rozprawa.jpg
HYDROKLIMATYCZNE UWARUNKOWANIA PRZYROSTãW PROMIENIOWYCH DęBU SZYPUłKOWEGO W LASACH DOLIN RZECZNYCH
Bernard Okoński
ISBN 978-83-7160-936-7,  
Wydanie I,
2019,
pages: 164,
postdoctoral thesis
Topic: Forestry
Price: 0.00 PLN

Książka nieprzeznaczona do sprzedaży

Praca dotyczy zagadnienia oddziaływania rzeki na wykorzystanie przez dąb szypułkowy
różnych form wody do przyrastania na grubość w dolinie rzecznej. Znaczenie wody jako
istotnego czynnika ekologicznego niezbędnego do tworzenia biomasy i formowania się
przyrostów promieniowych drzewa nie budzi wątpliwości. Jednak oddziaływanie warunków
mikrosiedliskowych na strategię wykorzystania wody przez drzewa w relacji do
zmienności czasowej i przestrzennej dostępności różnych form wody nie zostało jeszcze
wystarczająco rozpoznane. Problematyka wykorzystania wody przez drzewa jest istotna
zarówno ze względów przyrodniczych, jak i gospodarczych, zwłaszcza w kontekście zagrożeń
drzew i drzewostanów związanych z suszą.
Szczególny przypadek uwarunkowanego hydrologicznie układu warunków mikrosiedliskowych
występuje w dolinach dużych i średnich rzek. Dąb szypułkowy zajmuje
siedliska na wysoczyźnie, gdzie dostępność wody wynika z lokalnych warunków klimatycznych,
a także występuje na siedliskach w dolinach rzecznych, gdzie istotnym
czynnikiem sprawczym decydującym o dostępności wody jest reżim rzeczny powiązany
z warunkami klimatycznymi panującymi w zlewni. Rzeka oddziałuje pośrednio przez
związki hydrauliczne wód rzecznych z wodą gruntową w dolinie. Oddziaływanie rzeki
w dolinie wiąże się z obecnością hydrologicznego gradientu ekologicznego i zmniejsza
się wraz z wyniesieniem terenu. Stąd zasadne jest przypuszczenie, że ta zmienna przestrzennie
i czasowo siła oddziaływania rzeki może różnicować rytm przyrostowy dębu
szypułkowego w dolinie rzecznej przez modulowanie wykorzystania dostępnej wody.
Główne pytania wynikające z tej hipotezy to: Czy i w jaki sposób manifestuje się strefowość
doliny rzecznej w zakresie wykorzystania przez drzewa różnych form dostępnej do
przyrostów wody? Czy strefowość przyrostowa dotyczy podatności na susze? Jaki jest
zasięg przestrzenny oddziaływania rzeki na przyrosty promieniowe dębu szypułkowego
w dolinie? W jaki sposób różni się rytm przyrastania drzew w dolinie oraz na wysoczyźnie
ze względu na wykorzystanie form dostępnej wody i podatność na susze? Czy
zależności między parametrami hydroklimatycznymi i przyrostami promieniowymi mogą
stanowić indykator stanu i przemian ekosystemów leśnych dolin rzecznych?
Obszar badań leży na Niżu Polskim w Wielkopolsce. Stanowiska dolinne są położone
w dolinie środkowej Warty (kilometraż rzeki 333–340 km od ujścia, lokalna szerokość
doliny 6–10 km) w kompleksie leśnym noszącym zwyczajową nazwę Lasy Czeszewskie
(52° 07′ 55″ N, 17° 30′ 46″ E), a stanowiska wysoczyznowe na sąsiednim obszarze Płyty
Krotoszyńskiej na Wysoczyźnie Kaliskiej (51° 56′ 27″ N, 17° 21′ 06″ E). Warta to średniej
wielkości rzeka o całkowitej długości 808 km i powierzchni zlewni 54 529 km2, dopływ
Odry odwadniający Nizinę Północnoeuropejską do Morza Bałtyckiego. Warunki przyrodnicze
w dolinnym rejonie badań są typowe dla rozległych dolin rzecznych środkowej
Europy, gdzie zachowany jest rytm procesów ekologicznych modulowanych przez naturalny
reżim rzeczny. Drzewostany w dolinie to starodrzewie dębowo-jesionowe w wieku
110–190 lat z domieszką innych gatunków drzew: grabu, wiązu polnego i szypułkowego,
lipy drobnolistnej, klonu polnego i pospolitego. Drzewostany na wysoczyźnie to starodrzewie
dębowo-grabowe w wieku 130–160 lat.
W pracy wykorzystano metodę dendrochronologiczną w zakresie zastosowań dendroekologicznych.
Wyznaczono 30 stanowisk w 3 transektach hydrologicznych. W każdym
transekcie było pięć pozycji w dolinie na terasie zalewowej i pierwszej terasie nadzalewowej.
Wyznaczono również jedną pozycję na wysoczyźnie. Na każdej pozycji wyznaczono
1–3 stanowisk. Pozycje w transektach dolinnych zostały ustalone na podstawie rzędnej
terenu oraz modelowania rozkładu stref zalewowych dla epizodów wezbraniowych. Wykorzystano
model przepływu niestacjonarnego i użyto program HEC-RAS 4.1 do analizy
rzędnych zalewów dla epizodów zalewowych. Na stanowisku wybrano 10–15 drzew.
Próby pobrano z drzew wybranych losowo o zbliżonej rzędnej terenu, dojrzałych, panujących
według klasyfikacji Krafta, zdrowych i pozbawionych uszkodzeń mechanicznych
oraz rosnących w zwartym drzewostanie. Z drzewa pobrano dwie próby przyrostowe,
które wypreparowano standardowymi metodami, zeskanowano i pomierzono szerokości
przyrostów rocznych za pomocą programu CooRecorder. Dokonano weryfikacji jakości
poszczególnych serii przyrostów w celu korekty błędów pomiarowych za pomocą programów
CDendro oraz COFECHA. Dla stanowisk przygotowano serie czasowe przyrostów
rocznych – chronologie rzeczywiste, standardowe i rezydualne, które stanowiły zmienne
objaśniane. Obliczono charakterystyki statystyczne w celu oceny przydatności serii do
analiz dendroekologicznych, korzystając z pakietu dplR i środowiska R.
Przeprowadzono analizy dendroekologiczne z wykorzystaniem związków korelacyjnych
oraz funkcji odpowiedzi za wielolecie 1901–2010 roku. Celem tych analiz były określenie
siły i kierunku związku między parametrami hydroklimatycznymi oraz przyrostem
promieniowym dębu na poszczególnych stanowiskach. Zmienne objaśniające stanowiły
miesięczne wartości parametrów hydroklimatycznych: opady (P), temperatura (T), miary
suszy – wskaźnik surowości suszy Palmera (scPDSI) oraz standaryzowany klimatyczny
bilans wodny (SPEI), przepływy w Warcie (Q) dla stanowiska Poznań i Nowa Wieś Podgórna.
W przypadku miar suszy oraz opadów wykorzystano zarówno wartości lokalne,
jak i wartości zagregowane dla zlewni. Przepływy rzeczne to dane pozyskane z sieci
pomiarowej IMGW-PIB, pozostałe dane pozyskano z baz parametrów klimatycznych
przygotowanych w siatce wysokiej rozdzielczości CRU TS 4.01 (T, P), sc-PDSI Global
(scPDSI), SPEIbase v.2.5.3 (SPEI). W pracy wykorzystano analizę skupień w celu
określenia powiązań między stanowiskami w różnych częściach doliny i na wysoczyźnie.
Podobieństwa reakcji przyrostowych między stanowiskami były identyfikowane na
podstawie metody grupowań (metoda z odległością euklidesową jako miarą odległości
aglomeracyjnej i sposobem pełnego powiązania).
W dolinie rzecznej jest widoczna strefowość reakcji przyrostowych dębu szypułkowego
na czynniki hydroklimatyczne decydujące o przyrastaniu drzew. Zaznaczają się dwie
strefy. Pierwsza strefa obejmuje stanowiska mniej wyniesione położone na terasie zalewowej
(stanowiska z pozycji 1, 2 w transekcie oraz część stanowisk z pozycji 3). Druga
strefa – to bardziej wyniesione stanowiska położone na terasie zalewowej i nadzalewowej
(część stanowisk z pozycji 3 i stanowiska z pozycji 4 i 5). Reakcja przyrostowa dębu szypułkowego
na czynniki hydroklimatyczne na obszarach doliny mniej wyniesionych jest
słabsza niż na obszarach bardziej wyniesionych. Ten charakter zależności dotyczy wszystkich
analizowanych zmiennych hydroklimatycznych. Występuje w przypadku zmiennych
klimatycznych lokalnych i zmiennych w zlewni, a także przepływów rzecznych. Granica
między strefami ma charakter nieostry, ponieważ stanowiska z pozycji 3 w transekcie
charakteryzują się przejściowością, część należy do grupy pierwszej, a część do grupy
drugiej. Stanowiska należące do grupy pierwszej są położone w odległości 120–1500 m
od normalnego położenia linii brzegowej w Warcie. Zmienność tej odległości wynika
z mozaikowego układu form i wyniesienia powierzchni terenu w dolinie. Pas przejściowy
między oboma strefami jest wyniesiony około 3 m z odchyłką około 0,2 m nad rzędną
normalną lustra wody w rzece. Warto zaznaczyć, że krawędź pierwszej terasy nadzalewowej
(zasięg strefy zalewowej) jest wyniesiona około 2 m wyżej. Podsumowując,
można powiedzieć, że elementy hydroklimatyczne nie stanowią ograniczającego czynnika
środowiskowego dla przyrostów na stanowiskach mniej wyniesionych, a na stanowiskach
bardziej wyniesionych w dolinie i na wysoczyźnie są środowiskowym czynnikiem
ograniczającym. Reakcje przyrostowe drzew na czynniki klimatyczne na stanowiskach
wysoczyznowych są podobne do reakcji drzew rosnących w dolinie na stanowiskach
bardziej wyniesionych. Związki między czynnikami hydroklimatycznymi a przyrostami
promieniowymi są znacznie silniejsze na stanowiskach wysoczyznowych oraz bardziej
wyniesionych w dolinie niż na stanowiskach dolinnych mniej wyniesionych. Zależność
ta jest w sposób szczególny widoczna w przypadku miar suszy zarówno lokalnych, jak
i występujących w zlewni (współczynnik r często większy niż 0,4). Stąd granica między
oboma strefami w dolinie rozgranicza obszary o różnej podatności na suszę. Dynamika
zasięgu stref wyróżnionych ze względu na przebieg przyrostów promieniowych dębu
szypułkowego może być wykorzystana praktycznie i stanowić indykator zmienności czasowej
i przestrzennej siły oddziaływania rzeki na drzewostany. Można w ten sposób indykować
zarówno oddziaływanie na lasy dolinne procesów i działań antropogenicznych
negatywnych, jak i efektów ekologicznych różnych form aktywnej ochrony stosowanych
w lasach dolin rzecznych.

Słowa kluczowe: dąb szypułkowy, doliny rzeczne, gradient hydrologiczny, wpływ rzeki,
strefowość dolin, przyrost promieniowy, czynniki hydroklimatyczne, przepływ, susza

Our journals

Nauka Przyroda Technologie
 
Acta Scientiarum Polonorum
 
Acta Scientiarum Polonorum
 
Roczniki AR - Seria Ekonomia
 
Roczniki AR - Seria Botanika - Steciana
 
Folia Forestalia polonica
 
Wieci Akademickie