Vývoj zmladenia smrekového lesa po gradácii podkôrnikov pri rôznych režimoch manažmentu - PDF

Description
Vývoj zmladenia smrekového lesa po gradácii podkôrnikov pri rôznych režimoch manažmentu A progress in regeneration of spruce forest after the bark beetle outbreak under the different management regimes

Please download to get full document.

View again

of 17
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

How To, Education & Training

Publish on:

Views: 43 | Pages: 17

Extension: PDF | Download: 0

Share
Transcript
Vývoj zmladenia smrekového lesa po gradácii podkôrnikov pri rôznych režimoch manažmentu A progress in regeneration of spruce forest after the bark beetle outbreak under the different management regimes Karolína Gelatičová 1 & Jozef Šibík 2 1 Banícka 30/6, Prievidza, 2 Botanický ústav SAV, Dúbravská cesta 9, Bratislava 4, Abstract: We focus on the progress in regeneration of montane spruce forest after the bark beetle outbreak at three different sites in Západné Tatry Mts (Western Carpathians, Slovakia). First site is situated in Jalovecká dolina Valley within a commercial forest with removed trees, second one is in Bobrovecká dolina Valley and represents a commercial forest with cut but not removed trees. The last site is located in National Nature Reserve Sokol that represents unmanaged forest. At each plot (5 plots per site, plot size of 100 square meters) we sampled several variables related to management regime (trees removed, cut but not removed, unmanaged) such as number or percentage cover of infested and fallen trees, number of seedlings, regeneration type (natural, managed) and others in the year Sampled data were analyzed using summary statistics and canonical correspondence analysis. Our results show that a higher number of fir, beech and spruce samplings as well as higher tree species diversity occur at commercial forest with cut but not removed trees and at the site with unmanaged forests left to natural regeneration. Though the differences in sapling numbers of all tree species between all sites were not so striking, it seems obvious that the disturbed habitats are able to regenerate successfully without any human intervention. The main difference between managed and unmanaged sites was that intense forest management, such as sanitary logging and tree planting, is very costly when comparing with no-intervention option. As in other recent studies, our findings suggest that the natural regeneration is the best management tool in no-take areas of national parks because it is a part of natural disturbance regimes to which our forests have been already adapted. An important driver in these regimes is Spruce bark beetle (Ips typographus L.). We understand that its outbreaks in commercial forests are unacceptable because of economic interest, but in national parks we should be able to see, study and preserve the processes and dynamics of (semi) naturally evolving forest ecosystems including bark beetle outbreaks. Key words: management, natural regeneration, Spruce bark beetle outbreak, Tatry Mts. Úvod Zonálne smrečiny sú najrozšírenejším lesným vegetačným typom v Tatrách. Sú to zástupcovia ihličnatých lesov boreálnej zóny severnej Eurázie u nás. Na mnohých miestach v Tatrách a okolitých oblastiach sa vyskytujú spoločne s inými typmi boreálnej vegetácie, ako sú napr. rašeliniská, čím vznikajú extrazonálne izolované ostrovy biómu tajgy aj v strednej Európe (Chytrý 2012; 69 K. Gelatičová & J. Šibík: Zmladenie smrekového lesa pri rôznych režimoch manažmentu Chytrý et al. 2013). Oblasti, v ktorých sa nachádzajú, sa vyznačujú kratšou vegetačnou sezónou a dlhými chladnými zimami. Ihlicovité listy tvorené sklerenchymatickým pletivom a niekoľkoročnými cyklami obnovy sú adekvátnou odpoveďou na tieto drsnejšie klimatické podmienky v porovnaní s opadavými listami obnovujúcimi sa pravidelne každý rok. Konkurenčná schopnosť listnatých druhov je tak obmedzená a ihličnaté druhy sa tu prirodzene stávajú dominantným typom (Chytrý 2012). Smerom nadol horské smrečiny prechádzajú do zmiešaných horských lesov tvorených bukom, jedľou a javorom horským, zhora hraničia s krovitými porastami kosodreviny. Striedanie týchto fyziognomicky odlišných typov porastov so stúpajúcou nadmorskou výškou je zákonité, podmienené v prvom rade vplyvom postupne sa meniacich klimatických podmienok. Ich prirodzený a pravidelný výskyt v určitom výškovom rozpätí sa hodnotí ako vegetačná stupňovitosť (Kučera 2010, 2012b). Disturbancie v lesných ekosystémoch predstavujú prirodzené procesy, ktoré sa spolupodieľali na evolúcii celých biotopov. Z antropocentrického pohľadu môžeme v určitých prípadoch tieto procesy označiť za negatívne, z hľadiska evolučného však ide o súčasť komplikovanej dynamiky podmieňujúcej životaschopnosť, prežívanie či prispôsobovanie sa bioty tvoriacej daný ekosystém. Ekosystémy ako dynamické nerovnovážne systémy nepredstaviteľnej a neredukovateľnej zložitosti sa v značnej miere vyvíjajú chaoticky až stochasticky a ukazujú preto aj značnú citlivosť na počiatočné podmienky. To znamená, že už malé odchýlky od prirodzených pomerov na počiatku obnovného cyklu (napr. odstránenie malej časti mŕtveho dreva) môžu vyvolať veľké zmeny v dlhodobom vývoji, funkciách a odolnosti lesa. Silné selekčné tlaky prírodných disturbancií typu tatranskej veternej smršte a premnoženia podkôrnikov sú tými činiteľmi, schopnými veľkopriestorovo a účinne nastaviť prirodzené počiatočné podmienky pre vývoj lesa od začiatku nového cyklu sekundárnej sukcesie a zároveň zahladiť stopy po prípadných predchádzajúcich ľudských zásahoch do týchto ekosystémov (Topercer 2007a). V súčasnosti sme svedkami významných zmien (nielen) lesných ekosystémov, ktoré prebiehajú takmer neustále, v mnohých prípadoch ako výsledok čiastočnej straty zápoja alebo vymiznutia zraniteľných druhov, spolu s redukciou prirodzenej biodiverzity (Liebhold et al. 1995; Hoekstra et al. 2005; Drever et al. 2006). Bóra, ktorá zasiahla územie Tatier v novembri 2004, bola okrem popadaných stromov aj dôvodom premnoženia podkôrnikovitých chrobákov (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae), ktoré ako súčasť smrekových 70 ekosystémov očakávane využili vhodné potravné a klimatické podmienky po veternej smršti a na niektorých lokalitách sa rozmnožili do takej miery, že spôsobili rozpad stromového poschodia v značnej časti ekosystému horského smrekového lesa. Toto premnoženie je typické a cyklicky sa vracajúce do týchto ekosystémov už od nepamäti. Po každej gradácii nasleduje typický ústup, čo je spôsobené zvýšeným výskytom prirodzených predátorov, škodcov i chorôb. Lykožrút sa v našich pohoriach vyskytuje od tej doby, čo sa tu objavil smrek, teda približne rokov. Výrazné premnoženia tohto chrobáka sa objavujú v približne 200-ročných cykloch, čiže v obdobiach, kedy dorastú dostatočne veľké plochy starších lesov a pravdepodobnosť veľkoplošných polomov, spôsobených silnou víchricou, sa zvyšuje. Polomy poskytujú lykožrútovi nadbytok potravy a umožňujú mu veľkoplošné rozšírenie. Súčasné problémy s lykožrútom sú umocnené nestabilitou a zlým zdravotným stavom dospievajúcich smrekových monokultúr. Keďže lykožrút je prirodzenou súčasťou smrekových lesov, nemožno ho vyhubiť prirodzenou cestou. Navyše sa na neho viažu mnohé druhy organizmov, ktoré v smrečinách žijú. Lykožrút zasahuje selektívne, pretože vyhľadáva len smreky v určitom veku a zrejme aj výlučne v určitom fyziologickom stave (Šantrůčková & Vrba 2010). Cieľom predkladaného príspevku je ukázať rozdiely medzi rôznymi stratégiami obhospodarovania lesa v Tatrách a odhadnúť významnosť vplyvu odstraňovania dreva z lokalít s premnožením podkôrnikovitých na obnovu lesa. Materiál a metódy Zisťovali sme priebeh zmladenia po gradácii lykožrúta smrekového (Ips typographus L.) a ďalších podkôrnikovitých na lokalitách v Západných Tatrách, konkrétne v Jaloveckej a Bobroveckej doline a v NPR Sokol (obr. 1) v roku Pre túto štúdiu boli vybraté tri lokality s rôznym typom obhospodarovania rôznym režimom manažmentu resp. prístupu k napadnutým stromom. Prvá lokalita sa nachádza v Jaloveckej doline a predstavuje smrekový les po gradácii podkôrnikovitých (po disturbancii). Bol využívaný ako hospodársky les, v ktorom bolo drevo vyťažené, na mieste bola ponechaná iba haluzina a vykonaná umelá obnova výsadbou sadeníc, najmä smreka. Smrek predstavoval približne polovicu z druhov použitých na výsadbu (M. Ballo 2014, in verb.). Druhá lokalita bola vybraná v Bobroveckej doline taktiež v hospodárskom lese, kde však po gradácii lykožrúta napadnuté stromy len spílili a ponechali na mieste bez odvetvenia, odkôrnenia a ďalších zásahov. Posledná, kontrolná lokalita, sa nachádza v NPR Sokol. Predstavuje prírodný les s prirodzeným zmladením bez zásahu človeka. Na jednotlivých lokalitách sme na vzorkovacích plochách veľkosti 100 m 2 zaznamenávali viaceré údaje týkajúce sa počtu resp. pokryvnosti napadnutých stojacich a spadnutých stromov, mladých stromčekov, typu zmladenia a pod. Celkovo sme na každej lokalite na piatich plochách veľkosti m sledovali: počet a druh vysadených stromčekov; počet a druh stromčekov z prirodzeného zmladenia; množstvo mŕtveho dreva (odhad v % pokryvnosti); pokryvnosť stromového poschodia (%); vzdialenosť plochy od súvislejšieho lesa; počet stojacich mŕtvych stromov; výskyt 71 K. Gelatičová & J. Šibík: Zmladenie smrekového lesa pri rôznych režimoch manažmentu typických lesných druhov nižších rastlín (machorasty a lišajníky prirodzených lesov, prítomnosť/ neprítomnosť); výskyt nižších rastlín typických pre exponované resp. suché biotopy (prítomnosť/ neprítomnosť). Získané dáta sme štatisticky analyzovali a výsledky uvádzame v podobe grafov s príslušným komentárom v texte. Okrem grafického vyjadrenia sme významnosť rozdielov v hodnotách niektorých vybraných premenných medzi jednotlivými typmi manažmentu testovali jednofaktorovou Kruskal-Wallisovou analýzou rozptylu (ANOVA). Krabicové grafy porovnávajúce rozdiely alebo podobnosti na jednotlivých lokalitách boli vytvorené v programe Statistica 7.0 (StatSoft Inc. 2006, v ktorom sme testovali aj významnosť rozdielov pomocou analýzy rozptylu. Hlavné gradienty v rozložení jednotlivých vzoriek (15 plôch, 5 z každej lokality s rôznym režimom manažmentu reagujúcim na gradáciu podkôrnikov) v závislosti od hodnôt jednotlivých premenných (šípky), boli analyzované nepriamou gradientovou analýzou pomocou Principal components analysis (PCA) z programového balíka CANOCO 4.5 (ter Braak & Šmilauer 2002). Nakoľko sme mali väčšie množstvo premenných, informáciu o korelácii jednotlivých faktorov sme získali použitím environmentálnych dát v úlohe dát o druhovom zložení (cf. Herben & Münzbergová 2003). Ako environmentálne premenné sme použili nasledovné: prirodzená obnova po gradácii podkôrnikov (Prir-Reg), holorub ponechaný na samovývoj (Hol- Samo), holorub s odstránenými stromami (Hol), vzdialenosť od najbližšieho lesa (Les-vzdial), pokryvnosť stromov v % priemet korún na ploche (Pokr-Strom), pokryvnosť mŕtveho dreva resp. haluziny ponechanej na ploche v % (Mrtve-Drevo), počet stromčekov s výškou 0,3 m a nižších (Sem-m30), počet stromčekov s výškou 0,31 0,6 m (Sem-m60), počet stromčekov s výškou 0,61 1,5 m (Sem-v60), počet stromčekov s výškou 1,51 m a vyšších (Sem-v150), počet prirodzene zmladených stromčekov (Sem-prir), počet vysadených stromčekov (Sem-vys; ich prítomnosť bola v teréne odlíšená podľa ochranného náteru proti ohryzu zverou), prítomnosť lesných druhov machorastov (Les-non-vasc), prítomnosť nižších rastlín typických pre exponované resp. suché biotopy (Exp-non-vasc). Dreviny sú v grafoch označené vedeckými menami rodov: Abies jedľa, Acer javor, Fagus buk, Larix smrekovec, Picea smrek, Pinus borovica, Salix vŕba, Sorbus jarabina. Šípky predstavujú kvantitatívnu premennú a ich dĺžka hovorí o významnosti a smere nárastu daného faktora (napr. počtu stromčekov prirodzene zmladených). Výsledky a diskusia Pôsobenie vetra a podkôrneho hmyzu patrí k najvýznamnejším disturbanciám v smrečinových ekosystémoch v strednej Európe (Svoboda et al. 2010). Ich silu výrazne ovplyvňuje človek, ktorý sa v tatranskej oblasti intenzívne prejavoval už od stredoveku a jeho vplyvy zaznamenali vrchol počas valaskej kolonizácie (Svoboda 1940; Plesník 1955; Kňazovický 1970; Janík 1971; Zatkalík 1973; Somora 1979). Človek do určitej miery narušil prirodzené procesy a toky látok v tomto živom systéme a vytvoril predpoklady pre vznik úplne nových spoločenstiev, ako aj reorganizáciu už existujúcich. Podobne, ako bola do veľkej miery ovplyvnená takmer všetka lesná a nelesná vegetácia pod Tatrami, aj smrekové porasty, ich rozšírenie a druhová skladba, reflektujú mieru ich využívania a prípadných snáh o rekonštrukciu k rôznym obdobiam, najčastejšie k tým, ktoré si ľudia správcovia lesov a sa- 72 Obr. 1. Mapa znázorňujúca študované územie s vyznačením jednotlivých lokalít. 1. Jalovecká dolina, hospodársky les s odstránenými stromami a umelou obnovou sadenicami; 2. Bobrovecká dolina, hospodársky les s napadnutými stromami spílenými a ponechanými na mieste; 3. NPR Sokol, prirodzený les ponechaný na samovývoj. Fig. 1. A map depicting studied area with individual localities. 1. The Jalovecká dolina Valley, a commercial forest with removed trees; 2. The Bobrovecká dolina Valley, a commercial forest with cut but not removed trees; 3. National Nature Reserve Sokol, unmanaged forest. motní lesníci pamätali z minulosti. Osobná skúsenosť, snaha zachovať stav lesov nemenný a pokusy zjednodušiť veľmi komplexnú a komplikovanú dynamiku týchto ekosystémov na jej záverečnú fázu dospelého lesa, spolu s vyčlenením fázy rozpadu, ktorá bezprostredne začína a ukončuje celý cyklus, ako nežiaducej spôsobili, že v Tatrách sa za posledných približne 150 rokov výrazne zmenila štruktúra lesov, najmä na podhorí, a začali prevládať jednoveké porasty s malou schopnosťou prežitia i drobných disturbancií (Sabo & Topercer 2012). Kučera (2010) zdôraznil, že celková zmena skladby lesov Tatier, zapríčinená hospodárskymi zásahmi, sťažuje štúdium prirodzeného rozšírenia lesných drevín a ich porastov. Takto zdôvodňuje aj neprítomnosť buka na kryštaliniku v oravskej časti Západných Tatier. V tejto súvislosti uvie- 73 K. Gelatičová & J. Šibík: Zmladenie smrekového lesa pri rôznych režimoch manažmentu Tab. 1. Významnosť rozdielov v hodnotách vybraných premenných medzi jednotlivými typmi manažmentu testované jednofaktorovou Kruskal-Wallisovou analýzou rozptylu (ANOVA). Hviezdičkou (*) v poli Významnosť sú označené štatisticky významné premenné (p 0,05). Tab. 1. Statistical significance of selected variables between individual sites with different management regimes tested by Kruskal-Wallis one-way analysis of variance (p 0.05). Sum of Ranks Významnosť p H manažment 1 manažment 2 manažment 3 Les-vzd - 0,0592 5, ,00 46,50 22,50 Pokr-strom * 0, , ,50 32,50 65,00 Mrtv-drev - 0,6870 0, ,00 43,00 33,00 Picea - 0,9346 0, ,50 38,50 43,00 Larix - 0,4818 1, ,50 37,50 34,00 Fagus - 0,2662 2, ,00 48,50 32,50 Acer - 0,5811 1, ,00 42,00 35,00 Salix - 0,3679 2, ,50 45,00 37,50 Abies * 0,0318 6, ,50 32,50 55,00 Pinus - 0,3679 2, ,50 37,50 45,00 Sorbus - 0,3679 2, ,50 37,50 45,00 Sem-m30-0,8264 0, ,00 37,00 45,00 Sem-m60 * 0,0253 7, ,00 44,50 55,50 Sem-v60 * 0,0197 7, ,50 18,00 54,50 Sem-v150-0,5579 1, ,50 33,00 46,50 Sem-Prir - 0,1023 4, ,00 38,00 56,00 Sem-Vys * 0, , ,00 27,50 27,50 Les-non-v * 0,0446 6, ,00 40,00 55,00 Exp-non-v * 0, , ,00 50,00 20,00 74 dol, že odpoveď treba hľadať predovšetkým v ľudských vplyvoch na lesnú pokrývku a nie v klimatických rozdielnostiach spojených so zrážkovým tieňom. Pri porovnaní výskytu mladých stromčekov podľa druhu dreviny vyplýva, že medzi mediánom početnosti smreka (Picea abies) na prvej a druhej lokalite nie je veľký rozdiel (obr. 2). Na tretej lokalite, kde nachádzame iba prirodzené zmladenie resp. mladé stromčeky, ktoré vzišli prirodzeným spôsobom bez vysadenia, bolo zastúpenie približne o 50 % väčšie (obr. 3). Najčastejší počet mladých stromčekov na ploche m bol približne 30. Štatistická rozdielnosť výskytu smreka nebola významná, p-hodnota bola vyššia ako zvolená hladina významnosti (5 % = 0,05), nulovú hypotézu o rovnosti všetkých mediánov nemožno teda zamietnuť (tab. 1). Znamená to, že rozdiel medzi každou dvojicou mediánov vypočítaných zo vzorky môže byť iba dôsledkom náhodného výberu, nie je teda štatisticky významný medzi premennými nie je vzťah. Štatisticky významný sa ukázal výskyt jedle v nemanažovaných plochách na lokalite č. 3. Zo štatistického hľadiska bol výskyt mladých stromčekov druhov Acer pseudoplatanus, Pinus sylvestris, Salix silesiaca a Sorbus aucuparia v našom dátovom súbore zanedbateľný. Spomedzi ostatných sledovaných druhov sa tieto na lokalitách takmer nevyskytovali. Jedľa sa vyskytovala iba na plochách bez manažmentu a výskyt smreka bol taktiež vyšší na plochách prirodzeného biotopu. Buk sme zaznamenali s mierne vyššou početnosťou na lokalite č. 2 s prirodzenou obnovou po spílení napadnutých stromov, zatiaľ čo smrekovec opadavý prevažoval na manažovaných plochách, kde bol vysádzaný s pomerne vysokou početnosťou (obr. 2). Prítomnosť buka ako dreviny nastupujúcej prirodzene po disturbanciách podporuje predstavu, že buk môže byť aj v Tatrách prirodzene častejší, ako sa doteraz predpokladalo (cf. Kučera 2009, 2012a). Prekvapivo pokryvnosť mŕtveho dreva bola nízka na všetkých skúmaných lokalitách s tým rozdielom, že na manažovaných plochách išlo o zvyšky po ťažbe, zatiaľ čo v prirodzenom lese o obvyklý výskyt suchárov a iných mŕtvych stromov. Na prvej lokalite možno pozorovať miestami zvýšené koncentrácie haluziny, zatiaľ čo v prirodzenom lese bez zásahu človeka je táto biomasa rozložená viac-menej nepravidelne po celej ploche. Pokryvnosť živých stromov bola porovnateľne vyššia na lokalite s prirodzeným zmladením bez manažmentu, čo bolo v protiklade s výskytom sadeníc, ktoré prevažovali na prvej lokalite. Vzdialenosť lesa od jednotlivých plôch sa zvyšovala na vyťažených lokalitách, ktoré mali charakter bezlesia, čo však môže byť artefakt výberu vzorkovacích plôch nakoľko p-hodnota bola len veľmi mierne vyššia ako zvolená hladina významnosti (tab. 1). 75 K. Gelatičová & J. Šibík: Zmladenie smrekového lesa pri rôznych režimoch manažmentu Obr. 2. Krabicové grafy znázorňujúce rozdiely medzi počtom mladých stromčekov rôznej výšky a stromčekov z prirodzenej obnovy na študovaných lokalitách. Fig. 2. Box and Whisker plots representing differences between number of individual small and/or juvenile trees and trees from natural regeneration within studied sites. 76 Obr. 3. Krabicové grafy znázorňujúce rozdiely medzi výskytom jednotlivých lesných druhov a ďalších zisťovaných premenných na študovaných lokalitách. Fig. 3. Box and Whisker plots representing differences between occurrence of individual trees and other surveyed variables within studied sites. 77 K. Gelatičová & J. Šibík: Zmladenie smrekového lesa pri rôznych režimoch manažmentu Početnosť mladých stromčekov výšky 0,31 0,6 m sa výrazne nelíšila medzi študovanými lokalitami. Iná situácia nastala pri výskyte vyšších stromčekov, kde bola pozorovaná absencia jedincov výšky 0,61 1,5 m a 1,51 m a viac na lokalite č. 2, zjavne z dôvodu pomalšieho nástupu sukcesie bez pomoci výsadieb. Podporuje to názor o kvalitnej a rýchlej ob
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks