Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk Wydział Nauk rolniczych i leśnych Prace komisji nauk rolniczych i komisji nauk leśnych Tom 103 2012 Restytucja jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach. charakterystyka drzew zachowawczych Silver fir (Abies alba Mill.) restitution in the Sudety Mountains the characteristics of restored trees Abstract. The aim of the program of silver fir restitution in the Sudety Mountains is to reestablish the local populations of this tree species. The existing seed base of silver fir in this region is vestigial, therefore the basis of the program is the establishment of seed orchards of this species. These will be managed in a similar way to the seed orchards established as the progeny of mother trees. This paper presents the results of the reestablishment of fir usinng selected silver fir trees in the Sudety Mountains (1587 trees were selected). The next step, after selection of the material, was to establish 9 seed orchards which should be the seed base for the program. Key words: silver fir, Sudety Mountains, restitution Wstęp Ochrona zasobów genowych drzew leśnych na poziomie gatunku, populacji i osobników jest dziś najważniejszym zadaniem selekcji drzew leśnych i nasiennictwa leśnego [Barzdajn 1999]. Za wycofywanie się jodły z Sudetów odpowiada kompleks czynników w przewagą czynników antropogenicznych. Kolonizacja Sudetów oraz związane z nią pasterstwo, górnictwo i hutnictwo (szkła i metali) były przyczyną intensywnych wylesień, trwających od XIV w., a których największe nasilenie przypada na XVI i XVII w. [Korta 1986, Ciężkowski i in. 1996]. Wiek XIX przyniósł planową gospodarkę leśną, bazującą na zalesianiu i sztucznym odnawianiu lasu. Za najbardziej ekonomiczne uznano jednak stosowanie dużych zrębów zupełnych oraz hodowlę szybko rosnącego świerka [Filipiak 2006]. Jodła jako gatunek klimaksowy, wymagający odmiennego sposobu zagospodarowania nie był ujmowany w składach gatunkowych odnawianych drzewostanów. Obecny udział jodły uniemożliwia samoistne odtworzenie się lokalnej populacji. Zwiększenie udziału jodły w drzewostanach do 18-20% jest celem programu restytucji tego gatunku w Sudetach [Barzdajn 2000, 2006]. Istniejąca baza nasienna jodły w Sudetach jest szczątkowa, dlatego podstawą tego przedsięwzięcia jest założenie nasiennych planta-
8 cji zachowawczych, prowadzonych w sposób zbliżony do prowadzenia plantacji nasiennych, powstałych jako potomstwo drzew doborowych. Nasienne plantacje zachowawcze powinny powstawać przez wegetatywne rozmnożenie drzew zachowawczych, wybieranych w istniejących drzewostanach jodłowych i poza tymi drzewostanami, spośród drzew występujących pojedynczo i małymi grupami, których wiek, wymiary i kondycja zdrowotna wskazują na przynależność do miejscowych populacji. Potomstwo generatywne tych drzew może być obciążone depresją wsobną, ponieważ nasiona jodeł rosnących w rozproszeniu muszą powstawać przy dużym udziale samo zapylenia Celem pracy jest przedstawienie wyników wyboru drzew zachowawczych jodły pospolitej w Sudetach dla potrzeb odtworzenia lokalnej bazy nasiennej, a następnie dla potrzeb realizacji programu restytucji gatunku na tym obszarze. Metodyka Wyboru drzew zachowawczych dokonywano poprzez odszukiwanie drzew wskazanych przez służbę leśną, drzew zinwentaryzowanych we wcześniejszych badaniach chorologicznych [Boratyński 1991, Boratyński i Filipiak 1997, Filipiak i Barzdajn 2004], oraz drzew znanych autorom. Poszukiwaniami objęto nadleśnictwa znajdujące się w Krainie Przyrodniczo Leśnej VII Sudeckiej. Drzewa zachowawcze, wybrane w drzewostanach jodłowych i poza nimi, powinny być źródłem materiału rozmnożeniowego, zarówno wegetatywnego jak i generatywnego [Barzdajn 2000]. Przy wyborze drzew zachowawczych kierowano się innymi kryteriami niż przy wyborze drzew doborowych, ze względu na cel programu, którym jest włączenie do procesów reprodukcji jak największej części istniejącej zmienności genetycznej. Podstawowymi kryteriami wyboru drzew zachowawczych były: żywotność drzew (możliwość pobrania kilkudziesięciu pędów do szczepień ze strefy wierzchołkowej), rodzimość (ze względu na praktyczną trudność jej określenia wybierano drzewa dojrzałe, których rozmiary i przypuszczalny wiek wskazują na rodzime pochodzenie). Dla każdego drzewa sporządzono kartę dokumentacyjną, zawierającą wymiary i opis drzewa oraz opis taksacyjny drzewostanu, w którym występuje. Każde drzewo otrzymało numer indentyfikacyjny i zostało trwale oznaczone farbą. Bazy danych drzew zachowawczych uporządkowano według regionów pochodzenia i stref wysokościowych. Wyniki Wybrano łącznie 1587 drzew, których zestawienie liczbowe zawiera tabela 1. Statystyczny opis pierśnic i wysokości drzew zawarty jest w tabelach 2 i 3. Średnie wymiary pierśnic są bardzo zbliżone, wynika to oczywiście z subiektywnego, o czym już wspomniano, wyboru drzew o możliwie największych wymiarach. Minimalna pierśnica wynosi 19,5 cm a maksymalna 111,5 cm, a wysokość waha się od 18,2 m do 49 m.
Restytucja jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach 9 Mikroregion Tab. 1. Zestawienie liczb wybranych drzew zachowawczych jodły Tab. 1. Summary of numbers of selected silver fir restoring trees Strefa wysokościowa Nadleśnictwo Początek numeru identyfikacyjnego Liczba wybranych drzew 701 400 600 Kamienna Góra 2 77 701 400 600 Szklarska Poręba 2 26 701 400 600 Śnieżka 2 85 701 400 600 Obr. Świeradów 2 39 701 400 600 Wałbrzych 2 19 701 600 800 Kamienna Góra 1 60 701 600 800 Szklarska Poręba 1 87 701 600 800 Śnieżka 1 13 701 600 800 Wałbrzych 1 1 702 400 600 Bardo 5 162 702 400 600 Bystrzyca 5 298 702 400 600 Zdroje 5 12 702 400 600 Jugów 5 8 702 600 800 Bardo 6 110 702 600 800 Bystrzyca 6 15 702 600 800 Zdroje 6 13 702 600 800 Jugów 6 2 703 400 600 Międzylesie 3 133 703 400 600 Lądek Zdrój 3 26 703 600 800 Międzylesie 4 111 703 800 1217 Międzylesie 41 3 703 600 800 Lądek Zdrój 4 46 751 Pogórze Lwówek Śląski 7 108 751 Pogórze Obr. Lubań 7 10 752 Pogórze Jawor 8 90 752 Pogórze Złotoryja 8 33 Bliższą charakterystyką drzew mogą być krzywe wysokości i wykresy rozrzutu (ryciny 1 7), na których zaznaczono równania krzywych wysokości. Parametry tych równań mogą być miarą warunków wzrostu populacji drzew. Są one bardzo zbliżone we wszystkich mikroregionach i strefach wysokościowych. Wynika to oczywiście z kryteriów, którymi kierowano się przy wyborze drzew zachowawczych. Wymiary jodeł wybranych na drzewa zachowawcze zależą w sposób oczywisty od warunków siedliskowych, wieku i odporności na stres środowiskowy. Często wymiary tych drzew są imponujące. Pierśnice drzew pomnikowych (100 cm) przekroczyło w su-
10 Ryc. 1. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 701 i strefie wysokosciowej 400 600 m n.p.m. Fig. 1. Silver fir restoring trees in the microregion No 701 and the altitude zone 400-600 m a.s.l. Ryc. 2. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 701 i strefie wysokosciowej 600 800 m n.p.m. Fig. 2. Silver fir restoring trees in the microregion No 701 and the altitude zone 600-800 m a.s.l.
Restytucja jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach 11 Ryc. 3. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 702 i strefie wysokosciowej 400 600 m n.p.m. Fig. 3. Silver fir restoring trees in the microregion No 702 and the altitude zone 400-600 m a.s.l. Ryc. 4. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 702 i strefie wysokosciowej 600 800 m n.p.m. Fig. 4. Silver fir restoring trees in the microregion No 702 and the altitude zone 600-800 m a.s.l.
12 Ryc. 5. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 703 i strefie wysokosciowej 400 600 m n.p.m. Fig. 5. Silver fir restoring trees in the microregion No 703 and the altitude zone 400-600 m a.s.l. Ryc. 6. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 703 i strefie wysokosciowej 600 800 m n.p.m. Fig. 6. Silver fir restoring trees in the microregion No 703 and the altitude zone 600-800 m a.s.l.
Restytucja jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach 13 Ryc. 7. Drzewa zachowawcze jodły pospolitej w mikroregionie 751/752 Fig. 7. Silver fir restoring trees in the microregion No 751/752 Tab. 2. Statystyczny opis pierśnic drzew zachowawczych Tab. 2. Statistics of restoring trees DBH Mikroregiony i strefy wysokościowe Cecha 701 702 703 400 600 600 800 400 600 600 800 400 600 600 800 751 i 752 Średnia [cm] 53,30 48,99 56,85 60,79 60,61 60,10 54,09 ± 1,23 1,74 0,81 2,02 1,86 1,88 1,26 Minimum 35,50 28,50 31,00 44,00 34,00 21,00 19,50 Maksimum 94,50 102,50 98,50 111,50 102,50 103,50 94,00 Wariancja [cm 2 ] 95,0647 125,1294 79,9362 144,4417 138,7042 145,5959 98,2947 Odch. std. 9,7501 11,1861 8,9407 12,0184 11,7773 12,0663 9,9144 V% 18,2943 22,8352 15,7260 19,7699 19,4316 20,0781 18,3294 Błąd std. 0,6229 0,8816 0,4098 1,0194 0,9429 0,9539 0,6386 Skośność 1,2980 1,4162 1,1136 1,8501 0,7968 0,5754 1,2940 Kurtoza 2,2639 4,0088 2,3955 3,8693 1,0052 1,5379 3,1493
14 Tab. 3. Statystyczny opis wysokości drzew zachowawczych Tab. 3. Statistics of restoring trees height Mikroregiony i strefy wysokościowe Cecha 701 702 703 400 600 600 800 400 600 600 800 400 600 600 800 751 i 752 Średnia [m] 30,41 28,48 33,78 32,10 37,88 32,82 30,05 ± 0,42 0,63 0,36 0,64 0,75 0,77 0,48 Minimum 21,00 21,00 24,00 24,00 29,00 18,20 21,60 Maksimum 41,00 43,00 49,00 43,00 47,00 43,00 44,60 Wariancja [m 2 ] 11,3662 16,6213 16,3135 14,5405 17,5331 23,1863 14,5518 Odch. std. 3,3714 4,0769 4,0390 3,8132 4,1873 4,8152 3,8147 V% 11,0878 14,3175 11,9581 11,8789 11,0534 14,6723 12,6954 Błąd std. 0,2154 0,3213 0,1851 0,3234 0,3776 0,3906 0,2457 Skośność 0,0893 0,9206 0,4878 0,2093-0,0108-0,2555 0,4795 Kurtoza 0,3861 1,2437 0,8123-0,5453-0,6804-0,2004 0,5424 Tab. 4. Wykaz plantacji zachowawczych Tab. 4. List of restoring seed orchards Nadleśnictwo Oddział Powierzchnia w ha Położenie wysokościowe m n.p.m Rok założenia Kamienna Góra 173 c, 175 a,b,d 9,16 750 800 1999 Kamienna Góra 241 Am 8,18 600 650 2001 Szklarska Poręba 7 a,b,c 6,50 400 410 2001 Śnieżka 9 f 7,15 430 460 2001 Jugów 42 m,n,k,p,r,j,o 5,00 340 380 2005 Zdroje 80 x 4,95 700 740 2005 Lądek Zdrój 74A c, 73A a 5,20 530 560 2005 Lwówek Śląski 275 a 7,78 290 300 2006 Bystrzyca Kłodzka 336 g,h, 337 a 6,00 ok. 750 2007 Razem 59,92 mie 8 drzew. Najgrubsze drzewo osiągnęło pierśnicę 111,5 cm. Znajduje się ono w Nadleśnictwie Bystrzyca Kłodzka, w Leśnictwie Piaskowice, w oddz. 245 h, 730 m n.p.m., na siedlisku LMG. Ma ono wysokość 36,5 m. Wysokość ponad 40 m osiągnęło 91 drzew, najwięcej w mikroregionie 703, w strefie wysokościowej 400 600 m n.p.m. 43 drzewa. Wysokość najwyższej jodły wynosi 49 m. Rośnie ona w Nadleśnictwie Zdroje, Leśnictwie Wolany, oddz. 45 h, na wysokości 500 m n.p.m., na siedlisku LG. Osiągnęła ona pierśnicę 84 cm. Ciekawostką jest też jodła występująca na rekordowej w Sudetach
Restytucja jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach 15 wysokości 1211 m n.p.m. Występuje ona na Śnieżniku, w Nadleśnictwie Międzylesie, Leśnictwie Jawornica, oddz. 251 b, na siedlisku BG. Osiągnęła ona pierśnicę 38 cm i wysokość 18,2 m. Przypuszczalny jej wiek jest równy wiekowi otaczającego drzewostanu świerkowego i wynosi 170 lat. Kolejnym krokiem po wyborze i pobraniu materiału rozmnożeniowego było założenie plantacji zachowawczych. Ich wykaz wraz z krótką charakterystyką zawiera tabela 4. Podsumowanie i wnioski Wybór drzew zachowawczych jest oczywiście jakąś formą selekcji, chociaż właściwej selekcji dokonały czynniki środowiskowe pochodzenia naturalnego i antropogenicznego. Jodły sudeckie przetrwały rozliczne klęski związane z wylesieniami, zjawiskami atmosferycznymi (susze, huragany) i antropogenicznym zanieczyszczeniem środowiska. Wybór drzew jest procesem jeszcze niezakończonym. Najprawdopodobniej nie udało się dotrzeć do wszystkich drzew, które spełniają kryteria przyjęte w założeniach programu restytucji. Uproszczony sposób prezentacji wyników jest uwarunkowany celem, który sobie postawiono. Drzewa wybierano, nie mając w założeniu ich porównywania, a ich zróżnicowanie wiekowe oraz odmienne warunki wzrostu utrudniają dokonanie stosownych analiz. W związku z rozproszonym występowaniem, każdy osobnik może być nosicielem unikalnej informacji genetycznej, a jedynym sposobem uczestniczenia w procesie reprodukcji bez udziału samozapylenia jest stworzenie plantacji klonowych. W plantacjach tych powinny znaleźć się szczepy jak największej liczby drzew zachowawczych. Istnienie plantacji zabezpiecza również zachowanie informacji genetycznej drzewa matecznego, które z różnych przyczyn może przestać istnieć. Powodzenie programu restytucji zależne jest m.in. od konsekwencji w utrzymaniu i doprowadzeniu do urodzajów nasion w zachowawczych plantacjach nasiennych. Monitorowanie ich stanu jest konieczne, tak jak racjonalna ingerencja w razie potrzeby. Potencjał produkcji nasion w plantacjach jodły jest dość duży [Barzdajn i Kowalkowski 2007]. Nie ma zatem powodów, aby rozbudowywać je powierzchniowo. Problem zaniku zmienności genetycznej nadal pozostaje otwarty i obecnie starać się należy o takie kształtowanie plantacji, aby powstające w nich nowe pokolenie jodeł charakteryzowało się wysoką zmiennością genetyczną i heterozygotycznością [Hosius i in. 1999]. Chodzi przede wszystkim o to, aby efektywna wielkość populacji na plantacjach była zbliżona do liczby klonów. Przeprowadzone prace terenowe i ich analiza upoważniają do sformułowania następujących wniosków: 1. Potencjał wzrostowy jodły w Sudetach jest znaczny, a jej nikły udział w składzie gatunkowym Sudetów nie jest uzasadniony względami ekonomicznymi czy środowiskotwórczymi. 2. Odnajdywane wciąż drzewa nadające się na zachowawcze powinny być za takie uznawane i znajdować miejsce w zachowawczych plantacjach nasiennych lub w archiwach klonów. 3. Zbliżone średnie wartości wysokości i pierśnicy wybranych drzew wynikają z założeń metodycznych ich uznawania.
16 4. Wybór drzew zachowawczych w dwóch strefach wysokościowych dla każdego regionu nasiennego ma na celu stworzenie plantacyjnej bazy nasiennej dla każdego regionu i strefy wysokościowej. 5. Spodziewany potencjał produkcyjny istniejących plantacji jest znaczny i nie ma potrzeby ich rozbudowywania. 6. Tworzenie nowych plantacji powinno opierać się na podstawach genetycznych, z takim doborem klonów, aby otrzymać maksymalną efektywną wielkość populacji. Wymaga to podjęcia badań nad systemem kojarzenia jodeł. Literatura Bar z d a j n W. (1999): Ochrona zasobów genowych jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach. Rocznik Dendrologiczny 47:19-27. Barzdajn W. (2000): Strategia restytucji jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Sudetach. Sylwan 2:63-77. Ba r z d a j n W. (2006):. Restytucja jodły pospolitej w Sudetach. Dotychczasowe osiągnięcia. Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej. 8.1(11):69-84. Ba r z d a j n W., Ko wa l k o w s k i W. (2007): Kolekcja klonów jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Nadleśnictwie Międzylesie. Nauka Przyroda Technologie 1(1):1-5. Boratyński A. (1991): Chorolologiczna analiza flory drzew i krzewów Sudetów Zachodnich. Polska Akademia Nauk. Instytut Dendrologii w Kórniku: 333. Bo r at y ń s k i A., Filipiak M. (1997): Jodła pospolita (Abies alba Mill.) w Sudetach rozmieszczenie, warunki występowania, stan zachowania drzewostanów. Arboretum Kórnickie 42:19-183. Ci ę ż k o w s k i W., Ir m i ń s k i W., Ko z ł o w s k i S., Mi k u l s k i S., Pr z e n i o s ł o S., Sy lw e s t r z a k H. (1996): Zmiany w lito sferze wywołane eksploatacją surowców mineralnych [w:] Jahn A., Kozłowski S., Pulina M. (red.): Masyw Śnieżnika. Zmiany w środowisku przyrodniczym. Polska Agencja Ekologiczna S.A.: 85-119. Filipiak M., Ba r z d a j n W. (2004): Assessment of the natural resources of European silver fir (Abies alba Mill.) in the Polish Sudety Mts. Dendrobiology 51:19-24. Filipiak M. (2006): Funkcjonowanie Abies alba (Pinaceae) w warunkach silnej antropopresji w Sudetach. Fragmenta Floristica et Geobotanica 13(1):113-138. Ho s i u s B, Be r g m a n n F., Ko n n e rt M., He n k e l W. (2000): A concept for seed orchards based on isoenzyme gene markers. Forest Ecology and Management 131:143-152. Korta W. (1986): Życie gospodarcze Śląska w okresie feudalizmu. Studia Śl. 44:11-41. Adres do korespondencji Coresponding address: Władysław Barzdajn Wojciech Kowalkowski wojkowal@au.poznan.pl Katedra Hodowli Lasu Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu