Pinul mixt și molidul creează un dublu puternic
Pădurile mixte de pin și molid sunt de obicei asociate cu țări precum Suedia, Finlanda, Rusia sau statele baltice. Dar și în Germania și Bavaria, acestea sunt încă răspândite din motive istorice - numai în Bavaria pe aproximativ 140.000 de hectare. Cu toate acestea, cunoștințele despre acest tip de pădure sunt relativ scăzute. Ce influență au speciile una asupra celeilalte?
Și în ce măsură acest tip de pădure „demodat” poate completa silvicultura actuală și viitoare? Cercetările recente privind creșterea celor două specii arată rezultate și opțiuni interesante.
Pinul (Pinus sylvestris) și molidul (Picea abies) sunt cele mai răspândite și importante specii de arbori din Europa Centrală și de Nord. Standurile pure și mixte cu pin și molid de frunte împreună reprezintă aproximativ 26% din suprafața forestieră europeană (Brus și colab. 2012).
În Germania, pe de altă parte, proporțiile istoric foarte mari ale ambelor specii de arbori au scăzut cu aproximativ 300.000 ha sau 11% numai în ultimul deceniu (Thünen-Institut 2016). Cu o suprafață forestieră de 7,7 milioane de hectare sau 53%, pinul și molidul sunt încă printre cele mai importante specii de arbori din Germania.
Aparițiile naturale
Fig.1: Harta celor opt situri temporare de testare W40 pentru cercetarea creșterii pădurilor. (Grafic: LWF)
Principala zonă de distribuție naturală a pinului se întinde de la nordul Scandinaviei și Rusiei la sudul Franței. În plus, există „apariții insulare” în Spania, Franța, Italia, Scoția și Balcani, care, însă, diferă semnificativ în ceea ce privește structura lor genetică față de aparițiile principale (Prus-Głowacki și colab. 2012; Taeger și colab. 2013).
Aparițiile naturale ale molidului în latitudinile temperate sunt inițial limitate la submontan la zonele alpine din munții mici și înalți.
Aceasta înseamnă că principalele zone naturale de distribuție ale pinului și molidului se suprapun, în special în tranzițiile către lanțurile muntoase joase din zona temperată și din zona boreală (EUFORGEN 2009 a și b).
Pin și molid în Bavaria
Bavaria este situată la marginea de sud-vest a populației majore europene de pini, dar conform Inventarului Federal al Pădurilor III cu 417.000 de hectare, are încă aproape o cincime din suprafața totală de pini din Republica Federală Germania (Thünen-Institut 2016).
O analiză a rezultatelor de către Immitzer și colab. (2015) arată că pinul din Bavaria apare pe aproximativ 137.000 ha într-un amestec cu molid și doar pe aproximativ 87.000 ha în arborele pur. Actuala distribuție a arboretelor mixte de pin și molid se află în mijlocul și nord-estul Bavariei.
100 de ani de încercări de pin și molid
În urmă cu 100 de ani, oamenii erau conștienți de aria extinsă și importanța economică a arboretelor mixte de pin și molid și de numărul mare de întrebări științifice și practice deschise. Prin urmare, Asociația Germană a Centrelor de Cercetare Forestieră (DVFFA) a solicitat, încă din 1926, efectuarea de teste comparative în arboretele pure și mixte pentru pin și molid, de asemenea.
Multe dintre zonele stabilite la începutul secolului al XX-lea, în special de Schwappach (1909, 1914) și Wiedemann, au pierit în frământările războaielor mondiale și după (Schilling 1925; Wiedemann 1948). Doar câțiva au supraviețuit și Bielak și colab. va fi evaluat din nou în 2014. Abia în anii 1950/60 s-au efectuat teste sistematice comparative de bloc ca parte a proiectelor de reîmpădurire în Anglia și Suedia (Brown 1992; Jonsson 2001).
Doar puțin mai târziu, a început să analizeze mai detaliat creșterea arboretelor mixte pe baza creșterii individuale a arborilor (Jonsson 1962; Agestam 1985). În anii 1980/90, acest lucru a dus, de asemenea, la crearea unor zone de testare mixte orientate spre un singur arbore și la dezvoltarea simulatoarelor de creștere a pădurilor legate de un singur arbore pentru arboretele mixte în Germania și Austria (Pretzsch 1992; Hasenauer 1994).
W40: "Pinuri mixte de pin și molid în Bavaria"
Până în prezent, au existat doar câteva studii pe termen lung în arboretele mixte de pin și molid în Germania și țările vecine (Pretzsch și Schütze 2004; Satlawa 2013). Majoritatea experimentelor au fost amenajate ca zone de testare temporare (Künstle 1962; Poleno 1975, 1979, 1981, 1986; Schulze 1972; Kasa 1975;). Majorității acestor experimente le lipsește, de asemenea, standurile pure ca referință, astfel încât tabelele de randament pure ale standului trebuiau utilizate ca ajutor în evaluare (Bielak et al. 2014; Pretzsch și Schütze 2004 a).
În acest context, ca parte a proiectului consiliului de administrație W40 »Standuri mixte de pin și molid în Bavaria«, au fost efectuate opt experimente în 2013 și 2014 în standuri forestiere vechi de 70 de ani, care au fost cât mai puțin posibil sau nu au fost subțiate. Testele, cunoscute și sub denumirea de "triplete", includ fiecare o zonă cu pin pur și molid pur, precum și o zonă cu ambele specii de arbori amestecate cu un singur trunchi (Figurile 2-7; date de bază despre randament în Tabelul 1).
Zonele au fost înregistrate prin metrologie forestieră și, în plus, s-au prelevat așchii de foraj de la aproximativ 480 de copaci și s-au efectuat analize ale trunchiului pe alți 160 de copaci pe baza discurilor de tulpină. Măsurătorile de diametru și înălțime în spate constituie baza pentru o reconstrucție a dezvoltării populației și a volumului pe o perioadă de 30 de ani. Arborii care au fost îndepărtați în perioada examinată au fost cartografiați utilizând un inventar de stocuri.
În plus, s-au obținut probe de sol pe suprafețele de testare analoage sondajului de stare a solului la nivel național și la nivel de Bavaria. Dependența creșterii înălțimii și a structurii standului de condițiile amplasamentului a fost analizată pe baza acestor informații despre sol. Pentru pădurea de stat, au fost analizate, de asemenea, datele din inventarul eșantion și sistemul de informații despre localizare bavarez BaSIS (BaySF 2015; LWF 2016).
Ocuparea spațiului orizontal și vertical
Ocuparea orizontală și verticală a spațiului în arboretele mixte este în mare măsură determinată de proprietățile ecologice ale speciilor implicate. Pinul și molidul diferă nu numai prin dinamica lor de creștere dependentă de vârstă (culminare timpurie vs. culminare târzie), ci și prin ecologia luminii (care necesită lumină vs. Pinul are un indice de zonă de frunze semnificativ mai mic și un factor de extincție a luminii mai scăzut.
Molidul are un punct de compensare a luminii scăzut (specii de arbori semi-umbroși) și poate produce beneficii pozitive de fotosinteză netă chiar în imediata apropiere a pinilor mai translucizi. Standurile mixte de pin și molid prezintă, prin urmare, o ocupare orizontală și verticală mai eterogenă și mai densă a zonei coroanei (Figurile 5-7). Gama de distribuție a diametrului și înălțimii este de obicei semnificativ mai mare în suportul mixt decât în suporturile pure corespunzătoare. Există distribuții înclinate la dreapta, cu molizi mai viabili, mici și mijlocii (Pretzsch și Schütze 2015).
Suprafața copertinei din standurile mixte depășește valorile așteptate ale standurilor pure corespunzătoare cu aproximativ 40% (Spatz 2015). Numărul standardizat al portbagajului (SDI: Stand-Density-Index conform lui Reineke, vezi Pretzsch 2005, 2009) crește cu aproximativ 10% și suprafața de bază cu 9%.
Creșterea înălțimii
Fig. 8: Dependența de locație a relației de înălțime a molidului și a pinului, în funcție de proporția de nisip. (Grafic: LWF)
Performanța creșterii în înălțime a molidului dominant nu diferă între arborele pur și mixt în faza de vârstă examinată de la 35 la 85 de ani. Nici o modificare a înălțimii nu a fost detectabilă pentru fălci. Aparent, nu există efecte mixte în standurile mixte care cresc sau încetinesc creșterea în înălțime.
Cu toate acestea, pe baza analizelor de formă a arborelui, Spatz (2015) a reușit să demonstreze că raportul înălțime/diametru (raportul H/D) la populația tânără (vârsta de 20 de ani) arată încă diferențe între populația pură și cea mixtă. În această fază de vârstă, pinii cresc într-un amestec cu o presiune mai puțin competitivă și au în mod corespunzător valori mai mici de H/D.
În această fază de vârstă, molidul este supus unei presiuni competitive datorită creșterii rapide tinere a pinului și prezintă trunchiuri semnificativ mai subțiri decât în arborele pur. Această diferență între standurile pure și mixte este uniformizată din nou de vârsta de 60 până la 70 de ani.
Mult nisip și puține baze: bun pentru pin, rău pentru molid
Fig.9: Dependența de locație a relației de înălțime a molidului și pinului, în funcție de profilul de adâncime al saturației de bază. (Grafic: LWF)
În ceea ce privește concurența pe înălțime, molidul este în general superior pinului din arboretele mixte cu aproximativ 5%. Această relație de înălțime a celor două specii de arbori se schimbă odată cu vârsta și condițiile locale de creștere (Künstle 1962; Schulze 1972; Kasa 1975). În tinerețe, pinul domină încă majoritatea locațiilor. În arboretele mai vechi de 70 de ani, pinul domină numai în locuri nisipoase cu puține baze.
Datele din inventarul pădurii de stat bavareze arată că rezistența competitivă a molidului scade odată cu creșterea conținutului de nisip (Figura 8). Cu un conținut de nisip de aproximativ 50%, molidul atinge cel mult înălțimea pinului, dar nu-l mai poate supraîncărca. Chiar și cu o cantitate relativ redusă de substanțe nutritive (tipurile de profil de adâncime ale saturației bazei 4 și 5 din Figura 9), rezistența competitivă a molidului scade considerabil.
Zonele de testare temporară ale proiectului W40 sunt preponderent în această zonă cu echipamente de bază reduse (tipuri de teren de bază 4 (5)) și proporții mari de nisip de peste 60%. În consecință, există un raport de înălțime echilibrat de pin și molid până la vârsta examinată de aproximativ 70 de ani în medie.
productivitate
Figurile 10 și 11 compară creșterea observată „reconstituită” observată în arborele pur cu creșterea așteptată pe baza creșterii pinului sau molidului în arborele mixt. În schimb, Figura 12 arată comparația creșterii observate în standul mixt cu creșterea așteptată pe baza standurilor pure corespunzătoare. Figura 13 arată raportul creșterilor de la 12 în diagrama încrucișată (productivitatea relativă), inclusiv contribuțiile speciilor individuale de arbori (pin = verde; molid = roșu).
Relația competitivă comparativ echilibrată dintre pin și molid pe zonele de testare duce la o productivitate mai mare a standului și la o creștere relativă a standurilor mixte (figurile 10 și 13). Dacă comparați creșterea volumului standurilor mixte cu creșterea așteptată pe baza standurilor pure vecine, figurile 12 și 13 arată o creștere de + 4% în total.
Această creștere suplimentară se datorează în principal speciilor de molid (Fig. 10) (+ 7%). Acest lucru este confirmat și de analiza creșterii suprafeței de bază. Ca rezultat, arboretele mixte realizează o creștere relativă de + 8% (molid: + 22%, pin: - 2%). O analiză mai detaliată la nivelul arborelui individual confirmă faptul că molidul aparent beneficiază în special de creșterea în combinație cu pinul.
Conform acestui fapt, adăugarea a 50% pin în imediata apropiere a unui molid duce la o creștere anuală a volumului de + 18%. Un pin comparabil cu un amestec de 50% molid în imediata vecinătate, pe de altă parte, pierde 7% din creștere în volum.
Acest lucru este de acord cu rezultatele Spatz (2015) privind dezvoltarea coroanei. Bazat pe 1.675 de coroane, Spatz arată că o coroană de pin de 30 m înălțime și 25 cm grosime este cu 5% mai mică și cu 5% mai scurtă la vârsta observată de aproximativ 70 de ani în medie. În același timp, molidele comparabile au o coroană cu 10% mai mare și cu aproape 35% mai lungă.