Prima pagină | Prezentare | Cercetare | Personal | Publicaţii | Servicii | Link-uri utile
Copiere articol

 

 

Direcţii de evoluţie a structurii şi funcţionalităţii ecosistemelor de molid naturale şi artificiale pentru fundamentarea sistemelor silviculturale

Radu Cenuşă 

 

               

Cadrul ecologic silvestru urmează în prezent unele evoluţii greu de anticipat datorită faptului că este supus unor aşa numite “forţe de constrângere”. În consecinţă, pădurile în general şi pădurile montane în special resimt o cronică pierdere de stabilitate. Aceasta se datorează declanşării unui cortegiu de fenomene cu caracter vătămător, de către un anumit factor (vânt, zăpadă, secetă, poluare, insecte), care deşi se manifestă cu o intensitate redusă, efectuează suprafeţe destul de extinse pe perioade lungi de timp.

Arboretele de molid ce poartă amprenta unei activităţi antropice relativ intense, constituie prin excelenţă ecosisteme cu un grad mai ridicat de fragilitate. În figura 1 se prezintă aşa zisul lanţ al disfuncţionalităţii pentru păduri de molid.

 

 

Figura 1.  Lanţul disfuncţionalităţilor probabile în pădurile de molid (Otto, 1994)

 

După cum se cunoaşte înălţimea medie poate fi un indicator al domeniilor de manifestare, de aceea unele măsuri de consolidare sunt legate de atingerea unei anumite valori a înălţimii medii.

 

Figura 2. Cauzele şi implicaţiile modificării unor ecosisteme forestiere din Bucovina (Barbu, I. Cenuşă, R., 1982 – modificat)

               

                Căile de evoluţie a arboretelor de molid, atât cele naturale cât şi cele artificiale sunt foarte diverse, în raport cu gradul de antropizare, frecvenţa, durata şi intensitatea factorilor perturbatori. Cadrul general al evoluţiei unei păduri de molid de la pădure naturală la pădure gospodărită pentru condiţiile Bucovinei  se prezintă în figura 2.

                Desigur, nu toate arboretele de molid au urmat aceeaşi cale, de aceea, aceste direcţii de evoluţie sunt diferenţiate de la arboret la arboret. În condiţiile unei stări cronice de stress este indicat a se cunoaşte "traiectoria" normală de dezvoltare a unui arboret, întrucât, complexul de măsuri silviculturale proiectate de către amenajist şi aplicate de către specialistul din producţie, trebuie să potenţeze, procesul de "stabilizare" de autostructurare a pădurii. În unele cazuri însă, aceste lucrări pot avea un caracter opus tendinţelor pădurii, anume de "destructurare" de adâncire a instabilităţii.

                Din aceste motive este necesar studiul direcţiilor de evoluţie efectuat atât în arborete naturale cât şi în cele artificiale.

                Întrucât atât efectele dezvoltării normale dictate de factori genetici şi ecologici cât şi efectele lucrărilor practicate, se manifestă pe perioade extinse, este necesară cunoaşterea rezultatelor acestora asupra stabilităţii globale a arboretului. In acest context, în conformitate cu titlul temei, s-a căutat integrarea principalelor direcţii de evoluţie în fundamentarea sistemelor silviculturale, cu ajutorul unor modele structural - funcţionale. Aceste modele au constituit baza unui program de calcul electronic ce are drept obiectiv proiectarea lucrărilor de îngrijire a arboretelor echiene de molid.

                În conformitate cu obiectivele formulate prin tema - program lucrările de cercetare au avut ca scop cunoaşterea direcţiilor de dezvoltare a ecosistemelor forestiere naturale şi artificiale de molid în vederea fundamentării complexului de măsuri silvotehnice pentru ridicarea productivităţii şi stabilităţii acestora.

                Argumentele ce vin în susţinerea scopului cercetărilor sunt :

                a. ecosistemele naturale evoluează pe cu totul alte coordonate decât cele artificiale;

                b. contextul factorilor perturbatori poate influenţa în mai mare măsură structurile simplificate decât  cele complexe;

                c. cunoaşterea ecoluţiei arboretelor afectate de diverşi factori perturbatori conduce la asigurarea obiectivizării procesului decizional nu numai din punctul de vedere al eficienţei economice a lucrărilor de îngrijire şi regenerare dar şi al creşterii stabilităţii arboretelor;

                d. elaborarea de modele matematice este o cerinţă a dezvoltării actuale a tehnologiilor silvice. Pentru obţinerea unor modele fiabile este necesară cunoaşterea răspunsului diferitelor structuri la acţiunea diverşilor factori, în condiţiile unei avansate destructurări ca urmare a acţiunii reopetate a factorilor perturbatori.

                Pe parcursul derulării temei de cercetare au fost abordate următoarele aspecte pentru cercetare:

-   direcţii de evoluţie ale molidişurilor naturale din rezervaţii ştiinţifice (Giumalău, Călimani): posibilităţi de prognoză a evoluţiei;

-          analiza complexului factorilor perturbatori ai arboretelor de molid, modul lor de manifestare, cuantificarea impactului acestor factori asupra structurii arboretelor;

-          variabilitatea auxologică a molidişurilor, analiza influenţei unor parametri asupra creşterii molidişurilor;

-          direcţii de evoluţie  a arboretelor artificiale (echiene) de molid şi analiza posibilităţilor de transfer a informaţiilor în fundamentarea sistemelor silviculturale;

-          analiza posibilităţilor de creare a unui model structural - funcţional al molidişurilor echiene, pe baza parametrilor biometrici uzuali;

-          crearea unui model matematic pentru evidenţierea direcţiilor de evoluţie a molidişurilor echiene şi proiectarea lucrărilor de îngrijire şi regenerare;

-          perfecţionarea şi validarea modelului matematic elaborat;

-          reinventarierea suprafeţelor de probă parcurse cu diferite grade de răritură din Bucovina în vederea verificării aptitudinilor curbei de distribuţie tip beta;

-          verificarea relaţiei dintre coeficientul de zvelteţe, înălţimea medie şi desimea arboretului pentru molidişuri;

-          complexul măsurilor silvotehnice pentru creşterea stabilităţii arboretelor de molid.

                La lansarea temei nu era prevăzută elaborarea de modele matematice care să fie puse sub forma unui program de asistenţă a optimizării deciziilor în domeniul aplicării lucrărilor de îngrijire şi a tratamentelor în molidişuri. Această realizare s-a impus la mijlocul celui de-al doilea an al ciclului ca urmare a acumulării unui volum suficient de informaţii din teren pe de o parte, şi a dotărilor cu calculatoare personale echipate cu programe performante. De aceea după elaborarea unui prim model a fost necesară culegerea din teren a unui anumit tip de informaţie pentru validarea acestuia, informaţii care, prin conexiune inversă au condus la perfecţionarea modelului. În ultima perioadă a ciclului de cercetare modelul matematic a fost perfecţionat în trei etape după schema din figura 3.

 

Figura 3.  Prezentarea schematică a etapelor de elaborare al programului  Optimal XLS

               

                Din necesitatea de a se trece la un program efectiv operaţional etapă cu etapă s-au adus noi perfecţionări. Acestea au constat din:

-          luarea în considerare a arborilor vătămaţi (vânat, vânt, zăpadă, exploatare) afectaţi de putregai care avut  ca rezultat calculul volumului afectat şi a procentului de vătămare pe număr de arbori şi pe volum;

-          trecerea de la funcţia de diagnoză la o nouă parte, de prognoză, de simulare a unor intervenţii sub formă de extracţii de arbori – indiferent de natura lucrării (curăţiri, reărituri, tăieri de regenerare).

                Iniţial, s-a avut în intenţie a se introduce în model, sub forma unor restricţii, prevederile normativelor referitoare la intensitatea şi felul lucrărilor de îngrijire.

                Întrucât s-a constatat o anumită imobilitate a modelului, s-a revenit asupra restricţiilor de extragere, lăsându-se aceasta pe seama agentului tehnic, utilizator al modelului. El poate interveni indicând, comparativ cu numărul real de arbori, cu numărul optim de arbori şi cu numărul arborilor vătămaţi, numărul arborilor rămaşi pe categorii de diametre.

                Programul îi facilitează controlul asupra extragerii, aplicând procentele pe număr de arbori, precum şi valorile iniţiale şi finale ale coeficientului de zvelteţe. Se face menţiunea că ultimul indicator este calculat ca o medie ponderată cu numărul de arbori a coeficientului de zvelteţe.

I. Parametri de intrare         

A. Date iniţiale:

1. Localizare: Ocolul silvic, U.P., u.a.

2. Date amenajistice: vârsta (ani), consistenţa, clasa de producţie, suprafaţa inventariată, gradul de vulnerabilitate, nivelul de parcurgere a arboretului

3. Detalii de inventariere: suprafaţa efectiv inventariată, limita minimă, maximă şi  pasul de grupare a diametrelor în categorii

4. Distribuţii: numărul total de arbori pe categorii de diametre, elemente pentru curba înălţimilor

B. Pregătirea extragerii:

               1. Numărul de arbori rămaşi pe categorii de diametre

II. Parametri de ieşire

                A. Pagina “date iniţiale”: toate elementele de intrare

                B. Pagina “distribuţie calculată”

                               1. Distribuţia numărului iniţial de arbori pe categorii de diametre

2. Distribuţia optimă, calculată în raport cu gradul de vulnerabilitate şi starea arboretului

3. Distribuţia arborilor vătămaţi

4. Diferenţele dintre distribuţia optimă a arborilor rămaşi

5. Elementele brute pentru calculul curbei înălţimilor

6. Distribuţia numărului de arbori rămaşi

7. Distribuţia optimă după extragere

C. Parametri pentru fundamentarea intervenţiei

1.        Număr total de arbori: real, optim, rămas

2.        Volum total: real, optim, rămas, optim în raport cu arborii rămaşi

3.        Procente pe volum şi număr de arbori în raport cu situaţia iniţială

4.        Coeficientul de svelteţe: pentru cele patru situaţii

5.        Diametre: mediu, optim, al suprafeţei de bază

6.        Înălţimea: medie, corespunzătoare d_g

III. Parametri de ieşire (interfaţa grafică)

A.      Curba înălţimilor, ecuaţia de compensare, coeficientul de corelaţie

B.       Curbele de distribuţie pentru:

1.        numărul iniţial de arbori

2.        numărul optim de arbori în raport cu situaţia iniţială

3.        numărul de arbori rămaşi

4.        numărul optim de arbori după efectuarea extragerii

Se face menţiunea că programul poate simula un număr infinit de variante de extracţie, utilizatorul având posibilitatea de a opta pentru varianta cea ami adecvată sub raportul producţiei de masă lemnoasă sau al stabilităţii, în funcţie de condiţiile unităţii amenajistice analizate.

În urma simulării diferitelor grade de răritură, în diversele situaţii din ocoalele silvice Cârlibaba şi Tomnatic, s-a constatat că modelul corespunde diferitelor variante de extracţie, constituind o bază de optimizare a deciziilor privind lucrările silvice sub raportul ridicării stabilităţii molidişurilor.

 

Concluziile principale se referă la:

1. Structurile naturale au o dinamică specifică, ce poate fi pusă în evidenţă cu ajutorul metodologiei fazelor de dezvoltare. Procesele alternative de structurare - destructurare concretizate prin coexistenţa în aceleaşi spaţii a structurilor primitive cu cele complexe, au la bază dozarea accesului arborilor la factorii de mediu, prin deschiderea plafonului superior  şi reuşita regenerării naturale. Aceste procese implică modificări în întreaga structură ecosistemică a pădurii.

                Metodologia utilizată, permite elaborarea unor prognoze de evoluţie a structurii spaţiale, cu ajutorul cărora se evidenţiază faptul că şi arboretele naturale au o anumită dinamică a stabilităţii.

                2. Evoluţia pădurii naturale stă sub semnul variaţiei condiţiilor staţionale. In staţiunile de bonitate superioară, ciclurile de evoluţie sunt mai reduse, însă intensitatea proceselor biodinamice este mult mai ridicată. De asemenea şi varietatea căilor de transformare structurală este mult mai ridicată.

                Constatarea are implicaţii asupra proiectării şi execuţiei lucrărilor în arboretele gospodărite din clase superioare de producţie au o dinamică mult mai accelerată  de aceea măsurile trebuie să fie cât mai adecvate pentru a se preveni reacţiile negative. Efectele unei măsuri neadecvate, în aceste condiţii pot fi extrem de rapide şi de defavorabile sub raportul stabilităţii.

                3. Policlimaxul pădurii naturale de molid se bazează pe "module - structural-funcţionale" ca subsisteme cu structură şi evoluţie proprie, bine delimitate în spaţiu ce contribuie prin interacţiuni la stabilitate globală a pădurii naturale.

                4. Arbotele echiene, uniformizate, supuse în mod continuu unor factori perturbatori de intensitate redusă, cu tendinţa de a se restructura. Căile  sunt diferite în funcţie de constelaţia şi intensitatea acţiunii factorilor, condiţiile staţionale, natura intervenţiilor umane care pot influenţa definitiv această evoluţie. Aplicarea conceptelor şi prescripţiilor silviculturii durabile conduce la realizarea mai rapidă şi mai eficientă a restructurării.

                5. Reinventarierile  efectuate în blocuri experimentale permanente, atât în arborete naturale cât şi artificiale, au reliefat aptitudinile curbelor tip beta de a ilustra situaţii structurale cât mai diverse. Aceste curbe au stat la baza elaborării unui model matematic complex a arboretelor echiene şi pluriene de molid. In fundamentarea modelului s-au exploatat şi datele privind evoluţia auxologică şi structurală a pădurilor naturale.

                6. Modelul elaborat permite aprecierea cu ajutorul unui program de calcul "Optimal XLS"  "distanţei" la care se află structura unui anumit arboret de molid faţă de o structură considerată ca optimă sub raportul stabilităţii şi productivităţii, pentru condiţiile date. Funcţie de această "distanţă" se apreciază căile de evoluţie a arboretului. Totodată în cazul când diferenţa dintre volumul real şi volumul optim este mare, se pune în evidenţă faptul că arboretul este sub parametri normali de producţie ceea ce impune decizia substituirii lui.

                7. Programul, în faza finală, poate fi pus oricând la dispoziţie ocoalelor şi direcţiilor silvice.

 

 

Sus

Copyright Staţiunea Experimentală de Cultura Molidului. Toate drepturile rezervate.