Universitatea “Transilvania” din Brașov Facultatea de ...old.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de...
73
Universitatea “Transilvania” din Brașov Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere Ing. Ioan Cristian COJOCIA CERCETĂRI PRIVIND STRUCTURA ȘI AUXOLOGIA ARBORETELOR DE MOLID AFECTATE DE DOBORÂTURI PRODUSE DE VÂNT DIN NORDUL CARPAȚILOR ORIENTALI RESEARCH ON THE STRUCTURE, GROWTH AND YIELD IN THE NORWAY SPRUCE STANDS AFFECTED BY WINDFALL FROM THE NORTH OF THE EASTERN CARPATHIANS Conducător ştiinţific CS I dr. ing. Ovidiu BADEA Brașov, 2014
Transcript of Universitatea “Transilvania” din Brașov Facultatea de ...old.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de...
Universitatea “Transilvania” din Brașov
Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere
Ing. Ioan Cristian COJOCIA
CERCETĂRI PRIVIND STRUCTURA ȘI AUXOLOGIA
ARBORETELOR DE MOLID AFECTATE DE DOBORÂTURI
PRODUSE DE VÂNT DIN NORDUL CARPAȚILOR ORIENTALI
RESEARCH ON THE STRUCTURE, GROWTH AND YIELD IN
THE NORWAY SPRUCE STANDS AFFECTED BY WINDFALL
FROM THE NORTH OF THE EASTERN CARPATHIANS
Conducător ştiinţific
CS I dr. ing. Ovidiu BADEA
Brașov, 2014
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV
BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, 500036, TEL. 0040-268-413000, FAX 0040-268-410525 RECTORAT
D-lui (D-nei) ..............................................................................................................
COMPONENŢA Comisiei de doctorat
Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov Nr. 6646 din 16.06.2014
PREŞEDINTE: Prof. univ. dr. ing. Alexandru Lucian CURTU
DECAN – Fac. de Silvicultură și Exploatări Forestiere Universitatea „Transilvania” din Brașov,
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Cercet. șt. gr. I, dr. ing. Ovidiu BADEA
Universitatea „Transilvania” din Brașov REFERENŢI: Acad. prof. univ. dr. doc. Victor GIURGIU Academia Română Cercet. șt. gr. I, dr. ing. Ionel POPA I.C.A.S. Câmpulung Moldovenesc
Conf. univ. dr. ing. Iosif VOROVENCII Universitatea „Transilvania” din Brașov
Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 17.07.2014, ora 1100, Facultatea de
Silvicultură și Exploatări Forestiere, Șirul Bethoven nr. 1, sala SI2 .
Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în timp util, pe adresa [email protected]
Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat. Vă mulţumim.
i
CUPRINS
Rezumat / Teza INTRODUCERE.................................................................................................... 1 ........... 1 1. STADIUL CUNOȘTINȚELOR ........................................................................ 3 ........... 3
1.1 Stadiul cunoştinţelor în străinătate ............................................................... 3 ........... 3 1.2 Stadiul cunoştinţelor în țara noastră ............................................................. 4 ........... 6
2. SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR ............................................. 6 ......... 10 2.1 Scopul cercetărilor ........................................................................................ 6 ......... 10 2.2 Obiectivele cercetărilor ................................................................................ 6 ......... 10
3. LOCUL CERCETĂRILOR. MATERIALUL ȘI METODA DE CERCETARE .................................................................................................. 7 ......... 11
3.1 Locul cercetărilor.......................................................................................... 7 ......... 11 3.2 Metodologia de cercetare ............................................................................. 8 ......... 14
3.2.1 Culegerea și înregistrarea informațiilor de teren ................................... 8 ......... 14 3.2.2 Analiza și prelucrarea statistică a datelor .............................................. 9 ......... 15
3.2.2.1 Gospodărirea arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt din zona cercetată ............................................ 9 ......... 16 3.2.2.2 Structura arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt instalate în Unitatea de producție I Demacușa ................................................................................................ 11 ......... 17 3.2.2.3 Stabilirea creșterii arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de vânt ......................................................................................... 14 ......... 24
4. REZULTATE OBȚINUTE ȘI DISCUȚII ....................................................... 15 ......... 27 4.1 Analiza modului de gospodărire a arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt din Unitatea de producție (U.P.) I Demacușa ......................................................... 15 ......... 27
4.1.1 Amploarea vătămărilor produse de vânt în perioada anilor 2003-2012 ........................................................................................... 15 ......... 27 4.1.2 Elemente specifice gestionării arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt în Unitatea de producție (U.P. I) Demacușa .................................................................... 18 ......... 47
4.2 Caracterizarea structurii arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt situate în Unitatea de producție I Demacușa ........ 22 ......... 55
4.2.1 Caracteristicile dendrometrice ale arboretelor cercetate ..................... 22 ......... 55 4.2.2 Structura arboretelor în raport cu diametrul arborilor ......................... 23 ......... 56 4.2.3 Analiza omogenității arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt ............................................................................................. 27 ......... 64 4.2.4 Structura spaţială a arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de vânt în raport cu numărul de arbori pe quadrate ........................ 28 ......... 66
ii
4.2.5 Organizarea spaţială a arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt în raport cu distanţa dintre arbori ....................................... 30 ......... 72 4.2.6 Structura spaţială a arboretelor exprimată prin intermediul profilelor structurale bidimensionale ........................................................... 32 ......... 74 4.2.7 Structura spaţială a arboretelor exprimată prin indici de competiție ................................................................................................. 36 ......... 82
4.3 Elemente auxologice specifice arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt situate în Unitatea de producție I Demacușa .................................................................... 39 ......... 92
4.3.1 Analiza și evaluarea ritmului de creştere radială la arborii rămaşi pe picior după producerea doborâturilor de vânt .............................. 39 ......... 92 4.3.2 Influenţa doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în suprafaţa de bază în arborete de molid afectate de vânt ............................... 43 ....... 100 4.3.3 Influenţa doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în volum în arborete de molid afectate de vânt ............................................ 45 ....... 102
4.4 Câteva recomandări privind gospodărirea arboretelor cercetate cu ocazia elaborării tezei de doctorat .................................................................... 47 ....... 105
5. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII ORIGINALE .............................................. 50 ....... 108 5.1 Concluzii..................................................................................................... 50 ....... 108 5.2 Contribuții originale ................................................................................... 53 ....... 111
BIBLIOGRAFIE .................................................................................................. 55 ....... 113 Rezumat Curriculum Vitae
iii
CONTENT
Summary / Thesis INTRODUCTION.................................................................................................. 1 ........... 1 1. STATE OF THE ART ....................................................................................... 3 ........... 3
1.1 State of the art abroad ................................................................................... 3 ........... 3 1.2 State of the art in our country ....................................................................... 4 ........... 6
2. RESEARCH GOAL AND OBJECTIVES ........................................................ 6 ......... 10 2.1 Research goal................................................................................................ 6 ......... 10 2.2 Research objectives ...................................................................................... 6 ......... 10
3. LOCATION OF THE RESEARCH. RESEARCH MATERIAL AND METHOD ..................................................................................................... 7 ......... 11
3.1 Location of the research ............................................................................... 7 ......... 11 3.2 Research material and method ..................................................................... 8 ......... 14
3.2.1 Collecting and recording the field information ..................................... 8 ......... 14 3.2.2 Analysis and statistical processing of data ............................................ 9 ......... 15
3.2.2.1 Management of the artificial Norway spruce stands affected by windfall in the studied area ......................................................................... 9 ......... 16 3.2.2.2 The structure of the artificial Norway spruce stands affected by windfall installed in the mangement unit I Demacusa .............................. 11 ......... 17 3.2.2.3 Assessement of the stand growth in the Norway spruce stands affected by windfall ................................................................................... 14 ......... 24
4. RESULT AND DISCUSSION ........................................................................ 15 ......... 27 4.1 Management analysis of the artificial Norway spruce stands affected by windfall from management unit I Demacusa ................................ 15 ......... 27
4.1.1 The magnitude of the damage caused by wind in the period 2003-2012 .................................................................................... 15 ......... 27 4.1.2 Management of the artificial Norway spruce stands affected by windfall from the management unit I Demacusa .......................................... 18 ......... 47
4.2 Characterize of the structure in the artificial Norway spruce stands affected by windfall installed in the mangement unit I Demacusa ..................................... 22 ......... 55
4.2.1 Dendrometric characteristics of the researched stands ........................ 22 ......... 55 4.2.2 The stand structure in relation to tree diameter ................................... 23 ......... 56 4.2.3 Homogeneity analysis of the stands affected by windfall ................... 27 ......... 64 4.2.4 The spatial structure of the artificial Norway spruce stands affected by windfall in relation to the number of trees on quadrat .............. 28 ......... 66 4.2.5 Spatial organization of the stands affected by the windfall in relation to the distance between the trees ................................................. 30 ......... 72
iv
4.2.6 Spatial structure of the stand expressed through two dimensional structural profiles .......................................................................................... 32 ......... 74 4.2.7 Spatial structure of the stand expressed through competition indices ....................................................................................... 36 ......... 82
4.3 Growth and yield elements of the artificial Norway spruce stands affected by windfall from the management unit I Demacusa ............... 39 ......... 92
4.3.1 Analysis and evaluation of radial growth in the remaining standing trees after the windfalls ................................................. 39 ......... 92 4.3.2 Influence of the windfall on the basal area growth in Norway spruce stands affected by wind ....................................................... 43 ....... 100 4.3.3 Influence of the windfall on the volume growth in Norway spruce stands affected by wind ....................................................... 45 ....... 102
4.4 Several recommendations regarding the management of the researched stands in the elaborating of PhD thesis .......................................... 47 ....... 105
5. CONCLUSIONS AND ORIGINAL CONTRIBUTIONS .............................. 50 ....... 108 5.1 Conclusions ................................................................................................ 50 ....... 108 5.2 Original contributions ................................................................................. 53 ....... 111
REFERENCES ..................................................................................................... 55 ....... 113 Summary Curriculum Vitae
1
INTRODUCERE
INTRODUCTION
Dinamica actuală a ecosistemelor forestiere montane este rezultanta acțiunii
coroborate a aplicării măsurilor de management forestier și a factorilor de risc biotici și
abiotici. Pădurile de molid și amestecurile de rășinoase cu fag, în special în Bucovina, au
fost și sunt supuse acțiunii perturbatoare a factorilor abiotici, dintre care doborâturile
produse de vânt reprezintă un risc permanent. Prezența doborâturilor produse de vânt,
atât sub formă catastrofală sau endemică, reprezintă o stare de fapt pentru pădurile
montane. Ca urmare a acțiunii nefavorabile și sistematice a vântului, multe dintre
arborete au suferit un proces permanent de rărire, ce se concretizează în primul rând prin
golurile create cu efecte semnificative la nivelul structurii și dinamicii auxologice.
Acțiunea permanentă a acestui factor perturbator (vântul) are implicații
semnificative pe plan ecologic, silvicultural, auxologic și economic.
Pe plan ecologic doborâturile produse de vânt se constituie într-un factor
destabilizator, pe termen scurt, mediu și lung, în ceea ce privește stabilitatea individuală
și de grup a arborilor și arboretelor.
Din punct de vedere auxologic se înregistrează o diminuare a capacității
productive a arboretelor afectate, precum și prin creşteri semnificative în diametru la
arborii rămaşi pe picior.
Cunoașterea dinamicii structurale și a proceselor de creștere, în contextul acțiunii
doborâturilor produse de vânt, reprezintă o condiție de bază fundamentării măsurilor de
management a arboretelor afectate. Problematica gestionării acestor arborete afectate de
doborâturi produse de vânt, în vederea asigurării unei funcționalități optime, constituie o
provocare permanentă pentru silvicultura montană din Nordul Carpaților Orientali.
Activitățile științifice desfășurate în cadrul tezei de doctorat cu titlul “Cercetări
privind structura și auxologia arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de
vânt din nordul Carpaților Orientali” se înscriu în sfera preocupărilor actuale existente la
nivel național și internațional privind perfecţionarea şi dezvoltarea sistemului de
informații privind impactului factorilor de risc în ecosistemele forestiere și a măsurilor de
gestionare durabilă a acestora.
2
Desfăşurarea cercetărilor şi elaborarea lucrării s-au făcut sub îndrumarea de un
înalt nivel ştiinţific, permanentă şi competentă, a domnului dr. ing. Ovidiu Badea,
membru titular al Academiei de Științe Agricole și Silvice. Pentru acceptarea ca
doctorand în colectivul al cărui conducător ştiinţific este, pentru sugestiile şi indicaţiile
metodologice date, pentru sprijinul permanent, atenţia şi înţelegerea acordată în
momentele mai dificile din timpul derulării cercetărilor, îmi exprim şi pe această cale
cele mai sincere mulţumiri alături de întreaga mea recunoştinţă.
Exprim întreaga mea gratitudine cadrelor didactice de la Facultatea de Silvicultură
Suceava, care prin profesionalism şi dăruire au contribuit semnificativ la formarea mea
profesională.
Mă simt profund onorat și aduc pe această cale, alese mulțumiri, domnului
academician Victor Giurgiu, pentru amabilitatea de a accepta calitatea de referent oficial
cu ocazia susținerii în ședință publică a prezentei teze de doctorat.
De asemenea, aduc mulțumiri domnului conf. univ. dr. ing. Iosif Vorovencii,
pentru suportul științific acordat pe parcursul derulării tezei de doctorat.
Sincere şi alese mulţumiri cadrelor didactice de la Facultatea de Silvicultură şi
Exploatări Forestiere Braşov, prin Departamentul Exploatări Forestiere, Amenajarea
Pădurilor și Măsurători Terestre, pentru posibilitatea oferită, aceea de definitivare a
activităţilor cuprinse în cadrul programului de pregătire pentru doctorat.
În amintirea mea va rămâne regretatul prof. dr. ing. Iosif Leahu, care m-a sprijinit
și m-a încurajat pe tot parcursul programului de pregătire a tezei de doctorat.
Pentru prețioasele sfaturi, recomandări și susținerea permanentă pe parcursul
elaborării tezei de doctorat, îmi exprim întreaga mea considerație domnului dr. ing. Ionel
Popa - membru corespondent al Academiei de Științe Agricole si Silvice, domnului dr.
ing. Radu Vlad - membru asociat al Academiei de Științe Agricole si Silvice și doamnei
dr. ing. Diana Silaghi, secretar ştiinţific al Institutului de Cercetări şi Amenajări Silvice .
Nu în ultimul rând, mulţumesc familiei, în mod special soţiei mele, pentru
acceptarea a numeroase sacrificii, pentru sprijinul şi înţelegerea cu care m-a susţinut pe
întreaga durată a elaborării tezei de doctorat.
3
1. STADIUL CUNOȘTINȚELOR
STATE OF THE ART
1.1 Stadiul cunoştinţelor în străinătate
State of the art abroad
Cunoștințele științifice dobândite la nivel internațional, în domeniul doborâturilor
produse de vânt, se circumscriu ca problematică și mod de abordare aspectelor cunoscute
pe plan național. Un plus, de realizare științifică îl constituie dezvoltarea cunoștințelor în
domeniul modelării și simulării.
Factorii care influențează stabilitatea arborelui și modul cum aceștia influențează
rezistența la vânt a reprezentat un prin aspect urmărit de cercetătorii străini (Bergen,
1971, Oliver şi Mayhead, 1974, Watson, 2000; Zhu et al., 2000), în timp ce studiul
stabilității arborilor şi arboretelor, cu finalitate în elaborarea de măsuri silviculturale
specifice, a constituit un obiectiv amplu studiat, pe termen mediu și lung.
Rezultatele cercetărilor au evidențiat două tendințe cu privire la gestionarea
arboretelor și anume: întârzierea efectuării primei intervenții în arborete și crearea unor
arborete cu un număr redus de arbori la hectar (Kramer, Bjerg, 1980; Chroust, 1975;
Pollonschiitg, Johann, 1981). Prima intervenție în cadrul arboretelor a fost analizată în
relație cu o serie de parametri structurali a arboretului (densitatea, coeficientul de
zvelteţe, lungimea coroanei), avându-se în vedere și posibilitățile existente pentru ca
lucrarea să fie executată în bune condiții. Astfel, s-a stabilit că valoarea coeficientului de
zveltețe poate fi modificată dacă se fac lucrări până arboretul atinge înălțimea de 10 m
(Johann, 1981). Alți factori care concură la realizarea unei rezistențe corespunzătoare a
arboretelor la acțiunea vântului sunt: desimea arboretelor, caracteristicile curățirilor,
caracteristicile biometrice ale arborilor, vârsta arborilor și arboretelor (Buchon, 1987; de
Chemps, 1987) iar intervalul de timp în care se revine cu o nouă lucrare în cadrul unui
arboret este în legătură cu numărul și caracteristicile lucrărilor executate până într-un
anumit moment din dezvoltarea arboretului. De aici se poate trage concluzia că în
arboretele cu vârste mai mari posibilitățile de ameliorare a parametrilor de stabilitate este
mai mică (Wagenknecht, 1962).
4
Prin realizarea unei clasificări a arboretelor în funcție de gradul de afectare a
acestora de acțiunea vântului, s-a urmărit ca lucrările aplicate să conducă la o structură
apropiată de o serie de modele stabilite (Konopka, 1977). Astfel, toate lucrările
silviculturale propuse să fie aplicate într-un arboret trebuie să fie corelate cu o încadrare
prealabilă a acestora pe anumite categorii de stabilitate, iar vulnerabilitatea arboretelor
poate să fie redusă dacă sunt prevăzute lucrări corespunzătoare (depresaj, degajări)
(Becquey, Riou - Nivert, 1987).
Un aspect de cercetare mult abordat, în legătură cu vulnerabilitatea arboretelor la
vânt, îl constituie analiza parametrilor biometrici caracteristici fusului arborelui și
coroanei acestuia cu influență semnificativă asupra stabilității. Bazele de date create au
fost folosite atât pentru elaborarea unor modele complexe de stabilitate (Mayhead, 1973,
Petty şi Worrell, 1981, Blackburn şi Petty, 1988, Valinger et al., 1993; Ruel, 2000;
Dunham şi Cameron, 2000; Ancelin et al., 2004), cât și a unei alte categorii, cum ar fi
cele fizico-matematice, care prezintă un grad ridicat de teoretizare, ca urmare a tehnicilor
informatice moderne ce pot fi folosite cu succes (Ancelin et al., 2004).
1.2 Stadiul cunoştinţelor în țara noastră
State of the art in our country
În domeniul doborâturilor produse de vânt, cercetările desfășurate în decursul
timpului, până în prezent, se circumscriu unor patru etape distincte (Popa, 2007).
În ceea ce privește prima etapă, în relație cu caracteristicile cercetărilor, se poate
afirma că în acea perioadă au fost luate în considerare, prin însemnări, date și informații
privind intensitatea producerii unor doborâturi produse de vânt de mare amploare
caracterizate prin efecte foarte semnificative (Hormuzaki, 1898; Zachar şi Guzman,
1901; Opletal, 1913; Vaillant, 1844.
A doua perioadă se caracterizează prin apariția unui număr foarte mare de lucrări
științifice ce au avut ca obiect de abordare doborâturile produse de vânt. Aceasta este
împărțită în mai multe faze și anume: prima, consemnează apariția primelor mari
doborâturi produse de vânt și este cuprinsă între anii 1939 și 1941 (Dissescu, 1962); cea
de a doua fază este caracteristică anilor imediat următori celui de-al doilea război
mondial, 1947 și 1948 (Popescu Zeletin, 1951); cea de a treia, are ca element
5
semnificativ, doborâturile produse de vânt în anii 1964 şi 1969 (Marcu et al., 1969).
Caracterul specific al acestei perioade este dată de începuturile analizei și prelucrărilor
statistice în domeniul doborâturilor produse de vânt. De asemenea s-au propus și lucrări
silviculturale pentru diminuarea efectului produs de vânt (Gava, 1961; Dissescu et al.,
1962, Şerban şi Iuga, 1962; Ichim, 1965; Marcu et al., 1969). Totodată, în această
perioadă, au fost efectuate și primele etape în procesul de modelare a acțiunii distructive
a vântului. S-au efectuat cercetări cu privire la periodicitatea și influența factorilor
orografici (relieful) în apariția și intensitatea doborâturilor produse de vânt (Dissescu,
1953, 1962).
Între anii 1940 și 1974, aspectele referitoare la silvotehnică și la amenajarea
pădurilor, au fost bine reprezentate în numeroase lucrări științifice (Dissescu 1962;
Dumitrescu, 1970; Ciumac, 1970; Badea, 1964; Ionescu, 1965; Marcu et al., 1969;
Pantiş, 1973; Petrescu, 1964, 1968; Popescu Zeletin, 1951, 1955). Din toate lucrările
științifice elaborate în această perioada se desprinde concluzia potrivit căreia, efectuarea
lucrărilor de îngrijire și conducere a arboretelor se află pe primul plan în ceea ce privește
creștea rezistenței arboretelor la acțiunea vântului (E.Gava, M. Gava, 1961; Niţescu,
1965; Anca, 1972; Ichim, Barbu, 1979; R. Ichim, 1976, 1990).
Sintetizând aspectele cercetate până în prezent, prin desfășurarea de lucrări de
teren în suprafețe volante și permanente, au putut fi identificate direcții de cercetare
specifice, caracterizate, la rândul lor, prin metodologii de cercetare corespunzătoare.
(Ichim, 1980; Barbu, Cenuşă, 1984; Barbu, Cenuşă, 1987; Cioloca, Gângă, 1994, 2000;
Decei, 1974; Iacob, Drăghiciu, Vlad, 2000; Ichim, 1973, 1979, 1980, 1982, 1990; Ivan,
1977; Marcu, 1967; Nițescu, Vlad, 1998; 1999; Petrescu, 1977; Vlad, 1995, 2002, 2005).
S-a avut în vedere și elaborarea de sisteme de cartare pe suprafețe mari (la nivel de
unitate de producţie) (Popa, 2000), cercetări moderne în acest domeniu fiind sintetizate în
managementul riscului la doborâturi produse de vânt (Popa, 2007).
Ultimele cercetări de la noi din țară efectuate, având ca sprijin tehnica modernă de
lucru, au vizat managementul arboretelor din zonele de risc la acțiunea vântului, în relație
cu managementul riscului producerii doborâturilor de vânt (Popa, 1999, 2000, 2001,
2005, 2007).
6
2. SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR
RESEARCH GOAL AND OBJECTIVES
2.1 Scopul cercetărilor
Research goal
Pornind de la importanța, complexitatea și specificitatea arboretelor artificiale de
molid din țara noastră, în contextul adoptării și generalizării pe plan european și mondial
a conceptului de gestionare durabilă a pădurilor și manifestării tot mai accentuate a
procesului schimbărilor climatice, scopul cercetărilor este acela de a include în
conceptul de management al capitalului natural forestier elemente noi, fundamentate
științific, din punct de vedere silvicultural, dendrometric și auxologic, în ceea ce privește
gestionarea acestei categorii de ecosisteme montane supuse acțiunii diferiților factori
perturbatori, în principal doborâturile produse de vânt.
2.2 Obiectivele cercetărilor
Research objectives
În raport cu scopul propus, cu efectele socio-economice şi ecologice negative
cauzate de doborâturile produse de vânt arboretelor de molid și în raport cu starea acestor
arborete, prin cercetările întreprinse, s-a urmărit atingerea următoarelor obiective
specifice:
Analiza modului de gospodărire a arboretelor artificiale de molid afectate de
doborâturi produse de vânt din zona cercetată.
Cunoașterea stării arboretelor artificiale de molid din nordul Carpaților Orientali,
afectate de doborâturi produse de vânt, prin analiza structurii și funcționalității
acestora.
Stabilirea creșterii arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt.
Identificarea unor măsuri viitoare de gospodărire a arboretelor artificiale de molid,
din nordul Carpaților Orientali, afectate de doborâturi endemice produse de vânt.
7
3. LOCUL CERCETĂRILOR. MATERIALUL ȘI METODA DE CERCETARE
LOCATION OF THE RESEARCH. RESEARCH MATERIAL AND METHOD
3.1 Locul cercetărilor
Location of the research
Cercetările de teren au fost localizate în cadrul Ocolului silvic Tomnatic (Institutul
de Cercetări și Amenajări Silvice - ICAS), ale cărui păduri sunt situate în etajul
amestecurilor de fag cu răşinoase (FM2), unde frecvenţa şi intensitatea doborâturilor
produse de vânt în arboretele de molid au o amploare semnificativă (Fig. 3.1).
Fig. 3.1 Zona de localizare a cercetărilor – Ocolul silvic Tomnatic (ICAS)
Pentru a asigura reprezentativitatea datelor primare din arboretele de molid situate
în zone de risc la acțiunea vântului, în Unitatea de producție I Demacușa, Ocolul silvic
Tomnatic s-au instalat un număr de 6 suprafețe experimentale, a căror elementele de
identificare și caracterizare se prezintă în tabelul 3.1.
8
Tabelul 3.1
Elemente de identificare și de caracterizare a suprafețelor experimentale amplasate în unitatea de
producție I Demacușa, Ocolul silvic Tomnatic
u.a. Suprafața (ha)
Vârsta (ani)
Consistenta Clasa de producţie
Tip de stațiune
Tip de pădure
Expoziția Panta (0)
Altitudine (m)
12J 6,2 75 0,7 1 3640 1214 Plan 0 770 48A1 26,9 80 0,7 1 3333 1312 Plan 0 820 48A2 26,9 80 0,7 1 3333 1312 Plan 0 830 43H1 6,4 65 0,7 2 3640 1313 Plan 0 750 43H2 6,4 65 0,7 2 3640 1313 Plan 0 750 104D 7,2 70 0,8 2 3333 1312 SV 15 820
Arboretele în care au fost instalate suprafețele experimentale permanente sunt
reprezentative pentru zona destinată cercetărilor, acestea prezentând intensități diferite de
afectare la acțiunea vătămărilor produse de vânt. Suprafața arboretelor în care au fost
instalate suprafețele experimentale permanente este cuprinsă între 6,2 ha (u.a. 12J) și
26,9 ha (u.a. 48A). Din punct de vedere al vârstei, aceste arborete sunt cuprinse în clasa a
IV-a de vârstă (arborete cu vârste cuprinse între 61 și 80 de ani). Consistența arboretelor
este cuprinsă între 0,7 și 0,8. Clasa de producție specifică a arboretelor cercetate este
superioară (arboretele analizate au clasele de producție I și II).
3.2 Metodologia de cercetare
Research material and method
3.2.1 Culegerea și înregistrarea informațiilor de teren
Collecting and recording the field information
Pentru a cunoaște starea arboretelor artificiale de molid din nordul Carpaților
Orientali, afectate de doborâturi produse de vânt, s-a procedat la analiza structurii și
funcționalității acestora, apelând la inventarieri statistice pe itinerar, în blocuri
experimentale noi, cu caracter permanent, instalate pe parcursul derulării cercetărilor.
Amplasarea suprafețelor de probă s-a făcut în zone reprezentative, omogene din
cadrul arboretelor selectate, cu referire la obiectivul general urmărit prin elaborarea tezei
de doctorat și anume acela de cunoaștere a caracteristicilor structurale și auxologice ale
arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt.
9
Metoda utilizată este aceea a blocurilor experimentale de formă rectangulară cu
suprafața de 0,5 ha și 1,0 ha.
În cadrul suprafețelor elementare delimitate, arborii au fost numerotați cu vopsea
albă. De asemenea, locul de măsurare a diametrului de bază (diametrul la înălțimea de
1,30 m) a fost marcat, cu vopsea albă printr-o linie orizontală, situată în cazul terenurilor
înclinate pe direcția din amonte (Badea et al., 2008).
Cu ocazia inventarierii au fost măsurați toți arborii cu diametrul mai mare sau egal
cu 8 cm din cuprinsul suprafețelor de probă permanente. În formularele de teren au fost
înregistrate următoarele caracteristici: numărul arborelui; specia; diametrul de bază;
clasificarea Kraft; înălțimea totală, înălțimea elagată; diametrul coroanelor; poziția
arborilor în plan.
În cadrul suprafețelor de probă permanente s-au prelevat de la toți arborii carote de
creștere radială, pe două direcții perpendiculare.
Suprafețele experimentale permanente au fost împărțite pe grade de vătămare
folosind drept criteriu valoarea indicelui de desime, rezultat în urma inventarierilor
efectuate: arborete puternic vătămate de vânt (valoarea indicelui de desime mai mică
decât 0.4), arborete mediu vătămate de vânt (valoarea indicelui de desime cuprinsă între
0,4 și 0,6) și arborete slab vătămate de vânt (valoarea indicelui de desime mai mare decât
0,6).
3.2.2 Analiza și prelucrarea statistică a datelor
Analysis and statistical processing of data
3.2.2.1 Gospodărirea arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt din zona cercetată Management of the artificial Norway spruce stands affected by wind fallin the studied area
În ceea ce privește gospodărirea arboretelor artificiale de molid afectate de
doborâturi produse de vânt din zona cercetată, s-a analizat impactului doborâturilor
produse de vânt și s-a creat o bază de date specific constituită pe baza intervențiilor
10
înscrise în amenajamentele silvice, care prezintă amploarea acestui fenomen, la nivelul
întregii unități de producţie (U.P. I Demacușa), pentru perioada anilor 2003-2012.
Pentru a cunoaşte dinamica fenomenului pe spaţii forestiere mari, s-a procedat la
culegerea, prelucrarea şi analiza statistică a datelor în două etape şi anume: a) constituirea
unei baze de date privind volumul arboretelor afectate de vânt din cadrul zonei cercetate,
conform datelor din amenajamentele silvice pentru fiecare unitate amenajistică (u.a.);
b) prelucrarea statistico-matematică a datelor prin care s-a stabilit: volumul total al
doborâturilor produse de vânt precum și volumul·ha-1 respectiv, volumul·an-1·ha-1,
diferenţiat în funcție de vârstă, tip de stațiune, tip de pădure, expoziție, pantă, clasă de
producție. Analiza variaţiei spaţiale a impactului vătămărilor produse de vânt pe spaţii
mari forestiere (la nivelul unității de producție studiate) s-a realizat prin utilizarea tehnicii
GIS. În acest scop a fost utilizată aplicația ArcGIS 9.0.
Pe baza datelor obţinute, s-a încercat să se dea o expresie statistico-matematică
care să concretizeze influenţa simultană a unor factori asupra volumului doborâturilor
produse de vânt. În acest scop s-a folosit regresia liniară multiplă în trepte care reflectă
influenţa simultană a mai multor variabile independente asupra unei variabile dependente
(volumul doborâturilor produse de vânt).
S-a pornit de la o ecuaţie de regresie liniară multiplă dată de expresia:
y = a0 + a1 · x1 + a2 · x2 + a3 · x3 + a4 · x4 + a5 · x5, (3.1)
unde:
y reprezintă volumul doborâturilor produse de vânt în intervalul 2003-2012;
x1 - vârsta arboretului exprimată în clase de vârstă de 5 ani;
x2 - panta terenului exprimată în grade (0);
x3 - altitudinea corespunzătoare arboretelor, în metri;
x4 - expoziţia arboretelor exprimată convenţional prin valorile: 1 – expoziţii parţial
însorite (E, V); 2 – expoziţii umbrite (NV, N, NE); 3 - expoziţii însorite (SV, S, SE);
x5 - clasa de producţie.
11
3.2.2.2 Structura arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt instalate în Unitatea de producție I Demacușa The structure of the artificial Norway spruce stands affected by windfall installed in the mangement unit I Demacușa
- Stabilirea principalelor caracteristici dendrometrice ale arboretelor afectate de
doborâturi produse de vânt. Au fost calculați și prezentați următorii indicatori specifici
structurii orizontale și verticale a arboretelor: compoziţia, diametrul central al suprafeței
de bază, înălţimea corespunzătoare diametrului central al suprafeței de bază, numărul de
arbori la hectar, suprafaţa de bază la hectar, volumul la hectar, indicele de desime,
indicele de densitate.
Calculul acestor caracteristici s-a realizat utilizând aplicațiile oferite de Microsoft
Excel, precum și relațiile specifice utilizate în calculele dendrometrice pentru arboretele
echiene (Giurgiu, 1972, 2004).
- Analiza influenţei doborâturilor endemice produse de vânt asupra structurii
arboretelor în raport cu diametrul arborilor. Structura arboretelor în raport cu diametrul
arborilor a fost analizată și caracterizată prin procedee specifice apelându-se la:
a. ajustarea distribuțiilor experimentale cu o serie de repartiții teoretice și anume:
repartiția normală, respectiv cu repartiții continue (Pearson tip beta și Gamma);
b. exprimarea distribuţiei spaţiale a diametrului de bază a arborilor prin metoda
geostatistică Kriging.
Au fost folosite în acest sens teste statistico-matematice specifice (testul χ2) pentru
compararea distribuțiilor (Giurgiu, 1972).
Pentru calculul distribuțiilor teoretice s-a utilizat aplicația statistică SilvaStat
(Popa, 1999), care are la bază funcții de frecvență uzuale folosite în silvicultură (Giurgiu,
1979).
Pentru caracterizarea structurii arboretelor echiene şi relativ echiene s-a făcut apel
la repartiţia Pearson tip beta. Funcţia de frecvenţă (Giurgiu, 1972; Leahu, 1994) este dată
de expresia:
f(x) = const · (x – a)α · (b – x)γ (3.2)
unde:
12
const reprezintă constanta funcţiei beta;
x - categoria de diametre;
α şi γ - parametrii exponenţiali ai funcţiei beta;
a şi b - diametrele minime şi maxime ale arborilor din arboret.
A fost analizată de asemenea, relația dintre coeficientul de variaţie al
diametrelor, specific suprafețelor experimentale analizate (s%) și numărul de arbori la
hectar (N) respectiv, diametrul central al suprafeței de bază (dgM). Această analiză a avut
în vedere împărțirea suprafețelor de cercetare pe grade de vătămare la acțiunea vântului
(slab, mediu, puternic).
- Analiza omogenității arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt. Analiza
omogenității arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de vânt a fost realizată
prin intermediul indicelui Camino.
În prezenta teză de doctorat a fost analizată și relația dintre valorile indicelui de
omogenitate Camino și gradul de vătămare produs de vânt la nivelul suprafețelor
experimentale cercetate.
- Evidențierea unor elemente privind structura spaţială a arboretelor de molid
afectate de doborâturi produse de vânt în raport cu numărul de arbori pe quadrate
(10 m x 10 m).
În acest sens au fost utilizați următorii indici:
a. Indicele de dispersie (ID). Acesta exprimă raportul dintre varianţă şi medie.
x
sID
2
(3.3)
b. Indicele Green (IGreen). Se bazează pe adevărul potrivit căruia starea de
agregare a unui proces spaţial nu depinde de numărul total de indivizi din
sondaj (Botnariuc, Vădineanu, 1982)
În final au fost analizate relațiile dintre indicele de desime și numărul mediu de
arbori / quadrat, respectiv relația dintre indicele de desime și coeficientul de variație al
numărului mediu de arbori pe quadrat.
- Prezentarea organizării spaţiale a arboretelor afectate de doborâturi produse de
vânt în raport cu distanţa dintre arbori. Au fost utilizați o serie de indici spaţiali cum ar
fi:
13
a. distanţa medie ( d ) faţă de cel mai apropiat vecin; acest indice defineşte zona de
dezvoltare a fiecărui individ:
b. varianţa distanţei medii faţă de cel mai apropiat vecin; o valoare ridicată a
varianței indică o structură de tip agregat, iar o varianță redusă caracterizează
structura de tip regulat:
c. indicele Fisher (If)
d. Indicele Clark – Evans (Ic)
O altă analiză a vizat, distribuţiile experimentale ale numărului de arbori pe clase
de distanţe medii faţă de cel mai apropiat vecin, obținute, au fost ajustate cu funcţia
teoretică Pearson tip beta, permițându-se astfel analiza tipului de structură spaţială în care
se încadrează arboretele afectate în diferite grade de vătămare produsă de vânt.
- Analiza structurii spaţiale a arboretelor exprimată prin intermediul profilelor
structurale bidimensionale. S-a utilizat aplicația informatică PROARB versiunea 2.1.
(Popa, 1999) de exprimare grafică bi şi tridimensională a structurii spaţiale a arboretelor.
Pe baza datelor de teren, au fost sintetizate caracteristicile suprafețelor
experimentale afectate de vânt, în plan orizontal (compoziția arboretelor, consistența,
desimea, densitatea, diametrul mediu) și în plan vertical (etajarea arboretului, profilul
arboretului, închiderea arboretelor).
- Cuantificarea structurii arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de
vânt prin intermediul indicilor de competiție. Din ansamblul indicilor de competiţie, s-a
folosit cel care definește raportul dintre suprafaţa de bază a arborelui analizat (gi) și
suprafața de bază medie ( g ) a tuturor arborilor din arboret (IC) (Glover,1979):
g
gIC i (3.4)
Pentru a caracteriza relațiile dintre arborii componenți ai suprafețelor
experimentale afectate de vânt a fost studiată relația dintre înălțimile arborilor și valoarea
indicelui de competiție. De asemenea s-a pus în evidență textura arboretelor analizate pe
grade de vătămare în raport cu indicele de competiţie.
14
3.2.2.3 Stabilirea creșterii arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de
vânt
Assessement of the stand growthin the Norway spruce stands affected by
windfall
Prin acest obiectiv s-a urmărit stabilirea influenței doborâturilor produse de vânt
asupra creșterii arborilor si arboretelor de molid din zone de risc la acțiunea acestui factor
perturbator, în raport cu starea arboretelor, cu caracteristicile biometrice şi poziţia
cenoticăa arborilor.
- Efectul doborâturilor produse de vânt asupra creşterii radiale a arborilor
rămaşi pe picior a fost analizat la nivelul diametrului de bază, unde s-a stabilit prin
compararea dreptei creşterilor din arboretele cercetate, la diferite momente din
dezvoltarea acestora şi pe o anumită perioadă după producerea evenimentului.
Comparația s-a efectuat pe categorii de diametre şi s-a apelat, în scopul identificării
variației creșterilor, la testarea semnificaţiei dintre două drepte de regresie (dreptele
creşterilor specifice arboretelor cu număr de arbori la hectar diferit).
Rezultate referitoare la influenţa doborâturilor produse de vânt asupra proceselor
de bioacumulare s-a realizat prin compararea creșterilor la arborete de diferite grade de
vătămare, cu şirul de valori considerat martor (creșterile corespunzătoare arboretului
puternic vătămat de vânt), folosind testele de examinare a semnificaţiei diferenţelor
dintre două medii, respectiv testul F şi testul t.
- Pentru stabilirea influenţei doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în
suprafaţa de bază s-a pornit de la analiza modului de reacție a dinamicii creşterilor
radiale (ir) în raport cu intensitatea doborâturilor produse de vânt. S-au determinat
creşterile în suprafaţa secţiunii de bază (ig) ale arborilor și arboretelor pentru perioada
2002-2011, pentru cele 6 suprafețe experimentale cercetate.
- Influenţa doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în volum. Referitor la
determinarea creşterii curente în volum la arborete, pentru perioada cercetată, 2002-2011,
s-a utilizat procedeul înălţimii medii reduse (Giurgiu, 1967). Acesta presupune măsurarea
directă a creșterii în suprafața de bază, admițând în același timp o determinare indirectă a
creșterii în înălțimea medie redusă. Creșterea în înălțimea medie redusă s-a stabilit cu o
precizie mai mică, folosind tabelele de producție (Giurgiu, 1979, 2004).
15
4. REZULTATE OBȚINUTE ȘI DISCUȚII
RESULT AND DISCUSSION
4.1 Analiza modului de gospodărire a arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt din Unitatea de producție (U.P.) I Demacușa
Management analysis of the artificial Norway spruce stands affected by windfall from management unit I Demacusa 4.1.1 Amploarea vătămărilor produse de vânt în perioada anilor 2003-2012
The magnitude of the damage caused by wind in the period 2003-2012
Analizând amploarea vătămărilor produse de vânt în U.P. I Demacușa, din cadrul
Ocolului silvic Tomnatic, s-a constatat că în perioada 2003-2012 volumul de lemn afectat
de doborâturi produse de vânt, a fost de 228431 m3, ceea ce înseamnă o medie de 22843
m3·an-1 (Fig. 4.1).
Fig. 4.1 Volumul de lemn afectat de doborâturi produse de vânt, în perioada anilor 2003-2012, în U.P. I Demacușa, Ocolul silvic Tomnatic
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
m3
Anul
Volumul anual
Media anuală
16
Raportând volumul doborâturilor produse de vânt în perioada analizată la numărul
de ani și la suprafața unităților amenajistice afectate, rezultă o valoare de 35,5 m3·ha-1,
respectiv de aproximativ 3,6 m3·an-1·ha-1. Acesta reprezintă un volum însemnat dacă se
are în vedere planificarea recoltelor viitoare de lemn în unitatea de producție luată în
studiu, mai ales că valoarea creșterii curente medii este de 7,9 m3·an-1·ha-1.
Doborâturile produse de vânt se caracterizează printr-o variabilitate ridicată, în
ceea ce privește distribuția spațială a volumului la nivelul unității de producție (U.P.) I
Demacușa, în raport cu vârsta arboretelor afectate (Fig. 4.2).
Cele mai afectate au fost arboretele din clasa a VI-a de vârstă (arborete cu vârste
cuprinse între 101 și 120 de ani) cărora le corespunde un volum de 133480 m3
(65,6 m3·ha-1) și din clasa a VII-a de vârstă (arborete cu vârste cuprinse între 121 și 140
de ani) cu 27377m3 (66,7 m3·ha-1) (Fig. 4.3).
Raportând volumul doborâturilor produse de vânt la suprafața arboretelor afectate,
rezultă că valoarea medie a volumului afectat pentru expoziţiile umbrite (NE, N, NV)
este de 25,5 m3·ha-1, 14 m3·ha-1 pentru expoziţiile parţial însorite (E, V) de 23,6 m3·ha-1 și
respectiv de 54,4 m3·ha-1 pentru expoziţiile însorite (SE, S, SV).
Pentru perioada analizată (2003-2012) valorile anuale corespunzătoare volumul
doborâturilor produse de vânt raportate la suprafață sunt 4,0 m3·an-1·ha-1 (arboretele
instalate la altitudini cuprinse între 601 m – 800 m), 3,7 m3·an-1·ha-1 (arboretele ce
vegetează la altitudini între 801 m – 1000 m), respectiv 2,5 m3·an-1·ha-1 (arboretele situate
la altitudini între 1001 m – 1200 m).
Pe baza rezultatelor obţinute, din distribuția vătămărilor produse de vânt în raport
cu altitudinea terenului, se poate afirma faptul că şi altitudinea reprezintă un factor
limitativ deosebit de important, cu efect asupra stabilității și funcționalității arboretelor la
adversitățile factorilor abiotici perturbatori.
Cele mai afectate au fost arboretele din clasa I de producție cărora le corespunde
un volum de 165027 m3 (65,6 m3·ha-1), urmate de cele din clasa a II-a de producţie cu un
volum de 51648 m3 (20,4 m3·ha-1) și de arboretele încadrate în clasa a III-a de producţie
cu un volum de 11170 m3 (18,8 m3·ha-1).
17
Fig. 4.2 Distribuția volumului doborâturilor produse de vânt, în raport cu vârsta arboretelor, în perioada anilor 2003-2012, pentru arboretele din cadrul U.P. I Demacușa
Legenda
Volum doboraturi (m3/ha)
<50
51-100
101-250
251-500
501-1200
Varsta (ani)
1-20
21-40
41-60
61-80
81-100
101-120
121-140
141-160
>160
Limite u.a.
Le
gen
da
Vo
lum
do
bo
ratu
ri (
m3
/ha
)
<5
0
51-1
00
101
-25
0
251
-50
0
501
-12
00
Va
rsta
(a
ni)
1-20
21-4
0
41-6
0
61-8
0
81-1
00
101
-12
0
121
-14
0
141
-16
0
>1
60
Lim
ite u
.a.
18
Fig. 4.3 Volumul total de lemn afectat de doborâturi produse de vânt, în perioada anilor 2003-2012, în raport cu vârsta arboretelor (U.P. I Demacușa)
4.1.2 Elemente specifice gestionării arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt în Unitatea de producție (U.P. I) Demacușa Management of the artificial Norway spruce stands affected by windfall from the management unit I Demacusa
Analizând evoluţia claselor de vârstă evidențiată în amenajamentele silvice din
perioada 1960-2009, se observă că repartizarea suprafeței, analizată din punctul de vedere
al evoluţiei claselor de vârstă, a fost şi este dezechilibrată (Fig. 4.4).
Optimizarea acesteia este un proces de lungă durată bazat pe o gestionare
corespunzătoare complexă, integrată în contextul acțiunii diferiților factori perturbatori
cunoscuți, în special vântul și zăpada.
In ceea ce privește evoluția compoziției în perioada1960-2009 (Fig. 4.5) se
observă că, proporția de participare a speciilor în compoziţia arboretelor a fost
influențată, în special de politica forestieră promovată în perioadele respective.
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
1-20 21-40 41-60 61-80 81-100 101-120 121-140 141-160
Vol
um (
m3 )
Vârsta (ani)
19
Fig. 4.4 Evoluţia suprafeței claselor de vârstă (%) din U.P. I Demacușa, în perioada anilor 1960-2009
Fig. 4.5 Dinamica compoziției arboretelor din U.P. I Demacușa, în perioada anilor 1960-2009
0
5
10
15
20
25
30
35
40
I II III IV V VI VII
%
Clasa de vârstă
1960
1973
1982
1993
2003
2009
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
MO BR FA DT DM DR
%
Specia
1960
1973
1982
1993
2003
2009
20
Astfel, după anul 1970 când s-a pus accentul pe sporirea proporției molidului în
compoziția pădurilor, ponderea ocupată de acesta a crescut în detrimentul bradului. După
anul 1990, s-a pus accent mult mai mult pe regenerarea naturală.
În ceea ce privește modul de aplicare a prevederilor amenajamentului în legătură
cu realizarea planurilor de recoltare a produselor principale și secundare acestea au fost
influențate semnificativ de doborâturile produse de vânt, astfel că planul de recoltare al
produselor principale s-a realizat în proporție de numai 12% (Fig. 4.6).
Fig. 4.6 Volumul de lemn recoltat pe natură de produse (principale și secundare), în raport cu produsele accidentale, în perioada 2003-2009
Nerealizarea planului decenal, la aceste produse, a fost cauzată de apariția
produselor accidentale înregistrate (doborâturi produse de vânt) în perioada anilor
2003-2009. Planul de recoltare a produselor secundare (rărituri) a fost de asemenea
influențat de doborâturile produse de vânt în arboretele tinere și preexploatabile.
Relația dintre volumul doborâturilor produse de vânt în perioada anilor 2003-2012
și anumite caracteristici specifice arboretelor afectate (vârsta arboretului, panta terenului,
altitudinea, expoziţia, clasa de producţie) a fost stabilită cu ajutorul regresiei multiple în
trepte.
Estimarea parametrilor modelului și analiza influenței variabilelor predictive se
prezintă în tabelul 4.1.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Curățiri Rărituri Accidentale II Principale Accidentale I
Vol
um (
m3 )
Produse
Prevăzut
Realizat
21
Tabelul 4.1
Estimarea parametrilor regresiei și analiza influenței variabilelor predictive
Variabilă predictoare Valoarea parametrului (coeficienți ecuație de regresie)
t P
b0 Termen liber 304,331 0,43174 <0.05 b1 Vârsta arboretului 5,310 2,00659 <0.05 b2 Panta terenului 40,061 3,60760 <0.001 b3 Altitudinea -1,049 -1,51510 <0.05 b4 Expoziţia 375,361 2,84849 <0.005 b5 Clasa de producţie -560,376 -3,89509 <0.001
Se constată astfel (tabelul 4.1), că volumul doborâturilor produse de vânt crește pe
măsură ce crește vârsta arboretului şi panta terenului, iar arboretele sunt situate pe
expoziții însorite (SV, S, SE). Odată cu creșterea altitudinii și cu încadrarea arboretelor în
clase de producție mijlocii (clasa a III-a de producție), volumul doborâturilor produse de
vânt scade.
Pe baza celor prezentate, gestionarea arboretelor artificiale de molid afectate de
doborâturi produse de vânt, în general și din zona cercetată în special, nu trebuie să nu
țină cont de rezultatele ale cercetărilor în domeniu. Astfel, sistemele de gestionare a
riscului la doborâturi produse de vânt, în care modelarea și simularea ocupă un loc
important, trebuie să se circumscrie sistemelor silviculturale de gestionare durabilă a
ecosistemelor forestiere montane.
22
4.2 Caracterizarea structurii arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt situate în Unitatea de producție I Demacușa The structure of the artificial Norway spruce stands affected by windfall installed in the mangement unit I Demacusa
4.2.1Caracteristicile dendrometrice ale arboretelor cercetate
Dendrometric characteristics of the researched stands
În urma inventarierilor efectuate, în suprafețele experimentale instalate cu ocazia
inițierii cercetărilor în cadrul tezei de doctorat, s-a constatat că diametrul central al
suprafeței de bază pentru arboretele cercetate variază între 36,9 cm și 44,2 cm, înălțimea
medie corespunzătoare arborelui central al suprafeței de bază, este cuprinsă între 33,2 m
și 39,7 m, iar numărul de arbori la ha variază între: 268 (u.a. 43H1) și 452 (u.a. 43H2)
(tabelul 4.2).
Tabelul 4.2
Principalele elemente dendrometrice ale suprafețelor de cercetare Parametrii Suprafețe experimentale
43H1 48A1 104D 12J 48A2 43H2 Compoziţia Diametrul central al suprafeței de bază – dgM (cm) Înălţimea corespunzătoare dgM (m) Număr de arbori · ha-1 Suprafaţa de bază · ha-1 (m2) Volumul · ha-1 (m3) Indice de desime Indice de densitate
10MO 40,1 34,1 268 28,6 413,9 0,33 0,62
10MO 44,2 39,7 294 38,2 662,1 0,57 0,73
10MO 37,5 34,0 318 32,6 503,8 0,43 0,72
10MO 41,7 37,7 329 32,2
583,8 0,58 0,66
10MO 40,5 36,5 392 42,1 719,6 0,56 0,83
10MO 36,9 33,2 452 35,8
550,4 0,75 0,79
Indicele de desime, ale arboretelor respective,ia valori cuprinse între 0,33
(u.a.43H1) și 0,75 (u.a. 43H2), iar volumul la ha însumează valori cuprinse între 413,9
m3 (u.a. 43H1) și 719,6 m3 (u.a. 48A2).
De asemenea, arboretele cercetate au fost stratificate pe grade de vătămare
folosind drept criteriu valoarea indicelui de desime rezultat din inventarierile efectuate. În
acest sens, suprafața experimentală 43H1 a fost considerată puternic vătămată (valoarea
indicelui de desime fiind de 0,33), suprafețele experimentale 104D, 48A1, 48A2, 12J (cu
o valoare a indicelui de desime de 0,43; 0,56; 0,57; 0,58) au fost încadrate ca fiind
moderat vătămate, în timp ce suprafața experimentală 43H2 a fost considerată slab
vătămată de acțiunea vântului (valoarea indicelui de desime fiind de 0,75).
23
4.2.2 Structura arboretelor în raport cu diametrul arborilor
The stand structure in relation to tree diameter
Distribuţia numărului de arbori pe categorii de diametre reflectă structura
arboretelor în plan orizontal specifică arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt.
S-a constatat, din punct de vedere statistic, că în toate situațiile cea mai bună
apropiere între distribuțiile experimentale și cele teoretice s-a realizat aplicând funcţia de
repartiţie Pearson tip Beta (Fig. 4.7).
Creșterea variabilităţii diametrelor pe măsură ce arboretele sunt mai puțin afectate
de doborâturi produse de vânt este sugestiv exprimată de regresia liniară prezentată în
figura 4.8 unde se poate observa pentru arboretele din toate blocurile experimentale
instalate, creşterea coeficientului de variaţie al diametrelor odată cu creșterea numărului
de arbori la ha, ca efect al acțiunii mai puțin intense factorului abiotic perturbator
(vântul). Astfel, se constată o ușoară creștere a coeficientului de variație al diametrelor de
la arboretele puternic vătămate spre arboretele slab vătămate de acțiunea vântului.
Pe măsură ce valorile diametrului central al suprafeței de bază (dgM) cresc
variabilitatea diametrelor arborilor scade, deci ponderea arborilor subțiri este mai redusă
și implicit numărul de arbori la ha mai redus și reprezentat de arbori de dimensiuni mari
(Fig. 4.9).
Influenţa doborâturilor produse de vânt asupra diversităţii structurii arboretelor în
raport cu diametrul arborilor poate fi evidențiată și prin intermediul indicilor diversităţii
structurale: indicele Shannon-Wiener (H’) şi indicele Pielou (E) (tabelul 4.3).
În arboretele din cuprinsul suprafețelor experimentale, se înregistrează valori ale
indicilor diversităţii structurale, caracterizate de structuri relativ echiene. În toate
cazurile, valorile indicelui Shannon – Wiener specific diversităţii structurii orizontale
sunt sub valorile înregistrate de regulă în arborete naturale pluriene.
24
Fig. 4.7Ajustarea distribuţiei experimentale a numărului de arbori pe categorii de diametre cu ajutorul funcţiei teoretice Pearson tip Beta
(A - 43H1 – puternic vătămat; B - 12J – moderat vătămat; C - 48A1 – moderat vătămat; D - 104D – moderat vătămat; E - 48A2 – moderat vătămat; F - 43H2 – slab vătămat)
0
10
20
30
40
50
60
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
Num
ărul
de
arbo
riha
-1
Diametrul (cm)
Valori experimentale
Valori teoretice
A
0
10
20
30
40
50
60
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72
Num
ărul
de
arbo
ri·h
a-1
Diametrul (cm)B
0
10
20
30
40
50
60
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
Num
ăr d
e ar
bori
·ha-1
Diametrul (cm)C
0
10
20
30
40
50
60
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56
Num
ărul
de
arbo
ri·h
a-1
Diametrul (cm)D
0
10
20
30
40
50
60
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
Num
ărul
de
arbo
ri·h
a-1
Diametrul (cm)E
0
10
20
30
40
50
60
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56
Num
ărul
de
arbo
ri·h
a-1
Diametrul (cm)F
25
Fig. 4.8 Relația dintre numărul de arbori la hectar și coeficientul de variație al diametrelor
arborilor din blocurile experimentale analizate
Fig. 4.9 Relația dintre diametrul central al suprafeței de bază și coeficientul de variație al
diametrelor arborilor din blocurile experimentale analizate
y = 0,0154x + 15,921R² = 0,6816
10
12
14
16
18
20
22
24
26
200 250 300 350 400 450 500
Coe
fici
ent d
e va
riaț
ie(%
)
Numărul de arbori·ha-1
y = -0,3061x + 33,5R² = 0,4237
10
12
14
16
18
20
22
24
26
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
Coe
fici
entu
l de
vari
ație
al d
iam
etre
lor
(%)
dgM
26
Tabelul 4.3
Indicii diversităţii structurale în raport cu diametrul arborilor pentru arboretele luate în studiu
Blocul experimental
Numărul claselor de diametre (k)
Numărul de arbori la hectar (N)
Indicele Shannon-Wiener (H’)
Indicele echităţii Pielou (E)
43H1 11 268 2,019 0,842 48A1 12 294 2,131 0,858 104D 11 318 1,979 0,825 12J 15 329 2,310 0,852
48A2 11 392 2,097 0,875 43H2 12 452 2,068 0,832
Modul de distribuţie a arborilor în spaţiu, sub raportul diametrului de bază,
permite identificarea concentratorilor de biomasă din interiorul suprafețelor
experimentale, în funcție de gradul de afectare al acestor arborete (slab, mediu, puternic
afectate). În arboretele cercetate (slab, mediu, puternic afectate) se remarcă o
neuniformizare evidentă a modului de repartiție spațială a diametrelor arborilor mai
pregnantă în cazul arboretelor mediu și puternic afectate de acțiunea vântului (Fig. 4.10).
Fig. 4.10 Textura arboretului din blocul experimental 43 H1 (A)– puternic vătămat și 43 H2 (B)– slab vătămat, în raport cu diametrul de bază al arborilor (cm)
d (cm) d (cm)
A B
27
4.2.3 Analiza omogenității arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt Homogeneity analysis of the stands affected by windfall
Pentru testarea omogenităţii structurale a arboretelor şi pentru evidenţierea
modului în care au acționat doborâturile produse de vânt, s-a utilizat indicele Camino
(Fig 4.11).
Fig. 4.11 Curbele Lorentz şi valorile indicelui de omogenitate structurală Camino pentru arboretele cercetate (A - 43H1 – puternic vătămat; B - 12J – moderat vătămat; C - 48A1
– moderat vătămat; D - 104D – moderat vătămat; E - 48A2– moderat vătămat; F - 43H2 – slab vătămat)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Vol
umul
cum
ulat
Numărul de arbori cumulat
H=6,53
A
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Vol
um c
umul
at
Numărul de abori cumulat
H=5,91
B
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Vol
umul
cum
ulat
Numărul de arbori cumulat
H=6,98
C
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Vol
umul
cum
ulat
Numărul de arbori cumulatD
H=7,20
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Vol
umul
cum
ulat
Numărul de arbori cumulatE
H=6,75
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Vol
umul
cum
ulat
Numărul de arbori cumulatF
H=6,59
28
A fost pusă în evidenţă de asemenea, menținerea gradului relativ ridicat de
omogenitate al structurii arboretelor echiene cercetate, afectate de doborâturi produse
vânt cu o intensitate slabă, medie și puternică, constatându-se că valoarea indicelui de
omogenitate se menține între valorile 2 și 10, reprezentând limitele intervalului de
omogenitate (Fig 4.12) .
Fig. 4.12 Valorile indicelui de omogenitate Camino în relație cu gradul de vătămare al
arboretelor din suprafețele experimentale studiate
4.2.4 Structura spaţială a arboretelor de molid afectate de doborâturi produse de vânt în raport cu numărul de arbori pe quadrate The spatial structure of the artificial Norway spruce stands affected by windfall in relation to the number of trees on quadrat
Prin realizarea distribuţiilor în plan ale numărului de arbori pe unităţi elementare
(quadrate), în suprafață de 100 m2 (10 x 10 m) şi în coordonate carteziene (x,y), a fost
posibilă evidențierea tipului de structură spaţială bazată pe calculul indicilor metodei
quadratelor (metodă de analiză spaţială independentă de distanţa dintre arbori) (tabelul
4.4).
0
2
4
6
8
10
12
puternic mediu mediu mediu mediu slab
43H1 104D 43H2 48A1 12J 48A2
Val
oare
indi
ce C
amin
o
Suprafața experimentală / grad de vătămare
Omogenitate mare
Lipsă omogenitate
29
Tabelul 4.4
Indicii distribuţiei spaţiale ai metodei quadratelor pentru arboretele luate în studiu
Blocul experimental x s2 ID IGreen Tipul de structură
43H1 2,7 0,95 0,35 -0,00657 regulată 48A1 3,2 1,26 0,39 -0,00616 regulată 104D 3,1 1,24 0,40 -0,00606 regulată 12J 3,6 1,49 0,41 -0,00596 regulată
48A2 3,4 1,28 0,35 -0,00657 regulată 43H2 4,0 1,90 0,48 -0,00525 regulată
x - numărul mediu de evenimente pe quadrat; s2 - varianţa numărului de evenimente pe quadrat; ID - indicele de dispersie; IGreen - indicele Green
Pentru unităţi elementare de studiu (mărimi ale quadratelor) de 100 m2 (10x10 m),
structura spaţială a arboretelor din cuprinsul suprafețelor experimentale cercetate este
uniformă, indiferent de gradul de vătămare (slab vătămate, mediu vătămate și puternic
vătămate de acțiunea vântului).
Efectul doborâturilor produse de vânt asupra structurii spaţiale a arboretelor
evidențiază o dinamică specifică a indicelui de analiză spaţială x (numărul mediu de
arbori pe quadrat) pentru anumite stări de desime în care au ajuns arboretele ca urmare a
efectului vântului (Fig.4.13).
Fig. 4.13 Relația dintre indicele de desime și numărul mediu de arbori / quadrat
y = -14,362x2 + 17,006x - 1,4269R² = 0,7402
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65
Num
ărul
med
iu d
e ar
bori
/qu
adra
t
Indice de desime
30
S-a constatat astfel o reducere specifică a numărului mediu de arbori pe unitatea
statistică elementară de 100 m2, însoţită de creşterea variabilităţii structurii spaţiale a
arboretelor, pe măsură ce arboretele au fost mai intens afectate de vânt. Ca urmare,
variabilitatea structurii spațiale în suprafețele cercetate crește de la suprafețele slab
afectate de vânt la suprafețe puternic afectate de vânt.
4.2.5 Organizarea spaţială a arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt în raport cu distanţa dintre arbori Spatial organization of the stands affected by the windfall in relation to the distance between the trees
Metodologia de culegere a datelor de teren, respectiv prin măsurarea poziției
spațiale a arborilor într-un sistem cartezian de coordonate (x,y), a permis calculul
distanţei de la fiecare arbore faţă de cel mai apropiat vecin, rezultând distribuţia arborilor
pe clase de distanţe, prezentată în tabelul 4.5.
Tabelul 4.5
Distribuţia numărului de arbori pe clase de distanţe dintre arbori pentru arboretele analizate
Clase de distanţe
dintre arbori (m)
Numărul de arbori/ha pentru arboretele cercetate 43H1 48A1 104D 12J 48A2 43H2
1 25 7 26 26 25 84 2 51 57 62 62 86 119 3 60 100 79 80 114 105 4 56 89 76 79 101 82 5 44 40 56 59 57 46 6 25 3 20 22 10 16 7 6 0 0 0 0 0
Număr de arbori·ha-1
268 294 318 329 392 452
Distribuţiile experimentale, ale numărului de arbori pe clase de distanţe medii faţă
de cel mai apropiat vecin, au fost ajustate cu funcţia teoretică Beta. Această funcţie
teoretică ajustează bine modul de structurare a arboretelor în raport cu distanţa dintre
arbori, fiind vorba de repartiţii unimodale, cu asimetrie de stânga (Fig. 4.14).
31
Fig. 4.14 Repartizarea numărului de arbori pe clase de distanțe medii față de cel mai apropiat
vecin
În raport cu starea arboretelor ca urmare a acțiunii vântului se produce, pe lângă o
aplatizare evidentă, o micșorare a amplitudinii de variaţie a claselor de distanţe, mai ales
în direcţia claselor superioare. Astfel, maximele curbelor de repartiţie se deplasează spre
dreapta pe măsură ce arboretele au fost mai intens afectate (suprafețe experimentale
puternic afectate de vânt). Aceste tendințe sunt mai puțin evidente în suprafața
experimentală 43H2, care a fost mai puțin afectată de acțiunea negativă a vântului.
Prin cuantificarea distanţelor de la fiecare arbore până la de cel mai apropiat,
utilizând metoda celui mai apropiat vecin (metodă de analiză spaţială dependentă de
distanţa dintre indivizi), au fost calculaţi indicii Fisher și Clark – Evans (tabelul 4.6). Prin
intermediul acestor indici pot fi identificate tipurile de structură spaţială, specifice
fiecărei suprafețe experimentale.
Pe baza indicilor de analiză spaţială a celui mai apropiat vecin, s-a pus în evidenţă
faptul că structura spaţială a arboretelor se încadrează în tipul de structură uniformă
indiferent de gradul de afectare al arboretelor (slab, mediu sau puternic afectat).
Aşadar, arboretele de molid afectate de doborâturi produse de vânt prezintă
distribuţii experimentale randomizate, cu tendinţe uniformizatoare spre procese de tip
regulat. În aceste situaţii arborii au ajuns la o independenţă statistică unii faţă de alţii,
evidențiind o uniformizare a competiției la nivelul populaţiei. În al doilea rând se
realizează o reducere a intensităţii proceselor de competiţie intraspecifică.
0
20
40
60
80
100
120
140
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nr.
arbo
ri h
a-1
Clase de distanțe medii față de cel mai apropiat vecin (m)
12j
43H1
43H2
48A1
48A2
104D
32
Tabelul 4.6
Indicii distribuţiei spaţiale ai metodei celui mai apropiat vecin pentru arboretele din blocurile experimentale cercetate(U.P. I Demacușa)
Blocul experimental d s2 If Ic Tipul de structură
43H1 3,27 3,46 1,06 1,07 uniformă 48A1 2,80 1,42 0,51 1,05 uniformă 104D 2,93 1,98 0,68 1,06 uniformă 12J 2,85 2,09 0,73 1,35 uniformă 48A2 2,81 1,82 0,65 1,19 uniformă 43H2 2,33 2,07 0,89 0,99 uniformă
d - distanţa medie faţă de cel mai apropiat vecin; s2- varianţa distanţei medii faţă de cel mai apropiat vecin; If - indicele Fisher; Ic - Indicele Clark – Evans
4.2.6 Structura spaţială a arboretelor exprimată prin intermediul profilelor structurale bidimensionale Spatial structure of the stand expressed through two dimensional structural profiles
Analiza structurii arboretelor prin intermediul profilelor structurale este utilizată
frecvent în cercetare silvică, chiar dacă ele constituie modelele grafice schematice, se pot
desprinde informaţii utile: caracterizarea modului de grupare a arborilor în biogrupe
funcție de elementele dendrometrice ale arborilor; diferențierea etajelor; a profunzimii
coronamentului; calculul gradului de acoperire a solului şi a indicelui de închidere a
coronamentului.
Sintetizând caracteristicile suprafețelor experimentale în plan orizontal
(compoziția arboretelor, consistența, desimea, densitatea, diametrul mediu) și în plan
vertical (etajarea arboretului, profilul arboretului, închiderea coronamentului), se pot
evidenția o serie de aspecte specifice cu privire la influența doborâturilor produse de vânt
asupra acestora (Fig. 4.15).
Suprafețele experimentale cercetate sunt arborete pure de molid, rezultând
intensități diferite de vătămare la acțiunea vântului. Datorită acestui fapt (suprafețele
experimentale sunt arborete pure de molid) au rezultat și vătămările, în diferite grade,
produse de vânt în cadrul arboretelor.
33
Fig. 4.15 Profilul în plan orizontal pentru arboretul din u.a. 48A1
Legenda - Molid - Molid vătămat de vânat (cervide) - Fag
34
Consistența arboretului nu oferă suficiente informații cu privire la gradul de
afectare al acestora, cauzat de doborâturile produse de vânt. Când spațiul dintre arbori se
mărește, dezvoltarea coroanelor în plan orizontal este mai accentuată, iar consistența,
exprimată prin gradul de apropiere al coroanelor, dă falsa impresie că arboretele au o
desime corespunzătoare. Indicele de desime constituie caracteristica după care au fost
stratificate suprafețele experimentale pe grade de vătămare (slab, mediu și puternic
afectate), acesta oferind o imagine reală a proceselor ce au avut loc în arborete (cum ar fi
doborâturile produse de vânt). Pentru arboretele din cadrul blocurilor experimentale
analizate acest indice ia valori între 0,33 și 0,75.
Structura arboretelor în raport cu diametrul, mai precis distribuția arborilor pe
categorii de diametre, indică faptul că indiferent de gradul de afectare al arboretelor de
acțiunea vântului, acestea își păstrează caracteristicile structurii echiene.
Diametrul central al suprafeței de bază este o expresie a dezvoltării arboretelor și
ia valori diferite ca urmare a intensității lucrărilor silviculturale efectuate și a intensității
doborâturilor produse de vânt.
Ca urmare a acțiunii vântului se constată mai mult sau mai puțin evident o etajare
a arboretelor. Stratificarea în plan vertical a arboretelor afectate de vânt este mai pregnant
pusă în evidență la arboretele puternic și mediu afectate de vânt, unde se constată apariția
unui nou etaj de molid (suprafețele experimentale 43H1, 48A1, 12J, 104D) (Fig. 4.16).
Având în vedere că toate arboretele cercetate sunt echiene, alura pe care o prezintă
suprafața superioară a coronamentului arboretului, ce definește profilul vertical al
acestuia este una continuă la marea majoritate a arboretelor din cuprinsul suprafețelor
experimentale. Există tendința de apariție a unor profile în trepte la arboretele unde se
constată apariția unui nou etaj de arbori (suprafețele experimentale 43H1, 48A1).
35
Fig. 4.16 Profilul în plan vertical pentru arboretul din u.a. 48A1
Legenda - Molid - Molid vătămat de vânat (cervide) - Fag
36
4.2.7 Structura spaţială a arboretelor exprimată prin indici de competiție
Spatial structure of the stand expressed through competition indices
Analiza profilelor structurale, combinată cu calculul unor indici de competiţie
dintre indivizi (IC), pentru diferite sisteme silviculturale adoptate, pot lămuri modul în
care răspund arborii la intervențiile în arboret efectuate ca urmare a doborâturilor produse
de vânt, prin prisma proceselor de acumulare-dezvoltare.
Relația dintre înălțimile arborilor și valoarea indicelui de competiție (IC) pentru
arboretele analizate se prezintă în figura 4.17. Se constată, o corelație strânsă între
înălțime și IC, valorile acestuia crescând exponențial cu înălțimea arborelui. Repartiția
spațială a indicelui de competiție scoate în evidență faptul că intensitatea fenomenului de
competiție înregistrează variații mari de la o zonă la alta în cadrul fiecărui arboret în parte
(Fig. 4.18-4.19). Indicii de competiție caracterizează relațiile dintre indivizii unei
populații în funcție de dimensiunile sale, de poziția lor socială, exprimată prin
intermediul unor anumiți indicatori, dar și modul în care aceștia sunt dispuși în plan. Ca
urmare, un arbore este mai viguros și mai competitiv când valoarea indicelui de
competiție este ridicată și corespunde unei stări de competiție redusă. În arboretele
analizate se constată că zonele de maximă competiție, caracterizate de indici de
competiție mai mari decât 1, sunt întâlnite la arborii cu diametre mai mari decât cele
corespunzătoare arborelui mediu al suprafeței de bază.
37
Fig. 4.17 Relația dintre înălțimile arborilor și valoarea indicelui de competiție (A - 43H1 – puternic vătămat; B - 12J – moderat vătămat; C - 48A1– moderat vătămat; D - 104D– moderat vătămat; E - 48A2– moderat vătămat;F - 43H2 – slab vătămat)
y = 0,0089e0,1258x
R² = 0,8021
0
0,5
1
1,5
2
2,5
20 25 30 35 40
Indi
ce d
e co
mpe
tiți
e (I
C)
Înălțimea (m)A
y = 0,0153e0,1141x
R² = 0,8748
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
20 25 30 35 40 45
Indi
ce d
e co
mpe
tiți
e (I
C)
Înălțimea (m)B
y = 0,0282e0,0925x
R² = 0,6324
0
0,5
1
1,5
2
2,5
20 25 30 35 40 45
Indi
ce d
e co
mpe
tiți
e (I
C)
Înălțimea (m)C
y = 0,0121e0,1273x
R² = 0,7186
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
20 25 30 35 40
Indi
ce d
e co
mpe
tiți
e (I
C)
Înălțimea (m)D
y = 0,0246e0,102x
R² = 0,7184
0
0,5
1
1,5
2
2,5
20 25 30 35 40 45
Indi
ce d
e co
mpe
tiți
e (I
C)
Înălțimea (m)E
y = 0,0094e0,1374x
R² = 0,762
0
0,5
1
1,5
2
2,5
20 25 30 35 40
Indi
ce d
e co
mpe
tiți
e (I
C)
Înălțimea (m)F
38
Fig. 4.18 Textura arboretului 12J în raport cu indicele de competiţie
A B
Fig. 4.19 Textura arboretului 43H1 (A) și 43H2 (B) în raport cu indicele de competiţie
10 20 30 40 50
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
IC
IC IC
39
4.3 Elemente auxologice specifice arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt situate în Unitatea de producție I Demacușa
Growth and yield elements of the artificial Norway spruce stands affected by windfall from the management unit I Demacusa
4.3.1 Analiza și evaluarea ritmului de creştere radială la arborii rămaşi pe picior după producerea doborâturilor de vânt Analysis and evaluation of radial growth in the remaining standing trees after the windfalls
Analiza și evaluarea ritmului de creştere radială la arborii rămaşi pe picior după
producerea doborâturilor de vânt a impus analiza dispunerii spațiale a creşterilor radiale
(Ir10) corespunzătoare arboretelor cercetate în perioada de 10 ani (2002-2011) analizată
(Fig. 4.20) și reprezentarea dreptelor creşterilor radiale în raport cu diametrul arborilor
pentru arboretele cercetate pentru aceeași perioadă (Fig. 4.21). Se observă amplitudinea
diferită precum și dispunerea specifică a dreptelor de creștere din arboretele componente
ale dispozitivelor experimentale instalate.
Pentru analiza și evaluarea ritmului de creştere s-a procedat astfel, la testarea
semnificaţiei diferenţelor dintre dreptele de regresie (Ir10 = b0+b1d) caracteristice
arboretelor componente ale dispozitivelor experimentale instalate, cu ocazia desfășurării
cercetărilor. Astfel, a fost examinată semnificația dintre dreapta de creștere
corespunzătoare arboretului cu cel mai mic număr de arbori la hectar (suprafață
considerată martor), cu dreptele de creștere specifice celorlalte arborete. S-a folosit, în
acest caz, testul F (tabelul 4.7).
Referitor la elementele care deosebesc analiza semnificaţiei diferenţelor dintre
dreptele de regresie specifice creșterii arborilor acestea fac referire la cuantumul
sporurilor (deficitului) de creştere radială specifice categoriilor de diametre considerate.
Valorile specifice cuplurilor considerate sunt următoarele:
- Arboretul 43H1- arboretul 48A1: sporul de creştere radială variază între 53% şi 13%
pentru diametrele de 20 cm și 56 cm;
40
12J - arboret moderat vătămat
Fig. 4.20 Dispunerea spațială a creşterilor radiale pentru perioada analizată: 2002-2011
- Arboretul 43H1 - arboretul 104D: sporurile de creştere radială, analizate comparativ
între cele două arborete,pe categorii de diametre au fost cuprinse între 69% și 1% la
diametre cuprinse între 16 cm și 40 cm. Deficitul de creștere între cele două arborete s-au
manifestat la categoriile de diametre 44 cm și 56 cm în valoare de 3,2% și 11,7%.
- Arboretul 43H1- arboretul 12J: reacția specifică este de activare a creşterilor. Sporurile
de creştere radială, dintre cele două arborete,pe categorii de diametre, au fost cu valori
între 13,1% și 4,0% la diametre cu valori între 16 cm și 56 cm.
- Arboretul 43H1 - arboretul 48A2: sporurile de creştere radială, analizate comparativ
între cele două arborete, pe categorii de diametre au fost cuprinse între 71,5% și 0,8%la
diametre cuprinse între 20 cm și 56 cm.
- Arboretul 43H1 - arboretul 43H2: sporurile de creştere radială în acest caz, analizate
comparativ între cele două arborete, au fost cuprinse între 0,4% și 1,0% la diametre cu
valori între 16 cm și 56 cm.
mm
41
Fig.4.21 Dreapta creşterilor radiale pentru perioada de 10ani (2002-2011), în raport cu diametrul
arborilor, pentru arboretele din dispozitivele experimentale cercetate (A - 43H1 - puternic vătămat; B - 48A1 - moderat vătămat; C - 104D - moderat vătămat;
D - 12J - moderat vătămat; E - 48A2 - moderat vătămat; F - 43H2 - slab vătămat)
y = 0,6325x - 5,7468r = 0,704***
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 8 16 24 32 40 48 56 64
Creșt
eri r
adia
le p
e 10
ani
Ir-
10(m
m)
Diametrul (cm)A
y = 0,58x - 8,8965r = 0,762***
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72
Creșt
eri
radi
ale
pe 1
0 an
i I r-
10(m
m)
Diametrul (cm)B
y = 0,6579x - 7,4123
r = 0,757***
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 8 16 24 32 40 48 56
Creșt
eri r
adia
le p
e 10
ani
Ir-
10(m
m)
Diametrul (cm)C
y = 0,5292x - 3,4987r = 0,731***
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72
Creșt
eri r
adia
le p
e 10
ani
I r-1
0(m
m)
Diametrul (cm)D
y = 0,7472x - 13,593r = 0,776
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 8 16 24 32 40 48 56 64
Creșt
eri r
adia
le p
e 10
ani
I r-1
0(m
m)
Diametrul (cm)E
y = 0,5894x - 3,4569r = 0,669***
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 8 16 24 32 40 48 56
Creșt
eri r
adia
le p
e 10
ani
Ir-
10(m
m)
Diametrul (cm)F
42
Tabelul 4.7
Testarea semnificaţiei diferenţelor dintre dreptele de regresie specifice creșterii arborilor (arboretul 43H1- arboretul 48A1)
Parametrii sintetici Perioada 2002-2011
43H1 48A1 Ecuaţia de regresie(Ir10 = b0+b1d) Ir10 = 0,4812d-0,5014 Ir10 = 0,5846d-8,7724 Creşterea radială medie, ir10 (mm) 16,9 15,7 Creşterea radială minimă, ir10 (mm) 1,25 1,99 Creşterea radială maximă, ir10 (mm) 40,37 36,62 Varianţa creşterilor radiale, s2
ir10 (mm2) 57,78 50,07 Abaterea standard 7,6 7,2 Număr observaţii 268 294
Testul F (compararea varianțelor)
Fexp=5,78; f1=267; f2=287;Fteor=3,87 Fexp>F0,05
varianţele se deosebesc semnificativ
Testul t (compararea coeficienților unghiulari)
texp=2,40;df=552;tteor=1,65 texp>t0,05
b1 și b2 se deosebesc semnificativ
Sintetizând cele prezentate, se poate afirma faptul ca influența vântului asupra
creșterii în arboretele de molid este semnificativă. Astfel s-a demonstrat experimental și
statistic faptul că odată cu scăderea numărului de arbori la hectar, creșterea radială medie
pe 10 ani înregistrează valori mai mari distribuindu-se conform cu o ecuație logaritmică
(Fig. 4.22).
Fig. 4.22 Relația dintre numărul de arbori la hectar și creșterea radială medie pe 10 ani în
arborete de molid afectate de doborâturi produse de vânt (U.P. I Demacușa)
y = -3,901ln(x) + 38,294r = 0,819***
10
11
12
13
14
15
16
17
18
200 250 300 350 400 450 500
Creșt
erea
rad
ială
med
ie în
per
ioad
a 20
02-2
011
(mm
)
Număr de arbori·ha-1
43
Astfel, la arboretele din clasa a IV-a de vârstă (61-80 de ani), afectate de
doborâturi produse de vânt, la un număr de arbori la hectar de 250 se înregistrează o
creștere medie pe 10 ani de 16,8 mm, la 300 de arbori la hectar, creșterea medie este de
16,0 mm, la 350 de arbori la hectar 15,4 mm, la 400 de arbori la hectar 14,9 mm iar la
450 de arbori la hectar creșterea medie pe 10 ani este de 14,5 mm.
Așadar, pentru arboretele de molid afectate de doborâturi produse de vânt din U.P.
I Demacușa, poate fi estimată creșterea radială medie pentru perioada 2002-2011, în
raport cu numărul de arbori existent la hectar.
4.3.2 Influenţa doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în suprafaţa de bază în arborete de molid afectate de vânt Influence of the windfall on the basal area growth in Norway spruce stands affected by wind
Pentru evidenţierea influenţei doborâturilor produse de vânt la nivel de arboret, s-a
calculat pentru fiecare arboret în parte creşterea în suprafaţa de bază (IG) şi procentul
creşterii în suprafaţa de bază (pig). Cele două caracteristici s-au exprimat ca valori medii
anuale la hectar, pentru perioada de cercetare 2002-2011 (tabelul 4.8).
Tabelul 4.8
Creşterea în suprafaţa de bază şi procentul creşterii în suprafaţa de bază pentru arboretele
analizate
u.a.
Gradul de
vătămare
Mărimea perioadei
(ani)
Suprafaţa de bază
G - (m2·ha-1)
Creşterea în suprafaţa
de bază, medie pe perioadă
IG – (m2·ha-1)
Creşterea în suprafaţa de bază, medie anuală pe
perioadă IG – (m2·an-1·ha-1)
Procentul mediu al creşterii în suprafaţa
de bază pig– ( %)
43H1 Puternic 10 28,6 5,1 0,51 17,7 48A1 Moderat 10 38,2 5,4 0,54 14,3 104D Moderat 10 32,6 5,5 0,55 17,0 12J Moderat 10 32,2 5,4 0,54 16,9 48A2 Moderat 10 42,1 6,4 0,64 15,1 43H2 Slab 10 35,8 6,3 0,63 17,7
Analizând informațiile din tabelul 4.8 se constată că suprafața de bază, pentru
arboretele cercetate, variază între 28,6 m2·ha-1 (u.a. 43H1) și 42,1 m2·ha-1 (u.a. 48A2). În
ceea ce privește creşterea în suprafaţa de bază medie pentru perioada de 10 ani
considerată (2002-2011), aceasta ia valori cuprinse între 5,1 m2·ha-1 (u.a. 43H1) și 6,4
m2·ha-1 (u.a. 48A2).
44
Referitor la procentul mediu al creşterii în suprafaţa de bază, acesta înregistrează
valori cuprinse între 17,7% (u.a. 43H1, 43H2) și 14,3% (u.a. 48A1).
În raport cu datele prezentate, s-a putut evidenţia variaţia creşterii în suprafaţa de
bază în raport cu numărul de arbori·ha-1.
Relația dintre numărul de arbori·ha-1 și creşterea în suprafaţa de bază medie
pentru aceeași perioadă (2002-2011) (m2·ha-1), este exprimată de o funcție logaritmică.
Corelația este foarte puternică și foarte semnificativă în cazul arboretelor cercetate (Fig.
4.23).
Fig. 4.23 Relația dintre numărul de arbori·ha-1 și creşterea în suprafaţa de bază medie pentru
perioada 2002-2011 (m2·ha-1)
Din cele prezentate rezultă că influenţa doborâturilor produse de vânt,în perioada
2002-2011, asupra creşterilor în suprafaţa de bază în arborete de molid afectate de
acțiunea vântului a condus la înregistrarea unei reduceri a creșterii în suprafața de bază
medie(m2·ha-1) odată cu scăderea numărului de arbori la hectar.
Ca urmare, rărirea prea accentuată a arboretelor prin doborâturile produse de vânt,
sub pragul indicelui de desime de 0,5, s-a dovedit că are efecte negative asupra creșterii
în suprafața de bază caracteristică arboretelor afectate și implicit asupra creșterii în
volum, chiar dacă arborii beneficiază de mai mult spațiu ca urmare a răririi arboretelor,
y = 2,6695ln(x) - 9,8462r = 0,938***
0
1
2
3
4
5
6
7
200 250 300 350 400 450 500
Creșt
erea
în s
upra
fața
de
bază
, med
ie p
e pe
rioa
da
2002
-201
1(m
2 ·ha
-1)
Număr de arbori· ha-1
45
sau dacă au dimensiuni mari și acumularea de biomasă este semnificativă, chiar în
condițiile unei creșteri radiale medii mai reduse.
Un caz particular îl constituie arboretul din u.a. 43H, unde procentul creșterii în
suprafața de bază este același 17,7% pentru ambele suprafețe experimentale analizate
comparativ, fapt ce conduce la concluzia că doborâturile produse de vânt sunt recente și
ca urmare, nu a existat suficient timp pentru diferențierea creșterilor în suprafața de bază.
4.3.3 Influenţa doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în volum în arborete de molid afectate de vânt Influence of the windfall on the volume growth in Norway spruce stands affected by wind
Volumul calculat, specific arboretelor cercetate variază între 413,9m3·ha-1
(u.a. 43H1) și 719,6 m3·ha-1 (u.a. 48A2) (tabelul 4.9).
Tabelul 4.9
Volumul şi procentul creşterii în volum pentru arboretele analizate
u.a.
Gradul
de vătămare
Mărimea perioadei
(ani)
Volumul la sfârșitul perioadei
V - (m3·ha-1)
Creşterea medie în volum, pe
perioadă IV – (m3·ha-1)
Creşterea medie în volum anuală pe
perioadă IV – (m3·an-1·ha-1)
Procentul mediu al creşterii în volum
piv– ( %)
43H1 Puternic 10 413,9 93,1275 9,3 22,5 48A1 Moderat 10 662,1 111,2328 11,1 16,8 104D Moderat 10 503,8 105,2942 10,5 20,9 12J Moderat 10 583,8 115,5924 11,5 19,8 48A2 Moderat 10 719,6 126,6496 12,7 17,6 43H2 Slab 10 550,4 123,84 12,3 22,5
În ceea ce privește media creșterilor în volum, pentru perioada de 10 ani luată în
considerare (2002-2011), aceasta înregistrează valori cuprinse între 93,1 m3·ha-1 (u.a.
43H1) și 126,6 m2·ha-1 (u.a. 48A2), iar procentul mediu al creşterii în volum, între 22,5%
(u.a. 43H1, 43H2) și 16,8% (u.a. 48A1).
Relația dintre numărul de arbori la hectar și creşterea medie în volum pentru
perioada 2002-2011 (m3·ha-1), este exprimată de o ecuație logaritmică, corelația între
caracteristicile biometrice ale arboretelor cercetate fiind foarte puternică și foarte
semnificativă (Fig. 4.24).
46
Fig. 4.24 Relația dintre numărul de arbori·ha-1 și creşterea medie în volum pentru perioada
2002-2011 (m3·ha-1)
Rezultă astfel, din cele prezentate că influenţa doborâturilor produse de vânt
asupra creşterilor în volum în arborete de molid afectate de vânt a condus la o reducere a
mediei creșterilor în volum (m3·ha-1) pentru perioada 2002-2011, pe măsură ce numărul
de arbori la hectar scade.
Concluzionând, se poate afirma faptul că din analiza evaluării ritmului de creştere
radială la arborii rămaşi pe picior şi a influenţei doborâturilor produse de vânt asupra
creşterilor în suprafaţa de bază și în volum în arborete de molid afectate de vânt, rezultă
că arboretele mediu și foarte puternic afectate de acțiunea acestui factor perturbator se
îndepărtează de starea normală, caracterizată de o stabilitate și funcționalitate
corespunzătoare.
y = 58,241ln(x) - 226,18r = 0,883***
0
20
40
60
80
100
120
140
200 250 300 350 400 450 500
Creșt
erea
med
ie în
vol
umpe
per
ioad
a 20
02-2
011
(m3 ·
ha-1
)
Număr de arbori· ha-1
47
4.4 Câteva recomandări privind gospodărirea arboretelor cercetate cu ocazia elaborării tezei de doctorat
Several recommendations regarding the management of the researched stands in the elaborating of PhD thesis
În urma analizei modului de gospodărire a arboretelor artificiale de molid, afectate
de doborâturi produse de vânt, situate în zona cercetată şi a cunoaşterii, pe baze
ştiinţifice, a stării acestora din punct de vedere structural - funcţional şi auxologic au
putut fi identificate câteva recomandări demne de luat în considerare la fundamentarea şi
adoptarea viitoarelor măsuri silviculturale, cu ocazia elaborării amenajamentelor silvice.
În prezent, pe lângă tăierile de igienă prevăzute în amenajamentul silvic în
vigoare, se recomandă acordarea unei atenţii sporite promovării regenerării naturale prin
îngrijirea seminţişurilor utilizabile care ocupă în toate cazurile o proporţie de 80- 90% din
suprafaţă (u.a. 43H, 104D, 48A2) şi efectuarea de lucrări de îngrijire şi conducere
(curăţiri, rărituri) în porţiuni din interiorul arboretelor respective unde doborâturile
produse de vânt au creat goluri semnificative (10-25% din suprafaţă), iar în prezent s-a
instalat o nouă generaţie aflată în faza de nuieliş-prăjiniş (u.a. 48A1, 12J). In u.a. 43H2,
condiţiile de arboret (consistenţa şi proporţia seminţişului utilizabil) permit executarea de
rărituri (tabelul 4.10).
Aceste recomandări cu caracter specific, punctual pentru arboretele cercetate, au la
bază pe lângă situaţia concretă din teren ipoteza potrivit căreia, din cauza acţiunii repetate
a vântului arboretele prezintă neuniformitate din punct de vedere al structurii orizontale şi
verticale şi ca atare, în arboret pot fi identificate porţiuni în care să se aplice măsuri
diferenţiate, pornind de la ajutorarea regenerării naturale, îngrijirea seminţişului, curăţiri
şi în final, până la lucrări de igienă şi chiar de rărituri.
Pornind de la ponderea majoritară în cadrul U.P. I Demăcuşa a tipurilor de staţiuni
şi de pădure specifice arboretelor naturale amestecate de răşinoase cu fag se recomandă
ca obiectiv cu caracter general pe termen lung, punerea unui accent deosebit pe
regenerarea naturală, pe promovarea bradului şi a fagului în compoziţiile de regenerare şi
înlocuirea treptată a monoculturilor de molid, urmărindu-se obţinerea unor structuri
amestecate stabile, rezistente la acţiunea vântului în special și adoptate la schimbările
climatice în general.
48
Tabelul 4.10
Prevederile amenajamentului pentru arboretele cercetate, comparativ cu măsurile propuse, în urma cercetărilor actuale efectuate
u.a. Lucrări propuse
prin amenajament Recomandări Observații
43H1 Tăieri de igienă Tăieri de igienă; Îngrijirea semințișului
Regenerare (semințiș utilizabil) pe 90% din suprafață
48A1 Tăieri de igienă Tăieri de igienă; Îngrijirea semințișului; Curățiri
Regenerare (semințiș utilizabil) pe 90% din suprafață; Nuieliș-prăjiniș pe 25% din suprafață
104D Tăieri de igienă Tăieri de igienă; Îngrijirea semințișului
Regenerare (semințiș utilizabil) pe 80% din suprafață
12J Tăieri de igienă Tăieri de igienă; Îngrijirea semințișului; Curățiri
Regenerare (semințiș utilizabil) pe 80% din suprafață; Nuieliș-prăjiniș pe 10% din suprafață
48A2 Tăieri de igienă Tăieri de igienă; Îngrijirea semințișului
Regenerare (semințiș utilizabil) pe 90% din suprafață
43H2 Tăieri de igienă Rărituri Regenerare (semințiș utilizabil) pe 20% din suprafață
Totodată, proporţia ridicată de participare în compoziţia arboretelor a molidului, în
detrimentul bradului, presupune creşterea procentelor de participare a bradului şi fagului
şi introducerea în compoziţiile de regenerare a unor specii ca paltinul de munte, laricele şi
pinul silvestru, în vederea sporirii rezistenţei arboretelor la acţiunea nefavorabilă a
vântului. Se recomandă să se evite crearea de monoculturi de molid la altitudini mai
joase, în zona amestecurilor, minimizându-se astfel, vulnerabilitatea producerii de
doborâturi de vânt şi înregistrarea unui volum ridicat de lemn doborât, ca urmare a
acţiunii negative avântului.
Structura dezechilibrată pe clase de vârstă, caracterizată printr-un excedent de
arborete exploatabile dar şi un deficit al celor preexploatabile, chiar şi în ipoteza ca nu se
vor mai produce perturbări majore cauzate de acţiunea vântului şi a zăpezii, presupune
eforturi susţinute în sensul optimizării acesteia, printr-un proces îndelungat de gestionare
complexă, integrată a arboretelor din cuprinsul unităţii de producţie cercetată, cu
respectarea strictă a planurilor lucrărilor de îngrijire şi conducere în vederea asigurării
stabilităţii, calităţii şi productivităţii arboretelor preexploatabile.
Preocupările privind optimizarea fondului de producţie pe clase de vârstă pot
conduce la reducerea volumului de lemn doborât ca efect al lichidării treptate a
excedentului de arborete vârstnice exploatabile, prin asigurarea continuităţii recoltării de
produse principale în perioada următoare de aplicare a amenajamentului silvic.
49
Pe baza rezultatelor obţinute în cadrul cercetărilor se poate afirma că gestionarea
arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt în general şi din
zona cercetată în special, nu trebuie să nu ia în coordonare ansamblul realizărilor
ştiinţifice în domeniu la nivel internaţional şi naţional. Astfel, sistemele complexe de
gestionare a riscului la doborâturi produse de vânt, în care modelarea şi simularea ocupă
un rol important, trebuie să fie integrate în ansamblul măsurilor de gestionare durabilă a
ecosistemelor forestiere montane. Ca urmare, gestionarea acestui tip de arborete este
deosebit de complexă şi presupune în prealabil, o cartare de detaliu a suprafeţelor şi
stabilirea măsurilor concrete, pe porţiuni omogene din punct de vedere structural şi al
stării arboretelor afectate în vederea realizării de profile ale coronamentului, adaptate şi
rezistente la acţiunea vătămătoare a vântului.
50
5. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII ORIGINALE
CONCLUSIONS AND ORIGINAL CONTRIBUTIONS
5.1 Concluzii
Conclusions
Pe baza cercetărilor efectuate pentru cunoașterea stării unor arborete artificiale de
molid, afectate de doborâturi produse de vânt, din nordul Carpaților Orientali, din punct
de vedere al modului de gospodărire, al structurii și funcționalității acestora, dar și al
particularităților auxologice în raport cu intensitatea vătămării, se pot contura următoarele
concluzii:
Cu privire la analiza modului de gospodărire a arboretelor afectate de
doborâturi produse de vânt în U.P. I Demăcuşa
- Aplicarea şi realizarea planurilor decenale de recoltare pentru produse principale
şi secundare, prevăzute de amenajamentele silvice, au fost semnificativ influenţate de
amploarea doborâturilor produse de vânt, arboretele tinere şi preexploatabile afectate
înregistrând o reducere a stabilităţii calităţii şi productivităţii lor până la atingerea vârstei
exploatabilităţii, chiar şi în ipoteza că nu se vor mai produce perturbări majore cauzate de
acţiunea vântului. Astfel doborâturile produse de vânt în perioada anilor 1960 - 2009 au
condus la creşterea unui excedent de arborete exploatabile (clasa VII-a de vârstă) şi a
unui deficit de arborete preexploatabile (clasa a V-a de vârstă).
- Valoarea relativ mare a volumului mediu de lemn doborât per an şi per ha în
perioada analizată (aproape jumătate din media creşterilor curente anuale) are o pondere
însemnată în planificarea recoltelor viitoare de lemn la nivelul unităţii de producţie luată
în studiu. Ponderea majoritară a arboretelor pure de molid, de productivitate superioară,
artificial realizată în cadrul UP 1 Demăcuşa explică faptul că cele mai mari valori ale
volumului de lemn doborât de vânt se înregistrează în arboretele din clasa I de producţie.
Asigurarea continuităţii recoltării de produse principale în perioada următoare de aplicare
a amenajamentului silvic este condiţionată de respectarea planului lucrărilor de îngrijire
şi conducere a arboretelor.
51
- Arboretele artificiale pure de molid instalate pe staţiuni optime arboretelor
amestecate valoroase şi exploatate, s-au dovedit mult mai vulnerabile la acţiunea
vântului, înregistrând în perioada analizată aproape 80% din volumul total de lemn
doborât de vânt. Aceeaşi situaţie s-a constatat şi în cazul arboretelor pure de molid
instalate în locul tipului natural fundamental de pădure caracteristic amestecurilor de
răşinoase cu fag. Descreşterea volumului de lemn doborât de vânt cu creşterea
altitudinală confirmă introducerea monoculturilor de molid în zona amestecurilor, acest
factor prezentând o importantă deosebită, fiind limitativ în ceea ce priveşte stabilitatea şi
funcţionalitatea arboretelor vulnerabile la acţiunea factorilor abiotici perturbatori.
- Proporţia ridicată a molidului în compoziţia arboretelor s-a redus după anul 1990,
când proporţia bradului şi a fagului a crescut sensibil, ca urmare a reconsiderării
regenerării naturale. Atingerea unei ponderi ridicate a molidului în compoziţia
arboretelor, ca urmare a împăduririlor masive efectuate, în urma doborâturilor produse de
vânt în anul 1969, este corelată cu înregistrarea unei consistenţe cuprinse între
0,7 – 1,0 într-o proporţie destul de mare la nivelul unităţii de producţie analizată. Cele
mai reduse valori ale consistenţei se întâlnesc în arboretele cu vârste de peste 100 de ani,
ipoteză susţinută şi de distribuţia spaţială a vârstei arboretelor în raport cu consistenţa, de
producerea doborâturilor în masă şi de aplicarea ulterior, a tratamentelor cu perioade
medii - lungi de regenerare sub masiv.
- Prin analiza influenţei unor caracteristici ale arboretelor şi a unor factori
staţionali asupra intensităţii de manifestare a doborâturilor produse de vânt s-a stabilit că
volumul de lemn rezultat creşte odată cu vârsta arboretelor afectate, cu panta terenului şi
în arboretele situate pe expoziţii parţial însorite (SV, S, SE) şi scade cu creşterea
altitudinii şi reducerea clasei de producție de la clasa I, la clasa a III-a.
Cu privire la structura arboretelor afectate de doborâturi de vânt
- Nu se resimte un efect semnificativ al doborâturilor endemice produse de vânt
asupra structurii arboretelor, unele dintre distribuţiile experimentale fiind specifice
arboretelor echiene şi relativ echiene, cu asimetrie pozitivă de stânga şi caracterizate
printr-o reducere a variabilităţii diametrelor din cauza acţiunii vântului asupra
categoriilor marginale. Pentru ajustarea distribuţiilor experimentale specifice acestor
structuri afectate de vânt, în toate cazurile, cel mai potrivit s-a dovedit sistemul de funcţii
52
Pearson de tip Beta. Variabilitatea diametrelor scade odată cu reducerea numărului de
arbori la hectar deci, coeficienţii de variaţie ai acestora cresc de la arboretele puternic
afectate de acţiunea vântului la cele slab afectate. Ponderea redusă a arborilor de mici
dimensiuni corelată cu un indice de desime redus, specific arboretelor puternic afectate
de doborâturi produse de vânt şi cu prezenţa arborilor cu diametre mijlocii şi mari
confirmă ipoteza potrivit căreia, pe măsură ce valorile diametrului central al suprafeţei de
bază cresc, variabilitatea diametrelor arborilor prezenţi scade.
- Diversitatea structurală în raport cu diametrul arborilor se reduce sensibil cu
frecvenţa şi intensitatea doborâturilor produse de vânt. Astfel, această scădere a valorilor
indicelui Shannon - Wiener se înregistrează de la arboretele slab vătămate de vânt la cele
puternic vătămate. Indiferent de gradul de vătămare al acestora (slabă, moderată sau
puternică), valorile indicelui de omogenitate au pus în evidenţă menţinerea unui grad
relativ ridicat de omogenitate al arboretelor, valorile indicelui Camino situându-se în
limita intervalului de omogenitate.
- Variabilitatea structurii spaţiale a arboretelor creşte de la suprafeţele slab afectate
la cele puternic afectate de vânt, iar numărul de arbori se reduce pe unitatea statistică
elementară de suprafaţă (100 m2) pe măsură ce arboretele sunt mai intens afectate de
vânt. Valorile indicilor de analiză spaţială a celui mai apropiat arbore vecin indică faptul
că structura spaţială a arboretelor se încadrează în tipul de structură uniformă indiferent
de gradul de afectare al acestora, arborii ajungând la o independenţă statistică unii faţă de
alţii, caracterizată printr-o omogenizare a interacţiunilor interne ale populaţiei şi o
reducere a proceselor de competiţie intraspecifică.
În ceea ce privește creşterea arboretelor afectate de doborâturi produse
de vânt s-a evidențiat faptul că în arboretele puternic afectate, cu un număr redus de
arbori, creşterile radiale sunt mai intense, ca efect al punerii în lumină a arborilor rămaşi
pe picior şi creării unei spaţieri mai mari deci, de noi condiţii de creştere şi dezvoltare. În
schimb, creşterea în suprafaţa de bază în aceste arborete a înregistrat o scădere, odată cu
reducerea numărului de arbori prin acţiunea vântului, sub pragul de 0,5 al indicelui de
desime având efecte negative asupra creşterii în volum, chiar dacă arborii beneficiază de
mai mult spaţiu, sau au dimensiuni mari şi acumularea de biomasă este semnificativă, în
condiţiile normale de înregistrare a unor creşteri radiale mai reduse din cauza vârstei
53
înaintate. Deci arboretele moderat şi puternic afectate de doborâturi produse de vânt se
îndepărtează de o stare normală, caracterizată printr-o stabilitate şi funcţionalitate relativ
optimă.
5.2 Contribuții originale
Original contributions
Rezultatele obținute în cadrul cercetărilor desfășurate pentru elaborarea tezei de
doctorat și concluziile formulate pe baza acestora evidențiază realizările și contribuțiile
personale, cu caracter de originalitate după cum urmează:
Actualizarea și dezvoltarea bazei de date descriptive privind amploarea
vătămărilor produse de vânt în U.P. I Demăcușa din cadrul Ocolului Silvic
Experimental Tomnatic în perioada anilor 2003 – 2012 și analiza spațială a
acestora prin utilizarea mijloacelor moderne ale Sistemelor Informatice Geografice
(GIS).
Analiza în premieră, pentru perioada 2003 – 2012, a modului de gospodărire a
arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt în U.P. I
Demăcușa, pe baza dinamicii caracteristicilor biometrice ale acestora în perioada
cercetată și a elementelor specifice de gestionare a acestor categorii de arborete.
Stabilirea pentru zona cercetată, prin intermediul regresiei multiple în trepte, a
relației dintre volumul de lemn doborât de vânt în perioada anilor 2003 – 2012 și
diferite caracteristici ale arboretelor afectate (vârstă, clasa de producție, panta
terenului, altitudinea, expoziția).
Analiza structurii actuale a arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi
produse de vânt din zona cercetată, evidențierea gradului de uniformitate prin
stabilirea variabilității spațiale în raport cu gradul de vătămare al arboretelor, a
independenței statistice a arborilor vecini și omogenității interacțiunilor interne ale
populației și respectiv, minimizarea proceselor de competiție intraspecifică.
Evidențierea influenței frecvenței și intensității doborâturilor produse de vânt
asupra densității structurale a arboretelor în raport cu diametrul arborilor și
54
identificarea concentrațiilor de biomasă în raport cu gradul de afectare al
arboretelor respective.
Stabilirea efectului doborâturilor produse de vânt asupra variabilității structurii
spațiale a arboretelor cercetate prin evidențierea dinamicii specifice a indicelui de
analiză spațială în raport cu diferite stări de desime în care se află arboretele ca
urmare a acțiunii negative a vântului.
Evaluarea și surprinderea intensificării ritmului de creștere radială a arborilor,
diferențiat pe intensități de vătămare a arboretelor afectate de doborâturi produse
de vânt respectiv, reducerea creșterilor medii în suprafața de bază și în volum
pentru perioada analizată (2002 – 2011), odată cu scăderea indicelui de desime sub
pragul de 0,5.
Identificarea pe baza rezultatelor obținute și recomandarea unor măsuri
silviculturale minim necesare de aplicat în arboretele afectate de doborâturi
produse de vânt din U.P. I Demăcușa, atât în completarea celor propuse prin
amenajamentul silvic în vigoare cât și cu ocazia elaborării planurilor de amenajare
viitoare.
55
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ 1. Ancelin, P., Courbaud, B., Fourcaud, T., 2004. Development of an individual tree-
basedmechanical model topredictwinddamagewithinforeststands. Forest Ecologyand
Management. 203 pp. 101-121.
2. Badea, O., 2008. Manual privind metodologia de supraveghere pe termen lung a stării
ecosistemelor forestiere aflate sub acțiunea poluării atmosferice si modificărilor
climatice. Editura Silvică, București. 98 p.
3. Bergen, J.D., 1971. Vertical profiles of windspeed in a pine stand. Forest Science. 17, pp.
314-321.
4. Blackburn, P., Petty, J.A., 1988. Theoreticalcalculations of theinfluence of spacing on
stand stability. Forestry. 61, pp. 235-244
5. Bruchert, F., Becker, G., Speck, T., 2000. The mechanics of Norwayspruce (Piceaabies)
mechanicalproperties of standingtressfromdifferentthinningregimes. Forest Ecologyand
Management. 135, pp. 45-62.
6. Dissescu, R., 1962. Frecvenţa daunelor produse de vânt şi eşalonarea măsurilor
amenajistice de protecţie. Revista pădurilor. 10, pp. 611-614.
7. Dissescu, R., Purcelean, S., Donciu, C., 1962. Doborâturile produse de vânt în anii 1960-
1961 în pădurile din Republica Populară Română. Ed. Agro-Silvică. Bucureşti.
8. Dumitrescu, P., 1970. Regenerarea naturală, factor de mărire a rezistenţei arboretelor la
vânt. Revista pădurilor. 8, pp. 417-419.
9. Faure, A., Pellet, J., 1984. Determination des effortsexerces par le vent sur un arbre.
Agronomie. 4, pp. 83-90.
10. Gava, F., 1961. Doborâturile de vânt de pe Valea Timişului. Revista pădurilor. 10, pp. 619-
625.
11. Geambaşu, N., 1980: Unele probleme ale gospodăririi pădurilor de molid din Bucovina.
Revista Pădurilor, nr. 1, pp. 12 - 15.
12. Hormuzaki, C., 1898. AusdemGebirgederBukowina. Landsschafts-undVegetationSkizzen.
Globus. IllustrierteZeitschrift fur Lander-undVolkerkunde. 381-387.
13. Iacob, C., Drăghiciu, D., Vlad, R., 2000: Cercetări biometrice în ecosisteme de pădure
reprezentative din punct de vedere ecologic şi economic. Manuscris I.C.A.S. Bucureşti.
127 p.
14. Ichim, R., 1965. Măsuri de consolidare a arboretelor de molid contra doborâturilor de
vânt. Manuscris INCEF.
56
15. Ichim, R., 1973: Procedee de inventariere a doborâturilor de vânt în masă şi pentru
cubajul arborilor rupţi în IS Suceava. Manuscris I.C.A.S. Bucureşti.
16. Ichim, R., 1979: Cu privire la unele probleme ecologice ale pădurilor din Bucovina.
Revista Pădurilor, nr. 4, pp. 241 - 243.
17. Ichim, R., 1990: Gospodărirea raţională pe baze ecologice a pădurilor de molid. Editura
Ceres, Bucureşti. 186 p.
18. Ichim, R., Barbu, I., 1979. Relativ la gospodărirea pădurilor de molid din Bucovina, cu
privire specială la curăţirii în arboretele tinere. Revista pădurilor. 3, pp. 141-146.
19. Ionescu, A., 1965. În problema creării unor arborete de molid rezistente la acţiunea
vătămătoare a vântului. Revista pădurilor. 5, pp. 231-234.
20. Ivan, Gh., 1977: Sisteme de tăieri de îngrijire şi conducere a pădurilor de molid, în scopul
măririi rezistenţei acestora la acţiunea vântului şi a zăpezii. Manuscris I.C.A.S.
Bucureşti.
21. Marcu, Gh., 1967: Studiul doborâturilor de vânt din 1964-1965 în pădurile din România;
Manuscris I.C.A.S. Bucureşti.
22. Miller, K.F., 1985. Windthrow hazard classification. ForestryCommission. Leaflet 85. p.
3- 14.
23. Mitchell, S.J., 1995. The windthrowtriangle: a relative windthrow hazard
assessmentprocedure for forest management. The ForestryChronicle. 71, pp. 446-450
24. Oliver, H.R., Mayhead, G.J., 1974. Windmeasurements in a pine forestduring a destructive
gale. Forestry. 47, pp. 185-193.
25. Opletal, J., 1913. Das ForstlicheTransportwesen. Viena.
26. Pantiş, I., 1973. Doborâturile de vânt şi marginea de masiv. Revista pădurilor. 7, pp. 355-
356.
27. Petrescu, L., 1964. Concepţii actuale în îngrijirea molidişurilor în vederea măririi
rezistenţei lor la doborîturile şi rupturile de vânt. Revista pădurilor. 2, pp. 67-69.
28. Petrescu, L., 1968. Unele probleme de silvotehnică în arborete dăunate de vînt şi zăpadă.
Revista pădurilor. 6, pp. 282-284.
29. Petrescu, L., 1977: Sisteme de tăieri de îngrijire şi conducere a pădurilor de molid, în
scopul măririi rezistenţei acestora la acţiunea vântului şi a zăpezii. Manuscris I.C.A.S.
Bucureşti. 49 p.
30. Petty, J.A., Worrell, R., 1981. Stability of coniferoustreestems in relationtodamagebysnow.
Forestry. 54 , pp. 115-128.
31. Popa, I., 1998. Cuantificarea riscului aparitiei catastrofelor naturale in ecosistemele
forestiere cu functiaWeibull. Revista pădurilor. 3-4, pp. 75-81.
57
32. Popa, I., 1999. Model logistic de simulare a stabilităţii arborelui la acţiunea vântului,
Revista pădurilor. 4, pp. 41-43.
33. Popa, I., 1999. Model mecanic de simulare a stabilității unui arbore la acțiunea vântului.
Revista pădurilor. 5, pp. 25-29, 6, pp. 28-32.
34. Popa, I., 1999. Modele de simulare a dinamicii temporale a doborâturilor produse de vânt
in ecosistemele forestiere. Revista pădurilor. 1, pp. 42-49.
35. Popa, I., 2000: Elaborarea şi implementarea unui sistem de cartare a zonelor de risc la
doborâturi produse de vânt la nivelul UP I Dămăcuşa, O.S.E. Tomnatic. Manuscris
I.C.A.S. Bucureşti.
36. Popa, I., 2000. Modelarea ciclicităţii doborâturilor produse de vânt. Revista pădurilor. 3,
pp. 32- 38.
37. Popa, I., 2000. Sisteme de cartare a zonelor de risc la doborâturi produse de vânt. Revista
pădurilor. 4, pp. 35-41.
38. Popa, I., 2007: Managementul riscului la doborâturi produse de vânt. Editura Tehnică
Silvică. București. 226 p.
39. Popescu-Zeletin, I., 1951. Mărirea rezistenţei la vânturi a arboretelor prin măsuri
amenajistice. Secţia de ştiinţe biologice. Academia R.P.R. Tomul III.
40. Ruel, J.C., 2000. Factorsinfluencingwindthrow in balsam fire forest:
fromlandscapestudiesto individual treestudies. Forest Ecologyand Management.135, pp.
169-178.
41. Valinger, E., Lundqvist, L., Bondesson, L., 1993. Assessingtherisk of
snowandwinddamagefromtreephysicalcharacteristics. Forestry. 66, pp. 249-260.
42. Vlad, R., 1995: Elaborarea unor sisteme silviculturale de îngrijire a arboretelor de molid
instalate în zonele cu puternice doborâturi de vânt în vederea ridicării stabilităţii lor
ecologice. Manuscris I.C.A.S. Bucureşti. 59 p.
43. Vlad, R., 2002: Studiu privind vulnerabilitatea arboretelor de molid din zonele expuse
doborâturilor de vânt. Manuscris I.C.A.S. Bucureşti.
44. Vlad, R., 2005: Tehnici moderne pentru estimarea dinamicii productivităţii ecosistemelor
artificiale de molid. Manuscris I.C.A.S. Bucureşti.
45. Watson, A., 2000. Wind-inducedforces in thenear-surface lateral roots of radiata pine.
Forest Ecologyand Management. 135, pp. 133-142.
46. Zhu, J., Matsuzaki, T., Sakioka, K., 2000. Windspeedswithin a single crown of
Japaneseblack pine (PinusthunbergiiParl.). Forest Ecologyand Management. 135, pp.
19-31.
58
Rezumat
Teza de doctorat se înscrie în sfera cercetărilor actuale existente la nivel național
și internațional privind perfecţionarea şi dezvoltarea metodologiei multirelaționale de
analiză a calității, producției și productivității arborilor și arboretelor, în contextul actual
al problematicii specifice privind cuantificarea potențialului specific al acestora.
Scopul cercetărilor a constat în dezvoltarea cunoașterii și includerea în conceptul
de management al capitalului natural forestier elemente noi, fundamentate științific, din
punct de vedere silvicultural, dendrometric și auxologic, în ceea ce privește gestionarea
acestei categorii de ecosisteme montane supuse acțiunii diferiților factori perturbatori, în
principal doborâturile produse de vânt.
Obiectivul general al cercetărilor a fost caracterizarea stării ecosistemelor
forestiere de molid din nordul Carpaților Orientali din punct de vedere structural şi
auxologic.
Teza este structurată în 5 capitole: 1. Stadiul actual al cunoștințelor (7 p), 2.
Scopul și obiectivele cercetărilor (1 p), 3. Materialul și metoda de cercetare (16 p), 4.
Rezultate obținute (81 p), 5. Concluzii și contribuții originale (5 p).
În primul capitol, "Stadiul cunoștințelor", a fost prezentată evoluția cercetărilor pe
termen lung asupra ecosistemelor forestiere de molid aflate sub acțiunea vântului.
Cercetările au fost localizate în cadrul Ocolului silvic Tomnatic (Institutul de
Cercetări și Amenajări Silvice - ICAS), unde frecvenţa şi intensitatea doborâturilor
produse de vânt în arboretele de molid au o amploare semnificativă. Metodologia de
cercetare aplicată a fost una specifică cercetărilor structurale, dendrometrice și
auxologice, efectuându-se măsurători și observații în teren și aplicându-se diferite metode
de analiză statistico-matematică.
Rezultatele cercetărilor au fost structurate în capitole și subcapitole, urmărind
obiectivele specifice ale tezei. Astfel, analiza modului de gospodărire a arboretelor
artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt din Unitatea de producție
(U.P.) I Demacușa, a presupus abordarea următoarelor aspecte de cercetare: studiul
intensității vătămărilor produse de vânt în perioada anilor 2003-2012 și reliefarea unor
59
elemente specifice gestionării arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi
produse de vânt în Unitatea de producție (U.P. I) Demacușa. A rezultat faptul că
aplicarea şi realizarea planurilor decenale de recoltare pentru produse principale şi
secundare, prevăzute de amenajamentele silvice, au fost semnificativ influenţate de
amploarea doborâturilor produse de vânt, arboretele tinere şi preexploatabile afectate
înregistrând o reducere a stabilităţii calităţii şi productivităţii lor până la atingerea vârstei
exploatabilităţii, chiar şi în ipoteza că nu se vor mai produce perturbări majore cauzate de
acţiunea vântului.
Cercetările privind structura arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi
produse de vânt situate în Unitatea de producție I Demacușa, a presupus analiza
caracteristicilor dendrometrice ale arboretelor cercetate, evidențierea elementelor
destructura a arboretelor în raport cu diametrul arborilor, analiza omogenității arboretelor
afectate de doborâturi produse de vânt, cuantificarea structurii spaţiale a arboretelor de
molid afectate de doborâturi produse de vânt în raport cu numărul de arbori pe quadrate,
reliefarea organizării spaţiale a arboretelor afectate de doborâturi produse de vânt în
raport cu distanţa dintre arbori, analiza structurii spaţiale a arboretelor exprimată prin
intermediul profilelor structurale bidimensionale, precum și evidențierea structurii
spaţiale a arboretelor exprimată prin indici de competiție. Pe baza acestor elemente s-a
putut concluziona că nu se resimte un efect semnificativ al doborâturilor endemice
produse de vânt asupra structurii arboretelor, distribuţiile experimentale fiind specifice
arboretelor echiene şi relativ echiene, cu asimetrie pozitivă de stânga şi caracterizate
printr-o reducere a variabilităţii diametrelor din cauza acţiunii vântului asupra
categoriilor marginale. De asemenea diversitatea structurală în raport cu diametrul
arborilor se reduce sensibil cu frecvenţa şi intensitatea doborâturilor produse de vânt.
Capitolul specific elementelor auxologice în arborete artificiale de molid afectate
de doborâturi produse de vânt, situate în Unitatea de producție I Demacușa, a presupus
analiza și evaluarea ritmului de creştere radială la arborii rămaşi pe picior după
producerea doborâturilor de vânt, analiza influenţei doborâturilor produse de vânt asupra
creşterilor în suprafaţa de bază în arborete de molid afectate de vânt , precum și studiul
influenţei doborâturilor produse de vânt asupra creşterilor în volum în arborete de molid
afectate de vânt. În ceea ce privește creşterea arboretelor afectate de doborâturi produse
de vânt s-a evidențiat faptul că în arboretele puternic afectate, cu un număr redus de
60
arbori, creşterile radiale sunt mai intense ca efect al punerii în lumină a arborilor rămaşi
pe picior şi creării unei spaţieri mai mari deci, de noi condiţii de creştere şi de dezvoltare
În finalul capitolului destinat rezultatelor a fost făcute câteva recomandări privind
gospodărirea arboretelor cercetate cu ocazia elaborării tezei de doctorat.
Rezultatele obținute în urma activităților științifice specifice, desfășurate cu ocazia
elaborării tezei de doctorat, și concluziile desprinse în urma analizei și interpretării
acestora au condus la identificarea unor contribuții științifice cu caracter personal, din
care pot fi amintite:
Actualizarea și dezvoltarea bazei de date descriptive privind amploarea
vătămărilor produse de vânt în U.P. I Demăcușa din cadrul Ocolului Silvic
Experimental Tomnatic în perioada anilor 2003 – 2012 și analiza spațială a
acestora prin utilizarea mijloacelor moderne ale Sistemelor Informatice Geografice
(GIS).
Analiza în premieră, pentru perioada 2003 – 2012, a modului de gospodărire a
arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi produse de vânt în U.P. I
Demăcușa, pe baza dinamicii caracteristicilor biometrice ale acestora în perioada
cercetată și a elementelor specifice de gestionare a acestor categorii de arborete.
Stabilirea pentru zona cercetată, prin intermediul regresiei multiple în trepte, a
relației dintre volumul de lemn doborât de vânt în perioada anilor 2003 – 2012 și
diferite caracteristici ale arboretelor afectate (vârstă, clasa de producție, panta
terenului, altitudinea, expoziția).
Analiza structurii actuale a arboretelor artificiale de molid afectate de doborâturi
produse de vânt din zona cercetată, evidențierea gradului de uniformitate prin
stabilirea variabilității spațiale în raport cu gradul de vătămare al arboretelor, a
independenței statistice a arborilor vecini și omogenității interacțiunilor interne ale
populației și respectiv, minimizarea proceselor de competiție intraspecifică.
Evidențierea influenței frecvenței și intensității doborâturilor produse de vânt
asupra densității structurale a arboretelor în raport cu diametrul arborilor și
identificarea concentrațiilor de biomasă în raport cu gradul de afectare al
arboretelor respective.
Stabilirea efectului doborâturilor produse de vânt asupra variabilității structurii
spațiale a arboretelor cercetate prin evidențierea dinamicii specifice a indicelui de
61
analiză spațială în raport cu diferite stări de desime în care se află arboretele ca
urmare a acțiunii negative a vântului.
Evaluarea și surprinderea intensificării ritmului de creștere radială a arborilor,
diferențiat pe intensități de vătămare a arboretelor afectate de doborâturi produse
de vânt respectiv, reducerea creșterilor medii în suprafața de bază și în volum
pentru perioada analizată (2002 – 2011), odată cu scăderea indicelui de desime sub
pragul de 0,5.
Identificarea pe baza rezultatelor obținute și recomandarea unor măsuri
silviculturale minim necesare de aplicat în arboretele afectate de doborâturi
produse de vânt din U.P. I Demăcușa, atât în completarea celor propuse prin
amenajamentul silvic în vigoare cât și cu ocazia elaborării planurilor de amenajare
viitoare.
62
Summary
The PhD thesis falls within the present research existing at national and
international level regarding the improvement and development of the methodology of
analysis of the quality, production and productivity of trees and stands, in the current
context regarding the quantification of their specific potential.
The aim of the research was to develop the knowledge as well the inclusion in the
concept of forest capital management of new, scientifically grounded elements, from the
point of view of forestry, growth and yield, in terms of managing this group of mountain
ecosystems subjected to the action of various disturbing factors mainly windfall.
The overall objective of the research was to characterize the state of the Norway
spruce forest ecosystems in the north of the eastern Carpathians, from the point of view
of their structure, growth and yield.
The paper is structured in five chapters: 1. Present Stage of the Knowledge (7 p),
2. Goal and Objectives of the Research (1 p), 3.Location of the Research.Research
Material and Method (16 p), 4.Results and Discussion (81 p), 5.Conclusions and Original
Contributions (5 p).
In the first chapter, "State of the art ", the evolution of the long-term research in
Norway spruce forest under wind action was presented.
The research was located within the Forest district Tomnatic (Forest Research and
Management Institute - ICAS), where the frequency and the intensity of the windfall
have a significant magnitude. The research methodology applied was specific to
structural, dendrometric, growth and yield research, measurements and observations in
the field having been performed and various methods of statistical and mathematical
analysis having been used.
The results were structured into chapters and subchapters, following the specific
objectives of the thesis. Thus, the analysis of the management of the artificial Norway
spruce stands affected by windfall in management unit I Demacusa, implied approaching
the following research aspects: analysing the magnitude of the damage caused by wind in
the period 2003-2012 and highlighting certain elements specific to the management of
63
the artificial Norway spruce stands affected by windfall in the management unit I
Demacusa. The result was that the application and the carrying out of the decennial plans
of harvesting for primary and secondary products provided by forest planning were
significantly influenced by the magnitude of windfall, affected young stands registering a
reduction of the stability of their quality and productivity until the exploitability age,
even assuming the fact that major disruptions caused by wind action will no longer occur.
The research on the structure of the artificial Norway spruce stands affected by
windfall in the management unit I Demacusa implied: analysing the dendrometric
characteristics of the researched stands; highlighting the stand structure in relation to tree
diameter, analysing the homogeneity of the stands affected by windfall; quantification of
the spatial structure of the artificial Norway spruce stands affected by windfall in
relation to the number of trees per quadrat; highlighting the spatial organization of the
stands affected by the windfall in relation to the distance between the trees; analysing the
spatial structure of the stands expressed through two-dimensional structural profiles;
highlighting the spatial structure of the stands expressed through competition indices.
Based on these elements it could be concluded that no significant effect of endemic
windfall on the structure of the stands was produced. The experimental distributions of
the number of trees to diameter classes are specific to the even aged stands with left
positive asymmetry and relatively left positive asymmetry, characterized by a reduction
in the variability of the diameters because of the wind action on the marginal categories.
It significantly reduces the structural diversity in relation to the diameter of the trees is
also significantly reduced in relation to the frequency and the intensity of windfall.
The chapter specific to the growth and yield elements of the artificial Norway
spruce stands affected by windfall in the management unit I Demacusa implied the
analysis and the evaluation of the radial growth rate in the remaining standing trees after
the windfalls; the analysis of the influence of the windfall on the basal area growth in
Norway spruce stands affected by wind as well as studying the influence of the windfall
on the volume growth in Norway spruce stands affected by wind. Regarding the growth
of the stands affected by windfall, it was revealed that in the strongly affected stands,
with few trees, radial increases are more intense as a result of putting into light the
standing trees and creating a larger spacing, so, creating new conditions of growth and
development.
64
At the end of the chapter intended to the results some recommendations were
made regarding the management of the researched stands during the preparation of the
PhD thesis.
The results of the specific scientific activities carried out during the preparation of
the thesis and the conclusions drawn from the analysis and the interpretation of these
results led to the identification of personal scientific contributions, among which the
following can be mentioned:
Updating and developing a descriptive database regarding the extent of the
injuries caused by the wind in U.P. I Demacusa of the Forest District
Tomnatic, in the period 2003 – 2012 and their spatial analysis using modern
tools of the Geographic Information Systems (GIS).
The analysis, for the first time, for the period 2003 - 2012, of the management
mode of the artificial Norway spruce stands affected by windfall in UP I
Demacusa based on the biometric characteristics of their growth in the studied
period and based on the specific elements of managing these types of stands.
Determining, for the researched area, through stepwise multiple regression, the
relationship between the volume of timber felled by wind in the period 2003 -
2012 and various characteristics of affected stands (age, production class,
slope, elevation and exposition).
Analysis of the current structure of artificial spruce stands affected by windfall
in the studied area, highlighting the degree of uniformity by determining
spatial variability in relation to the degree of tree injury, the statistical
independence of the neighboring trees and the homogeneity of the internal
interactions of the population, respectively minimizing intraspecific
competition processes.
Highlighting the influence of the windfall frequency and intensity on the
structural density of the stands in relation to the trees diameter and identifying
biomass concentrations in relation to the degree of impairment of the
investigated stands.
Determining the effect of the windfall on the spatial structure of the researched
stands by highlighting the specific dynamics of the spatial analysis index for
65
the different density states in which the stands are as a result of the negative
action of the wind.
Assessment and quantification of the enhancing of the trees radial growth,
differentiated according to the injury intensities of the trees damaged by
windfall respectively, the average reduction of the basal area and of the volume
for the period under review (2002 - 2011), with the decreasing of the thickness
index below 0.5.
Identification based on the obtained results and recommending minimum
required forestry measures to be applied in the windfall affected stands in the
U.P. I Demacusa, both completing the ones proposed by the current forest
management and during the preparation of the future development plans.
66
CURRICULUM VITAE
DATE PERSONALE
Nume: COJOCIA
Prenume: CRISTIAN IOAN
Data nașterii: 9 august 1975
Locul nașterii: Dorohoi, Botoșani, România
Stare civila: căsătorit
Loc de munca: S.C. Coban Import Export SRL
Gura Humorului, Suceava
STUDII LICEALE
1989-1993: Liceul Silvic Câmpulung Moldovenesc
STUDII UNIVERSITARE
2003-2007: Universitatea „Ștefan cel Mare” Suceava, Facultatea de Silvicultura
ACTIVITATE PROFESIONALA
1996 – 1999, Ocolul silvic Dorohoi, Direcția silvică Botoșani
1999 – 2004, Ocolul silvic Tomnatic, Institutul de Cercetări și Amenajări Silvice
2004 – 2007, Ocolul silvic Moldovița, Direcția silvică Suceava
2007 –2012, Ocolul silvic Tomnatic, Institutul de Cercetări și Amenajări Silvice
Februarie 2013 – prezent, S.C. Coban Import Export SRL
ACTIVITATE ȘTIINȚIFICA
Articole științifice: 3, din care 3 în reviste cotate BDI.
Cărți și capitol în cărți: -
Comunicăriștiințifice: -
Proiecte de cercetare: -
LIMBI STRĂINE
Engleza.
67
CURRICULUM VITAE PERSONAL INFORMATION Last name: COJOCIA
First name: CRISTIAN IOAN
Birth date: 9 August 1975
Birth place: Dorohoi, Botoșani, România
Marital status: married
Workplace: S.C. Coban Import Export SRL
GuraHumorului, Suceava
HIGH SCHOOL:
1989-1993: Forestry College Câmpulung Moldovenesc
UNIVERSITY
2003-2007: „Ștefan cel Mare” University, Suceava, Forestry Faculty
OCCUPATIONAL ACTIVITIES
1996 – 1999, Forest district Dorohoi, Forestry DirectorateBotoșani
1999 – 2004, Forest district Tomnatic, ICAS Bucharest
2004 – 2007, Forest district Moldovița, Forestry DirectorateSuceava
2007 – 2012, Forest district Tomnatic, ICAS Bucharest
February 2013 – present, S.C. Coban Import Export SRL
SCIENTIFIC ACTIVITIES
Scientific papers: 3, of which 3 in BDI journal
Books and Book chapters: -
Presentations: -
Research projects: -
FOREIGN LANGUAGES
English
