSTÊPOWANIA

DOWN DEAD WOOD IN THE FOREST:

QUANTIFICATION AND PROPOSALS FOR HANDLING

Abstract . Measurements of down dead wood volume were conducted on six

experimental plots in uneven-aged, managed forests in three Forest Promotion

Areas (Bory Lubuskie, Bory Tucholskie, Puszcza Bia³owieska). Brown’s planar

intersect method, modified by author of this article, was used in field work.

Analysis of results indicated relationships between stands life-cycle and dead

wood volume (m 3 /ha), number of pieces in diameter classes as well as forest

floor area occupied by woody debris (m 2 /ha). The largest volume was observed

in young and old-growth forests sites, the smallest in mature forests (80–100

years old). Additionally main causes of diversity of down wood quantity in

forests in different physico-geographical regions were analyzed.

In conclusion attention was paid on necessity of: (a) beginning of

measurements of woody debris in Polish forests to determine real supplies

diagnosis, (b) undertaking of multiaspectual researches connected with

ecological role of dead wood in forest ecosystems, (c) elaborating of new

strategy for woody debris management. Concrete actions related to economic

practices existing in forest were proposed.

Key words : down dead wood volume, coarse and fine woody debris, stand age,

forest management, Forest Promotion Areas.

Prace Inst. Bad. Leœ., 2003, 2: 23–45.

J. Wolski

I. OCENA ZAPASU LE¯¥CEGO MARTWEGO DREWNA

W RÓ¯NOWIEKOWYCH DRZEWOSTANACH

GOSPODARCZYCH

1. Wprowadzenie 1

W ostatnich latach w Polsce powoli zaczyna zmieniaæ siê stosunek do zale-

gaj¹cego na dnie lasów martwego drewna 2 . Wielu naukowców, w tym tak¿e czêœæ

leœników, przyznaje, ¿e zwi¹zana z obecnoœci¹ martwego drewna dzia³alnoœæ

szkodników wtórnych czy mo¿liwoœæ rozprzestrzeniania siê ognia nie stanowi¹ tak

du¿ego zagro¿enia dla zdrowych drzewostanów, jak uwa¿ano przez ostatnie dzie-

siêciolecia.

Wci¹¿ jednak informacje o rzeczywistym zapasie le¿¹cego martwego drewna

(le¿aniny) w ró¿nych typach polskich lasów gospodarczych i naturalnych s¹

cz¹stkowe, a wiedza o jego szeroko pojêtej roli ekologicznej pochodzi g³ównie z

literatury amerykañskiej i skandynawskiej. Do wyj¹tków nale¿¹ badania Bia³o-

wieskiej Stacji Geobotanicznej Uniwersytetu Warszawskiego (F ALIÑSKI 1978;

M ASALSKA 1997), prace realizowane od kilku lat pod kierownictwem J. Gu-

towskiego 3 czy zakoñczony w 2001 r. polsko-amerykañski program pt. “Modele

akumulacji i zanikania martwego drewna na dnie starych lasów chronionych i za-

gospodarowanych w Bia³owie¿y i w Hiawatha National Forest (Michigan) – bada-

nia porównawcze” (M ROZ i in. 2001). Nieliczne s¹ publikacje w czasopismach

leœnych i ekologicznych (P IOTROWSKI iW O£K 1975; Z IELONKA iN IKLASSON

2001; B OBIEC 2002; W OLSKI 2002a) i prace o charakterze popularno-naukowym

(O RCZEWSKA iS ZWEDO 1996; B ORUSIEWICZ 1997; H ILSZCZAÑSKI 1997; G U-

TOWSKI i in. 2002).

Na œwiecie badania dotycz¹ce zasobów le¿¹cego martwego drewna oraz jego

wp³ywu na funkcjonowanie ekosystemów leœnych prowadzone s¹ intensywnie od

kilkudziesiêciu lat (M ASER iT RAPPE 1984; H ARMON i in. 1986; M ASER i in. 1988;

M C M INN iC ROSSLEY 1996). Bogaty przegl¹d literatury tematu zaprezentowali w

swoich opracowaniach m.in. C AZA (1993), L ASSETTRE (1999) i S OLON (2002).

Powy¿sze prace, jak równie¿ wiele innych, podsumowuj¹cych badania pro-

wadzone w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i krajach skandynawskich, wyka-

zuj¹ bardzo du¿e zró¿nicowanie mi¹¿szoœci martwego drewna zalegaj¹cego na

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badañ wykonanych podczas realizacji III etapu zadania “Martwe

drewno i jego funkcje ekologiczne w lasach zagospodarowanych i rezerwatach wybranych Leœnych

Kompleksów Promocyjnych” (czêœæ projektu badawczego “Podstawy trwa³ej i zrównowa¿onej gospodarki

leœnej w Leœnych Kompleksach Promocyjnych” — koordynator prof. dr hab. K. Rykowski).

Le¿¹ce martwe drewno s¹ to kawa³ki obumar³ej materii drzewnej pozostawionej w lesie lub zalegaj¹cej z

powodów naturalnych.

W niepublikowanym sprawozdaniu pt. “Chrz¹szcze saproksyliczne jako wskaŸnik odkszta³ceñ ekosystemów

leœnych borów œwie¿ych” zamieszczono wyniki pomiarów zapasu martwego drewna ze stanowisk

zlokalizowanych w Puszczy Bia³owieskiej, Biebrzañskim Parku Narodowym, Borach Tucholskich, Puszczy

Kozienickiej i Nadleœnictwie Œwierklaniec.

Martwe drewno w lesie: ocena zapasu i propozycje postêpowania

dnie lasów. Iloœæ ta jest – w du¿ym uproszczeniu – funkcj¹ (wypadkow¹) dostawy i

tempa rozk³adu, ale w praktyce zale¿y od ca³ego zespo³u przedstawionych poni¿ej

czynników.

Oprócz ziemskich stref klimatycznych i klimatu lokalnego, du¿y wp³yw na

iloœæ le¿aniny ma mikroklimat dna lasu. Zwi¹zany jest on m.in. ze stopniem zacie-

nienia dna lasu (zwarcie koron, sk³ad gatunkowy drzewostanu, ekspozycja), “prze-

wiewnoœci¹” drzewostanu (zwarcie i sk³ad gatunkowy podszytu i podrostu) i

wilgotnoœci¹ pod³o¿a (intercepcja opadu atmosferycznego, poziom wód grun-

towych, przepuszczalnoœæ pod³o¿a). W niektórych strefach klimatycznych w po-

dobnych typach lasów znacznie mniej le¿aniny gromadzi siê na stanowiskach

suchych i zimnych ( dry cold ) ni¿ na wilgotnych i ch³odnych ( moist cool ). Przyk³a-

dowo w strefie subborealnej, w Kanadzie, iloœæ le¿aniny wynosi 44,1–159,2 m 3 /ha

w drzewostanach œwierkowych i 36,2–268,4 m 3 /ha w drzewostanach sosnowych

(L OFROTH 1998).

Du¿y i powszechnie znany wp³yw na œmiertelnoœæ drzew maj¹ morfogene-

tyczne procesy stokowe, polegaj¹ce na przemieszczaniu lub usuwaniu zwietrzeliny

z powierzchni ska³ (zsuwanie, spe³zywanie). Czasem obecnoœæ jednego specyficz-

nego poziomu genetycznego w profilu glebowym (np. bardzo twardego poziomu

orsztynowego) mo¿e okazaæ siê niekorzystna dla drzew o s³abym lub p³ytkim sys-

temie korzeniowym (M ROZ i in. 2001).

Wa¿nym czynnikiem wp³ywaj¹cym na iloœæ le¿aniny w lesie jest kondycja

ekologiczna drzewostanów, zwi¹zana m.in. z czêstotliwoœci¹ wystêpowania zja-

wisk zaburzaj¹cych naturalny rozwój drzewostanu, zw³aszcza po¿arów, powodzi,

silnych wiatrów i gradacji szkodników owadzich. L OFROTH (1998) podaje, ¿e

ró¿nice w mi¹¿szoœci le¿aniny zwi¹zane z czêstotliwoœci¹ tych zjawisk mog¹

siêgaæ od 60 m 3 /ha ( Picea mariana , P. canadensis ) do 390 m 3 /ha ( Tsuga hetero-

phylla ). Du¿¹ rolê odgrywaj¹ tak¿e przyczyny pojawienia siê le¿aniny. Badania w

pó³nocno-zachodniej Rosji wykaza³y, ¿e na powierzchniach œwie¿ych zrêbów, po

wywiezieniu pozyskanego surowca, zachowa³o siê œrednio 24 m 3 /ha martwego

drewna, podczas gdy w miejscach “naturalnych” zaburzeñ by³o go nawet do 145

m 3 /ha (K RANKINA i in. 2001).

Czêstotliwoœæ ciêæ pielêgnacyjnych oraz rodzaj ciêæ rêbnych mog¹ mieæ

wiêkszy wp³yw na zasób le¿aniny ni¿ intensywnoœæ ciêæ czy rozmiar pozyskania

(A BER i in. 1978, za Caza 1993). Znacznie mniej martwego drewna znajduje siê na

obszarach: czêstych dzia³añ gospodarczych, stosowania ciêæ zupe³nych i

czêœciowych. Zwi¹zane jest to z: nisk¹ mi¹¿szoœci¹ drzewostanu i nie dopuszcza-

niem do naturalnej (powolnej) œmierci drzew, pozostawianiem na zrêbach g³ównie

drobnicy, która ulega szybkiemu rozk³adowi i niszczeniem przez ciê¿ki sprzêt zale-

gaj¹cej na dnie lasu le¿aniny grubej, zw³aszcza tej w zaawansowanym stopniu

rozk³adu (G ORE iP ATTERSON 1986; S PIES iC LINE 1988).

Zasób le¿aniny (zw³aszcza udzia³ frakcji grubych) i tempo jej rozk³adu s¹ sil-

nie zwi¹zane z wiekiem drzewostanu, natomiast znacznie s³abiej ze œredni¹ wy-

sokoœci¹ drzewostanu (H ARMON i in. 1986; F RANKLIN i in. 1987; H ARMON i

J. Wolski

S EXTON 1996; S PETICH i in. 1999). Ponadto tempo rozk³adu zale¿y od gatunku

drzew – w tym przypadku mo¿e siê ró¿niæ nawet dziesiêciokrotnie (H ARMON i in.

1987; L OFROTH 1998, za Mattsonem i in. 1987).

O’N EILL iD E A NGELIS (1981) jako jedni z pierwszych stwierdzili, ¿e iloœæ

martwego drewna wzrasta wraz z produktywnoœci¹ drzewostanu (w rozumieniu

przyrodniczym). Wielu badaczy odnotowuje tak¿e wiêksz¹ roczn¹ dostawê mart-

wego drewna w drzewostanach iglastych (H ARMON iH UA 1991). Jednak ze

wzglêdu na zró¿nicowanie czynników odpowiedzialnych za rozk³ad materii

drzewnej czêsto nie jest to skorelowane z jej iloœci¹ na dnie lasu.

G³ównym celem tej pracy jest: prezentacja wyników pomiarów zapasu

le¿¹cego martwego drewna wykonanych w trzech leœnych kompleksach promocyj-

nych, analiza zaobserwowanych zale¿noœci, m.in. z wiekiem drzewostanu, przed-

stawienie wstêpnych dzia³añ, maj¹cych na celu sformu³owanie nowych zasad

postêpowania z martwym drewnem w lasach naszego kraju.

2. Charakterystyka stanowisk badawczych

Pomiar zapasu le¿¹cego martwego drewna przeprowadzono na szeœciu stano-

wiskach zlokalizowanych w trzech leœnych kompleksach promocyjnych: Borach

Tucholskich, Borach Lubuskich i Puszczy Bia³owieskiej.

Powierzchnie dobrano tak, aby by³y mo¿liwie zbli¿one pod wzglêdem wy-

stêpuj¹cych typów gleb i ich w³aœciwoœci oraz podstawowych charakterystyk

fitosocjologiczno-florystycznych. Analizowane zbiorowiska leœne nale¿¹ do klasy

Vaccinio-Piceetea , rzêdu Cladonio-Vaccinietalia i zwi¹zku Dicrano-Pinion , czyli

reprezentuj¹ naturalne oligo- i mezotroficzne zbiorowiska borowe, z wyraŸn¹ prze-

wag¹ sosny w drzewostanie i runem krzewinkowo-mszystym lub trawiasto-

mszystym. Ró¿nice w przynale¿noœci syntaksonomicznej wystêpuj¹ na poziomie

zespo³u ( Leucobryo-Pinetum , Peucedano-Pinetum i Serratulo-Pinetum )(R OO -

Z IELIÑSKA iS OLON 2002).

Wszystkie stanowiska za³o¿ono w lasach gospodarczych o podobnym (prze-

ciêtnym) sposobie u¿ytkowania, reprezentatywnym dla tego typu powierzchni

leœnych w naszym kraju. Podstawowym kryterium ró¿nicuj¹cym by³ wiek drze-

wostanu (37–154 lata). Dok³adne dane lokalizacyjne i wybrane charakterystyki

fitosocjologiczno-glebowe stanowisk zawiera tabela 1.

3. Metody

Prace terenowe

Do pomiarów martwego drewna wykorzystano metodê linii 1 siecznych

B ROWNA (1974). Na ka¿dym stanowisku o maksymalnej powierzchni ok. 0,7 ha

wytyczono 20 linii siecznych o d³ugoœci 10,5 m ka¿da (20×10,5 m = 210 m). Kie-

Nazwa metody u¿ywana przez wiêkszoœæ autorów, natomiast sam Brown u¿ywa terminu “planar intersect

method” (metoda powierzchni siecznych).

Tabela 1

Table 1

Dane lokalizacyjne oraz wybrane charakterystyki glebowe i botaniczne stanowisk badawczych (wg D EGÓRSKI 2002, R OO- Z IELIÑSKA iS OLON 2002)

Location and selected soil and botanical characteristics of experimental plots (according to DEGÓRSKI 2002, ROO-ZIELIÑSKA i SOLON 2002)

Nazwa stanowiska

Site name

Bory Lubuskie

Bory Tucholskie

Puszcza

Bia³owieska (742)

Puszcza

Bia³owieska (493)

Puszcza

Bia³owieska (520)

Puszcza

Bia³owieska (521)

Nadleœnictwo

Forest inspectorate

Lubsko

Tuchola

Browsk

Bia³owie¿a

Leœnictwo

Forest district

Ciemny Las

Œwit

Lacka Puszcza

Suche

Podcerkiew

Oddzia³ i pododdzia³

Forest department

223 h

66 i

742 b

493 Ag

520 Bh

521 Aa

Szerokoœæ geograficzna N

Latitude N

51 o 44'43"

53 o 33'08"

52 o 53'19"

52 o 41'32''

D³ugoœæ geograficzna E

Longitude E

14 o 45'19"

17 o 53'29"

23 o 37'10"

23 o 43'42''

Wysokoœæ n.p.m.

Altitude

119

147

109

120

Wiek sosny

Pinus sylvestris age

154

Przynale¿noœæ fitosocjol.

Forest community

suboceaniczny bór

sosnowy œwie¿y

Leucobryo-Pinetum

suboceaniczny bór

sosnowy œwie¿y

Leucobryo-Pinetum

bór sosnowy œwie¿y

Peucedano-Pinetum

bór mieszany

œwie¿y

Serratulo-Pinetum

bór mieszany

œwie¿y

Serratulo-Pinetum

bór mieszany

œwie¿y

Serratulo-Pinetum

Typ gleby

Soil type

bielicowa

podzolic

rdzawa w³aœciwa

rusty

bielicowa

podzolic

bielicowo-rdzawa

podzolic-rusty

bielicowo-rdzawa

podzolic-rusty

bielicowo-rdzawa

podzolic-rusty

Poziomy genetyczne

Genetic horizons

O-AEes-Ees-Bhfe-C O-AE-BfeBv-Bv-C O-AEes-Ees-Bhfe-C O-AE-BfeBv-Bv-

BvC-C

O-AE-BfeBv-Bv-

BvC-C

O-AE-BfeBv-Bv-

BvC-C

Typ próchnicy

Humus type

mor

moder-mor

mor

moder-mor

pH w poziomie próchn.

pH in humus horizon

4,23

4,08

4,74

4,53

4,44

4,34

Gatunki drzew warstwy a1

Tree species in a1 layer

Pinus sylvestris

Picea abies

Pinus sylvestris

Picea abies

Pinus sylvestris

Betula pendula

Pinus sylvestris

Gatunki drzew warstwy a2

Tree species in a2 layer

–

Betula pendula

Fagus sylvatica

Quercus robur

Betula pendula

–

Picea abies

Betula pendula

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: