PL EN
Wykorzystanie współczynnika smukłości w diagnozowaniu zagrożeń szkód od wiatru
 
Więcej
Ukryj
1
Department of Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry, University of Agriculture in Krakow
Data akceptacji: 15-12-2020
Data publikacji: 16-03-2021
 
Acta Silvestria 2020;LVII:7–24
 
SŁOWA KLUCZOWE
STRESZCZENIE
Odporność (lub jej brak) na szkody od wiatru jest związana z indywidualnymi cechami drzewa i drzewostanu, takimi jak gatunek drzewa, wysokość, pierśnica, wielkość koron, zagęszczenie, struktura wysokościowa, przestrzenne rozmieszczenie luk, głębokość ukorzeniania, wielkość systemu korzeniowego i rozmieszczenie korzeni kotwiczących oraz z występowaniem zgnilizny korzeni lub pni (Zajączkowski 1991, Valinger i Fridman 2011, Albrecht i in. 2012, Hanewinkel i in. 2014, Pasztor i in. 2015, Pukkala i in. 2016). Każda z wymienionych cech pojedynczego drzewa (długość korony, smukłość i wielkość systemu korzeniowego) jednostkowo wpływa na stabilność drzewa i może być kształtowana w ramach prac pielęgnacyjnych. Odporność jest zależna również od cech glebowo-orograficznych, takich jak: wilgotność gleby (Mitchell i in. 2001), ekspozycja w stosunku do przeważających wiatrów i nachylenie, wysokość n.p.m., oraz cech sąsiadujących drzewostanów (różnice wieku i wysokości) (Mitchell i in. 2001, Albrecht i in. 2012, Hanewinkel i in. 2014, Pasztor i in. 2015). W badaniach nad odpornością drzew i drzewostanów na niszczące działanie wiatru i śniegu powszechnie wykorzystywany jest współczynnik smukłości (Abetz 1976, za: Jaworski 2013, Burschel i Huss 1997). Jest to syntetyczny wskaźnik określający kształt pnia (zbieżystość pnia, która jest odwrotnością smukłości). Współczynnik smukłości oblicza się przez podzielenie wysokości (H) przez pierśnicę (D). Im większą pierśnicę posiada drzewo przy tej samej wysokości (niższe wartości H/D), tym potrzeba większej siły do wygięcia jego pnia. Niski współczynnik smukłości związany jest z dłuższą koroną, niższym położeniem środka ciężkości i lepiej rozwiniętym systemem korzeniowym, ze względu na większą przestrzeń wzrostu. Swobodny rozwój korony sprzyja zwiększeniu przyrostu pierśnicy i zwiększaniu zbieżystości drzewa (Petty i Worrell 1981). Zwiększenie przestrzeni wzrostu koron ogranicza również ich asymetryczny rozwój (Petty i Swain 1985, Valinger i in. 1994), a drzewa o regularnych koronach są mniej podatne na wychylenia (np. pod asymetrycznym obciążeniem przez śnieg). W mniejszym stopniu obserwuje się również występowanie momentu skręcającego. Korzenie drzew rozluźnionego drzewostanu mocniej zakotwiczają się w glebie, co prowadzi do zwiększenia odporności na wywały (Nielsen 1995). Peltolai in. (1997) wyjaśniają, że przy niskim współczynniku smukłości śnieg jest zrzucany z koron drzew przez podmuchy wiatru i nie dochodzi do kumulacji tych dwóch czynników szkodotwórczych. W części publikacji autorzy przyjmują współczynnik smukłości jako miarę stabilności drzew/drzewostanów. Formułują wnioski i oceny co do zasad pielęgnacji drzewostanu, zakładając, że niższe wartości H/D będą skutkowały większą odpornością na wiatr i śnieg (Rymer-Dudzińska 1992, Wang i in. 1998, Wilson i Oliver 2000, Orzeł 2007, Kaźmierczak i in. 2008, Korzeniewicz i in. 2016, 2019). Inne podejście metodyczne to tworzenie modeli pozwalających na predykcję faktu wystąpienia szkody od wiatru lub prawdopodobieństwa jej wystąpienia. W modelach tych współczynnik smukłości jest jedną z wielu zmiennych. Analiza skuteczności, miar dopasowania, możliwości predykcyjnych i klasyfikacyjnych tych modeli wskazuje, że współczynnik smukłości jako pojedyncza zmienna ma często relatywnie małą wartość jako zmienna wyjaśniająca. W badaniach Pukkala i in. (2016) zmienna współczynnik smukłości okazała się użyteczna, ale tylko w interakcji z określonym poziomem pola pierśnicowego przekroju drzewostanu. W publikacji Martín-Alcón i in. (2010) wpływ na predykcję procentu uszkodzonych drzew w drzewostanie miał współczynnik smukłości, ale podzielony przez pole przekroju drzewostanu. Sama smukłość nie jest dobrym wskaźnikiem stabilności drzewostanu, potrzebny jest również wskaźnik wzajemnego wspierania się drzew w obrębie drzewostanu (Schütz i in. 2006, Schelhaas i in. 2007, Martín-Alcón i in. 2010). W publikacji Albrecht i in. (2012) stwierdzono, że łącznie z H/D powinna być uwzględniana zmienna wysokość drzewa. Krytycznie oceniono również przydatność współczynnika smukłości jako predyktora w badaniach obejmujących dane historyczne. Oliverira (1987) i Schütz i in. (2006) również nie rekomendują wykorzystania wskaźnika H/D jako pojedynczej zmiennej będącej predyktorem odporności na szkody od wiatru. W publikacji Díaz-Yáñez i in. (2019), w najlepszych pod względem predykcyjnym modelach, współczynnik smukłości miał udział w wyjaśnianiu prawdopodobieństwa uszkodzeń poniżej 10%. Wysokość drzew wyjaśniała większą część prawdopodobieństwa wystąpienia uszkodzenia. Ze względu na powszechne wykorzystanie współczynnika smukłości jako miary (wskaźnika) odporności na szkody od wiatru wielu autorów podaje jego pożądane/krytyczne wartości. W Niemczech Abetz (1987) zalecał wartość współczynnika smukłości około 80 jako właściwą dla świerka pospolitego. W podręczniku Burschel i Huss (1997) dla gatunków iglastych autorzy przyjęli następującą skalę wartości: bardzo niestabilne (H/D > 100), niestabilne (H/D 80–100), stabilne (H/D < 80), drzewa rosnące pojedynczo (H/D < 45). Wartości podawane przez innych autorów są zbliżone (Cremer i in. 1982, Lohmander i Helles 1987, Johann 1981 i Rottmann 1985, za: Peltola i in. 1997, Becquey i Riou-Nivert 1987, za: Wilson i Oliver 2000). Wilson i Oliver (2000) w podsumowaniu swych badań stwierdzają, że nie ma jednej wartości H/D gwarantującej stabilność. Jest ona zależna od siły wiatru. Nie jesteśmy w stanie całkowicie wyeliminować zagrożenia od wiatru, a obniżanie H/D prowadzi do zmniejszenia wartości lub kosztów (podkrzesywanie) produkcji. Skrzyszewski (1993) stwierdził, że promowanie podczas trzebieży drzew (świerk pospolity) o niskim współczynniku smukłości (poniżej 80) prowadzi do powstania drzewostanów złożonych z drzew nisko ugałęzionych z dużym udziałem sęków wrośniętych oraz o bardzo zbieżystym pniu i szerokich słojach, co u gatunków iglastych skutkuje niską wytrzymałością mechaniczną i obniżoną trwałością drewna. Bezpieczne strategie to luźniejsza więźba sadzenia i/lub silne cięcia w młodym wieku (młodnik, żerdziowina), a w drzewostanach zaniedbanych bardzo słabe cięcia w wielu nawrotach. Alternatywą może być hodowla drzewostanów przerębowych (Dobbertin 2002, Griess i Knoke 2011, Jaworski 2013, Hanewinkel i in. 2014, Pukkala i in. 2016). Wartość współczynnika smukłości jest skutkiem (efektem, pochodną) określonej budowy piętrowej drzewostanu (struktury), jego wieku (wysokości) i stopnia zagęszczenia oraz zabiegów wykonanych w przeszłości. Cytowane wcześniej publikacje wskazują, że współczynnik smukłości powinien być analizowany w kompleksie z innymi zmiennymi (składem gatunkowym, strukturą i zagęszczeniem drzewostanu oraz siedliskiem, wilgotnością gleby, ekspozycją, nachyleniem, wysokością n.p.m. i wiekiem oraz wysokością sąsiadujących drzewostanów).