Ekologiczne podstawy hodowli lasu

Podobne dokumenty
Definicje podstawowych pojęć. (z zakresu ekologii)

Ekologiczna adaptacja. samoregulacja na poziomie populacji, gatunku

Zagadnienia. Ekologii Lasu 2015/2016

Las jako zjawisko geograficzne. (Biomy leśne)

Ekologia lasu. Prof. dr hab. Jerzy Modrzyński Dr inż. Bartosz Bułaj Prof. dr hab. Piotr Robakowski.

Rozkład materiału z biologii do klasy III.

Las jako zjawisko geograficzne

Od autora Przedmowa do drugiego wydania Od Wydawnictwa Część pierwsza. Wprowadzenie w problematykę ekologii lasu I. Las jako system ekologiczny A.

Biologia Klasa 3. - określa zakres ekologii, - wymienia biotyczne i abiotyczne

EKOLOGIA. Sukcesja ekologiczna. Sukcesja. 1. Sukcesja ekologiczna 2. Hipoteza Gai

Zarządzanie ochroną środowiska

Przedmiot SIEDLISKOZNAWSTWO LEŚNE Organizacja zajęć w semestrze 1

Ekologiczna ścieżka edukacyjna

Hodowla lasu w zasadach gospodarki leśnej. Jan Szramka Zastępca Dyrektora Generalnego LP ds. gospodarki leśnej

Typologia Siedlisk Leśnych wykłady i ćwiczenia

Zmienność genetyczna i zysk genetyczny w hodowli selekcyjnej drzew leśnych

Ekologia wyk. 1. wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych

Wpływ zabiegów hodowlanych i ochronnych na bioróżnorodność w ekosystemach leśnych na obszarach chronionych i gospodarczych

SPOŁECZNE I GOSPODARCZE UWARUNKOWANIA ORAZ CELE I METODY HODOWLI LASU

Czas na zmianę? Postępowanie hodowlane w obliczu zmiennego klimatu Daniel J. Chmura, Władysław Chałupka

Organizacja zajęć z przedmiotu HODOWLA LASU

Pielęgnowanie lasu aspekty przyrodnicze i gospodarcze

Typologia Siedlisk Leśnych wykład 4

Organizacja zajęć z przedmiotu HODOWLA LASU

Ostateczna postać długotrwałych zmian w określonych warunkach klimatyczno-geologicznych to:

Waloryzacja a wycena funkcji lasu

FunDivEurope: znaczenie różnorodności biologicznej dla funkcjonowania i produktywności ekosystemów leśnych Europy. Bogdan Jaroszewicz

Zespół Szkół Nr3 im. Władysława Grabskiego w Kutnie

Przyrodnicze uwarunkowania gospodarki przestrzennej PUGP. Ćwiczenie 1 zagadnienia wprowadzające do informacji o środowisku przyrodniczym

Ewolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach

Warszawa, dnia 26 listopada 2012 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 12 listopada 2012 r.

Przedmiotowe zasady oceniania wymagania na poszczególne oceny szkolne

Nadleśnictwo Świeradów

PRZEDMIOT : BIOLOGIA KLASA: ÓSMA. Na ocenę dobrą uczeń:

Stawiamy na jakość. System zarządzania jakością prac w BULiGL spełnia standardy normy ISO 9001 oraz ISO 14001

Przedmiotowe zasady oceniania wymagania na poszczególne oceny szkolne Klasa 8

Hodowlane i genetyczne uwarunkowania adaptacji drzew leśnych do zmian w środowisku Opis projektu i tło podjęcia badań

Czy można budować dom nad klifem?

I. Genetyka. Dział programu Lp. Temat konieczny podstawowy rozszerzający

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 lutego 2010 r. w sprawie sporządzania projektu planu zadań ochronnych dla obszaru Natura 2000

Dz.U Nr 3 poz. 16 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA OCHRONY ŚRODOWISKA, ZASOBÓW NATURALNYCH I LEŚNICTWA

Z wizytą u norweskich leśników

NaCoBeZu klasa 8 Dział Temat nacobezu programu I. Genetyka 1. Czym jest genetyka? 2. Nośnik informacji genetycznej DNA 3. Podziały komórkowe

określa, czym się zajmują ekologia, ochrona środowiska i ochrona przyrody określa niszę ekologiczną wybranych gatunków

Sukcesja ekologiczna na lądzie kończy się zazwyczaj klimaksem w postaci formacji leśnej Lasy są najpotężniejszymi ekosystemami lądowymi

Zarządzanie środowiskiem i ekologia Environmental management and ecology

Ekologia. Transport II stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 30 marca 2010 r. w sprawie sporządzania projektu planu ochrony dla obszaru Natura 2000

Podstawowe prawa ekologiczne. zasady prawa teorie

ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra Dział VII. EKOLOGIA NAUKA O ŚRODOWISKU

EKOLOGIA Kierunek: OCHRONA ŚRODOWISKA

INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA ZIMOWA SZKOŁA LEŚNA. BLOK III: Wyzwania wobec rozwiązań organizacyjnofunkcjonalnych i prawnych gospodarstwa leśnego

PLAN DZIAŁANIA KT 181 ds. Gospodarki Leśnej

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy III gimnazjum

KARTA KURSU. Zespół dydaktyczny

MSOŚ - Gospodarka leśna a ochrona środowiska Organizacja zajęć kameralnych w semestrze 4.

Założenia do opracowania projektu planu ochrony dla Drawieńskiego Parku Narodowego uwzględniającego zakres planu ochrony dla obszaru Natura 2000

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8. Szkoły Podstawowej im. Haliny Grabowskiej Zety w Chlinie. na rok szkolny 2018/2019

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy III a, III b, III c, III d gimnazjum.

SPOŁECZNE I GOSPODARCZE UWARUNKOWANIA ORAZ CELE I METODY HODOWLI LASU

Praktyczne działania hodowlane wpływające na zmienność genetyczną populacji drzew leśnych - z

Opis efektów uczenia się dla kwalifikacji na poziomie 6 Polskiej Ramy Kwalifikacji. Kierunkowe efekty uczenia się

ZRÓWNOWAŻONA, WIELOFUNKCYJNA GOSPODARKA LEŚNA

Spis treści. 2. Życie biosfery Biogeneza i historia biosfery Przedmowa Wstęp... 15

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy VIII szkoły podstawowej

Algorytm genetyczny (genetic algorithm)-

Przedmiot Podstawy ekologii i ochrony środowiska EOS. studiów 9 4

kierunek: Ochrona Środowiska studia stacjonarne I stopnia realizacja od roku akad. 2013/2014 (I i II rok) ECTS w semestrze Przedmioty ogólne

Ochrona lasu a leśnictwo wielofunkcyjne. prof. Andrzej Szujecki

RAMOWY PROGRAM PRAKTYK NA KIERUNKU LEŚNICTWO, REALIZOWANYCH W JEDNOSTKACH ADMINISTRACYJNYCH LASÓW PAŃSTWOWYCH (NADLEŚNICTWACH)

Ochrona leśnej różnorodności genetycznej

dotychczasowych lustracji terenu rezerwatu, plan urządzenia lasu, miejscowy plan zagospodarowania

Podstawowe informacje o Naturze 2000 i planach ochrony

Ekologia 3/21/2018. Organizacja wykładów, 2017/2018 (14 x ~96 min) Studiowanie (na Uniwersytecie Jagiellońskim)

Rozkład materiału z biologii dla klasy III AD. 7 godz / tyg rok szkolny 2016/17

Biologia Klasa 8 AUTORZY:

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 lutego 2010 r. w sprawie sporządzania projektu planu zadań ochronnych dla obszaru Natura 2000

OPIS OGÓLNY LASÓW NADLEŚNICTWA

Ekologia (struktura ekosystemu, przepływ energii i krążenie materii, różnorodność biologiczna i elementy ochrony środowiska)

Kierunki zmian metod hodowli lasu

EKOLOGIA. Ekologia zespołów. Struktura zespołów. Bogactwo i jednorodność gatunkowa

Strategia ochrony żubra w Puszczy Knyszyńskiej na terenach PGL Lasy Państwowe

kierunek: Ochrona Środowiska studia niestacjonarne I stopnia realizacja od roku akad. 2013/2014 (I i II rok) ECTS w semestrze Przedmioty ogólne

Zagrożenie eutrofizacją i zakwaszeniem ekosystemów leśnych w wyniku koncentracji zanieczyszczeń gazowych oraz depozytu mokrego

Jarosław Burczyk Andrzej Lewandowski Jan Kowalczyk

Biogeografia SYLABUS A. Informacje ogólne

kierunek: Ochrona Środowiska studia stacjonarne I stopnia realizacja od roku akad. 2016/2017 ECTS w semestrze Przedmioty ogólne Przedmioty podstawowe

KARTA PRZEDMIOTU. 17. Efekty kształcenia: 1 Nr Opis efektu kształcenia Metoda sprawdzenia efektu kształcenia. Forma prowadzenia zajęć

KARTA KURSU (realizowanego w module specjalności) Biologia z ochroną i kształtowaniem środowiska

Efekty kształcenia dla kierunku studiów ochrona środowiska i ich odniesienie do efektów obszarowych

Prawo chroniące środowisko w obszarze rolnictwa

Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Kierunek BIOLOGIA Specjalność Biologia Ogólna i Eksperymentalna BOE

Wodochronne funkcje lasów Dr Marek Kot Centrum Edukacji Przyrodniczej TPN

UCHWAŁA Nr XII/120/2016 RADY GMINY WIDUCHOWA z dnia 16 maja 2016 r.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Zakres merytoryczny Olimpiady Wiedzy Ekologicznej

Urządzeniowe przesłanki do strategii rozwoju zasobów leśnych w Polsce

Zanieczyszczenie atmosfery i terenu wpływa pośrednio na rozwój lasu. Naruszona bowiem zostaje równowaga chemiczna i zmieniony odczyn ph w środowisku

KARTA KURSU. Fizjologia roślin I. Plant physiology I

Transkrypt:

Ekologiczne podstawy hodowli lasu Prof. dr hab. Jerzy Modrzyński Dr inż. Paweł Rutkowski www.up.poznan.pl/khl

Przedmiot: Ekologiczne podstawy hodowli lasu jednostka realizująca: - Katedra Hodowli Lasu - Zakład Ekologicznych Podstaw Hodowli Lasu studia: stacjonarne II. stopnia godzin łącznie: 20 Ekologiczne podstawy hodowli lasu: 10 - wykłady: 2,5 - ćwiczenia kameralne: 7,5 Typologia: 10 - wykłady: 2,5 - ćwiczenia kameralne: 7,5 kończy się: zaliczeniem z oceną

Tematyka zajęć z EPHL Wykład - Znajomość funkcjonowania ekosystemów leśnych podstawą współczesnej hodowli lasu Ćwiczenia - Czynniki siedliskowe istotne dla funkcjonowania ekosystemów leśnych - Zagrożenia wzrostu i rozwoju drzew powodowane przez czynniki abiotyczne - Wykorzystanie wiedzy o funkcjonowaniu ekosystemów leśnych we współczesnej hodowli lasu

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. Kimmins J. P. (2004): Forest Ecology. Prentice Hall, Upper Saddle River, New 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): Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Kreeb K. (1979): Ekofizjologia roślin. PWN, Warszawa. Larcher W. (1995): Physiological Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. Springer, Berlin-Tokyo. Lambers H., Chapin F. S., Pons T. L. (1998, 2000): 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): Ekologia krajobrazu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Spurr S. H., Barnes B. V. (1980): Forest Ecology. John Wiley & Sons, New YorkSingapore. Szymański S. (2000): Ekologiczne podstawy hodowli lasu. PWN, 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.

Trochę wstępu

Współczesna gospodarka leśna

(Rio de Janeiro 1992) - Agenda 21, najważniejszy dokument Konferencji ONZ Środowisko i Rozwój zwanej Szczytem Ziemi dała impuls i wsparcie polityczne dla inicjowania i kształtowania procesów, dotyczących wdrażania trwale zrównoważonego rozwoju, jako koncepcji politycznej, a nie normatywnej, tak na poziomie krajowym, jak i międzynarodowym. Konferencja w Rio określiła też jednoznacznie, że ważnym elementem zrównoważonego rozwoju jest trwale zrównoważona gospodarka leśna, a obszary leśne winny być tak zagospodarowane, by spełniać nie tylko funkcje produkcyjne, ale też zaspokajać społeczne, ekologiczne, kulturowe i duchowe potrzeby obecnej i przyszłych generacji człowieka.

Potrzeba ochrony lasów i wyceny ich środowisko-twórczych i społecznych funkcji stała się więc sprawą pilną i niezwykle ważną. Zadaniem tym ma zająć się trwale zrównoważona gospodarka leśna, która w warunkach europejskich ma spełniać następujące kryteria (Helsinki 1993):

1. Stale powiększać zasoby leśne i ich udział w globalnym obiegu węgla. 2. Zachowywać zdrowotność i żywotność ekosystemów leśnych. 3. Utrzymywać rozwój produkcyjnej funkcji lasów. 4. Zachowywać, ochraniać i wzmagać biologiczną różnorodność w ekosystemach leśnych. 5. Zachowywać i wzmagać ochronne funkcje lasu oraz ochraniać zasoby glebowe i wodne w lasach.

Wprowadzenie wymienionych kryteriów w życie wymaga akceptacji leśnictwa wielofunkcyjnego, nasycenia dotychczasowych zasad gospodarczych w leśnictwie celami ekologicznymi i przyjęcia, że obiektem działań leśnictwa jest cały ekosystem leśny, a nie tylko drzewostan.

Oceniając przygotowanie polskiego leśnictwa do podjęcia zadań wynikających z globalnej i europejskiej polityki leśnej należy podkreślić jego wyprzedzenie w stosunku do aktów międzynarodowych oraz przewagę jego cech zgodnych z kryteriami helsińskimi.

Współczesne ukierunkowanie leśnictwa polskiego określają: Ustawa o lasach z 1991 r., jej nowelizacja z 1997 r., Polska polityka kompleksowej ochrony zasobów leśnych (1994) i Polityka leśna państwa (1997).

Polska polityka kompleksowej ochrony zasobów leśnych: uznaje, że przedmiotem gospodarki leśnej nie jest drzewostan, ale cały ekosystem leśny widziany jako element krajobrazu i spełniający określoną funkcję w przestrzeni przyrodniczej regionu i kraju

Ustawa o lasach z 1991 roku stworzyła podwaliny dla opracowania proekologicznego modelu gospodarstwa leśnego, który do praktyki leśnej został wdrożony Zarządzeniami 11 (1995) i 11A (1999) Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych Większość zapisów w tych zarządzeniach dotyczy hodowli lasu.

ZARZĄDZENIE NR 11A DYREKTORA GENERALNEGO LASÓW PANSTWOWYCH z dnia 11 maja 1999 r. (zn. spr. ZG -7120-2/99), zmieniające Zarządzenie Nr 11 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 14 lutego 1995 roku w sprawie doskonalenia gospodarki leśnej na podstawach ekologicznych (zn. spr. ZZ - 710-13/95).

II. Zasady szczegółowe 1. Selekcja, nasiennictwo i szkółkarstwo. 2. Odnawianie lasu, zalesienia i ochrona upraw. 3. Pielęgnacja i ochrona drzewostanów. 4. Rębnie i formy drzewostanów. 5. Postępowanie w użytkowaniu lasu.

Nasza rola w gospodarowaniu ekosystemami leśnymi Las jest ostatnim ogniwem naturalnej sukcesji na lądzie. Jest on najbardziej okazałym i najbardziej złożonym ekosystemem lądowym. W naturalnych ekosystemach leśnych działają liczne mechanizmy samoregulacyjne, dzięki którym pozostają one w dynamicznej równowadze. Lasy gospodarcze są często ekosystemami niekompletnymi (zubożonymi, ułomnymi), dlatego ich gospodarze (leśnicy) muszą zastępować brakujące w nich ogniwa - wspomagać działające w nich mechanizmy samoregulacyjne.

Im bardziej będziemy kształtować gospodarcze ekosystemy leśne w zgodzie z prawami natury, tym bardziej będą one zrównoważone i tym mniej ingerencji z naszej strony będą wymagać. Zarówno wykorzystując naturalne procesy samoregulacji do kształtowania, jak i ochrony gospodarczych ekosystemów leśnych musimy dobrze rozumieć prawa rządzące funkcjonowaniem tych ekosystemów. Tylko wtedy będziemy w stanie świadomie i mądrze gospodarować ekosystemami leśnymi, w zgodzie z założeniami obowiązującej ustawy o lasach oraz wynikającego z niej proekologicznego modelu gospodarstwa leśnego.

samoregulacja

Mechanizmy homeostatyczne (samoregulacyjne) - zapewniają zdolność powracania do stanu dynamicznej równowagi na wszystkich poziomach przyrody - zapewniająca istnienie gatunków, biocenoz, ekosystemów całej biosfery

Ogólny schemat samoregulacji w organizmach

Życie to kontrolowany metabolizm Kontrolowany przez GENY GENY GENY..

Metabolizm komórki, tkanki, osobnika kontrolowany jest przez aktywność genów. Od nich więc zależy zdolność powrotu do stanu równowagi (zdolność przeżycia) na tych poziomach organizacji przyrody.

Z kolei mechanizmy samoregulacji na wyższych poziomach organizacji przyrody bazują bezpośrednio na przeżywalności: osobników populacji gatunków biocenoz

Mechanizmy samoregulacji na poziomie ekosystemu krajobrazu biomu biosfery związane są z przeżywalnością organizmów, ale jednocześnie ze sprzężeniami zwrotnymi występującymi między organizmami i czynnikami środowiska nieożywionego

Procesy samoregulacyjne przebiegają najszybciej i najbardziej precyzyjnie na poziomie komórki i organizmu Na wyższych poziomach przebiegają wolniej i mniej dokładnie Im dalej od genów, tym mniejsza precyzja procesów samoregulacyjnych Są one jednak wszechobecne w całej przyrodzie Życie istnieje dzięki procesom samoregulacji

Ekologiczna adaptacja jest związana z procesami ewolucyjnymi -powstawaniem i wewnętrznym różnicowaniem gatunków jest przykładem samoregulacji na poziomie populacji (danego gatunku) i całego gatunku.

Samoregulacja na poziomie populacji polega na: A coraz lepszym dostrajaniu jej struktury genetycznej w kolejnych pokoleniach poprzez: - eliminację lub nie dopuszczanie do rozrodu osobników gorzej przystosowanych; (śmiertelność w różnych fazach rozwoju: zarodki nasienne, siewki, starsze osobniki; sterylność, mała witalność itp.) - dzięki temu w genetycznej puli pokolenia potomnego największy udział mają osobniki najlepiej przystosowane, a jednocześnie najbardziej plenne. (filogeneza)

B dostrajaniu ekspresji genów w wyselekcjonowanych osobnikach poprzez: - programowanie rozwoju osobników w zarodkach nasiennych (pod wpływem środowiska w którym powstają nasiona) - reakcje fizjologiczne i morfologiczne w różnych fazach rozwoju osobnika (adjustacje) (ontogeneza) (Właściwa adaptacja to A, ale B z nią współdziała)

Tworzywem ekologicznej adaptacji jest zmienność osobnicza wynikająca z: - mutacji genowych i chromosomowych, - corssing over, - rozszczepienia chromosomów i wymiany nici chromatydowych (w mejozie i mitozie) - losowości kojarzenia gamet (możliwej dzięki rozmnażaniu generatywnemu i panmiksji).

Głównymi mechanizmami decydującymi o postępie ekologicznej adaptacji są: naturalna selekcja i przepływ genów. Naturalna selekcja przyczynia się do środowiskowej specjalizacji populacji danego gatunku (a więc jest motorem adaptacji) Przepływ genów (związany z krzyżowaniem się osobników) przyczynia się do wyrównywania pul genowych populacji tworzących dany gatunek (przeciwdziała zatem naturalnej selekcji w kierunku homogenizacji gatunku) (jednocześnie zwiększa polimorfizm genetyczny osobników )

Jeśli populacja wykazuje cechy przystosowania do specyficznych warunków lokalnego środowiska, oznacza to przewagę procesu naturalnej selekcji nad procesem przepływu genów Tak jest zazwyczaj, co obserwujemy w postaci ekoklinów i ekotypów

Ekoklin zmienność jakiejś cechy u osobników danego gatunku - wzdłuż gradientu środowiskowego (rosnącej szerokości geograficznej, wysokości n.p.m., obniżającego się poziomu wód gruntowych, ph gleby )

Ekoklin może być fenoklinem lub genoklinem Fenoklin - może być wynikiem działania gradientu środowiskowego na osobniki o tym samym genotypie (np. rozmnożone wegetatywnie), - ale najczęściej jest efektem współdziałania genoklinu i gradientu środowiskowego.

Istnienie genoklinu możemy wykazać eliminując wpływ gradientu środowiskowego - w doświadczeniu, w którym nasiona zebrane wzdłuż gradientu środowiskowego wysiewamy w tych samych warunkach środowiskowych (szkółka, szklarnia, fitotron). Zmienność cech wyhodowanego w ten sposób potomstwa różnych populacji, korespondująca z ich gradientem środowiskowym, jest dowodem ekologicznej adaptacji o charakterze klinalnym.

Ekotyp można zdefiniować, jako fragment klina, różniący się od pozostałych jego fragmentów, na skutek przewagi selekcji nad przepływem genów. Jako oddzielne ekotypy można zwłaszcza traktować silnie różniące się, oddalone względem siebie fragmenty klina.

Ekokliny i ekotypy (związane ściśle ze zmiennością geograficzną gatunku) zostały ukształtowane podczas polodowcowej migracji gatunków (z refugiów, w których przetrwały ostatnie zlodowacenie). Migracja taka w przypadku większości gatunków drzew na naszym terenie trwała od kilku do kilkanastu tysięcy lat.

Sztuczna migracja, wywołana przez człowieka (zwłaszcza w drugiej połowie XIX i na początku XX wieku), spowodowała bezładne przemieszczenie ekotypów, często do środowisk, do których nie były one przystosowane. Sprowadzane z wielkich wyłuszczarni nasiona dały początek wielu drzewostanom (sosny, świerka, dębu, buka) o trudnej do ustalenia proweniencji. Określa się je mianem drzewostanów obcego lub nieznanego pochodzenia. Obcym pochodzeniem drzewostanów tłumaczy się w leśnictwie wiele klęsk, zwłaszcza powodowanych przez wiatr i śnieg.

Nawet jeśli nie znamy dokładnego pochodzenia (proweniencji) drzewostanu, możemy ustalić eksperymentalnie jego ekotyp - czyli środowiskowe przystosowanie, wynikające z jego środowiskowego pochodzenia

Identyfikacja ekotypów drzew - Określanie ekotypów na podstawie fenotypowych cech drzewostanów matecznych jest zawodne. - Konserwatywne (mało wrażliwe na działanie aktualnego środowiska) jakościowe cechy szyszek i nasion pozwalają raczej odtworzyć historię naturalnej migracji i są bardziej przydatne przy wyodrębnianiu podgatunków niż ekotypów. - W identyfikacji ekotypów bazuje się przede wszystkim na badaniu adaptacyjnych (genotypowych) cech potomstwa.

Badania ekotypów świerka w Karkonoszach

Poszerzenie badań Stwierdzenie stosunkowo regularnej klinalnej zmienności adaptacyjnie ważnych cech badanych populacji świerka (wzdłuż gradientu wysokości n. p. m.) wskazuje na dobre środowiskowe przystosowanie drzewostanów świerkowych (w Tatrach, na Babiej Górze i Pilsku oraz w Kotlinie Kłodzkiej i Karkonoszach). W świetle utrwalonej wśród polskich leśników opinii o obcym pochodzeniu wielu naszych drzewostanów świerkowych (szczególnie w Sudetach) wyniki takie są zaskakujące.

Można je jednak tłumaczyć następująco: 1. Najbardziej nieprzystosowane z introdukowanych ekotypów zostały wyeliminowane przez czynniki obcego dla nich środowiska. Na ich miejsce sprowadzano nowe nasiona i sadzonki, aż wreszcie trafiono na lepiej przystosowane ekotypy. 2. Świerk pospolity jest gatunkiem młodym, odznaczającym się wyjątkowym polimorfizmem genetycznym, co stwarza możliwość ostrej kierunkowej selekcji i szybkiej ekologicznej adaptacji.

3. W rozmnażaniu uczestniczą przede wszystkim najlepiej przystosowane z introdukowanych osobników. 4. Przy wolnym zapyleniu zapewniona jest dominacja pyłku z rodzimych drzewostanów. 5. Wszystko to sprzyja przystosowaniu genetycznej struktury introdukowanych populacji do zastanych warunków siedliskowych. 6. Obok naturalnej selekcji i segregacji genów (genotyp) mamy tu prawdopodobnie do czynienia również z przystosowaniem do środowiska w fazie powstawania zarodka w nasionach (ekspresja genów, fenotyp) (porównaj Modrzyński 1989, 1998)

Bez względu na to jaki jest mechanizm klinalnej zmienności świerka pospolitego: - Nie należy generalnie podejrzewać lokalnych drzewostanów tego gatunku o obradzanie nasion nie przystosowanych do obecnie zajmowanych przez nie siedlisk górskich. - Oznacza to w praktyce, że ich potencjał do naturalnego odnowienia oraz bazę nasienną powinno się maksymalnie wykorzystać. - Należy przy tym jednak pamiętać o przestrzeganiu wysokościowej strefy tolerancji, która przy przenoszeniu nasion w ramach tego samego masywu górskiego w dół lub w górę wynosi około 200 m.

Uwarunkowania ekosystemów leśnych związane z przestrzenią

Ekosystem jako funkcja położenia Położenie determinuje klimat i glebę, a więc siedlisko Warunki siedliskowe determinują fitocenozę i zoocenozę, a więc biocenozę Determinując siedlisko i biocenozę położenie warunkuje zatem ekosystemy (bowiem jedna z definicji ekosystemu mówi, że jest on sumą siedliska i biocenozy, w pewnej określonej przestrzeni)

Lasy (ekosystemy, biomy, formacje leśne) występują wszędzie tam, gdzie: - odpowiedni klimat - odpowiednia gleba - zanieczyszczenie środowiska na to pozwala (nie przekracza krytycznego progu) - człowiek ich nie usuwa bezpośrednio (wylesienia, karczunek, wypalanie: na cele rolnicze, przemysłowe, urbanizacyjne, komunikacyjne )

Klimat (w dowolnym miejscu naszego globu) zależy między innymi od: - nachylenia osi Ziemi do ekliptyki i jej ruchu wokół Słońca - szerokości geograficznej - prądów morskich - panujących wiatrów - odległości od wybrzeża - usytuowania względem łańcuchów górskich - wysokości nad poziomem morza - topografii i innych czynników

Uwarunkowania ekosystemów leśnych związane z czasem

Polodowcowa historia lasów (w Europie Środkowej)

W różnych regionach historia powstawania szaty roślinnej wyglądała nieco inaczej, w zależności od zjawisk geologicznych, geoklimatycznych W naszych szerokościach geograficznych decydujący wpływ na obecny krajobraz wywarły zlodowacenia

Pewne wyobrażenie o polodowcowej historii lasów dałaby nam dziś podróż od czoła lodowca, na dalekiej północy, po tereny w Środkowej Europie, do których lądolód dotarł podczas ostatnich zlodowaceń, a z których zaczął się wycofywać około 20 000 lat temu. Dokładniej tę historię można zbadać za pomocą metod palinologicznych

Zmiany klimatu a sukcesja Od okresu Preborealnego do Atlantyckiego - sukcesja pierwotna, zakończona klimaksem Od okresu Atlantyckiego do Subatlantyckiego - regresja allogeniczna (ochłodzenie klimatu) Obecne globalne ocieplenie kolejna sukcesja allogeniczna? Osiągnięcie klimaksu nie oznacza wiecznej stabilności, bo w dłuższych okresach czasu klimat się zmienia wyznaczając sukcesji nowy cel

Naturalne zasięgi występowania gatunków Potencjalne naturalne zasięgi Wykorzystanie map palinologicznych - renaturalizacja ekosystemów leśnych - ułatwianie procesów sukcesyjnych (zgodnie z przewidywanymi zmianami klimatu)

dynamika fitocenoz przykład samoregulacji w biocenozach

Dynamika ekosystemu leśnego

EKOSYSTEM (układ ekologiczny)

Ekosystem Główny obiekt badań ekologii. Ekologia zajmuje się bowiem strukturą i funkcjonowaniem ekosystemów w różnej skali, których sumę stanowi biosfera. Można powiedzieć, że ekosystem jest sumą siedliska i biocenozy, w pewnej określonej przestrzeni. Każdy ekosystem składa się zatem z czynników ożywionych (biotycznych) i nieożywionych (abiotycznych), podobnie jak środowisko.

Środowisko Jest to ogół czynników ożywionych (biotycznych) i nieożywionych (abiotycznych), mających bezpośrednie znaczenie dla życia i rozwoju organizmu danego gatunku lub jego populacji. Czynniki środowiska wpływają wzajemnie na siebie, a współdziałając tworzą określony zespół warunków, w których bytuje organizm czy populacja.

Ekosystem a Środowisko W przypadku ekosystemu interesuje nas jak pewien fragment przyrody jest zbudowany (złożony) i jak funkcjonuje. Patrzymy na to niejako od zewnątrz. Pojęcie to jest częściej stosowane w synekologii. W przypadku środowiska interesuje nas jak czynniki, które tworzą ten sam fragment przyrody, oddziałują na jakiś organizm (populację) jakie warunki życia im stwarzają. Patrzymy na to niejako od wewnątrz. Pojęcie to jest częściej stosowane w autekologii.

struktura ekosystemu

Przez strukturę układu ekologicznego rozumiemy zarówno skład gatunkowy, liczebność, biomasę i sposób rozmieszczenia organizmów, jak też warunki klimatyczne i glebowe (w tym ilość i rozmieszczenie niezbędnych do życia substancji, takich jak woda, sole itp.).

funkcjonowanie

Najogólniej sprowadza się ono do krążenia materii i przepływu energii. Przez funkcjonowanie układu ekologicznego rozumiemy między innymi intensywność produkcji materii organicznej oraz metabolizm różnych grup organizmów.

Funkcjonowanie ekosystemu leśnego

Sprawny ekosystem niezakłócony, płynny obieg materii i przepływ energii (bez przestojów, zatorów, jałowej kumulacji) - cała wyprodukowana materia organiczna ulega szybkiemu rozkładowi (mineralizacji) - wszystkie pierwiastki są dostępne i pobierane przez rośliny - synteza materii organicznej przebiega intensywnie - biomasa biocenozy jest zbliżona do maksymalnej (w danych warunkach siedliskowych)

Stabilny ekosystem działają mechanizmy samoregulacji (między innymi dzięki sprzężeniu zwrotnemu między produkcją i rozkładem materii organicznej) Przykład: - rośnie biomasa drzew i zagęszczenie koron - za mało opadów i promieniowania wnika do dna lasu - słabną procesy próchnicowania i mineralizacji (gromadzi się nadmiar próchnicy nadkładowej)

- pogarszają się warunki odżywiania - mniejsze: produkcja, biomasa, zagęszczenie koron - wnika więcej opadów i promieniowania - poprawiają się warunki: próchnicowania, mineralizacji, odżywiania - rośnie produkcja biomasy i zagęszczenie koron i cykl dostrajania się powtarza dostrajanie - sprzężenie zwrotne - samoregulacja

Puszcza Niepołomicka przykład funkcjonowania ekosystemu leśnego

Ryc. 9. 11 A. Przepływ energii - w uproszczonej sieci troficznej ekosystemu boru Grodziński i in. 1984

Ryc. 9. 11 B. Przepływ azotu - w uproszczonej sieci troficznej ekosystemu boru Grodziński i in. 1984

Proekologiczny model hodowli lasu

W porozumieniu z innymi dziedzinami gospodarki leśnej dążyć do realizacji celów hodowlanych zachowując różnorodność i trwałość ekosystemów leśnych poprzez:

Dążenie do pełnej zgodności składu gatunkowego (i ekotypowego) z siedliskiem. Przebudowa drzewostanów w celu odtworzenia naturalnego składu gatunkowego. Maksymalne wykorzystanie naturalnego odnowienia (docelowo około 25 %).

Odchodzenie od zbyt intensywnego przygotowania gleby. Pielęgnowanie gleby poprzez optymalne kształtowanie składu gatunkowego i fitoklimatu leśnego. Odchodzenie od dużych zrębów zupełnych (które należy traktować jako katastrofalne zaburzenie w ekosystemie leśnym).

Preferowanie rębni złożonych (częściowych, stopniowych, ciągłych) zapewniających stałą osłonę wnętrza drzewostanu i kontynuację funkcji lasu. Modyfikowanie rębni pod kątem zachowania różnorodności organizmów (stare drzewa, kępy drzew). Zaniechanie zbędnych zabiegów melioracyjnych (uproduktywniania siedlisk) i pozostawianie użytków ekologicznych.

Maksymalne wykorzystanie lokalnych ras rodzimych gatunków drzew leśnych (regionalizacja pozyskania nasion). W szkółkach, stosowanie: biologicznych metod ochrony, racjonalnego nawożenia, mikoryzowania sadzonek...

Główny cel proekologicznego modelu hodowli lasu: Lasy gospodarcze mają być coraz bardziej podobne do naturalnych ekosystemów leśnych