W dzisiejszych czasach są dużym zagrożeniem dla drzewostanów, upraw oraz szkółek leśnych. Do nich możemy zaliczyć chłód i mróz, wiatr, przymrozki, wysoką temperaturę, susze, nadmiar wody i opadów atmosferycznych, szkody zimowe. Trzeba pamiętać, że każdy czynnik niesie negatywne znaczenie dla leśnictwa, co w konsekwencji może doprowadzić do zmniejszenia znaczenia technicznego, przyrosty drzew i ich rozwoju, jak też zamarcia drzew bądź całych drzewostanów.
W tej pracy zostaną poruszone tylko niektóre czynniki wpływające negatywnie na ekosystem leśny.
Pierwszym zagadnieniem omawianych przeze mnie będzie
CHŁÓD I MRÓZ
Mianem CHŁÓD określa się warunki temperatury powietrza w przedziale od 0 stopni do 10 stopnie. Zazwyczaj występuje spadek temperatury w okresie wegetacyjnym, gdy rośliny budzą się do życia oraz przechodzą zmiany rozwojowe.
Dosyć dużą wrażliwość na chłód wykazują rośliny ciepłolubne[ przeniesione z terenów o cieplnym klimacie]. Niekorzystny jest chłód wiosenny, gdyż zaburza metabolizm komórek. Dotyczą przemian form ciekłokrystalicznych w formy żelu krystalicznego. Do objaw zewnętrznych zalicza się:
Szarozielone, żółte lub brązowe plamy
Odwodnienie liści, zasychanie i więdniecie liści[całych roślin]
Susza fizjologiczna - spowodowana przez utrudnione pobieranie wody przez korzenie, przy szeroko otwartych aparatach szparkowych
Dużą rolę podczas suszy fizjologicznej odgrywa kwas ABSCYSYNOWY [AB], który jest odpowiedzialny za hartowanie roślin i ich odporność. Niekorzystne objawy chłodu są zmniejszane przez nie zakłócane czynniki warunkujące wzrost. Stopniowy spadek temperatury zmniejsza skutki chłodu.
Następnym czynnikiem negatywnego wpływu jest MRÓZ określany jako warunki poniżej temperatury krzepnięcia wody czyli 0 stopni. Szkody powstają na skutek tworzenia się lodu
w komórkach i przestrzeniach międzykomórkowych [na takie szkody narażone są prawie wszystkie tkanki roślinne]. Krystalizacja zaczyna się w apoplaście, czyli przestworach międzykomórkowych, ścianach i naczyniach. Gdy woda występuje w stanie ciekłym poniżej zera, zmniejszają się szkody mrozowe.
Etapy przemian metabolicznych
Etap I – roślina przygotowuje się do zimy, ok. 2 stopni.
Etap II – przebudowa procesów metabolicznych, ok. 2-6 stopni.
Etap III – oddziaływanie mrozu na rośliny, zwiększają się szkody zimowe.
Z badan dotyczących mrozoodporności wynika, że rośliny już od połowy lata przygotowują się do zimy, hartują się. Procesowy temu towarzyszy:
Odwodnienie komórek i całej rośliny
Wzrost zawartości węglowodanów [lipidów, białek]
Pojawienie się specyficznych białek, stężenie regulatorów
Całemu procesowi hartowania sprzyja wzrost fosforu i potasu, natomiast nadmiar jonów azotowych działa odwrotnie, nie sprzyja.
Kolejnym zagadnieniem poruszanym są SZKODY ZIMOWE.
Około 90% szkód wyrządzanych w lesie przypada w okresie zimowym, a powodami jest wiatr i śnieg [szkody w lasach powodowane przez czynniki meteorologiczne]. Czasami niosą ze sobą wymiar katastroficzny.
wyparzanie
Zjawisko wynikające z wegetacji roślin pod powierzchnią śniegu. Zimozielone drzewa rozpoczynają proces fotosyntezy przy temperaturze od 6 do -3 stopni, gdy warstwa śniegu jest cienka. Fotosynteza pozwala oddychać roślinom, jednak gdy jest dość gruba rośliny oddychają beztlenowo [fermentacja]
Skorupa lodowa
Powstaje na powierzchni śniegu lub podczas przymrozków. Przyczynia się do pogłębienia objaw wyparzenia. Trzeba dodać, że powoduje też uszkodzenia mechaniczne
wymakanie
Powstaje podczas roztapiania się pokrywy śniegu lub lodu na zamarzniętej glebie. Gromadzona woda odcina rośliny od dopływu tlenu. Mechanizm ten polega na osłabianiu roślin pod wpływem oddychania beztlenowego.
wysadzanie
Związane z ruchami gleby podczas rozmarzania i zamarzania. Rośliny są unoszone ponad powierzchnie gleby. Korzenie wtedy zostają narażone na ataki infekcji grzybów oraz przesuszenie.
wysmalanie
Wysuszający wiatr przy zamarzniętej glebie powoduje transpiracje przy zmniejszonej ilości wody. Powstaje sucha o charakterze suszy fizjologicznej.
Przemarzanie korzeni
[szkółki, uprawy, młodniki] podczas ostrych bezśnieżnych zim. Objawami może być żółkniecie i opadnie igieł.
Obumieranie kory i łyka
Występuje u gatunków o gładkiej cienkiej korze [jodła, buk]. Szybkie wychładzanie [kurczenie] się kory niż drewna a następnie pękania i tworzenia się zagłębień w których gromadzi się woda.
Szczeliny mrozowe
Zwykle powstają w lutym, gdy towarzyszy zimie ostry mróz. Wewnątrz pnia powstaje duże naprężenie spowodowane różnicami temperatur, które powoduję pęknięcie drewna [strona południowa]. Powstaniu uszkodzeń sprzyja wiatr, niska temperatura i insolacja. Gatunki podatne posiadają twarde, łupliwe drewno [dąb ,buk, jesion, wiąz, grochodrzew. Gatunkami odpornymi są: sosna, brzoza, olsza, osika.
Uszkodzenia mechaniczne drzew przez lód.
Powstają podczas powodzi, niosących kry lodowe. Rany spowodowane przez kry są wrotami do infekcji patogenicznej. Szkodami w uprawach są skorupy lodowe.
Ostatnim z omawianych powodów szkód atmosferycznych są PRZYMROZKI.
Dla roślin drzewiastych najbardziej niebezpieczne są nagłe zmiany temperatury (nocne spadki temperatury powietrza przy gruncie poniżej 0°C), szczególnie występujące podczas okresu wegetacyjnego jako przymrozki.
Mówi się: o przymrozkach całkowitych - jeśli przebieg temperatur na wysokości 20 cm i 2 m jest podobny, o przymrozkach przygruntowych - gdy temperatura powietrza na wysokości 2 m nie spada poniżej zera.
Wyróżnia się przymrozki jesienne (wczesne) i przymrozki wiosenne (późne).
Przymrozki jesienne są mniej szkodliwe dla drzew niż przymrozki wiosenne. Cierpią od nich najbardziej gatunki introdukowane do nas z innych warunków środowiskowych, jak robinia akacjowa i jedlica. Z gatunków rodzimych wrażliwy na przymrozki wczesne jest dąb szypułkowy. Szkody ograniczają się do obmarzania niezupełnie jeszcze zdrewniałych rocznych pędów i gałązek. Przymrozki wczesne nie są częste i nie występują regularnie.
Przymrozki wiosenne pojawiają się u nas regularnie, powodują w lesie większe szkody, gdyż drzewa na początku wegetacji są wrażliwe na niskie temperatury. Szkody polegają na wymrażaniu wschodów, a u drzew starszych - rozwijających się pączków, pędów, liści lub kwiatów. Następstwem tego są zakłócenia wzrostu, zniekształcenia strzałek oraz straty na przyroście i owocowaniu. W młodych pędach drzew liściastych mogą wytwarzać się zrakowacenia w miejscach porażenia kambium.
Przymrozki wiosenne mogą występować jako tzw. przymrozki adwekcyjne (naniesione) i jako przymrozki radiacyjne (miejscowe).
Przymrozki adwekcyjne spowodowane są napływem mas chłodnego powietrza z północnego wschodu, rzadziej z północy. Występują w maju, a czasem w połowie czerwca, zwykle na dużym obszarze. Mogą się pojawiać zarówno przy pogodnym niebie, jak i przy większym lub mniejszym zachmurzeniu. Czasem towarzyszą im opady w formie spóźnionego śniegu lub krupy. Dla drzew niebezpieczne są przymrozki majowe, pojawiające się między 12 a 15 maja, w czasie, w którym kiełkuje, kwitnie i rozwija się większość naszych drzew.
Przymrozki radiacyjne powstają w wyniku oziębienia się dolnych warstw powietrza, wywołanego nocnym wypromieniowaniem ciepła z powierzchni gleby i roślinności. Największe niebezpieczeństwo wystąpienia tego przymrozku jest blisko powierzchni gruntu; zmniejsza się ku górze. Granica występowania przymrozku zostaje przekroczona na wysokości 1-2 m. Dlatego też młode i niskie rośliny, młode uprawy oraz zbyt wcześnie odsłonięte podrosty są najbardziej narażone na przymrozki miejscowe. Przymrozki te powstają z zasadzie podczas bezchmurnych nocy przed wschodem słońca. Towarzyszy im spokój w dolnych warstwach atmosfery, gdyż wiatr wyklucza pojawienie się przymrozku tego typu. Duże znaczenie ma występowanie w tym czasie chmur i mgły. W ciągu dnia zmniejszają one nasłonecznienie a w nocy utrudniają wypromieniowanie, czyli oziębianie się ziemi.
Szczególnie narażone na przymrozki bywają zasłonięte od wiatru zagłębienia terenu lub powierzchnie niedużych zrębów otoczonych wyższymi drzewostanami, tzw. zmrozowiska. Do takich miejsc spływa w bezchmurne i bezwietrzne noce oziębione powietrze najniższych warstw, przylegających do ziemi. Nie mogąc się wymieszać z cieplejszym powietrzem wyższych warstw, jako cięższe spływa po pochyłym terenie i gromadzi się w zmrozowiskach. Osłona zagłębienia zmrozowiskowego od wiatru utrudnia cyrkulację powietrza i przeszkadza wywiewaniu nagromadzonych mas zimnego powietrza. Zasięg zmrozowisk jest ograniczony zarówno w kierunku poziomym jak i pionowym. Najwyższy pionowy zasięg występuje w miesiącach wiosennych, natomiast w lecie zmniejsza się do nieznacznej wysokości.
Zmrozowiska mogą wystąpić również w gniazdach znajdujących się wśród drzewostanu. Gniazda powstałe w drzewostanie w sposób naturalny (wiatrołomy) lub sztuczny, stają się zmrozowiskami, jeżeli zimne, nagromadzone w nich powietrze nie ma możności odpływu. Sytuacja ta występuje, gdy gniazdo otoczone jest drzewostanem o brzegu zamkniętym czyli takim, na którym rosną drzewa z nisko osadzonymi koronami albo gęsty podrost lub podszyt. Niebezpieczeństwo wystąpienia przymrozku jest mniejsze przy brzegu otwartym, ponieważ możliwa jest wymiana zimnego powietrza, powstającego przez wypromieniowanie z powierzchni gniazda i spływającego ze sklepienia otaczającego drzewostanu, z powietrzem cieplejszym wewnątrz drzewostanu. Temperatura przyziemnej warstwy w gnieździe jest taka sama jak w starodrzewiu, dopóki stosunek średnicy gniazda do wysokości drzewostanu jest mniejszy od liczby 0,5. Z powiększaniem się gniazda, temperatura w południe szybko wzrasta w środku gniazda, później maleje w miarę dalszego jego powiększania się. Niebezpieczeństwo przymrozków rośnie z wielkością gniazda. Jest ono największe w środku gniazda, zmniejsza się ku jego brzegom. Temperatura spada o około 1 °C na każde 7 m odległości od brzegu starego drzewostanu. Na południowym brzegu gniazda jest chłodniej, niż na północnym brzegu drzewostanu. W praktyce przyjmuje się, że wystąpienie zmrozowisk jest rzadkim przypadkiem, jeżeli szerokość gniazda nie przekracza wysokości otaczającego drzewostanu.
Na stokach górskich przymrozki miejscowe mogą być niebezpieczne wtedy, gdy odpływ zimnego powietrza jest utrudniony. Możliwość wymieszania się powietrza chłodnego z cieplejszym wewnątrz drzewostanu nie dopuszcza do powstania dużego zagrożenia przymrozkiem. Późne przymrozki miejscowe mogą powstawać nad wszystkimi glebami, lecz najczęściej występują nad glebami torfowymi i bagiennymi, rzadziej nad glinami, a najrzadziej nad piaskami. Torfy i bagna są ośrodkami zmrozowisk, gdyż odznaczają się słabą pojemnością cieplną oraz zajmują najniższe miejsca w terenie. Gleby mokre, ciągle parując tracą przy tym ciepło, mają niską temperaturę i łatwo się oziębiają do zera stopni. Niebezpieczeństwo wystąpienia przymrozków zwiększają trawy porastające glebę, ponieważ źdźbła traw mają (w porównaniu z ich objętością) stosunkowo dużą powierzchnię wypromieniowania i dlatego powodują zawsze silny spadek temperatury. Gęste pokrywy traw są groźniejszymi ogniskami mrozu niż bagna.
Według stopnia wrażliwości na przymrozki można poszczególne gatunki uszeregować następująco:
1. Drzewa bardzo wrażliwe: jesion, buk, dąb, robinia akacjowa, jodła.
2. Drzewa mniej wrażliwe: klon, lipa, modrzew, świerk, jedlica.
3. Drzewa odporne: brzoza, osika, olsza, wiąz, grab, wierzba, jarząb, sosna.
Odporność na przymrozki jest w dużym stopniu zależna od rasy i pochodzenia drzewa. U ras powstałych w okolicach, gdzie występują przymrozki rozwija się odporność jako cecha przystosowawcza do siedliska. Z powodu przeważającego wpływu światła na rośliny, wpływ ciepła zaznacza się mniej wyraźnie. Oddziaływanie ciepła wyraża się natomiast w takich skutkach jak, wzrost i rozwój oraz przyspieszenie lub zahamowanie procesów życiowych. Rośliny dla przejścia pełnego cyklu przemian wzrostowych rozwojowych wymagają nie tylko pewnych ilości ciepła, ale także odpowiedniego czasu oddziaływania warunków termicznych.
Wielkość przyrostu drewna jest wprost proporcjonalna do długości okresu wegetacyjnego. Przez okres wegetacyjny rozumie się zwykle część roku od rozwoju pączków do opadnięcia liści. W praktyce określa on długość pory roku, w której średnia, dzienna temperatura powietrza wynosi powyżej 5°C. Okres wegetacyjny waha się na terenie Polski od 185 dni do 225 dni, przy czym najdłużej trwa on w dolinie Odry i w rejonie Tarnowa (powyżej 220 dni) a najkrócej na Pojezierzu Mazurskim (poniżej 200 dni) i w górach (poniżej 190 dni). Przybliżone pojęcie o ustosunkowaniu się drzew do ciepła daje ich rozmieszczenie geograficzne, na które wymagania cieplne mają niewątpliwy wpływ. Gdyby tak nie było, nie istniałyby w ogóle zasięgi drzew.
Uwzględniając odmienność klimatu nizinnego i górskiego, można wymagania cieplne drzew przedstawić według następującej skali, w kolejności malejących wymagań w każdym szeregu.
Praca napisana w oparciu o strony PGL LP
pulsaaa