Wpływ suszy na stan zdrowotny i obumieranie dębów Andrzej Boczoń
Zamieranie drzewostanów dębowych w Polsce Krahl Urban (1943) i Kościecki (1955) pierwsze opisy zamierania dębów na dużych obszarach w Polsce. Wskazanie na zmiany poziomu wody gruntowej jako najważniejszą przyczynę wystąpienia choroby. Zamieranie dębów na początku lat 80 XX w. Przyczyny: mroźna, długotrwała i śnieżna zima 1978/79 skutkująca znacznym podniesieniem poziomu wód gruntowych; 1982 rekordowa susza. (Na 75 % kraju opad roczny był niższy od 500 mm, a w Wielkopolsce nie przekraczał 400 mm. W okresie styczeń-październik poziom wód obniżył się o ponad 100 cm a w Wielkopolsce i na Mazowszu o 150 cm Farat,1995) Skutki: Zamieranie dębów objęło obszar około 145 tys. ha. Głównie w południowej i zachodniej Polsce, na terenie obrębu Krotoszyn w ciągu dwóch lat 1984 i 1985 usunięto około 13 tys. m 3 posuszu dębowego, z czego prawie połowa wystąpiła w ponad 100 letnich drzewostanach.
Zamieranie drzewostanów dębowych w Polsce Powierzchnia, zamierania drzewostanów dębowych w lasach Polski (tys. ha) (Dane ZOL IBL) 70 60 50 40 30 20 10 0 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 area (thousand ha)
Mechanizm zamierania pod wpływem suszy glebowej Siedliska świeże INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA Eberswalde, 5-6 października 2011
Mechanizm zamierania pod wpływem suszy glebowej Siedliska wilgotne - Dęby korzystają głównie z zasobów wód gruntowych co powoduje słaby rozwój systemu korzeniowego w górnej warstwie gleby. - Długotrwałe podwyższenie poziomu wody gruntowej prowadzi do redukcji korzeni pobierających wodę. - Gwałtowne obniżenie poziomu wody gruntowej prowadzi do braku możliwości korzystania z zasobów wody gruntowej.
Mechanizm zamierania pod wpływem suszy glebowej Przemiany biochemiczne pod wpływem suszy: - Zmniejszenie grubości przyrostu tkanek przewodzących oraz mniejsza zawartość wody w tkankach osłabia odporność przed zasiedleniem przez opiętki (Wargo, 1981). - Zwiększenie ilości glukozy w korzeniach ogranicza ochronne działanie związków fenolowych przed infekcjami grzybowymi (Wargo 1981). - Zwiększenie ilości aminokwasów w tkankach, co jest warunkiem koniecznym do utleniania związków fenolowych przez opieńki i zasiedlenie korzeni (Wargo 1984). - Obniżenie produkcji enzymów (glukanazy i chitanazy) zabezpieczających tkanki przed infekcjami grzybowymi (Wargo 1975, 1976). Zamieranie dębów w wyniku porażenia przez opieńki i opiętka dwuplamkowego obserwowano w rok lub w dwa lata po wystąpieniu długotrwałej suszy (Clinton, 1993), lub po 2-3 silnych defoliacjach drzew (Wargo, 1981).
Podatność różnych gatunków dębów na wpływ suszy Na podstawie wskaźnika 50PLC (Tyree, Cochard 1996). Quercus rubra -2,3 MPa Quercus robur -2,5 MPa Quercus petraea -3,3 MPa Quercus suber -5,2 MPa Quercus ilex -6,0 MPa Na podstawie stanowisk zajmowanych przez gatunki. (Dickson, Tomlinson, 1996) Q rubra Sensitive Q shumardii Sensitive Q robur Sensitive Q petraea lntermediate Q velutina lntermediate Q coccinea lntermediate Q macrocarpa lntermediate Q muehlenbergii lntermediate Q marilandica Tolerant Q stellata Tolerant Q laevis Tolerant Q gambelii Tolerant
Elementy powodujące podatność dębów na zamieranie pod wpływem niedoborów wody Transport wody w dębie odbywa się głównie poprzez naczynia drewna wczesnego ostatniego przyrostu rocznego (Zimmermann & Brown 1971). Wraz ze wzrostem średnicy naczynia wzrasta ryzyko kawitacji (Lo Gullo et al. 1995, Tyree i Cochard 1996). Dęby posiadające drewno pierścieniowo-naczyniowe są bardziej wrażliwe na kawitacje przy niskim potencjale wody niż gatunki z drewnem rozpierzchło-naczyniowym (Vivin et al. 1993, Cochard et al. 1996).
Maksymalny pobór wody przez około 300 letni dąb (Quercus robur) w Puszczy Białowieskiej w 2000r 500 water uptake [dm 3 day -1 ] 400 300 200 100 0 30-04 7-05 14-05 21-05 28-05 4-06 11-06 18-06 25-06 2-07 9-07 16-07 23-07 30-07 6-08 13-08 20-08 27-08 3-09 10-09 17-09 Wilgotność objętościowa górnej warstwy gleby w 2000 r. 30 24-09 Początek klimatycznego okresu wegetacyjnego 11 kwietnia 25 20 15 10 5 0 30-04 7-05 14-05 21-05 28-05 4-06 11-06 18-06 25-06 2-07 9-07 16-07 23-07 30-07 6-08 13-08 20-08 27-08 3-09 10-09 17-09 24-09 soil moisture [cm 3 cm -3 ] woda niedostępna i trudnodostepna dla roślin pf>3,7
Obszary zagrożone suszą na podstawie Atlasu klimatu Polski pod red. H. Lorenc, IMiGW 2005, na podkładzie mapowym opracowanym przez BULiGL oddz. Białystok
Badania w przyszłości annual precipitation [mm] Roczna suma opadów w Białowieży w latach 1949-2010, 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 1969 1967 1965 1963 1961 1959 1957 1955 1953 1951 1949 Rok 2012: I-VII: 488,9 mm Lipiec: 204,8 mm
Powierzchnie SPO MI w drzewostanach dębowych INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA Eberswalde, 5-6 października 2011
SPO MI ŁĄCK Typ gleby: Gleby rdzawe brunatne Typ siedliskowy lasu: Las mieszany świeży Gatunek najliczniejszy: dąb szypułkowy Udział gat. najliczniejszego: udział 1.0 Bud. pion. drzewostanu: Drzewostan jednopiętrowy Wiek gat. najliczniejszego: 102 Funkcja lasu: lasy gospodarcze SPO MI KROTOSZYN Typ gleby: Gleby opadowoglejowe Typ siedliskowy: Las wilgotny Gatunek najliczniejszy: dąb szypułkowy Udział gat. najliczniejszego: udział 1.0 Bud. pion. drzewostanu: Drzewostan jednopiętrowy Wiek gat. najliczniejszego: 88 Funkcja lasu: lasy gospodarcze
Na powierzchniach SPO MI mierzone i określane są: wilgotność gleby, potencjał wody glebowej, dostępność wody glebowej dla roślin, zasoby wody glebowej, opad podkoronowy, intercepcja drzewostanu, a także: zmienność przyrostu grubości drzew za pomocą dendrometrów, pomiary parametrów meteorologicznych na automatycznej stacji meteorologicznej zlokalizowanej na powierzchni otwartej.