Ekologia lasu Prof. dr hab. Jerzy Modrzyński Dr inż. Bartosz Bułaj Prof. dr hab. Piotr Robakowski www.up.poznan.pl/ksel
Ekologia lasu Forest ecology jednostka realizująca: - Katedra Siedliskoznawstwa i Ekologii Lasu - Zakład Ekologicznych Podstaw Hodowli Lasu studia: stacjonarne, inżynierskie poziom: rozszerzony godzin łącznie: 132 - wykłady: 20 - ćwiczenia kameralne: 28 - ćwiczenia terenowe: 12 punktów ECTS: 5 kończy się: egzaminem
Tematyka wykładów - Wprowadzenie. - Podstawowe pojęcia. - Niektóre prawa ekologiczne. - Mechanizmy samoregulacji w przyrodzie. - Ekologiczna adaptacja drzew. - Dynamika fitocenoz leśnych. - Polodowcowa historia lasów europejskich. - Struktura i funkcjonowanie ekosystemów leśnych.
Tematyka wykładów c. d. - Kształtowanie specyficznych ekosystemów leśnych. - Las w krajobrazie. - Las jako zjawisko geograficzne. - Drzewostan: pojęcie, cechy, dynamika rozwoju. - Leśnictwo w warunkach zagrożenia środowiska. - Aktualne problemy i trendy w leśnictwie.
Zagadnienia w ramach całego przedmiotu
Spis ważniejszych zagadnień w ramach przedmiotu (rozszerzonego) EKOLOGICZNE PODSTAWY HODOWLI LASU 1. EKOLOGIA OGÓLNA (wybrane zagadnienia) - Podstawowe pojęcia (ich znaczenie i wzajemne relacje). - Niektóre prawa ekologiczne (m. in. prawo kompleksowego działania i kompensowania się czynników środowiska, prawo tolerancji Shelforda). - Mechanizmy samoregulacyjne na różnych poziomach organizacji przyrody (komórka, osobnik, populacja, biocenoza, ekosystem, krajobraz, biosfera). 2. LAS JAKO SYSTEM EKOLOGICZNY (przykłady procesów samoregulacyjnych) - Ekologiczna adaptacja drzew. (Ekotypowe zróżnicowanie drzew leśnych oraz jego znaczenie przyrodnicze i gospodarcze.) - Dynamika biocenoz leśnych. Sukcesja ekologiczna w biocenozach leśnych. - Polodowcowa historia lasów w Europie Środkowej. - Struktura i funkcjonowanie ekosystemów leśnych. - Cykle biogeochemiczne. - Środowiskotwórcza rola lasu. (Las w krajobrazie.)
3. LAS JAKO ZJAWISKO GEOGRAFICZNE - Ogólne uwarunkowania biomów leśnych. - Przystosowania roślin i drzew do życia w różnych biomach leśnych. - Porównanie wskaźników ekologicznych typowych biomów leśnych. - Charakterystyka najważniejszych biomów leśnych. 4. LAS JAKO OBIEKT ZAINTERESOWAŃ CZŁOWIEKA (patrz podręcznik S. Szymańskiego) 5. EKOLOGICZNE PODSTAWY SIEDLISKOZNAWSTWA LEŚNEGO - Siedlisko jako wypadkowa położenia (ogólne zależności między położeniem i siedliskiem, znaczenie poszczególnych geograficznych i topograficznych składowych położenia dla siedliska). - Metodyka badań oddziaływania czynników siedliskowych na rośliny (doświadczenia polowe i w warunkach kontrolowanych, np. w fitotronie).
- Klimatyczne czynniki siedliska: - światło: - fizyczne właściwości i pomiar, - stosunki świetlne w lesie, - znaczenie światła dla drzew (wzrost i rozwój, zagrożenia), - regulowanie stosunków świetlnych w lesie pod kątem wymagań drzew i potrzeb hodowli lasu. - ciepło i temperatura: - fizyczne właściwości i pomiar, - stosunki termiczne w lesie, - znaczenie ciepła i temperatury dla drzew (wzrost i rozwój, zagrożenia), - regulacja stosunków termicznych w lesie pod kątem wymagań drzew i potrzeb hodowli lasu.
- woda: - wiatr: - fizyczne właściwości, występowanie i znaczenie w przyrodzie, - stosunki wodne w lesie (wilgotność powietrza, transpiracja, opady, wilgotność gleby i poziom wód gruntowych), - poziom wód gruntowych a jakość siedliska, - znaczenie różnych postaci wody dla drzew (wzrost i rozwój, zagrożenia), - wpływ cięć na stosunki wodne w lesie, - regulacja stosunków wodnych w lesie pod kątem wymagań drzew i potrzeb hodowli lasu. - zjawisko wiatru ( mechanizm powstawania, prędkość i siła, skala Beauforta), - rodzaje wiatrów (cyrkulacja atmosfery i wiatry globalne, wiatry lokalne: bryzy, wiatry gór i dolin, wiatry fenowe), - stosunki anemometryczne w lesie, - znaczenie wiatru dla drzew (wzrost i rozwój, zagrożenia, drzewostany szczególnie zagrożone), - sposoby zwiększania odporności drzew i drzewostanów na wiatry burzowe. - Ogólna charakterystyka fitoklimatu leśnego.
- Glebowe czynniki siedliska: - powstawanie, rozwój i właściwości gleb: fizyczne, chemiczne, biologiczne, - humifikacja: - przebieg procesu, - formy i typy próchnicy leśnej, - gleba jako podekosystem i ważna składowa ekosystemu leśnego, - mikoryza: - charakterystyka zjawiska, - znaczenie mikoryzy dla drzew leśnych, - mikoryzowanie drzew leśnych, - ekologiczne podstawy pielęgnacji, uprawy i nawożenia gleb leśnych, - Ogólna charakterystyka gleb leśnych. - Wymagania ekologiczne drzew leśnych: szeregi ekologiczne - Zagadnienie szkód wyrządzanych w lesie przez czynniki abiotyczne: - nadmierna insolacja, podwyższone prom. UV-B, niedostatek światła, - przymrozki i temperatury ekstremalne, - susze, podtopienia, powodzie, - okiść śnieżna i lawiny, - silne wiatry, huragany, - zanieczyszczenia atmosfery i gleby.
6. DRZEWOSTAN - Pojęcie drzewostanu. - Cechy drzewostanu: - Pochodzenie drzewostanu. - Wiek drzewostanu: - sposoby określania, - fazy rozwojowe drzewostanu, - fazy rozwojowe a zabiegi pielęgnacyjne w drzewostanach. - Wielkość i kształt drzewostanu: - ekologiczne kryterium wielkości drzewostanu (drzewostan duży i mały), - części drzewostanu (grupy, kępy, smugi, pasy). - Skład gatunkowy drzewostanu: - stopień i forma zmieszania ( według ugrupowania i trwałości domieszki), - zalety drzewostanów mieszanych. - Budowa piętrowa drzewostanu: - drzewostany jedno-, dwu- i wielopiętrowe, - budowa lasów pierwotnych, - klasyfikacje trzebieżowe.
- Zagęszczenie drzew w drzewostanie: - objaśnienie cechy, - pojęcie i znaczenie więźby, - biogrupy drzew (naturalne, sztuczne). - Zwarcie drzewostanu: - pojęcie i znaczenie, - stopnie zwarcia. - Jakość drzewostanu. - Struktura (wybranych cech) drzewostanu: grubości, wysokości, wieku, klas biologicznych. - Dynamika rozwoju drzewostanu. 7. KOMPLEKSOWE PODEJŚCIE DO SIEDLISKA LEŚNEGO - Wykorzystanie obserwacji fenologicznych do oceny siedliska. - Typologia i regionalizacja przyrodniczo-leśna.
9. INNE ZAGADNIENIA (omawiane lub sygnalizowane na zajęciach) 8. HODOWLA LASU W WARUNKACH ZAGROŻENIA ŚRODOWISKA - Zagrożenie środowiska leśnego i stan lasów w Polsce. - Biologiczne reakcje drzew na zagrożenia środowiskowe: - rekcje obronne - typowe uszkodzenia - symptomy zamierania lasotwórczych gatunków drzew. - Próby wyjaśnienia mechanizmu zamierania lasów: - mechanizm zamierania według A. Szujeckiego, - koncepcja choroby łańcuchowej, - koncepcja choroby spiralnej - koncepcja cybernetyczna (dodatniego sprzężenia zwrotnego), - koncepcja chronicznego stresu (syndromu ogólnej adaptacji), - Perspektywy zahamowania procesu zamierania lasów. - Najważniejsze kierunki działania leśników w warunkach zagrożenia środowiska: - monitoring środowiska leśnego, - działanie na rzecz zmniejszenia zagrożeń środowiskowych, - dostosowanie działań do stanu lasów i środowiska. - Odnowienia i zalesienia w warunkach klęski ekologicznej.
LITERATURA: Bell J. N. B., Treshow M. (2004): Zanieczyszczenie powietrza a życie roślin. Wyd. Nauk.-Tech., Warszawa. Chapin F. S., Matson P. A., Mooney H. A. (2002): Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology. Springer, New York-Tokyo. Falińska K. (1996, 2004): Ekologia roślin. PWN, Warszawa. Jaworski A. (1995): Charakterystyka hodowlana drzew leśnych. Gutenberg, Kraków. Jaworski A. (2011): Hodowla Lasu I: Sposoby zagospodarowania, odnawianie lasu, przebudowa i przemiana drzewostanów, PWRiL Warszawa. Jaworski A. (2011): Hodowla Lasu III: Charakterystyka hodowlana drzew i krzewów leśnych, PWRiL Warszawa. Kimmins J. P. (2004): Forest Ecology. Prentice Hall, Upper Saddle River, N. Jersey. Kopcewicz J., Lewak S. (2002): Fizjologia roślin. PWN, Warszawa. Kornaś J., Medwecka-Kornaś A. (2002). Geografia roślin. PWN, Warszawa. Kożuchowski K. (1998): Atmosfera-klimat-ekoklimat. PWN, Warszawa. Krebs Ch. J. (1996, 2011): Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Kreeb K. (1979): Ekofizjologia roślin. PWN, Warszawa. Larcher W. (1995, 2003): Physiological Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. Springer, Berlin-Tokyo.
LITERATURA c. d.: Lambers H., Chapin F. S., Pons T. L. (2000, 2006): Plant Physiological Ecology. Springer, New York. Obmiński Z. (1977): Ekologia lasu. PWN, Warszawa. Odum E. P. (1963): Podstawy ekologii. PWRiL, Warszawa. Puchalski T. (1972): Rębnie w gospodarstwie leśnym. PWRiL, Warszawa. Puchalski T., Prusinkiewicz Z. (1990): Ekologiczne podstawy siedliskoznawstwa leśnego. PWRiL, Warszawa. Richards B. N. (1979): Wstęp do ekologii gleby. PWN, Warszawa. Richling A., Solon J. (1996, 2011): Ekologia krajobrazu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Spurr S. H., Barnes B. V. (1980): Forest Ecology. John Wiley & Sons, New York-Singapore. Szymański S. (2000): Ekologiczne podstawy hodowli lasu. PWN, Warszawa. Walter H. (1976): Strefy roślinności a klimat. PWRiL, Warszawa. Weiner J. (1999, 2003): Życie i ewolucja biosfery. Podręcznik Ekologii Ogólnej. PWN, Warszawa. Weisz P. B. (1977): Biologia ogólna. PWN, Warszawa. Zajączkowski J. (1991): Odporność lasu na szkodliwe działanie wiatru i śniegu. Świat, Warszawa. http://www.encyklopedialesna.pl dział Ekologia lasu