Zasady prowadzenia gospodarki leśnej dla terenów zagrożonych przez wiatr

Opis projektu

W Polsce w ostatnim stuleciu nastąpiły zmiany niektórych elementów klimatycznych. Podwyższyła się średnia temperatura powietrza atmosferycznego, zmianie uległ rozkład opadów w roku, występują susze w okresie wegetacyjnym, powstają liczne burze połączone z bardzo silnym wiatrem. Konsekwencją tych zmian są szkody, które w minionym 10-leciu ocenia się na 25 mln m³ miąższości złomów, wywrotów i posuszu. Spowodowane one są przez silny wiatr, opady mokrego śniegu, oblodzenia drzew. W największym stopniu dotyczą one świerka, podstawowego gatunku drzewa naszych gór. Na dużej powierzchni obserwuje się w Polsce rozpad świerczyn.

Zmieniające się warunki wzrostu drzew i nasilające się szkody w lasach, uzasadniają podjęcie badań nad wypracowaniem nowych zasad prowadzenia gospodarki leśnej. Ich wstępne sformułowanie stało się możliwe dzięki opracowaniu modelu ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr. Stosując modele ryzyka uszkodzenia uzyskuje się dla każdego drzewostanu współczynnik ryzyka uszkodzenia, a dla nadleśnictwa (obrębu) miernik zagrożenia lasu. Umożliwia to wykrycie drzewostanów i lasów w nadleśnictwie najbardziej podatnych na niszczycielską działalność wiatru.

Dotychczas sformułowano 7 nowych zasad prowadzenia gospodarki leśnej dla lasów zagrożonych przez wiatr.

Zasada 1. Na pniu nie należy przetrzymywać zbędnych zapasów, zwłaszcza gdy dotyczą one drzewostanów rębnych.

Zasada 2. Przy naborze drzewostanów do planu cięć rębnych, w pierwszej kolejności należy uwzględniać drzewostany, które charakteryzują się najwyższymi wartościami współczynnika ryzyka uszkodzenia, określonymi modelem, a spośród nich tworzące skupiska drzewostanów wysokiego ryzyka.

Zasada 3. W nadleśnictwach o bardzo wysokim udziale powierzchni drzewostanów charakteryzujących się wysokimi wartościami współczynnika ryzyka uszkodzenia należy obniżyć wiek rębności i tym samym zwiększyć etat użytkowania rębnego.

Zasada 3 – rozszerzona. Gdy między obrębami występuje duże zróżnicowanie udziału drzewostanów bardzo wysokiego ryzyka uszkodzenia, wówczas należy dla tych jednostek w uzasadnionych przypadkach zróżnicować wiek rębności.

Zasada 4. Gdy wiatr wyrządzi duże szkody w nadleśnictwie, wówczas w następnych latach należy w pełnym zakresie realizować cięcia rębne, a nawet rozważyć możliwość obniżenia wieku rębności i tym samym zwiększyć rozmiar cięć rębnych.

Zasada 5. W nadleśnictwach o wysokim mierniku zagrożenia lasu, należy zaniechać stosowania rębni gniazdowych, a przynajmniej skrócić okres jej realizacji w drzewostanie.

Zasada 6. Należy tworzyć drzewostany mieszane, z dużym udziałem gatunków drzew liściastych.

Zasada 7. W drzewostanach o wysokim współczynniku ryzyka uszkodzenia należy przyspieszyć proces naturalnego odnowienia powierzchni.

Wymienione zasady można traktować jako hipotezy badawcze. Weryfikacja tych hipotez jest celem niniejszego projektu badawczego.

Narzędziem badawczym służącym do rozwiazywania przedstawionych celów będzie model wzrostu drzewostanu i model ryzyka uszkodzenia drzewostanu. W algorytmach modelu wzrostu planuje się dokonać następujących korekt: 1) wzorów empirycznych służących do określania pierśnicowych liczb kształtu w korze i bez kory dla 8 głównych gatunków drzew leśnych, 2) krzywych wzrostu wysokości i wzrostu pierśnicy drzew, 3) nowego sposobu naboru drzewostanu do planu cięć rębnych. Planuje się również ocenE metody BDq określania rozmiaru użytkowania w drzewostanach jodłowych i jej ewentualne wprowadzenie do modelu wzrostu drzewostanu.

Model wzrostu drzewostanu zostanie zintegrowany z modelem ryzyka uszkodzenia drzewostanu. Końcowym efektem tych prac będzie pakiet programów komputerowych z nową wersją modelu wzrostu drzewostanu i modelu ryzyka uszkodzenia drzewostanu, służący do prognozowania rozwoju zasobów drzewnych, określania możliwości użytkowania lasu w zakresie cięć rębnych i przedrębnych, wraz z oceną ryzyka powstawania szkód.

Cele projektu

W Instytucie Badawczym Leśnictwa opracowano w ramach tematu „Opracowanie symulacji zagrożeń od czynników abiotycznych ekosystemów leśnych”, model ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr. Model ten umożliwił rozpoznanie nowego obszaru badawczego, w tym sformułowanie nowych zasad prowadzenia gospodarki leśnej na terenach zagrożonych przez wiatr. Proponowany temat badawczy jest kontynuacją zakończonego tematu, a jego głównym celem jest weryfikacja 7 zasad, wstępnie sformułowanych w zakończonym temacie.

Zasada 1. Na pniu nie należy przetrzymywać zbędnych zapasów, zwłaszcza gdy dotyczą one drzewostanów rębnych.

Zasada 2. Przy naborze drzewostanów do planu cięć rębnych, w pierwszej kolejności należy uwzględniać drzewostany, które charakteryzują się najwyższymi współczynnikami ryzyka uszkodzenia, określonymi modelem, a spośród nich tworzące skupiska drzewostanów wysokiego ryzyka.

Zasada 3. W nadleśnictwach o bardzo dużym udziale powierzchni drzewostanów charakteryzujących się wysokimi wartościami współczynnika ryzyka uszkodzenia należy obniżyć wiek rębności i tym samym zwiększyć etat użytkowania rębnego.

Zasada 3 – rozszerzona. Gdy między obrębami występuje duże zróżnicowanie udziału drzewostanów bardzo wysokiego ryzyka uszkodzenia, wówczas należy dla tych jednostek w uzasadnionych przypadkach zróżnicować wiek rębności.

Zasada 4. Gdy wiatr wyrządzi duże szkody w nadleśnictwie, wówczas w następnych latach należy w pełnym zakresie realizować cięcia rębne, a nawet rozważyć możliwość obniżenia wieku rębności i tym samym zwiększyć rozmiar cięć rębnych.

Zasada 5. W nadleśnictwach o wysokim mierniku zagrożenia lasu należy zaniechać stosowania rębni gniazdowych, a przynajmniej skrócić okres ich realizacji w drzewostanie.

Zasada 6. Należy tworzyć drzewostany mieszane, z dużym udziałem gatunków drzew liściastych.

Zasada 7. W drzewostanach o wysokim współczynniku ryzyka uszkodzenia należy przyspieszyć proces naturalnego odnowienia powierzchni.

Narzędziem badawczym służącym do rozwiązywania przedstawionych problemów będzie model wzrostu drzewostanu i model ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr. W algorytmach modelu wzrostu drzewostanu planuje się przeprowadzenie korekty, polegające na opracowaniu: 1) nowych wzorów empirycznych służących do określania pierśnicowych liczb kształtu w korze i bez kory dla 8 głównych gatunków drzew leśnych, 2) nowych krzywych wzrostu wysokości i wzrostu pierśnicy, 3) nowego sposobu naboru drzewostanu do planu cięć rębnych. Planuje się również przeprowadzenie oceny metody BDq do wyznaczania rozmiaru użytkowania w drzewostanach jodłowych i jej ewentualne wprowadzenie do modelu wzrostu drzewostanu. W modelu ryzyka uszkodzenia drzewostanu uwzględniony zostanie nowy algorytm generujący rozmiar szkód w drzewostanie, które mogły wystąpić w okresie ostatnich 10 lat.

Model wzrostu drzewostanu zostanie zintegrowany z modelem ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr. Końcowym efektem tych prac będzie pakiet programów komputerowych, obejmujący model wzrostu drzewostanu i model ryzyka uszkodzenia drzewostanu. Będzie on służył do prognozowania rozwoju zasobów drzewnych i określania możliwości użytkowania lasu w zakresie cięć rębnych i przedrębnych, wraz z oceną ryzyka powstawania szkód spowodowanych wiatrem.

Cele szczegółowe obejmują następującą problematykę.

• Zweryfikowanie zasady o nie przetrzymywaniu na pniu nadmiaru drzewostanów rębnych.
• Opracowanie metody naboru drzewostanów do planu cięć rębnych i przedrębnych i usytuowanie tych drzewostanów na mapie numerycznej.
• Opracowanie sposobu ustalania wieku rębności drzewostanu, z uwzględnieniem ryzyka powstania szkód w nadleśnictwie.
• Uszczegółowienie metody określania etatu użytkowania rębnego dla drzewostanów zagospodarowanych rębnią częściową.
• Przeprowadzenie hodowlano-przyrostowej oceny rębni częściowej dla drzewostanów: sosnowych, świerkowych i bukowych.
• Uszczegółowienie metody określania etatu użytkowania rębnego dla drzewostanów zagospodarowanych rębnią stopniową – sprawdzenie metody BDq.
• Przeprowadzenie hodowlano-przyrostowej oceny rębni stopniowej dla drzewostanów jodłowych.
• Uszczegółowienie zasad optymalizacji składu gatunkowego drzewostanów dla terenów górskich.
• Weryfikację modelu określania miąższości złomów, wywrotów i posuszu i włączenie go do modelu ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr. Oprogramowanie drugiej wersji modelu ryzyka.
• Weryfikację modelu wzrostu drzewostanu, obejmującą:

1. opracowanie nowych wzorów empirycznych służących do określania miąższości drzewa w korze i bez kory,
2. korektę funkcji wzrostu wysokości i wzrostu pierśnicy dla niektórych gatunków drzew.

• Przygotowanie i weryfikację pakietu informatycznego, w którym będą funkcjonowały modele wzrostu dla drzewostanów: litych i mieszanych, jednowiekowych i różnowiekowych, jednowarstwowych i o zróżnicowanej strukturze pionowej. Modele wzrostu drzewostanu będą dotyczyły następujących gatunków drzew: sosny, świerka, jodły, modrzewia, dębu, buka, olszy i modrzewia. Funkcjonowanie modeli oparte będzie na danych zawartych w Systemie Informacyjnym Lasów Państwowych.
• Przeprowadzenie 30. – letniej prognozy rozwoju zasobów drzewnych lasów Polski za pomocą zweryfikowanego modelu wzrostu drzewostanu.

Charakterystyka projektu

Zakres uczestnictwa IBL

Projekt jest realizowany przez pracowników Zakładu Zarządzania Zasobami Leśnymi IBL.

Wykonawcy projektu

– Prof. dr hab. Arkadiusz Bruchwald – Kierownik projektu,

– Dr hab. Elżbieta Dmyterko – Wykonawca

Partnerzy