Pnie drzew porastających stoki osuwiskowe w obszarach górskich

Nr wniosku: 164512, nr raportu: 13472. Kierownik (z rap.): dr Małgorzata Stefania Wistuba
Pnie drzew porastających stoki osuwiskowe w obszarach górskich są często pochylanie i deformowanie przez
ruchy masowe podłoża. Zmiany anatomii dotyczą jednak nie tylko zewnętrznego pokroju drzew, ale także
struktury wytwarzanego przez nie drewna. W przypadku badanego gatunku – świerka pospolitego, ale także
innych drzew iglastych powszechne jest wytwarzanie szerszego przyrostu rocznego i odmiennej, skompresowanej
struktury drewna po dolnej stronie pochylonego pnia. Ta część obwodu pnia jest, ze względu na nierównomierne
oddziaływanie grawitacji po pochyleniu, poddawana ściskaniu, a strona przeciwna (górna) jest rozciągana. W
przypadku drzew iglastych ściskanie pobudza przyrost radialny drzew (powstaje dekoncentryczność przyrostów)
i różnicowanie wytwarzanej tkanki do drewna reakcyjnego. Obie te cechy anatomiczne obserwujemy po dolnej
stronie pochylanych pni.
Ponieważ w strefie klimatu umiarkowanego drzewa przyrastają radialnie w sposób sezonowy (od wiosny do
jesieni) w ich drewnie obecne są przyrosty roczne, które pozwalają na identyfikowanie wieku zjawisk i procesów
oddziałujących na wzrost drzew. W przypadku analizowanych w ramach projektu świerków pospolitych
przyrosty roczne (i odpowiadające in lata kalendarzowe) dla których stwierdzono występowanie
dekoncentryczności przyrostu i drewna reakcyjnego to momenty w których znajdujące się w podłożu stanowisk
badawczy osuwiska były aktywne.
Anatomia drewna nie jest jednak bezpośrednim sensorem aktywności osuwiskowej gruntu. Zapis
dendrochronologiczny osuwania wymaga ostrożnej interpretacji opartej o podstawy biologiczne i
geomorfologiczne. Realizacja projektu służyła udoskonaleniu tych podstaw, a pośrednio udoskonaleniu metod
analizy osuwania w oparciu o przyrosty roczne drzew oraz sprawdzeniu możliwości ich szerokiego wykorzystania
nie tylko w badaniach podstawowych ale także w praktyce, w wykrywaniu obszarów o dużym zagrożeniu
osuwiskowym. W tym celu w projekcie podjęto badania nad związkami pomiędzy parametrami osobniczymi
drzew, takimi jak: wiek, promień pnia w pierśnicy i kąt pochylenia pnia, a sposobem wykształcania
dekoncentryczności przyrostów i drewna reakcyjnego, których wykrycie pozwala na obiektywne porównania
zapisu dendrochronologicznego osuwania uzyskiwanego dla różnych drzew i stanowisk. Stwierdzono, że
największy wpływ na badane cechy anatomii drewna ma promień pnia drzewa i kąt jego odchylenia od pionu,
podczas gdy wiek drzew ma znaczenie drugorzędne. Zbadano także różnice w czułości datowań
dendrochronologicznych wykonywanych z użyciem drewna reakcyjnego i dekoncentryczności przyrostów
rocznych. Stwierdzono, że są one znaczne i spowodowane faktem, że badane cechy anatomiczne są wykształcane
pod wpływem różnych poziomów naprężeń mechanicznych powstających w pochylonych pniach. Porównano
sposób wykształcana dekoncentryczności i drewna reakcyjnego w drzewach pochylanych na skutek osuwania
podłoża, spełzywania, wiatrów o stałym kierunku oraz na stokach stabilnych, pozbawionych wpływu wiatru, co
pozwoliło na oddzielenie w badaniach dendrogeomorfologicznych wpływu osuwania od innych czynników
zaburzających przyrost radialny i w konsekwencji na bardziej obiektywne analizy aktywności osuwiskowej
stoków. Porównano także wyniki uzyskiwanych z zastosowaniem narzędzi dendrochronologicznych oraz z
użyciem innych metod monitoringu osuwania, co pozwoliło stwierdzić, że drzewa są czułymi sensorami ruchy
podłoża, a precyzja zastosowanej metody dendrochronologicznej jest wysoka.
W projekcie stwierdzono także, że zastosowanie dekoncentryczności przyrostów rocznych i drewna reakcyjnego
pozwala wykrywać stoki o dużym poziomie zagrożenia osuwiskowego i tworzyć mapy aktywności osuwiskowej
stoków. Stwierdzono także, że drzewa rejestrują inicjalne, słabe ruchy osuwiskowe występujące przed epizodami
katastrofalnego osuwania. Przemieszczenia te zostały zarejestrowane jedynie w pniach drzew, jako stopniowe
nasilanie się indeksu dekoncentryczności przyrostów rok po roku. Stwierdzono, że badane świerki pospolite
rejestrowały nasilającą się niestabilność stoków i rosnące zagrożenie osuwaniem nawet kilka-kilkanaście lat przed
katastrofalnym osuwaniem z lat 1997 i 2010.