Bembenek i inni. 2013 Uszkodenia ...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->sylwan157 (10): 747−753, 2013Mariusz Bembenek, Dieter F. Giefing, Zbigniew Karaszewski, Piotr S.Mederski, Anna Szczepańska-ÁlvarezUszkodzenia drzew w następstwie trzebieży wczesnychw nizinnych drzewostanach świerkowychTree damage in lowland spruce stands caused by early thinningsABSTRACTBembenek M., Giefing D. F., Karaszewski Z., Mederski P. S., Szczepańska−Álvarez A. 2013. Uszkodzeniadrzew w następstwie trzebieży wczesnych w nizinnych drzewostanach świerkowych. Sylwan 157 (10): 747−753.The paper presents analysis of tree damage after early thinning in lowland spruce stands. Percentage of treewith damage and weighted damage index (WDI) were considered. Three different thinning operationswere analysed, in which different cutting method was applied. The smallest level of damage was observedwhen short wood system (SWS) was used. There were no significant differences between frequencyof damage when full tree (FTS) and long wood (LWS) systems were compared.KEY WORDSspruce, tree damage, timber harvest methods, early thinningAddressesMariusz Bembenek(1)– e−mail: mariusz.bembenek@up.poznan.plDieter F. Giefing(2)– e−mail: d_giefing@itd.poznan.plZbigniew Karaszewski(2)– e−mail: z_karaszewski@itd.poznan.plPiotr S. Mederski(1)– e−mail: piotr.mederski@up.poznan.plAnna Szczepańska−Alvarez(3)– e−mail: aszczep@up.poznan.plKatedra Użytkowania Lasu; Uniwersytet Przyrodniczy; ul. Wojska Polskiego 71A; 60−625 PoznańZakład Badania i Zastosowań Drewna; Instytut Technologii Drewna; ul. Winiarska 1; 60−654 Poznań(3)Katedra Metod Matematycznych i Statystycznych; Uniwersytet Przyrodniczy; ul. Wojska Polskiego 28;60−637 Poznań(2)(1)WstępPierwsze cięcia pielęgnacyjne o charakterze selekcji pozytywnej prowadzone w fazie tyczko−winy i drągowiny mają zasadnicze znaczenie dla jakości drzewostanu. Przy istniejącym deficyciedrewna surowiec uzyskany podczas ich wykonywania stanowi znaczną część pozyskania. W drze−wostanach świerkowych, stanowiących w Polsce 6,8% zasobów drzewnych [Leśnictwo 2011],wykonanie pierwszego zabiegu z pozyskiwaniem miąższości może skutkować narażeniem na czyn−niki fitopatologiczne [Meng 1978; Vasiliauskas 2001; Chomicz 2012], a nawet zwiększeniemryzyka wystąpienia klęski żywiołowej [Łakomy i in. 2001]. Pierwotną przyczyną tych zagrożeńw świerczynach mogą być rany powstałe podczas ścinki i zrywki na drzewach pozostających w drze−wostanie. Ich pojawianie się podczas prac pozyskaniowych wydaje się trudne do uniknięcia.Należy natomiast szukać rozwiązań zmniejszających tę uciążliwość w środowisku leśnym [Michaleci in. 2013]. Badania z tego zakresu prowadzone były w drzewostanach różnogatunkowych i różno−wiekowych. W warunkach nizinnych analizowano uszkodzenia drzewostanów sosnowych [Giefing1995; Giefing i in. 2000; Karaszewski i in. 2013b] oraz bukowych [Giefing, Mana 1995]. Efektem748M. Bembenek, D. F. Giefing, Z. Karaszewski, P. S. Mederski, A. Szczepańska−Álvareztych badań było zweryfikowanie wypracowanych metod badawczych [Giefing i in. 2012]. W wa−runkach górskich uszkodzenia drzewostanów iglastych badali Stańczykiewicz [2006; 2011],Stańczykiewicz i in. [2010; 2012], Zastocki i Walczak [2011] oraz Sowa i in. [2011].Celem niniejszej pracy było określenie poziomu uszkodzeń powstałych podczas pozyskiwa−nia drewna w nizinnych drzewostanach świerkowych. Przyjęto hipotezę, iż długość zrywanegodrewna będzie wpływać na poziom uszkodzeń pozostających drzew, których częstość będzie sięzwiększać ze wzrostem długości pozyskiwanego drewna. Założono także, że wykorzystanieważonego wskaźnika uszkodzeń WDI może wpływać na wyselekcjonowanie najmniej uciążliwejdla drzewostanu metody pozyskiwania.Materiał i metodyBadania przeprowadzono w przedrębnych, nizinnych drzewostanach II klasy wieku z minimum70% udziałem świerka (tab. 1), w których przy braku pokrywy śnieżnej i niezamarzniętej glebiewykonano trzebież wczesną (TW). Powierzchnie zlokalizowano na terenie nadleśnictw Zaporowo(RDLP w Olsztynie) i Różańsko (RDLP w Szczecinie). W celu udostępnienia drzewostanu zało−żono sieć szlaków zrywkowych o szerokości 3 m. W zależności od przyjętej technologii pozyski−wania drewna odległość między szlakami wynosiła 20 lub 40 m. Szerszy odstęp stosowano w pro−cesach technologicznych opartych na metodzie całego drzewa (FTS; ang. Full Tree System) orazmetodzie drewna długiego (LWS; ang. Long Wood System). W procesach technologicznychbazujących na systemie drewna krótkiego (SWS; ang. Short Wood System) zastosowano odstępwęższy. Ścinkę, okrzesywanie i przerzynkę wykonywano pilarką (P), a zrywkę prowadzonowciągarką Multi FKS (W), koniem (K) lub ciągnikiem rolniczym Ursus C−360 (C). Założono łącznie6 powierzchni próbnych w kształcie kwadratów o bokach 50 m (0,25 ha). Granice powierzchniutrwalono na drzewach granicznych. Działki zlokalizowano w kilkumetrowych odstępach od gra−nicy drzewostanu oraz od sąsiednich działek, tworząc otulinę w celu wykluczenia możliwościzniekształcenia wyników badań przez technologie realizowane na sąsiednich powierzchniach.Przed rozpoczęciem trzebieży pomierzono pierśnice drzew pozostających oraz wyznaczo−nych do usunięcia. Następnie dokonano posztucznej kontroli drzew w celu zarejestrowania uszko−dzeń istniejących przed rozpoczęciem prac pozyskaniowych. Po wykonanej trzebieży ustalonoliczbę uszkodzonych i zniszczonych drzew, biorąc pod uwagę miejsce uszkodzenia (korzenie,szyja korzeniowa i pień) oraz głębokość uszkodzenia (kora, łyko, drewno). Przeanalizowanołącznie 1973 drzewa. Uszkodzenia zakwalifikowane zostały do jednej z dziewięciu klas (tab. 2),Tabela 1.Charakterystyka drzewostanów na powierzchniach próbnychStand characteristics in sample plots selected for studyLiczba drzew Liczba drzew MiąższośćPierśnicaPierśnicaWspółczynnikProces pozostających uszkodzonych pozyskanego po zabiegu drzew pozys− intensywności[szt./ha][szt./ha]drewna [m3/ha] [cm]kiwanych [cm] trzebieży*FTS PWFTS PKLWS PKLWS PWSWS PWSWS PC9721180144013041148988132204220216523616,6020,2418,8416,1214,0415,3611,0711,4411,6411,5811,1212,568,939,758,898,508,4910,590,810,850,760,730,760,84* stosunek średniej pierśnicy drzew pozyskiwanych do średniej pierśnicy drzew pozostających po zabiegu* mean diameter (DBH) of extracted trees divided by mean diameter of the residual treesUszkodzenia drzew w następstwie trzebieżyTabela 2.Klasy uszkodzenia drzewTree damage classes749Klasauszkodzenia123456789Miejsce uszkodzeniaKoraPień lub szyja korzeniowaKoraKorzenieŁykoPień lub szyja korzeniowaŁykoKorzenieDrewno Pień lub szyja korzeniowaDrewnoKorzenieDrzewoPrzygięteDrzewoDrzewoSilnie przygięteZniszczoneRodzaj uszkodzeniaOtarcia koryOtarcia koryZdarta kora, odsłonięte lub uszkodzone łykoZdarta kora, odsłonięte lub uszkodzone łykoUszkodzenia włókien drewnaUszkodzenia włókien drewnaWidoczne przygięcie drzewa z dużą szansądalszego rozwojuZnaczne przygięcie drzewa z niewielką szansądalszego rozwojuZłamane lub wyrwaneco pozwoliło na obliczenie udziału uszkodzonych drzew oraz ważonego współczynnika uszko−dzenia drzewostanu WDI zaproponowanego przez Meyera i in. [1966], a upowszechnionegow Polsce przez Sosnowskiego [1999]. Współczynnik WDI uwzględnia liczbę drzew pozostającychoraz ilość pozyskanego drewna, a te wpływają na częstość uszkodzeń:WDI=R=1åI×RN×C9×1000gdzie:IRNC– liczba drzew uszkodzonych na powierzchni próbnej [szt.],– wartość liczbowa numeru klasy uszkodzenia,– liczba drzew powierzchni po przeprowadzonym zabiegu [szt.],– ilość drewna zerwanego z drzewostanu [m3/ha].Analizę statystyczną przeprowadzono z wykorzystaniem środowiska R (www.r−project.org). Na pod−stawie testuc2Pearsona lub testu Fishera, gdy liczebność w grupie była mniejsza niż 10 [Biecek2008], zbadana została zależność pomiędzy metodą pozyskiwania drewna a uszkodzeniem drzew.Następnie porównana została częstość występowania uszkodzeń drzew, częstość miejsc zranienia(z podziałem na korzenie i pień; tab. 2) oraz częstość występowania uszkodzeń o różnej głębo−kości. W każdym przypadku analizowano dwie wybrane metody pozyskiwania. Do porównaniaczęstości wykorzystano test dla dwóch proporcji oraz test permutacji, gdy liczebność w grupachbyła mniejsza niż 5. Weryfikowano hipotezę zerową mówiącą o braku istotnych różnic w częstościwystępowania uszkodzeń każdego typu, zakładając hipotezę alternatywną, że badane częstościwystępowania uszkodzeń są różne. W sytuacji odrzucenia hipotezy zerowej badano, która z czę−stości jest większa. Wnioskowanie przeprowadzone zostało na poziomie istotnościa=0,05.WynikiNajczęściej stwierdzonym rodzajem były uszkodzenia kory na pniu pozostających drzew (ryc. 1).W wyniku pozyskania i zrywki drewna krótkiego doszło do uszkodzenia 4,5% drzew. Największypoziom uszkodzeń odnotowano w metodzie FTS (17,3%). Ocena uciążliwości technologii za po−mocą współczynnika WDI wskazuje natomiast na procesy technologiczne z wykorzystaniemmetody drewna długiego jako najbardziej niekorzystne (ryc. 2). W przypadku LWS−PW współ−750M. Bembenek, D. F. Giefing, Z. Karaszewski, P. S. Mederski, A. Szczepańska−ÁlvarezRyc. 1.Rozkład rodzajów uszkodzenia drzewDistribution of tree damage typesRyc. 2.Odsetek uszkodzonych drzew oraz wartościWDIPercentage of trees with damage and WDIvaluesczynnik WDI=101,2 i był zdecydowanie większy od pozostałych. Najmniejszy poziom wskaźni−ka WDI uzyskano dla technologii opartych na metodzie drewna krótkiego (WDISWS PC=21,1).Stwierdzono różnice między częstością uszkodzeń drzew w zależności od metody pozyski−wania drewna (p<<0,001). Istotne różnice częstości uszkodzeń wystąpiły między FTS oraz SWS(p<<0,001), a także pomiędzy LWS a SWS (p<<0,001). Natomiast nie odnotowano statystycznieistotnych różnic w częstości występowania uszkodzeń między FTS i LWS (p=0,9582). Nie stwier−dzono powiązania między głębokością uszkodzenia drzewa a zastosowaną metodą pozyskania(p=0,4147). Podobnie jak w przypadku analizy głębokości uszkodzeń, również i dla ocenianychmiejsc powstawania uszkodzeń w zależności od zastosowanej metody nie wykazano statysty−cznie istotnych różnic.DyskusjaRealizacja TW w przedrębnych drzewostanach świerkowych powodowała powstawanie uszko−dzeń drzew w zakresie od 3,6 do 17,3%. Zdecydowanie niższy odsetek uszkodzeń podczas TWodnotował w górskich drzewostanach świerkowych Stańczykiewicz [2010]. Dla LWS wyniósł onzaledwie 1,8%, a w SWS – 4,4%. Należy tu jednak zaznaczyć, iż analizowany proces SWS obejmo−wał zrywkę drewna długiego do szlaku, na którym dokonywano przerzynki i tak przygotowanedrewno krótkie było zrywane w drugim etapie. Także Giefing i Mana [1995] w drzewostanachbukowych oraz Giefing [1995] w drzewostanach sosnowych obserwowali zdecydowanie mniejszypoziom uszkodzeń. Na różnice otrzymywanych wyników badań może mieć wpływ współczyn−nik intensywności trzebieży, który w niniejszych badaniach wyniósł od 0,60 do 0,84. Niestety,cytowani autorzy nie podają tego parametru w swoich pracach. Na zwiększony poziom uszkodzeńUszkodzenia drzew w następstwie trzebieży751w drzewostanach młodszych klas wieku może mieć wpływ usuwanie rozpieraczy oraz większa(niż w starszych klasach wieku) liczba drzew pozostających w drzewostanie po zabiegu. Obalanierozpieraczy z silnie rozbudowanymi koronami zwiększa prawdopodobieństwo powstaniauszkodzenia, co potwierdzają obserwacje Giefinga i Many [1995], Karaszewskiego [2005] orazBembenka i in. [2011]. Może to mieć wpływ na rodzaj wad występujących w surowcu [Kara−szewski i in. 2013a]. Ponadto młodsze drzewostany charakteryzują się po prostu większą liczbądrzew, a to zwiększa prawdopodobieństwo kontaktu zrywanego surowca z pozostającym drzewem.W nizinnych drzewostanach sosnowych po trzebieży z wykorzystaniem ciągnika rolniczego dozrywki drewna Karaszewski i in. [2013b] obserwowali zwiększający się odsetek uszkodzeń drzewwraz ze wzrostem długości zrywanego drewna. W niniejszych badaniach uszkodzeń świerkaobserwowano podobny trend, natomiast ich wielkość była większa. Porównanie wskaźnikówuszkodzeń drzew WDI dla drzewostanów świerkowych i sosnowych daje inny obraz narastającejuciążliwości zastosowanych metod pozyskiwania. Karaszewski i in. [2013b], rozpatrując trze−bieże bez podziału na klasy wieku, otrzymali najmniejszą wartość WDI w SWS (8,91), a najwięk−szą w FTS (41,41). W niniejszej pracy procesy technologiczne powodowały wyższy poziomuszkodzeń drzewostanu oraz odpowiednio wyższy współczynnik WDI, który dla SWS wyniósł25,8, dla FTS – 73,4, a dla LWS aż 101,2. Wartość WDI dla FTS PW wynika zapewne ze znaczniemniejszej (o 25%) liczby drzew pozostających (972) w porównaniu z liczbą drzew na powierzchniLWS PW (1304), gdyż na obu powierzchniach pozyskano podobną miąższość drewna (odpo−wiednio 16,60 i 16,12 m3). Wskazuje to na dobrą konstrukcję wzoru – mniejsza liczba drzew to mniejokazji do kontaktu zrywanego drewna z drzewami pozostającymi. Niewykluczone, że pewienwpływ na zwiększone wartości WDI w drzewostanach świerkowych (w porównaniu z sosnowymi)ma też cieńsza kora. Można założyć, że przy zbliżonej sile niszczącej działającej na daną częśćdrzewa (korzenie, pień) powodowaną przez zrywany ładunek (szczególnie całe drzewa), uszko−dzenie świerka będzie większe, a w odniesieniu do zastosowanej klasyfikacji uszkodzeń drzewbardziej dotkliwe (głębiej uszkadzając zewnętrzne warstwy drzewa) niż w przypadku sosny.Pewnym potwierdzeniem tych przypuszczeń mogą być wyniki WDI w drzewostanach sosno−wych II klasy wieku otrzymane przez Karaszewskiego [2005], które nie przekraczały wartości 25(SWS – 11,36−11,99; LWS – 19,39−22,53; FTS – 14,40−19,63) i były prawie pięciokrotnie mniejszeod maksymalnych wartości uzyskanych w prezentowanych badaniach.Stwierdzony brak różnic w częstości występowania uszkodzeń przy zastosowaniu LWSi FTS oraz zaobserwowane różnice między FTS i LWS a SWS potwierdzają wyniki badań Erlera[2000, 2005] dowodzące, że korzystniejsze są te warianty pozyskiwania, w których wyróbkadrewna jest wykonana na miejscu i w jak najkrótszych sortymentach.Podczas wykonywania zabiegów TW, niezależnie od przyjętej metody, każde z ocenianychpod względem głębokości uszkodzeń (kora, łyko, włókna drzewne) występuje z porównywalnączęstotliwością. Podobnie jak w przypadku rodzaju uszkodzeń, również analiza miejsc powsta−wania uszkodzeń nie wykazała statystycznie istotnych różnic między badanymi technologiami.Wpływ na to może mieć niewielka miąższość pozyskiwanych drzew (średnio 0,04 m3). Najczęściejobserwowanymi uszkodzeniami były otarcia kory na pniu drzewa. Pewną analogię można dostrzecw porównywalnych wiekiem nizinnych drzewostanach sosnowych, gdzie udział otarć kory byłjeszcze większy [Karaszewski 2005]. Stańczykiewicz i in. [2011] wykazali 50% uszkodzeń dolnychczęści drzew (korzenie i szyja korzeniowa) w górskich drzewostanach sosnowych, gdzie do trze−bieży stosowano procesory i wciągarki.Przedstawione wyniki badań potwierdzają, iż pozyskiwanie drewna krótkiego jest najmniejdotkliwe dla pozostających drzew. Jednocześnie zauważono, iż stosowanie WDI jest zasadne, [ Pobierz całość w formacie PDF ]