Produkcja pierwotna nadziemna: drzewa (metoda dendrometryczna)

Zajęcia terenowe z ekologii ekosystemów lądowych
Instrukcja wykonania projektu indywidualnego
Produkcja pierwotna nadziemna: drzewa (metoda dendrometryczna)
Celem projektu jest zmierzenie biomasy nadziemnej drzew badanym ekosystemie leśnym,
oraz oszacowanie produkcji metodą dendrometryczną.
Materiały i narzędzia potrzebne do wykonania projektu:
- taśma miernicza
- średnicomierz dendrometryczny („klupa”)
- wysokościomierz (klinometr)
- kompas
- taśma miernicza
Pobieranie materiału w terenie
- za pomocą taśmy mierniczej i kompasu, w losowym połoŜeniu w badanym
ekosystemie leśnym, w drzewostanie o określonym wieku (wg mapy leśnej)
wyznaczyć powierzchnię badawczą o wymiarach 20 × 30 m (0,06 ha) i zarejestrować
ich połoŜenie;
- na powierzchni oznaczyć do gatunku i zliczyć wszystkie drzewa o średnicy w
pierśnicy > 10 cm;
- przy pomocy średnicomierza dendrometrycznego („klupy”) zmierzyć średnicę w
pierśnicy wszystkich drzew;
- Przy pomocy wysokościomierza (klinometru) zmierzyć dla losowo wybranych 5
drzew [zob. instrukcja obsługi klinometru] wysokość aktualną i szacowaną wysokość
przed 5 laty (do 5 okółka od szczytu);
- u tych samych drzew wykonać odwierty przy pomocy świdra dendrometrycznego w
celu oszacowania pierśnicy przed 5 laty.
Opracowanie wyników
Posługując się poniŜszymi wzorami empirycznymi Sulińskiego (Weiner 2003) oszacować
biomasę i produkcję pierwotną drzewostanu.
Wzory empiryczne do szacowania biomasy i produkcji w lasach
(wg. Weiner 2003, ramka 5.3)
Wypracowane przez leÑników tradycyjne metody oceny iloÑci drewna i innych cz“Ñci
biomasy drzew uwzgl“dniaj to, óe pomi“dzy obj“toÑci i mas, a wymiarami liniowymi
(wysokoу drzewa, pierÑnica, czyli Ñrednica pnia na wysokoÑci 1,3 m od ziemi) istnieje silna
korelacja. Metody statystyczne pozwalaj na dopasowanie do danych takich funkcji
matematycznych, które z moóliwie niewiewielkim b»“dem pozwala»yby wyliczyƒ obj“toу
(biomas“) drzew, na podstawie »atwych do zmierzenia w terenie wysokoÑci i Ñrednicy. Do
niedawna leÑnicy najcz“Ñciej posługiwali się obszernymi tablicami, z których odczytywali
poszukiwane wartoÑci. Takie post“powanie by»o dogodne w sytuacji, gdy obliczanie wartoÑci
funkcji krzywoliniowych stanowi»o problem. DziÑ, w epoce kalkulatorów wielofunkcyjnych i
komputerów, najdogodniejsze jest uóywanie gotowych wzorów empirycznych. Poniósze
wzory z dopasowanymi parametrami liczbowymi opracowa» Suli½ski (1993).
1. MiószoÑу grubizny
v = α d β (h - 1,3)γ
v - obj“toу pni i ga»“zi pojedynczego drzewa [m3]; d - pierÑnica (Ñrednica pnia na wysokoÑci
1,3 m) [m]; h - wysokoу drzewa [m], α, β, γ - parametry:
Rodzaj
Wspó»czynniki
α
β
γ
Sosna
1,43
1,96
0,60
Modrzew
0,10
1,48
1,27
Ðwierk
1,10
1,88
0,68
Db
1,47
2,09
0,68
Brzoza
0,39
1,95
0,93
Olcha
0,90
2,00
0,76
2. Przeliczanie obj““toÑÑci drewna i listowia na biomas““
Biomas“ lub such mas“ (b) oblicza si“ mnoóc odpowiedni obj“toу (v lub mp) przez
specyficzny dla gatunku wspó»czynnik:
g“stoу [g/cm3]
Rodzaj
drewno
listowie
Ñwieóe
suche
Ñwieóe
suche
Sosna
0,70
0,42
1,00
0,49
Ðwierk
0,75
0,43
1,00
0,50
Modrzew
0,76
0,45
0,89
0,29
Db
1,08
0,62
0,89
0,24
Brzoza
0,94
0,61
1,00
0,27
Olcha
0,69
0,49
1,00
0,29
3. Masa listowia
Sosna
mp = δ vε
gdzie mp - biomasa listowia (Ñwieóa) pojedynczego drzewa [kg], v - miószoу grubizny [m3],
δ, ε - parametry:
Biomasa igliwia
Wspó»czynniki
δ
ε
Jednoroczna
12,54
0,77
Ca»kowita
32,98
0,63
Inne gatunki drzew
m p = ζ dη
gdzie mp - biomasa listowia (Ñwieóa) pojedynczego drzewa [kg], d - pierÑnica [cm], ζ, η parametry:
Rodzaj
wspó»czynniki
ζ
η
Ðwierk
0,142
1,69
Modrzew
0,043
1,62
Db
0,042
1,78
Brzoza
0,034
1,78
4. Masa korzeni
log(u) = -0,699 + log(b)
gdzie: u = masa systemu korzeniowego [kg]; b = sucha masa grubizny [kg]; wg Lietha i
Whittakera, 1975.
Literatura
Tertil, R. 1987. Produkcja pierwotna drzew. Pomiary biomasy drzew stojących. W: Górecki
A., Kozłowski J. Gębczyński M. (red.) Ćwiczenia z ekologii. Kraków-Białystok, 237-240.
Weiner, J., 2003: śycie i ewolucja biosfery. Rozdz. 5.2. Metody pomiaru produkcji
pierwotnej. PWN, Warszawa, 106-113.
Instrukcja obsługi klinometru precyzyjnego SUUNTO PM-5/1520.
Klinometr słuŜy do pomiaru kątów (nachylenia), w szczególności moŜe być wykorzystywany do
pomiaru wysokości drzew – w tym celu produkuje się specjalne klinometry (wysokościomierze)
dendrometryczne, wyskalowane od razu w metrach. Niektóre kompasy są zaopatrzone w prosty
klinometr (w skali kątowej), który teŜ moŜe być wykorzystywany w tym celu.
1. Odmierzyć taśmą mierniczą odległość 15 lub 20
m od mierzonego drzewa (w taki sposób, by było
dobrze widoczne).
2. Przykładając klinometr do jednego oka, ale mając
oboje oczu cały czas otwarte (Fot. 1 c), skierować
klinometr w górę, tak by linia pozioma skali
pokryła się z wierzchołkiem drzewa; wtedy
odczytać wysokość (od razu w metrach), dla
odległości 20 m na lewej skali, dla odległości 15
m – na prawej.
3. JeŜeli stoimy na płaskim terenie (Fig. 3), do
odczytu naleŜy dodać wysokość, na jakiej
trzymano klinometr – przeciętnie 1,60 m. JeŜeli
stoimy na pochyłości, powyŜej drzewa (Fig. 1)
trzeba wykonać drugi pomiar – kąt do podstawy
pnia (Fig. 1) i dodać oba wyniki; jeŜeli stoimy
niŜej niŜ stoi drzewo (Fig. 2), teŜ naleŜy zrobić
dodatkowy pomiar na podstawę pnia, ale wynik
odjąć od wyniku pomiaru wysokości wierzchołka.
4. Klinometr moŜe słuŜyć do pomiaru nachylenia
(np. powierzchni gruntu), wtedy wynik powinno
się odczytać w stopniach – ale na
dendrometrycznym wysokościomierzu nie ma
takiej skali. zamiast tego odczytuje się wartość ze
lewej skali (20m) i okresla kąt nachylenia z
pomocą nomogramu umieszczonego na obudowie
klinometru (Fot. 1).
Fot. 1. Klinometr SUUNTO
a – awers; b – rewers;
c – sposób trzymania w czasie
pomiaru.
a
a
b
c