Смесени бор и смърч създават силен двойник
Боровите и смърчовите смесени гори обикновено се свързват със страни като Швеция, Финландия, Русия или балтийските държави. Но поради исторически причини те все още са широко разпространени в Германия и Бавария - само в Бавария на около 140 000 хектара. Но познанията за този тип гори са сравнително ниски. Какво влияние оказват видовете един върху друг?
И до каква степен този „извън мода“ тип гора може да допълни сегашното и бъдещото лесовъдство? Последните изследвания за растежа на двата вида показват интересни резултати и възможности.
Борът (Pinus sylvestris) и смърчът (Picea abies) са най-разпространените и икономически важни дървесни видове в Централна и Северна Европа. Чистите и смесени насаждения с водещ бор и смърч заедно съставляват около 26% от европейската горска площ (Brus et al. 2012).
От друга страна, в Германия исторически много високите пропорции и на двата дървесни вида са намалели с около 300 000 хектара или с 11% само през последното десетилетие (Thünen-Institut 2016). С горска площ от 7,7 милиона хектара или 53%, борът и смърчът все още са сред най-важните дървесни видове в Германия.
Естествените явления
Фигура 1: Карта на осемте временни тестови площадки W40 за изследване на растежа на горите. (Графика: LWF)
Основната зона на естествено разпространение на бора се простира от Северна Скандинавия и Русия до Южна Франция. Освен това има "островни прояви" в Испания, Франция, Италия, Шотландия и на Балканите, които обаче се различават значително по своя генетичен състав от основните прояви (Prus-Głowacki et al. 2012; Taeger et al. 2013).
Естествените явления на смърч в умерените географски ширини първоначално се ограничават от субмонтана до алпийските райони на ниските и високите планини.
Това означава, че основните природни зони на разпространение на бор и смърч се припокриват, особено при преходите към ниските планински вериги на умерения пояс и в бореалната зона (EUFORGEN 2009 a и b).
Борови и смърчови дървета в Бавария
Бавария е разположена в югозападния край на голямата популация на европейски борове, но според Федералната инвентаризация на горите III с 417 000 хектара, тя все още има почти една пета от общата борова площ във Федерална република Германия (Thünen-Institut 2016).
Анализ на резултатите от Immitzer et al. (2015) показва, че борът в Бавария се среща в смес със смърч на около 137 000 ха и само на около 87 000 ха в чистата насаждения. Настоящият фокус на разпространение на смесените борови и смърчови насаждения е в средата и североизточната част на Бавария.
100 години тестове за бор и смърч
Още преди 100 години хората осъзнаваха голямата площ и икономическото значение на смесените борови и смърчови насаждения и големия брой отворени научни и практически въпроси. Следователно Германската асоциация на горските изследователски институти (DVFFA) изисква още през 1926 г. да се провеждат сравнителни тестове в чисти и смесени насаждения и за бор и смърч.
Много от областите, заложени в началото на 20-ти век, по-специално от Schwappach (1909, 1914) и Wiedemann, загиват в суматохата на световните войни и последиците от тях (Schilling 1925; Wiedemann 1948). Запазени са само няколко и Bielak et al. ще бъдат оценени отново през 2014 г. Едва през 50-те/60-те години се провеждат систематични сравнителни блокови тестове като част от проекти за повторно залесяване в Англия и Швеция (Brown 1992; Jonsson 2001).
Само малко по-късно човек започва да анализира растежа на смесените насаждения въз основа на индивидуалния растеж на дърветата (Jonsson 1962; Agestam 1985). През 1980/90-те години това също доведе до създаването на ориентирани към едно дърво зони за изпитване на смесени насаждения и разработване на симулатори за растеж на горите, свързани с едно дърво, за смесени насаждения в Германия и Австрия (Pretzsch 1992; Hasenauer 1994).
W40: "Смесени борови и смърчови насаждения в Бавария"
Към днешна дата има само няколко дългосрочни опити в смесени борови и смърчови насаждения в Германия и съседните страни (Pretzsch и Schütze 2004; Satlawa 2013). По-голямата част от експериментите са създадени като временни тестови зони (Künstle 1962; Poleno 1975, 1979, 1981, 1986; Schulze 1972; Kasa 1975;). В повечето от тези експерименти също липсват чисти насаждения като ориентир, така че таблиците с чист добив трябва да се използват като помощ при оценката (Bielak et al. 2014; Pretzsch and Schütze 2004 a).
На този фон, като част от настоятелството на проект W40 »Смесени борови и смърчови насаждения в Бавария«, бяха проведени осем експеримента през 2013 и 2014 г. в около 70-годишни горски насаждения, които бяха възможно най-малко или не изтънени. Тестовете, известни също като "тризнаци", включват площ с чист бор и чист смърч, както и зона с двата дървесни вида, смесени с отделни стволове (Фигури 2 до 7; основни данни за добива в Таблица 1).
Площите бяха регистрирани чрез горска метрология и освен това бяха взети пробивни стружки от около 480 дървета и бяха извършени анализи на ствола на още 160 дървета на базата на стъблени дискове. Измерванията на диаметъра и височината формират основата за възстановяване на развитието на популацията и обема за период от 30 години. Дърветата, които бяха разделени по време на периода на наблюдение, бяха картографирани с помощта на инвентар на запасите.
В допълнение, пробите от почвата бяха получени в тестовите зони, аналогични на националните и баварските проучвания на състоянието на почвата. На базата на тази информация за почвата е анализирана зависимостта на растежа на височината и структурата на насаждението от условията на площадката. За държавната гора също бяха анализирани данните от инвентаризацията на пробите и баварската информационна система за местоположение BaSIS (BaySF 2015; LWF 2016).
Хоризонтално и вертикално заемане на пространството
Хоризонталното и вертикалното заемане на пространството в смесени насаждения се определя до голяма степен от екологичните свойства на участващите видове. Борът и смърчът се различават не само в зависимост от възрастовата си динамика на растеж (ранна кулминация срещу късна кулминация), но също така и в светлинната си екология (нуждаещи се от светлина срещу носене на сенки). Борът има значително по-нисък индекс на листната площ и по-нисък фактор на изчезване на светлината.
Смърчовете имат точка на компенсация при слаба светлина (полусенчести дървесни видове) и могат също да произведат положителна нетна фотосинтеза в непосредствена близост до по-полупрозрачните борове. Следователно смесените борови и смърчови насаждения показват по-разнородна и по-плътна хоризонтална и вертикална заетост на областта на короната (Фигури 5 до 7). Диапазонът на разпределение на диаметъра и височината обикновено е значително по-висок при смесените насаждения, отколкото при съответните чисти насаждения. Съществуват правилно изкривени разпределения с по-жизнеспособни малки и средни смърчове (Pretzsch и Schütze 2015).
Площта на навеса в смесените насаждения надвишава очакваните стойности на съответните чисти насаждения с около 40% (Spatz 2015). Стандартизираният номер на багажника (SDI: Stand-Density-Index според Reineke, виж Pretzsch 2005, 2009) се увеличава с около 10%, а основната площ с 9%.
Ръст на височина
Фиг. 8: Зависимост на местоположението на височината на смърч и бор в зависимост от дела на пясъка. (Графика: LWF)
Височинните показатели на растежа на доминиращите смърчови дървета не се различават между чистите и смесените насаждения в изследваната възрастова фаза от 35 до 85 години. Не се забелязва промяна във растежа на височината и при челюстите. Очевидно в смесените насаждения няма смесени ефекти, които увеличават или забавят растежа на височината.
Въз основа на анализи на формата на шахтата, Spatz (2015) успя да докаже, че съотношението на височината към диаметъра (съотношението H/D) при младото население (20-годишна възраст) все още показва разлики между чистото и смесеното население. В тази възрастова фаза боровете растат в смес с по-малко конкурентно налягане и имат съответно по-ниски H/D стойности.
Видовете смърчови дървета са подложени на конкурентен натиск в тази възрастова фаза поради бързия младежки растеж на бора и показват значително по-тънки стволове, отколкото в чистата насаждения. Тази разлика между чистите и смесените насаждения се изравнява отново на възраст между 60 и 70 години.
Много пясък и малко основи: добро за бор, лошо за смърч
Фиг.9: Зависимост на местоположението на височината на смърч и бор в зависимост от профила на дълбочината на наситеността на основата. (Графика: LWF)
Що се отнася до състезанието по височина, смърчът обикновено превъзхожда бора в смесените насаждения с около 5%. Тази височинна зависимост на двата дървесни вида се променя с възрастта и местните условия на растеж (Künstle 1962; Schulze 1972; Kasa 1975). През младостта борът все още доминира на повечето места. В насажденията на възраст над 70 години борът доминира само на пясъчни места с малко основи.
Данните от инвентара от Държавната гора на Бавария показват, че конкурентната сила на смърча намалява с увеличаване на съдържанието на пясък (Фигура 8). Със съдържание на пясък около 50%, смърчът достига височината на бора в най-добрия случай, но вече не може да го обраства. Дори при сравнително ниско предлагане на хранителни вещества (типове профили на дълбочина с насищане на основата 4 и 5 на фигура 9), конкурентната сила на смърча значително намалява.
Временните тестови зони по проекта W40 са предимно в тази зона с малко базово оборудване (базови типове 4 (5)) и високи пропорции на пясък от над 60%. Съответно има балансирано съотношение на височина на бор и смърч до изследваната възраст средно около 70 години.
производителност
Фигури 10 и 11 сравняват "реконструирания" наблюдаван растеж в чистата насаждения с очаквания растеж въз основа на растежа на бор или смърч в смесения насаждение. За разлика от това, Фигура 12 показва сравнение на растежа, наблюдаван в смесената насаждения с очаквания прираст на базата на съответните чисти насаждения. Фигура 13 показва съотношението на увеличението от 12 в кръстосаната диаграма (относителна производителност), включително приноса на отделните дървесни видове (бор = зелен; смърч = червен).
Сравнително балансираната конкуренция между бор и смърч на пробните площи води до по-висока продуктивност на насажденията и относително увеличение на смесените насаждения (Фигури 10 и 13). Ако сравните нарастването на обема на смесените насаждения с очаквания растеж на базата на съседните чисти насаждения, фигури 12 и 13 показват общо увеличение от + 4%.
Този допълнителен прираст очевидно се дължи главно на смърчовите видове (фиг. 10) (+ 7%). Това се потвърждава и от анализа на увеличението на основната площ. В резултат смесените насаждения постигат относително увеличение от + 8% (смърч: + 22%, бор: - 2%). По-подробен анализ на ниво отделно дърво потвърждава, че смърчът очевидно се ползва особено от растежа в комбинация с бор.
Съответно, добавянето на 50% бор в непосредствена близост до смърч води до годишно увеличение на обема от + 18%. Сравним бор с 50% смърч в непосредствена близост, от друга страна, губи 7% от обема си.
Това се съгласува с резултатите на Spatz (2015) относно развитието на короната. Въз основа на 1675 отряда от корона, Spatz показва, че боровата корона от 30 м високо и 25 см дебело дърво е 5% по-малка и 5% по-къса при наблюдаваната възраст средно около 70 години. В същото време сравнимите смърчове имат корона, която е с 10% по-голяма и почти 35% по-дълга.