Cap 6. Stabilirea calităţii şi a volumului pe sortimente la arbori şi arborete 6.1. Calitatea lemnului. Factorii care influenţează calitatea lemnului. Sortimente Valoarea de întrebuinţare depinde de calitatea lemnului pe picior şi a celui exploatat. Calitatea lemnului influenţează calitatea produselor finite pe bază de lemn. Aprecierea calităţii lemnului se face diferit la arborele pe picior sau faţă de cel doborât, în primul caz operaţia fiind mai dificilă datorită prezenţei defectelor ascunse. Factorii principali care influenţează calitatea lemnului sunt:

- specia; valoarea de întrebuinţare a lemnului variază foarte mult de la o specie la alta. Lemnul de stejar este calitativ superior celui de tei sau carpen, lemnul de gorun este mai valoros decât cel de pin, lemnul de răşinoase mai apreciat decât cel de foioase moi etc.

- însuşirile genetice ale indivizilor din cadrul speciei – calitatea este fixată genetic;

- dimensiunile sortimentelor de lemn; cu cât diametrul fusului sau a porţiunilor din fus este mai mare, cu atât calitatea şi valoarea de întrebuinţare este mai ridicată;

- proprietăţile fizico – mecanice ale lemnului (densitatea, rezistenţa la încovoiere, aspectul, acustica etc.);

- proprietăţile chimice ale lemnului (conţinutul în celuloză); - prezenţa defectelor (noduri, curburi, putregai): Definiţie: Calitatea lemnului pe picior este dată de totalitatea proprietăţilor

genetice, dimensionale, fizico – mecanice, chimice şi estetice pe care le posedă biomasa lemnoasă destinată consumului.

Calitatea lemnului este foarte puternic influenţată şi de măsurile silviculturale (modul de alegere a speciei, de aplicare a lucrărilor de îngrijire, a elagajului şi tratamentelor silviculturale, stabilirea vârstelor de tăiere etc.). Sortimentele de lemn pot fi diferenţiate în raport cu lemnul doborât sau lemnul pe picior. Categoriile de sortimente se definesc după mai multe criterii:

- după specie (lemn de răşinoase, lemn de foioase); - după partea din arbore din care provine (lemn de trunchi, lemn de rădăcină,

lemn de crăci); - după duritate (lemn tare, lemn moale); - după forma secţiunii transversale (lemn rotund, lemn despicat); - după lungime (catarg – fusul fără vârf, buştean – cmd şi m ,

butuc – buşteanul scurt cu cm ); s 14≥ l 5,2≥

ds 14≥- după clasele mari de utilizare (lemn de lucru, coaja lemnului de lucru, lemn de

foc şi crăci, denumite şi sortimente primare). Lemnul de lucru se clasifică în sortimente dimensionale şi sortimente industriale.

Sortimentele dimensionale se stabilesc după diametrul la capătul subţire al lemnului, fără coajă, distinct pe grupe mari de specii (răşinoase, foioase), în condiţiile unor lungimi prevăzute de în standarde sau cerute de beneficiar. Potrivit ultimelor clasificări, sortimentele dimensionale sunt cele prezentate în tabelul următor (Giurgiu, Decei, 1997): 1

2

Diametrul la capătul subţire, cm Denumirea sortimentului Grupa de specii

Clasa Subclasa Răşinoase Foioase I >34 >40 II 24-34 24-40

Lemn gros

III 20-24 - I 14-20 20-24 II 10-14 16-20

Lemn mijlociu

III - 12-16 Lemn subţire - <10 <12

Preţurile lemnului pe picior sunt stabilite în raport cu aceste categorii de sortimente, iar clasificarea este folosită la evaluarea volumului lemnos destinat comercializării. Sortimentele industriale se stabilesc după mai multe criterii concomitent (specie, dimensiuni, proprietăţi fizico – mecanice şi estetice, prezenţa defectelor), astfel încât să corespundă utilizării urmărite. Pot fi amintite următoarele sortimente industriale:

- buşteni pentru rezonanţă (la molid şi brad); - buşteni pentru claviatură (la molid, brad, paltin, frasin); - buşteni pentru furnire estetice (la fag, stejar, gorun, gârniţă, frasin, paltin, ulm,

arţar, jugastru, nuc, cireş, păr etc.); - buşteni pentru furnire tehnice – prin derulare (la fag, mesteacăn, carpen, anin,

plop, tei etc.); - buşteni pentru doage (la stejar şi fag); - buşteni pentru creioane (la tei); - buşteni pentru calapoade (la carpen); - buşteni pentru chibrituri (la tei, plop, anin, salcie, mesteacăn etc.); - buşteni pentru cherestea (la majoritatea speciilor); - buşteni pentru traverse (la fag, stejar, gorun, gârniţă, cer, ulm, salcâm); - lemn pentru celuloză şi paste chimice (la molid, brad, plop, salcie, fag etc); - lemn pentru stâlpi (la molid, brad, larice, stejar, gorun, gârniţă, fag); - lemn pentru mină (răşinoase, stejar, gorun, gârniţă, salcâm, ulm); - lemn pentru construcţii (bile, manele, prăjini, construcţii rurale etc); - lemn pentru PAL, PFL, tananţi, mangal etc. 6.2. Defectele lemnului

Studiul defectelor lemnului defineşte defectologia forestieră. Este de mare importanţă depistarea defectelor, lucru care se poate face pe cale directă prin observare, iar în cazul defectelor ascunse, prin doborâre, prin sondaje, pe cale auditivă, prin intermediul defectoscopiei nedistructive (defectoscoape care depistează prezenţa putregaiului la arborele pe picior cu o precizie de 98%, pe baza măsurării rezistenţei electrice) sau pe cale clinică prin tomografiere. Clasificarea defectelor se face după mai multe criterii:

- defecte de formă (curbura, conicitatea accentuată, lăbărţarea, înfurcirea, canelura, scobitura);

3

- defecte de structură (excentricitatea, excrescenţa, gâlma, fibra răsucită, neregularitatea inelelor anuale, inimi concrescute, prezenţa lemnului de reacţie – lemn de tracţiune, lemn de compresiune);

- nodurile, care se clasifică la rândul lor după mai multe criterii: - după legătura cu masa lemnului (nod concrescut, parţial concrescut,

crăpat, căzător); - după duritate şi gradul de sănătate (nod sănătos, putred, parţial putrezit); - după coloraţie (nod normal colorat, nod de culoare închisă); - după forma secţiunii nodului (nod rotund, oval, alungit, longitudinal,

transversal); - după poziţie şi grupare (noduri ochi, noduri grupate, noduri dispersate,

noduri exterioare, noduri ascunse); - crăpături (interioare, exterioare, de ger – gelivuri, de trăsnet); - găuri sau galerii de insecte; - coloraţii anormale (albăstreală, roşeaţă, coloraţie cafenie, coloraţie de

mucegai, duramen fals – inima roşie, inima stelată sau inima de ger a fagului, inima brună a frasinului, inima cenuşie a plopului şi teiului, inima negricioasă a paltinului, inima roşiatică a stejarului);

- putregai (sfărâmicios, fibros, interior, exterior) – produs de ciuperci xilofage; - defecte de rănire (răni, cicatrice, lemn pârlit, răni de vânat, incluziuni de

obiecte străine - mitralii, răni de rezinaj sau de cioplaj); - alte defecte (lemn mort, zone îmbibate cu răşină, cancer, coajă înfundată, găuri

de vâsc, lunură, scorburi). Un arbore de calitate superioară poate fi un stejar pentru furnire estetice cu

trunchi cilindric, crăci subţiri, fără curburi, ovalitate, excentricitate, noduri, putregai, crăpături, gelivuri, răni sau coloraţii anormale, cu inele anuale de lăţime relativ constantă, cu elagaj puternic. Multe defecte se admit de standarde pentru unele sortimente dar sunt excluse la sortimente de valoare deosebită. 6.3. Frecvenţa defectelor. Corelaţii între aspectul exterior al arborelui şi prezenţa anumitor defecte interioare la arborele pe picior. Doar o parte din defectele amintite sunt frecvente şi importante. La molid, defectul cu cea mai mare frecvenţă este putregaiul de rădăcină produs de ciuperca Fomes annosus. Acesta se propagă prin sistemul radicelar şi este mai frecvent în arboretele cu consistenţă redusă, de productivitate superioară şi cele din afara arealului natural de vegetaţie. Poate fi depistat prin metode distructive şi nedistructive. Din categoria metodelor distructive amintim prelevarea de probe cu burghiul Pressler care poate deveni astfel chiar o cauză în apariţia agenţilor patogeni. Procedeele nedistructive se bazează pe anumite semne exterioare care se corelează cu prezenţa putregaiului interior, ca de exemplu: prezenţa corpului sporifer al ciupercii, caracteristici anormale ale cojii, acustică înfundată la lovire, lăbărţarea exagerată la baza fusului, prezenţa scurgerilor de răşină şi a unor găuri de diferite mărimi. Diametrul putregaiului de rădăcină este corelat cu diametrul cioatei.

Destul de frecvent este putregaiul de rană produs în urma rupturilor de vânt şi zăpadă sau ca urmare a rănilor provocate de vânat, de lucrările de exploatare şi de

rezinaj, care poate depistat prin simpla observare. Aprecierea mărimii zonei afectată de putregai este corelată cu specia, vârsta şi diametrul arborelui, bonitatea staţiunii şi mai ales cu vechimea rănii. S-a stabilit că, la molid, rănile de rădăcină şi de trunchi se propagă cu circa 18-20cm pe an iar cele de colet cu circa 28-30cm pe an. Astfel, după 10 ani de la rănire, zona afectată de putregai poate fi de circa 2m iar după 30 de ani de aproximativ 6m. Alte defecte: ovalitatea, nodurile, bifurcarea, galeriile de insecte etc. La fag, putregaiul situat la bază, dar şi cel de trunchi, influenţează foarte mult asupra calităţii lemnului şi se propagă diferit în funcţie de bonitatea staţională (mai repede pe staţiunile de bonitate superioară). Prezenţa putregaiului se corelează cu uscarea cojii, apariţia scorburilor şi a corpurilor sporifere ale ciupercilor. Nodurile sunt cele mai frecvente defecte ce apar la lemnul de fag şi nu numai. Nodurile sănătoase nu declasează lemnul de lucru în lemn de foc însă, prezenţa, frecvenţa şi mărimea lor limitează posibilităţile de folosire pentru sortimente de valoare deosebită (lemn pentru furnire). Depistarea nodurilor interioare se face prin urmele exterioare rămase. Prin cercetări s-a demonstrat că orice nod interior se exteriorizează pe arbore sub diferite forme (4 tipuri – forme ovale proeminente, forme cilindrice proeminente, forme ovale plate şi forme cilindrice plate) exprimate în raport cu lungimea, diametrul, direcţia şi adâncimea de pătrundere în lemn, gradul de viciere

. S-a putut estima că diametrul nodului interior este circa jumătate din urma exterioară a acestuia. Adâncimea de pătrundere a nodului în trunchi este corelată cu unghiul urmei exterioare “mustăţi chinezeşti” şi cu diametrul arborelui în dreptul nodului - .

( bxay +=

log

)

;21 cxbxay ++= Foarte frecvent la fag este întâlnită gelivura sub forma unei crăpături de-a lungul fusului. Pe toată lungimea crăpăturii există o proeminenţă (val de acoperire a rănii) care indică prezenţa în interior a inimii stelate de gelivură. Destul de frecvente sunt curburile, înfurcirile, inima roşie, inima stelată. La stejar, mai frecvente sunt putregaiul de trunchi şi găurile de insecte iar la exemplarele provenite din lăstari, nodurile şi curburile. 6.4. Clasificarea arborilor şi arboretelor după calitatea lemnului 6.4.1. Clasificarea calitativă a arborilor În scopuri practice arborii se clasifică după calitatea lemnului în clase de calitate. În raport cu criteriile de clasificare se pot aminti:

1. Clasificarea silviculturală care ia drept criteriu de clasificare frecvenţa şi amploarea defectelor tehnologice (curburi, putregai, nuduri etc) în zona inferioară a fusului. S-au format următoarele clase: - Clasa I-a: arbori cu fusul perfect sănătos, drept, elagat, fără defecte, cu

lemn de valoare (furnire estetice, tehnice, lemn de rezonanţă); - Clasa a II-a: arbori cu fusul sănătos, fără defecte importante dar se admit

noduri sănătoase izolate, curburi uşoare, ovalitate redusă etc; - Clasa a III-a: arbori cu fusul sănătos, dar rău conformat, cu defecte mai

importante (curburi, noduri, ovalitate, conicitate, înfurciri); - Clasa a IV-a: arbori bolnavi, cu putregai, uscaţi.

2. Clasificarea IUFRO: - Clasa I-a: arbori cu lemn de valoare cel puţin 50% volumul fusului;

4- Clasa II-a: arbori cu lemn normal cel puţin 50% volumul fusului;

- Clasa III-a: arbori cu lemn de lucru sub 50% din volumul fusului; 3. Clasificarea dendrometrică (românească) care ia în considerare aprecierea

calităţii în funcţie de proporţia lemnului de lucru rotund din fus la răşinoase şi din arborele întreg la foioase. Proporţia lemnului de lucru se apreciază vizual după lungimea segmentului din fus apt ca lemn de lucru, pe baza relaţiei dintre volumul procentual cumulat până la anumite lungimi relative pe fus. Au fost stabilite patru clase de calitate la arbori, diferenţiat de grupe de specii (răşinoase, foioase), în raport cu criteriul amintit. În aprecierea clasei de calitate se urmăreşte prima jumătate a fusului la foioase şi primii 60% din lungimea fusului la răşinoase deoarece în această zonă este concentrat peste 80% din volumul arborelui şi circa 90% din valoarea sa comercială.

Prin cercetări s-a reuşit stabilirea proporţiei lemnului de lucru corespunzătoare fiecărei clase. În raport cu proporţia lemnului de lucru a arborilor din clasa I-a de calitate s-au obţinut indicii de echivalenţă.

Procentul de utilizare din volumul fusului la răşinoase şi

volumul arborelui întreg la foioase

Grupa

de specii

Clasa

de calitate

Proporţia de lemn de lucru

din lungimea fusului Lemn de lucru Lemn de foc

Coeficienţi

de echivalenţă

I >0,60 98 2 1,00 II 0,40-0,60 92 8 0,94( )α III 0,10-0,40 79 21 0,81( )β

Răşinoase

IV <0,10 15 85 0,15( )γ I >0,50 86 14 1,00 II 0,25-0,50 70 30 0,81( )α III 0,10-0,25 49 51 0,57( )β

Foioase

IV <0,10 15 85 0,18( )γ Practic, la foioase, 100 arbori de clasa a II-a de calitate echivalează din punctul de vedere a lemnului de lucru cu 81 de arbori de clasa I. De asemenea este mai eficient să avem 100 arbori de clasa I de calitate decât aproximativ 200 de arbori de clasa a III-a de aceeaşi specie şi aceleaşi dimensiuni. Clasa de calitate astfel stabilită se corectează în funcţie de poziţia şi de mărimea defectelor pe fus care declasează lemnul de lucru în lemn de foc. Cu cât poziţia pe fus a defectului este mai la bază şi cu cât lungimea pe care se desfăşoară (porţiunea afectată) este mai mare, cu atât declasarea va fi mai puternică. Asemenea corecţii pot fi făcute prin intermediul unor tabele speciale. Trecerea de la numărul de arbori din clasele de calitate II, III, IV în arbori echivalenţi lucru clasa I se face prin intermediul coeficienţilor de echivalenţă γβα ,, , după relaţia:

;IVIIIIIIla nnnnn ⋅+⋅+⋅+= γβα Coeficienţii de echivalenţă s-au stabilit ca raport între proporţia de utilizare a lemnului de lucru al claselor de calitate II, III şi IV şi proporţia de utilizare a lemnului de lucru a clasei de calitate I.

5

Există şi tabele biometrice de transformare a numărului de arbori din clasele de calitate II, III, IV în arbori echivalenţi lucru clasa I, care uşurează calculul manual.

Înălţimea arborelui în metri 12 16 20 24 28 32 36 40

Înălţimea la care este amplasat pe trunchi defectul

respectiv

Numărul de clase de calitate cu care se

declasează arborele datorită prezenţei

defectului

Lungimea minimă în metri a porţiunii cu defect ce conduce la schimbarea

clasei de calitate a arborelui 1 1 1 2 2 3 3 3 4 2 3 4 5 6 7 8 10 11

La bază

3 5 7 9 11 13 14 17 191 2 2 2 2 3 3 3 4 2 5 6 6 7 7 9 10 11

La 2m

3 7 12 14 15 16 18 19 211 2 2 3 3 3 4 4 5 La 4m 2 - - 9 10 11 11 12 131 - 3 3 3 4 4 4 5 La 6m 2 - - - - - 14 15 16

La 8m 1 - - 4 4 4 5 5 6 La 10m 1 - - - 6 6 6 6 6 La 12m 1 - - - - 7 7 7 7 La 14m 1 - - - - - 8 8 8 La 16m 1 - - - - - 9 9 9

Silvicultura modernă promovează politica lemnului de calitate. Pentru aprecierea calităţii arborilor de valoare deosebită s-au introdus subclase suplimentare (IA, IIA, IIIA). Indicativul A indică faptul că arborele este în clasa I, II sau III dar în acelaşi timp este deţinător de lemn de calitate superioară. Aceste clase pot fi întâlnite:

- la molid – clasa IA – arbore de clasa I de calitate cu cmd 40 care deţine lemn de rezonanţă;

>

- la stejar, gorun, fag – clasele IA, IIA, IIIA – care sunt arbori din clasele I, II, respectiv III cu diametre peste 20-30cm care deţin lemn apt pentru furnire estetice sau derulaj.

Există şi sortimente de lemn de lucru ce se obţin din resortarea lemnului de foc despicat (lemn pentru PAL, PFL, mangal, tananţi). 6.4.2. Clasificarea calitativă a arboretelor Structura arboretelor în raport cu clasa de calitate a arborilor defineşte calitatea arboretului în ansamblul său. În raport cu procentul arborilor de lucru (de clasa I de calitate), stabilit după relaţia de mai jos s-au format 10 clase de calitate a arboretelor.

;100100% ⋅+++

⋅+⋅+⋅+=⋅=

IVIIIIII

IVIIIIIIalal nnnn

nnnnN

nn γβα

Astfel, un arboret este încadrat în: - clasa de calitate I atunci când 10091% −=aln ; - clasa de calitate II pentru 9081% −=aln ;

6

- clasa de calitate III pentru 8071% −=aln ; - clasa de calitate X pentru 101% −=aln . La răşinoase, majoritatea arboretelor se încadrează în clasele I-IV, iar la foioase

în clasele II-VI. 6.5. Procedee pentru determinarea volumului pe sortimente la arborete Procedeele pentru determinarea volumului la arborete se clasifică astfel:

- procedee bazate pe suprafeţe de probă tăiate ras; - procedee bazate pe sortarea analitică pe picior a fiecărui arbore; - procedee cu arbori de probă; - procedee bazate pe tabele de sortare. 6.5.1. Procedee bazate pe suprafeţe de probă tăiate ras se aplică destul de rar şi

constau în amplasarea unui număr suficient de suprafeţe de probă în care arborii se doboară şi se sortează fiecare în parte. Se face trecerea de la volumul pe sortimente al arborilor din suprafeţele de probă la volumul pe sortimente al întregului arboret după

relaţia: ;p

tspiti S

SVV ⋅= în care:

- tiV reprezintă volumul total pentru sortimentul ( )i ; - spiV - volumul unui anumit sortiment ( )i din suprafeţele de probă;

- tS - suprafaţa totală a arboretului; - pS - suprafaţa locurilor de probă. Sunt procedee costisitoare şi se aplică doar la arborete în care se pot aplica

tăierile rase. Se folosesc doar în scopuri ştiinţifice pentru întocmirea tabelelor de sortare. 6.5.2. Procedee bazate pe sortarea analitică pe picior a fiecărui arbore Fiecare arbore pe picior este analizat din punctul de vedere al calităţii fusului ca şi cum ar fi doborât. Fusul arborelui este împărţit ipotetic în sortimente cu luarea în considerare a caracteristicilor calitative şi dimensionale ale lemnului. Lungimea sortimentelor se determină cu prăjini sau cu dendrometre de precizie iar diametrele cu clupe forestiere în partea inferioară a fusului şi cu instrumente optice în partea superioară. Defectele lemnului se depistează printr-o atentă analiză a fusului cu luarea în considerare a corelaţiilor dintre prezenţa defectelor ascunse şi anumite caracteristici exterioare ale arborelui. Lemnul cu defecte se declasează în lemn de foc iar pentru fiecare arbore se depistează porţiunile apte pentru obţinerea de sortimente valoroase. Volumul pe sortimente la nivel de arboret rezultă prin însumarea volumului pe sortimente al fiecărui arbore analizat. Procedeul este greoi şi costisitor şi se aplică în situaţiile în care se pun în valoare arbori de valoare deosebită (cu lemn de rezonanţă, lemn pentru furnire estetice). 6.5.2. Procedee bazate pe arbori de probă Procedeele de determinare a volumului total care folosesc arbori de probă (Urich II, Hartig, Draudt) pot fi folosite şi pentru determinarea volumului pe sortimente. Arborii de probă doborâţi sunt cubaţi şi pe sortimente. Procedeul arborelui de probă mediu nu este aplicabil pentru determinarea volumului pe sortimente pentru că arborele

7

mediu nu este reprezentativ pentru arboretul întreg din punctul de vedere al structurii pe sortimente. Procedeele de determinare a volumului pe sortimente prin intermediul arborilor de probă se încadrează în metoda sondajului stratificat din punct de vedere statistic, pentru că arborii de probă se doboară în raport cu caracteristicile arborilor medii ale claselor (straturilor) (Urich II, Hartig) sau categoriilor de diametre (Draudt). Volumul pe sortimente se stabileşte astfel:

;∑∑

⋅= ijj

jij v

gG

V în care:

- i reprezintă sortimentul; - j - clasa sau categoria de diametre; - jG - suprafaţa de bază a clasei sau categoriei de diametre j ;

- jg - suprafaţa de bază a arborilor de probă din clasa j ;

- ijv - volumul sortimentului i pentru arborii de probă doborâţi din clasa de diametre j ;

- ijV - volumul sortimentului i pentru clasa de diametre j ; Precizia de determinare a volumului pe sortimente prin utilizarea procedeelor cu

arbori de probă va fi cu atât mai mare cu cât se doboară un număr suficient de mare de arbori de probă (30-40) care să fie reprezentativi pentru clasa de diametre din care fac parte şi din punctul de vedere al calităţii fusului. Doborârea unui număr mare de arbori de probă face însă procedeul greoi şi costisitor. Eroarea de determinare a volumului unui sortiment va fi cu atât mai mare cu cât acel sortiment este mai slab reprezentat în volumul total al arborilor de probă.

Rezultate bune se obţin prin folosirea metodei selecţiei sistematice a arborilor de probă, în locul selecţiei pe criterii dimensionale. Procedeele cu arbori de probă pot fi folosite la determinarea volumului pe sortimente în unele lucrări de cercetare ştiinţifică sau când se constată particularităţi locale nesurprinse de tabelele de sortare generale. Aceste procedee pot deveni aplicabile în condiţiile în care arborii de probă vor fi cubaţi pe picior, analitic, prin utilizarea aparaturii dendrometrice moderne. 6.5.3. Procedee bazate pe folosirea tabelelor de sortare elimină dezavantajul doborârii de arbori de probă. Tabelele de sortare sunt regionale sau generale şi conţin cifre medii în valori relative ale volumelor pe sortimente în funcţie anumite caracteristici dendrometrice ale arborilor (specie, diametru de bază, înălţime). Există tabele de sortare pentru arbori, întocmite pe categorii de diametre şi specii. Deşi sunt denumite “pentru arbori” ele nu sunt aplicabile cu bune rezultate arborilor individuali ci doar unui lot numeros de arbori (arboretelor). O altă categorie sunt tabelele de sortare pentru arborete întocmite în funcţie de specie şi diametrul mediu ( )gd . Uneori, tabelele de sortare pentru arborete se prezintă ca o completare a tabelelor de producţie şi redau volumul pe sortimente în funcţie de specie, clasă de producţie şi

8

vârstă, drept pentru care sunt cunoscute sub numele de tabele de producţie pe sortimente. Tabelele de sortare se referă la sortimente primare şi dimensionale sau la sortimente industriale. Există şi tabele de sortare mixte care redau volumele pe sortimente primare, dimensionale şi industriale. Volumele pe sortimente pot fi exprimate în valori absolute (m3) în funcţie de specie, diametrul de bază şi înălţime dar cel mai frecvent în valori relative prin intermediul indicilor de sortare (procente din volumul total nediferenţiat pe sortimente) în funcţie de specie şi diametrul de bază. Tabelele de sortare au fost întocmite fie după tabelele privind descreşterea diametrului fusului, fie prin metode statistice cu doborârea unui număr foarte mare de arbori. În locul tabelelor de sortare, pentru determinarea volumului pe sortimente, pot fi folosite ecuaţii de regresie echivalente (ecuaţia generală a curbei de contur a fusului). 6.5.3.1. Determinarea volumului pe sortimente primare şi dimensionale prin metoda tabelelor de sortare pentru arbori Metoda necesită invetarierea arborilor cu precizarea numărului curent, a speciei, diametrului de bază şi a clasei de calitate. Se măsoară înălţimi pentru construirea curbei înălţimilor sau pentru determinarea seriilor de volume în vederea stabilirii volumului total. După realizarea distribuţiei numărului de arbori pe categorii de diametre şi clase de calitate, în raport cu numărul de arbori pe clase de calitate se determină numărul de arbori de lucru

( )IVIIIIII nnnn ,,,( )aln - echivalent I, prin intermediul relaţiei:

;IVIIIIIIla nnnnn ⋅+⋅+⋅+= γβα în care γβα ,, sunt coeficienţi de echivalenţă care transformă arborii din clasele de calitate II, III şi IV în arbori echivalenţi lucru clasa I. Numărul arborilor de foc ( )afn rezultă prin diferenţa:

;altaf nnn −=

Volumul unitar pe categorii de diametre ( )uv se stabilesc prin una din metodele de cubaj (a tabelelor de cubaj cu două intrări, a ecuaţiei de regresie a volumului, a seriilor de volume, a seriilor de înălţimi) în funcţie de precizia urmărită. Se determină apoi volumul total pe categorii de diametre ( , volumul arborilor de lucru şi volumul arborilor de foc

)tv( alv ) ( )afv cu relaţiile:

;tut nvv ⋅= ;alual nvv ⋅= ;altaf vvv −=

Se trece apoi la determinarea volumului pe sortimente primare folosindu-ne de procentele acestora din volumul fusului la răşinoase şi a arborelui întreg la foioase, redate în tabela de sortare pentru arbori, în funcţie de specie şi diametru:

- volumul lemnului de lucru fără coajă: ;100

llalll

pvv ⋅=

9

10

lucru: ;100

..

llcoalllco

pvv ⋅=- volumul cojii lemnului de

;- volumul lemnului de foc: 100lf

lfalal pvvv lfafaf p +⋅ ⋅

=

- volumul crăcilor subţiri: ;.. crtcr pvv ⋅= Se stabilesc apoi volumele sortimentelor dimensionale ( )siv , pentru care ( )i

reprezintă sortimentele de lemn gros I, gros II, gros III, mijlociu I, mijlociu II şi subţire la răşinoase şi sortimentele de lemn gros I, gros iu I, mijlociu II, mijlociu III şi subţire la foioase, după relaţia:

II, mijloc

;100

sialsi

pvv ⋅= în care:

- sip reprezintă procentul lemnului de lucru de diferite dimensiuni înscris în aceeaşi tabelă de sortare dimensională pentru arbori.

Pentru verificarea corectitudinii calculelor se utilizează următoarele relaţii: ;.. crlfllcollt vvvvv +++=

;∑= sill vv După acest algoritm, calculele pot decurge manual sau informatic şi este utilizat la stabilirea preţului lemnului pe picior în vederea comercializării prin licitaţie. Procedeul este economicos, nu necesită doborârea de arbori de probă însă, cu o precizie încă nesatisfăcătoare deoarece încadrarea arborilor în clase de calitate nu se face cu suficientă precizie. 6.5.3.2. Determinarea volumului pe sortimente industriale necesită clasificarea arborilor pe clase de calitate, acordând o atenţie deosebită lemnului de calitate superioară (lemn de rezonanţă, pentru furnire estetice, derulaj), pentru care se nominalizează clasele de calitate IA, IIA, IIIA. Noile tabele de sortare industriale redau procentul lemnului pentru cherestea şi al lemnului pentru utilizări industriale superioare, faţă de volumul fusului la răşinoase şi faţă de volumul arborelui întreg la foioase, d t pe clase şi subclase de calitate. Nu se mai face transformarea numărului de

din clasele de calitate II, III şi IV în arbori echivalenţi lucru clasa I. Valorile procentuale din tabela de sortare industrială sunt denumite

istincarbori

ci de sortare industrialăindi . Determinarea volumului pe sortimente industriale se face pentru fiecare

categorie de diametre, distinct pe clase de calitate, după relaţia: ( )sinp

;100

sinsin

pnvv u ⋅⋅=

Trebuie precizat faptul că volumul lemnului de calitate superioară este parte componentă a lemnului de lucru, fapt pentru care volumul sortimentelor superioare t buie scăzut din volumul sortimentelor dimensionale corespunzătoare (din volumul

ului gros I la molid, din volumul lemnre

lemn ului gros I şi gros II la stejar şi gorun şi din olumv ul lemnului gros I, gros II şi mijlociu I la fag) în funcţie de diametrul mediu ( )gd al arboretului sau al lotului de arbori.

6.5.3.3. Procedeul tabelelor de sortare pentru arborete este un procedeu expeditiv, destinat unor determinări a volumului pe sortimente mai puţin pretenţioase. La întocmirea lor se pot folosi metoda statistică, metoda tabelelor de sortare pentru arbori sau metode analitice. Tabelele de sortare pentru arborete conţin cifre medii privind structura pe sortimente a volumului în raport cu specia şi diametrul mediu ( )gd al arboretului. Valorile tabelare la arboretul ideal cu toţi arborii de lucru. Pentru determinarea volumului pe sortimente cu ajut rul tabelelor de sortare pentru arborete este necesar să se cunoască volumul total al arboretului, diametrul mediu

o( )gd şi

procentul arborilor de lucru. Pe teren se determină volumul total al arboretului printr-o metodă simplificată, prin sondaj se determină diametrul mediu ( )gd , după care se apreciază clasa de calitate

la circa 30-40 de arbori cu diametru apropiat de ( )gd . Pe baza repartiţiei acestor arbori pe clase de calitate se calculează procentul arborilor echivalent lucru, cu relaţia:

;100% +⋅

++⋅+⋅+⋅+

=II III IVI

IVIIIIIal n

nnnnp Innnγβα

În final, volumul pe sortimente primare şi dim şte pe seama proporţiei fiecărui sortiment din volumul fusului sau arborelui de aceeaşi specie şi

elaş

ensionale se stabile

ac i diametru (apropiat de ( )gd ), astfel:

;100100

sialtsi

ppVV ⋅⋅=

Procedeul are o precizie redusă şi de regulă supraestimează clasa de calitate a arboretului pentru că arborele mediu prezintă clase de calitate peste medie. 6.5.4. Procedeul tabelelor de producţie pe sortimente oferă repartiţia procentuală a volu rtimente în funcţie de specie, clasa de producţie şi vârsta

nului. Sortimentele de lemn. arbori de determinare a volumului

pe sortimente la arborete. 3. Descrieţi metoda tabelelor de sortare pentru arborete de determinare a

volumului pe sortimente la arborete. 4. Clasificarea calitativă a arborilor pe picior.

mului total pe soarboretului. La aceeaşi vârstă şi clasă de producţie, arboretele de aceeaşi specie auaceeaşi proporţie a lemnului de lucru. Valorile sunt valabile pentru arborete normale.

Teme de control: 1. Factori care influenţează calitatea lem2. Descrieţi metoda tabelelor de sortare pentru

11

Cap. 7 Auxometrie forestieră

7.1. Definiţie. Clasificarea creşterilor Auxometria este o parte intrinsecă a dendrometriei care se ocupă cu elaborarea de procedee pentru măsurarea creşterilor la arbori şi arborete. Se deosebeşte de noţiunea de auxologie forestieră care are ca obiect studiul creşterilor la arbori şi arborete în raport cu factorii de influenţă (naturali, măsurile de gospodărire). Noţiunea derivă din grecescul (auxon = creştere). Cuvântul creştere poate fi înţeles:

- în sens strict fiziologic; - în sens auxometric – cantitatea cu care sporesc dimensiunile arborilor sau

arboretelor, într-un interval de timp dat. Măsurarea creşterilor prezintă interes practic, în scopul stabilirii vârstei

exploatabilităţii, a realizării unui control riguros al productivităţii pădurilor, sau pentru reglementarea procesului de bioproducţie forestieră (stabilirea posibilităţii), dar şi interes ştiinţific (bază pentru auxologia forestieră). O clasificare a creşterilor se poate face după mai multe criterii:

1. după obiect: (creşteri la arbori, creşteri la arborete, creşterea pădurii în ansamblu);

2. după caracteristica dendrometrică la care se referă: (creştere în diametru - di sau dgi ; creştere în înălţime - hi sau hgi ; creştere în volum - vi ; creşterea în

suprafaţa secţiunii de bază - gi ; creşterea cojii - .coi etc. – ce pot fi exprimate

şi procentual ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜ ⋅100 ; ⎝

⎛,, pppp y

iyigihid =yi

;piv,

3. după intervalul de timp studiat: - creştere curentă anuală: cantitatea care se adaugă an de an la

caracteristica biometrică ( )y a arborelui sau arboretului -

( )( );11 tttyt yyi −= ++− - creştere curentă pe perioadă: sporul ce se adaugă într-o anumită perioadă

( )n la caracteristica biometrică ( )y a arborelui sau arboretului –

( )( );∑ −= ++− tntntyt yyi - creşterea curentă totală: reprezintă de fapt mărimea caracteristicii

biometrice avută în momentul măsurării - ( );∑ = tyt yi - creştere medie anuală (totală): valoarea medie a creşterilor anuale a unei

caracteristici biometrice ( )y până la momentul măsurării ( )t . Se obţine ca raport între dimensiunea caracteristicii biometrice măsurată şi vârstă:

;⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ =

tyi t

yt Dacă momentul măsurării ( )t coincide cu vârsta la care

arboretul devine exploatabil, se obţine creşterea medie (anuală) la exploatabilitate.

12

- creştere medie pe perioadă: reprezintă media creşterilor anuale a unei caracteristici biometrice ( )y pe o anumită perioadă de ( )n ani din

existenţa arborelui sau arboretului - ( )( ) ;⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ − yt= ++− n

yi nt

ntyt Dacă

perioada este scurtă (5 – 10 ani), creşterea medie pe perioadă poate fi asimilată cu creşterea curentă anuală.

4. după momentul determinării: creştere referitoare la perioada anterioară măsurării, creştere actuală (curentă) şi creştere pentru perioada următoare (prognoză).

7.2. Cronometria arborilor şi arboretelor

Cronometria forestieră include ansamblul de tehnici şi procedee de determinare a vârstei la arbori şi arborete. 7.2.1.Stabilirea vârstei la arbori se poate face prin:

- folosirea documentelor de arhivă ale administraţiei silvice (amenajamente), în sensul că de regulă se cunosc anii sau perioadele de înfiinţare a unui arboret prin plantaţii sau prin tăieri de regenerare, vârsta fiind dată de timpul scurs din acel moment;

- numărarea verticilelor, metodă care dă rezultate atunci când verticilele se disting cu claritate (la arborii de răşinoase, cu excepţia laricelui şi în general la exemplare mai tinere, dar şi la diferite clone de plop – R16). Vârsta este dată de numărul de verticile, la care se adaugă 1 – 4 ani, pentru perioada de început când puietul nu formează verticile clare.

- procedeul numărării inelelor anuale pe cioate proaspete (după doborâre) sau pe carote prelevate cu burghiul Pressler, procedeu bazat pe însuşirea arborilor din zonele temperate de a forma inele distincte de la an la an ca urmare a creşterii sezoniere. Carotele trebuie recoltate de la baza arborelui şi să străpungă arborele până la măduvă. Este un procedeu distructiv şi presupune efort fizic deosebit. La numărarea inelelor anuale apar dificultăţi de citire (vizibilitate). După modul cum se deosebesc inelele anuale, speciile se împart în specii cu lemn vărgat (molid, brad, gorun, pin, larice, stejar, frasin, ulm) şi specii cu lemn nevărgat (carpen, fag, tei, mesteacăn, plopi). Pentru depăşirea acestor dificultăţi se folosesc procedee optice, fizice şi chimice de evidenţiere a inelelor anuale (folosirea microscoapelor electronice; netezirea sau secţionarea carotei; utilizarea substanţelor chimice în diferite combinaţii şi concentraţii - albastru de metilen, acid azotic; folosirea razelor X care se bazează pe diferenţa de densitate dintre lemnul timpuriu şi cel târziu). În pădure se pot folosi muşchi. Un alt inconvenient de determinare a vârstei la arbori prin numărarea inelelor de pe carote este lipsa unor inele anuale (ani secetoşi), desimea exagerată a acestora (creşterea în condiţii dificile) sau prezenţa unor inele anuale duble (false), datorită particularităţilor climatului sau ca urmare a refacerii aparatului foliar după un atac de insecte defoliatoare.

13

7.2.2. Determinarea vârstei medii la arborete La arboretele echiene, vârsta se stabileşte prin folosirea documentelor de arhivă (cunoaşterea anului executării plantaţiilor sau semănăturilor directe) sau prin determinarea vârstei la 3-4 arbori. La arboretele relativ echiene, pentru determinarea vârstei medii, pot fi utile informaţiile din arhive sau se determină vârsta la 5 - 6 arbori reprezentativi. La arboretele relativ pluriene sau etajate se stabilesc vârste medii pe specii şi pe generaţii.

Determinarea unei vârste medii la arboretele pluriene sau grădinărite devine imposibilă şi lipsită de sens. Ar putea fi stabilite vârste medii pe categorii de diametre sau se pot atribui vârste echivalente (unui arboret plurien i se dă vârsta unui arboret echien cu acelaşi volum). Ca metode de determinare pe cale indirectă, se pot utiliza:

- tabelele de producţie (determinarea vârstei arboretelor în funcţie de bonitatea staţională şi mărimea unor caracteristici dendrometrice);

- procedee fotogrammetrice (determinarea vârstei pe seama unor ecuaţii de regresie multiple cu luarea în considerare a bonităţii staţionale, înălţimii medii, diametrului mediu, diametrului mediu al coroanelor, consistenţei).

7.3. Auxometria arborelui. Metode şi procedee de determinare a creşterilor la

arbori. 7.3.1. Măsurarea creşterii în diametru (radiale) la arbori Prezintă interes măsurarea creşterii în diametru pe an sau pe perioade de mai mulţi ani, dar şi creşterea în diametru din timpul unui sezon de vegetaţie. Măsurarea creşterii anuale în diametru sau pe perioade de mai mulţi ani se bazează pe faptul că secţiunile transversale ale fusului permit identificarea lăţimii inelelor anuale, prin contrast, ca efect al creşterii sezoniere prin formarea diferenţiată de lemn timpuriu şi de lemn târziu. Lăţimea inelului anual reprezintă creşterea pe rază (radială) şi nu este aceeaşi pe toată circumferinţa. La arborele doborât creşterea în diametru (radială) se măsoară pe rondele prelevate din fus la diferite distanţe de baza lui. Pe rondelă se trasează unul sau două diametre perpendiculare pe care se măsoară creşterea în diametru pe anumite perioade (5 – 10ani), cu rigle de precizie sau cu dispozitive optice care permit mărirea zonelor cu creşteri reduse. Datorită neregularităţii lăţimii inelului anual în secţiune transversală, se recomandă efectuarea de măsurători pe mai multe direcţii. La arborele în picioare creşterea în diametru poate fi măsurată prin două modalităţi:

- prin măsurători periodice (succesive) ale diametrului din 5 în 5 sau din 10 în 10 ani, cu clupa sau panglica ( )ABd ddi −= . În această situaţie locul de aplicare al instrumentului trebuie să fie acelaşi – este necesară materializarea lui printr-un punct cu vopsea. Se poate folosi o panglică metalică dotată cu micrometru care înfăşoară arborele. Prin creştere arborele forţează panglica şi deplasează micrometrul rezultând creşterea pe circumferinţă, prin intermediul căreia se poate trece la creşterea în diametru.

- prin folosirea burghiului Pressler, care presupune prelevarea de carote pe care se măsoară lăţimea inelelor anuale şi implicit creşterea radială pe anumite

14

perioade. Se aminteşte dezavantajul că răneşte arborele, fapt pentru care au fost confecţionate sonde de creştere cu diametre foarte mici care permit prelevarea de probe de creştere dar de lungimi reduse prin lovirea acesteia cu un ciocan. De asemenea, pe carotele prelevate pot fi întâlnite inele false, inelele nu sunt recoltate întotdeauna pe direcţie radială, la speciile moi probele sunt supuse compresiunii iar distingerea lor este deseori greoaie. Măsurarea creşterii radiale se poate face direct cu rigla, dacă inelele anuale sunt late, la microscop sau cu maşina de măsurat inele anuale Eklund (aparat dotat cu microscop, calculator şi dispozitive automate de citire, scriere şi însumare a lăţimii inelelor anuale). Au fost elaborate numeroase programe informatice de măsurare a lăţimii inelelor anuale bazate pe scanarea sau radiografierea carotelor (programele Carota, Cerd).

Prin măsurarea creşterii radiale pe carote se determină doar creşterea lemnului şi nu creşterea totală ( ).coajălemntotal iii += Creşterea cojii nu poate fi stabilită de pe probele prelevate cu burghiul. Prin procedee statistice au fost stabiliţi coeficienţi ai creşterii cojii , pe specii, care fac trecerea de la creşterea radială a lemnului la creşterea totală în diametru. Valorile lui

( )k( )k sunt: 1,04 la molid, 1,05 la brad, 1,02 la

fag, 1,07 la stejar, 1,02 la carpen. Măsurarea creşterii radiale în timpul sezonului de vegetaţie implică determinarea creşterilor pe intervale scurte de timp (diurne, săptămânale, pe decade, lunare). În acest scop au fost construite microdensitometre de mare precizie. La noi, creşterile radiale din cadrul unui sezon de vegetaţie se măsoară cu auxometrul comparator care este o adaptare a unui dispozitiv folosit în metalurgie pentru verificarea şlefuirii metalelor. Ca mod de lucru, constă în:

- netezirea superficială a scoarţei şi impregnarea cu ulei a punctului de măsurare, pentru atenuarea efectelor variaţiilor de umiditate;

- se bat trei cuie reper pe care se fixează suportul aparatului în timpul citirii; - citirea diviziunilor indicate de acele indicatoare ca urmare a contactului dintre

tija mobilă a aparatului şi scoarţă, de regulă o dată la 10 zile. A fost frecvent folosit în cercetări de auxologie şi ecologie forestieră.

Pentru înregistrarea continuă a variaţiei grosimii arborilor s-au construit dendroauxografe care înregistrează mersul creşterilor (variaţiilor) diurne prin imprimare pe o hârtie milimetrică pe seama unui sistem mecanic de transmitere a mişcării şi a unui ceas. Pot fi folosite şi panglici auxometrice de mare precizie. Aceste instrumente se pot folosi doar pentru comparaţii, nu şi pentru determinări cantitative. Înregistrările încorporează atât îngroşările datorate activităţii cambiale cât şi influenţele variaţiilor de temperatură, umiditate sau presiune. Prin baterea cuielor la folosirea auxometrului comparator creşterile vor fi deformate de reacţia fiziologică a organismului împotriva corpului străin.

( )gi . 7.3.2. Creşterea în suprafaţa secţiunii de bază Determinări exacte a creşterii în suprafaţa secţiunii de bază se pot face la arborele doborât, prin planimetrare pe rondele, pe grupe de câte 5-10 ani. La arborele în picioare ( )difi dg ,= .

15

Pentru creşterea perioadei trecute, în ipoteza că secţiunea transversală ar fi circulară, se poate scrie că:

( ) ( );2444

222ddBdBBABg iididdggi −⋅⋅=−−⋅=−=

πππ sau

( );2rrBg iidi −⋅= π sau simplificat ( );rBg idi ⋅= π în condiţiile în care:

- ;4

2BB dg ⋅=

π ;

42AA dg ⋅=

π ;dBA idd −= iar ;2 rd ii ⋅=

- A şi B sunt cele două momente la care au fost efectuate măsurătorile ( =Ad diametrul iniţial, =Bd diametrul final).

În raport cu diametrul iniţial, în mod analog, se obţine:

( );24

2ddAg iidi +⋅⋅=

π şi ( );2

rrAg iidi +⋅=π

Creşterea exprimată în procente faţă de gi Bg se stabileşte astfel:

;100⋅=B

gig g

ip

Cunoscând că ;200100B

r

B

did d

idip =⋅= sau ;100⋅

−=

B

ABid d

ddp

Se demonstrează că:

;1400⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛±

⋅=

B

r

B

rig d

id

ip sau simplificat ;400

B

rig d

ip ⋅=

;01,02 2ididig ppp ⋅±⋅= sau simplificat ;2 idig pp ⋅=

Formele simplificate au valabilitatea doar pentru valori reduse ale creşterilor ri în comparaţie cu mărimea diametrului actual Bd . Erorile comise la măsurarea creşterii radiale ri şi a diametrului de bază actual

Bdgi

se răsfrâng, potrivit teoriei erorilor, asupra creşterii în suprafaţa secţiunii de bază , după expresia:

;2%

2%% irdig sss +=

7.3.3. Măsurarea creşterilor în înălţime ( )hi . Creşterea în înălţime se determină cu mari dificultăţi. La arborele doborât măsurarea este mai simplă în sensul că se procedează la secţionarea fusului de la vârf spre bază în mai multe puncte. Se numără inelele anuale corespunzătoare fiecărei secţiuni iar creşterea în înălţime pe perioada de ani va fi distanţa de la vârful arborelui până la punctul pe fus la care s-au măsurat n inele anuale. Procedeul necesită tatonări până se găseşte zona de separare cu n inele f ţă de zona cu n +1 inele anuale. Rezultate satisfăcătoare se obţin prin tehnica analizei arborelui. La

n

a

16

arborii tineri de răşinoase, pentru determinarea creşterii în înălţime, se poate folosi măsurarea distanţei dintre verticile. La arborele în picioare ne bazăm pe:

- măsurarea distanţei dintre verticile la răşinoase şi unele clone de plopi euramericani cu binocluri gradate şi cu telerelascopul Bitterlich sau cu teodolite de mare precizie;

- măsurarea succesivă (periodică) a înălţimii arborelui, cu condiţia să se folosească teodolite de mare precizie. Nu se recomandă folosirea dendrometrelor obişnuite – dacă perioada pentru care se măsoară creşterea este redusă, erorile de măsurare pot depăşi însăşi creşterea.

- folosirea ecuaţiilor de regresie multiplă privind legătura corelativă dintre creşterea în înălţime şi unele caracteristici factoriale mai importante (vârsta, bonitatea staţiunii, creşterea în diametru etc.).

7.3.4. Determinarea creşterii în volum la arbori ( )vi este influenţată de creşterea

în diametru ( sau de creşterea în suprafaţa secţiunii de bază )di ( )gi , de creşterea în

înălţime ( şi de creşterea (modificarea) în timp a coeficientului de formă )hi ( )fi . Aspecte teoretice Dacă se cunoaşte volumul arborelui la începutul perioadei de măsurare ( )Av şi la sfârşitul acesteia ( )Bv , creşterea în volum va fi:

;ABv vvi −= Dar: ;BBBB fhgv ⋅⋅= ;AAAA fhgv ⋅⋅=

;ABg ggi −= ;ABh hhi −= ;ABf ffi −=

;gBA igg −= ;hBA ihh −= ;fBA iff −= Astfel încât se demonstrează că:

;AAABBBv fhgfhgi ⋅⋅−⋅⋅= ( ) ( ) ( );fBhBgBBBBv ifihigfhgi −⋅−⋅−−⋅⋅=

;fhghgBfgBfhBfBBhBBgBBv iiiiifiihiigihgifgifhi +−−−++=

;⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−−−++=

BBB

fhg

BB

fg

BB

hg

BB

fh

B

f

B

h

B

gBv fhg

iiifg

iihgii

fhii

fi

hi

gi

vi

sau simplificat: ;⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

B

f

B

h

B

gBv f

ihi

gi

vi

Expresia procentuală a creşterii în volum este:

( );01,001,0100 ifihigifigifihihigifihigB

viv pppppppppppp

vip −++−++=⋅=

sau în raport cu volumul de la începutul perioadei ( )Av se obţine:

17

( );01,001,0100 ifihigifigifihihigifihigA

viv pppppppppppp

vi

p ++++++=⋅=

Pentru producţie se aplică: ;cpppp ifihigiv ±++=

sau ;ifihigiv pppp ++=

sau ;ihfigiv ppp +=

sau mai simplificat: ;ihigiv ppp += ori ;2 ihidiv ppp +⋅= Din punct de vedere practic lucrurile se simplifică, aplicând la arborele în picioare pentru determinarea creşterii curente în volum, formula lui Schneider. Pentru a demonstra această formulă se porneşte de la ecuaţia de regresie a volumului:

;logloglog 210 hbdbbv ⋅+⋅+= Prin diferenţiere rezultă:

;21 ihidiv pbpbp ⋅+⋅= Coeficienţii de regresie se pot stabili pe cale experimentală pe specii şi categorii de arborete, în coeficientul fiind inclusă modificarea coeficientului de formă. 1b Mai simplificat, pornind de la ecuaţia:

;loglog 10 dbbv ⋅+= Prin calcul diferenţial se ajunge la:

;1 idiv pbp ⋅= Coeficientul de regresie variază de la arbore la arbore în funcţie de o multitudine de caracteristici factoriale ( specie).

1b,, fh ii

Cum ;200200dibp

dip r

iivr

id ⋅⋅=⇒⋅=

Dar ;200 1 kb =⋅ ceea ce face ca:

;dikp r

iv⋅

= în care:

- ri se măsoară pe carota prelevată cu burghiul Pressler; - d se măsoară cu clupa; - iar k depinde de vigoarea de creştere în înălţime şi proporţia lungimii

coroanei faţă de înălţimea arborelui, după cum urmează: Când creşterea în înălţime este: Când coroana este

inserată la… din înălţimea arborelui

aproape nulă slabă moderată activă foarte

activă excep-ţională

0,5h şi mai jos 400 470 530 600 670 730 Între 0,5 şi 0,7h 400 500 570 630 700 770

Mai sus de 0,75h 400 530 600 670 730 800

Coeficientul k are valori cuprinse între 400 şi 800 şi este cu atât mai mare cu cât vigoarea de creştere în înălţime este mai mare şi cu cât coroana este amplasată mai sus

18

pe fus. k este minim când creşterea în înălţime este aproape nulă şi devine maxim la creşteri excepţionale în înălţime şi când coroana este inserată în ultima pătrime a fusului. Astfel se stabileşte , după care se determină volumul total al arborelui v . ivp

Cum ;100

100 vpivip iv

vv

iv⋅

=⇒⋅=

Formula lui Schneider se foloseşte în determinări aproximative. De altfel, nu există posibilităţi de determinare cu precizie ridicată a creşterii curente în volum la arborele pe picior. Determinarea creşterii curente în volum la arborii doborâţi presupune:

- stabilirea creşterii curente în înălţime hi pentru perioada luată în considerare; - din lungimea totală Bl se scade creşterea în înălţime hi . Prin diferenţă rezultă

înălţimea de acum n ani a arborelui: ;hBA ill −= - lungimea Al se împarte în 10 secţiuni; - la mijlocul fiecărei secţiuni se ia probă cu burghiul pentru măsurarea creşterii

radiale ri pe perioada urmărită; - se aplică formula compusă a secţiunii la mijloc:

( ) ;......1,0 .1021 vfgggAv viiili ++++⋅⋅= în care:

- ...., 2 reprezintă creşterile în suprafaţă la mijlocul secţiunilor 1, 2,…,10, calculate cu luarea în considerare a coeficientului creşterii cojii;

1 gg ii

- .vfv - volumul vârfului fusului cu lungimea hi , calculat după formula conului.

Precizia de determinare a creşterii în volum la arborele doborât depinde de precizia cu care se determină creşterea radială

viri la secţiunile în cauză. Eroarea poate fi

de ± 2-3% la 68% din cazuri, cu recomandarea de a se lua probe de creştere pe două direcţii perpendiculare. Mult mai dificilă este determinarea creşterii curente în volum a ramurilor, de aceea se face apel la determinări tabelare pe baza unor coeficienţi. La arborele pe picior creşterea în volum se poate determina prin măsurători succesive Volumele se vor determina cu mare precizie, putând fi folosită şi ecuaţia de regresie dublu logaritmică.

;ABv vvi −=

7.3.5. Variaţia în timp a coeficientului de formă se produce ca urmare a creşterii în diametru şi în înălţime, în sensul că, o dată cu sporirea creşterii în înălţime se majorează şi valoarea coeficientului de formă, dar descreşte pe măsură ce se diminuează creşterea în diametru. Valori orientative ale variaţiei în timp a coeficientului de formă pot fi obţinuţi pe seama legăturilor de dependenţă ale acestuia cu alte caracteristici biometrice ale arborelui. Determinări mai exacte pot fi făcute prin analize auxometrice ale arborilor. 7.3.6. Analiza dendrometrică (auxometrică) a arborelui este o „autopsie” a arborelui în scopul de a afla dinamica (variaţia în raport cu vârsta) a principalelor 19

20

caracteristici ale arborelui (diametrul, înălţimea, volumul, coeficientul de formă, creşterea în diametru, creşterea în înălţime, creşterea în volum). Analiza se face în scopuri practice sau ştiinţifice prin reconstituirea profilului longitudinal al arborelui, pentru aflarea influenţelor exercitate de unii factori asupra acestor caracteristici biometrice. Se aleg arbori reprezentativi pentru scopul urmărit, de obicei din categoria celor dominanţi şi codominanţi, cu diametre mei mari decât diametrul mediu al arboretului. Se studiază arborele pe picior sub raportul calităţii fusului şi a coroanei, se stabileşte poziţia nordului pe arbore, după care se doboară cu vârful nealterat, fără lăsare de cioată. Se curăţă de crăci, se măsoară lungimea până la mugurele terminal, după care se prelevează rondele la secţiunile de 0, 1,30, 3,60, 5,60, 7,60 ….., de pe rondela de la bază se determină vârsta. Pe fiecare rondelă se trece numărul arborelui, numărul rondelei şi poziţia reper (nordului). De pe fiecare rondelă se numără inelele anuale, apoi se măsoară diametrele, pe grupe de câte 5 sau 10 inele anuale, pe două direcţii perpendiculare, valori ce constituie datele de bază. Se întocmeşte graficul înălţimii în raport cu vârsta, după care se determină profilul longitudinal (curba de contur a fusului) la diferite vârste. Se determină apoi dinamica suprafeţelor secţiunilor transversale, a volumelor, coeficientului de formă, a creşterilor curente şi medii în valori absolute şi în procente. După efectuarea determinărilor auxometrice se trece la o analiză auxologică atentă a rezultatelor, cu concluzionarea influenţelor factorilor dereglatori asupra mersului creşterilor. Teme de control:

1. Clasificarea creşterilor. 2. Stabilirea vârstei la arbori şi arborete. 3. Procedee de determinare a creşterilor în diametru la arbori. 4. Determinarea creşterii în înălţime la arborii pe picior şi cei doborâţi. 5. Determinarea creşterii în volum la arbori. 6. Prezentaţi tehnica analizei arborelui.

7.4. Auxometria arboretelor încorporează tehnici şi metode de determinare a creşterii în diametru, în înălţime, în suprafaţă de bază şi în volum la arborete şi se bazează pe cunoaşterea modului de structurare a acestora sub raportul creşterilor arborilor componenţi. Metodele auxometrice sunt fundamentate statistico – matematic, prin intermediul metodei selective. 7.4.1. Determinarea creşterii în diametru la arborete

a.) cazul arboretelor echiene: S-a demonstrat că la arboretele echiene, între creşterea în diametru ( )di şi diametrul de bază al arborilor ( )d există o corelaţie liniară, caracterizată printr-un coeficient de corelaţie destul de ridicat )8,0( 6,0 −=r

0 da+. Expresia analitică a corelaţiei este linia dreaptă:

;1 Pe această bază se poate demonstra ca arborele mediu aritmetic este caracteristic (reprezentativ) pentru arboretul întreg şi din punctul de vedere al creşterii în diametru:

aid =

( ) ( ) ( ) ;... 110

10210110n

dana

ndaadaadaai

n

ii

nd

∑=

+=

++++++=

;10 daaid += Astfel se poate spune că la arboretele echiene, media creşterilor în diametru este egală cu creşterea în diametru a arborelui mediu aritmetic. În acelaşi timp media creşterilor în diametru ai arborilor din categoria diametrului mediu este şi media creşterilor în diametru a tuturor arborilor din arboret. Aşadar, pentru determinarea creşterii în diametru la arboretele echiene, este suficient să măsurăm creşterea în diametru, pe probe de creştere, la circa 10 – 20 de arbori cu grosimea apropiată de diametrul mediu. Având în vedere relaţia: ;10 daaid += se poate stabili şi:

precum şi: ;10 gdg daai += ;10 gMdgM daai += La arboretele echiene, dacă cunoaştem diametrul mediu şi creşterea radială corespunzătoare acestui diametru se pot determina creşterile radiale pe categorii de diametre (orientativ), utilizând ecuaţia

generală a dreptei creşterilor: ;38,038,1 rr iddi ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

O modalitate de determinare mai precisă necesită prelevarea de probe cu burghiul Pressler la circa 35 – 40 de arbori ( )%30% ≅ids . Datorită neuniformităţii depunerii inelelor anuale pe circumferinţă, se recomandă fie prelevarea de probe pe două direcţii perpendiculare, fie schimbarea direcţiei de recoltare a probelor de la arbore la arbore. Determinările de acest fel ne oferă doar creşterea în diametru a lemnului, pentru creşterea totală fiind necesară aplicarea corecţiei prin utilizarea coeficientului creşterii cojii. Practic, determinarea creşterii în diametru mediu se face prin metoda inventarierilor succesive în suprafeţe de probă permanente în care la fiecare arbore este măsurat diametrul în acelaşi loc pe circumferiţă, la momente diferite: A (iniţial) şi B (final). Se calculează diametrul mediu , respectiv iar gAd gBd ;gAgBdg ddi −=

21

Valori orientative ale creşterii în diametru a arborelui mediu sunt oferite de tabelele generale de producţie care oferă dinamica diametrului mediu ale arboretelor de diferite specii şi clase de producţie, în raport cu vârsta:

gd

;AB gTgTdg ddi −=

Mai poate fi folosită ecuaţia de regresie multifactorială echivalentă tabelelor de producţie, care exprimă matematic dinamica diametrului mediu în raport cu vârsta gdT . Ea este de forma:

;1

exp 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

= −ng T

nkDd în care:

- nkD ,, sunt coeficienţi de regresie stabiliţi pe specii şi zone geografice; La momentul iar la momentul ceea ce face ca: ;gBB dT ⇒ ;gAA dT ⇒

;gAgBdg ddi −= b.) cazul arboretelor pluriene: este marcat de faptul că legătura dintre creşterea

în diametru ( )di şi diametrul de bază al arborilor ( )d nu mai este liniară, ci curbilinie, astfel că arborele mediu nu mai este reprezentativ pentru arboretul întreg din punctul de vedere al creşterilor radiale.

7.4.2. Determinarea creşterii în suprafaţă de bază ( )GI

Creşterea în suprafaţa de bază este o consecinţă a creşterii în diametru şi reprezintă cea mai importantă componentă a creşterii în volum. Procentul creşterii în suprafaţa de bază reprezintă circa 60-95% din procentul creşterii în volum . La arboretele echiene s-a constatat o puternică legătură corelativă între creşterea în suprafaţa secţiunii de bază

igp ivp

( )gi şi diametrul de bază al arborilor ( , exprimată prin ecuaţiile de regresie neliniare:

)d

;210 dbbig +=

;210 dbdbig += care permite liniarizarea ;10 dbb

dig +=

Din punctul de vedere al tehnicii auxometrice, creşterea în suprafaţa de bază a arboretului poate fi determinată: ( GI )

- prin inventarieri succesive; - prin probe de creştere luate cu burghiul Pressler; - indirect, prin intermediul tabelelor de producţie sau al ecuaţiilor de regresie

adecvate. 1. Metoda inventarierilor succesive presupune măsurători directe ale

diametrelor arborilor din suprafeţele de probă permanente, în acelaşi loc pe circumferiţă, la momente diferite: A (iniţial) şi B (final), pentru calculul suprafeţei de bază. Ca urmare a faptului că într-un arboret au loc procese complexe de regenerare – eliminare, se poate scrie că:

;SRMABG GGGGGI −++−= în care:

22

- BG reprezintă suprafaţa de bază a arboretului la finele perioadei de observaţie;

- AG - suprafaţa de bază a arboretului la începutul perioadei de observaţie; - MG - suprafaţa de bază a arborilor eliminaţi pe cale naturală (morţi); - RG - suprafaţa de bază a arborilor dispăruţi prin rărituri (extraşi artificial); - SG - suprafaţa de bază a arborilor care la începutul perioadei nu aveau

dimensiunile de clupare minime stabilite; Acest procedeu al suprafeţelor de probă permanente este singurul care ne oferă

rezultate concludente, cu condiţia ca perioada de observaţie să fie destul de mare (5 – 10 ani), măsurătorile să fie corecte, iar suprafaţa de probă să fie relativ întinsă (0,25 – 1,00 ha). Formula se simplifică în lipsa eliminării naturale şi a regenerării naturale:

;RABG GGGI +−= 2. Metoda carotelor de creştere necesită măsurarea creşterilor radiale pe

probele prelevate la toţi arborii din arboret, în raport cu care: ( )∑ ±⋅= ;2

rrG iidI π sau

( )∑ ⋅±⋅= ;2 niidI rrG π la gruparea arborilor pe categorii de diametre. Semnul ± se referă după caz (la începutul sau la sfârşitul perioadei). În scop practic, ne folosim de metoda selectivă, în sensul că se vor recolta probe de creştere la doar 30 – 40 de arbori. Pe baza probelor de selecţie se construieşte graficul dreptei creşterilor radiale pe baza relaţiei dintre ri şi d ;10 daair +=⇒ relaţie pe care o folosim pentru toţi arborii din arboret. În acest fel se comite o eroare de reprezentativitate. Este necesară aplicarea corecţiei referitoare la creşterea cojii, astfel că:

( )∑ ⋅±⋅⋅= ;22 kikidI rrG π Modelul tabelar de calcul a creşterii în suprafaţa secţiunii de bază este:

23

Diametrul la

sfârşitul perioadei

cmdB ,

Numărul de

arbori n

Suprafaţa de bază

2,mgB

Creşterea radială

cmi ,

Creşterea radială

corectată cmkir ,⋅

Diametrul la începutul perioadei

cmd A ,

Suprafaţa de bază

2,mgr A

2Bd

4π

=

De pe graficul dreptei

creşterilor

kid 2−B r=

2Ad

4π

=

Total N BG AG

;ABG GGI −=⇒ Se mai poate determina: ;, gAgBdggAgB ddIdd −=⇒ Metoda admite ipoteza potrivit căreia numărul de arbori nu se modifică, sau se face abstracţie de creşterea arborilor eliminaţi natural, pentru că aceşti arbori sunt din

clasele inferioare Kraft. Eroarea datorată acestei ipoteze este de 2 – 3%. Pe ansamblu, eroarea standard a metodei este de ± 3%, în condiţiile recoltării de probe de creştere la 40-50 de arbori. O variantă simplificată se bazează pe formula:

;100

IGG

pGI ⋅= în care:

- G reprezintă suprafaţa de bază a arboretului la începutul sau sfârşitul perioadei (stabilită prin procedeul Bitterlich);

- IGp - procentul creşterii în suprafaţa de bază, care se estimează cu relaţia:

;1400⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛±⋅

⋅=

di

dip rr

IG

;14⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛±⋅

⋅⋅=⇒

di

diGI rr

G în care:

- ri reprezintă media creşterilor în diametru a arborelui mediu, stabilită prin sondaj (în locul lui d poate fi gd ).

3. Metoda tabelelor de producţie prin intermediul căreia sunt oferite valori ale suprafeţei de bază G la diferite vârste, pentru arborete de aceeaşi specie şi aceleaşi condiţii de dezvoltare. Prin diferenţă se obţine, cu aproximaţie, creşterea în suprafaţa de bază pe anumite intervale de timp. În mod similar pot fi folosite ecuaţii de regresie adecvate.

7.4.3. Determinarea creşterii în înălţime ( )hgI

Creşterea în înălţime a arboretului reprezintă media creşterilor în înălţime a arborilor componenţi. Pentru măsurarea creşterii în înălţime se pot folosi următoarele procedee:

- procedeul arborilor de probă, prin care creşterea în înălţime a arboretului va fi dată de media creşterilor în înălţime a unui anumit număr de arbori stabilit în raport de precizia dorită şi de variabilitatea înălţimii arborilor din arboret. Pentru o eroare limită de ± 10%, în condiţiile unui coeficient de variaţie

%35 , sunt necesare măsurători la circa 50 de arbori. Prin trasarea dreptei înălţimilor

% =hsBh şi Ah pot fi deduse grafic şi creşterile în înălţime pe

categorii de înălţimi. - procedeul inventarierilor succesive, oferă rezultate satisfăcătoare pentru

perioade de observaţie foarte lungi. Prin trasarea curbei înălţimilor compensate se stabilesc înălţimile medii la începutul perioadei ( )A şi la sfârşitul perioadei ( )B , fiecare în funcţie de diametrele medii corespunzătoare celor două momente. Prin diferenţă rezultă creşterea în înălţime corespunzătoare diametrului mediu. Pentru o mai bună precizie se recomandă măsurarea înălţimilor la aceeaşi arbori, atât la momentul ( )A cât şi la

24

momentul ( )B , pentru a scoate din calcul variabilitatea înălţimilor arborilor în arboret.

- procedeul tabelelor de producţie prin intermediul căruia sunt oferite valori ale înălţimii medii ( )gh la diferite vârste, pentru arborete de aceeaşi specie şi aceleaşi condiţii de dezvoltare. Prin diferenţă se obţine, cu aproximaţie, creşterea în înălţime ( )hgI pe anumite intervale de timp. În mod similar pot fi folosite ecuaţii de regresie adecvate, echivalente tabelelor de producţie, care exprimă dinamica dezvoltării înălţimii medii( )gh în raport cu vârsta ( )T :

;1

exp 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

= −ng T

nkDh în care:

- nkD ,, sunt coeficienţi de regresie stabiliţi pe specii şi zone geografice; La momentul iar la momentul ceea ce face ca: ;gBh⇒BT ;gAA hT ⇒

;gAgBhg hhI −=

Dacă sunt cunoscute volumul şi suprafaţa de bază a arboretului la începutul şi sfârşitul perioadei de observaţie, se poate stabili creşterea în înălţimea redusă ( )hfI :

;A

A

B

Bhf G

VGVI −=

Cum ;VBA IVV −= şi ;GBA IGG −=

;GB

GfVhf IG

IhII

−

⋅−=⇒

sau procentual: ;100100

⋅−−

=IG

IGIVIhf p

ppp

O altă modalitate de determinare a creşterii în înăl imea redusă se bazează pe corelaţia dintre înălţimea redusă

ţ( )fh şi înălţimea medie ( )gh , exprimată prin ecuaţia

de regresie: ;2

210 ggf hbhbbh ++=

Cunoscând înălţimile medii la începutul ( )Ah şi sfârşitul perioadei ( )Bh de observaţie se deduc înălţimile reduse pentru cele două momente ( )fAh şi ( )fBh , iar prin

diferenţă se determină creşterea în înălţimea redusă ;fAhfBhhfI −= O modalitate de determinare mai simplă a creşterii în înălţimea redusă este oferită de tabelele de producţie. După aceste tabele au fost calculate procentele creşterii (anuale) în înălţimea redusă ( )λ pentru principalele specii forestiere din ţara noastră.

25

7.4.4. Determinarea creşterii în volum la arborete ( )VI 7.4.4.1. Elemente privind structura arboretelor în raport cu creşterea în volum a arborilor Variabilitatea creşterilor în volum este foarte ridicată la nivelul întregului arboret. Ea este mai redusă pentru arbori din aceleaşi categorii de diametre.

Între creşterea în volum şi diametrul de bază ( )vi ( )d al arborilor există o corelaţie neliniară, fiind semnalată o etajare a curbelor de regresie în raport cu vârsta. Mai poate fi amintit faptul că creşterea în volum ( )vi este corelată liniar cu volumul arborilor ( : )v ;10 vbbiv ⋅+= Există şi o relaţie statistică ce ne permite determinarea creşterii în volum pe categorii de diametre, în funcţie de categoria de diametre ( )d , diametrul mediu ( )gd şi

de creşterea în volum a arborelui mediu ( )vgi :

;38,138,0 vggg

v idd

ddi ⋅⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−⋅=

Constatăm deci că ne putem rezuma doar la determinarea creşterii în volum a arborilor medii pentru determinarea creşterii în volum a întregului arboret. 7.4.4.2. Terminologie. Felul creşterilor Dacă la arborele individual, creşterile se acumulează continuu, la arborete se manifestă două procese diametral opuse:

- pe de o parte, procesul de acumulare prin adăugarea de inele anuale la arborii toţi arborii verzi din arboret;

- pe de altă parte, procesul de eliminare naturală (sau artificială), prin care o parte din volumul acumulat este eliminat sau extras.

Ca urmare a acestor procese, dealtfel naturale, volumul pe picior creşte într-un ritm mai lent decât suma creşterilor arborilor individuali. Uneori, când se elimină prin diferite intervenţii (rărituri forte, tăieri de regenerare) mai mult decât creşterile, volumul pe picior poate înregistra chiar scăderi. Ca şi în cazul suprafeţei de bază, ecuaţia bilanţului auxologic a volumului este:

Creşterea brută a volumului iniţial: ;SRMABV VVVVVI −++−= în care:

- BV reprezintă volumul arboretului la finele perioadei de observaţie; - AV - volumul arboretului la începutul perioadei de observaţie; - MV - volumul arborilor eliminaţi pe cale naturală (morţi); - RV - volumul arborilor recoltaţi prin rărituri (extraşi artificial); - SV - volumul arborilor care la începutul perioadei nu aveau dimensiunile de

clupare minime stabilite; Cu aceste notaţii avem:

26

Creşterea brută (a producţiei totale), inclusiv volumul arborilor subţiri neînregistraţi la începutul perioadei, care exprimă adevărata capacitate de producţie lemnoasă a biocenozei forestiere este dată de relaţia:

;RMABV VVVVI ++−= Creşterea netă, inclusiv volumul arborilor subţiri neînregistraţi la începutul perioadei:

;RABV VVVI +−= Creşterea netă a volumului iniţial

;SRABV VVVVI −+−= Creşterea producţiei principale (schimbarea volumului pe picior):

;ABV VVI −= În practică, MV şi RV se înregistrează în comun cu simbolul RV , astfel că:

;RABV VVVI +−= ceea ce arată că: ;RVAB VIVV −=− adică:

- diferenţa dintre producţia biologică în volum a arboretului şi producţia extrasă de silvicultor trebuie să fie în echilibru cu diferenţa dintre volumul actual şi cel de la începutul perioadei.

Toate aceste creşteri enumerate anterior sunt creşteri curente anuale, iar dacă diferenţa dintre momentele A şi este mai mare de un an, vorbim de creşteri periodice.

B

Mai pot fi definite: Creşterea medie a producţiei principale:

;B

BVMP T

VI =

Creşterea medie a producţiei totale:

;B

RBVMT T

VVI ∑+=

Dacă BT coincide cu vârsta exploatabilităţii, vorbim despre creşterea medie la exploatabilitate fie a producţiei principale fie a producţiei totale. Interesează cu precădere creşterea curentă (periodică sau anuală) a producţiei totale, ce poate fi determinată prin:

- procedee bazate pe inventarieri succesive; - procedee cu arbori de probă; - procedee prin măsurarea creşterilor radiale la arbori nedoborâţi; - procedee bazate pe tabele de producţie şi ecuaţii de regresie echivalente, fără

măsurarea creşterilor radiale.

27

a.) Procedeul inventarierilor succesive constă în determinarea volumelor ,, SR V în suprafeţe de probă permanente. Se folosesc procedee

comparabile în timp, adică procedeele de calcul utilizate sunt neschimbate de la un moment de inventariere la altul. În suprafeţele de probă permanente, arborii sunt numerotaţi. Reinventarierea se face la intervale de 5 sau 10 ani. Fiecărui arbore i se măsoară diametrul în acelaşi loc pe fus. La arboretele

,,, MAB VVVV

echiene, graficul înălţimilor compensate se întocmeşte pentru fiecare inventariere în parte deoarece curba înălţimilor prezintă acea deplasabilitate de la o perioadă la alta. Este necesară măsurarea a cel puţin 80 de înălţimi, de regulă la aceiaşi arbori, fapt pentru care este necesară însemnarea lor pentru a putea fi identificaţi la următoarea inventariere. Pentru înlăturarea subiectivismului la trasarea curbei înălţimilor, se recomandă folosirea ecuaţiilor de regresie echivalente, transformarea curbei înălţimilor în “dreapta înălţimilor” şi construirea dreptei de regresie ;10 AB hbbh ⋅+= Calculul volumelor se face prin metoda tabelelor de cubaj, cu ţinerea evidenţei arborilor extraşi. La arboretele pluriene se foloseşte metoda seriilor de volume, iar pentru perioade scurte de timp, atât curba volumelor cât şi curba înălţimilor rămân neschimbate de la o inventariere la alta. Există şi programe de prelucrare automată a datelor din suprafeţele de probă permanente (programul SUPERPAD) care face următoarele calcule:

- curba înălţimilor se stabileşte analitic ( )d ai cărei coeficienţi se stabilesc separat pentru începutul şi sfârşitul perioadei de observaţie;

ada 210 log ++

Bv vi

ah 2loglog =

- calculul volumului fiecărui arbore în parte, distinct pentru cele două momente, cu ecuaţia de regresie dublu logaritmică a volumului;

- calculul creşterilor în volum pentru fiecare arbore în parte ( )Av−= ; - calculul unor indicatori sintetici: diametrul mediu, înălţimea medie, volumul şi

suprafaţa de bază la hectar, creşterea în volum etc. Eroarea standard procentuală de determinare a creşterii în volum prin metoda

inventarierilor succesive este dată de relaţia:

;2%%

V

VIV I

Vss ⋅⋅=

Se estimează că eroarea standard este de circa 10-15% şi scade pe măsură ce volumul volumul este mai mic iar creşterea în volum este mai mare. Determinări de precizie pot fi obţinute doar când perioada de observaţie este suficient de mare (20 - 25 ani).

b. Procedee cu arbori de probă Măsurarea exactă a creşterii curente în volum a arboretelor se poate face doar după doborârea tuturor arborilor din arboret şi determinarea creşterii la fiecare arbore prin metoda secţionării. Cum acest lucru este practic imposibil, se pot folosi aproape toate metodele cu arbori de probă folosite pentru determinarea volumului total şi a volumului pe sortimente la arborete (metoda arborelui de probă mediu, Urich II, Hartig, Draudt), în ipoteza că arborii de probă medii (pe arboret sau pe clase de diametre) sunt reprezentativi pentru întreg arboretul şi din punctul de vedere al creşterii în volum. Un procedeu interesant este cel bazat pe curba volumelor care constă în:

- cluparea arborilor din arboret; - măsurarea înălţimilor la 30-40 de arbori din toate categoriile de diametre; - trasarea curbei înălţimilor pentru determinarea caracteristicilor arborilor de

probă din fiecare categorie de diametre;

28

- identificarea şi doborârea a circa 60-70 arbori de probă, număr stabilit prin

metode statistico-matematice: ( );1 22%

2%

2rsun v −⋅

Δ

⋅= în care avem testul u ,

coeficientul de variaţie al volumelor arborilor din arboret %70% ≅vs8,0

, toleranţa admisă %Δ şi mărimea coeficientului de corelaţie 9,0−=r care indică intensitatea corelaţiei dintre vi şi d .

- arborii de probă se cubează cât mai exact şi se trasează apoi curba volumelor ( )df , de pe care se stabilesc volumele unitare pe categorii de diametre; v =

- arborilor de probă li se determină prin metoda secţionării şi creşterea curentă în volum, cu care se trasează curba de regresie a creşterii în volum

( )df , de pe care se determină creşterile în volum pe categorii de diametre în raport cu care se trece la creşterea în volum a arboretului; iv =

- legăturile corelative ( )df şi v = ( )dfiv = pot fi exprimate şi analitic prin utilizarea ecuaţiilor de regresie:

;210 dbbv ⋅+=

;2210 dadaaiv ++=

sau ;loglog 10 dbbiv += Calculul poate decurge după următorul model: Categoria

de diametre

cmd ,

Numărul de

arbori n

Volum unitar

3,mvu

Volum total

3,mvt

Creşterea curentă în

volum 3,miv

Creşterea curentă în

volum 3,mivt

De pe curba volumelor sau din

ecuaţia de regresie

echivalentă

nvv ut

29

⋅=

De pe curba creşterii în

volum sau din ecuaţia de regresie

nii vvt ⋅=

Total N V VI

Precizia procedeului este în funcţie de numărul de arbori de probă doborâţi. La un număr de 60-70 arbori de probă eroarea va fi de circa 10% la o probabilitate de acoperire de 95%. Se poate vedea că este necesară doborârea unui număr foarte mare de arbori de probă, ceeea ce face procedeul extrem de costisitor.

De aceea se prezintă procedeul selecţiei în două faze care permite realizarea unei

precizii superioare cu doborârea unui număr mai mic de arbori de probă. Procedeul se bazează pe două constatări importante:

- prima constatare este aceea că creşterea în suprafaţa de bază deţine ponderea cea mai mare (60-90%) din ansamblul creşterii în volum

( )GI( )VI ,

participarea fiind cu atât mai mare cu cât arboretul înaintează în vârstă. Astfel că pentru determinarea creşterii în suprafaţa de bază ( )GI trebuie acordată o atenţie deosebită, în sensul de a face o selecţie masivă (prima fază a selecţiei) prin recoltarea de 40-70 probe de creştere cu burghiul Pressler la arbori pe picior din majoritatea categoriilor de diametre. După măsurarea creşterilor radiale, corectate cu coeficientul creşterii cojii, se trasează dreapta creşterilor manual sau analitic ( )daair 10 += , pentru determinarea creşterilor radiale medii pe categorii de diametre, în raport cu care se determină creşterea în suprafaţa secţiunilor categorii de diametre, cu relaţia: de bază pe

( );2 kikidi rrg ⋅−⋅⋅= π

- a doua constatare se referă la faptul că creşterea în înălţimea redusă

2

( )hfI îdeţine o pondere inferioară n ansamblul creşterii în volum (10-40%). În acest

scop se constituie o a doua colectivitate de selecţie (a doua fază), extrasă din prima, mult mai redusă. Se doboară astfel doar 10-15 arbori de probă cărora li se determină cu precizie creşterea în suprafaţa de bază ( )gi şi creşterea în

volum ( )vi , şi se concretizează grafic sau analitic legătura corelativă dintre cele două caracteristici: ;10 gv ibbi ⋅+=

Calculul creşterii curente în volum prin acest procedeu urmăreşte modelul:

Creşterea în suprafaţa secţiunii

Creşterea curentă în

Crecure

30

Categde

oria Număr Creşterea radială

diametre cmd ,

de arbori

n corectată i mmkr ,⋅

de bază 2,mig

volum 3,miv

şterea ntă în

volum 3,mivt

D creşterilor sau

e pe dreapta

din ecuaţia de regresie

( )daair 10 +=

( )22kikdi rr −=π

D cul terii în

e pcreş

volum

e grafi

sau din ecuaţia de regresie

;10 gv ibbi ⋅+=

nii vvt = ⋅

VI N Total

variantă simplificată iei în două ă pe ideea că dreapta de regresie trece prin origine, astfel c ceea ce

O a procedeului selecţ faze se bazeaz

ă vigv ibbi ⋅+= 10 ;1 gib ⋅=

face ca: ; ică 1 e1 ∑∑=

ga

vaiib ad b ste dat de raportul dintre creşterea curentă n volum şi

creşterea a celor 10-15 arbori de probă doborâţi, de această dată din jurul diam lul se ordonează după următorul tabel:

î

în suprafaţa de bază etrului mediu. Calcu

Creşterea în suprafaţa secţiunii de bază

Creşterea în s

Categoria de

Număr de

Creşterea radială uprafaţa secţiunii

de bază 2,migt

diametre cmd ,

arbori n

corectată mmkir ,⋅

2,mig

De

creşterilor sau din ecuaţia de regresie

pe dreapta ( )22kikdii rrg −=π nii ggt ⋅=

GI N Total

Teme de control: ieţi modalit ile de determinare a creşterii în diametrul mediu la

arborete. eşterii în suprafaţa de bază la arborete.

inventarierilor succesive de determinare a creşterii curente în volum

creşterii în volum la

În final ;I⋅ 1 GV bI =

1. Descr ăţ

2. Procedee de determinare a cr3. Determinarea creşterii în înălţimea medie la arborete. 4. Procedeul

la arborete. 5. Procedeul selecţiei în două faze de determinare a

arborete.

31

c. Procedee de determinare a creşterii curente în volum la arborete, bazate pe probe de creştere recoltate la arborii pe picior

Această grupă de procedee elimină dificultatea doborârii de arbori de probă şi se bazează pe:

- măsurarea directă a creşterii în suprafaţa de bază ( )GI pe carote de creştere scoase cu burghiul;

- stabilirea pe cale indirectă a creşterii în înălţime ( )HI sau a creşterii în înălţimea redusă ( )HFI folosind corelaţii între aceste creşteri cu alte caracteristici biometrice ale arborilor şi arboretelor.

După modul de determinare a creşterii în înălţimea redusă, deosebim următoarele procedee: c1. Procedee bazate pe estimarea creşterii în înălţime necesită stabilirea procentului mediu al creşterii în volum pe seama determinărilor efectuate la mai mulţi

arbori din arboret potrivit relaţiei lui Schneider: ;dikp r

iv ⋅= în care k este în funcţie

de proporţia lungimii coroanei faţă din înălţimea totală a arborelui şi de aprecierea vizuală a creşterii în înălţime, care poate fi aproape nulă, nulă, slabă, moderată, foarte activă, excepţională. Precizia procedeului este redusă, fiind puternic influenţată de subiectivismul aprecierii creşterii în înălţime. c2. Procedee bazate pe folosirea relaţiei “volum – diametru”, elaborate pe următorul raţionament: ;ABV VVI −= Diametrele actuale Bd se măsoară la data inventarierii iar ;2 rBA dd = i⋅− Se face abstracţie de creşterea în volum a arborilor dispăruţi în intervalul analizat. În funcţie de modul de determinare a volumelor pot fi amintite următoarele procedee:

- procedeul tabelelor de cubaj (Fekete) prin care volumele la cele două momente se stabilesc prin procedeul tabelelor de cubaj, în ipoteza folosirii aceleaşi curbe a înălţimilor. Se obţin astfel însemnate erori sistematice în minus (mai ales la arboretele tinere) prin neglijarea deplasabilităţii curbei înălţimilor în raport cu vârsta, astfel că o parte din creşterea în înălţime nu este luată în considerare.

- procedeul interpolării (Meyer) consideră constantă în timp curba volumelor, fapt pentru care o parte din creşterea în volum este neglijată, deoarece curba volumelor se deplasează, mai ales pe verticală, în raport cu vârsta arboretelor.

- procedeul diferenţelor de tarif (Loetsch) care presupune determinarea volumelor la cele două momente cu aceeaşi serie de volume, însă este cunoscut faptul că la arboretele echiene, şi seriile de volume se modifică în timp.

32

- procedeul ecuaţiei de regresie dublu logaritmice a volumului ( )hdfv , . =- procedeul înălţimilor relative şi al volumelor relative ( )gg hv , ,

prezentate pe larg în lucrarea “Biometria arborilor din România – metode dendrometrice”.

ddf ,=

c3. procedee bazate pe tabele de producţie sau ecuaţii de regresie echivalente, procedeul înălţimilor medii reduse (Giurgiu), la elaborarea căruia s-a pornit de la ideea determinării directe a creşterii în suprafaţa de bază ( )GI şi a determinării indirecte a creşterii în înălţimea redusă ( )HFI . Teoretic, procedeul se bazează pe ecuaţia procentului creşterii în volum:

( );01,001,0 ifihigifigifihihigifihigiv ppppppppppppp −++−++=

;cpppp ifihigiv −++≈

;ihfigiv ppp +≈

Procentul creşterii în suprafaţa de bază ( )igp deţine circa 60-90% din procentul

creşterii în volum ( în timp ce procentul creşterii în înălţimea redusă )ivp ( )ihfp deţine

doar 10-40% din ( . Cu cât vârsta arboretului este mai mare, cu atât se reduce ponderea lui

)ivp( )ihfp în . Astfel că, o atenţie deosebită se va acorda determinării

procentului creşterii în suprafaţa de bază

( ivp )( )igp , printr-o selecţie masivă pe teren, prin

recoltarea de probe de creştere la circa 40-60 de arbori din majoritatea categoriilor de diuametre. Pentru determinarea procentului creşterii în înălţimea redusă ( )ihfp nu se mai fac măsurători pe arbori de probă ci rezultă tabelar în funcţie de coeficienţi stabiliţi experimental. Suportul teoretic al metodei porneşte de la relaţia:

;ABV VVI −= sau ;FAAFBBV HGHGI ⋅−⋅=

Cum ;GBA IGG −= şi ;HFFBFA IHH −= ;HFGGFBHFBV IIIHIGI ⋅−⋅+⋅=⇒

Practic, se determină pe baza unei selecţii pe teren, în sensul recoltării de probe de creştere cu burghiul Pressler la circa 40-60 de arbori, iar

GIHFI este supus unor

determinări tabelare (tabele de producţie) în funcţie de specie, vârstă şi clasă de producţie ca efect al dinamicii înălţimii şi coeficientului de formă. Calcule se fac pentru arboretul întreg. Cu mult mai convenabil este însă calculul pe categorii de diametre dacă în locul valorilor absolute lucrăm procentual.

]Astfel: ;01,0 ihfigihfigiv ppppp ⋅⋅±+= în care:

- ivp reprezintă procentul creşterii în volum; - ihfp - procentul creşterii în înălţimea redusă;

- igp - procentul creşterii în suprafaţa de bază.

Cum ;1400⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ±

⋅=

di

dip rr

ig

33

;100

11400ihf

ihfrriv p

pdi

dip +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛±⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ±

⋅=⇒ care pentru momentul B devine:

;100

11400ihf

ihfrriv p

pdi

dip +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

⋅= în care:

- ri reprezintă creşterea radială corectată deja cu coeficientul creşterii cojii, stabilit pe seama recoltării de probe de creştere la circa 40-60 de arbori;

- d - categoria de diametre; - ihfp - procentul creşterii în înălţimea redusă;

;λ⋅= mpihf în care: - m reprezintă numărul anilor din perioada măsurării creşterilor; - λ - procentul creşterii în înălţimea redusă pe perioada unui singur an, ce se

stabileşte tabelar în funcţie de specie, vârstă şi clasa de producţie. Valorile

tabelare au fost generate de relaţia:( ) ( )( ) ( ) ;200

mHFHFHFHF

AB

AB ⋅+−

=λ pe baza

datelor oferite de tabelele de producţie. Tehnica de lucru: - cluparea arborilor pe categorii de diametre din 2 în 2cm sau din 4 în 4cm şi

realizarea distribuţiei numărului de arbori pe categorii de diametre; - măsurarea înălţimilor necesare determinării volumului total al arboretului.

Numărul şi selecţia arborilor în vederea măsurării înălţimilor se stabilesc în funcţie de metoda de cubaj adoptată.

- se recoltează probe de creştere cu burghiul Pressler de la circa 40-60 de arbori, uniform repartizaţi în arboret, din majoritatea categoriilor de diametre, proporţional cu numărul de arbori din fiecare categorie de diametre;

- recoltarea probelor se face, fie pe două direcţii perpendiculare la acelaşi arbore, fie prin schimbarea sistematică a poziţiei de recoltare de la arbore la arbore, în scopul compensării neregularităţii lăţimii inelelor anuale pe circumferinţa arborilor;

- înregistrarea creşterilor radiale măsurate pe probele de creştere într-un tabel de forma:

Categoria de

diametre cmd ,

Numărul de arbori

n

Creşteri radiale măsurate

mmir ,

Creşteri radiale medii

mmir ,

Creşteri radiale medii corectate

mmkir ,⋅

- mediile creşterilor radiale pe categorii de diametre se compensează grafic

printr-o linie dreaptă, sau analitic prin ecuaţia de regresie ;10 daair ⋅+= pentru determinarea creşterilor radiale medii pe categorii de diametre;

34

- se stabileşte procentul creşterii în înălţimea redusă potrivit relaţiei: ;λ⋅ = mpihf

- se stabileşte procentul creşterii în volum ( )ivp , tabelar în funcţie de mărimea lui ihfp , categoria de diametre ( )d şi creşterea radială corectată ( )kir ⋅ sau

potrivit relaţiei: ;100

1 ihfp−1

di

−400 rr

iv dip +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅

= ihfp

- determinarea creşterii în volum pe categorii de diametre: ;100

ivuv

pnvi ⋅⋅=

care cumulate dau creşterea curentă (periodică) în volum a arboretului ( )VI . Calculele se ordonează după următorul tabel:

Volumul Creşterea radială Categoria

de diametre

cmd ,

Număr de

arbori n

unitar 3,mvu

total 3,mvt

fără coajă

mmir ,

cu coajă

mmkir ,⋅

Procentul creşterii în

volum ivp

Creşterea în

volum 3,miv

35

nvu ⋅=

De pe dreapta

creşterilor sau din

ecuaţia de regresie

Tabelar sau

potrivit relaţiei de

calcul

100ivt pv ⋅

=

Total N V VI

Eroarea standard a metodei este de circa ±10% la o probabilitate de acoperire de 68%, cu condiţia să se măsoare creşterile radiale la cel puţin 40-60 de arbori iar volumul arboretului să fie determinat cu o eroare sub 5%. Precizia de determinare a creşterii în volum este puternic influenţată de precizia de determinare a lui . ihfp O variantă simplificată a procedeului înălţimilor medii reduse se bazează pe relaţia:

;100

ivV

pVI ⋅= potrivit căreia:

- V reprezintă volumul arboretului stabilit printr-un procedeu expeditiv sau simplificat;

- se recoltează doar 10-20 probe de creştere de la arbori cu diametrul apropiat de diametrul mediu, pe care se măsoară creşterile radiale ;ri

- în baza acestor măsurători sumare se determină diametrul mediu aritmetic d şi media creşterilor radiale ri ;

- se stabileşte în final, tabelar, procentul creşterii în volum ( );,, ihfriv pidfp = în care ;λ⋅= mpihf

Aceste metode sunt specifice arboretelor echiene şi relativ echiene.

c4. procedee de determinare a creşterii curente în volum, fără arbori de probă, la arboretele pluriene La arboretele pluriene, în ipoteza că atât curba volumelor cât şi curba înălţimilor sunt relativ stabile în timp, se pot aplica:

- procedeul tabelelor de cubaj (Fekete); - procedeul interpolării (Meyer); - procedeul diferenţelor de tarif (Loetsch); La noi s-a propus metoda procentelor creşterii în volum. Aceste procente ale

creşterii în volum au fost calculate şi tabelate în baza ecuaţiei curbei volumelor, specifică arboretelor pluriene, după cum urmează:

;100100 ⋅−

=⋅=B

ABviv v

vvvip în care:

;... 77

2210 BBBB dbdbdbbv ⋅++⋅+⋅+=

iar ( ) ( ) ( ;2...22 77

2210 rBrBrBA idbidbidbbv ⋅−⋅++⋅−⋅+⋅−⋅+= )

ca urmare a faptului că ;2 rBA idd ⋅−= Astfel, valorile procentuale ale creşterii în volum la arboretele pluriene pot fi obţinute pe specii (brad, fag, molid) în funcţie de categoria de diametre ( şi creşterea radială corectată (

)d)ri .

Practic, metoda constă în:

- cluparea arborilor pe categorii de diametre din 4 în 4cm şi realizarea distribuţiei numărului de arbori pe categorii de diametre;

- măsurarea a circa 10-15 înălţimi la arbori care au diametrul de 50cm, în raport cu care se determină 50h necesar stabilirii seriei de volume;

- calculul volumului total al arboretului prin procedeul seriilor de volume pentru arborete pluriene;

- recoltarea a cel puţin 50-60 probe de creştere cu burghiul Pressler, de la arbori din majoritatea categoriilor de diametre;

- măsurarea creşterilor radiale de pe carotele extrase şi corectarea lor cu coeficientul creşterii cojii;

- compensarea câmpului de corelaţie format de creşterile radiale şi diametrul arborilor, cu curbe sau ecuaţii de regresie adecvate ;2

2 Se va evita compensarea prin intermediul liniei drepte

10 dadaair ++=

- stabilirea pe cale tabelară a procentului creşterii în volum ; ( )kidspeciefp riv ⋅= ,,

36

- determinarea creşterii în volum pe categorii de diametre: ;100

ivuv

pnvi ⋅⋅=

care cumulate dau creşterea curentă (periodică) în volum a arboretului ( )VI . Calculele se ordonează după următorul tabel:

Volumul Creşterea radială Categoria de

diametre cmd ,

Număr de

arbori n

unitar 3,mvu t

total 3,mv

fără coajă

mmir ,

cu coajă

mmkir ,⋅

Procentul creşterii în

volum ivp

Creşterea în

volum 3,miv

După seria de volume pentru

arborete pluriene

37

nvu ⋅=

De pe curba

creşterilor sau din

ecuaţia de regresie

Tabelar în funcţie de

specie, kid r ⋅,

100ivt pv ⋅

=

Total N V VI

d. Procedee bazate pe tabele de producţie şi ecuaţii de regresie echivalente,

fără măsurarea creşterilor radiale Prin intermediul tabelelor de producţie care sunt oferite valori orientative ale creşterii curente în volum, în funcţie de specie, vârstă şi clasa de producţie, pentru arborete considerate normale (pure şi de consistenţă plină). Echivalentul matematic al tabelelor de producţie este ecuaţia de regresie a creşterii curente în volum:

;210

TaaV eTaI ⋅⋅⋅=

care prin logaritmare devine: ;loglog 210 TbTbbIV ⋅+⋅+= în care: - T reprezintă vârsta arboretului; - 21 - coeficienţi de regresie stabiliţi pe specii şi clase de producţie. 0 ,, bbbÎn ambele situaţii nu este aplicabilă relaţia ;aConsistenţII VnormalV ⋅= pentru

că modificarea consistenţei nu este însoţită întotdeauna de o modificare proporţională a creşterii curente în volum. La o scădere a consistenţei la 0,8 – 0,9 creşterea curentă în volum este cam aceeaşi cu cea a arboretului de consistenţă plină, uneori chiar superioară. Ca urmare a mecanismelor de autoreglare, biocenoza forestieră tinde, prin procesul de creştere, să redobândească starea normală, de optim, corespunzătoare unei maxime stabilităţi. Altfel spus, la reducerea consistenţei în limitele menţionate, arborii rămaşi, deşi mai puţini, compensează prin creşteri sporite şi creşterile care le-ar fi înregistrat arborii extraşi. Abia de la o reducere a consistenţei sub 0,7, este semnalată o scădere relativ proporţională a creşterii curente în volum. Sunt necesare, deci, tabele de creşteri sau ecuaţii de regresie cu luarea în considerare a mai multor caracteristici factoriale importante: specie, vârstă, clasa de producţie, consistenţa, tipul de intervenţie. Un exemplu de ecuaţie multifactorială este:

;loglogloglogloglog 2543

2210 GbGbhbTbTbbI gV +++++= în care:

- T reprezintă vârsta arboretului; - gh - înălţimea medie – indică bonitatea staţiunii (clasa de producţie); - G - suprafaţa de bază la hectar (densitatea absolută)–indicator al consistenţei; - coeficienţii 50 bb − se stabilesc experimental pe specii şi moduri de cultură; Teme de control: 1. Procedeul înălţimilor medii reduse de determinare a creşterii curente în volum

la arborete. 2. Procedee de determinare a creşterii curente în volum la arborete bazate pe

tabele de producţie şi ecuaţii de regresie echivalente.

38

Cap. 8. Inventarierea pădurilor 8.1. Introducere. Metode. Scop. Principii. Clasificări. Inventarierea pădurilor este o parte distinctă a dendrometriei, care are ca obiect elaborarea de metode pentru inventarierea statistică a arboretelor şi a pădurii în ansamblul ei. În unele ţări s-a conturat ca disciplină distinctă. Preocupări de marcă în domeniul inventarierii pădurilor au avut Loetsch, Haller în 1964 (Inventarieri forestiere, vol.I), Loetsch, Zohrer, Haller în 1973 (Inventarieri forestiere, vol.II), Cunia în SUA, Prodan în Germania, Giurgiu în 1968 (Cercetări privind inventarierea statistică a arboretelor), Alexe, Milescu în 1983 (Inventarierea pădurilor). În silvicultură, inventarierile totale (fir cu fir) sunt practic imposibil de efectuat din punct de vedere practic, deşi majoritatea procedeelor dendrometrice de determinare a volumului sunt concepute în ipoteza inventarierii integrale. De aceea au fost elaborate procedee de inventariere parţială, care pe seama sondajului (selecţiei) permite cunoaşterea arboretului întreg. Iniţial inventarierile parţiale nu au fost fundamentate ştiinţific (inventarierile în benzi – Popescu-Zeletin). Intensitatea de inventariere (de eşantionaj) era stabilită empiric (10%). În ultimele decenii, o dată cu pătrunderea statisticii matematice, inventarierile parţiale sunt fundamentate pe tehnici de eşantionaj, bazate pe metoda selectivă, care permite dimensionarea cu anticipaţie a volumului selecţiei şi postcalculul erorilor de reprezentativitate. Obiectul de inventariat (pădurea sau arboretul), sunt considerate ca populaţie statistică. Colectivitatea de selecţie (eşantionul) este constituită din totalitatea

suprafeţelor de probă instalate în populaţia generală ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

fFN , în care:

- F reprezintă suprafaţa pădurii (arboretului); - f - suprafaţa unităţii de eşantionaj (a locului de probă). Inventarierea statistică permite obţinerea informaţiilor referitoare la gradul de

apropiere dintre colectivitatea de selecţie şi colectivitatea generală sub raportul caracteristicilor urmărite. Foarte importantă este alegerea tehnicii de eşantionaj, cea mai adecvată. Baza teoretică a inventarierilor forestiere este aşadar metoda selectivă cu sondajul simplu, sondajul sistematic, sondajul stratificat simplu, sondajul stratificat optim, sondajul cu regresie, sondajul în mai multe faze, sondajul succesiv, sondajul succesiv cu înlocuiri parţiale etc. Se poate afirma că scopul inventarierilor statistice este acela de a determina caracteristicile biometrice ale pădurii cu minim de cheltuieli şi forţă de muncă, în cadrul unor toleranţe impuse şi la un anumit nivel de semnificaţie, folosind metode ale statisticii matematice şi mijloace de acţiune specifice dendrometriei, fotogrammetriei, teledetecţiei şi informaticii. Principiul de bază al metodei selective este cel al randomizării, în sensul că proba (unitatea de eşantionaj) este extrasă la întâmplare din populaţia generală şi că orice altă probă de aceeaşi mărime, are aceeaşi şansă de a intra în sondaj. Însă, în pădure, metoda selecţiei întâmplătoare se poate aplica cu mare greutate, fapt pentru care se aplică metoda selecţiei sistematice, care constă în amplasarea locurilor de probă după

39

40

o schemă fixă, prestabilită, cu distanţe egale între locurile de probă şi care prezintă următoarele avantaje:

- permite o uşoară organizare şi orientare în teren; - prezintă o mare siguranţă; - este mai ieftină; - cuprinde toate zonele arboretului. Ca dezavantaj, sub raport teoretic, este că, adoptând o schemă fixă de amplasare a

locurilor de probă, nu s-ar asigura aceeaşi şansă de a intra în sondaj tuturor unităţilor componente şi astfel s-ar încălca chiar principiul randomizării. Se consideră însă, că prin aşezarea la întâmplare a schemei de amplasare a locurilor de probă, se dă şansă oricărei porţiuni a arboretului de a fi inclusă în sondaj ca probă (unitate de eşantionaj). Un alt principiu esenţial al metodei este cel al reprezentativităţii, care este asigurat atunci când structura probei se apropie de structura populaţiei generale. Cum însă o asemenea reprezentativitate este greu de realizat, apar erorile de reprezentativitate care pot fi sistematice şi întâmplătoare. Erorile sistematice pot fi înlăturate prin depistarea cauzelor care le produc. Erorile de reprezentativitate întâmplătoare apar tocmai datorită diferenţelor de structură dintre colectivitatea de selecţie şi colectivitatea generală şi nu pot fi evitate decât în cazul unor inventarieri integrale. Dar marele avantaj al metodei selective constă tocmai în faptul că erorile de reprezentativitate întâmplătoare pot fi estimate cu anticipaţie, în funcţie de volumul selecţiei, variabilitatea unităţilor de eşantionaj sub raportul caracteristicii urmărite şi de tehnica de eşantionaj adoptată. Astfel că, erorile de reprezentativitate pot fi diminuate prin aplicarea unor tehnici de eşantionaj corespunzătoare, dar mai ales prin stratificarea populaţiilor neomogene în straturi omogene, în scopul reducerii variabilităţii caracteristicii urmărite de la o unitate de eşantionaj la alta. Organizarea pădurii în arborete, caracterizate de omogenitate sub raport structural şi funcţional, este realizată prin lucrările de amenajare a pădurilor. Reducerea erorilor de reprezentativitate se poate realiza şi prin mărirea volumului selecţiei (sporirea numărului locurilor de probă), cunoscut fiind faptul că eroarea întâmplătoare este invers proporţională cu rădăcina pătrată din numărul unităţilor incluse în colectivitatea de selecţie. Însă, majorarea volumului selecţiei conduce la sporirea cheltuielilor de inventariere şi astfel este încălcat un alt principiu al metodei selective, cel al rentabilităţii. Rentabilitatea inventarierilor statistice se face prin raportarea la cheltuielile inventarierilor integrale. Inventarierile integrale (fir cu fir) sunt rentabile şi se practică doar în arboretele exploatabile cu consistenţa între 0,1 şi 0,4 sau cu suprafaţa sub 3ha. În aceste situaţii, cheltuielile legate de organizarea şi efectuarea selecţiei depăşesc cheltuielile unei inventarieri integrale. Restul arboretelor sunt inventariate statistic prin aplicarea unor tehnici de eşantionaj. Inventarierile forestiere au aplicabilitate în:

- lucrările de evaluare a volumului lemnos destinat comercializării; - amenajarea pădurilor, la organizarea bioproducţiei forestiere la nivelul

unităţilor de gospodărire; - controlul stării pădurilor în raport de factorii naturali şi de măsurile

gospodăreşti (monitoring forestier); - planificări şi prognoze pe termen mediu şi lung.

Clasificări În raport cu scopul urmărit, inventarierile forestiere pot fi:

- la nivel de arboret, considerat ca obiect al inventarierii şi ca populaţie statistică, caz în care inventarierea are caracter operativ;

- la nivel de unitate de gospodărire sau de ocol silvic, în cadrul lucrărilor de amenajare a pădurilor, pentru organizarea bioproducţiei forestiere şi a controlului stării pădurilor;

- la nivel regional sau naţional şi internaţional, în scop de control şi prognoză, caz în care inventarierile trebuie concepute ca modele matematice dinamice.

S-a văzut că inventarierile pot fi totale (integrale sau fir cu fir) şi parţiale, cu referire strictă la evaluarea biomasei lemnoase. Denumim inventariere integrală şi integrată atunci când urmărim inventarierea (evaluarea) întregii biomase a ecosistemelor forestiere, a serviciilor pe care le oferă pădurea şi a calităţii factorilor de mediu. Sub raportul tehnicii de efectuare a inventarierilor forestiere, atât la nivel de arboret cât şi pe plan naţional, este necesară îmbinarea măsurătorilor terestre cu cele fotogrammetrice şi de teledetecţie. 8.2. Inventarieri la nivelul arboretului reprezintă totalitatea operaţiilor de măsurare, înregistrare, prelucrare şi stocare a datelor privind caracteristicile arborilor dintr-un arboret, potrivit scopului urmărit. Şi la nivelul arboretului inventarierile pot fi totale, prin măsurarea tuturor arborilor şi parţiale, prin eşantionare. În raport cu tehnica de eşantionare inventarierile parţiale pot fi:

- inventarieri în suprafeţe de probă clasice (dreptunghiulare sau circulare); - inventarieri relascopice; - inventarieri cu număr constant de arbori pe loc de probă (procedeul Prodan); - inventarieri bazate pe distanţa dintre arbori;

8.2.1. Inventarieri în suprafeţe de probă clasice

1. Forma locurilor de probă Iniţial au fost folosite suprafeţe de probă dreptunghiulare, sub formă de benzi,

late de 10m şi cu lungimea egală cu cea a arboretului, dispuse paralel la 100m distanţă una de alta, astfel că procentul de inventariere era de 10%. Benzile de probă se amplasau pe curba de nivel iar delimitarea lor se făcea prin intermediul unui fir şi a unei prăjini de 5m care se ţinea perpendicular şi orizontal de o parte şi de alta a firului. Se măsurau şi înregistrau arborii din interiorul benzilor, iar volumul total al arboretului

se stabilea după relaţia: ( )V;kvV ⋅= în care:

- v reprezintă volumul arborilor de pe suprafaţa efectiv inventariată ( )f ;

- ;fFk = raportul dintre suprafaţa arboretului şi suprafaţa benzilor de probă;

Procedeul s-a dovedit greoi şi imprecis mai ales pe terenuri cu pante de peste 25 de grade unde nu se putea realiza orizontalitatea prăjinii în zona din amonte. În plus, procentul de inventariere nu era fundamentat ştiinţific (indiferent de mărimea şi de 41

caracteristicile arboretului, procentul de inventariere era acelaşi). De aceea a fost abandonat şi practic, în acest moment, se lucrează cu locuri de probă circulare (cercuri de probă), amplasate după principiul selecţiei sistematice. Folosirea locurilor de probă circulare se bucură şi de următoarele avantaje:

- la aceeaşi suprafaţă inventariată, perimetrul cercului de probă este mai mic decât perimetrul oricărei altei figuri geometrice. Cum numărul arborilor de limită (dubioşi), care intră sau nu în sondaj, se corelează cu perimetrul locului de probă, rezultă că suprafeţele de probă circulare sunt de preferat sub raportul preciziei de inventariere;

- la aceeaşi suprafaţă a locului de probă, coeficientul de variaţie a volumului ( )vs% este mai mic la suprafeţele de probă circulare, astfel că pentru realizarea aceleaşi precizii şi la acelaşi nivel de semnificaţie, prin folosirea suprafeţelor de probă circulare, va fi necesar un procent de inventariere mai mic şi în acest fel este mai eficient;

- costul lucrărilor de inventariere prin benzi este mult mai ridicat decât prin locuri de probă circulare.

Ca tehnică de lucru, în suprafeţele de probă circulare se respectă următoarele reguli:

- se inventariază toţi arborii care se află la o distanţă mai mică decât raza cercului, faţă de centrul acestuia;

- arborii de limită se înregistrează dacă distanţa de la centrul cercului la centrul secţiunii longitudinale a fusului este mai mică sau egală cu raza cercului;

- în teren plan, poziţia de clupare este stabilită astfel încât rigla gradată a clupei să fie paralelă cu raza cercului;

Se consideră că forma optimă a locului de probă este cea circulară. Benzile se justifică doar din considerente organizatorice.

2. Mărimea locurilor de probă Mult timp au fost folosite suprafeţe de probă de 100 – 1000 , fără o justificare

teoretică. Pe criterii statistico – matematice, se consideră că locurile de probă trebuie să fie suficient de mari, astfel ca să deţină cel puţin 8-10 arbori, pentru că doar în asemenea condiţii se formează populaţii statistice normal distribuite cu structură apropiată de structura colectivităţii generale (principiul reprezentativităţii). Nici suprafeţele de probă foarte mari (1000 ) nu sunt indicate pentru că urmează a fi amplasate un număr mic de unităţi de eşantionaj, care iarăşi nu pot forma distribuţii normale. În plus este foarte greu şi imprecis de delimitat în pădure un cerc de probă de suprafaţă mare (cu cât raza cercului este mai mare cu atât este mai greu de lucrat în pădure). Economice sunt suprafeţele de probă mici (100 ) care pot fi uşor delimitate.

2m

2m

2m Cercetările propun următoarele soluţii în ceea ce priveşte adoptarea mărimii locurilor de probă:

- în arboretele tinere – cercuri de probă de 100 2m ; - în arboretele de vârste medii – cercuri de probă de 200 2m ; - în arboretele exploatabile – cercuri de probă de 300 - 500 2m ;

42

- în arboretele exploatabile cu număr redus de arbori – cercuri de probă de 500 – 1000 2m ;

- respectarea condiţiei de bază care impune ca numărul mediu de arbori pe loc de probă să nu fie mai mic de 10.

La acelaşi procent de inventariere, în locul suprafeţelor de probă mari, sunt de preferat suprafeţele de probă mici de 1 – 2 ari, alăturate. Şi pe terenurile în pantă sunt mult mai uşor de delimitat suprafeţele mici de 100 - 200 , de aceea, în astfel de condiţii, în locul unei suprafeţe de probă de 300 se vor delimita trei suprafeţe de 100 luate grupat, contând ca un singur loc de probă. Această modalitate de lucru creează dezavantajul că perimetrul celor trei cercuri de 100 este mai mare decât cel al cercului de 300 şi astfel se măreşte probabilitatea de apariţie a numărului de arbori de limită (dubioşi).

2m

2m

2m2m

2m

În unele ţări, din considerente economice, este aplicat procedeul cercurilor concentrice, în scopul evitării înregistrării arborilor subţiri. Se descriu trei cercuri concentrice:

- un cerc de 25 2m , cu raza de 2,82m , în care se inventariază arborii cu cm ; d 15<

- un cerc de 100 2m , cu raza de 5,64m , în care se inventariază arborii cu cm ; d 2515 −=

- un cerc de 500 2m , cu raza de 12,62m , în care se inventariază arborii cu cm . d 25>

Arborii subţiri, cu volum redus, sunt în mică măsură luaţi în considerare şi se reduce astfel costul şi timpul de inventariere.

3. Determinarea mărimii eşantionului (a numărului de locuri de probă) S-a stabilit că arboretul este considerat ca o populaţie statistică omogenă, din care

se extrage o probă de selecţie. Volumul probei depinde de: - erorile de reprezentativitate tolerabile (toleranţa admisă - %Δ ); - nivelul de semnificaţie impus ( )q , adică probabilitatea de acoperire

)q , cu care se garantează că eroarea de reprezentativitate nu va depăşi toleranţa admisă; (p −= 1

- gradul de neomogenitate a arboretului exprimat prin coeficientul de variaţie a volumelor ( )vs% , care la rândul său este influenţat de alţi factori;

- mărimea populaţiei ;fFN = raportul dintre suprafaţa arboretului şi mărimea

adoptată a locului de probă; Pentru arborete cu număr mare de arbori (populaţii infinite), numărul de suprafeţe

de probă se stabileşte după relaţia:

;2%

2%

2

Δ

⋅= vsun

43

Pentru populaţii finite este valabilă relaţia:

;2%

22%

2%

2

v

v

suNsNun⋅+Δ⋅

⋅⋅=

Dar ;fFN = ceea ce face ca:

;2%

22%

2%

2

v

v

sfuFsFun

⋅⋅+Δ⋅

⋅⋅= în care:

- u (testul u ) corespunde nivelului de semnificaţie ales, iar potrivit distribuţiei normale avem: pentru ;96,105,0 =⇒= uq

,120 pentru

;64,1 iar pentru ;2810,0 == u⇒q ,0 =⇒= uq Dacă prin calcul rezultă 30<n este necesară aplicarea testului t (distribuţia

Student) stabilit în funcţie de numărul gradelor de libertate ( )1−n şi de nivelul de semnificaţie ales , iar relaţia devine: ( )q

;2%

22%

2%

2

v

v

sftFsFtn

⋅⋅+Δ⋅

⋅⋅=

Oficial, la inventarierea statistică a arboretelor de la noi, normele tehnice de amenajare a pădurilor adoptă următoarele toleranţe admise şi nivele de semnificaţie:

- %7 şi %95= pentru arborete pluriene de codru grădinărit; % =Δ p- %10 şi %90 pentru arborete exploatabile de codru regulat, sau

în curs de transformare spre grădinărit; % =Δ =p

- %15 şi %80= pentru arboretele neexploatabile; 10% −=Δ pSe constată că exigenţele cresc odată cu importanţa şi valoarea arboretelor, aceste

valori convenţionale putând fi modificate în raport cu cerinţele impuse şi posibilităţile de realizare.

De o deosebită importanţă este modul de estimare a coeficientului de variaţie a volumelor . Volumul probei va fi cu atât mai mare cu cât neomogenitatea arboretului este mai mare, adică cu cât coeficientul de variaţie a volumului este mai mere. Însă acest coeficient poate fi stabilit exact abia după inventariere, adică după determinarea volumelor pe loc de probă. De aceea se procedează la aprecierea coeficientului de variaţie, prin mai multe modalităţi:

( vs% )

- se cunoaşte că vs% scade invers proporţional cu produsul dintre numărul de arbori la hectar ( )N şi mărimea locului de probă ( )f după relaţia:

;4100001002

%% fN

ss dv ⋅

⋅+⋅= în care:

- %3025% −≅ds şi reprezintă coeficientul de variaţie a diametrelor în arboret;

44

- de asemenea, vs% scade pe măsură ce creşte numărul mediu de arbori pe

unitatea de sondaj ( )n , care poate fi estimat potrivit relaţiei:

;4100001002

%% n

ss dv

⋅+⋅=

- vs% este direct proporţional cu volumul mediu pe unitatea de sondaj ( )v ; - la arboretele echiene ;%% gv ss = iar la arboretele amestecate, bietajate şi la

cele pluriene, raportul ;3,11 ,1%

% −≈g

vss

- la acelaşi număr de arbori pe unitatea de sondaj coeficientul de variaţie a volumului arboretelor pluriene este mai mare decât cel al arboretelor echiene;

- coeficientul de variaţie vs% se măreşte sau scade odată cu scăderea sau majorarea consistenţei, aproximativ după relaţia:

;%% PPss b

bp ⋅= în care:

- bP reprezintă consistenţa de bază pentru care se cunoaşte bs% ; - P - consistenţa pentru care se urmăreşte determinarea lui ps% .

- coeficientul de variaţie vs% este invers proporţională cu mărimea locului de probă şi se modifică odată cu schimbarea mărimii locului de probă, potrivit relaţiei:

;%% ffss b

bf ⋅= în care:

- bf reprezintă suprafaţa locului de probă pentru care se cunoaşte

bs% ; - f - suprafaţa locului de probă pentru care se urmăreşte

determinarea lui fs% . - după acelaşi raţionament avem:

;%% rrss b

br ⋅= în care:

- br reprezintă raza cercului de probă pentru care se cunoaşte bs% ; - r - raza locului de probă pentru care se urmăreşte determinarea

- la acela şi volum pe unitatea de sondaj, la lui rs% .

şi număr de arbori sau la acelaaceeaşi structură şi clasă de vârstă, vs% este foarte puţin influenţat de consistenţă sau de mărimea locului de probă, cu condiţia ca arboretele să fie omogene;

45

- în raport cu aceste constatări, s-au stabilit prin cercetări, valori medii ale coeficienţilor de variaţie vs% pentru suprafeţe de probă circulare de 300 şi

500 2m amplasate în arborete exploatabile, în funcţie de structura arboretelor, consistenţa şi clasa de omogenitate. Pentru suprafeţe de probă circulare de 500 2m se prezintă următoarele valori:

Structura

Echienă Plurienă Clasa de omogenitate Consistenţa

I II III I II III 0,1-0,4 37 55 70 38 58 75 0,5-0,7 28 41 54 30 43 56

0,8 şi peste 21 30 41 25 36 49

Clasa de omogenitate reflectă gradul de variabilitate a volumelor de la un loc de probă la altul şi se apreciază vizual sau fotogrammetric. Au fost stabilite trei clase de omogenitate:

- clasa de omogenitate I, în care sunt încadrate arboretele cu o consistenţă şi o compoziţie omogenă pe toată suprafaţa, fără goluri, fără variaţii mari ale diametrului mediu de la un loc la altul, uniform parcurse cu lucrări de îngrijire şi cu variaţii mici ale vârstei;

- clasa de omogenitate III, care încadrează arborete cu goluri şi cu variaţii mari ale consistenţei, compoziţiei şi diametrului mediu de la un loc la altul în cadrul arboretului;

- clasa de omogenitate II, care ocupă o poziţie medie între clasele de omogenitate I şi III;

Se poate concluziona că variabilitatea volumelor pe unităţi de sondaj, exprimată prin coeficientul de variaţie a volumului , este o funcţie de mai mulţi factori: vs%

( );,.....,, 21% nv xxxfs = - o dată cu scăderea consistenţei, creşte coeficientul de variaţie a volumelor

vs% ; - la aceeaşi suprafaţă a locului de probă, vs% scade o dată cu creşterea vârstei

arboretului; - la aceeaşi vârstă şi consistenţă, vs% scade pe măsură ce mărim suprafaţa

locului de probă ( )f , după relaţia: ;loglog 10% fbbs v ⋅−= sau

( ) ;logloglog 2210

2% fbfbbs v ⋅+⋅+=

- structura arboretului influenţează mărimea lui vs% , în sensul că arboretele echiene prezintă o variabilitate mai redusă decât cele pluriene, iar arboretele pure au coeficienţi de variaţie mai mici decât cele amestecate.

46

- vs% este puternic influenţat de suprafaţa totală a arboretului ( )F , în sensul că cu cât suprafaţa este mai mare cu atât variabilitatea este mai accentuată. Astfel, la arboretele pluriene amestecate, de consistenţă plină, la aceeaşi mărime a locului de probă (500 2m ), s-a evidenţiat următoarea corelaţie:

Suprafaţa arboretului (ha) 1-10 11-20 21 şi peste

Coeficientul de variaţie ( )vs% 30 33 37

4. Influenţa mărimii suprafeţei arboretului ( )F asupra proporţiei de

inventariere Pentru un arboret cu suprafaţa totală ( )F , pentru care s-a adoptat mărimea

locului de probă , suprafaţa efectiv inventariată va fi ( )f ( )nf ⋅ , în care numărul locurilor de probă ( se stabileşte după relaţia: )n

;2%

22%

2%

2

v

v

suNsNun⋅+Δ⋅

⋅⋅= dar ;

fFN = ⇒ ;2

%22

%

2%

2

v

v

sfuFsFun

⋅⋅+Δ⋅

⋅⋅=

Suprafaţa efectiv inventariată va fi: ;2%

22%

2%

2

v

v

sfuFfsFufn⋅⋅+Δ⋅

⋅⋅⋅=⋅

Iar procentul de inventariere: ;100100 2%

22%

2%

2

% ⋅⋅⋅+Δ⋅

⋅⋅=⋅

⋅=

v

v

sfuFfsu

Ffnp

Dacă notăm: ( );12%

2 ctbfsu v =⋅⋅

şi atunci: ;02% b=Δ

;10

0% Fbb

bp⋅+

= adică:

- pentru aceeaşi toleranţă impusă ( )%Δ , acelaşi coeficient de variaţie ( )vs% şi la aceeaşi mărime adoptată a locului de probă ( )f , procentul de inventariere ( )%p scade hiperbolic odată cu creşterea suprafeţei arboretului ( )F , dacă lucrăm cu arborete omogene;

- cu cît suprafaţa arboretului este mai mare, cu atât este mai rentabilă inventarierea statistică, adică pentru a respecta aceeaşi toleranţă impusă, efortul de inventariere este cu atât mai mic cu cât suprafaţa arboretului este mai mare. Inventarierea statistică este foarte convenabilă la arborete cu suprafeţe mari.

- inventarierea statistică a arboretelor cu suprafeţe reduse nu este rentabilă pentru că duce la procente de inventariere foarte mari ( )%7060% −=p . Astfel, costul suprafeţei efectiv inventariate prin procedee statistice este cu mult mai mare decât costul inventarierii integrale a aceleaşi suprafeţe.

47

- în general, inventarierea parţială devine rentabilă atunci când %30 ; În practică, în baza acestor consideraţii teoretice, se evită inventarierea parţială în arborete cu ha

% <p

F 3< , dar şi în cele cu consistenţa sub 0,4, precum şi în arborete cu coeficienţi de variaţie a volumelor foarte mari

)%70( 60% −>vs , care duc la procente de inventariere mari. - ca urmare a faptului că procentul de inventariere scade odată cu creşterea

suprafeţei de inventariat, a apărut ideea stratificării pădurii în straturi omogene constituite din suma arboretelor omogene (cu aceeaşi structură, compoziţie, consistenţă, vârstă). Prin formarea acestor straturi se obţin suprafeţe de inventariat mari care necesită un procent de inventariere redus.

Teme de control: 1. Principiile inventarierii pădurilor prin metode statistico-matematice. 2. Forma şi mărimea locurilor de probă la inventarierea statistico-matematică a

arboretelor. 3. Determinarea mărimii eşantionului la inventarierea statistico-matematică a

arboretelor. 4. Modalităţi de apreciere a coeficientului de variaţie a volumului la arborete. 5. Demonstraţi influenţa mărimii suprafeţei arboretului asupra procentului de

inventariere.

48

5. Delimitarea suprafeţelor de probă reprezintă operaţia în urma căreia se ia decizia de includere sau de excludere din sondaj a arborilor de limită. Am stabilit că forma optimă a locului de probă este cea circulară. Prin arbore de limită înţelegem arborele care se află la o distanţă sensibil apropiată de lungimea razei cercului de probă. Un arbore este încadrat în sondaj dacă distanţa redusă la orizont de la centrul cercului la jumătatea secţiunii suprafeţei transversale a arborelui, la nivelul diametrului de bază, este mai mică sau egală cu raza cercului de probă. Distanţele pot fi măsurate direct prin intermediul ruletei sau a unui fir nedeformabil şi indirect pe cale optică. Măsurarea directă a razei în teren plan sau cu pante sub 3 grade centezimale nu necesită reducerea distanţei la orizont. Raza se măsoară de la centrul cercului, materializat printr-un ţăruş numerotat, la oricare din arborii de limită pentru care există dubii de încadrare sau excludere din sondaj. În terenuri cu pante peste 3 grade, în scopul delimitării unei suprafeţe perfect circulare şi cu suprafaţa egală cu cea adoptată, distanţa de la centrul cercului la fiecare arbore de limită va fi supralungită în raport cu mărimea unghiului de pantă, cu cantitatea:

;1cos

1⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅=

αrl în care:

- l reprezintă supralungirea razei r a cercului, pentru o anumită valoare a unghiului de pantă α , stabilit pentru fiecare arbore de limită.

De exemplu, pentru cercuri de probă cu suprafaţa , raza cercului este 2500mf =mr 62,12= , iar pentru un unghi de pantă o30=α stabilit de la centrul cercului pentru

un arbore de limită, supralungirea va fi:

;1,2130cos162,12 mml o =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅=

Acest lucru face ca acel arbore să fie inclus în sondaj dacă se află la o distanţă mai mică sau egală cu mlr 72,14=+ , faţă de centrul cercului. Această modalitate de delimitare, deşi foarte precisă, este greoaie, pentru că se lucrează cu rază variabilă pentru fiecare arbore de limită.

În practică, la lucrările de amenajare a pădurilor, se acceptă o variantă simplificată, cea cu rază fixă pe loc de probă, acceptând ipoteza potrivit căreia panta terenului ar fi aceeaşi pentru locul de probă respectiv. Astfel, în teren înclinat, suprafaţa redusă la orizont a locului de probă va fi o elipsă. Se pune condiţia ca raza cercului, pe teren înclinat, să fie supralungită, astfel încât suprafaţa elipsei redusă la orizont, pe care o generează, să fie egală cu suprafaţa cerută a locului de probă ( )f . În această situaţie, raza supralungită ( va fi: )sr

;cosβπ ⋅

=frs în care:

- f reprezintă suprafaţa impusă a locului de probă; - β - panta medie pe loc de probă. Există expresii tabelare care dau raza supralungită ( )sr în funcţie de panta medie

a locului de probă ( )β , pentru diferite mărimi ( )f ale cercurilor de probă. 49

Cu cât raza cercului de probă este mai mare, cu atât dificultăţile de delimitare cresc, mai ales când arboretul este pe teren în pantă şi are subarboret. În aceste condiţii, se recomandă, ca în locul suprafeţelor circulare de 300 sau 500m2, să se lucreze cu 3, respectiv 5 cercuri de probă alăturate de câte 100m2, care să conteze ca un singur loc de probă. Dezavantajul modalităţii de delimitare cu rază fixă pe loc de probă este că, în cadrul aceluiaşi loc de probă, panta nu este întotdeauna aceeaşi, mai ales la suprafeţele de probă mari. În practică, s-a lucrat cu procedeul de delimitare a locurilor de probă cu rază fixă pe arboretul întreg, acceptând ipoteza falsă că putem lucra cu o pantă medie pe arboret. Ori în cadrul unui arboret întâlnim mari variaţii ale pantei terenului de la un loc de probă la altul, fapt pentru care acest procedeu prezintă următoarele dezavantaje:

- suprafaţa efectiv inventariată, calculată în funcţie de panta medie, este afectată de erori, mai ales pe terenurile frământate, cu mari variaţii de pantă, deoarece cosinusul unghiului de pantă nu variază proporţional cu unghiul de pantă. Acest dezavantaj este înlăturat dacă, pentru calculul suprafeţei efectiv inventariate se foloseşte formula:

;cos' β⋅⋅= fnF în loc de:

;cos' β⋅⋅= fnF în care:

- 'F reprezintă suprafaţa efectiv inventariată; - n - numărul de locuri de probă; - f - mărimea adoptată a locului de probă;

- ;.....21n

nββββ

+++= panta medie pe arboret;

- ;cos.....coscoscos 21n

nββββ

+++= aşadar ;coscos ββ ≠

- datorită variabilităţii pantei terenului în cuprinsul arboretului, prin utilizarea razei fixe pe arboret, se constituie unităţi de sondaj inegale. Pe porţiunile de arboret cu pante reduse, suprafaţa redusă la orizont a locurilor de probă va fi mai mare decât a celor situate pe porţiuni de teren foarte înclinate.

Aşadar, precizia inventarierilor parţiale prin suprafeţe de probă circulare este influenţată de erorile comise la măsurarea razei cercului şi de erorile comise la măsurarea unghiului de pantă. Din punct de vedere geometric, cel mai corect procedeu de delimitare al locurilor de probă este cel ce se bazează pe panta fiecărui arbore de limită, apoi procedeul cu rază fixă pe loc de probă. În ultimul rând ca precizie este procedeul de delimitare a locurilor de probă cu rază fixă pe arboret, dar lucrând cu media cosinusurilor unghiurilor de pantă ( )βcos . Necorespunzător este procedeul cu

rază fixă pe arboret care lucrează cu cosinusul mediei unghiurilor de pantă ( )βcos . Delimitarea optică a suprafeţelor de probă circulare prezintă o serie de avantaje, în sensul că se elimină inconvenientul manevrării firului printre arbori şi se reduce numeric echipa de inventariere. Există numeroase posibilităţi şi instrumente de delimitare optică:

- folosirea dendrometrului românesc, pe baza principiului de delimitare a distanţei de la arbore la operator. De această dată se măsoară distanţa de la

50

centrul cercului la arborele de limită. Cu ajutorul mirei pliante pot fi măsurate distanţele de 15, 20, 25 şi 35m, dar mira poate fi dimensionată, prin aplicarea unor benzi dreptunghiulare albe, pentru diferite distanţe în funcţie de raza locului de probă. Mira pliantă se aplică pe arborele de limită iar din centrul cercului, prin vizare cu dendrometrul, se încadrează cu cele două fire reticulare din câmpul vizual al lunetei reperele 0 şi cel corespunzător razei locului de probă, de pe miră. Arborele de limită este încadrat în sondaj dacă intervalul dintre cele două fire reticulare orizontale din câmpul vizual al lunetei este mai mic sau egal cu intervalul dintre reperul 0 al mirei şi cel corespunzător razei locului de probă.

- folosirea dendrometrului Blumme – Leisse, care prin intermediul sistemului telemetric de determinare a distanţelor încorporat în aparat şi a unei mire cilindrice cu două repere albe ce se aşează vertical în centrul cercului, permite determinarea distanţei de la centrul cercului de probă la arborele de limită. Distanţa dintre cele două repere este reglabilă în funcţie de panta terenului.

- folosirea relascopului Bitterlich, care foloseşte de asemenea o miră circulară cu grosimea în funcţie de raza cercului de probă. Poate fi folosit şi telerelascopul Bitterlich.

- folosirea prismelor relascopice la delimitarea locurilor de probă presupune confecţionarea unei mire formate de un pătrat negru pe un fond alb cu latura corespunzătoare unghiului de refracţie a prismei, care este purtată de clupaş. Mira se ţine de către clupaş la centrul secţiunii longitudinale a arborelui de limită, orientată către centrul cercului, de unde operatorul vizează prin prisma relascopică. Prin vizare se creează două imagini ale mirei, una reală, alta virtuală. Dacă între cele două imagini se obţine o cât de mică suprapunere, atunci arborele se află la o distanţă mai mică decât raza şi se inventariază. Dacă cele două imagini sunt tangente, arborele se află la distanţa egală cu raza cercului, iar dacă între cele două imagini se intercalează un spaţiu alb atunci arborele este în afara locului de probă. Se poate proceda şi invers prin vizarea de la arborele de limită către centrul cercului. Pentru un unghi de refracţie a prismei corespunzător raportului 2/100, mira se dimensionează cu relaţia:

;1002rl = în care r reprezintă raza cercului de probă. Pe terenuri înclinate este

necesară supradimensionarea mirei în raport cu panta terenului. - folosirea aparatelor moderne de delimitare, bazate pe determinarea distanţei

prin ultrasunete şi laser; Procedeele optice de delimitare prezintă şi o serie de dezavantaje, în sensul că

sunt inaplicabile în arborete cu vizibilitate redusă, în cele situate pe terenuri în pantă şi pentru locuri de probă cu rază mare. În aceste condiţii apar erorile de apreciere în încadrarea sau nu a arborilor în sondaj.

6. Amplasarea locurilor de probă se face sistematic, după o reţea fixă (caroiaj) desenată cu anticipaţie pe calc la scara planului şi suprapusă pe planul arboretului. În raport cu numărul de sondaje ( se poate determina distanţa dintre locurile de probă, )n

51

potrivit relaţiei: ;nFd = Reţeaua de inventariere astfel întocmită se va aplica în teren,

distanţa fiind apreciată în paşi sau măsurată cu ruleta. Centrul locurilor de probă se materializează cu ţăruş în locul rezultat prin măsurare şi nu se alege ca centru cel mai apropiat arbore (se va evita fuga la cel mai apropiat arbore). În arboretele tratate în codru grădinărit, suprafeţele de probă se permanentizează, astfel încât se execută inventarieri succesive pe termen lung care oferă posibilitatea urmăririi în timp a principalelor caracteristici biometrice ale arboretelor. Se merge chiar pe ideea de a face invizibile centrele locurilor de probă prin ţăruşi metalici îngropaţi ce pot şi detectaţi la următoarea inventariere.

7. Măsurarea şi înregistrarea caracteristicilor biometrice se face în raport cu scopul inventarierilor. Inventarierile efectuate la lucrările de amenajare a pădurilor necesită:

- identificarea ocolului silvic, a unităţii de producţie şi a unităţii amenajistice; - determinarea vârstei arboretului pe elemente de arboret; - măsurarea diametrelor de bază; - stabilirea clasei de calitate; - măsurarea parţială a înălţimilor şi a creşterilor radiale; La efectuarea lucrărilor de monitoring forestier se stabilesc în plus: - numărul locului de probă; - numărul şi poziţia arborelui (azimutul şi distanţa de la centrul cercului) în

cadrul unui loc de probă; - aprecierea gradului de vătămare; - aprecierea clasei poziţionale (Kraft); - înregistrarea cioatelor în raport cu vechimea lor; Echipa de inventariere este formată din şeful de echipă care înregistrează datele,

1-2 clupaşi şi un muncitor care delimitează locurile de probă. O trusă dendrometrică completă pentru efectuarea inventarierilor trebuie să conţină: clupe, busolă, minicalculator, dendrometru, burghiu, secure, grifă, fir de delimitare sau ruletă ori instrumente optice. Datele se înregistrează în fişe tip şi apoi se face calculul diametrelor medii, a suprafeţei de bază, a volumului, precum şi al erorilor de reprezentativitate.

8. Calculul erorilor de reprezentativitate Stabilirea elementelor dendrometrice pe baza inventarierilor parţiale este însoţită de erori de reprezentativitate, instrumentale, de delimitare, de măsurare a suprafeţei etc. Erorile de reprezentativitate pot şi uşor determinate în baza coeficientului de variaţie a volumului post-calculat. În urma efectuării inventarierii se determină volumul

fiecărui loc de probă rezultând un volumul mediu

( vs% )( )iV ( )V pe loc de probă. În raport cu

acestea se stabileşte varianţa ( )2vs , abaterea standard ( )vs şi coeficientul de variaţie a

volumului ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ =%s v ⋅100

Vsv , precum şi eroarea standard a volumului ( )%Vs potrivit

relaţiei:

52

;1

%% −

−⋅=

NnN

nss v

V Dar ;fFN =

Astfel că: ;%% fF

nfFn

ss vV −

−⋅=

Intervalul de încredere al mediei va fi dat de relaţia ( )VstV ⋅± în care t (testul

Student) corespunde nivelului de semnificaţie ( )q stabilit. În locul volumului, în mod similar, se poate determina eroarea de reprezentativitate a suprafeţei de bază ( )%Gs .

Când ( )%% Δ>⋅ tsV lucrarea de inventariere nu este satisfăcătoare sub raportul preciziei şi este necesară completarea (îndesirea) reţelei de inventariere cu noi locuri de probă, potrivit relaţiei:

;2%

2%

2%

2'

v

v

sftFFstn⋅⋅+Δ⋅

⋅⋅= în care:

- vs% reprezintă coeficientul de variaţie a volumului post-calculat, în baza inventarierii;

- iar diferenţa ( )nn −' - numărul de locuri de probă cu care se va îndesi reţeaua de inventariere

Dacă ( )%% Δ≤⋅ tsV atunci lucrarea de inventariere corespunde nivelului de precizie impus, erorile tolerabile nu au fost depăşite, iar coeficientul de variaţie a volumului a fost apreciat corespunzător.

9. Elaborarea proiectului de inventariere necesită parcurgerea următoarelor etape:

- se identifică arboretul şi se măsoară suprafeţa ( )F prin procedee topografice; - se stabileşte precizia de inventariere, adică se admite determinarea volumului

cu o anumită eroare tolerabilă (toleranţă - ( )%Δ ); - se adoptă nivelul de semnificaţie( )q , adică probabilitatea de acoperire

)q , cu care se garantează că eroarea de reprezentativitate nu va depăşi toleranţa; (p −= 1

- se alege metoda de inventariere (sondajul sistematic simplu); - se stabileşte forma (circulară) şi mărimea locului de probă ( )f ; - se alege modalitatea de delimitate a locurilor de probă (direct sau optic); - se apreciază coeficientul de variaţie a volumului vs% în funcţie de mărimea

adoptată a locului de probă( )f , de structura arboretului (echienă sau plurienă), de consistenţa arboretului şi de clasa de omogenitate;

- se stabileşte numărul de locuri de probă ( )n ; - se determină distanţa dintre locurile de probă ( )d ;

53

54

- se întocmeşte schema de amplasare a locurilor de probă (caroiajul) la scara planului, se suprapune pe plan şi se identifică poziţia de amplasare a locurilor de probă;

- se execută lucrarea de inventariere prin înregistrarea elementelor de măsurat din fiecare loc de probă;

- se fac calcule de determinare a volumului în baza elementelor măsurate, în raport cu care se verifică dacă rezultatele se încadrează în limitele toleranţei impuse.

Teme de control: 1. Modalităţi de delimitare a locurilor de probă la inventarierea statistică a

arboretelor. 2. Calculul erorilor de reprezentativitate la calculul volumului în urma aplicării

metodei selective. 3. Etapele elaborării proiectului de inventariere statistică.

8.2.2. Procedee relascopice În 1948 Bitterlich a conceput o nouă şi ingenioasă metodă de inventariere

statistică, de determinare a suprafeţei de bază a arboretelor, fără a mai fi necesare măsurători directe ale diametrelor cu clupa forestieră. El a propus un instrument simplu (bastonul Bitterlich) care are lungimea mb 1= iar la capăt prezintă o deschidere cu lăţimea . Operatorul, punând capătul liber al bastonului la ochi, vizează în tur de orizont toţi arborii prin deschiderea de la celălalt capăt, la nivelul diametrului de bază. Arborii care sunt mai subţiri decât deschiderea nu se înregistrează, cei care sunt mai groşi decât deschiderea se înregistrează unul câte unul, iar cei care au grosimea tangentă la deschidere se înregistrează ca jumătate de arbore. Astfel se înregistrează toţi arborii care se găsesc la o distanţă mai mică de de operator, unde reprezintă diametrul de bază al arborelui. În calcul pot fi înregistraţi arbori de dimensiuni mai reduse dar care se află mai aproape de operator şi pot fi neglijaţi arbori de dimensiuni mai mari situaţi la mare depărtare de acesta, pentru că laturile unghiului de vizare se depărtează odată cu creşterea distanţei de vizare.

cma 2=

d50 d

În aceste condiţii ( cmamb 2,1 )== , numărul de arbori înregistraţi reprezintă

chiar suprafaţa de bază la hectar ( )G în ( )2m , adică în condiţiile în care

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ==

501

1002

ba

atunci . ( )NG =

Dacă raportul ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ≠

501

ba

suprafaţa de bază la hectar se exprimă în forma

generală , în care ( )NKG ⋅= K este un coeficient de multiplicare corespunzător

anumitor rapoarte ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

ba

iar N - numărul de arbori înregistraţi.

Principiul teoretic al metodei constă în faptul că dacă notăm cu ( )α unghiul de vizare care cuprinde exact diametrul unui arbore cu diametrul de bază , iar dacă diametrul suprafeţei circulare care include acest arbore îl notăm cu ( şi raza corespunzătoare cu

(dD))

( )r , adică ( )rD ⋅= 2 , între cele două diametre se formează următorul raport:

;2

sin2

:2

α=

Dd

În aceste condiţii, raportul dintre suprafaţa secţiunii transversale a arborelui şi suprafaţa cercului care include arborele cu diametrul ( )d va fi:

;2

sin2

:2

222 αππ =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅

Dd

Suprafaţa secţiunii transversale ( )2m faţă de suprafaţa unui hectar ( )12 −⋅ham va fi dată de:

55

;2

sin102

:2

10000 2422 αππ ⋅=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅

Dd

Dacă în suprafaţa circulară se numără N arbori, prin vizare, atunci suprafaţa de bază în ( )2m va fi:

;2

sin10 24 NG ⋅⋅=α

Deci ;NKG ⋅=

Expresia ;2

sin10 24 α⋅=K reprezintă factorul de multiplicare. Unghiul de

vizare ( )α trebuie astfel fixat prin construcţia aparatului, încât factorul de multiplicare să fie număr întreg. Foarte comod este ca factorul de multiplicare ( 1)=K adică

;12

sin2104 =⋅α

În aceste condiţii '101o=α sau 68,75 minute sexazecimale. Pentru

alţi factori de multiplicare obţinem:

K 1 2 3 4 5 α , minute 68,75 97,22 119,06 137,46 153,68

Pentru un instrument dimensionat astfel încât ( )1=K , suprafaţa de bază la hectar este egală cu numărul de arbori înregistraţi ( )NG = . În restul cazurilor ;NKG ⋅= În cazul instrumentului simplu cu lungimea ( )cmb 100= obţinem următoarele valori ale deschiderii ( )mma, pentru anumite valori ale factorului de multiplicare ( )K , potrivit relaţiei:

;25002

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅=

baK

K 1 2 3 4 5 a 20,0 28,4 34,6 40,0 44,7

Se poate observa că pentru factorul de multiplicare 1, distanţa de la centrul de

vizare la arbore ;502

dDr ⋅== în care este diametrul arborelui respectiv. d

Relaţiile de mai sus sunt valabile în teren plan. Pe terenuri înclinate rezultatele se împart la cosinusul unghiului de pantă, fapt pentru care se comit erori, deoarece panta este variabilă în cadrul unui loc de probă. Au fost construite o multitudine de instrumente de determinare a suprafeţei de bază la hectar, pornind de la acest principiu:

- relascopul cu oglindă Bitterlich, care este dotat la interior cu un tambur rotativ pe care sunt desenate benzi albe şi negre de diferite lăţimi, prin intermediul cărora se pot determina:

56

- suprafaţa de bază la hectar a arboretului, prin intermediul mai multor coeficienţi de multiplicare (1, 2, 4);

- distanţa orizontală; - înălţimea arborilor; - diametre la diferite înălţimi pe fus; - panta terenului; - volumul arborilor prin procedeul punctului director; - delimitarea suprafeţelor de probă circulare.

- telerelascopul Bitterlich, mult îmbunătăţit, dotat cu trepied pentru măsurători de precizie;

- prisme relascopice, pentru care unghiul de refracţie al prismei este astfel calculat încât să rezulte factori de multiplicare în numere întregi. Se înregistrează arborii pentru care se semnalează o cât de mică suprapunere între imaginea reală a arborelui şi cea creată de prismă la vizarea diametrului de bază al arborelui.

- dendrometrul românesc cu pendul permite stabilirea suprafeţei de bază la hectar prin intermediul acelor repere din câmpul vizual al lunetei, care sunt

corespunzătoare rapoartelor 501

şi 100

1, adică factorilor de multiplicare 1,

respectiv 0,5. Sunt foarte dificile determinările cu instrumente care folosesc coeficienţi de

multiplicare mici pentru că necesită înregistrarea unui număr mare de arbori şi foarte îndepărtaţi. Mult mai convenabilă este folosirea deschiderilor mari la vizare care permit înregistrarea arborilor mai apropiaţi şi în număr mai mic. Se vor evita factorii de multiplicare foarte mari, sau dacă se adoptă, se vor mări în schimb numărul de locuri de probă. Alegerea factorului de multiplicare se face astfel încât să fie înregistraţi cel puţin 10 arbori pe loc de probă. Determinarea suprafeţei de bază prin procedee statistice relascopice În condiţiile în care arboretul este considerat o porţiune omogenă de pădure sub raportul structurii orizontale, pentru determinarea suprafeţei de bază sunt necesare n determinări efectuate în diferite puncte uniform distribuite în arboret. Numărul de măsurători se stabileşte în prealabil potrivit relaţiei:

;7 Fn ⋅= sau mai corect:

;2%

2%

2

Δ

⋅= Gsun

Aşadar, numărul de locuri de probă este dependent de coeficientul de variaţie a suprafeţei de bază ( )Gs%

4020 −

, de precizia urmărită şi de probabilitatea de acoperire acceptată. Numărul de sondaje va fi cu atât mai mare cu cât este mai mare. Se consideră că , fiind fluctuant în raport cu:

Gs%%% ≈Gs

- Gs% va fi cu atât mai mare cu cât suprafaţa de bază a arboretului ( )G este mai mare şi implicit cu cît diametrul mediu al arboretului este mai mare;

57

- Gs% scade odată cu majorarea vârstei, a consistenţei şi a productivităţii arboretelor. Astfel, pentru acelaşi factor de multiplicare ( )1=K şi la acelaşi diametru mediu ( )cm , %42dg 20= % =Gs pentru arborete de consistenţă

0,3-0,5, %27 pentru arborete cu consistenţa 0,6-0,8 şi %23% =Gs % =Gs pentru arborete de consistenţă plină 0,9-1,0.

- se admite de asemenea că în cazul arboretelor cu structură omogenă,

;100% N

s G = în care N reprezintă numărul de arbori pe sondaj.

- Gs% este de factorul de multiplicare, în sensul că cu cât factorul de multiplicare este mai mare, cu atât Gs% va fi mai mare. Prin trecerea de la factorul de multiplicare 1K la 2K coeficientul de variaţie 1%Gs se modifică în 2%Gs , aproximativ după relaţia:

;1

22%2% K

Kss GG ⋅=

Se consideră că factorul de multiplicare optim este acela care îmi asigură cel puţin 10 arbori înregistraţi pe sondaj. În practică se amplasează un sondaj Bitterlich la hectar, dar pentru un arboret de 1ha se amplasează circa 4-5 pieţe de probă. Odată cu creşterea factorului de multiplicare este necesară creşterea numărului de sondaje. De asemenea, la acelaşi factor de multiplicare, pentru aceeaşi precizie şi probabilitate de acoperire, numărul locurilor de probă va vi mai mic la arboretele cu consistenţa plină decât la cele cu consistenţa scăzută. La arboretele tinere şi de vârste mijlocii numărul de sondaje va fi mai mare decât la arboretele vârstnice. În concluzie, procedeul Bitterlich de inventariere, se bucură de următoarele avantaje:

- se reduc cheltuielile de inventariere prin evitarea clupării arborilor; - se reduce numeric echipa de inventariere (cel mult 2 operatori); - se includ în sondaj arborii groşi, adică arborii se inventariază în raport de

ponderea şi importanţa lor; - suprafaţa de bază la hectar rezultă direct prin numărarea arborilor înregistraţi,

nemaifiind nevoie de calcule suplimentare; Ca dezavantaje, pot fi enumerate: - scade gradul de certitudine a rezultatelor deoarece numărul arborilor de limită

pentru care se ia decizia de încadrare sau de excludere în sondaj este foarte mare şi se apreciază pe cale optică, de la distanţă;

- este obositor în lucrări de serie; - nu poate fi aplicat decât în arborete ce vizibilitate ridicată, fără subarboret şi

lipsite de subetaj; - este practic inaplicabil în arborete pluriene; - diametrele de bază sunt reperate foarte greu la arborii groşi situaţi în pantă, la

distanţe mari; - erorile de măsurare cresc odată cu majorarea pantei terenului;

58

Procedeul de inventariere Bitterlich are aplicabilitate în arborete neexploatabile, şi în cele cu vizibilitate ridicată şi necesită stabilirea cu anticipaţie a factorului de multiplicare optim. Rareori factorul de multiplicare optim este 1. Factorii de multiplicare mari (2-4) oferă mai multă siguranţă, cu condiţia amplasării unui număr suficient de mare de sondaje. Procedeul este frecvent utilizat în determinări expeditive ale volumului la lucrările de amenajare a pădurilor, potrivit relaţiilor:

;fgg hGfhGV ⋅=⋅⋅= în care: - G reprezintă suprafaţa de bază a arboretului stabilită prin sondaje Bitterlich; - fh - înălţimea redusă ce se determină tabelar în funcţie de specie şi înălţimea

medie gh ;

sau ;rn

nr G

GVV ⋅= în care:

- nV (volumul normal) şi nG (suprafaţa de bază normală) se stabilesc pe baza tabelelor de producţie simplificate, în funcţie de specie şi înălţimea medie gh ;

- rG (suprafaţa de bază reală la hectar) determinată prin sondaje Bitterlich; 8.2.3. Inventarieri cu număr constant de arbori pe loc de probă (procedeul

sondajelor cu 6 arbori – procedeul Prodan) Se bazează pe ideea delimitării unor cercuri de probă cu raza egală cu distanţa de la centrul cercului la jumătatea secţiunii transversale a fusului celui de-al şaselea arbore. Aşadar lucrăm cu cercuri de probă cu rază şi suprafaţă variabilă dar cu număr de arbori constant. Suprafaţa locului de probă va fi:

;26rf ⋅= π

În aceste condiţii, suprafaţa de bază a fiecărui sondaj va fi:

;2

.....4

262

221 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++⋅=

dddG π

Pentru fiecare sondaj se va stabili suprafaţa de bază echivalentă la hectar iar suprafaţa de bază medie la hectar, pe arboret, se stabileşte ca o medie ponderată cu suprafaţa locurilor de probă, după relaţia:

;.....

...../21

2211

n

nnfff

fGfGfGhaG+++

⋅++⋅+⋅= în care:

- nG reprezintă suprafeţele de bază la hectar pentru cercurile de probă 1, 2,….., n;

GG ,....,, 21

- nf - suprafeţele locurilor de probă respective; ff ,....,, 21Procedeul se dovedeşte destul de precis în arborete cu suprafeţe mici şi avantajos

prin prisma delimitării foarte uşoare a locurilor de probă, dar principial se consideră că numărul de arbori pe loc de probă (6) este suboptim. Numărul optim este de cel puţin 8-10 arbori pe loc de probă, număr care asigură distribuţii normale ale unităţilor de sondaj

59

60

în populaţie. În aceste condiţii, procedeul celor 6 arbori poate fi aplicat doar în arborete cu mare grad de omogenitate, cu consistenţa plină, neparcurse cu tăieri de regenerare. 8.2.4. Inventarieri bazate pe distanţa dintre arbori au modalităţi multiple de aplicare şi presupun stabilirea numărului de arbori în raport cu distanţa dintre ei. Au marele avantaj al descifrării raporturilor relaţionale inter şi intrapopulaţionale.

8.3. Inventarieri forestiere pe spaţii mari Au apărut din necesitatea controlului stării pădurilor pentru elaborarea de prognoze forestiere pe termen lung şi a unor politici forestiere unitare. Inventarierile forestiere pe spaţii mari urmăresc nu doar producţia lemnoasă ci şi unele aspecte referitoare la structura, calitatea, creşterea şi starea de sănătate a pădurilor. Se pun de acord sisteme integrate de supraveghere, control şi inventariere a tuturor resurselor pădurii. Inventarierea pădurilor pe spaţii restrânse (unităţi de producţie, ocoale silvice) cade în sarcina amenajamentelor silvice, care reactualizează informaţiile cu caracter general (suprafeţe, folosinţe etc), biometric (compoziţie, consistenţă, diametre medii, înălţimi medii, clase de producţie, volume, creşteri, calitate etc.), staţional şi funcţional cu ocazia revizuirilor decenale. Pe baza informaţiilor cuprinse în amenajamentele silvice se realizează inventare forestiere naţionale periodice, dar care nu pot servi ca instrument de control a stării pădurilor în raport cu măsurile gospodăreşti şi cu modificările factorilor de mediu. Un control eficace a stării pădurilor pe baza datelor oferite de amenajamentele silvice ar putea fi făcut în condiţiile în care, la amenajarea pădurilor, s-ar realiza inventarieri statistico-matematice, în suprafeţe de probă permanente, raţional distribuite în toate categoriile de arborete, indiferent de vârsta şi productivitatea lor actuală. Din aceste considerente apare necesitatea implementării unor sisteme unitare şi integrate de supraveghere continuă şi control a pădurilor la nivel regional, naţional sau european. Ideea organizării inventarierilor forestiere naţionale a aparţinut nordicilor (Suedia, Finlanda), fiind apoi dezvoltată de silvicultorii canadieni şi americani, fiecare adoptând metodologii specifice (sondajul sistematic sau sondajul succesiv). Indiferent de metodologia adoptată se urmăreşte reducerea tuturor surselor de erori. Se utilizează informaţii generate de măsurători terestre şi fotogrametrice. Este din ce în ce mai mult utilizată teledetecţia şi prelucrarea informatizată a datelor. La nivel european s-a implementat un proces de supraveghere continuă a stării de sănătate a pădurilor (monitoring forestier) prin proiectarea unei reţele de inventariere (de monitorizare) cu o densitate de 16 X 16 km. Centrul de coordonare este la Hamburg. În orice situaţie de interes deosebit reţeaua este îndesită. La nivelul ţării noastre se aplică o reţea de 2 X 2 km la câmpie şi de 2 X 4 km la deal şi munte, între care o serie de suprafeţe sunt supuse unei monitorizări intensive (anuale) iar restul unei monitorizări periodice (5 ani). În cadrul acestor suprafeţe (de coordonate cunoscute) se înregistrează în formulare tipizate numărul arborilor, poziţia lor faţă de centrul cercului (azimutul şi distanţa de la centrul cercului la arbore), diametrul de bază, înălţimea, poziţia cenotică şi clasa de sănătate exprimată prin gradul de defoliere şi gradul de decolorare a coroanei. În raport cu gradul de defoliere, arborii sunt încadraţi în cinci clase:

61

- clasa 0 – arbore sănătos, cu o defoliere de 0-10%; - clasa I – arbore relativ sănătos (bolnăvior), cu o defoliere slabă, de 11-25%; - clasa II – arbore bolnav, cu o defoliere moderată, de 26-65%; - clasa III – arbore foarte bolnav, cu o defoliere puternică, de 66-99%; - clasa IV – arbore mort, total defoliat (100%). Primele rezultate de monitoring forestier de la noi pun în evidenţă o creştere a

frecvenţei arborilor din clasele II-IV în dauna celor din clasele 0-I, adică o înrăutăţire a stării de sănătate a pădurilor, pe fondul unui climat din ce în ce mai arid.

Teme de control: 1. Procedeul Bitterlich de inventariere a arboretelor. 2. Criterii de alegere a factorului de multiplicare. 3. Procedeul sondajelor cu 6 arbori. 4. Inventarieri forestiere pe spaţii mari.

62

Cap. 9. Auxologie forestieră

9.1. Generalităţi

Auxologia forestieră reprezintă, după etimologia cuvintelor, ştiinţa (studiul) creşterilor la arbori şi arborete – V. Giurgiu (1969). Iniţial s-a utilizat termenul de “Auxonomie forestieră” de către V. N. Stinghe şi G. T. Toma, preluat din italiană, din tratatul lui Patronne. În ţările germanice este cunoscută sub denumirea de Wald Ertrang Kunde – Ştiinţa producţiei forestiere, fals tradusă la noi ca “Productologie forestieră”. Auxologia forestieră s-a desprins ca disciplină distinctă din dendrometrie, se bazează pe cunoştinţe de ecologie şi fiziologie şi oferă numeroase informaţii amenajării pădurilor, economiei forestiere şi mai ales silviculturii. În sens larg, auxologia forestieră studiază influenţa vârstei, a condiţiilor staţionale, a structurii arboretelor, măsurilor gospodăreşti şi a factorilor perturbatori asupra creşterii arborilor, arboretelor şi a pădurii în ansamblul ei. Creşterea se referă la biomasa lemnoasă sau totală acumulată de biocenoza forestieră. Scopul auxologiei forestiere este de a găsi mijloace pentru creşterea producţiei de biomasă atât cantitativ dar şi calitativ şi de a evita reducerea biomasei forestiere ca urmare a acţiunii factorilor dereglatori naturali şi antropici (vânt, secetă, zăpadă, vânat, atacuri de insecte, poluarea industrială, păşunatul, turismul necontrolat, lucrările hidrotehnice). Metoda de bază a auxologiei este experimentul, care apelează la amplasarea de suprafeţe de probă permanente şi la procedee statistico-matematice de prelucrare şi analiză a datelor. Sunt folosite şi metode clasice ale dendrometriei, aceasta devenind o disciplină ajutătoare a auxologiei. Căile de sporire a producţiei forestiere intră în sfera preocupărilor auxologiei forestiere şi pot fi grupate astfel:

- căi ale silviculturii ecologice (clasice) prin care silvicultura are ca instrumente de acţiune:

- reglarea compoziţiei arboretelor prin alegerea adecvată a speciilor şi efectuarea corespunzătoare a operaţiunilor culturale;

- reglarea structurii verticale şi a structurii pe vârste prin alegerea şi aplicarea celor mai intensive tratamente silviculturale;

- reglarea consistenţei prin intermediul operaţiunilor culturale (rărituri). - căi ale silviculturii “moderne” – clonale, de tip agricol, care prin ameliorări

genetice şi pedologice tinde să formeze o nouă ramură economică – “lignicultura”.

Folosind aceste mijloace, auxologia forestieră nu poate să încalce principiul conservării şi ameliorării biodiversităţii în vederea asigurării stabilităţii ecosistemelor forestiere. Este ştiut faptul că producţii superioare pot fi obţinute doar în condiţiile unei stabilităţi ridicate a ecosistemelor forestiere. Orice dezechilibre duc la pierderea sporurilor de creştere prognozate prin anumite modele structurale alese. De aceea, pentru a beneficia de o stabilitate maximă, trebuie asigurată o biodiversitate optimă ecosistemelor forestiere, atât în plan structural cât şi funcţional.

9.2. Aspecte privind mecanismele biologice de formare a materiei vegetale lemnoase Prin procesul de fotosinteză, arborele converteşte energia cosmică în biomasă. Sub raport auxologic, ecosistemele forestiere sunt adevărate “uzine” biologice perfecţionate, producătoare de lemn, oxigen şi alte produse şi servicii pentru om, prin complicate procese de transformare a energiei solare în energie chimică fixată în ţesuturile vegetale. Devine astfel necesară cunoaşterea mecanismelor biologice de producere a materiei lemnoase pe picior. La baza procesului de acumulare a producţiei forestiere stă fotosinteza prin care se produc glucide (substanţa organică) şi oxigen. Fotosinteza reprezintă un proces complex de reacţii biochimice, unele în prezenţa luminii (fotoreacţii) altele în absenţa ei (scotoreacţii). Prin fotosinteză, în celulele cu clorofilă, bioxidul de carbon este combinat cu apa, formând carbohidraţi primari (glucoză), după următoarea formulă:

;6647

.66 2612622 OOHCkcal

fotosOHCO +→++

Aşadar, “prin cel mai important proces biochimic de pe planeta noastră”, materia anorganică este transformată în materie vie, cu eliberare de oxigen, proces care evidenţiază funcţia ecologică a pădurii. Se consideră că, pentru producerea unei tone de lemn, pădurea consumă circa 1,8 tone de bioxid de carbon şi eliberează 1,4 tone de oxigen. Pădurile României produc circa 40-60 mil. tone de oxigen pe an. Sub raport energetic, procesele se desfăşoară potrivit relaţiei: Energia captată(fotosinteza)–Energia eliberată(respiraţia)=Energia acumulată(biomasa) Cum se va putea vedea în continuare, prin respiraţie se consumă o parte însemnată din energia asimilată. Din totalul energiei incidente, doar 80% rămâne în frunze, iar din aceasta doar o mică parte este transformată în energie chimică. Se consideră că plantele cultivate au un coeficient de conversie a energiei solare în energie chimică de doar 1 – 2%. Arderile sunt foarte lente, ceea ce face ca procesul să fie nepoluant. Faţă de motoare, al căror randament este de 25-30%, plantele verzi, în special arborii forestieri de mari dimensiuni, au o putere de conversie extrem de redusă. Fotosinteza este condiţionată de o serie de factori:

- genetici (structura anatomică a frunzei, cantitatea de cloroplaste); - interni (gradul de hidratare a frunzei, vârsta sistemului asimilator, viteza de

circulaţie a substanţelor asimilate); - externi (lumina, temperatura, conţinutul de bioxid de carbon din aer, mişcarea

aerului, aprovizionarea cu apă şi substanţe nutritive); Factorul esenţial în desfăşurarea procesului de fotosinteză este lumina, care

influenţează prin intensitate, durată şi compoziţie spectrală. Randamentul fotosintetic este maxim când intensitatea luminii atinge optimul fotic. Însă aparatul foliar are capacitatea de sinteză diferită de la arbore la arbore şi de la o zonă a coroanei la alta pentru acelaşi arbore. Plafonul superior al coronamentului, adică vârfurile coroanei arborilor acţionează ca un filtru selectiv a luminii incidente. Lumina filtrată îşi pierde lungimile de undă eficiente pentru procesul de fotosinteză a frunzişului din spaţiul interior al coroanelor sau al arborilor din plafonul inferior. Aşa se explică productivitatea ridicată a arborilor cu procent mare a frunzelor de lumină, cu coroane 63

favorabil expuse la lumina directă. Ca o adaptare a arborelui la sporirea randamentului fotosintetic este reducerea punctului de compensaţie a frunzelor de umbră faţă de cele de lumină – fotosinteza se declanşează la o intensitate a luminii mai redusă la frunzele de umbră, faţă de cele de lumină. Silvicultorul poate acţiona în direcţia sporirii randamentului fotosintetic prin reglarea regimului de lumină în interiorul arboretelor, cu ocazia efectuării operaţiunilor culturale. Se pot realiza structuri optime sub raportul compoziţiei, a consistenţei, a modului de eşalonare pe verticală a coroanelor arborilor şi a promovării de genotipuri capabile să valorifice eficient energia luminoasă. Un alt factor care influenţează hotărâtor procesul de fotosinteză este temperatura. Se consideră că optimul termic, corespunzător unui randament maxim al fotosintezei este de 23-25OC, diferenţiat de la o specie la alta şi de la un exemplar la altul în raport de modul de asociere a celorlalţi factori de mediu. Fotosinteza la arbori încetează la temperaturi de –4(-7) OC, respectiv de +40-45 OC. Silvicultorul poate influenţa, însă în mică măsură, regimul termic în interiorul ecosistemului forestier. Concentraţia de din atmosferă de 0,03% este considerată sub capacitatea de absorbţie a plantelor în procesul de fotosinteză. Creşterea concentraţiei de , în anumite limite, influenţează favorabil asimilaţia şi acumularea de biomasă. La nivel global se înregistrează o mărire a productivităţii pădurilor ca urmare a efectului se seră (a creşterii concentraţiei de atmosferic). Biocenozele forestiere contribuie astfel eficient la menţinerea unui mediu ambiant optim pentru sănătatea omului.

2CO2CO

2CO

Apa condiţionează nemijlocit procesul de fotosinteză. Doar în condiţiile unui optim hidric procesele de absorbţie şi transpiraţie realizează un echilibru în vederea maximizării procesului de asimilaţie. Interesează consumul de apă necesar producerii unui gram de substanţă uscată. Din acest punct de vedere speciile se diferenţiază între ele după cum urmează:

- fagul consumă circa169g de apă pentru producerea unui gram de substanţă uscată;

- molidul – 231g; - pinul – 300g; - mesteacănul – 317g; - stejarul – 344g; Apa este folosită în proporţie de 99% în procesul de transpiraţie şi doar 1% în

procesul de fotosinteză. Cerinţa maximă de apă coincide cu maximul creşterii curente în volum şi cu perioada fructificaţiei maxime, adică în maximul intensităţii proceselor fiziologice. Absenţa apei în aceste momente poate declanşa fenomene de uscare, mai ales la speciile hidrofile. Intensitatea procesului de asimilaţie este influenţată de prezenţa în soluţia solului a elementelor nutritive indispensabile: azot, fosfor, potasiu, calciu şi microelemente (sulf, magneziu, fier, zinc, molibden, aluminiu ş.a.). Aprovizionarea solului cu aceste substanţe defineşte bonitatea solului. Producţii superioare de biomasă se înregistrează atunci când substanţele minerale se găsesc în raporturi optime faţă de exigenţele fiecărei specii. Randamentul productiv se defineşte în funcţie de performanţa speciilor din cele mai bune condiţii de vegetaţie. De regulă substanţele nutritive se găsesc în cantităţi insuficiente, fapt pentru care, mai ales în lignicultură, se apelează la fertilizări.

64

65

)

Substanţele asimilate prin fotosinteză nu se acumulează în totalitate în plantă. Prin respiraţie, proces de ardere lentă, este consumată o parte din materia organică deja creată. Molecula organică de glucoză se dezintegrează în prezenţa oxigenului, ca urmare a consumului propriu necesar funcţionării organismului, în elementele primare

cu eliberare de energie, după formula chimică (procesul invers fotosintezei): ( OHCO 22 ,

( )energiekcalOHCOOOHC respiratie 674666 2226126 ++⎯⎯⎯ →⎯+ Din punct de vedere auxologic respiraţia este un proces negativ dar în acelaşi timp considerat “un rău necesar” din punct de vedere fiziologic. Se poate afirma că:

Producţia netă (creşterea) = Producţia brută – Producţia pierdută prin respiraţie Adică: Randamentul fotosintetic = Producţia brută – Producţia pierdută prin respiraţie

Se pune astfel problema reducerii respiraţiei pentru creşterea randamentului asimilator. Este necesară selecţia speciilor şi genotipurilor cu respiraţie minimă. Specii considerate economice în respiraţie sunt fagul, laricele şi molidul iar specii risipitoare în procesul respiraţiei sunt considerate stejarul mesteacănul şi pinul. Elagajul este un instrument de micşorare a respiraţiei prin reducerea aparatului foliar de umbră. Intensitatea procesului de respiraţie poate fi redusă printr-o organizare superioară a biocenozei prin reglarea densităţii, a luminii, optimizarea compoziţiei, a structurii verticale, prin formarea de coroane eficiente fotosintetic. De regulă, prin respiraţie se produc pierderi mari la arborii dominaţi precum şi în zonele inferioare ale tuturor arborilor din arboret. O ecuaţie generală a bilanţului fotosintetic este dată de către Boysen – Jensen sub forma:

;WABRNSZ −−−−=+ în care: - Z reprezintă biomasa lemnoasă acumulată suprateran şi subteran; - S - producţia de seminţe; - N - substanţa asimilată prin fotosinteză; - R - pierderi datorate respiraţiei; - B - pierderi de biomasă datorate căderii frunzelor; - A - pierderi de biomasă datorate căderii ramurilor şi rămurelelor; - W - pierderi de biomasă ca urmare a uscării unor rădăcini; Analizând această relaţie se poate observa că silvicultorul poate acţiona pentru

stimularea procesului de fotosinteză şi pentru reducerea pierderilor prin respiraţie printr-o organizare eficientă a biocenozelor forestiere şi eventual prin aprovizionări suplimentare cu apă şi fertilizanţi. Se consideră că circa 30-40% din producţia brută se acumulează în trunchiul şi rădăcinile arborelui. 9.3. Sistemul foliar şi creşterea arborilor şi arboretelor Acumularea de biomasă lemnoasă este puternic influenţată şi de cantitatea şi calitatea aparatului foliar. Randamentul fotosintetic este dependent de arhitectura şi densitatea coroanelor, de volumul sistemului foliar, de capacitatea fotosintetică diferită a frunzelor de lumină şi a celor de umbră. Capacitatea fotosintetică este mai mare la frunzele de lumină faţă de cele de umbră şi este de asemenea mai mare la frunzele dispuse perpendicular pe direcţia razelor solare (unghiul foliar optim), expuse favorabil

66

la lumină, situate în partea superior – periferică a coroanei – partea activă fotosintetic. Mult mai redusă este capacitatea fotosintetică a frunzelor de umbră, amplasate în interiorul coroanei şi în partea inferioară neiluminată – partea activă din punctul de vedere a respiraţiei. Arborii dominaţi, având o proporţie mai mare a frunzelor de umbră, au un randament fotosintetic redus, în timp ce arborii dominanţi a un randament fotosintetic mai ridicat pentru că au mai multe frunze de lumină. În general arborii au un randament fotosintetic mai redus decât potenţialul lor genetic, ca urmare a suprapunerii frunzelor în plan vertical. Suprafaţa foliară desfăşurată depăşeşte de 10-20 de ori suprafaţa ocupată de pădure – putem avea 10-20ha de suprafaţă foliară la 1ha de pădure.

Pentru producerea unei tone de substanţă uscată arborii dominaţi au nevoie de o cantitate de două ori mai mare de frunze decât arborii dominanţi. Această legitate se explică prin filtrarea selectivă a luminii de către frunzele de lumină, ceea ce reduce foarte mult energia din spectrul luminos şi activează procesul de respiraţie. Consumul energetic maxim se realizează la vârful arborilor expuşi la lumină. Circa 70% din energie (fluxul luminos) este captată de coroana de lumină, astfel că suprafaţa activă din viaţa pădurii nu este coronamentul ci spaţiul vârfurilor. În spaţiul dintre coroana superioară de umbră şi vârful arborelui, fiecare decimetru de înălţime cu care coroana arborelui domină vecinii reprezintă un mare avantaj din punct de vedere auxologic, deoarece sporeşte capacitatea de captare a energiei radiante. Arborii dominanţi au creşteri de 10-15 ori mai mari decât arborii dominaţi. În lucrările de organizare a biocenozelor forestiere silvicultorul va acorda importanţă spaţiului vârfurilor. Arborii din clasele cenotice I şi II contribuie cu circa 80-95% din totalul creşterilor, în timp ce arborii cu poziţii sociale inferioare nu contribuie la sporirea creşterilor dar au un însemnat rol ecologic. Aceste constatări sunt explicate de legătura corelativă foarte strânsă, de tip exponenţial, dintre creşterea curentă în volum şi înălţimea arborilor – un arbore dominant produce cu mult mai mult decât un arbore dominat. Aşadar, randamentul fotosintetic depinde şi de poziţia cenotică a arborilor în arboret – arborii umbriţi au o participare redusă în creşterea de ansamblu a arboretului (8%) şi participă masiv (50%) la procesul de respiraţie prin care se consumă substanţa asimilată. Din punct de vedere auxologic se justifică eliminarea prin rărituri a arborilor din clasele Kraft IV şi V, în condiţiile în care nu se destructurează arboretul din punct de vedere ecologic. Asupra creşterii influenţează şi mărimea şi forma coroanei. Arborii cu coroane mari, chiar la aceleaşi diametre şi înălţimi, produc mai mult decât arborii cu coroane mici. În acelaşi timp, pentru arborii din aceeaşi clasă cenotică se constată o superioritate auxologică a arborilor cu o suprafaţă mai mică a proiecţiei coroanei (a spaţiului vital). Arborii cu coroane foarte largi folosesc ineficient energia primită. Frunzele şi ramurile din interiorul coroanelor foarte largi, expuse nefavorabil la lumină, au un mare deficit de asimilaţie. Ele consumă prin respiraţie mai mult decât produc prin fotosinteză. Din acest punct de vedere, elagajul natural reprezintă o formă de autoreglare în sensul eficientizării producţiei. Arborii cu suprafaţa proiecţiei coroanei foarte mare au un randament fotosintetic redus faţă de arborii cu coroane medii – aceştia nu se promovează decât dacă deţin lemn de calitate superioară. Se impune ca sarcină a

67

silvicultorului de a forma, prin lucrări de îngrijire, arborete eficiente fotosintetic cu arbori cu coroane relativ înguste, lungi şi favorabil expuse la lumină. La aceeaşi greutate a aparatului foliar arborii dominanţi produc mai mult decât cei dominaţi iar foioasele produc de 1,5 ori mai mult decât răşinoasele. La cantităţi egale de frunze, creşterile sunt superioare pe terenuri de bonitate superioară – nu este suficient să avem arbori cu o greutate mare a aparatului foliar dacă acesta nu este bine aprovizionat cu substanţe nutritive din sol. În raport cu vârsta, în aceleaşi condiţii staţionale, 1kg de aparat foliar de aceeaşi calitate (frunze de lumină) are o dinamică a procesului de asimilaţie cu totul specifică. Capacitatea fotosintetică prezintă un maxim la 70-90 de ani şi se menţine ridicată până la vârste mai mari. Această perioadă corespunde cu maximul creşterii curente în volum, iar forma slab descrescătoare a curbei după realizarea maximului de potenţial auxologic îndeamnă la promovarea tratamentelor silviculturale cu perioadă lungă de regenerare. Influenţa reducerii artificiale a coroanei asupra creşterii în volum Prin lucrările de elagaj artificial se intervine asupra ramurilor din zona inferioară a coroanei caracterizate de deficit de asimilaţie (randament fotosintetic redus). Practic se elimină ramurile care oricum ar fi eliminate prin elagajul natural. Elagajul natural este o formă de autoreglare în sensul eliminării ramurilor ce produc pierderi de asimilaţie prin consum. Elagajul artificial este permis şi la ramurile cu frunze verzi dar cu randament fotosintetic redus – în acest fel, la o reducere a coroanei din partea inferioară pe o treime din lungimea sa, se pierde 1-2% din creşterea în volum, dar se câştigă în planul calităţii tehnologice a fusului. Dacă prin elagaj se elimină jumătate din lungimea de jos a coroanei, creşterea în diametru se reduce cu 30% iar creşterea în înălţime cu doar 8%. La o reducere a două treimi din coroană, creşterea în diametru se reduce cu 60% iar creşterea în înălţime cu 20%. Intervenţii mai puternice au ca efect uscarea arborelui. La rupturile de vânt şi zăpadă se elimină vârful coroanei, deci se pierde creşterea cea mai activă. Încă prin mecanisme cibernetice proprii apare un alt vârf a cărui creştere în înălţime depăşeşte chiar şi creşterea în înălţime a arborilor cu vârf intact. Alţi factori care reduc volumul şi calitatea aparatului foliar sunt: insectele defoliatoare (mai ales dacă afectează vârful), îngheţul, secetele prelungite şi poluarea. La nivel european s-a convenit aprecierea stării de sănătate a pădurii, în cadrul acţiunii de Monitoring forestier, în raport de biometria şi gradul de defoliere a coroanelor. Clasificarea arborilor pe clase de defoliere este puternic corelată cu potenţialul auxologic după cum urmează: Procent de defoliere

(%) Clasa de defoliere Descrierea stării de

sănătate a arborelui Pierderi de creştere

în volum (%) 0-10 0 Sănătos 1-2 11-25 I Slab afectat 1-5 26-60 II Mediu afectat 10-25 61-99 III Puternic afectat 30-60 100 IV Mort 100

Aşadar producţia forestieră depinde de volumul şi calitatea aparatului foliar.

68

9.4. Sistemul radicelar şi creşterea arborilor şi arboretelor Rolul sistemului radicelar este de aprovizionare cu apă şi substanţe nutritive, de ancorare a arborelui în sol dar şi de înmagazinare a substanţelor de rezervă. Creşterea rădăcinilor este controlată genetic dar în acelaşi timp este puternic influenţată de mediul în care se dezvoltă (solul forestier). În subteran se identifică o mare diversitate biologică dominată de interrelaţii ecosistemice complexe foarte dificil de cercetat. De aceea creşterea sistemului radicelar şi influenţele acestuia asupra procesului global de creştere este mai puţin studiată. Din punct de vedere auxologic interesează:

- creşterea rădăcinilor în perioada de vegetaţie şi în raport cu vârsta; - structura sistemului radicelar pe arboret în funcţie de factorii naturali şi modul

de gospodărire; - legătura dintre caracteristicile sistemului radicelar şi creşterea arborilor şi

arboretelor; - corelaţia dintre sistemul radicelar şi stabilitatea arboretelor. S-a evidenţiat o corelaţie între lungimea sistemului radicelar şi creşterea în volum

a arborelui, în sensul că în aceleaşi condiţii staţionale arborii cu o lungime mai mare a sistemului radicelar au creşteri în volum superioare. Însă paradoxal, arborii situaţi pe staţiuni mai sărace dezvoltă un sistem radicelar mai lung, fiind în căutare de resurse de apă şi substanţe nutritive – cu toate acestea creşterea în volum rămâne inferioară arborilor situaţi pe staţiuni favorabile cu sistem radicelar mai scurt.

Randamentul fotosintetic, exprimat prin creşterea în volum, este mai redus la arboretele situate pe staţiuni sărace faţă de cele situate pe staţiuni favorabile, la aceeaşi greutate a sistemului radicelar. În tinereţe sistemul radicelar al arborilor se dezvoltă rapid pentru a pune stăpânire pe spaţiul subteran (spaţiul de nutriţie), dar abia după 20-30 de ani arborii din arboret ocupă întreg spaţiul disponibil. Ocuparea maximă a solului cu rădăcini coincide cu momentul realizării maximului creşterii în volum a arboretului. De regulă, arboretele pluriene acumulează mai multă biomasă subterană decât cele echiene, ca urmare a utilizării raţionale a întregului orizont nutritiv. Teme de control:

1. Rolul fotosintezei şi respiraţiei în mecanismul biologic de bioacumulare. 2. Rolul aparatului foliar asupra creşterilor la arbori. 3. Rolul sistemului radicelar în procesul de creştere al arborilor.

9.5. Creşterea şi dezvoltarea

9.5.1. Generalităţi privind creşterea şi dezvoltarea (acumularea)

Creşterea este procesul de sporire a materiei vii ca urmare a înmulţirii celulelor şi a sintezei organice. Procesul de creştere este completat de citodiferenţiere. Dezvoltarea (acumularea) este o succesiune de modificări calitative prin care trece arborele şi arboretul în ontogeneză, în urma cărora îşi modifică permanent însuşirile şi cerinţele faţă de factorii de mediu. Aşadar prin dezvoltare de înţelege evoluţia ontogenetică a unui organism. Creşterea şi dezvoltarea sunt procese controlate genetic, dar puternic influenţate de factorii de mediu, din interacţiunea lor rezultând variabilitatea acestora. Putem vorbi despre creşteri în diametru, în înălţime, în volum, a coeficientului de formă (modificare) atât la nivel de arbore cât şi de arboret. Indiferent de natura lor, creşterile nu sunt egale de la un an la altul, fiind sub influenţa directă a factorilor interni sau externi, mai ales sub influenţa vârstei. De aceea, mersul creşterilor, care rezultă în urma măsurătorilor succesive ale caracteristicilor dendrometrice ale arborilor şi arboretelor, are în expresie grafică o formă neregulată, dar care poate fi asimilat cu curbe de creştere. Prin reprezentarea grafică a creşterilor curente cumulate se obţin curbele de dezvoltare (curbe de acumulare).

Curba de dezvoltare are forma unui S alungit, fiind foarte apropiată de curba frecvenţelor cumulate din statistica matematică. Ea începe din originea axelor de coordonate, urcă încet, apoi îşi măreşte panta, trece printr-un punct de inflexiune şi devine asimptotică la axa abciselor. Curba de creştere este legată de curba de dezvoltare şi se caracterizează prin:

- este asimetrică; - prezintă un maxim, corespunzător punctului de inflexiune a curbei de

dezvoltare; - prezintă două puncte de inflexiune, care delimitează pe abcisă - marea

perioadă de creştere; Prin reprezentare grafică, curbele sunt discontinui, (analiza arborelui) dar pe

perioade mari de timp aceste pot fi înlocuite cu curbe continui care permit a fi exprimate ca funcţii de creştere şi dezvoltare, cărora li se poate aplica calculul matematic integral şi diferenţial. Dacă exprimăm curba de dezvoltare prin funcţia de dezvoltare atunci, prin

( );xfy =derivare, se obţine curba creşterii curente exprimată de funcţia de creştere (a

creşterii curente) ( );'' xfy = Invers, curba de dezvoltare poate fi reprodusă prin integrarea funcţiei de creştere. Punctul de inflexiune al curbei de dezvoltare coincide punctului de maxim a creşterii curente. Prin calcul diferenţial pot fi determinate şi cele două puncte de inflexiune ale creşterii curente.

Funcţia creşterii medii se obţine prin împărţirea funcţiei de dezvoltare la vârstă: ( );xxf

xy= .

Între creşterea medie şi creşterea curentă există următoarele relaţii (legităţi): 69

- maximul creşterii medii se realizează mai târziu decât maximul creşterii curente;

- valoarea maximă a creşterii medii este mai redusă decât valoarea maximă a creşterii curente;

- cât timp creşterea curentă este mai mare decât creşterea medie, ultima este în creştere;

- valoarea maximă a creşterii medii coincide cu intersecţia celor două curbe, deci când cele două creşteri sunt egale;

Punctul de intersecţie al celor două curbe poate fi definit matematic:

Aşadar: ( ) ( );' xfxxf=

Sau: ( ) ( );' xfxxf ⋅=

Culminarea creşterii medii se realizează atunci când derivata funcţiei ( )xxf

este

egală cu zero, adică:

( ) ;0'=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

xxf

Această derivată va fi: ( ) ( );'

2xxfxfx −⋅

Dacă egalăm această expresie cu zero, atunci: ( ) ( ) ;0' =−⋅ xfxfx ( ) ( );' xfxfx =⋅

Şi în consecinţă: ( ) ( );' xfxxf= (q. e. d.)

Aceste relaţii au valabilitate generală atât pentru arbore cât şi pentru arboret şi indiferent de natura creşterilor. Curbele de creştere au o mare importanţă silviculturală. Cele două puncte de inflexiune ale curbei creşterii curente delimitează trei faze în mersul normal al creşterilor:

- faza tinereţii, exprimată de mersul concav al curbei, până la primul punct de inflexiune;

- faza maturităţii (marea perioadă de creştere) – mersul convex al curbei dintre cele două puncte de inflexiune;

- faza bătrâneţii (de declin auxologic), cu mers concav, după cel de-al doilea punct de inflexiune;

Vârsta la care se produce maximul creşterii medii în volum a producţiei totale, adică vârsta la care curba creşterii medii se intersectează cu cea a creşterii curente, se numeşte vârsta exploatabilităţii absolute. Nu este indicată exploatarea arboretului înainte de această vârstă. Culminarea creşterii medii în volum a producţiei diferenţiată pe sortimente se realizează mai târziu şi defineşte vârsta exploatabilităţii tehnice (vârsta la care se atinge maximul producţiei pentru sortimentul ţel).

70

Mersul normal al creşterilor este deseori perturbat de foarte mulţi factori, creşterile fiind diminuate treptat odată cu înaintarea în vârstă. Astfel:

- se măreşte consumul de energie pentru transportul apei şi substanţelor nutritive, la înălţimi din ce în ce mai mari;

- prin procesul de fructificaţie se consumă o parte din substanţa asimilată; - se produc modificări în activitatea hormonală; - se măresc pierderile prin respiraţie; - se declanşează procese patologice; 9.5.2. Funcţii de creştere şi dezvoltare

Exprimarea matematică a proceselor de creştere şi dezvoltare este utilă pentru analiza creşterilor anterioare sau pentru prognoza producţiei silvice. În acest scop au fost adoptate fie ecuaţii de regresie, fie funcţii de creştere cu motivare biologică. a). Funcţii de creştere

1. Funcţia Prodan – Giurgiu: ;21

0xbb exby ⋅⋅⋅=

sau ;loglog 210 xbxbby ⋅+⋅+= în care: - y reprezintă creşterea; - x - vârsta; Această ecuaţie are toate caracteristicile unei curbe de creştere: - pentru ;0;0 =→= yx - pentru ;0; =→∞= yx - are două puncte de inflexiune; - prezintă un maxim;

- maximul curbei corespunde vârstei ;2

1bbx −=

- cele două puncte de inflexiune sunt: ;2

1

2

11 b

bbbx −−= ;

2

1

2

11 b

bbbx +−=

- intervalul )21, xx defineşte marea perioadă de creştere; (

- maximul creşterii medii rezultă din: ;0'

021

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⋅⋅∫ ⋅

xexb xbb

Ecuaţia are aplicabilitate în auxologie şi în lucrările de amenajare a pădurilor pentru stabilirea vârstelor exploatabilităţii absolute şi tehnice la arborete. De exemplu, creşterea curentă în volum la arboretele echiene de molid de clasa a II-a de producţie, poate fi exprimată astfel:

;012,0log42,169,0log xxy ⋅−⋅+−=

a cărui maxim este ;512

1 anibbx =−=

71

2. Funcţia Pearson: ( )( ) ;xf

xmydxdy −

= în care:

- ( ) ...;2210 +⋅+⋅+= xbxbbxf

- y reprezintă creşterea (viteza de dezvoltare);

- dxdy

- prima derivată a funcţiei y ;

- m - momentul pentru care curba de creştere este maximă; Se porneşte de la ideea că funcţia de creştere este asemănătoare cu funcţia de

frecvenţe, iar creşterile sunt interpretate drept cote (frecvenţe) relative ale mărimii finale a caracteristicii biometrice analizate. b). Funcţii de dezvoltare – se obţin prin integrarea funcţiilor de creştere.

1. Funcţia Weber: ;⎟⎟11max

72

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

pyy −bx

2. Funcţia Drakin – Vuevski: ( ) ;10mkxeby −−=

3. Funcţia statistică a lui Backman: ; logloglog 2210 xbxbby ⋅+⋅+=

4. Funcţia Korf – Giurgiu: ;1

exp 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−

= −nxn

kAy în care: nkA ,, sunt

parametri cu motivare biologică;

5. Funcţia cu motivare biologică Mitscherllich: ( )y− ; care prin

integrare devine

yCdxdy

⋅= max

( ) ;log max xCkyy ⋅−=− şi care porneşte de la ipoteza că creşterea depinde de diferenţa dintre maxy şi valoarea y la momentul x .

Ecuaţia se liniarizează sub forma: ( )1 e−− ;maxyy =nxC ⋅ Sunt dificultăţi la

stabilirea lui maxy . 6. Funcţia organică a lui Backman, porneşte de la particularităţile curbelor de

creştere şi dezvoltare: - curba de creştere este asimetrică, de formă sigmoidă; - curba de creştere este în formă de clopot, asimetrică, are un maxim şi două

puncte de inflexiune inegal depărtate de maxim; - curba creşterii se apropie mai încet de abcisă după realizarea maximului,

decât s-a depărtat de abcisă înainte de maxim; El arată că logaritmul creşterii în unitatea de timp este invers proporţional cu

pătratul logaritmului timpului: ;loglog 2 TKy ⋅= în care:

- y reprezintă creşterea; - K - o constantă; - T - timpul organic; - max; pentru ;1==y T

- pentru ;log10 negativTT →⇒<< Până la valoarea maximă, curba creşterii este în ascensiune, apoi ylog scade

proporţional cu Tlog . Logaritmul timpului fizic este timpul organic (biologic). În plus, Weck arată că integrala funcţiei de creştere ia aspectul legii lui Gauss. El demonstrează că legile creşterii la arbori şi arborete (mai ales la creşterea în înălţime) pot fi exprimate cu ajutorul integralei funcţiei Gauss. Pe hârtie probabilistică integrala lui Gauss se liniarizează atunci când frecvenţele cumulate se exprimă procentual. Pentru creşteri liniarizarea se obţine când adoptăm pe axa abciselor Tlog iar pe axa ordonatelor procente din valoarea finală a caracteristicii analizate. Există astfel posibilitatea diagnozei şi prognozei creşterilor şi de a prezice unele fenomene din ciclul de creştere, ca de exemplu: momentul maturităţii sau al senilităţii. Backman demonstrează şi indică valori procentuale ale creşterilor, faţă de mărimea finală la care se realizează anumite momente din ciclul de creştere, după cum urmează:

Momente Procente din valoarea finală Culminarea creşterii curente 15,9 16 ≅Deplina maturitate 50,0 Terminarea fertilităţii 84,1 Începutul senilităţii 92,1 Moartea de bătrâneţe 95,8

Astfel, în funcţie de valoarea înălţimii unui arbore, realizată în momentul culminării creşterii curente ( , se poate exprima valoarea finală a înălţimii )cv ( )fv , după relaţia:

;10016

1009,15

⋅≅⋅= ccf

vvv

Exemplu: În momentul realizării maximului creşterii în înălţime, un arbore de molid avea înălţimea Rezultă că acel arbore ar putea ajunge la finele

existenţei lui la înălţimea de

.8,5 mh =

;4,361009,158,5

maxh m=⋅= în condiţiile în care arborele

se va dezvolta în condiţii normale. 9.5.3. Exprimarea productivităţii pădurilor prin intermediul indicilor bioclimatici Productivitatea pădurii este dată de producţia de lemn realizată într-un an, pe unitate de suprafaţă. Interesează însă cunoaşterea productivităţii pădurilor pe spaţii mari pe criterii bioclimatice. Cel mai cunoscut indice bioclimatic este cel stabilit de Paterson – indicele CVP (climă, vegetaţie, productivitate) şi se stabileşte potrivit relaţiei:

;100.12 aT

EGTPCVP⋅⋅⋅⋅

= în care:

- P reprezintă precipitaţiile; - T - temperatura medie a lunii celei mai calde; - G - mărimea perioadei de vegetaţie (zile);

73

- E - indicele de radiaţie (în funcţie de latitudine); - aT - diferenţa dintre temperatura medie a lunii celei mai calde şi a lunii celei

mai reci; Productivitatea potenţială a pădurilor ( )113 −− ⋅⋅ haanmY se exprimă în raport

cu indicele CVP potrivit relaţiei: ;log 01 bCVPbY −⋅=

Productivitatea pădurilor pe anumite zone geografice este corelată direct proporţional cu indicele CVP. În condiţiile ţării noastre CVP are valori cuprinse între 50 şi 400 unităţi. Mai putem aminti indicele IB (Bândiu) care ia în considerare microclimatul şi solul şi evidenţiază atât potenţialul bioproductiv cât şi optimul ecologic al speciilor. Au fost de asemenea propuşi indici hidrotermici (Riabcicov, Losiţkii) potrivit cărora în condiţiile unei aprovizionări normale cu apă, pentru arboretele de aceeaşi specie şi vârstă, indiferent de zona geografică, la unitatea de bilanţ radiativ corespunde aceeaşi producţie de biomasă (Pu):

Pu x bilanţul radiativ = Productivitatea potenţială (creşterea medie) Teme de control:

1. Generalităţi privind creşterea şi dezvoltarea. Legităţile creşterii. 2. Funcţii de creştere şi dezvoltare. 3. Exprimarea productivităţii pădurilor prin intermediul indicilor bioclimatici.

74

75

10. Auxologia arborelui

Tratează procesele de creştere pentru arbore ca element distinct şi caracteristic al arboretului. Ca parte componentă a biocenozei forestiere, arborele nu se exprimă auxologic la adevăratul potenţial ereditar, acesta fiind puternic influenţat de interrelaţiile biocenotice cu mediul de viaţă. Interesează creşterea în înălţime, creşterea în diametru şi creşterea în volum.

10.1. Creşterea în înălţime la arbori poate fi discutată sub două ipostaze: - creşterea în înălţime în perioada de vegetaţie; - creşterea în înălţime de-a lungul vieţii; a). Creşterea în înălţime în perioada de vegetaţie începe primăvara devreme,

pe seama substanţelor de rezervă din anul precedent, concomitent cu formarea aparatului foliar, când mugurele terminal dă naştere lujerului. Creşterea este lentă la început, apoi se accelerează brusc, culminează, după care se stabilizează la valori din ce în ce mai reduse. Pot exista şi două maxime ale creşterii în înălţime în acelaşi an (la stejar), fapt ce conduce deseori la nelignificarea completă a lujerilor cu pericolul degerării acestora în sezonul rece. Se consideră că creşterea în înălţime începe atunci când suma temperaturilor diurne mai mari de 10oC depăşeşte un anumit prag, în funcţie de specie şi zona geografică. Aşadar, momentul declanşării creşterii în înălţime şi valoarea finală a acesteia sunt puternic influenţate de însuşirile ereditare ale speciei, de provenienţă, de particularităţile climatice ale anului anterior şi a anului curent, de altitudine şi de poziţia cenotică a arborelui în arboret. Durata pe care se desfăşoară creşterea în înălţime nu este prea mare. Ea este de circa 40-80 de zile, iar cea mai mare parte a creşterii în înălţime (circa 70-80% din totalul creşterii anuale) se realizează primăvara în lunile aprilie mai, în doar 10-20de zile. Arborele nu creşte în înălţime pe toată perioada sezonului de vegetaţie. Această declanşare imediată şi accelerată a creşterii în înălţime este rezultatul competiţiei pentru lumină în vederea ocupării spaţiului superior al coronamentului. Creşterea în înălţime începe concomitent cu creşterea în diametru, dar durează mult mai puţin. Se manifestă o decalare în timp a maximelor creşterilor în înălţime, în diametru şi în volum faţă de maximul creşterii în lungime a sistemului radicelar. În momentele realizării maximelor creşterilor în diametru, înălţime şi volum, arborele realizează creşteri minime în sistem radicelar. După realizarea maximului creşterii în volum se dezvoltă creşterea în sistem radicelar, culminează spre sfârşitul verii şi înregistrează creşteri chiar şi în sezonul de toamnă - iarnă şi în lipsa fotosintezei, pentru a pregăti aparatul de nutriţie necesar acumulărilor din următorul sezon de vegetaţie.

b). Creşterea în înălţime în decursul vieţii arborilor respectă caracteristicile generale ale curbelor de creştere. Se constată variaţii mari ale creşterilor în înălţime de la un an la altul, ca urmare a influenţei a o serie de factori: specie, însuşirile genetice ale individului, provenienţa, altitudine, bonitatea staţiunii, condiţiile climatice, măsurile gospodăreşti. Maximul creşterii în înălţime se realizează în tinereţe: la 10-15 ani, ceva mai târziu la brad şi fag şi mai devreme la speciile repede crescătoare (sălcii, plopi, salcâm).

76

Mărimea creşterilor în înălţime este sub influenţa condiţiilor meteorologice, a condiţiilor staţionale şi a poziţiei cenotice. Creşterea în înălţime este relativ redusă în anii de secetă şi în anii de după o fructificaţie abundentă. Există o mare diferenţă în alura curbei creşterii în înălţime la arborii proveniţi din sămânţă faţă de cei proveniţi din lăstari. În tinereţe lăstarii prezintă creşteri în înălţime mai mari decât arborii proveniţi din sămânţă, datorită faptului că lăstarii beneficiază de un sistem radicelar deja exixtent. O dată cu înaintarea în vârstă, arborele provenit din sămânţă, care şi-a consolidat sistemul radicelar, depăşeşte creşterea în înălţime a arborilor proveniţi din lăstari, a căror rădăcini sunt îmbătrânite. Aşa se explică de ce arboretele de salcâm tratate în regim de crâng se degenerează în timp. Se poate enunţa următoarea legitate biologică (legea lui Weck): “cu cât dezvoltarea în tinereţe a unui arbore cu vitalitate normală se produce mai încet, cu atât creşterile culminează mai târziu, cu valori ale creşterilor mai reduse în momentul acestei culminări, dar care se vor menţine susţinute o perioadă mai mare de timp”. Această legitate este confirmată de faptul că cei mai înalţi arbori de molid, brad şi fag din pădurile ţării noastre sunt arbori din arborete pluriene cu creşteri lente în tinereţe, care au stat o perioadă considerabilă la adăpostul arborilor maturi. Reducerea consistenţei influenţează relativ puţin creşterea în înălţime, dar contribuie la dezvoltarea coroanei şi accentuarea creşterilor în diametru. Arborii care au fost dominaţi îşi pot activa creşterile în înălţime după eliberarea spaţiului din jurul coroanei. Pe ansamblu însă, arborii din plafonul superior înregistrează creşteri în înălţime superioare mai ales până la consolidarea poziţiei cenotice. Constrângerea de accelerare a creşterilor este generată de accesul permanent la lumina directă. De exemplu, stejarul nu rezistă sub adăpost mai mult de 3-4 ani, în timp ce bradul poate rezista chiar 30-40 de ani, iar când condiţiile devin favorabile îşi reactivează mersul normal al creşterilor. Pe aceste considerente se stabilesc perioadele speciale de regenerare (20-30 de ani la brad, 3-4 ani la gorun şi stejar, fagul ocupă o poziţie intermediară – rezistă sub adăpost mai mult decât molidul dar mai puţin decât bradul) în raport cu care se adoptă un anumit tratament silvicultural.

10.2. Creşterea în diametru la arbori poate fi discutată atât pe sezon de vegetaţie cât şi în raport cu vârsta.

a). Creşterea în diametru la arbori în sezonul de vegetaţie începe odată cu reactivarea cambiului ca urmare a activităţii hormonilor de creştere – auxine. Creşterea începe mai întâi în zona coroanei, apoi se propagă progresiv până la baza fusului şi apoi continuă în sistemul radicelar. La stejar, activitatea cambială se declanşează chiar înainte de înfrunzire, pe seama substanţelor de rezervă, pentru că prezintă pori inelari şi în consecinţă este necesară crearea de noi vase. Se consideră că creşterea în diametru la arbori începe atunci când temperaturile medii pe decade depăşesc anumite praguri, variabile în raport cu specia şi poziţia cenotică. Creşterea în diametru se declanşează la 8oC la stejari, 8-9 oC la frasin, 8-10 oC la fag şi răşinoase, mai devreme şi mai puternic la arborii dominanţi faţă de cei dominaţi. Începutul perioadei de creştere la arborii dominanţi este dependent de mai mulţi factori: specie, provenienţă, condiţii staţionale, starea vremii, poziţia cenotică, măsurile silviculturale, altitudine, fenomene naturale şi antropice perturbatoare. În condiţiile Europei Centrale, formarea inelului anual la

77

foioase începe la începutul lunii mai şi se termină la sfârşitul lunii august. Perioada de creştere în diametru la răşinoase este decalată cu două trei săptămâni întârziere (altitudinea întârzie începutul şi sfârşitul perioadei de creştere). Durata creşterii în diametru în sezonul de vegetaţie este mai mare decât durata creşterii în înălţime şi ocupă circa 30-80% din sezon. La majoritatea speciilor durează circa 3 luni. Creşterea în diametru în cadrul sezonului de vegetaţie are o accelerare evidentă de ritm în lunile mai - iunie (luni de maximă activitate cambială), când arborii au nevoie de o bună aprovizionare cu apă şi substanţe nutritive. În această perioadă se formează lemnul timpuriu. Lemnul târziu se formează spre sfârşitul perioadei de creştere (august). S-a constatat că creşterea în diametru se produce şi noaptea pe seama substanţelor de rezervă. Principalul factor care influenţează mărimea creşterilor în diametru este cantitatea de precipitaţii din perioada de maxim a activităţii cambiale şi din perioada de toamnă - iarnă a anului precedent, dar influenţa nu este mai puternică decât asupra creşterii în înălţime. Ca regulă generală, s-a stabilit următoarea eşalonare a creşterilor în cadrul unui sezon de vegetaţie:

- formarea aparatului foliar (aprilie – mai); - declanşarea şi dezvoltarea creşterii în înălţime (mai – iunie); - activarea creşterii în diametru, care începe mai târziu decât creşterea în

înălţime şi continuă după această perioadă până în august; - creşterea în volum începe substanţial odată cu creşterea în diametru şi

continuă atâta timp cât există creştere în diametru; - creşterea în sistem radicelar este puternic decalată de celelalte creşteri în

sensul că începe în lunile iulie – august, dar se prelungeşte până în septembrie – octombrie, chiar decembrie, dacă nu este îngheţ.

b). Creşterea inelului anual în secţiune transversală nu este uniformă.

Variabilitatea lăţimii inelului anual în secţiune transversală este generată de: specie, pantă, vânt, expoziţie, lumină, asimetria coroanei, schema de plantare. Cea mai regulată depunere a inelelor anuale o întâlnim la lemnul de molid de rezonanţă, crescut pe staţiuni ferite de vânt, pe pante moderate, la arbori cu coroane simetrice şi favorabil expuse la lumină.

c). Creşterea inelului anual în secţiune longitudinală este extrem de variabilă. Lăţimea inelului anual nu este aceeaşi de-a lungul fusului şi este o consecinţă a strategiei arborelui de a-şi consolida rezistenţa. Lăţimea inelului anual este mai mare la bază, prezintă un minim la 0,1-0,2 din înălţime, se majorează din nou în zona coroanei, după care se îngustează iarăşi spre vârf. Variaţia lăţimii inelului anual în secţiune longitudinală este influenţată de vârsta arborelui, poziţia cenotică, vigoarea de creştere în înălţime şi structura arboretului. Lăţimea inelului anual prezintă o variabilitate mai accentuată la arborii de vârste mici şi medii faţă de cei de vârste mari – depunerea inelelor anuale este mai regulată la arborii cu vârste mari. Cu cât creşterea în înălţime este mai mare cu atât lăţimea inelului anual va fi mai mare în partea superioară a fusului, comparativ cu partea inferioară, constatare explicabilă prin corelaţia dintre vârstă şi creşterea în înălţime. Arborii din arboretele pluriene prezintă o oarecare constanţă a lăţimii inelului anual în plan longitudinal, faţă de arborii din arboretele

78

echiene. Inelul anual este supus fluctuaţiilor generate de măsurile gospodăreşti (rărituri, tăieri de regenerare) – se remarcă o majorare a lăţimii inelului anual după efectuarea acestor tăieri (mai ales la fag), dar nu uniform pe toată lungimea fusului, mai evident în zona inferioară. De aceea la arborii bătrâni şi la cei puşi în lumină creşterile radiale de la nivelul diametrului de bază sunt irelevante pentru fusul întreg.

d). Creşterea în diametru la arbori în raport cu vârsta depinde de specie şi structura arboretului. La arborii din arboretele echiene, mersul creşterilor este diferit faţă de arborii din arboretele pluriene. În raport cu vârsta, creşterea în diametru urmează legităţile cunoscute.

Teme de control: 1. Creşterea în diametru la arbori în corelaţie cu factorii de influenţă 2. Creşterea în înălţime la arbori în corelaţie cu factorii de influenţă.

11. Auxologia arboretelor (Creşterea arboretelor în raport cu vârsta lor) 11.1. Generalităţi Arboretul este înţeles în sens restrâns ca totalitatea arborilor dintr-o porţiune relativ omogenă de pădure, iar în sens larg ca un ecosistem elementar. Arboretul este parte componentă a biocenozei, care se află în multiple conexiuni cu biotopul. În cadrul arboretului se definesc raporturi complexe intra- şi interspecifice de competiţie, favorizare, acomodare, înmulţire etc. Creşterea arborilor în arboret decurge cu totul altfel decât creşterea la arborele crescut izolat. Pe lângă potenţialul ereditar, creşterea arborelui în masiv este influenţată de relaţiile ce guvernează în interiorul ecosistemului. Arborele se comportă în raport cu strategia arboretului, astfel că factorii productivităţii arboretului sunt:

- însuşirile ereditare ale indivizilor; - condiţiile de mediu, inclusiv sistemul de măsuri silvice (educaţia); - structura biocenozei; Studiul dinamicii creşterilor la arborete se face în suprafeţe de probă permanente

urmărite de-a lungul timpului. În arboret se desfăşoară două procese diametral opuse:

- procesul de acumulare de biomasă (procesul de creştere); - procesul de eliminare de biomasă; Când acumulările sunt mai mari decât eliminările, arboretul înregistrează creşteri

de biomasă, iar când acumulările sunt inferioare eliminărilor se înregistrează un deficit de biomasă, corespunzător fazei de depericiune (vârstei exploatabilităţii fizice). 11.2. Relaţia dintre numărul de arbori şi vârstă Dinamica numărului de arbori în raport cu vârsta la arboretele echiene este relativ bine studiată. Există o serie de legităţi auxologice destul de apropiate de cele puse în evidenţă de procesul demografic. Datorită procesului de eliminare naturală, numărul de arbori la hectar scade în raport cu vârsta. De exemplu într-o regenerare naturală de fag în care s-au identificat la vârsta de 1an circa 7,2 milioane de exemplare, prin procesul de eliminare naturală, numărul arborilor s-a redus la 170.000 la vârsta de 10 ani, 53.000 la 20 de ani, 5.000 la 60 de ani, 665 la 100 de ani şi doar 185 la 140 de ani. Natura elimină exemplarele slabe sub raportul criteriilor de optimalitate alese. În pădurea naturală, factorii care determină reducerea numărului de arbori sunt lumina şi substanţele nutritive, iar în pădurea cultivată se adaugă şi măsurile de gospodărire. Aşadar, intensitatea eliminării depinde de temperamentul speciei şi de bonitatea staţiunii. Intensitatea eliminării naturale este mai intensă în arboretele constituite din specii de lumină şi în cele situate în condiţii favorabile de dezvoltare. Se poate spune că eliminarea naturală este cu atât mai intensă cu cât culminează mai repede creşterea curentă în volum. Se poate vorbi despre “paradoxul staţiunii”, în sensul că numărul de arbori va fi întotdeauna mai mare în arboretele situate pe staţiuni de bonitate inferioară decât în cele de bonitate superioară. Eliminarea nu este un proces continuu ci se produce în salturi. Dinamica numărului de arbori în raport cu vârsta se poate exprima matematic:

⇒ în care:;loglog 10 gdbbN ⋅+= ;2210

2

TaTaaTd g

⋅+⋅+=

79

sau ;1

exp 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−

= −ng T

nkAd

⇒ ;

42gd

GgGN

⋅==π

în care: ;2210

2

TaTaaTd g

⋅+⋅+=

sau ;1

exp 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−

= −ng T

nkAd

iar ;2210 gg hbhbbG ⋅+⋅+=

⇒ ;loglog 2.10 TbhbbN dom ⋅+⋅+= sau ;loglog 210 TbhbbN g ⋅+⋅+=

;loglog 10 vbbN ⋅+= ⇒ adică, (arboretele constituite din arbori de mari dimensiuni au o desime mică).

În arboretele echiene, o dată cu reducerea numărului de arbori, au loc modificări structurale profunde prin migrarea arborilor din poziţii cenotice superioare în altele inferioare. Prin efectuarea operaţiunilor culturale silvicultorul preîntâmpină procesul de eliminare naturală şi modelează structura internă a arboretului. Se urmăreşte atingerea unei desimi optime (indici de desime optimi) care să asigure o creştere curentă maximă şi o producţie ridicată valoric, în condiţiile unei maxime stabilităţi. Pentru arborete de molid de clasa a II-a de producţie se consideră optime următoarele desimi:

- 3150-3800 arbori/ha pentru ;10mhg =

- 2580-3090 arbori/ha pentru ;12mhg =

- 1140-1430 arbori/ha pentru ;20mhg =

- 560-760 arbori/ha pentru ;28mhg = Pentru stabilirea desimii optime, cu ocazia efectuării răriturilor, se utilizează

indicele Hart-Becking (factorul de spaţiere ;100.⋅=

lαdomh

în care: ;000.10).

factorul de spaţiere 866,0 N

l⋅

=

Dacă se cunoaşte α şi înălţimea dominantă .domh , numărul optim

de arbori la hectar va fi: ;

100866,0 .⎜

⎛ ⋅ domhα

spaţiere, răriturile se diferenţiază astfel: - rărituri slabe - ;16=

0002

⎟⎠⎞

⎝

=N Există ţiere optimi în

raport cu specia, vârsta arboretului şi bonitatea staţiunii. După mărimea factorului de

.10 factori de spa

α - rărituri moderate - 1 ;226−=α - rărituri forte - = ;22α Intervenţiile în ar or t se b e vor efectua înainte sau concomitent cu culminarea

creşterii curente în volum. Procesul de eliminare naturală este mai intens la vârste mici, 80

81

adică

ipii:

productivităţi;

în cele pluriene numărul de arbori pe unitatea de orită faptului că procesul de eliminare –

regene

atunci când se manifestă cea mai acerbă competiţie pentru lumină, când creşterile în înălţime sunt maxime. Astfel, în tinereţe se vor efectua rărituri mai puternice şi cu o periodicitate mai redusă pentru a anticipa procesul de eliminare naturală (a o lua înaintea naturii). Prin optimizarea numărului de arbori la hectar trebuie să urmărim respectarea următoarelor princ

- asigurarea unei maxime stabilităţi; - a unei maxime- a maximului de calitate; - şi a maximului efectelor funcţionale. Faţă de arboretele echiene,

suprafaţă se menţine relativ constant în timp datrare se desfăşoară concomitent.

11.3. Dinamica înălţimii medii gh şi a înălţimii dominante .domh în raport cu

vâ rsta T Dinamica înălţimii medii şi a cre terii în înălţimea medie este dependentă de specie, r

ş p ovenienţă şi de condiţiile staţionale. Cu cât condiţiile staţionale sunt mai

favorabile, cu atât înălţimea medie este mai mare şi cu atât maximul creşterii în înălţimea medie se realizează mai devreme. Dinamica înălţimii medii şi a creşterii în înălţimea medie este profund diferită la arboretele provenite din sămânţă faţă de cele provenite din lăstari şi aduce argumente pentru adoptarea conversiunii. Dinamica înălţimii medii în raport cu vârsta poate fi exprimată matematic:

;2hg = 2T

210 TaTaa ⋅+⋅+

;1

exp 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−

= −ng T

nkAh în care:

- parametrii sunt puşi în legă onitatea staţională (clasa ( )BfnkA =,,ie absolută) -

tură cu bde producţ ( )B reflectată de înălţimea medie a arboretului la o anumită vârst r (100 de ani);

Dinamica înălţimii medii este influenţată artificial de efectuarea răriturilor, dar nu ă repe

atât de puternic ca diametrul mediu, fapt pentru care s-a adoptat înălţimea medie realizată la o anumită vârstă pentru exprimarea potenţialului staţional. Mai stabilă din acest punct de vedere ar fi înălţimea superioară. 11.4. Dinamica diametrului mediu ( )gd în raport cu vârsta

ălţim mediu este mult mai or. S r de arbori, până la o

umi

Am stabilit că faţă de dinamica în ii medii, diametrulputernic influenţat de intensitatea rărituril coaterea unui număan tă limită, nu este păgubitoare sub raport auxologic. Există însă dificultăţi în compararea diametrelor medii la diferite momente din viaţa arboretului. În urma efectuării răriturilor asupra diametrului mediu se manifestă o creştere artificială (mai ales în cazul răriturilor de jos) dar şi o creştere faptică (reală) datorată pe de o parte

82

edie. Este vorba de creşterile datora

înaintării în vârstă şi pe de altă parte îmbunătăţirii condiţiilor de viaţă (spor de lumină şi de substanţe nutritive) pentru arborii rămaşi după răritură.

Sporuri de creştere în diametru mediu pot fi înregistrate chiar şi la vârste înaintate, ceea ce nu se întâmplă la creşterea în înălţimea m

te punerii în lumină (creşteri de lumină) după efectuarea tăierilor de regenerare, înregistrate mai ales la fag şi gorun.

Din punct de vedere matematic diametrul mediu se corelează cu vârsta prin relaţiile de forma:

;2210

2TTaTaa

d g⋅+⋅+

=

;1

exp3,1 1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−

+= −ng T

nkAd

S-a arătat că numărul de arbori la hectar este dependent de diametrul mediu pe de o parte şi de volumul arborelui mediu pe de altă parte:

;loglog 10 gdbbN ⋅+=

;loglog 10 gvbbN ⋅+= Astfel se poate scrie că:

;loglog 10 gg dbbv ⋅+= - relaţie valabilă pentru arborete dezvoltate în condiţii staţionale identice şi

supuse unor rărituri uniforme;

interven nţă, dacă se urmăreşte obţinerea de sortimente de lem

decât speciile de umbră. Acest maxim se

ului şi a creşterii în volum în raport cu vârsta

Aşadar, relaţia dintre diametrul mediu şi vârstă este influenţată de intensitatea ţiilor silviculturale şi în conseci

n gros se apelează la rărituri forte. Ca şi în cazul dinamicii înălţimii medii, speciile de lumină realizează maximul creşterii în diametru mediu mai devremerealizează mult mai devreme în arboretele provenite din lăstari şi în cele situate pe staţiuni favorabile. 11.5. Dinamica volum

Sub raport ecologic interesează dinamica acumulării biomasei totale în raport cu nos în raport

urma inventarierii. Numim producţie totală volumul arborilor rămaşi pe

vârsta însă din punct de vedere practic interesează dinamica volumului lemcu vârsta. Sub denumirea generică de producţie înţelegem volumul de lemn pe picior obţinut în picior până la o anumită vârstă (producţia principală) la care se adaugă volumul arborilor recoltaţi până la acea vârstă (producţia secundară).

∑+= ;SPT VVV Producţia totală este foarte puţin influenţată de intensitatea răriturilor. Dacă

intensitatea este mai puternică, scade producţia prin ipală, dar pe ansamblu producţia totală

crămâne relativ constantă. Deci operaţiunile culturale nu pot aduce un spor, decât

foarte redus, asupra producţiei totale, însă se mizează pe sporul de calitate şi de stabilitate.

83

eriodică a producţiei totale, care împărţită la numărul de ani din perioadă Diferenţa dintre volumele producţiei totale la două vârste oarecare defineşte creşterea pdetermină creşterea medie periodică, care la rândul ei poate fi asimilată cu creşterea curentă anuală dacă perioada este foarte mică.

ABV VVVI ;RS V+−−=

Împărţind producţia totală la vârstă rezultă creşterea medie a producţiei totale. Interesează creşterea medie a producţiei totale la vârsta exploatabilităţii absolute, care reflectă productivitatea arboretelor. În practică se foloseşte şi creşterea medie a producţiei principale la vârsta exploatabilităţii tehnice, denumită şi creştere indicatoare (Carcea), în raport cu care se stabileşte posibilitatea de produse principale. Însă, de regulă, această creştere este supraestimată, pentru că densitatea arboretelor are o tendinţă de scădere justificată ecologic. Curba creşterii curente poate fi exprimată matematic de ecuaţia:

;loglog 210 TbTbbIV ⋅+⋅+=

Prin integrarea acestei ecuaţii obţinem producţia total , care poate fi stabilită şi după funcţia de acumulare a lui Backman:

Volumul producţiei principale poate fi exprimat prin rela

ă

log bbV ⋅+= ;loglog 2

210 TbT ⋅+

ţia ( );ghfV = adică:

;2210 gg hahaaV ⋅+⋅+= în care:

;2210

2

TaTaaThg

⋅+⋅+= sau ;

1exp⎜⎛

k 1 ⎟⎠⎞

⎝⋅

−= −n

g Tn

Ah

11.6. Culminarea creşterii curente şi a creşterii medii în volum. Exploatabilitatea

arboretelor. Rapiditatea de creştere.

m culminează la momente diferite în funcţie de Culminarea creşterii curente în volum reprezintă momentul de maximă intensitate ecologică. Creşterea curentă în voluspecie, provenienţă, bonitatea staţiunii, măsurile de gospodărire. Maximul creşterii curente în volum se realizează mai devreme la speciile de lumină, la arboretele situate pe staţiuni de bonitate superioară, la cele provenite din lăstari şi la cele parcurse în tinereţe cu tăieri de îngrijire de intensitate ridicată. Faza culminării creşterii curente în volum este o fază critică în dezvoltarea arboretului, în condiţiile unei slabe aprovizionări cu apă şi substanţe nutritive, pentru că este momentul de maximă activitate competiţională din viaţa arboretului. Vârsta la care se realizează maximul creşterii curente în volum la arborete prezintă o deosebită semnificaţie ecofiziologică şi auxologică. Până la această vârstă se formează arboretul ca sistem cibernetic.

84

Maximul creşterii curente în volum a producţiei totale se atinge cu circa 10-20 de ani mai târziu decât maximul producţiei principale, iar pentru unele specii de la noi înregistrează următoarele valori:

Specia Clasa de producţie Mo Br Fa Pi.s Go.s Go.l Sa

I 40 40 45 30 45 30 14 II 45 50 55 35 55 35 18 III 60 60 65 35 70 40 22

Momentul realizării maximului creşterii medii a producţiei totale este denumit

vârsta exploatabilităţii absolute, iar ca valoare reprezintă randamentul maxim pe care îl poate realiza o specie în condiţiile staţionale date. Vârsta exploatabilităţii absolute caracterizează arboretele în raport cu rapiditatea de creştere şi este dependentă de specie, provenienţă şi de bonitatea staţiunii. Astfel:

Clasa de producţie Specia I III V

Molid 60 75 95 Brad 70 90 105 Fag 80 90 100

Go.s. 65 70 100 Go.l. 50 55 60 St.s. 75 85 95 St.l. 50 60 70

Sc.pl. 20 30 30 Sc.l. 15 20 25

Pl.eu. 18 20 22

Cu cât exploatabilitatea absolută se realizează la o vârstă mai mică cu atât rapiditatea de creştere este mai mare. Maximul creşterii medii a producţiei totale (nediferenţiată pe sortimente) exprimă aşadar potenţialul silvoproductiv al speciilor forestiere în condiţiile staţionale date. Momentul culminării creşterii în volum a producţiei diferenţiată pe sortimente (a sortimentului ţel) defineşte vârsta exploatabilităţii tehnice. Pentru sortimentele valoroase (lemn de rezonanţă, lemn pentru furnire), exploatabilitatea tehnică se realizează mult mai târziu decât pentru sortimentele obişnuite (lemn pentru cherestea). Lemnul pentru furnire de gorun se realizează la vârste de 140-180 de ani. La vârste înaintate se realizează şi exploatabilitatea valorică stabilită în raport cu maximul creşterii valorice. Mai poate fi definită exploatabilitatea fizică (biologică) care este legată de longevitatea speciilor, fiind atinsă în faza de îmbătrânire când eliminarea naturală depăşeşte acumulările de biomasă. Este variabilă în raport cu specia, bonitatea staţiunii, modul de gospodărire şi rapiditatea de creştere în tinereţe. Pentru speciile de bază de la noi depăşeşte 200 de ani.

11.7. Potenţialul silvoproductiv al speciilor forestiere este dat de valoarea creşterii medii a producţiei totale, în 113 −− ⋅⋅ haanm , la vârsta exploatabilităţii absolute, în cele mai favorabile condiţii staţionale pentru fiecare specie în parte. Poartă denumirea de productivitate şi exprimă randamentul maxim pe care îl obţine fiecare specie în cele mai bune condiţii staţionale pentru ele.

Era necesară compararea productivităţii speciilor forestiere în ipoteza cultivării fiecăreia dintre ele pe staţiunea ei favorabilă, în momentul de maxim a creşterii medii a producţiei totale. După acest criteriu de apreciere există următoarea ierarhie a speciilor forestiere:

Specia

Creşterea medie a producţiei totale la

vârsta exploatabilităţii absolute

113 −− ⋅⋅ haanm

Specia

Creşterea medie a producţiei totale la

vârsta exploatabilităţii absolute

113 −− ⋅⋅ haanm Pl.eu. 30,2 St 12,7

Sa 29,3 Fa 11,8 Pl.indigeni 20,9 Go 10,5

Sc 19,2 Ca 10,5 Mo 17,1 Ce 10,5 Br 14,2 Me 9,8 Te 14,0 Gâ 8,0

Mult mai expresivă ar fi exprimarea productivităţii nu în 113 −− ⋅⋅ haanm ci în biomasă, adică , (tone de substanţă uscată). 11 −− ⋅⋅ haantone Speciile se pot clasifica bifactorial în raport cu productivitatea şi rapiditatea de creştere după cum urmează:

Productivitatea (creşterea medie maximă) 113 −− ⋅⋅ haanm )

Rapiditatea de creştere (vârsta exploatabilităţii

absolute) Peste 15 11 - 15 Sub10

Sub 40

Plopi euramericani Salcie

Plopi indigeni Salcâm

Mesteacăn

40 – 60

Pin silvestru Pin negru

Larice Tei

Carpen Cer

Stejar pufos Stejar brumăriu

Peste 60 Molid Brad

Fag Gorun Stejar

Gârniţă

Se definesc astfel şase categorii de specii: 85

86

1. Specii repede crescătoare şi de înaltă productivitate; 2. Specii repede crescătoare dar slab productive; 3. Specii de productivitate superioară dar relativ încet crescătoare; 4. Specii de productivitate mijlocie dar relativ încet crescătoare; 5. Specii de productivitate mijlocie şi relativ repede crescătoare; 6. Specii de productivitate inferioară şi relativ încet crescătoare. În acest fel sunt scoase în evidenţă performanţele speciei în cele mai favorabile

condiţii de viaţă pentru fiecare, însă, în aceeaşi măsură interesează performanţele staţiunii pentru diferite specii, adică cunoaşterea cunoaşterea potenţialului productiv al speciilor forestiere pe o staţiune dată.

Teme de control: 1. Relaţia număr de arbori – vârstă la arborete. 2. Dinamica diametrului mediu în raport cu vârsta. 3. Dinamica înălţimii medii în raport cu vârsta. 4. Dinamica volumului şi a creşterilor în volum în raport cu vârsta. 5. Relaţia bifactorială productivitate - rapiditate de creştere.

11.8. Potenţialul productiv al arboretelor în raport cu vârsta şi staţiunea

11.8.1. Bonitatea staţiunii. Clase de producţie

Prin bonitate se înţelege însuşirea unei staţiuni de a produce mai mult sau mai puţin. Au fost abordate trei căi de clasificare a staţiunilor forestiere după bonitatea lor:

1. pe baza cercetării şi aprecierii directe a calităţii staţiunii; 2. pe baza informaţiilor furnizate de prezenţa asociaţiilor vegetale (flora

indicatoare); 3. prin folosirea caracteristicilor biometrice ale arboretelor; Prima variantă nu a dat rezultate satisfăcătoare pentru că nu există o însuşire a

staţiunii care să fie hotărâtoare în aprecierea bonităţii staţionale. De aceea se folosesc celelalte metode, indirecte de apreciere a potenţialului staţional pe seama caracteristicilor biocenozei (a vegetaţiei). A doua cale ia în considerare caracteristicile covorului vegetal ca indicator pentru aprecierea bonităţii staţionale. S-a constatat că anumite asociaţii de plante au valoare de floră indicatoare a complexului de însuşiri ale staţiunilor forestiere. Dar cercetarea doar a covorului vegetal s-a dovedit a fi insuficientă, ea fiind doar un criteriu ajutător în estimarea potenţialului productiv al staţiunilor. Aşadar, a rămas a treia cale de apreciere a bonităţii staţiunii în funcţie de nivelul de producţie realizat de arboret. S-a pus însă problema stabilirii celui mai judicios criteriu de apreciere a nivelului productiv:

- criteriul creşterii curente s-a dovedit ineficient datorită faptului că aceasta este puternic influenţată de vârstă şi de variaţiile climatice;

- volumul arboretului (producţia principală) la vârsta exploatabilităţii poate fi un indicator al bonităţii staţionale doar în condiţiile practicării unor rărituri slabe. Prin practicarea unor rărituri forte, volumul pe picior la vârsta exploatabilităţii este diminuat, ceea ce conduce la o încadrare artificială într-o clasă inferioară de bonitate;

- s-a încercat aprecierea bonităţii staţionale pe seama diametrului mediu ( )gd al arboretului la o anumită vârstă. Însă diametrul mediu este puternic influenţat de intensitatea răriturilor. De aceea s-a căutat un indicator biometric de clasificare a bonităţii staţionale care să nu fie sensibil la intervenţiile gospodăreşti şi la oscilaţiile factorilor climatici – înălţimea medie a arboretului ( )gh la o anumită vârstă (înălţimea medie este mai puţin influenţată de rărituri). Mai stabil în aprecierea bonităţii staţionale se dovedeşte a fi înălţimea superioară, pe considerentul că este mult mai puţin influenţată de rărituri şi exprimă potenţialul productiv maxim al staţiunii. Datorită faptului că înălţimea medie se corelează puternic cu volumul arboretului ( )99,085−,0=r şi este uşor de determinat, la noi s-a convenit ca înălţimea medie pe care o realizează arboretul la o anumită vârstă să exprime bonitatea staţiunii. Au fost măsurate astfel, distinct pe specii, înălţimile medii la un număr mare de arborete echiene, pure şi de consistenţă plină, din cele mai diverse condiţii de vegetaţie şi de vârste diferite. Câmpul de corelaţie a fost împărţit în 5 fâşii corespunzătoare celor 5 clase de producţie relative (I-V). Arboretele care la o anumită vârstă înregistrează o înălţime medie

87

corespunzătoare uneia din cele 5 fâşii aparţin clasei de producţie relative a acelei fâşii. Clasele de producţie se stabilesc aşadar grafic, distinct pe specii, în funcţie de înălţimea medie realizată de arboret la o anumită vârstă. Dar prin acest indicator nu putem compara speciile între ele (clasa de producţie I la molid diferă de clasa de producţie I la carpen). De aceea, fiecărei clase de producţie relative îi corespunde o clasă de producţie absolută dată de valoarea creşterii medii a producţiei totale la vârsta exploatabilităţii absolute (dacă valoarea maximului creşterii medii în volum a producţiei totale este

11 , atunci arboretul este în clasa de producţie absolută 12) sau de înălţimea medie realizată de arboret la o anumită vârstă reper (dacă un arboret are mh la vârsta reper de 100 de ani atunci clasa de producţie absolută va fi 32). Bonitatea staţiunii mai poate fi exprimată (ţările Europei de Vest) de înălţimea medie sau înălţimea superioară pe care o atinge arboretul la o anumită vârstă reper (100 ani) – cu cât înălţimea medie la acea vârstă este mai mare cu atât bonitatea staţiunii este mai ridicată.

312 −−⋅ haanm

g 32=

La arboretele pluriene formarea claselor de producţie s-a realizat după o metodologie specifică pentru că nu putea fi folosită vârsta. Criteriul de bonitate staţională la arboretele pluriene este dat de înălţimea medie a arborilor din categoria de diametre de 50cm - ( )50h

h

- înălţime indicatoare. S-au stabilit 5 clase de producţie relative, cărora le corespund clase de producţie absolute indicate de mărimea în metri a înălţimii indicatoare medii . ( )50 Compararea claselor de producţie între arboretele echiene şi cele pluriene ar fi posibilă doar prin compararea creşterii curente a arboretelor pluriene cu creşterea medie a producţiei totale la vârsta exploatabilităţii absolute de la arboretele echiene. Pentru arboretele echiene se defineşte “legea lui Eichhorn” care exprimă legătura dintre volumul şi înălţimea medie ( )gh ale arboretelor. Se consideră că la aceeaşi înălţime medie şi la aceeaşi specie, în cadrul aceluiaşi regim de gospodărire, volumele arboretelor sunt apropiate indiferent vârstă şi condiţiile staţionale. Intensitatea corelaţiei dintre volumul şi înălţimea medie a arboretelor este foarte ridicată

. Pe această bază s-au întocmit tabelele de producţie simplificate care

oferă valori medii ale volumului normal

( 85,0=r )99,0−( )13 −⋅− hamVnormal şi suprafeţei de bază

normală ( )1−2 ⋅− hamGnormal în funcţie de specie şi înălţimea medie ( )gh , indiferent

de vârstă şi clasa de producţie. Expresiile matematice ale relaţiilor dintre şi ,

respectiv

V ghG şi sunt de forma: gh

;2210 gg hbhbb ⋅+⋅+=V

;2210 gg hbhbbG ⋅+⋅+=

Coeficienţii de regresie au fost stabiliţi distinct pentru principalele specii forestiere de la noi. Cu tot caracterul de legitate, există argumente care arată influenţa vârstei, condiţiilor staţionale, a schemei de plantare şi a intensităţii răriturilor asupra relaţiei dintre V şi , ceea ce face să apelăm cu unele rezerve la tabelele de producţie gh 88

simplificate pentru determinarea volumului la arborete cu ocazia efectuării lucrărilor de amenajare a pădurilor. Dealtfel pentru toate arboretele, cu excepţia celor exploatabile, volumul se stabileşte prin procedeul simplificat potrivit căruia

;normal

realnormalnormalreal G

GVPVV ⋅=⋅= în care valorile normale sunt date de tabela

de producţie simplificată în funcţie de specie şi iar se stabileşte prin sondaje Bitterlich. Precizia unor astfel de determinări ar putea fi mai mare în condiţiile elaborării unor tabele de producţie staţionale şi pe tipuri de rărituri.

gh realG

11.8.2. Tabele de producţie

Definiţie. Conţinut. Tabelele de producţie reprezintă modele ale dinamicii principalelor caracteristici dendrometrice ale arboretelor pure, echiene şi normale, în raport cu vârsta, întocmite distinct pe specii şi clase de producţie. Clasa de producţie reflectă bonitatea staţiunii dar şi productivitatea arboretului, dacă arboretul nu este deteriorat sau destructurat şi este natural. Există o bună concordanţă între bonitatea staţiunii şi clasa de producţie a arboretului. Se întâlnesc însă frecvente situaţii când nu se realizează această concordanţă. Este cazul arboretelor deteriorate din cauza unui factor natural sau antropic ( de exemplu: putem întâlni pe o staţiune prielnică stejarului un arboret de productivitate mijlocie sau inferioară de stejar care se află la a III-a generaţie de lăstari sau putem întâlni aceeaşi situaţie când arboretul a fost deteriorat structural prin efectuarea de lucrări de îngrijire greşite ori dacă plantaţiile au fost făcute cu specii nepotrivite staţiunii). Se pot întocmi tabele de producţie pe tipuri de staţiune sau pe tipuri de ecosisteme, pe tipuri de pădure sau pe tipuri de amestec. Se pot elabora tabele de producţie pe diferite tipuri de cultură (în funcţie de intensitatea răriturilor). În manieră modernă, tabelele de producţie trebuie să reprezinte modele matematico-auxologice care să reflecte dinamica principalelor caracteristici ale arboretelor. Aşadar tabelele de producţie conţin, într-o formă condensată, cifre medii privind mersul principalelor caracteristici dendrometrice ale arboretelor echiene, pure şi de consistenţă plină, separat pe specii, clase de producţie şi vârstă. O tabelă de producţie conţine trei mari compartimente, referitoare la:

- producţia principală, pentru care se prezintă dinamica gh cu limitele clasei,

a dom ; VMg hIVFGNd ,,,,,,- producţia secundară, pentru care se prezintă dinamica numărului de arbori

SN şi a volumului SV de extras prin rărituri, precum şi volumul producţiei secundare cumulate ∑ SV extrase până la anumite vârste;

- producţia totală, pentru care se exprimă dinamica volumului total )∑ şi a creşterilor anuale în volum, curente şi medii; ( + SVV

Metode de întocmire a tabelelor de producţie. Tabelele de producţie se întocmesc prin măsurarea în timp, din 5 în 5 ani, pe întreg ciclul de creştere, a caracteristicilor biometrice ale arboretelor în suprafeţe de probă permanente, amplasate în arborete tipice scopului urmărit. Se constituie suprafeţe experimentale în care să rămână la exploatabilitate cel puţin 150-200 de arbori, în care se pot efectua măsurători pe diferite intensităţi ale răriturilor, care, prin compararea rezultatelor cu variante martor, conduc la 89

cunoaşterea reacţiei arboretelor la astfel de intervenţii. Aplicarea acestei metode necesită un timp foarte îndelungat şi de aceea se amplasează suprafeţe de probă temporare în combinaţie cu cele permanente, în arborete de diferite vârste, cu condiţia verificării apartenenţei la aceeaşi serie naturală de arborete.

Reglarea consistenţei (densităţii) şi productivitatea arboretelor

Productivitatea unei biocenoze forestiere este condiţionată de: ⇒ suportul ereditar al indivizilor; ⇒ bonitatea staţiunii (factorii şi determinanţii ecologici); ⇒ modul de organizare a populaţiei care poate fi modificată prin reglarea

consistenţei (densităţii) – cel mai accesibil şi eficient instrument de care dispune silvicultorul pentru a interveni în structurile biocenotice din ecosistem în vederea atingerii ţelurilor fixate;

În sectorul agricol (unde plantele au ciclul de viaţă anual) - problema stabilirii densităţii optime a culturilor pentru asigurarea producţiilor maxime a fost relativ uşor rezolvată.

32

34

36

38

40

42

20 30 40 50 60 70

Număr de plante (mii/ha)

Pro

ducţ

ia (t

one/

ha)

S-au stabilit astfel, densităţi optime de cultură în raport cu staţiunea, specia şi

agrotehnicile utilizate.

În biocenozele forestiere (cu ciclul de viaţă foarte lung) se manifestă în plus procesul de autoreglare a densităţii prin:

⇒ eliminare naturală în biocenozele suprapopulate; ⇒ intensificarea creşterilor individuale în condiţii de densitate redusă.

Este oportună întrebarea:

Care este influenţa ⇒ dispozitivelor de plantare, ⇒ a tăierilor de îngrijire şi conducere, ⇒ a tăierilor de regenerare,

asupra productivităţii, calităţii şi stabilităţii arboretelor ?

90

91

Influenţa dispozitivelor de plantare asupra productivităţii arboretelor Dispozitivele de plantare pot fi:

- rare (largi) - medii; - dese (strânse).

Numeroase controverse s-au iscat pe seama fundamentării dispozitivelor foarte largi. Dezavantaje: ⇒ sunt păgubitoare sub raportul productivităţii arboretelor;

Producţia totală la 46 ani a unui arboret de molid de diferite densităţi iniţiale; pe o staţiune de bonitate superioară

Dispozitivul de plantare (m) 1,2 1,5 2,0 4,0 Numărul iniţial la plantare 6945 4444 2500 625 Producţia totală m3.an-1.ha-1 658 588 560 387

⇒ influenţează negativ calitatea lemnului:

- lungimea ramurilor şi mărimea nodurilor cresc odată cu lărgirea schemei de plantare → se impun lucrări de elagaj artificial care reclamă cheltuieli de producţie suplimentare;

- este favorizată formarea unor inele anuale late ceea ce duce la reducerea densităţii lemnului şi la favorizarea pătrunderii putregaiului; Avantajele - sunt de ordin economic: ⇒ cheltuielile de plantare sunt mai reduse; ⇒ există premisele efectuării la timp şi cu costuri mai reduse a lucrărilor de

îngrijire şi conducere; Este foarte importantă stabilirea densităţii iniţiale optime în funcţie de:

o specie; o compoziţie; o tehnica de cultură (sistemul de îngrijire programat); o tipul de staţiune.

În concluzie, se poate afirma că: ⇒ dispozitivele largi sunt deseori păgubitoare sub raportul productivităţii

arboretelor; ⇒ la vârsta exploatabilităţii, producţia totală este puternic influenţată de

dispozitivul de plantare; ⇒ în timp, numărul de arbori devine acelaşi indiferent de numărul de puieţi

plantaţi iniţial.

Efectele lucrărilor de îngrijire şi conducere a arboretelor asupra productivităţii şi stabilităţii arboretelor

Prin lucrările de îngrijire şi conducere a arboretelor silvicultorul a urmărit:

⇒ punerea în valoare a producţiei intermediare; ⇒ obţinerea unor sporuri de creştere în volum; ⇒ sporirea calităţii şi valorii produselor finale; ⇒ ameliorarea calităţilor ecoprotective.

Reglarea densităţii arboretelor prin lucrări de îngrijire şi conducere au ca scop:

⇒ atingerea ţelurilor de producţie sau de protecţie fixate; ⇒ sporirea stabilităţii arboretlor;

Efectul răriturilor ca urmare a modificărilor structurale intervenite după rărire,

poate fi stabilit printr-o bază sigură de referinţă: densitatea naturală (maximă) – starea de saturare în biomasă acumulată de arbori în momentul în care arboretul a atins echilibrul dinamic.

Se exprimă în:

⇒ m2 de suprafaţă de bază (G) la hectar; ⇒ m3 de volum (V) la hectar;

Se stabileşte prin măsurători directe în arborete neparcurse cu tăieri de îngrijire

sau parcurse cu tăieri de intensitate slabă. Densitatea naturală este variabilă în raport cu:

⇒ compoziţia arboretelor – este mai mare în arboretele amestecate decât în

cele pure; ⇒ vârsta – creşte pe măsură ce arboretul înaintează în vârstă; ⇒ bonitatea staţiunii – este mai mare în arborete situate pe staţiuni de

bonitate superioară;

Astfel, poate fi stabilită influenţa tăierilor de îngrijire prin următorii indicatori:

⇒ indicele de densitate (PG sau PV), exprimat astfel:

PG = ;normal

real

GG

PV = ;normal

real

VV

⇒ indicele de desime (PN): PN = ;

normal

real

NN cu care se stabileşte numărul optim de arbori la hectar în

raport cu înălţimea dominantă (utilizat în SUA, ţările Europei Centrale) ⇒ indicele Hart-Becking:

92

100⋅=

domhl

α ; în care N

l⋅

=866.0

000.10 ; ⇒ Noptim = fc(α, hdom);

⇒ gradul de acoperire şi indicele de închidere a coronamentului: nu

reprezintă criterii sigure pentru stabilirea densităţii normale a arboretelor. Este de remarcat însă importanţa silviculturală a acestora.

Referitor la indicele de densitate prezintă interes:

⇒ indicele de densitate optim – pentru care creşterea în volum a arboretului este maximă; reflectă starea de optim prin suprafaţa de bază optimă (Goptim);

⇒ indicele de densitate critic – pentru care creşterea curentă în volum atinge pe o anumită perioadă doar 95% din creşterea maximă posibilă; reflectă starea critică prin suprafaţa de bază critică (inferioară şi superioară); Relaţia dintre creştere şi indicele de densitate se exprimă sub forma unei curbe

parabolice (Assmann). - producţia totală la vârsta exploatabilităţii este relativ slab influenţată de

rărituri; - sporul de creştere asupra producţiei totale (atunci când se realizează) este

surprinzător de mic (3-5%); - sporuri substanţiale pot fi obţinute doar pentru producţia diferenţiată pe

sortimente; Devine foarte importantă stabilirea pe tipuri de ecosisteme a:

- densităţii naturale; - densităţii optime; - densităţii critice;

Pentru condiţiile din Germania s-au stabilit: ⇒ indici de densitate critici, pe specii: - la fag: 0,60-0,70; - la molid: 0,75-0,80; - la gorun: 0,75; - la pin: 0,80; - depăşirea acestor limite este insoţită de o reducere proporţională a creşterii

curente în volum; ⇒ indici de densitate optimi: de regulă 0,9-1,0 (nu coboară sub 0,8);

Cunoaşterea densităţii critice este importantă pentru calculul creşterii curente în volum. Se demonstrează că aceasta nu scade proporţional cu scăderea densităţii decât de la nivelul indicelui de densitate critic în jos.

93

Unele rezultate au fost confirmate de cercetări recente de la noi, concretizate prin lucrarea „Fundamente auxologice pentru îngrijirea şi conducerea arboretelor” (V. Giurgiu et al., 1989) unde se demonstrează, printre altele, că:

- prin rărituri forte nu se obţin sporuri real pozitive a producţiei totale la exploatabilitate, decât cel mult cu 5%;

- răriturile moderat - forte pot majora la exploatabilitate ponderea sortimentelor de mare valoare (lemn pentru furnire, derulaj etc.) – mai ales la fag;

- indicii de densitate critici sunt: 0,80 la fag; 0,90 la molid; - indicii de densitate optimi: 0,85-1,00 la fag; 0,90-1,05 la molid şi brad;

O realizare cu totul deosebită a cercetării silvice româneşti este stabilirea

ritmului de împlinire a densităţii după rărituri. Au fost puse în evidenţă următoarele legităţi auxologice:

⇒ cu cât arboretul înaintează în vârstă cu atât scade ritmul de împlinire a densităţii după reducerea ei prin rărituri (profunde implicaţii ecologice şi ecofiziologice);

⇒ speciile cu temperament de umbră au capacitatea de a-şi normaliza densitatea afectată de rărituri într-un ritm mai accelerat;

0

1

2

3

10 20 30 40 50 60 70 80

Vârsta (T, ani)

Ritm

ul d

e îm

linire

a d

ensităţ

ii R

(însu

timi)

Expresia matematică a acestei dependenţe este de tip parabolic:

R = a0 + a1T + a2T2

a0, a1 şi a2 = fc (specie, bonitatea staţiunii) Aceste legităţi reprezintă fundamentul stabilirii pe baze auxologice a:

94

95

⇒ periodicităţii lucrărilor de îngrijire (periodicitatea creşte o dată cu înaintarea în vîrstă);

⇒ vârstei la care trebuie sistate răriturile; ⇒ intensităţii răriturilor (fundamentarea auxologică a procentelor de

extras); Controverse legate de aplicarea răriturilor forte: Avantaje:

⇒ contribuie la sporirea rezistenţei arboretelor de molid la acţiunea nefavorabilă a vântului dacă sunt aplicate în tinereţe;

⇒ pot aduce un spor de până la 30% asupra proporţiei lemnului de derulaj la fag, la aceeaşi vârstă de tăiere;

⇒ pot fi profitabile în condiţiile cererii lemnului de dimensiuni mici şi mijlocii; Dezavantaje:

⇒ provoacă apariţia ramurilor groase → scăderea calităţii tehnologice a lemnului → lucrări de elagaj (costuri suplimentare);

⇒ provoacă o creştere accelerată în grosime a arborilor → inele anuale foarte largi ceea ce implică:

o scăderea rezistenţei la acţiunea vântului; o pătrunderea putregaiului o scăderea densităţii lemnului; o diminuarea procentului de celuloză;

⇒ reducerea stabilităţii arboretelor dacă nu sunt efectuate la timp;

Sub raportul productivităţii sunt de preferat răriturile combinate, iar în cazul fagului chiar şi cele în predominant.

În arboretele amestecate răriturile nu influenţează semnificativ asupra productivităţii finale, rolul lor este mai important în reglarea compoziţiei decât în reglarea consistenţei. Influenţa reducerii densităţii prin tăieri de regenerare asupra creşterii în volum la

arborete Reacţia auxologică a arboretelor, pentru normalizarea densităţii afectată de

efectuarea tăierilor de regenerare, se manifestă pe două căi: - prin intensificarea creşterilor la arborii rămaşi pe picior, ca urmare a

punerii în lumină şi a condiţiilor nou create; - prin aportul de biomasă dat de exemplarele din noua generaţie;

S-a demonstrat că în arboretele parcurse cu tăieri de regenerare se poate conta,

mai ales după efectuarea primei tăieri, pe obţinerea unui substanţial spor de creştere în diametru şi în volum la arborii rămaşi pe picior.

Această reacţie la punerea în lumină tinde să compenseze, cel puţin în parte, pierderile de creştere datorate extragerii unui număr foarte mare de arbori. Pierderile de creştere sunt nesemnificative dacă nu reducem densitatea cu mai mult de 20 – 25%.

96

- la o reducere a densităţii cu până la 20-25% pierderile de creştere sunt

nesemnificative; - reducerea mai puternică a densităţii până la 0,4 a generat o diminuare a

creşterii curente în volum cu până la 30% - sub această valoare orice scădere a densităţii atrage după sine pierderi de

creştere proporţionale; Consideraţii:

⇒ evitarea aplicării sistemelor silviculturale cu doar două tăieri, păgubitoare sub raport auxologic;

⇒ adoptarea tratamentelor cu perioade de regenerare lungi cu cel puţin trei intervenţii (de la trei intervenţii în sus sistemul se echilibrează auxologic);

⇒ intensitatea primei tăieri nu va depăşi 20-25%; ⇒ fundamentarea pe baze auxologice a tehnicii arborilor de extras:

o se vor elimina arborii cu potenţial auxologic redus şi cei de calitate inferioară;

o stabilirea pe baze experimentale a corelaţiilor dintre creştere şi caracteristicile morfologice ale arborilor (forma, dimensiunile şi calitatea coroanei, unghiul de inserţie al ramurilor, frecvenţa anumitor defecte etc.)

Teme de control: 1. Criterii biometrice de exprimare a bonităţii staţionale. 2. Tabele de producţie. Conţinut. Istoric. 3. Influenţa lucrărilor silviculturale asupra creşterii şi productivităţii arboretelor.

Cap. 12 Structura (organizarea) arboretelor, factor al productivităţii şi stabilităţii lor 12.1. Introducere

Productivitatea biocenozelor forestiere, exprimată în 113 −− ⋅⋅ haanm sau în reprezintă producţia realizată de un arboret în unitatea de timp şi pe

unitatea de suprafaţă. Indicatorul productivităţii arboretelor este creşterea medie în volum a producţiei totale la vârsta exploatabilităţii absolute. Ea este influenţată de modul în care arborii reuşesc să utilizeze resursele trofice disponibile şi depinde de:

11 −− ⋅⋅ haantone

- zestrea ereditară a indivizilor; - bonitatea mediului de viaţă; - modul de organizare a biocenozei forestiere. Organizarea optimă a biocenozelor forestiere se poate asigura pe mai multe căi: - prin formarea de structuri optime din punct de vedere compoziţional; - prin optimizarea structurii pe verticală; - prin reglarea consistenţei, (a densităţii); - prin eşalonarea optimă pe orizonturi a sistemului radicelar; Putem vorbi despre o optimizare naturală, în sensul că natura a optimizat

structura pădurii potrivit unor criterii de optimalitate proprii care să răspundă ideii de perenitate şi unei maxime stabilităţi. Pe de altă parte se încearcă o optimizare silviculturală a structurii arboretelor în raport cu obiectivele şi cu strategia impuse de nevoile societăţii umane, dar fără a intra în conflict cu strategia naturii. 12.2. Optimizarea compoziţiei arboretelor în scopul sporirii productivităţii şi stabilităţii lor poate fi discutată din două puncte de vedere:

1. Care este cea mai productivă specie (compoziţie) având libertatea alegerii celei mai favorabile staţiunii?; Se consideră că din punctul de vedere a producţiei de lemn exprimată în 113 −− ⋅⋅ haanm , speciile de plopi, sălcii, salcâmul, molidul ar fi cele mai productive, însă din punct de vedere valoric ( 1) se detaşează stejarul, gorunul şi fagul. 1 −− ⋅⋅ haantone

2. Care este cea mai productivă specie (compoziţie) într-o staţiune dată?, problemă mai dificil de rezolvat şi care necesită experimentări de lungă durată prin culturi comparative, studiul arboretelor naturale şi utilizarea modelării matematice. Natura, de-a lungul mileniilor, după propria ei strategie (maximă stabilitate şi perenitate), a ajuns la soluţii optime, respectiv la compoziţii optime pentru fiecare staţiune. Astfel, în FM3, în etajul montan superior se întâlnesc molidişurile practic pure, care au în partea inferioară fag şi brad iar în partea superioară zâmbru, anin verde, jneapăn, pentru ca în subalpin să întâlnim doar jneapănul. În FM2 întâlnim amestecuri de molid, brad şi fag în diverse proporţii. În FM1+FD4 apar făgetele practic pure apoi mai jos întâlnim gorunete, şleauri de deal, stejărete, şleauri de câmpie, iar în lunci, şleauri de luncă şi zăvoaie. Prin propriile modele de optimizare natura a ajuns la soluţia optimă prin procese foarte lente. De regulă soluţia optimă este dată de arborete amestecate, foarte rar pure. Silvicultorul, prin calcule economice simplificate, în ideea realizării propriei strategii (productivitate maximă), a ajuns la soluţia arboretelor pure cultivate (molidişuri, pinete, plopişuri etc.). Însă aceste creaţii artificiale sunt grefe pe care natura le suportă foarte greu şi

97

98

caută să le înlăture. Nici introducerea speciilor exotice nu este întotdeauna o soluţie fericită. Salcâmul când a fost adus a fost adus, a fost desprins din biocenoză fără partenerii naturali de amestec şi în Europa încă nu şi-a găsit un partener de viaţă. El nu a fost adus să înlocuiască speciile autohtone ci să vindece rănile pământului (nisipurile din Sudul Olteniei).

Pentru optimizarea compoziţiei arboretelor se pot formula unele reguli cu caracter general:

- productivitatea cea mai mare va fi în favoarea unei specii cu atât mai mult cu cât însuşirile staţiunii corespund cerinţelor ecologice ale acelei specii sau cu cât este mai capabilă să se adapteze la aceste condiţii;

- în staţiuni în care o specie realizează producţii maxime de biomasă, este mică probabilitatea ca o altă specie să producă mai mult;

- speciile forestiere se aleg astfel încât să corespundă nu doar staţiunii ci să fie şi autohtone (locale);

- raportul dintre specii nu este constant, ci variază sensibil de la o staţiune la alta;

- sub raport auxologic, răşinoasele au un avantaj dat chiar de construcţia anatomică (prezenţa traheidelor cu capacitate de circulaţie lentă a apei şi în consecinţă cu secţiuni transversale mai largi decât foiasele);

- pe staţiuni polivalente este mare probabilitatea ca arboretele de amestec să producă mai mult decât arboretele pure;

- pe staţiuni extreme dau satisfacţie arboretele pure sau practic pure; - arboretele amestecate ameliorează solul prin litiera bogată care se descompune

uşor şi nu-l epuizează ca arboretele pure; - în arboretele naturale amestecate sunt promovate raporturile de cooperare,

favorizare şi de competiţie; - în arboretele artificiale apar raporturi antagonice (St, Fr), (Fa, Mo), ce folosesc

energia în scopuri nebenefice din punct de vedere auxologic; - există o strânsă legătură funcţională între compoziţie, productivitate şi

stabilitate, de fapt între biodiversitate, productivitate şi stabilitate (polifuncţionalitate). Biodiversitatea poate fi genetică (dată de numărul de forme genetice, varietăţi etc.) şi ecologică (dată de numărul de tipuri de biocenoze sau de tipuri de ecosisteme). Cu cât numărul de tipuri de ecosisteme este mai mare într-o zonă geografică, cu atât biodiversitatea este mai mare. Însă productivitatea şi stabilitatea unei păduri este maximă doar în condiţiile unei biodiversităţi optime. Intervalul diversităţii optime nu este constant, fiind dependent de vârstă. La vârste mai mari diversitatea optimă se deplasează spre dreapta abcisei. Uneori se poate ajunge la rezultate negative din dorinţa de a maximiza diversitatea arboretelor (crearea de arborete cu cât mai multe specii), pentru că astfel se depăşeşte biodiversitatea optimă. Importantă este polifuncţionalitatea unui arboret în plan economic şi ecologic. Pentru obţinerea unui plus de productivitate şi polifuncţionalitate arboretele trebuie să fie optim diversificate în plan structural şi funcţional. În acest context, pe plan mondial se desfăşoară acţiunea de “Conservare a biodiversităţii” în contextul mai larg de “Gestionare durabilă a pădurilor”. Arboretele pure, prin lipsa lor de organizare interioară şi printr-o biodiversitate suboptimă, sunt caracterizate

99

de o stabilitate redusă şi de o rezistenţă scăzută la acţiunea unor factori naturali sau antropici. Arboretele pure sunt inferioare pe toate planurile faţă de arboretele optim amestecate. Amestecuri bune sub raport ecologic şi auxologic sunt acelea care permit realizarea unor structuri (verticale şi orizontale) care să le asigure maximă stabilitate.

În fond, stabilirea compoziţiei optime este o problemă de alegere a partenerilor de viaţă în raport cu gradul de tolerabilitate reciprocă, în scopul realizării unor relaţii de favorizare, cooperare şi de competiţie optime sub raportul productivităţii şi stabilităţii. Alegerea asortimentului de specii se încadrează în sfera mai largă de politică a speciilor unde guvernează legea de aur a compoziţiei naturale locale cu abateri raţionale impuse de cerinţele social economice. Silvicultorul nu trebuie să copie aidoma compoziţia naturală a arboretelor, ci să stabilească compoziţii ţel în raport cu următoarele criterii privind alegerea speciilor:

1. criteriul economic (auxologic) care presupune maximizarea producţiei de lemn de calitate corespunzătoare ţelului de gospodărire fixat. Pentru a ajunge să cunoaştem compoziţia unor astfel de arborete se fac experimente de lungă durată folosind diferite amestecuri în diferite condiţii staţionale, comparativ cu studiul arboretelor naturale situate în diferite condiţii staţionale. Dealtfel, până la finalizarea experimentelor trebuie să folosim modelele naturii – compoziţiile naturale optime neafectate de intervenţiile umane, care au dat modele de structuri optime în planul stabilităţii şi chiar al productivităţii. Se impune evitarea exotismului (aducerea speciilor exotice) şi a monoculturilor (înrăşinarea forţată cu molid şi pin în afara arealului, plopizarea luncilor prin distrugerea şleaurilor de luncă, salcâmizarea exagerată). Culturile pure se justifică doar în cazul arboriculturii sau ligniculturii – culturi forestiere după principii agricole în care se poate apela la fertilizări, irigări etc. Valoarea multor păduri ale ţării poate fi majorată prin revenirea la speciile autohtone valoroase (fag, stejar, gorun, paltin, tei, cireş, frasin, ulm). Problema stabilirii compoziţiei optime poate fi rezolvată şi prin folosirea metodelor moderne de modelare matematică, cercetări operaţionale

2. criteriul funcţional care impune compoziţii optime pentru maximizarea efectelor ecoprotective;

3. criteriul ecologic care impune maximizarea stabilităţii şi productivităţii arboretului prin optimizarea biodiversităţii.

Există rezultate ale cercetărilor de la noi (ICAS) în legătură cu adoptarea anumitor tipuri de amestec.

În cazul amestecului de brad şi fag s-au stabilit următoarele: - în condiţii favorabile, productivitatea arboretului de amestec este mai mare

decât cea a arboretului pur de brad sau a celui pur de fag cu circa 10-15%; - introducerea bradului în făgete poate aduce un spor de producţie de 10-30%,

element important de luat în seamă la reconstrucţia ecologică a arboretelor; - din punct de vedere valoric nu este indicat să extindem bradul şi molidul în

făgetele de productivitate superioară, chiar dacă s-ar obţine un spor de producţie totală, pentru că în asemenea staţiuni calitatea lemnului de fag este foarte bună (lemn de fag pentru derulaj);

100

Amestecurile de fag cu molid sunt în general instabile dacă sunt intime, în sensul că evoluează unidirecţional. Sunt de preferat aici amestecurile grupate. În staţiuni favorabile molidului, dar mai puţin favorabile fagului, introducerea fagului în amestec duce la reducerea producţiei de lemn şi la scăderea calităţii acesteia. Fagul se poate introduce grupat în molidişuri în scopul sporirii rezistenţei la vânt şi zăpadă şi pentru fertilizarea solului, cu condiţia să nu depăşească 40-50% din compoziţie. În etajul montan de amestecuri – FM2 se recomandă o proporţionare relativ egală între molid, brad şi fag. Amestecurile de gorun şi fag sunt de preferat atât din punctul de vedere al productivităţii cât şi stabilităţii, dacă fagul se menţine în al doilea etaj fără să stânjenească dezvoltarea gorunului. Pot fi introduse specii ca teiul, frasinul, carpenul, cireşul, paltinul ca elemente de înnobilare a şleaurilor sau făgetelor. 12.3. Structura verticală a arboretelor. Productivitatea şi stabilitatea lor. Structura verticală a arboretelor are o importanţă auxologică deosebită. Prin reglarea structurii verticale, la nivelul coroanelor arborilor, se eficientizează potenţialul energetic recepţionat de biocenoză prin sistemul foliar. Interesează comportamentul auxologic al arboretelor în raport cu modul de organizare pe verticală (etajarea) şi în acelaşi timp trebuie cunoscute poziţiile auxologice pentru diferite tipuri de structuri verticale:

- structura plurienă naturală; - structura plurienă grădinărită; - structura bietajată; - structura cvasigrădinărită; - structurile echiene; Structura plurienă naturală este construită după strategia naturii. Arboretele cu

astfel de structuri sunt ecosisteme naturale aflate înafara influenţelor antropice. Acumularea de biomasă este rezultatul unui complex de interacţiuni între nivelele de organizare. Producţia acestor păduri reflectă producţia potenţială naturală, ca punct de referinţă pentru arboretele artificiale. Pădurea naturală rămâne staţionară pe mari suprafeţe. Ea însă se modifică şi se dezvoltă continuu pe suprafeţe mici şi pe faze de dezvoltare. În staţiuni comparabile, arboretele pluriene naturale, asigură pe mari perioade de timp o producţie aproximativ egală cu cea a arboretelor echiene de aceeaşi compoziţie, cu condiţia ca arboretele naturale pluriene să nu se afle în faza de âmbătrânire sau în cea de regenerare. Calitatea lemnului în arboretele naturale pluriene este ceva mai redusă dar se obţin cele mai valoroase sortimente (lemn de rezonanţă, lemn pentru furnire estetice). Marele avantaj al pădurilor cu structuri pluriene naturale este stabilitatea şi din acest punct de vedere reprezintă modele optime de organizare şi funcţionare. Pentru aceste păduri se propune ocrotirea lor, conservarea in situ şi gospodărirea în regim de codru grădinărit. Structura plurienă grădinărită reprezintă interfaţa pădurii naturale virgine ajustată la cerinţele societăţii umane. Acest tip de structură se poate realiza din specii de umbră şi semiumbră şi se caracterizează prin descreşterea în progresie geometrică a numărului de arbori pe categorii de diametre sub forma “curbei lănţişorului” – distribuţia Meyer. Arboretele cu astfel de structuri sunt arborete pluriene cultivate gospodărite prin tratamentul codrului grădinărit. Optimizarea structurii acestor arborete

se face după criteriul maximizării creşterii curente. Parametrii distribuţiei Meyer ( )α,k se stabilesc astfel încât repartiţia arborilor pe categorii de diametre să asigure o creştere curentă maximă în volum şi un volum optim la hectar. Volumul va fi optim atunci când se maximizează creşterea curentă în volum şi când se asigură un proces normal de regenerare. Din punct de vedere auxologic, arboretele pluriene grădinărite produc cel puţin cât arboretele gospodărite în codru regulat, dar au avantajul că asigură sortimente de mari dimensiuni superioare valoric, asigură stabilitate mare la adversităţi şi deţin o mare polifuncţionalitate. Structurile bietajate sunt constituite din specii de lumină (gorun) în primul etaj şi din specii de umbră (fag) în etajul al II-lea. Arboretele cu astfel de structuri, în condiţii favorabile şi judicios gospodărite, produc cu 5-20% mai mult decât arboretele monoetajate echiene pure. În plus şi calitatea lemnului este mai bună. Structurile cvasigrădinărite sunt intermediare între cele grădinărite şi cele de codru regulat, sunt arborete relativ pluriene realizate prin aplicarea tratamentului codrului cvasigrădinărit, cu perioadă de regenerare de peste două clase de vârstă. Acest tip de structură se poate forma în arborete de fag cu răşinoase, de gorun cu fag, paltin, tei, cireş, frasin, dar şi în cele cu specii de lumină. Din punct de vedere auxologic structurile jardinatorii produc mai mult decât structurile monoetajate, echiene, de codru regulat, în schimb calitatea lemnului este superioară. Se detaşează faţă de structurile monoetajate şi din punctul de vedere al esteticii peisajului. Structurile echiene (monoetajate) sunt regăsite în arborete artificiale dar şi în arborete naturale. Se consideră că arboretele naturale echiene monoetajate produc mai mult decât arboretele bietajate sau amestecate. 12.4. Regimul şi productivitatea arboretelor Se consideră că atât din punctul de vedere a producţiei de lemn, a calităţii lemnului şi a stabilităţii arboretelor, superior se dovedeşte a fi regimul codrului faţă de regimul crângului. Sub raportul biodiversităţii, arboretele tratate în crâng ar avea un uşor avantaj. Se impune aşadar conversiunea arboretelor tratate în crâng spre structuri de codru. Există presiuni la nivel legislativ de reglemantare a regimului crângului pentru pădurile particulare.

Temă de control:

1. Influenţa compoziţiei arboretelor asupra productivităţii. 2. Rolul structurii verticale a arboretelor în productivitatea pădurilor.

101

102

Cap. 13 Sporirea producţiei vegetale prin mijloace pedoameliorative şi genetice S-a putut observa că prin căile silviculturii clasice (optimizarea compoziţiei, a structurii verticale şi reglarea densităţii) nu se poate depăşi cu mult potenţialul productiv natural al staţiunilor şi speciilor forestiere. Astfel, pentru sporirea productivităţii pădurilor, silvicultorul acţionează asupra mediului forestier prin mijloace pedoameliorative (irigări, fertilizări, desecări) şi asupra genofondului prin mijloace moderne de ameliorare genetică. Adoptarea acestor căi de sporire a productivităţii pădurilor nu se doreşte o alternativă la silvicultura ecologică ci doar o latură complementară acesteia, adaptată silviculturii artificializate de tip agricol. Este cunoscut faptul că în agricultură se obţin însemnate sporuri de producţie prin suplimentarea rezervelor de apă şi de substanţe nutritive. În ecosistemele forestiere, aplicarea îngrăşămintelor este susţinută pe de o parte de insuficienţa naturală a unor elemente nutritive din diferite tipuri de staţiuni şi pe de altă parte de sărăcirea continuă a solurilor prin recoltarea permanentă a unor mari cantităţi de biomasă din circuitul trofic.

Se consideră că efectul aplicării îngrăşămintelor este cu atât mai evident cu cât staţiunea în care au fost administrate este mai săracă. În astfel de situaţii se poate conta pe sporuri de producţie de 10-15%. Pentru aceeaşi cantitate de îngrăşământ adăugată, la aceeaşi vârstă a arboretelor, sporul de producţie faţă de valoarea iniţială va fi mai mare pentru arboretele de productivitate inferioară decât pentru cele de productivitate superioară. Dacă însă, sporul de producţie s-ar exprima în unităţi de biomasă obţinute suplimentar prin fertilizări, s-ar observa că acesta ar fi mai mare la arboretele de productivitate mijlocie şi superioară, cu condiţia ca staţiunea să înregistreze carenţe în aprovizionarea cu elemente nutritive. Aşadar se impune aplicarea de îngrăşăminte în arborete de productivitate mijlocie sau superioară, cu condiţia ca staţiunea să necesite o asemenea aprovizionare. Intervenţia cu îngrăşăminte în arborete de productivitate inferioară nu se justifică din punctul de vedere al calităţii producţiei, în sensul că sporul de producţie s-ar adăuga la o producţie inferioară calitativ şi valoric. Se consideră de asemenea că, cele mai însemnate sporuri auxologice şi economice se obţin, prin aplicarea îngrăşămintelor în arboretele exploatabile şi preexploatabile, deoarece sporul este adăugat pe arbori de mari dimensiuni şi din care rezultă sortimente valoroase. În plus apare avantajul perioadei foarte redusă între momentul investiţiei în fertilizare şi momentul exploatării lemnului. Aportul de substanţe nutritive nu se justifică în arborete inferioare calitativ şi în cele a căror densitate este sub pragul critic. Deocamdată fertilizările sunt practicate în arboretele artificiale, destinate să producă lemn pe cicluri scurte (culturi de molid, plopi, salcâm), instalate pe staţiuni relativ sărace, precum şi în pepiniere şi răchitării. Pot fi fertilizate arborete aflate în zone poluate. Se recomandă ca prin fertilizări să se asigure un regim de nutriţie echilibrat şi să se amelioreze însuşirile staţionale. Practic, pădurea naturală nu are nevoie de fertilizări suplimentare. Administrarea de fertilizanţi nu duce la scăderea calităţii tehnologice a lemnului, deşi proprietăţile fizico-mecanice ale lemnului scad odată cu majorarea lăţimii inelului anual. Aplicarea de îngrăşăminte poate contribui la dezvoltarea activităţii microorganismelor în sol (micorize), la formarea unor coroane bogate şi a unui sistem radicelar dezvoltat, toate acestea cu implicaţii pozitive sub raportul conservării mediului

103

înconjurător. Efectele negative ale fertilizărilor chimice le regăsim în plan ecologic prin poluarea zonelor montane, mai ales în perimetrul lacurilor de acumulare. Irigaţiile pot aduce însemnate sporuri de producţie, însă sunt extrem de costisitoare. Sunt aplicate în culturi de plopi, în pepiniere şi răchitării. În locul irigărilor se recomandă optimizarea structurii arboretelor în vederea conservării apei în ecosistemele forestiere. Desecările contribuie hotărâtor la sporirea productivităţii pădurilor situate pe staţiuni cu surplus de umiditate. Tăierile rase au ca efect înmlăştinarea terenului ca urmare a faptului că apa care era consumată prin procesele fiziologice de către arbori, după tăiere rămâne în exces. Pădurea acţionează ca o pompă biologică pentru eliminarea apei în exces. De aceea pe lângă soluţia drenurilor artificiale se apelează la soluţia biologică de îndepărtare a apei în exces prin introducerea speciilor mari consumatoare de apă şi fixatoare de azot (aninii). Ameliorările genetice pot contribui la sporirea producţiei de lemn prin câştiguri genetice de până la 25%, dar îngustează variabilitatea, cu consecinţe negative asupra stabilităţii arboretelor. Se poate merge pe câştiguri genetice calitative: ameliorarea calităţii lemnului (densitate, conţinut de celuloză), stabilirea de provenienţe şi hibrizi rezistente la boli, dăunători şi adversităţi. Ameliorarea genetică îşi găseşte utilitatea în cazul culturilor forestiere de tip agricol (lignicultură), dar chiar şi în aceste situaţii se impune adoptarea silviculturii multiclonale (la plop: clone R16, I214, Sacrau; la salcâm: clona Olteniţa). Cap. 14. Perturbaţii în mersul normal al creşterilor În mersul normal al creşterilor se interpun o serie de factori perturbatori naturali sau antropici. Din categoria factorilor perturbatori naturali amintim: Insectele defoliatoare diminuează capacitatea de asimilaţie a arborilor prin reducerea sau distrugerea aparatului foliar. Nu există o dependenţă strictă între gradul de defoliere şi pierderile de creştere, legătura este funcţională dar nu direct proporţională. La defolieri de 10-30% pierderile sunt de doar 1-10%, astfel că putem spune că ecosistemul forestier suportă astfel de perturbaţii. O defoliere de 31-60% corespunde unor pierderi de creştere de 11-30%, defolieri de 61-90% produc pierderi de 31-80% iar defolieri de peste 90% au ca efect înregistrarea de pierderi de creştere de peste 80%. Decalajul dintre gradul de defoliere şi pierderile de creştere se datorează faptului că până la defolierea totală, arborii continuă să acumuleze. Doar în cazul defolierilor repetate se produc uscări în masă. Cele mai mari pierderi se înregistrează în arboretele cultivate (artificiale), pure, echiene, păşunate, cu consistenţa redusă, în cele de productivitate şi de calitate superioară şi mai ales dacă defolierile se produc în momentul de maxim a activităţii fiziologice (a creşterii curente în volum). Ca măsuri preventive, se recomandă realizarea de arborete cu structuri stabile, nepăşunate şi nepoluate, în care să se adopte combaterea biologică şi nu combaterea chimică. Se consideră că ecosistemul forestier suportă mult mai uşor o defoliere de până la 50% decât o combatere chimică, cu toate implicaţiile pe care le are asupra mediului şi lanţurilor trofice din interiorul biocenozei. Insectele xilofage afectează în principal calitatea lemnului. Bolile criptogamice influenţează negativ calitatea lemnului dar şi producţia de biomasă. De exemplu, putregaiul – Fomes (Heterobazidion) annosus produce pierderi

104

de biomasă prin procesul de descompunere a lemnului şi de uscare a rădăcinilor. Productivitatea pădurilor afectate de agenţii criptogamici este afectată indirect prin reducerea rezistenţei arborilor şi ca urmare sunt mai uşor doborâţi sau rupţi de vânt sau zăpadă. Rupturile produse de vânt şi zăpadă sunt considerate calamităţi sub raportul producţiei, productivităţii şi calităţii pădurilor cu următoarele consecinţe:

- se reduc consistenţa arboretelor şi coroanele arborilor ceea ce conduce la scăderea acumulărilor de biomasă lemnoasă cu 10-40%;

- se diminuează productivitatea pădurilor prin recoltarea neplanificată, înainte de vârsta exploatabilităţii tehnice. Pierderile de creştere sunt de 10-50%, fiind mai mari la arboretele tinere.

- cresc cheltuielile de exploatare şi cele de reîmpădurire; - este afectată calitatea lemnului; Doborâturile de vânt şi rupturile de vânt şi zăpadă se produc în masă sau izolat ca

urmare a slăbirii rezistenţei colective a arboretului (apariţia de goluri în arboret) sau a slăbirii rezistenţei individuale a arborelui (indici de zvelteţe supraunitari). Rupturile de zăpadă se produc cel mai adesea în arborete tinere, excesiv de dese, în condiţiile căderii masive de zăpadă în timp scurt şi în condiţii de calm atmosferic.

Rupturile de vânt şi zăpadă afectează cea mai eficientă zonă a coroanei sub raport asimilator (vârful). Când rupturile se produc în treimea superioară a coroanei, creşterile în volum se reduc în următorii ani cu 65-80% faţă de arborii cu coroana întreagă. Dacă prin rupturi se înlătură două treimi din coroană, creşterile în volum se diminuează cu 80-95%. Când este înlăturată cea mai mare parte a coroanei, deşi arborele mai vegetează 1-2 ani, nu mai acumulează creşteri. Aceste pierderi de creştere sunt însoţite de apariţia putregaiului în locul rupturii, care se propagă de sus în jos. Dacă ruptura a afectat o mică parte a vârfului, arborele îşi creează un alt vârf. Aceste fenomene perturbatoare se manifestă cel mai adesea în arborete artificiale, pure şi echiene. Pagubele pot fi diminuate prin diversificarea structurii arboretelor în planul compoziţiei şi structurii verticale. Anii de sămânţă sunt păgubitori sub raport auxologic. Pierderile de creştere în volum în anii cu fructificaţii abundente sunt de 25-50%, datorită faptului că arborii consumă o mare parte din substanţa asimilată pentru formarea de flori, fructe şi seminţe. Inundaţiile (excesul de umiditate îndelungat sau temporar) aduc importante daune societăţii. Pădurile noastre sunt foarte puţin afectate de excesul de umiditate pentru că majoritatea terenurilor forestiere sunt situate în terenuri cu pante peste 5 grade, iar în zonele inundabile s-au adaptat la aceste condiţii o serie de specii autohtone (sălciile, plopii, aninii). Pierderile de creştere sunt provocate de asfixierea şi putrezirea rădăcinilor. În cazul înmlăştinărilor avansate sunt necesare lucrări de desecări, combinate cu plantarea de specii de drenaj biologic şi de fertilizare naturală a solului cu azot atmosferic fixat simbiotic (aninii). Vânatul aduce însemnate pagube plantaţiilor şi arboretelor atât în plan auxologic cât şi calitativ. Vânatul în exces compromite plantaţii întregi ceea ce necesită revenirea cu noi lucrări şi astfel se pierd creşterile pe perioade de 1-5 ani. Prin roaderea cojii arborilor de molid este diminuată atât producţia de biomasă cât şi calitatea lemnului. Îngheţurile târzii se produc primăvara şi se manifestă prin adevărate defolieri care au drept consecinţă întreruperea procesului de fotosinteză. Pentru refacerea

aparatului foliar sunt consumate substanţe de rezervă, astfel că se înregistrează pierderi de creştere în biomasă lemnoasă de 10-30% Secetele excesive (severe) şi prelungite produc însemnate pierderi de creştere în volum (20-30%). Seceta din perioada 1944-1946 a diminuat creşterea curentă în volum a pădurilor ţării cu cel puţin 8 milioane 13 −⋅anm . Practic, se înregistrează o reducere drastică a lăţimii inelului anual. Soluţia diminuării pierderilor este de a promova arboretele naturale optim diversificate structural, constituite din specii autohtone, adaptate climatic şi staţional. Gerurile excesive provoacă reducerea creşterilor în următoarea perioadă de vegetaţie (mai ales la cvercinee) şi diminuează calitatea trunchiurilor ca urmare a formării gelivurilor (la fag). Dintre factorii perturbatori antropici, pot fi luaţi în discuţie: Poluarea industrială se manifestă asupra pădurii direct prin perturbarea proceselor metabolice şi indirect prin înrăutăţirea condiţiilor de mediu şi dezorganizarea biocenozelor. Poluarea poate fi locală (internă ) sau transfrontalieră, iar ca agenţi poluanţi amintim: oxizii de sulf şi de azot ( )xx NOSO ,

CO, pulberile de metale grele (zinc,

plumb, cupru, aluminiu), creşterea concentraţiei de . Cercetări recente arată că creşterea concentraţiei de , în anumite limite, are efecte pozitive din punct de vedere auxologic.

2

2CO

Pădurea este considerată pe de o parte o barieră împotriva poluării, dar în acelaşi timp este o victimă a poluării. Poluarea acţionează direct asupra pădurii prin reducerea aparatului foliar, uscarea rădăcinilor, reducerea rezistenţei la boli şi dăunători, toate acestea ducând la declinul sau chiar moartea pădurilor, în ultimul caz pierderile fiind de 100%. Rezultatele monitoringului forestier de la noi din ţară arată că 5 arbori din 10 sunt bolnavi, iar doi arbori din 10 sunt grav bolnavi. Au fost sesizate schimbări climatice la nivel global. Există o suprapunere în ceea ce priveşte încălzirea naturală a atmosferei şi cea generată de poluarea industrială fapt care conduce la apariţia efectului de seră. Cel mai puternic afectate de poluare sunt răşinoasele şi culturile tinere. Reducerea acumulărilor de biomasă este influenţată de gradul de vătămare şi de distanţa faţă de poluator. Pentru stabilirea influenţei factorului poluator asupra creşterilor se recoltează probe de creştere pe categorii de arborete (neafectate de poluare - martor, slab afectate, mediu afectate, puternic afectate) şi se măsoară creşterile radiale apoi se compară seriile indicilor de creştere radială. De la pierderile de creştere radială se poate trece la pierderile de creştere în volum şi implicit la pierderile economice suferite de unităţile silvice ca urmare a agentului poluator. Pierderile de creştere se stabilesc în raport de perioada dinaintea apariţiei fenomenului poluator. În zonele situate în apropierea sursei de poluare, unde arboretele sunt puternic afectate, pierderile de creştere pot fi de până la 80%. La distanţe mai mari de sursa de poluare, în condiţii de vătămare slabe sau medii, pierderile de creştere sunt de 30-40%. În condiţiile unor poluări îndelungate se produc diminuări treptate a potenţialului staţional (reducerea clasei de producţie). Dintre speciile rezistente la poluare amintim: stejarii, fagul, frasinul, arţarul, salcâmul, duglasul, pinul strob, cu toleranţe diferite la intensitatea şi natura agentului poluant.

105

106

Păşunatul este un factor care afectează calitatea staţiunii prin înrăutăţirea proprietăţilor aerohidrice ale solului (compactizare, înmlăştinare, restrângerea activităţii microorganismelor din sol), contribuind şi la reducerea biodiversităţii specifice prin distrugerea păturii erbacee, a arbuştilor, subarbuştilor şi seminţişului. Păşunatul de scurtă durată produce pierderi de creştere în volum de 10-20%, în timp ce păşunatul îndelungat conduce la reducerea bonităţii staţionale cu 1-3 clase de producţie. Alte activităţi umane care generează pierderi în plan auxologic şi calitativ sunt: rezinajul, exploatările forestiere neîngrijite, construcţia de drumuri forestiere, lucrări hidritehnice, electrice, miniere şi petroliere, incendiile, măsurile silviculturale greşite (adoptarea compoziţiilor neadecvate staţiunii, aplicarea tăierilor rase şi cvasirase). Cap. 15. Elemente de dendrocronologie Dendrocronologia este o parte distinctă a auxologiei forestiere care, în ultimul timp, în ţările vestice, s-a individualizat ca disciplină de sine stătătoare. Se ocupă cu studiul lăţimii inelelor anuale şi cu elaborarea de metode şi tehnici de analiză a seriilor de inele anuale de creştere la arbori în vederea cunoaşterii unor evenimente actuale, trecute sau chiar viitoare. Arborii din zona temperată au însuşirea remarcabilă de a forma inele anuale distincte, datorită împărţirii anului în sezon de vegetaţie şi sezon de repaus vegetativ. În acest fel arborele devine o preţioasă bancă de date, un fitoclimatograf, un autocronicar al propriei sale vieţi, descrisă printr-un limbaj propriu – dendroalfabet. Inelul anual format acum sute sau mii de ani poartă şi transmite o serie de informaţii referitoare la anul formării lui. Prima preocupare a dendrocronologiei a fost de datare a unor evenimente naturale sau istorice. În timp ea a devenit o ştiinţă multidisciplinară, cu numeroase ramuri: dendroclimatologia, dendroecologia, dendrohidrologia, dendrogeomorfologia etc. Dendroclimatologia se detaşează ca importanţă, ea căutând să reconstituie clima timpurilor trecute şi să facă previziuni climatice pentru viitor. Studiile dendrocronologice se efectează în laboratoare de dendrocronologie pe specii foarte longevive, sensibile la factorii climatici, pe baza seriilor dendrocronologice multiseculare sau multimilenare, folosind tehnici din cele mai performante. Formarea (constituirea) seriilor dendrocronologice se face prin compararea, sincronizarea şi adăugarea succesivă a inelelor anuale de la arborii multiseculari, a celor din lemnul construcţiilor foarte vechi şi din lemnul arheologic păstrat în stare nealterată. Pentru că inelul anual este supus unui număr foarte mare de factori sunt necesare omogenizări în raport cu specia şi zona ecologică. Influenţa vârstei este exclusă prin exprimarea lăţimii inelelor anuale în valori relative faţă de o linie compensatoare (folosirea indicilor de creştere radială). Sincronizarea seriilor indicilor de creştere radială este extrem de sofisticată şi se face pe baza inelelor anuale sau grupului de inele anuale caracteristice (inele anuale foarte înguste sau foarte late). Datările unor evenimente istorice sau naturale pot fi făcute astfel cu uşurinţă (s-au putut stabili anii în care au fost construite o serie de mănăstiri din lemn). Dintre speciile de interes dendrocronologic de la noi amintim pe cele din genul Abies, Betula, Fagus, Fraxinus, Picea, Pinus, Quercus, însă specii cu mare potenţial dendrocronologic sunt Pinus aristata, Pinus ponderosa etc. Studiile dendrocronologice au pus în evidenţă fenomenul variaţiei ciclice a creşterilor, care este corelat cu fluctuaţia ciclică a activităţii solare exprimată prin

107

indicii Wolf. Au fost semnalate ritmuri ale ciclicităţii seriilor indicilor de creştere radială de 11, 23 şi 86 ani. Fenomenul variaţiei ciclice a creşterilor reclamă efectuarea măsurătorilor auxometrice şi a studiilor auxologice pe perioade de cel puţin 10 ani. Studiile dendroclimatologice se fac în scopul reconstituirii climei pentru perioadele trecute pe baza funcţiilor de răspuns. Acestea exprimă modul în care lăţimea inelului anual răspunde la variaţia factorilor climatici. Pot fi lansate şi prognoze climatice pe baza funcţiilor de transfer. S-au evidenţiat o serie de legături corelative între lăţimea inelului anual şi valorile anumitor indicatori climatici (precipitaţii, temperaturi):

- corelaţia dintre creşterea radială şi precipitaţiile anuale este slabă (0,1-0,3), mai ales în zonele fără deficit de umiditate. Corelaţia se măreşte dacă sunt luate în considerare şi precipitaţiile din anul precedent sau cele din sezonul rece. Influenţa unui factor climatic este mai puternic resimţită în lăţimea inelului anual dacă acel factor este deficitar în zona studiată. Corelaţii interesante se pot stabili între lăţimea inelului anual şi precipitaţiile sau temperaturile din diverse perioade ale anului curent sau ale anului precedent.

- seriile dendrocronologice sunt mult mai stabile (variabilitate mai redusă) decât seriile cronologice ale factorilor climatici;

- anii de secete excesive sunt situaţi în zonele depresionare ale seriilor dendrocronologice – posibilităţi de prognoză;

- fluctuaţia indicilor de creştere este mai redusă în cazul arboretelor naturale situate pe staţiuni proprii de dezvoltare decât în arboretele cultivate în afara arealului natural de vegetaţie;

Stabilirea acestor corelaţii este îngreunată de interacţiunea factorilor climatici şi a altor factori naturali sau antropici (anii de sămânţă, atacurile de insecte, poluarea, păşunatul).

Teme de control: 1. Influenţa factorilor naturali şi antropici în mersul normal al creşterilor. 2. Elemente de dendrocronologie. Elaborarea seriilor dendrocronologice.