Typologia Siedlisk Leśnych wykład 2

Transkrypt

1 Zakład Urządzania Lasu KULiEL WL SGGW w Warszawie dr inż. Michał Orzechowski 1/77 morzechowski@wl.sggw.pl Typologia Siedlisk Leśnych wykład 2 Siedlisko leśne i jego klasyfikacja Metody określania siedlisk metoda IBL Charakterystyka typów siedliskowych lasu Regionalizacja przyrodniczo-leśna Prace siedliskowe w Polsce Amplitudy ekologiczne gatunków Aktualne problemy typologii siedlisk leśnych

2 Obecnie obowiązująca metoda diagnozowania jednostek siedliskowych, opracowana jest w Instytucie Badawczym Leśnictwa w Warszawie, przedstawiona w publikacji Typy siedliskowe lasu w Polsce pod redakcją L. Mroczkiewicza i T. Tramplera [Prace IBL nr 250, PWRiL 1964] oraz w Siedliskowych podstawach hodowli lasu. Także: II tom instrukcji UL PODSTAWY TEORETYCZNE przedmiotem podziału jest siedlisko zasadą (kryterium) podziału jest zdolność produkcyjna siedliska Zdolność produkcyjna siedliska (typ siedliska) określona na podstawie następujących elementów: podłoże (geologia, rodzaj gleby, gatunek gleby - skład granulometryczny, właściwości fizyczno-chemiczne) warunki wodne roślinności runa drzewostan Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

3 Żyzność gleby??? Żyzność gleby zdolność gleby do zaspokajania edaficznych (żywieniowych) potrzeb roślin, do przekazywania roślinom składników pokarmowych, wody, powietrza glebowego, ciepła itp. Zespół właściwości gleby zapewniających roślinom odpowiednie warunki wzrostu. Właściwości: morfologiczne (np. wykształcenie i miąższość poziomów glebowych), fizyczne (np. uziarnienie, struktura), chemiczne, fizykochemiczne (np. ph, skład kompleksu sorpcyjnego), biochemiczne i biologiczne (np. zawartość materii organicznej, skład edafonu),

4 Wypadkowa zasobności w składniki pokarmowe i właściwości gleby. Bardzo dobra zasobność nie musi oznaczać bardzo dobrej żyzności jeżeli inne właściwości gleby będą niekorzystne (np. gleby ilaste o niekorzystnych warunkach powietrzno-wodnych). Utożsamiano żyzność z zasobnością, lecz w 2. połowie XX w. utrwaliło się przekonanie, że jest to pojęcie szersze. Żyzność jest pojęciem niewymiernym (w pełni), nie wyraża się jej liczbowo w jednostce miary. Miarą żyzności może być liczba gatunków roślin na danym areale, występowanie roślin bardziej wymagających, ilość wytworzonej biomasy lub wielkość plonu i jego jakość, pojemność sorpcyjna gleby, SIG

5 Żyzność naturalna gleby jest wynikiem właściwości skały macierzystej, procesu glebotwórczego i zależy od zawartości w glebie m.in. koloidów glebowych, związków mineralnych, próchnicy, drobnoustrojów (np. mikroorganizmy glebowe odnawiają żyzność gleby). Jest ona charakterystyczna dla naturalnych gleb, na które nie oddziałuje człowiek. Żyzność naturalna jest ściśle związana z typem, rodzajem i gatunkiem gleby, a także z krajobrazem i naturalnymi zbiorowiskami roślinnymi. Żyzność agrotechniczna (sztuczna) jest wynikiem działalności człowieka, najczęściej zabiegów agrotechnicznych. Może być ona zwiększona poprzez odpowiednie nawożenie, wapnowanie, uprawę, stosowanie płodozmianu i meliorację. Negatywnie na żyzność może działać wylesianie, przesuszenie, niewłaściwa agrotechnika i płodozmiany. Żyzność nabyta jest to żyzność wytworzona przez człowieka na utworach, które jej prawie nie posiadały. Dotyczy to głównie rekultywacji hałd i wyrobisk pogórniczych i innych miejsc, gdzie człowiek "pomaga" skałom i zwietrzelinom stać się glebą. Nieraz opisuje się również na żyzność potencjalną - maksymalną możliwą u danej gleby, i rzeczywistą (efektywną) - aktualną żyzność danej gleby.

6 Diagnoza warunków siedliskowych Zdolność produkcyjna siedliska (typ siedliska) określona na podstawie następujących elementów: podłoże (geologia, rodzaj gleby, gatunek gleby - skład granulometryczny, właściwości fizyczno-chemiczne) warunki wodne roślinności runa drzewostan Ale jak? Jakie są wskaźniki tej zdolności?

7 Diagnoza warunków siedliskowych

8 Gleba W metodzie IBL uwzględniane są następujące elementy glebowe: Skład mechaniczny gleby (uziarnienie) Piaski Gliny Pyły Iły Nazwa frakcji i podfrakcji granulometrycznych Symbol A: CZĘŚCI SZKIELETOWE >2 I. Frakcja blokowa b d >600 II. Frakcja głazowa gł 200< d 600 III. Frakcja kamienista k 75< d 200 IV. Frakcja żwirowa żwir gruby żwir średni żwir drobny żżgr żśr żdr B: CZĘŚCI ZIEMISTE <2 V. Frakcja piaskowa:piasek bardzo gruby piasek gruby piasek średni piasek drobny piasek bardzo drobny VI. Frakcja pyłowa pył gruby pył drobny Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych PTG Polska Norma PN-R ppbgr pgr pśr pdr pbdr pypygr pydr VII. Frakcja iłowa i d 0,002 Średnica ziaren (d) w milimetrach 2< d 7520< d 75 5< d 20 2< d 5 0,05< d 2,0 1,0< d 2,0 0,5< d 1,0 0,25< d 0,5 0,1< d 0,25 0,05< d 0,1 0,002< d 0,05 0,02< d 0,05 0,002< d 0,02

9 Gleba W metodzie IBL uwzględniane są następujące elementy glebowe: Właściwości chemiczne Odczyn gleby, pojemność sorpcyjna, stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi, stosunek C/N PH wg Heliga Bardzo silnie kwaśne < 4,0 Silnie kwaśne 4,0 4,5 Kwaśne 4,5 5,5 Słabo kwaśne 5,5 6,5 Obojętne 6,5 7,2 Słabo alkaliczne 7,2 8,0 Alkaliczne > 8,0 Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

10 Gleba w metodzie IBL - Pojemność sorpcyjna gleby Pojemność sorpcyjna gleby miara zdolności do wymiennego wiązania jonów w glebie. Podawana jest zwykle w centymolach (cmol) na 1 kg gleby (wcześniej w milimolach lub w milirównoważnikach na 100 g gleby). Pojemność sorpcyjna T = H+S ilość zasorbowanych przez glebę kationów zasadowych (S) i wodorowych (H) kwasowości hydrolitycznej Pojemność sorpcyjna jest wskaźnikiem żyzności gleby cmol lub milirównow. na 100g/ gleby Piaski 1-10 Gliny Iły do 60 Torfy ponad 100 Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

11 Gleba w metodzie IBL - Pojemność sorpcyjna gleby Aby poznać pojemność sorpcyjną gleby stosuje się metodę pośrednią, czyli oznacza się: - kwasowość hydrolityczną oraz - sumę kationów zasadowych, a następnie sumuje się wyniki oznaczeń. Jest to metoda stosowana w praktyce leśnej. Drugim sposobem jest bezpośrednie oznaczenie tej cechy poprzez pełne wysycenie gleby kationem amonu, odmycie jego nadmiaru etanolem i oddestylowanie z gleby ilości zasorbowanego amonu. W profilu glebowym cecha ta zwykle jest najwyższa w poziomie próchnicznym, ale często w głębszych poziomach gdzie jest więcej frakcji ilastych reguła ta może być odwrócona. Ważnym elementem dla charakterystyki gleby, a także dla warunków życia roślin jest stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Przewaga jonów H+ obniża żyzność gleby Przewaga jonów Ca++, Mg++ zwiększa żyzność gleby Szczegółowe dane pojemności sorpcyjnej gleb prezentuje Atlas gleb leśnych Polski. Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

12 Gleba w metodzie IBL - Pojemność sorpcyjna gleby Stopień wysycenia kompleksu sorbcyjnego kationami zasadowymi (Ca++, Mg++, K+, Na+, NH4+) V = (S/ H+S)100(%) V gleb piaszczystych borów wynosi od kilku do 20 % V gleb żyznych siedlisk lasowych wynosi ponad 50% Gleba w metodzie IBL Stosunek węgla i azotu Stosunek C/N jest wskaźnikiem udostępnienia roślinom azotu Im C/N jest niższy tym rozkład próchnicy jest sprawniejszy (szybszy) C/N ma wpływ na środowisko mikoryz - w glebach porolnych C N Pochodzenie (utwór geologiczny) skała macierzysta Typ i podtyp gleby, Typ próchnicy Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

13 Na podstawie: Ewa Sikorska Siedliska leśne, cz.1 siedliska obszarów niżowych Kraków 1996r. Gleba w metodzie IBL skała macierzysta Siedl. typ lasu Skała macierzysta Bs Bśw Bw BMśw BMw LMśw LMw Lśw Lw Piaski eoliczne Żwiry sandrowe Żwiry lodowcowe Piaski sandrowe Piaski rzeczne i pradolinne Piaski morskie Piaski lodowcowe Płytki torf wysoki na piaskach eolicznych Płytki torf przejściowy lub mursz na piaskach rzecz., sandr., morskich. Piaski eoliczne na glinie zwałowej Piaski sandr. na piask. lub gl. zwał. Piaski lodowcowe na glinie zwałowej Występuje często Występuje rzadko, wyjątkowo Piaski rzeczne na glinie zwałowej Piaski wodnolodowcowych kemów i ozów Piaski pylaste jeziorno-lodowcowe i zastoiskowe Piaski i żwiry przymorenowe Piaski rzeczne głębokopróchniczne Pyły piaszczyste lub gliniaste jez.-lodowcowe lub zastoiskowe Gliny zwałowe Utwory pyłowe wodnolodowcowe, lessy piaszcz. Lessy Iły zastoiskowe Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

14 Na podstawie: Ewa Sikorska Siedliska leśne, cz.1 siedliska obszarów niżowych Kraków 1996r. Gleba w metodzie IBL skała macierzysta Siedl. typ lasu Skała macierzysta Bb BMb LMb Ol OLJ Lł Torf wysoki Torf wysoki w wierzchnich warstwach zmurszały lub murszejący Torf przejściowy (uboższy) Torf przejściowy (uboższy) w wierzchnich warstwach zmurszały lub murszejący Torf przejściowy (żyźniejszy) Torf przejściowy (żyźniejszy) w wierzchnich warstwach zmurszały lub murszejący Torf niski (uboższy) Mursz na piaskach rzecznych lub lodowcowych Torf niski Torf niski w wierzch. warstwach zmurszały lub murszejący Mursz na glinach zwałowych Mursz na gytiach jeziornych Torf zamulony na madach lub piaskach rzecznych Występuje często Występuje rzadko, wyjątkowo Mady Mady na piaskach rzecznych Osady i muły rzeczne Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

15 Poziom wody gruntowej (stopień uwilgotnienia) Woda jest jednym z podstawowych czynników warunkujących rozwój lasu. W zależności od głównego źródła dostępnej wody wyróżniamy następujące typy gospodarki : Gospodarka opadowa (ombrofilna) oparta głównie opadach atmosferycznych Gospodarka podsiąkowa (terrestyczna) oparta na wodzie gruntowej Gospodarka przepływowa (denudacyjna) oparta na wodzie spływającej z terenów położonych wyżej. Gospodarka zalewowa oparta na wodzie powodziowej, wylewie rzek. Woda gruntowo-glebowa (gruntowa) występuje najczęściej w przepuszczalnych glebach (piaszczystych) na głęboko położonym nieprzepuszczalnym podłożu. Wykazuje sezonowe wahania, działa oddolnie, powoduje gruntowe (oddolne) uwilgotnienie i oglejenie Woda opadowo-glebowa (opadowa) występuje najczęściej w górnych i środkowych partiach profilu glebowego nad warstwą trudno przepuszczalną. Powoduje odgórne uwilgotnienie i oglejenie Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

16 Drzewostan gatunki lasotwórcze (amplitudy ekologiczne) gatunki domieszkowe (amplitudy ekologiczne) bonitacja gatunków budowa warstwowa skład gatunkowy podszytu (amplitudy ekologiczne) Siedlisk owy typ lasu Gatunek So Św Db Bk Jd Gb Lp Kl Wz Md Js Brz Ol Os Bs IV-V + Bśw II-III + ++ Bw I-III II-III ++ Bb IV-V Brzom BMśw I-II II-III BMw I-II II-III BMb II-III II-III LMśw I-II I-II II-III III II-III Brzom LMw I-II I-II II + I-II LMb II II Lśw ++ I-II I-II I-II III Brzom III + Lw ++ I-II I-II + + Lł I-II I + + OlJ I Ol Brzom + Brzom I II- III

17 Runo gatunki różnicujące gatunki częste występowanie grup roślin porosty, mszaki, torfowce, rośliny naczyniowe Gatunki różnicujące runa - ich obecność pozwala na postawienie diagnozy florystyczno-siedliskowej; - w danym typie siedliskowym lasu znajdują minimum warunków ekologicznych niezbędnych do życia - odróżniają siedliska żyźniejsze od uboższych lub wilgotniejsze od mniej wilgotnych. Gatunki częste runa - tworzą główne tło runa w danym typie siedliskowym; - nie odgrywają większej roli rozpoznawczej bowiem mogą występować pospolicie na różnych siedliskach ważna jest forma ich występowania, kondycja. Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

18 Zasady podziału Polski na tereny nizinne, wyżynne, podgórskie i górskie Tereny nizinne - obszary, głównie akumulacyjnego typu rzeźby, rozpościerające się na wysokości do m n.p.m. (sporadycznie do 300 m n.p.m.) Na terenach nizinnych wyróżnia się następujące formy: równy falisty, którego deniwelacje nie przekraczają m i tworzą nabrzmienia i obniżenia o małych nachyleniach do 5 ; pagórkowaty, którego wyniosłości tworzą pagórki, wały i garby o wysokości względnej do m i znacznym nachyleniu stoków od ok. 6 do ok. 30 wzgórzowy, którego charakterystycznymi formami są wzgórza o wysokości względnej od m do kilkudziesięciu metrów i spadkach od 9 do 30 ; związane ze strefami moren czołowych głównie ostatniego zlodowacenia Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

19 Zasady podziału Polski na tereny nizinne, wyżynne, podgórskie i górskie Tereny wyżynne i podgórskie - obejmują obszary zbudowane ze skał starszego podłoża geologicznego, przykrytych nieciągłymi pokrywami osadów lodowcowych, wodnych i eolicznych, wyniesione głównie w wyniku ruchów epejrogenicznych na wysokość m, sporadycznie ponad 400 m n.p.m. (np. Wyżyna Krakowsko-Częstochowska i Wyżyna Kielecka) i co najmniej kilkadziesiąt metrów względem otaczających terenów, rozpościerające się ponad nizinami lub stanowiące podnóża gór i wtedy noszą nazwę podgórzy lub przedgórzy Na terenach wyżynnych wyróżnia się następujące formy: Równy, falisty, pagórkowaty, wzgórzowy Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

20 Zasady podziału Polski na tereny nizinne, wyżynne, podgórskie i górskie Tereny górskie obejmują wysoko wzniesione formy terenu powyżej 300 m ponad swoje podnóże i na stromych stokach, utworzone w wyniku ruchów górotwórczych lub działalności wulkanicznej. Cechą charakterystyczna rzeźby górskiej są wzniesienia, zwane grzbietami, ciągnące się miedzy bardzo głęboko wciętymi dolinami. Ze względu na wysokość wyróżnia się : góry niskie, do 500 m n.p.m. (np. Góry Świętokszyskie), góry średnie, m n.p.m. (np. Beskidy, Sudety), góry wysokie, ponad 1500 m n.p.m., o licznych formach polodowcowych, urwistych ścianach skalnych (Tatry). Do terenu górskiego zalicza się również kotliny śródgórskich oraz doliny górskich potoków i rzek. Typologia Siedlisk Leśnych dr inż. Michał Orzechowski ZUL KULGiEL WL SGGW

21 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Odmiana typu siedliskowego lasu. a) odmiany krainowe b) odmiany fizjograficzno-klimatyczne Wariant uwilgotnienia siedliska rodzaj wody g, og, sg, ile stagnuje, jaka głębokość Rodzaj siedliska leśnego typ, podtyp, odmiana podtypu, rodzaj, gatunek Stan siedliska leśnego N1 N2 Z1a Z1b Z1c Z1d Z1e Z2 Z3a Z3b Z3c D1 D2 D3a D3b D3c D3d Typ lasu

22 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Odmiana typu siedliskowego lasu. cechą charakterystyczną i kryterium różnicującym jest naturalna rola lasotwórcza ważniejszych gatunków drzew leśnych, uwarunkowana ich zasięgiem terytorialnym (poziomym i pionowym) oraz naturalnym składem gatunkowym drzewostanów; wyróżnia się: a) odmiany krainowe typu siedliskowego lasu wynikające z położenia w określonej krainie przyrodniczoleśnej; tj. głównie ze zróżnicowania warunków klimatycznych, b) odmiany fizjograficzno-klimatyczne siedliskowego typu lasu wyróżniane na terenach wyżynnych i podgórskich oraz górskich ze względu na lokalne położenie (stok, ekspozycja, dolina, wierzchowina), wskazujących na potrzeby odmiennego planowania hodowlanego; odmiany typu siedliskowego lasu wyróżnia się zgodnie z kryteriami podanymi w poniższej tabeli;

23 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Odmiana typu siedliskowego lasu. b) odmiany fizjograficzno-klimatyczne siedliskowego typu lasu

24 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych

25 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych

26 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Wariant uwilgotnienia siedliska rodzaj wody g, og, sg, ile stagnuje, jaka głębokość

27 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Wariant uwilgotnienia siedliska rodzaj wody g, og, sg, ile stagnuje, jaka głębokość

28 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Rodzaj siedliska leśnego typ, podtyp, odmiana podtypu, rodzaj, gatunek jednostka wyróżniana w ramach typu siedliskowego lasu, odzwierciedlająca zróżnicowanie geologiczno glebowe; wykorzystywana w planowaniu hodowlanym (przy określaniu typu drzewostanu), np. w obrębie lasu świeżego może występować Lśw na glinach zwałowych Lśw na utworach pyłowych wodnolodowcowych Lśw na glebach brunatnych właściwych Lśw na pararędzinie brunatnej; nazwę rodzaju siedliska tworzy się, wymieniając łącznie nazwę typu i podtypu gleby wraz z jej skałą macierzystą, np. Lśw na glebach brunatnych wyługowanych, wytworzony z glin zwałowych;

29 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Stan siedliska leśnego N1 N2 Z1a Z1b Z1c Z1d Z1e Z2 Z3a Z3b Z3c D1 D2 D3a D3b D3c D3d wyraża zgodność lub charakter niezgodności siedliska z jego naturalną postacią w lasach pozostających w stanie ekologicznej równowagi elementów siedliskowych i zbiorowisk roślinnych niepoddanych presji szkodliwych działań człowieka i przemysłu stan siedliska leśnego określany jest głównie na podstawie łatwo zmiennych składników ekosystemu leśnego: - drzewostanu (składu gatunkowego, budowy warstwowej, klasy bonitacji gatunków panujących), - runa (składu gatunkowego, pokrycia), - właściwości wierzchnich poziomów gleby (typu i podtypu próchnicy, właściwości fizycznych oraz chemicznych gleby, odmiany podtypu gleby), - warunków wodnych w glebie

30 Niższe jednostki typologiczne siedlisk leśnych Stan siedliska leśnego

33 W pracach glebowo siedliskowych wykorzystywane są Powierzchnie siedliskowe: Wzorcowe Podstawowe - Pomocnicze

34

35 Siedliskowy Indeks glebowy SIG Indeks trofizmu glebowego INSTRUKCJA URZĄDZANIA LASU Część II Instrukcja wyróżniania i kartowania w Lasach Państwowych typów siedliskowych lasu oraz zbiorowisk roślinnych 9 1. Wyniki laboratoryjnych oznaczeń właściwości gleb stanowią podstawę weryfikacji wstępnych diagnoz terenowych i ustalenia syntetycznych (końcowych) diagnoz siedliska. Na terenach nizinnych i wyżynnych weryfikację tę przeprowadza się metodą Siedliskowego Indeksu Glebowego (SIG). Metoda ta pozwala korygować diagnozy typu siedliska na podstawie cech gleby, wykorzystując wartości SIG, a w dalszej kolejności ustalać syntetyczną diagnozę typu siedliskowego lasu.

36

37 Siedliskowy Indeks Glebowy od 2010 r.

38

39

40 Metoda IBL okresy urządzeniowe: Wyrazem zmian były: Instrukcje urządzania lasu, zasady hodowli lasu inne opracowania

41 1956 (Zasady hodowli lasu) Bór suchy, bór świeży, Bór bagienny Bór mieszany Las mieszany Las liściasty, Bór regla górnego, las regla dolnego 1964 niziny (Typy siedliskowe lasu w Polsce 1964) Bór suchy, Bór świeży, Bór wilgotny, Bór bagienny Bór mieszany świeży, Bór mieszany wilgotny Las mieszany Las świeży, las wilgotny Ols, Las łęgowy 1964 Wyżyny i góry Las mieszany wyżynny, las wyżynny Bór wysokogórski Bór górski Bór mieszany górski Las mieszany górski, Las górski..