DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 37 <-- 37 --> PDF |
IZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI - ORIGINAL SCIENTIFIC PAPERS Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 UDK 630* 561 + 116 ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG OTPORA KAMBIJALNE ZONE I PODZEMNE VODE U SASTOJIM HRASTA LUŽNJAKA (Q. robur L.) DEPEDENCE OF INTRASEASONAL VARIATIONS OF TREE STEM DIAMETER CHANGES, ELECTRICAL RESISTANEE OF CAMBIAL ZONE AND GROUNDWATER IN COMMON OAK STAND (Q. robur L.) Ivan PILAŠ*, Nenad POTOČIĆ* SAŽETAK: U radu je istraživan utjecaj sezonskih oscilacija podzemne vode na varijacije rasta debla te varijacije električnog otpora kambijalne zone dvije grupe od po deset stabala hrasta lužnjaka različitog zdravstvenog stanja (ispod i iznad 40 % osutosti). Mjerenje podzemne vode obavljeno je na setu piezometara unutar sastojine postavljenom na dubinama od 0,5 m; 1,0 m; 2,0 m; te 7,0 m. Povezanost između promatranih varijabli proučavana je na osnovu pojave istovjetnih cikličkih kretanja koja su ustanovljena korištenjem spektralne analize, brze Fourierove transformacije (FFT). Na varijacije rasta debla u dobrih stabala najveći utjecaj ima dinamika podzemne vode mjerena na piezometarskoj cijevi od dva metra dubine, koja se nalazi unutar zone zakorijenjivanja hrasta lužnjaka na istraživanom tlu tipa pseudoglej. Između podzemne vode i električnog otpora kambijalne zone povezanost je nešto slabije izražena, ali su oscilacije podzemne vode također izdvojene kao jedan od uzročnika varijacija električnog otpora. Stabla lošeg zdravstvenog stanja pokazala su i slabiju reakciju rasta promjera debla na trenutna povećanja vode u tlu, tako da kod njih povezanost s podzemnom vodom nije jasno izražena. Promatran je i međuodnos između varijacija sezonskog rasta debla kod "dobrih " i "loših " stabala, te je utvrđeno kako u prvom dijelu vegetacije dolazi do tjednog zaostajanja prirasta loših stabala za dobrima, dok se u drugom dijelu vegetacije, uslijed nedostatka vode, dinamika prirasta dobrih i loših stabala izjednačuje. Ovo istraživanje potvrdilo je prikladnost spomenutih metoda izmjere kao jedne od vrlo jeftinih alternativa praćenja vodnog statusa stabala hrasta lužnjaka prilikom ustanovljenja djelovanja suše ili učinaka hidrotehničkih zahvata na području nizinskih šuma. Ključne r ij eči: sezonski rast promjera debla, električni otpor kambijalne zone, podzemna voda, hrast lužnjak, osutost stabala UVOD - Introduction Sve izraženiji klimatski ekstremi u posljednjih ne- šumskim staništima. Voda u tlu predstavlja jedan od koliko godina, ponajprije pojave izrazitih suša uvjeto- najvažnijiih čimbenika produktivnosti šumskih stanivanih nedostatkom oborina i previsokim temperatura- šta koji se pod navedenim novonastalim prilikama ma, uzrokuju stvaranje novih ekoloških odnosa na kvantitativno mijenja i to u većini slučajeva u smjeru smanjenja. Kvantitativne promjene vodnih odnosa u tlu uzrokuju smanjenu produktivnost šuma, i u kraj- , . . njem slučaju dovode do pojave masovnih sušenja sas- * Mr. se. Ivan Pilaš, mr. se. Nenad Potočić, Šumarski institut y. « i . » - Jastrebarsko, Cvjetno naselje 41,10450 Jastrebarsko t o J l n a s t o z a šumsko gospodarstvo, koje tezi OCUVanjU 255 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 38 <-- 38 --> PDF |
Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELRKTRIČNOG Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 potrajnih načela, predstavlja sve veći problem čije će poslijedice u budućnosti biti sve očitije. Razmjeri tih promjena povećani su u nizinskom dijelu Hrvatske, gdje se globalne prilike isprepliću s utjecajem velikog broja manjih i većih hidrotehničkih aktivnosti, koje su i dovele do poremetnje režima poplavnih i podzemnih voda kao dodatnih izvora vlaženja na tim staništima (Prpić 2000). Kompleksnu narav ugibanja šuma, uzevši u obzir stanište, uzročnike sušenja, opseg i jačinu ugibanja stabala te mjere za poboljšanje stanja za hrast lužnjak, iznio je Prpić (1996). Povezanost pada razina podzemne vode sa smanjenjem radijalnog prirasta hrasta lužnjaka u šumi Kalje utvrdili su Prpić i dr. (1994). Prema M ayeru i B ušicu (1995) smanjenje vitaliteta šumskog ekosustava na području Pokupskog bazena, kao i propadanje hrasta lužnjaka, rezultat je ponajprije dreniranosti tla kroz smanjenje površinskih tokova i snižavanja razine podzemne vode, kao i pogoršanja kvalitete vode, što se sve događa u kombinaciji s razdobljima suše (Komlenović 1996). Suša se smatra jednim od glavnih čimbenika odgovornih za pogoršanje zdravstvenog stanja hrasta lužnjaka u posljednjih nekoliko desetljeća (Thomas 1998). Radi praćenja tih promjena ustanovljenje monitoring podzemnih voda na velikom dijelu naših nizinskih šuma, a procjena zdravstvenog stanja šumskih sastojina provodi se unutar mreže kvadrata 16 X 16 km i 4X4 km. Najčešće korišten pristup u interpretaciji rezultata dosadašnjih istraživanja ovoga tipa je u uspostavljanju stohastičkih odnosa između nizova podataka koji reprezentiraju ekološko stanje sastojina obuhvaćenih praćenjem, kao što su osutost krošanja, visina podzemne vode, godišnji radijalni prirast itd. Zbog složenosti šumskih ekosustava, međutim, jednostavne i jednoznačne interpretacije rezultata praćenja ekoloških čimbenika na širem području najčešće nisu moguće. Kompleksna narav rasta stabala odnosno sastojina, razlog je što za modeliranje radijalnog godišnjeg prirasta treba u obzir uključiti relativno velik broj ulaznih varijabli (I vkov 1994,Antonić i dr2002) dok sama voda u tlu te podzemna voda samo jednim dijelom objašnjavaju varijabilitet prirasta između godina. Zbog potrebe kvalitetnijeg utvrđivanja i praćenja vodnog statusa stabala moguće je primijeniti i neposrednije metode, kao što su npr. mjerenje transpiracije, odnosno sap flow-a (Kostner i dr. 1998) te jutarnjeg vodnog potencijala (pre down water potential) (Landsberg i Gower 1997), čije je korištenje zbog relativno skupe i kompleksne opreme ograničeno na relativno mali broj stabala i u eksperimentalne svrhe. Osim ovih najčešće korištenih pristupa postoje i manje uobičajeni, a vrlo pristupačni načini utvrđivanja vodnih prilika u stablu. Jednostavan pristup predstavio je Mayer (1994) koji je istraživao utjecaj vlažnosti tla, oborina, vode u piezometrima na dvije grupe stabala uz rub i unutar sastojine hrasta lužnjaka na sezonsku dinamiku radijalnog prirašćivanja debla. Pilaš i dr. (2000, 2003) na istom su pokusu utvrdili kako postoji veza između sezonskih oscilacija radijalnog prirasta te oscilacija podzemne vode u piezometarskim cijevima. Osim navedenih istraživanja sezonske dinamike rasta provedena su u nas i istraživanja električnog otpora kambijalne zone (Komlenović) pomoću kojih je moguće posredno steći uvid u određene fiziološke pokazatelje zdravstvenog stanja stabala. Nije međutim istražena povezanost između električnog otpora kambijalne zone te vodnog statusa stabala odnoso vodnih prilika u tlu. Na temelju dosad iznesenog, osnovni cilj ovog istraživanja je u ispitivanju mogućnosti primjene metoda sezonske dinamike radijalnog prirasta debla te električnog otpora kambijalne zone kao indikatora vodnih prilika u stablima hrasta lužnjaka, te povezanost tih mjerenih varijabli s vodom u tlu. Iz tog razloga istraživali smo sezonsku dinamiku radijalnog prirasta i električni otpor kambijalne zone dvije grupe stabala hrasta lužnjaka različitog stupnja osutosti unutar jedne vegetacijske sezone, njihov međusobni odnos te odnos tih promatranih svojstava prema vodi u tlu, odnosno podzemnoj vodi. Istraživanje je obavljeno i s namjerom ispitivanja uporabljivosti tih metoda kod praćenja problemastike vezane za poremetnju vodno-zračnih odnosa u tlu u šumskim staništima hrasta lužnjaka. MATERIJAL I METODE ISTRAŽIVANJA - Material and methods Vremenski raspored i metode izmjera - Time scale Ploha je smještena u Šumariji Jastrebarsko, GJ Jastrebarski lugovi, odjel 8, u šumskoj zajednici hrasta lužnjaka i običnog graba (Carpino betuli-Quercetum roboris typ. Rauš 1969) razvijenoj na pseudogleju ravničarskom, dubokom, distričnom (koordinate prema Gauss - Krugeru: 5554336, 5055819). Starost sastojine je 152 godine, nadmorska visina 110 m. Na plohi se nalazi piezometarski set sastavljen od četiri cijevi postavljenih na dubinama od 0,5 m, 1,0 m, 2,0 m i 7,0 m. and measurement methods U uzorak je uzeto 20 nadstojnih stabala hrasta lužnjaka (Q. robur L.), od toga 10 stabala osutosti krošnje do 40 % ("dobra stabla") i 10 stabala osutosti 40 % i više ("loša stabla") (foto 1 i 2). U ovom istraživanju korištena je jednostavna modifikacija dendrometra u točci, koji se sastojao od nepokretnog dijela, klanfe, i pokretnog dijela, metalne pločice zabijene u koru. Praćenje tjednih prirasta na deblu obavljeno je mjerenjem tjednog umanjenja razdaljine 256 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 39 <-- 39 --> PDF |
I. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSKZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA. ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6, CXXVII1 (2004). 255-267 između pločice u kori i klanfe (Foto 3) pomoću noniusa odnosno pomičnog mjerila. Električni otpor kambijalne zone mjerenje pomoću uređaja Conditiometer AS 1 (Bollmann Elektronik Systeme, Rilasingen, Njemačka, foto 4). Jednom tjedno, u prijepodnevnim satima, od travnja do rujna 2002. godine, izoliranim elektrodama mjeren je otpor na četiri mjesta po obodu debla u prs- Foto 3. mjerenje radijalnog prirasta debla Photo 3 measurment of tree stem diameter changes Foto 4. mjerenje električnog otpora kambijalne zone Photo 4 measurment of electrical resistance ofcambial zone 257 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 40 <-- 40 --> PDF |
1. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6, CXXV1I1 (2004), 255-267 noj visini. Elektrode probadaju ritidom, živu koru (neprovodni i provodni floem), vaskularnu kambijalnu zonu (kambij, stanice-majke ksilema i floema, nediferencirane stanice ksilema i floema) i diferencirani tekući ksilemski prirast te se zaustavljaju u kasnom drvetu. Kao podatak koristimo srednju vrijednost četiri očitanja zbog toga što na očitanje po obodu debla može Analiza rezultata mjerenja - Data analysis Dobiveni nizovi podataka predstavljaju segment vremenskih serija s uklopljenim sezonskim utjecajem, koji kod pojedinih promatranih varijabli uzrokuje porast (npr. rast promjera stabala), dok kod pojedinih izaziva opadanje (podzemna voda) ili pak pad i kasniji ponovni rast (električni otpor). Kako bi iz mjerenih varijabli uklonili sezonalni trend, provedena je njihova transformacija diferenciranjem dvaju uzastopnih vrijednosti u nizu. Analiza na ovaj način transformiranih nizova varijabli provedena je istraživanjem njihovog cikličnog ponašanja pomoću spektralne analize pomoću softwerskog paketa STATSOFT STATISTICA 6.0. Primijenjena je brza Fourierova transformacija (Fast Fourier transform - FFT) odnosno metoda prilagođena za utvrđivanje karaktera vremenskih serija, posebno stoga što otkriva naizgled skrivenu prirodu promatrautjecati niz čimbenika: ekscentričnost debla, ekscentričnost krošnje, nejednaka debljina žive kore, patološke promjene ispod kore itd. U piezometarskim cijevima mjerena je, također u tjednim razmacima, visina podzemne vode. nog svojstva. Pomoću te metode vremensku seriju rastavljamo na nizove sinus i kosinus krivulja različitih valnih duljina, a zatim se daljnji postupak provodi kroz izračun sume kvadrata sinus i kosinus funkcija za svaku frekvenciju. Konačni proizvod, periodigram može se interpretirati kao varijanca tj. suma kvadrata podataka u određenoj frekvenciji odnosno razdoblju. Radi jasnijeg uočavanja pojedinih značajnih frekvencija provodi se izjednačavanje periodigrama pomoću metode pokretnih sredina, te se dobije grafikon spektralne gustoće. Maksimumi varijance pojedinih vrijednosti frekvencija tj. maksimumi periodigrama odnosno grafova spektralne gustoće, pokazuju frekvenciju, odnosno razdoblje u kojem je prisutno ciklično ponašanje promatranog niza. REZULTATI ISTRAŽIVANJA - Results Osnovni statistički pokazatelji i sezonska dinamika Basic statistical parameters and seasonal distribution Za provedena mjerenja rasta debla, električnog otpora kambij alne zone i visine podzemne vode, napravljen je izračun osnovnih statističkih pokazatelja (Tablica 1). Rast debla izražen je kao tjedni prirast (Grafikon 1) te kumulativno (Grafikon 2). Raspodjela vrijednosti mjerenja električnog otpora prikazana je u Grafikonu 3. Mjerenja su interpretirana odvojeno za stabla dobrog i lošeg zdravstvenog stanja. Prikaz mjerenja podzemne vode na četiri piezometarske cijevi danje u Grafikonu 4. Prosječni tjedni prirast debla iznosio je kod dobrih stabala 0,14 mm, dok je u loših stabala bio upola manji, 0,07 mm. Najveći tjedni prirast postignut je kod dobrih stabala između 5. i 12. lipnja (0,38 mm) dok je Tablica 1. Osnovni statistički pokazatelji mjerenih varijabli Table 1 Basic statistical parameters of measured variables sredina (mm) (kQ) min (mm) (kil) max (mm) (kQ) std. dev. (kQ) prirast dobra stabla 0,14 -0,18 0,38 0,13 prirast loša stabla 0,07 -0,15 0,36 0,11 otpori dobra stabla 7,11 5,78 9,55 1,08 otpori loša stabla 10,09 8,65 13,25 1,22 mjerenih varijabli of measured variables kod loših stabala maksimum od 0,36 mm postignut tjedan dana kasnije. Tijekom mjerenja utvrđene su i negativne vrijednosti tjednog prirasta, uglavnom na kraju sezone i to i kod dobrih i loših stabala. Distribucija tjednih prirasta pokazuje trend porasta do sredine lipnja, dok nakon njegove kulminacije dolazi do postupnog opadanja. Kumulativne vrijednosti prirasta debla u sezoni iznosile su kod dobrih stabala 3,88 mm, dok je kod loših stabala rast debla bio znatno manji (1,85 mm). Prosječna vrijednost električnog otpora kambij alne zone viša je kod loših stabala (10,09 kQ) u odnosu na dobra (7,11 kQ). Iz distribucije električnih otpora vidljivo je kako njihove vrijednosti opadaju do sredine vegetacijske sezone tj. do srpnja, a zatim se prema kraju ponovno povećavaju. Minimum srednje vrijednosti električnog otpora je kod dobrih stabala iznosio 5,78 kQ, a postignut je 2. srpnja, dok su kod loših stabala minimumi također dominantni u tom mjesecu ali je najizraženiji ipak minimum od 8,65 kQ postignut 18. lipnja, u vrijeme najvećeg prirašćivanja debla. Iz Tablice 1 vidljivo je da izmjereni otpori loših stabala imaju veću amplitudu vrijednosti, kao i standardnu devijaciju u odnosu na dobra stabla. 258 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 41 <-- 41 --> PDF |
1. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 Dinamika podzemne vode (Grafikon 4) odgovara staji u piezometarskim cijevima međusobno koresponprilikama karakterističnim za pluviotermički, odnosno diraju. Nakon uobičajenog sezonskog pada podzemne zimsko-ljetni režim kakav nalazimo u pseudoglejnim vode dolazi do isušivanja cijevi na određenim dubinatlima na ovom području. Podzemna voda se do sredine ma, tako da u cjelokupnom razdoblju mjerenja jedino mjeseca lipnja nalazi blizu same površine tla, a vodo- cijev od sedam metara, nije presušila. Karakterističan 259 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 42 <-- 42 --> PDF |
I. Pilaš. N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA. ELEKTRIČNOG Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 je izraziti porast podzemne vode u mjesecu kolovozu koji je registriran samo na cijevima od dva i sedam metara dok na površinskim cijevima od pola i jednog metra nije zabilježen. Ovakva pojava redovita je za područje pokupskog bazena, gdje se voda nakon obilnijih ljetnih oborina koje padnu na širu slivnu površinu bazena infiltrira u tlo, te dolazi do njenog povećanja u gornjim vodonosnim slojevima. Zatim dolazi do stvaranja vodnog vala podzemne vode koji se kreće lateralnim tokom prema najnižim dijelovima bazena, tj. prema području gdje je smještena istraživana ploha. S druge strane količina oborina koja izravno padne na plohu, nije dovoljna da potpuno ispuni porozni sustav tla vodom, tako da se takve oborine i ne osjete na površinskim piezometrima. 260 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 43 <-- 43 --> PDF |
1. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6, CXXVI1I (2004), 255-267 261 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 44 <-- 44 --> PDF |
1. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 262 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 45 <-- 45 --> PDF |
1. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSK1H VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 Transformacija rezultata mjerenja provedena je u dva koraka. Prvi korak sastojao se u uklanjanju komponente sezonskog trenda, stoje u osnovi postupak pripreme podataka za spektralnu analizu (FFT). Diferencirane vrijednosti mjerenja električnog otpora i rasta debla prikazane su u Slici 1, a u Slici 2 diferencirane vrijednosti, tj. prirast podzemne vode. Na ovako transformiranim podacima napravljena je spektralna analiza stoje prikazano u slikama 3 i 4. Dobiveni rezultati mjerenja sezonske promjene promjera debla, iako znatno ekstenzivnije prikupljani, odražavaju zakonitosti opisane u radovima Vesala i dr. (2000), Peramaki i dr. (2001), Sevanto i dr. (2001), Sevanto i dr. (2002), Sevanto (2003) te P i 1 a š i dr. (2000) i P i 1 a š i dr. (2003). Za razliku od Komlenovića (1996), koji je utvrdio razlike u godišnjem prirastu oštećenih i neoštećenih stabala hrasta lužnjaka kroz duže razdoblje, u našem istraživanju zanimalo nas je ponašanje različito oštećenih stabala tijekom jedne vegetacijske sezone. Razlike između prirasta promjera debla u kumulativnim razmjerima su vrlo očite. Rast promjera na kraju vegetacijske sezone bio je dvostruko veći kod grupe dobrih u odnosu na loša Iz Grafikona 1. vidljivo je kako na početku vegetacijske sezone dolazi do različitog reagiranja prirasta debala kod dobrih i loših stabala. U drugom dijelu sezone taj međusobni vremenski odmak nije izražen, te se promjene kod stabala događaju istodobno. Odnos između vremenskih nizova sezonskog rasta promjera debla dobrih i loših stabala istražen je pomoću kroskorelacijske analize (Slika 5). stabla. Zahvaljujući većim tjednim prirastima dobra stabla postigla su i veći ukupni rast na kraju mjerenog razdoblja. Rast je izraženiji u prvoj polovici sezone kada je razina podzemne vode unutar dosega korijenovog sustava stabala, dok se prema kraju vegetacijskog razdoblja tjedni prirast debla kod dobrih i loših stabala izjednačuje. Smatramo da su oslabljeni mehanizmi koji uvjetuju kruženje vode na relaciji tlo - stablo - atmosfera razlog nepostojanja jasne veze reakcije promjera debla na povećanje količine vode u tlu kod loših stabala. Fiziološki oslabljena stabla vrlo sporo, te kvantitativno neznatno, reagiraju na promjenu prilika u tlu, a prirast debla zaostaje u fazi od tjedan dana za zdravim stablima, stoje vidljivo (iako nije signifikant- RASPRAVA - Discussion 263 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 46 <-- 46 --> PDF |
I. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSHZONSK1H VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6. CXXV11I (2004). 255-267 no potvrđeno) iz maksimuma kroskorelacije u - 1 koraku. Ta pojava vezana je također za prvi dio vegetacije (vrijeme povoljnih vodnih odnosa u tlu) dok u drugom dijelu vegetacije, nakon sniženja razine podzemne vode, dolazi do izjednačenja dinamike rasta debla dvije grupe stabala. U odnosu na istraživanje K o m l e n o v i ć a (1996), koji je za najvitalnija stabla dobio vrijednosti ispod 5 kQ, a osutost krošnje iznad 40 %, korespondirala je s vrijednostima iznad 11 kQ, utvrđene su niže vrijednosti otpora. U razdoblju od 26. 6. do 8. 7. električni otpor kambijalne zone dobrih stabala iznosi od 5 do 7 kQ, a loših od 7 do 11 kQ. Visina očitanja u različitim godinama mijenja se i u velikoj mjeri ovisna je od klimatskih prilika u godini istraživanja, a razlike su veće kod zdravstveno slabijih stabala ( L e v a n i č i dr. 1997). Unatoč razlikama u dobivenim vrijednostima, dinamika vrijednosti otpora slijedi isti trend smanjenja od proljeća prema ljetu i ponovnog porasta prema kraju vegetacijskog razdoblja, a diferencijacija stabala različite osutosti prema otporu kambijalne zone i dalje je vrlo jasna. Uz to, primjetne su i veće amplitude vrijednosti kod loših stabala. Ta pojava vezana je uz nejednako razvijenu kambijalnu zonu manje vitalnih stabala ( K o m l e n o v i ć 1996), raspadanje drvne tvari djelovanjem gljiva i posljedično oslobađanje iona ( T a t t a r i dr. 1972, O s t r o f s k y 1986, T o r e l l i i dr. 1990) te socijalni položaj u sastojim kroz dulje razdoblje (F e r i in 1993). Ovime je potvrđeno postojanje kolebanja sezonske dinamike električnog otpora kambijalne zone u ovisnosti o kolebanjima podzemne vode. Voda koja se transportira provodnim sustavom drveća sadrži otopljene tvari te pokazuje svojstva elektrolita. Stoga je kambijalna zona nositelj električne aktivnosti u deblu (Kurek 1992). Električni otpor ovisan je o svojstvima stanične stijenke i molarne koncentracije kationa u apoplastnoj tekućini. Električni otpor kambijalne zone, odnosno živih tkiva u deblu, u korelaciji je s brzinom prirasta i vitalnosti te tako sa zdravstvenim stanjem, odnosno kondicijom drveta. Tako zdrava stabla dobrog rasta sa širokom kambijalnom zonom i širokom živom korom, pogotovo provodnim floemom, iskazuju niži električni otpor i obrnuto (Tor e l l i idr. 1990, T o r e l l i i K r i ž a j 1991). Do istih je zaključaka došao K o m l e n o v i ć (1996) istražujući električni otpor kambijalne zone hrasta lužnjaka u Pokupskom bazenu. Pojava maksimuma spektralne gustoće u istovjetnom razdoblju ukazuje na međuovisnosti između promatranih varijabli, što je najočitije u razdoblju od 4,4, odnosno 5,5 mjerenja kod dinamike prirasta debla i podzemne vode na dubini cijevi od dva metra. Porast podzemne vode unutar tog profila tla, prema tomu, utječe i na porast prirasta debla tj. utječe na povećanje protoka vode i tvari u deblu. Isto tako, na temelju ovih i prethodnih mjerenja možemo ustvrditi kako postoji jasna povezanost između povećanja promjera debla hrasta lužnjaka u odnosu na povećanje vode u tlu, ali s druge strane samo iz mjerenja unutar jedne vegetacijske sezone nismo u mogućnosti ustanoviti o kojem se obliku veze radi. Iako promjene u radijusu debla u određenoj mjeri nastaju kao posljedica prolaska vode, ne može se decidirano tvrditi da se radi o uzlaznom tijeku vode kroz ksilem pod utjecajem transpiracije (S e - van to 2003), već je promjena radijusa debla uzrokovana i silaznim tijekom vode i otopljenih šećera kroz floem. Između širenja ksilema i transpiracije nije nađeno vremensko zadržavanje ( H e l l k v i s t i dr. 1980). Utvrđeno je kako vremenski odmak varijacija na deblu ima veze s unutarnjim transportom šećera kako su to utvrdili Se v a n to i dr. (2002 i 2003), što je pokazatelj dinamizama vezanih uz descedentne tokove floema. Do sada je prevladavalo tradicionalno shvaćanje kako transpiracija u stablima ovisi ponajprije o vodnom potencijalu lišća, međutim pojedina istraživanja potvrdila su kako isušivanje tla uzrokuje pokretanje određenih kemijskih spojeva od korijenja prema lišću, koji uzrokuju zatvaranje pući neovisno od vodnog potencijala u lišću ( L a n d s b e r g i Gower 1997 prema W a r t i n - ger i dr., Z h a n g i D a v i e s , T a r d i e u i dr). Tako možemo objasniti pojavu smanjenja i izjednačavanja prirasta debla kod dobrih i loših stabala u drugoj polovici vegetacijskog razdoblja, tj. u vrijeme pada podzemne vode. S obzirom i na postojanje lateralnog transporta vode i u njoj otopljenih tvari između ksilema i floema, cijeli tok vode u sistemu debla predstavlja izuzetno kompleksan sklop. U slučaju dinamike električnog otpora kambijalne zone problem je još kompleksniji, jer se radi o promjenama u količini i sastavu elektrolita tijekom vegetacijske sezone koji se izražava putem električnog otpora, pa uočavamo slabije podudarnosti spektrograma električnog otpora dobrih stabala i prirasta. Iako više autora smatra da negativna veza postoji između EOKZ i prirasta drveća (Short lc idr. 1977, K i l e idr. 1982, B l a n - e h a r d , S h o r t l e i Davis 1983, L i n d b e r g 1991), L e v a n i č i dr. (1997) dobili su relativno slabu negativnu vezu ( r = 0,44) visine otpora u mjesecu kolovozu i širine goda u godini mjerenja. Razmatrajući relativno slabu korelaciju kambijalnog otpora i prirasta, P i e n e i dr. (1984) smatraju da razlike u električnom otporu kod zdravih, dominantnih stabala u istoj sastojini pokazuju kompleksan odnos kambijalnog otpora i zdravstvenog stanja stabala, što se djelomično može objasniti razlikama u debljini floema između stabala. Postoji podudarnost dinamike električnog otpora kambijalne zone i dinamike razina podzemne vode na 0,5 m, što je donekle u vezi s pojavom neposrednih oborina na pokusnoj plohi koje se odražavaju na povećanje razine vode u površinskom piezometru (PO,5 m). 264 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 47 <-- 47 --> PDF |
I. Pilaš. N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSKIH VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG Šumarski list br. 5 6. CXXVI1I (2004), 255-267 Razni autori (Ferlin 1993, Lindberg 1991) smatraju da vodni režim, odnosno vlažnost tla utječe na otpor kambijalne zone drveća. Rezultatima ovog istraživanja ta se veza potvrđuje, iako i dalje ostaje nepoznat njen oblik. ZAKLJUČAK - Conclusion Na temelju provedenih analiza možemo zaključiti kako je praćenjem sezonske dinamike radijalnog prirasta debla te električnog otpora kambijalne zone moguće dobiti spoznaje o kretanju vode unutar stabla, te s određenom rezervom steći uvid u vodni status pojedinog stabla odnosno sastojine. Dobivene spoznaje imaju vrlo veliku važnost u hidropedološkim, hidrološkim, fiziološkim i drugim ekološkim disciplinama, jer se samo s nekoliko parametara može u određenoj mjeri posredno steći uvid u trenutni kvantitativni status vode u tlu, stoje važno s hidropedološkog i hidrološkog gledišta te istovremeno raspolagati spoznajom o intenzitetu opskrbljivanja stabala vodom, odnosno steći uvid u transpiraciju, što je itekako važno glede kvalitetnijeg sagledavanja ekološkog stanja stabala i sastojina. Ove metode mjerenja, osim za generalno praćenje suše, mogu naći primjenu i prilikom utvrđivanja utjecaja hidromeliorativnih zahvata u šumskom prostoru usporedbom nultog stanja prije i nakon njegovog izvršenja, i to kao zamjena za skuplja i kompliciranija mjerenja. Zbog jednostavnosti, pomoću ovih metoda mjerenja moguće je postaviti relativno velik broj mjernih stajališta te u većoj mjeri sagledati učinak djelovanja prostornih i vremenskih varijacija vode u tlu, tog izrazito promjenjivog i vrlo važnog ekološkog čimbenika za nizinska šumska staništa. LITERATURA - References Antonić,0., D. Hatić, J. Križan, D. Bukovec, 2001: Modelling groundwater regime acceptable for the forest survival after the building of the hydro-electric power plant. Ecological Modelling 138,277-288. Blanchard, R. O., W. C. Shortle i W. Davis, 1983: Mechanism relating cambial electrical resistance to periodic growth rate of balsam fir. Canadian Journal of Forest Research, 13:3, str. 472-480. Breda, N., A. Granier,G. Aussenac, 1995: Effects of thinning on soil and tree water relations, transpiration and growth in an oak forest (Quercuspetraea (Matt.) Liebl.). Tree Physiology, 15, 295-306. Ferlin, F., 1993: Variabilnost bioelektricnega potenciala dreves kot možnega kazalnika vpliva endogenih in eksogenih rastnih dejavnikov v bukovih šestoj ih. Zbornik gozdarstva in lesarstva, 41, str 51-80. I vkov, M. 1994: Simuliranje razvoja sastojina uz pomoć modela ovisnosti debljinskog prirasta o razini podzemnih voda. Glas. Šum. pokuse 30: 95-141, Zagreb. Kaariainen, H., J. Virtanen, Irvine and J. Grace, 2000: Do tree stems shrink and swell with Tides? Tree Physiology 20: 633-635. Kile, G. A., J. D. Kellas i R. G. J a r r e t t , 1982: Factors influencing electrical resistance in stems of Eucalyptus obliqua, E. Globulus subsp. Bicostata and E. Viminalis. A ustralian Forest Research, 12:2, str. 129-138. Komlenović, N., 1996: Cambial Electrical Resistance as an Indicator of Condition and Nutritional Status of Pedunculate Oak and Sessileflowered oak. Anali za šumarstvo, Vol. 21/1, str 1-22. Kostner, B., A. Granier, and J. Cermak, 1998: Sap flow measurements in forest stands: methods and uncertainties. Ann. Sci. For. 55: 13-27. Kurek, W., 1992: Endogenous oscillations of electric potential difference in the cambial region of the pine stem. Acta Societatis Botanicorum Poloniac, 61:2, str. 211-220. Landsberg, J. J., S. T. Gower, 1997: Applications of Physiological Ecology to Forest Management. Academic Press, 354. Levanič, T, N. Torelli i M. Zupančič, 1997: Zveza med širino branike in električno upornostjo živih tkiv pri jelki {Abies alba Mill.) na Ravniku. Zbornik gozdarstva in lesarstva, 54, str. 125-140. Lindberg, M., 1991: The resistance of Picea abies bark to Heterobasidion annosum: roles of stress, structural defence and biochemical resistance. 106 str., Swedish University of Agricultural sciences, Uppsala. Mayer, B., 1994: Utjecaj dinamike vlažnosti tla, podzemne vode, oborina i defolijacijc na sezonsku dinamiku radijalnog prirasta i sušenje hrasta lužnjaka (Quercus robur L.) u varoškom lugu. Rad. Šumar. Inst. 29 (1): 83-102, Jastrebarsko. Ostrofsky, W. D., 1986: an evaluation of red spruce vigor using the Shigometcr. CFRU Progress Rc- 265 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 48 <-- 48 --> PDF |
Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSK1H VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004), 255-267 port, College of Forest Resources, Univ. Of Maine No. 28. P e r a m a k i , M., E. N i k i n m a a , S. S e v a n t o , H. I l v e s n i e m i , E . S i i v o l a , P. H a r i , T . Ves a l a , 2001: Tree stem diameter variations and transpiration in Scots pine: an analysis using a dynamic sap flow model. Tree Physiology 21: 889-897. P i e n e , H . , R. G. T h o m p s o n , J. E. M c l s a a c , i D. S. F e n s o m, 1984: Electrical resistance measurements on young balsam fir trees in relation to specific volume increment, foliar biomass, and ion content of bark and wood. Can. J. For. Res. 14:177-180. P i l a š I., B. Vrbek, Đ. K a u z l a r i ć , 2000: The Graundwater Regime - A Decisive Factor of Pedunculate Oak Stability. IUFRO OAK 2000, Poster abstracts. P i l a š , I., B. V r b e k , D. M e d a k , 2003: Application of groundwater monitoring in management of pedunculate oak forests in Croatia. 2nd Conference of Sustainable Managment of Energy, Water and Enviroment Systems, CD Proceedings, Dubrovnik. P r p i ć , B. 1996: Propadanje šuma hrasta lužnjaka, Hrast lužnjak u Hrvatskoj, 273-298, Vinkovci - Zagreb. P r p i ć , B., I. A n i ć , 2000: The influence of climate and hydro-technical developments in the stability of the peduncled oak (Quercus robur L.) stands in Croatia. Glas. šum. pokuse 37: 29-240, Zagreb. P r p i ć , B., A. V r a n k o v i ć , Đ . R a u š , S . M a t i ć , A . P r a n j i ć , i Š . M e š t r o v i ć , 1994: Utjecaj ekoloških i gospodarskih činilaca na sušenje hrasta lužnjaka u gospodarskoj jedinici Kalje Šumskog gospodarstva Sisak. Glasnik za šumske pokuse 30:361-419. S e v a n t o , S., T V e s a l a , M. P e r a m a k i , E. N i k i n m a a , 2002: Time lags for xylem and stem diameter variations in a Scots pine tree. Plant, Cell and Environment 25: 1071-1077. S e v a n t o , S., T. V e s a l a , M. P e r a m a k i , E. Nik i n m a a , 2003: Sugar transport together with environmental conditions controls time lags between xylem and stem diameter changes. Plant, Cell and Environment (u tisku). S e v a n t o , S.,T. V e s a l a , M. P e r a m a k i , J. Pump a n e n , H. I l v e s n i e m i , E. N i k i n m a a , 2001: Xylem diameter changes as an indicator of stand-level evapo-transpiration. Boreal Enviroment Research 6: 45-52. S h o r t l e , W. S., A. L. S h i g o , P. B e r r y i J. Abus a m r a , 1977: Electrical resistance in tree cambium zone: relationship to rates bof growth and wound closure. Forest Science, 23:7, str. 326-329. T a t t a r , T, A. S h i g o , i T. C h a s e , 1972: Relationship between the degree of Resistance to a pulsed electric current and wood in progressive stages of discoloration and decay in living trees. Can. J. For. Res. Vol 2: 236-243. T h o m a s , F., 1998: State of knowledge in causeeffect research on damage to oak and beech in Europe, in: Augustin, S. & H. Andreae (Ur.): Cause-effect-interrelations in forest condition, UN/ECE and EC, Geneva and Brussels, 52 pp. T o r e l l i , N. i B. K r i ž a j , 1991: Bioelektrična določitev kondicije navadne jelke {Abies alba Mill.) in prognoziranje preživetja v območjih z zračno polucijo. Biol. Vestn. 39/4, str. 49-62. T o r e l l i , N., D. R o b i č , M. Z u p a n č i č , P. O v e n , F. F e r l i n i B. K r i ž a j , 1990: Električna upornost kot kazalec zdravstvenega stanja in možnosti jelk za preživetje na območjih z zračno polucijo. Zbornik gozdarstva in lesarstva, 36, str. 17-26. V e s a l a , T, S. S e v a n t o , P. P a a t e r o , E. Nik i n m a a , M. P e r a m a k i , T. A l a - N i s s i l a , J. SUMMARY: This paper presents research regarding the mutual relationship between intra-seasonal variations of tree stem diameter changes, changes of electrical resistance of cambial zone (ERCZ) and groundwater oscillations. Two groups consisting of ten common oak fQuercus robur L.) trees were selected, one group with crown damage status above (healthy trees) and the other below 40 % (damaged trees). Research was undertaken in the Pokupsko Basin area. The site was selected in forest type of pedunculate oak and common hornbeam, the soil was gleic luvisol. The groundwater regime on the site is characteristic for the wider area of the Posavina region with high groundwater levels during the winter and spring seasons and low levels in summer and autumn with minimal groundwater levels below 5 m. 266 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 49 <-- 49 --> PDF |
I. Pilaš, N. Potočić: ODNOS UNUTARSEZONSK1H VARIJACIJA PRIRASTA DEBLA, ELEKTRIČNOG ... Šumarski list br. 5-6, CXXVIII (2004). 255-267 The measurements of stem diameter changes were made by the use of a simple point dendrometer. Differences were measured on a weekly basis by vernier caliper gauge. Electric resistance ofcambial zone was monitored on average basis of four longitudinal measurements by Conditiometer. The groundwater data was collected from four piezometers at numerical depths of 0.5 m, 1.0 m 2.0 m and 7.0 m. The results of measurements were analyzed by Fast Fourier analysis i. e. similarities of cyclical patterns of data of respective variables were compared. Differences in stem diameter changes of two groups of trees were analyzed by cross correlation. The results of measurements showed that cumulative growth of healthy trees was two times larger than that of damaged ones i.e 3.88 mm versus 1.85 mm. Weakly tree stem changes were 0.14 mm of the healthy and 0.07 mm of the damaged group. Electric resistance ofcambial zone was lower in the healthy group of trees (7,11 kQ on average) than that of the damaged group (10,09 kQ). The seasonal differences of stem diameter changes were most obvious in the first half of the growth season either in quantitative relations or in the existence of weekly time lag delay of stem changes of damaged trees in respect to healthy ones. Characteristic delay of stem diameter changes in the first part of the growth season vanished in the second part due to soil water deficiency caused by decreased groundwater level below rooting zone. The seasonal pattern of ERCZ showed that the difference between the two researched groups was constant during growth season. By use ofFFT (Fast Fourier Transformation), from spectral density plots identical cyclical pattern of groundwater level measured on 2.0 m depth and stem diameter changes of healthy trees were most obvious. The identical peaks of spectral density plots showed that groundwater increase with cyclical behavior of 4.4 and 5.5 measurements influenced tree stem growth and changes of ERCZ what was confirmed by the existence of the same periodicity in these variables. This research showed that by use of easy measurable variables like stem diameter changes and electric resistance ofcambial zone one can achieve a quite satisfactory evaluation of tree water status and health condition. Also, to some extent, the groundwater status can be monitored and this is useful for forestry practice in drought prevention and as a control of larger hydro technical activities in lowland common oak forests. Key words: tree stem diameter changes, electrical resistance ofcambial zone, groundwater, quercus robur, crown damage 267 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/2004 str. 50 <-- 50 --> PDF |
® GcoTcha Prodaja geodetskih instrumenata Prodaja fotogrametrijske opreme E l t Q R 5 5 Prodaja GPS-sustava Servis Uredska oprema, crtaći pribor "Rotring" Dalekozori i povećala ZEISS NIVELIRI TEODOLITI MJERNE STANICE LASERSKI NIVELIRI MJERNE VRPCE MJERNI KOTAČI LASERSKE LIBELE H TAMA/A PLANIMETRI - klasični - digitalni GeoFENNEL NIVELIRI OPREMA "GEOTEHA" PRODAVAONICA I SERVIS Milivoja Matošeca 3,10090 ZAGREB tel/fax 01/3735-178, tel 3730-036 |