A vegyes fenyő és luc erős kettőt hoz létre
A fenyő és lucfenyő vegyes erdők jellemzően olyan országokkal társulnak, mint Svédország, Finnország, Oroszország vagy a balti államok. De Németországban és Bajorországban is történelmi okokból még mindig elterjedtek - csak Bajorországban mintegy 140 000 hektáron, de az ilyen típusú erdőkkel kapcsolatos ismeretek viszonylag alacsonyak. Milyen hatással vannak a fajok egymásra?
És ez a „divatból kifolyó” típusú erdő mennyiben tudja kiegészíteni a jelenlegi és a jövő erdőgazdálkodását? A két faj növekedésével kapcsolatos legújabb kutatások érdekes eredményeket és lehetőségeket mutatnak.
A fenyő (Pinus sylvestris) és a fenyő (Picea abies) Közép- és Észak-Európában a legelterjedtebb és gazdaságilag legfontosabb fafaj. A tiszta és kevert állományok vezető fenyővel és lucfenyővel együttesen az európai erdőterület mintegy 26% -át teszik ki (Brus et al. 2012).
Németországban viszont mindkét fafaj történelmileg nagyon magas aránya csak az elmúlt évtizedben 300 000 ha-val, vagyis 11% -kal csökkent (Thünen-Institut 2016). A fenyő és a lucfenyő 7,7 millió hektárnyi vagy 53% -os erdőterülettel még mindig a legfontosabb fafajok közé tartozik Németországban.
A természetes események
1. ábra: A nyolc ideiglenes W40 teszthely térképe az erdő növekedésének kutatásához. (Grafika: LWF)
A fenyő természetes természetes elterjedési területe Észak-Skandináviától és Oroszországtól Dél-Franciaországig terjed. Ezen kívül vannak "szigeteki előfordulások" Spanyolországban, Franciaországban, Olaszországban, Skóciában és a Balkánon, amelyek azonban genetikai felépítésükben jelentősen eltérnek a fő előfordulásoktól (Prus-Głowacki et al. 2012; Taeger et al. 2013).
A mérsékelt szélességi fokú lucfenyő természetes előfordulása eredetileg a szubmontánra korlátozódik az alacsony és a magas hegyek alpesi területeire.
Ez azt jelenti, hogy a fenyő és a lucfenyő fő természetes elterjedési területei átfedik egymást, különösen a mérsékelt övi alacsony hegyláncokra való átmenetnél és a boreális területen (EUFORGEN 2009 a és b).
Fenyő és lucfenyő Bajorországban
Bajorország a főbb európai fenyőállomány délnyugati szélén található, de a Szövetségi Erdészeti Leltár III szerint 417 000 hektárral még mindig a Németországi Szövetségi Köztársaság teljes fenyőterületének majdnem egyötöde rendelkezik (Thünen-Institut 2016).
Az eredmények elemzése Immitzer et al. (2015) azt mutatja, hogy a bajorországi fenyő lucfenyő keverékében fordul elő körülbelül 137 000 ha-on, és csak a tiszta állományban 87 000 ha-on. A vegyes fenyő- és lucfenyőállományok elterjedésének középpontjában jelenleg Bajorország középső és északkeleti része áll.
100 éves fenyő- és lucfenyő tesztek
Már 100 évvel ezelőtt az emberek tisztában voltak a fenyő- és lucfenyő vegyes állományok nagy területével és gazdasági jelentőségével, valamint a nyitott tudományos és gyakorlati kérdések nagy számával. A Német Erdészeti Kutatóintézetek Szövetsége (DVFFA) ezért már 1926-ban követelte, hogy tiszta és vegyes állományokban végezzenek összehasonlító vizsgálatokat fenyő és lucfenyő számára is.
A 20. század elején kitűzött területek közül sok, különösen Schwappach (1909, 1914) és Wiedemann, elpusztult a világháborúk és az utóhatások (Schilling 1925; Wiedemann 1948) forgatagában. Csak néhány maradt életben és Bielak et al. 2014-ben újra értékelik. Csak az 1950-es és 1960-as években végeztek szisztematikus összehasonlító blokk-teszteket az erdősítési projektek részeként Angliában és Svédországban (Brown 1992; Jonsson 2001).
Csak valamivel később kezdték elemezni a vegyes állományok növekedését az egyes fák növekedése alapján (Jonsson 1962; Agestam 1985). Az 1980/90-es években ez egyfás orientált vegyes állományok tesztterületeinek létrehozását és egyfás erdőnövekedési szimulátorok fejlesztését is eredményezte a vegyes állományok számára Németországban és Ausztriában (Pretzsch 1992; Hasenauer 1994).
W40: "Fenyő és lucfenyő vegyes állományok Bajorországban"
A mai napig csak néhány hosszú távú kísérletet végeztek vegyes fenyő- és lucfenyőkben Németországban és a szomszédos országokban (Pretzsch és Schütze 2004; Satlawa 2013). A kísérletek többségét ideiglenes vizsgálati területekként rendezték be (Künstle 1962; Poleno 1975, 1979, 1981, 1986; Schulze 1972; Kasa 1975;). E kísérletek többségében a tiszta állományok is hiányoznak referenciaként, ezért a tiszta állományhozamú táblázatokat kellett segítségül használni az értékelés során (Bielak et al. 2014; Pretzsch és Schütze 2004 a).
Ennek fényében a W40 "Bajorországban vegyes fenyő- és lucfenyő-állományok Bajorországban" kuratóriumi projekt részeként 2013-ban és 2014-ben nyolc kísérletet hajtottak végre körülbelül 70 éves, a lehető legkevesebb vagy elvékonyodott erdőállományban. A "tripletek" néven is ismert tesztek mindegyike magában foglal egy tiszta fenyő- és lucfenyőterületet, valamint egy területet, ahol mindkét fafaj keveredik egyedi törzsekkel (2–7. Ábra; alapvető hozamadatok az 1. táblázatban).
A területeket erdőmetrológiai módszerrel rögzítették, és ezenkívül mintegy 480 fáról fúrási forgácsot vettek, és további 160 fán törzselemzéseket végeztek szárkorongok alapján. Az átmérő és a hátsó magasságmérések képezik az alapját a populáció és a térfogat fejlődésének rekonstrukciójára 30 év alatt. A vizsgált időszakban eltávolított fákat állományleltár segítségével térképezték fel.
Ezenkívül az országos és Bajorország egész területére kiterjedő talajállapot-felméréshez hasonlóan a vizsgálati területeken talajmintákat nyertek. Ezen talajinformációk alapján elemeztük a magasság növekedésének és az állomány szerkezetének a helyszín viszonyaitól való függését. Az állami erdő esetében elemeztük a minta leltár és a bajor BaSIS helyinformációs rendszer adatait is (BaySF 2015; LWF 2016).
Vízszintes és függőleges térfoglalás
A vegyes állományokban a tér vízszintes és függőleges elfoglaltságát nagyrészt az érintett fajok ökológiai tulajdonságai határozzák meg. A fenyő és a lucfenyő nemcsak életkorfüggő növekedési dinamikájukban különbözik egymástól (a korai és a késői csúcspontok csúcspontja), hanem a fényökológiájukban is (fényre és árnyékra van szükségük). A fenyőnek lényegesen alacsonyabb a levélterület-indexe és alacsonyabb a fénykihalási tényezője.
A fenyőfáknak alacsony a fénykompenzációs pontja (félárnyékos fafajok), és pozitív nettó fotoszintézis előnyökkel járhatnak még az áttetszőbb fenyők közvetlen közelében is. A vegyes fenyő- és lucfenyőállományok tehát heterogénebb és sűrűbb vízszintes és függőleges elfoglaltságot mutatnak a korona területén (5–7. Ábra). Az átmérő és a magasság eloszlásának tartománya általában szignifikánsan magasabb a vegyes állományban, mint a megfelelő tiszta állományokban. Vannak jobbra ferde eloszlások életképesebb kis és közepes méretű lucfenyőkkel (Pretzsch és Schütze 2015).
A vegyes állományok lombkorona területe 40% -kal haladja meg a megfelelő tiszta állományok várható értékeit (Spatz 2015). A normalizált törzsszám (SDI: Stand-Density-Index Reineke szerint, lásd Pretzsch 2005, 2009) körülbelül 10% -kal, az alapterület pedig 9% -kal nő.
Magasság növekedés
8. ábra: A fenyő és a fenyő magassági viszonyának helyfüggése a homok arányától függően. (Grafika: LWF)
A domináns lucfák magassági növekedési teljesítménye nem különbözik a tiszta és a kevert állományok között a vizsgált korfázisban, 35 és 85 év között. Az állkapcsoknál sem volt kimutatható a magasság változása. Nyilvánvaló, hogy a vegyes állományokban nincsenek olyan vegyes hatások, amelyek növelik vagy lassítják a magasság növekedését.
A tengelyalak-elemzések alapján Spatz (2015) azonban be tudta mutatni, hogy a fiatal (20 éves) populációban a magasság és az átmérő aránya (H/D arány) még mindig mutat különbségeket a tiszta és a kevert populáció között. Ebben a korszakban a fenyők kisebb versenynyomású keverékben nőnek fel, és ennek megfelelően alacsonyabb a H/D értéke.
A fenyőfafajok ebben a korszakban versenyfeszültség alatt állnak a fenyő gyors fiatalos növekedése miatt, és lényegesen vékonyabb törzseket mutatnak, mint a tiszta állományban. Ezt a különbséget a tiszta és a vegyes állományok között 60–70 éves korig ismét kiegyenlítik.
Sok homok és kevés alap: jó a fenyőnek, rossz a lucnak
9. ábra: A fenyő és a fenyő magassági viszonyának helyfüggése az alaptelítettség mélységi profiljától függően. (Grafika: LWF)
A magassági versenyt tekintve a lucfenyő a vegyes állományokban általában körülbelül 5% -kal felülmúlja a fenyőt. A két fafaj ezen magassági viszonya elmozdul az életkorral és a helyi növekedési viszonyokkal (Künstle 1962; Schulze 1972; Kasa 1975). Az ifjúságban még mindig a fenyő uralja a legtöbb helyet. A 70 évnél idősebb állományokban a fenyő csak homokos, kevés alapú helyeken dominál.
A bajor állami erdő készletadatai azt mutatják, hogy a lucfenyő versenyképessége a homoktartalom növekedésével csökken (8. ábra). 50% körüli homoktartalommal a lucfenyő a legjobb esetben is eléri a fenyő magasságát, de már nem tudja benőni. Még viszonylag alacsony tápanyagellátás esetén is (a mélységprofiltípusok a 4. és 5. alaptelítettséggel a 9. ábrán) a lucfenyő versenyszilárdsága érezhetően csökken.
A W40 projekt ideiglenes vizsgálati területei főként ezen a területen találhatók, kevés alapfelszereléssel (4-es (5) alaptípus) és magas, 60% feletti homokaránnyal. Ennek megfelelően a fenyő és a lucfenyő magassági aránya a vizsgált életkorig átlagosan körülbelül 70 év.
termelékenység
A 10. és 11. ábra összehasonlítja a tiszta állományban a "rekonstruált" növekedést a fenyő vagy a lucfenyő vegyes állomány növekedése alapján várható növekedéssel. Ezzel szemben a 12. ábra a vegyes állományban megfigyelt növekedés összehasonlítását mutatja a megfelelő tiszta állományok alapján várható növekedéssel. A 13. ábra a keresztdiagram 12-ről való növekedésének arányát mutatja (relatív termelékenység), beleértve az egyes fafajok hozzájárulását (fenyő = zöld; luc = vörös).
A fenyő és a lucfenyő közötti viszonylag kiegyensúlyozott verseny a kísérleti területeken magasabb állománytermelékenységhez és a vegyes állományok relatív növekedéséhez vezet (10. és 13. ábra). Ha összehasonlítjuk a vegyes állományok térfogatának növekedését a szomszédos tiszta állományok alapján várható növekedéssel, a 12. és 13. ábra összesen + 4% -os növekedést mutat.
Ez a további növekedés nyilvánvalóan elsősorban a lucfenyőfajoknak köszönhető (10. ábra) (+ 7%). Ezt megerősíti a bázisterület növekedésének elemzése is. Ennek eredményeként a vegyes állományok relatív + 8% -os növekedést érnek el (lucfenyő: + 22%, fenyő: - 2%). Az egyes fák szintjén végzett részletesebb elemzés megerősíti, hogy a fenyőnek nyilvánvalóan előnyös a növekedése a fenyővel kombinálva.
Ennek megfelelően, ha egy fenyő közvetlen közelében 50% fenyőt adunk hozzá, az éves mennyiségi növekedés + 18% -ot eredményez. Egy hasonló fenyő, amelynek közvetlen közelében 50% -os lucfenyő-keverék van, a térfogat-növekedésben 7% -ot veszít.
Ez egybeesik Spatz (2015) koronafejlődéssel kapcsolatos eredményeivel. 1675 korona leválás alapján Spatz azt mutatja, hogy a megfigyelt, átlagosan 70 éves korban egy 30 m magas és egy 25 cm vastag fa fenyő koronája 5% -kal kisebb és 5% -kal rövidebb. Ugyanakkor az összehasonlítható fenyők koronája 10% -kal nagyobb és csaknem 35% -kal hosszabb.