Wpływ suszy na stan zdrowotny i obumieranie dębów

Wpływ suszy na stan zdrowotny
i obumieranie dębów
Andrzej Boczoń
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
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. m3
posuszu dębowego, z czego prawie połowa wystąpiła w ponad 100 letnich drzewostanach.
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
Zamieranie drzewostanów dębowych w Polsce
Powierzchnia
zamierania drzewostanów dębowych w lasach Polski (tys. ha) (Dane ZOL IBL)
,
70
50
40
30
20
10
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2000
2001
2002
2003
2004
1996
1997
1998
1999
0
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
area (thousand ha)
60
Eberswalde, 5-6 października 2011
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.
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
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).
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
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
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
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
Eberswalde, 5-6 października 2011
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).
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
Maksymalny pobór wody przez około 300 letni dąb (Quercus robur) w Puszczy Białowieskiej w 2000r
-1
water uptake [dm day ]
500
3
400
300
200
100
24-09
17-09
10-09
3-09
27-08
20-08
13-08
6-08
30-07
23-07
16-07
9-07
2-07
25-06
18-06
11-06
4-06
28-05
21-05
14-05
7-05
30-04
0
Początek klimatycznego
okresu wegetacyjnego
11 kwietnia
Wilgotność objętościowa górnej warstwy gleby w 2000 r.
25
20
15
10
5
woda niedostępna i trudnodostepna dla roślin pF>3,7
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
24-09
17-09
10-09
3-09
27-08
20-08
13-08
6-08
30-07
23-07
16-07
9-07
2-07
25-06
18-06
11-06
4-06
28-05
21-05
14-05
7-05
0
30-04
soil moisture [cm 3cm -3]
30
Eberswalde, 5-6 października 2011
Obszary zagrożone suszą
na podstawie Atlasu klimatu Polski
pod red. H. Lorenc, IMiGW 2005,
na podkładzie mapowym opracowanym
przez BULiGL oddz. Białystok
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
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
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
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
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011
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.
INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA
Eberswalde, 5-6 października 2011