IN OBNOVLJIVE GOZDNE VIRE
Matevž KONJAR
VPLIV NARAVNIH MOTENJ NA GOSPODARJENJE Z GOZDOVI NA BOVŠKEM
MAGISTRSKO DELO Magistrski študij – 2. stopnja
Ljubljana, 2022
BIOTEHNIŠKA FAKULTETA
ODDELEK ZA GOZDARSTVO IN OBNOVLJIVE GOZDNE VIRE
Matevž KONJAR
VPLIV NARAVNIH MOTENJ NA GOSPODARJENJE Z GOZDOVI NA BOVŠKEM
MAGISTRSKO DELO Magistrski študij – 2. stopnja
THE IMPACT OF NATURAL DISTURBANCES ON FOREST MANAGEMENT IN THE BOVEC REGION
M. Sc. Thesis Master Study Programmes
Ljubljana, 2022
Magistrsko delo je zaključek magistrskega študijskega programa druge stopnje Gozdarstva in upravljanja gozdnih ekosistemov. Izdelano je bilo na Univerzi v Ljubljani, Biotehniški fakulteti, Oddelku za gozdarstvo in obnovljive gozdne vire, na Katedri za urejanje gozdov in ekosistemske analize. Terenski del naloge je potekal v gozdnogospodarskih enotah Soča- Trenta in Bovec.
Komisija za študijska in študentska vprašanja Oddelka za gozdarstvo in obnovljive gozdne vire je 26. 3. 2021 sprejela temo in za mentorja magistrskega dela imenovala doc. dr. Matijo Klopčiča, kot recenzenta pa doc. dr. Thomasa Andrewa Nagela.
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik:
Član:
Član:
Datum zagovora:
Matevž KONJAR
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA
ŠD Du2
DK GDK 421+453+412(497.4Bovec)''1995-2020''(043.2)=163.6 KG naravne motnje, vetrolomi, podlubniki, dejavniki, ukrepi
AV KONJAR, Matevž
SA KLOPČIČ, Matija (mentor)
KZ SI – 1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za gozdarstvo in obnovljive gozdne vire, Magistrski študijski program 2. stopnje Gozdarstvo in upravljanje z gozdnimi ekosistemi
Magistrski študijski program 2. stopnje
obnovljive gozdne vire
LI 2022
IN VPLIV NARAVNIH MOTENJ NA GOSPODARJENJE Z GOZDOVI NA
BOVŠKEM
TD Magistrsko delo (Magistrski študij – 2. stopnja) OP XI, 71 str., 27 pregl., 15 sl., 1 pril., 160 vir.
IJ sl
JI sl/en
AI
V raziskavi smo analizirali strukturo poseka na Bovškem v obdobju 1995–2020 s poudarkom na sanitarnem poseku zaradi vetra, podlubnikov in jesenovega ožiga ter skušali poiskati glavne vplivne dejavnike, ki vplivajo na verjetnost pojavljanja vetrolomov in podlubnikov. Pridobili smo podatke o količini in strukturi poseka za raziskovalno območje v obdobju 1995–2020 ter podatke o 26 lokacijah vetrolomov z znanim časom nastanka in 26 odsekih, poškodovanih s strani podlubnikov. Podatke smo analizirali s pomočjo metod opisne statistike, bivariatne analize in binarne logistične regresije. V raziskovalnem območju smo zaznali izrazito povečanje sanitarnega poseka po letu 2018. Glavna vzroka sanitarnih sečenj sta bila veter in podlubniki. Jesenov ožig je bil vzrok za manjši delež poseka. Binarna logistična regresija je kot ključne dejavnike za pojav vetrolomov izpostavila kamnitost ter prisotnost preteklih motenj in valovitega reliefa. Bivariatne analize so pokazale tudi, da se vetrolomi pojavljajo predvsem v debeljakih z visoko lesno zalogo, ki rastejo na zmernih do strmih rebrih z južno ekspozicijo, imajo tesen ali vrzelast sklep in večji delež mladja. Izpostavila je tudi vpliv močnih jugozahodnih vetrov, ki prinašajo obilne padavine. Za pojav podlubnikov je binarna logistična regresija kot ključne dejavnike izpostavila višino lesne zaloge in delež iglavcev. Bivariatne analize so pokazale tudi, da se podlubniki pogosteje pojavljajo v odsekih z valovitim reliefom in jugovzhodno ekspozicijo, večjim deležem mladja in sestojev v obnovi ter nižjim deležem drogovnjakov.
KEY WORD DOCUMENTATION
DN Du2
DC FDC 421+453+412(497.4Bovec)''1995-2020''(043.2)=163.6 CX natural disturbance, windthrow, bark beetles, factors, measures AU KONJAR, Matevž
AA KLOPČIČ, Matija (supervisor) PP SI – 1000 Ljubljana, Večna pot 83
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Forestry and Reneweable Forest Resources, Master Study Programme Forestry and Forest Ecosystem Management
Master Study Programme Master Study Programme Renewable Forest Resources
PY 2022
TI THE IMPACT OF NATURAL DISTURBANCES ON FOREST MANAGEMENT IN THE BOVEC REGION
DT M. Sc. Thesis (Master Study Programme) NO XI, 71 p., 27 tab., 15 fig., 1 ann., 160 ref.
LA sl
AL sl/eng AB
The research analyzed the structure of harvested timber in the Bovec region in the period 1995–2020 with an emphasis on sanitary felling due to windthrow, bark beetles and ash dieback. Research also determined the main influencing factors affecting the probability of windthrow and bark beetle outbreaks. Data on the amount and structure of felling were obtained for the research area in the period 1995–2020, as well as data on 26 locations of windthrow with a known time of occurrence and 26 areas damaged by bark beetles. Data were analyzed using descriptive statistics, bivariate analyses and the binary logistic regression. In the research area, significant increase in the amount of sanitary felling after 2018 was detected. The main causes of sanitary felling were windthrow and bark beetle outbreaks, while ash dieback contributed only a smaller share. Binary logistic regression highlighted stoniness, the presence of past disturbances and undulating relief as key factors for the occurrence of windthrow. Bivariate analyses showed that windthrow mainly occurs on moderate to steep ridges with southern exposure, in mature stands with a high growing stock, dense or partly-opened canopy cover, and higher proportion of regeneration stages.
Analysis also proved the impact of strong south-western winds. For the occurrence of bark beetle outbreaks, the binary logistic regression highlighted growing stock and share of conifers as key influential factors. Bivariate analyses indicated that bark beetles occurred more frequently in areas with undulating relief, south-eastern exposure, higher proportion of regeneration and stands under regeneration, and a lower proportion of pole stands.
KAZALO VSEBINE
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ... III KEY WORD DOCUMENTATION ... IV KAZALO VSEBINE ... V KAZALO SLIK ... VIII KAZALO PREGLEDNIC ... IX KAZALO ENAČB ... XI
1 UVOD... 1
1.1 NAMEN, CILJI IN HIPOTEZE ... 3
2 PREGLED OBJAV ... 4
2.1 MOTEČI DEJAVNIKI ... 4
2.1.1 Veter ... 4
2.1.1.1 Klimatski dejavniki ... 5
2.1.1.2 Topografija ... 5
2.1.1.3 Lastnosti tal in koreninskega sistema ... 5
2.1.1.4 Sestojni dejavniki ... 6
2.1.1.5 Dejavniki povezani z gospodarjenjem ... 6
2.1.2 Podlubniki ... 6
2.1.2.1 Podnebni dejavniki ... 7
2.1.2.2 Rastiščni dejavniki ... 7
2.1.2.3 Sestojni dejavniki ... 8
2.1.2.4 Gospodarjenje ... 8
2.1.3 Patogeni dejavniki s poudarkom na jesenovem ožigu (Chalara fraxinea) ... 9
2.2 VPLIV PODNEBNIH SPREMEMB NA MOTNJE ... 10
2.2.1 Vpliv na pojav abiotskih motenj ... 10
2.2.2 Vpliv na pojav biotskih motenj ... 11
2.3 VPLIV MOTENJ NA GOSPODARJENJE ... 11
3 MATERIALI IN METODE ... 13
3.1 OPIS RAZISKOVANIH OBMOČIJ ... 13
3.1.1 Relief ... 13
3.1.2 Podnebje in hidrologija ... 14
3.1.3 Tla ... 15
3.1.4 Značilnost gozdov ... 15
3.1.5 Značilnosti gospodarjenja ... 17
3.2 PRIDOBIVANJE IN OBDELAVA PODATKOV ... 18
3.2.1 Zbirka podatkov o poseku po odsekih v obdobju med 1995 in 2020 ... 18
3.2.2 Zbirka podatkov o lokacijah poškodovanih zaradi vpliva vetra ... 18
3.2.3 Zbirka podatkov o odsekih poškodovanih zaradi vpliva podlubnikov ... 21
3.2.4 Podatkovni zbirki odsekov, poškodovanih po podlubnikih in vetru, in kontrolnih (nepoškodovanih) odsekov ... 24
3.3 IZVEDBA ANALIZ ... 25
3.3.1 Analiza strukture poseka ... 25
3.3.2 Analiza zbirke podatkov lokacij poškodovanih zaradi vpliva vetra ... 26
3.3.3 Analiza zbirke podatkov odsekov poškodovanih zaradi vpliva podlubnikov ... 26
3.3.4 Bivariatna analiza skupin poškodovanih in nepoškodovanih odsekov ... 26
3.3.5 Multivariatna analiza vplivnih dejavnikov z binarno logistično regresijo 26 4 REZULTATI ... 30
4.1 ANALIZA STRUKTURE POSEKA ... 30
4.1.1 Sanitarni posek zaradi poškodb po vetru ... 33
4.1.2 Sanitarni posek zaradi napadov podlubnikov in drugih insektov ... 35
4.1.3 Sanitarni posek zaradi jesenovega ožiga ... 39
4.2 VPLIVNI DEJAVNIKI IN NJIHOVE LASTNOSTI ... 40
4.2.1 Vplivni dejavniki vetroloma – bivariatne analize ... 40
4.2.1.1 Rastišče ... 40
4.2.1.2 Sestoj ... 41
4.2.1.3 Vremenske razmere ... 42
4.2.2 Primerjava zaradi vetra poškodovanih odsekov s kontrolno skupino ... 43
4.2.3 Vzajemni vpliv dejavnikov na pojav vetroloma ... 44
4.2.4 Vplivni dejavniki napadov podlubnikov – bivariatne analize ... 45
4.2.4.1 Rastišče ... 45
4.2.4.2 Sestoj ... 46
4.2.5 Primerjava zaradi podlubnikov poškodovanih odsekov s kontrolno skupino ... 47
4.2.6 Vzajemni vpliv dejavnikov na pojav napadov podlubnikov ... 48
5 RAZPRAVA ... 49
5.1 ANALIZA SANITARNEGA POSEKA ... 49
5.1.1 Veter na preučevanem območju ... 50
5.1.2 Insekti na preučevanem območju ... 50
5.1.3 Jesenov ožig na preučevanem območju ... 50
5.2 VPLIV RASTIŠČNIH, SESTOJNIH IN VREMENSKIH DEJAVNIKOV NA POJAVLJANJE VETROLOMOV ... 51
5.2.1 Vpliv rastiščnih dejavnikov ... 51
5.2.2 Vpliv sestojnih dejavnikov ... 52
5.2.3 Vpliv vremenskih dejavnikov ... 52
5.3 VPLIV RASTIŠČNIH, SESTOJNIH IN VREMENSKIH DEJAVNIKOV NA POJAVLJANJE PODLUBNIKOV ... 53
5.3.1 Vpliv rastiščnih dejavnikov ... 53
5.3.2 Vpliv sestojnih dejavnikov ... 53
5.4 ANALIZA VPLIVA MOTENJ NA GOSPODARJENJE ... 54
5.5 VPLIV MOTENJ V PRIHODNOSTI IN PRIPOROČILA ZA GOSPODARJENJE ... 55
6 SKLEPI ... 57
7 POVZETEK ... 58
8 VIRI ... 60
KAZALO SLIK
Slika 1: Prikaz raziskovalnega območja (GGE Bovec in GGE Soča-Trenta) (Vir: ZGS,
2021a) ... 13
Slika 2: Lokacije vetrolomov na raziskovalnem območju. ... 19
Slika 3: Lokacije odsekov, poškodovanih zaradi podlubnikov. ... 22
Slika 4: Dinamika skupnega in sanitarnega poseka v obdobju 19952020 za celotno raziskovalno območje. ... 31
Slika 5: Sanitarni posek po GGE. ... 31
Slika 6: Delež sanitarnega poseka v raziskovalnem območju. ... 32
Slika 7: Količina sanitarnega poseka zaradi delovanja vetra po GGE. ... 34
Slika 8: Skupni sanitarni posek drevja zaradi poškodb po vetru po odsekih. ... 35
Slika 9: Količina sanitarnega poseka zaradi insektov po GGE. ... 36
Slika 10: Skupni sanitarni posek zaradi insektov po odsekih. ... 37
Slika 11: Količina sanitarnega poseka zaradi vetra in insektov na celotnem območju. ... 38
Slika 12: Količina sanitarnega poseka zaradi jesenovega ožiga. ... 39
Slika 13: Skupni posek zaradi delovanja jesenovega ožiga. ... 40
Slika 14: Prikaz verjetnosti pojava vetroloma v odvisnosti od deleža kamnitosti, valovitega reliefa in preteklih motenj. ... 44
Slika 15: Prikaz verjetnosti pojava podlubnikov glede na delež iglavcev v lesni zalogi (LZ) ob različno visokih lesnih zalogah gozdov. ... 48
KAZALO PREGLEDNIC
Preglednica 1: Porazdelitev lesne zaloge po debelinskih razredih glede na GGE ... 15
Preglednica 2: Porazdelitev lesne zaloge po drevesnih vrstah glede na GGE... 16
Preglednica 3: Razmerje razvojnih faz po GGE ... 16
Preglednica 4: Lastniška struktura po GGE ... 17
Preglednica 5: Spremenljivke, zbrane na lokacijah vetrolomov ... 19
Preglednica 6: Spremenljivke, zbrane preko pregledovalnika ZGS o odsekih poškodovanih s strani podlubnikov. ... 23
Preglednica 7: Izvorne in neme spremenljivke... 27
Preglednica 8: Seznam spremenljivk, vključenih v proceduri oblikovanja končnih regresijskih modelov pojava vetrolomov in napadov podlubnikov... 28
Preglednica 9: Skupni posek v obdobju 1995–2020 po najpogostejših tipih sečnje in vrstni sestavi, prikazan glede na celotno raziskovalno območje in posamezno GGE. ... 30
Preglednica 10: Skupni sanitarni posek v obdobju 1995–2020 po najpogostejših tipih motenj in vrstni sestavi, prikazan glede na celotno raziskovalno območje in posamezno GGE. ... 33
Preglednica 11: Srednje vrednosti zveznih spremenljivk rastišča na lokacijah vetrolomov. ... 40
Preglednica 12: Frekvence pojavljanja diskretnih spremenljivk rastišča na lokacijah vetrolomov. ... 41
Preglednica 13: Srednje vrednosti zveznih spremenljivk sestoja na lokacijah vetrolomov. 41 Preglednica 14: Frekvence pojavljanja diskretnih spremenljivk sestoja na lokacijah vetrolomov. ... 41
Preglednica 15: Število poškodovanih odsekov in delež vseh poškodovanih odsekov znotraj RGR ... 42
Preglednica 16: Srednje vrednosti zveznih spremenljivk v povezavi z vremenom na dan nastanka vetrolomov. ... 42
Preglednica 17: Primerjava srednjih vrednosti zveznih spremenljivk v poškodovanih in nepoškodovanih odsekih. ... 43
Preglednica 18: Primerjava deležev diskretnih spremenljivk v poškodovanih in nepoškodovanih odsekih. ... 43
Preglednica 19: Spremenljivke vključene v model. ... 44
Preglednica 20: Srednje vrednosti zveznih spremenljivk rastišča v od vetra poškodovanih odsekih. ... 45 Preglednica 21: Frekvence pojavljanja diskretnih spremenljivk rastišča v od podlubnikov poškodovanih odsekih. ... 45 Preglednica 22: Srednje vrednosti zveznih spremenljivk sestoja v od insektov
poškodovanih odsekih. ... 46 Preglednica 23: Frekvence pojavljanja diskretnih spremenljivk sestoja v od insektov poškodovanih odsekih. ... 46 Preglednica 24: Število zaadi podlubnikov poškodovanih odsekov in delež vseh
poškodovanih odsekov znotraj RGR ... 46 Preglednica 25: Primerjava srednjih vrednosti zveznih spremenljivk v poškodovanih in nepoškodovanih odsekih. ... 47 Preglednica 26: Primerjava deležev diskretnih spremenljivk v poškodovanih in
nepoškodovanih odsekih. ... 47 Preglednica 27: Spremenljivke vključene v model. ... 48
KAZALO ENAČB
Enačba 1: Shannon–Weinerjev indeks ………27 Enačba 2: Izračun p - vrednosti………....29
1 UVOD
Naravne motnje predstavljajo enega ključnih dejavnikov, ki vpliva na dinamiko razvoja gozdov. Najpogosteje uporabljeno definicijo motenj sta podala Pickett in White (1985), ki sta motnje opredelila kot relativno diskretne dogodke, ki povzročijo strukturne spremembe na nivoju ekosistema, združbe ali populacije, povzročijo fizične spremembe v okolju ali spremembe v dostopnosti virov. Motnje sta po vzoru Neilsona in Wullsteina (1983) razdelila na destruktivne dogodke in fluktuacije dejavnikov okolja. Poudarila sta, da je potrebno zaradi razlik v velikosti in lastnostih opazovanega ekosistema za vsak posamezni primer posebej definirati proces delovanja in prostorski ter časovni okvir motnje. Sledile so še druge definicije, ki so motnje opredeljevale kot proces, ki je obraten sukcesiji (DeLong in sod., 2012) ali kot dogodke, ki povzročijo značilne spremembe v ustaljenem vzorcu razvoja ekosistema (Forman, 1987).
Definicije so se razvijale skupaj z razvojem razumevanja režimov motenj. Režimi motenj zajemajo časovno in prostorsko delovanje ter interakcije, ki so značilne za vse moteče dejavnike, ki se pojavljajo znotraj posameznega ekosistema in vplivajo na njegovo delovanje, zgradbo in razvoj (Loehman in sod., 2018). Režimi motenj nam prek časa pojavljanja, predvidljivosti, pogostosti in učinka predstavijo vzorec delovanja in vpliva motenj na preučevani ekosistem (Lytle, 2001). Poznavanje režimov motenj nam omogoča razumevanje vloge motenj za delovanje, strukturo in dinamiko razvoja opazovanega ekosistema (Attiwill, 1994). Režim motenj na določenem območju opredeljujemo glede na moteči dejavnik, frekvenco, intenziteto, stopnjo poškodovanosti, površino, prostorsko razporeditev, sezonskost pojavljanja, vpliv interakcij med motečimi dejavniki in variabilnost znotraj samega režima (Keane, 2017).
Glavni moteči dejavniki zmernega pasu so suša, poplave, ogenj, veter, sneg in led, geomorfološki pojavi, insekti, bolezni, vpliv rastlinojede divjadi, človeški vnos tujerodnih vrst in človekova raba gozda (Rogers, 1996; DeLong in sod., 2012; Fischer in sod., 2013).
Ekosistemi so podvrženi vplivu različnih motečih dejavnikov, ki so medsebojno povezani in vplivajo na rast, razvoj in prostorsko razširjenost organizmov in združb znotraj ekosistema (Pickett in White, 1985). Gozdarski strokovnjaki in drugi znanstveniki že dlje časa preučujejo odnose med motečimi dejavniki in njihovim vplivom na gozd in druge ekosisteme. Preučevanje motenj je zahtevno, saj je vpliv motečih dejavnikov težko predvideti (Zhu in Liu, 2004a). Podnebne spremembe, katerih vpliv na pojavljanje in delovanje naravnih motenj že opažamo, predstavljajo še dodatni dejavnik, ki otežuje razumevanje vpliva motenj na razvoj ekosistemov in napovedovanje vplivov motenj na razvoj ekosistemov v prihodnosti (Dale in sod., 2009).
Spremembe v pogostosti pojavljanja in jakosti vpliva naravnih motenj imajo posledice tudi pri gospodarjenju z gozdovi. Pogostejše pojavljanje in večja intenzivnost delovanja naravnih motenj vpliva na večjo količino sanitarnega poseka (Spittlehouse in Stewart, 2003).
Spremembe v količini in strukturi poseka zahtevajo hiter odziv in primerno izbiro ukrepov za sanacijo nastalega stanja, obenem pa zahtevajo strukturirano načrtovanje in izvedbo ukrepov, ki prispevajo k zmanjšanju nadaljnjih negativnih posledic na razvoj gozda in gospodarjenja z gozdnimi ekosistemi. Da bi lahko predvideli nadaljnji potek dogodkov, moramo preučiti naravne in antropogene dejavnike, ki vplivajo na pojavljanje in vpliv motenj ter na podlagi ugotovitev pripraviti smernice za nadaljnje ukrepanje.
Bovška kotlina, ki se nahaja na SZ Slovenije, v osrčju Julijskih Alp, je topografsko močno razgibano območje, na katerem gozdovi raznolikih gozdno rastiščnih tipov opravljajo vrsto različnih funkcij (od varovalne, zaščitne, lesno proizvodne, do hidrološke in rekreacijske funkcije ter funkcije ohranjanja biotske raznovrstnosti) (ZGS, 2014, 2017). Ker tako kot v Evropi in Sloveniji tudi v Bovški kotlini že opažamo spremembe v vplivu motenj na gospodarjenje z gozdom, smo se odločili preučiti moteče dejavnike, ki tem spremembam botrujejo.
1.1 NAMEN, CILJI IN HIPOTEZE
Glavni namen raziskave je bil preučiti vpliv naravnih motenj na gospodarjenje z gozdovi na območju Bovške kotline. Cilji raziskave so bili naslednji:
kvantificirati spremembe v količini in strukturi poseka v obdobju 1995–2020,
prepoznati lastnosti sestojev, ki so najbolj dovzetni za vplive določenih motenj,
prepoznati rastiščne, sestojne in vremenske dejavnike, ki vplivajo na pojavljanje in posledice vetrolomov in gradacij podlubnikov,
na podlagi ugotovitev oblikovati priporočila za nadaljnje gospodarjenje na območju Bovške.
V raziskavi smo v povezavi z zastavljenimi cilji preverjali naslednje raziskovalne hipoteze:
H1: Sanitarni posek se je zaradi motenj v GGE Bovec in GGE Soča-Trenta v primerjavi s preteklostjo značilno povečal.
H2: Najobsežnejše motnje v analiziranem obdobju predstavljajo vetrolomi, sledijo jim gradacije podlubnikov in nato jesenov ožig.
H3.1: Za pojav naravnih motenj v gozdovih so ključni dejavniki: sestojna zgradba, drevesna sestava in naklon.
H3.2: Na pojav vetrolomov ključno vplivata hitrost in smer vetra. Pogostost pojava vetrolomov je večja ob jugozahodnih vetrovih in večji namočenosti tal, merjeni s količino padavin v predhodnih dneh, ter v enomernih debeljakih z dominantnim deležem smreke v lesni zalogi.
H3.3: Gradacije podlubnikov so pogostejše v letih z nizko količino padavin in/ali njihovo neustrezno razporeditvijo v rastni sezoni, v semenskih letih in na pobočjih s plitvimi tlemi in večjim naklonom.
2 PREGLED OBJAV
2.1 MOTEČI DEJAVNIKI
V tem poglavju smo zbrali znanstvene ugotovitve, ki pojasnjujejo vpliv vetra, podlubnikov (in insektov na splošno) in jesenovega ožiga (in bolezni na splošno) na razvoj gozdnih ekosistemov. Povzeli smo tudi ugotovitve o vplivih različnih okolijskih in antropogenih dejavnikov na delovanje omenjenih motenj.
2.1.1 Veter
Veter je dejavnik, ki ima veliko amplitudo vpliva na rast in razvoj dreves in ekosistemov.
Vpliv vetra je odvisen tudi od interakcij z drugimi dejavniki (Konôpka in sod., 2016). Vpliva lahko na vlažnost in temperaturo okolja (povečevanje ali nižanje vlage, t.i. windchill faktor), rast in razvoj dreves in sestojev (spremembe v habitusu), na raznos semena, v primeru visoke intenzivnosti pa poškoduje sestoje, ruva oslabljena, včasih pa tudi zdrava drevesa. Intenziteta in pogostost vpliva vetra sta v obratnem sorazmerju (Konôpka in sod., 2016). Pojav, ko veter visoke intenzitete poškoduje in ruva drevje, imenujemo vetrolom (ang. windthrow). Gre za kompleksen fenomen, tako z vidika nastanka kot tudi z vidika vpliva na ekosistem.
Vetrolomi v gozdovih vplivajo tako na razvoj sestoja kot tudi na dinamiko razvoja tal.
Povzročajo spremembe v strukturi in vrstni sestavi sestoja, obenem pa izvajajo biomelioracijo in povečujejo rodnost tal (mešanje talnih horizontov preko ruvanja dreves, ang. pit and mount topografy).
Vetrolom se zgodi, ko navor, ki ga veter z delovanjem na krošnjo izvaja na koreninski sistem in deblo (sila, s katero veter deluje na krošnjo, pomnožena z dolžino debla) preseže strižno trdnost tal ali pa preseže upogibno in vzvojno trdnost (navadno prihaja do kombinacije upogibanja in torzije zaradi asimetrije drevesa) debla ali katerega od delov koreninskega sistema (Mitchell, 2013). V primeru, da sistem popusti pri koreninskem sistemu, govorimo o izruvanju ali prevrnitvi, v nasprotnem primeru pa o prelomu (Quine in Gardiner, 2007).
Učinek vetra je odvisen od moči vetra, morfoloških lastnostih drevesa, njegovega položaja v odnosu do drugih dreves in lastnosti tal (Ruel, 1995). Veter povzroči, da drevo prične nihati v obliki elipse (Mergen, 1954). Na obstojnost dreves in sestoja vplivajo dimenzijsko razmerje, drevesna višina, trdnost debla, velikost krošnje, koničnost in prožnost debla (Brüchert in Gardiner, 2006), razvitost in oblika koreninskega sistema (Nicoll in Ray, 1996), starost dreves (Stokes, 1999), lesna zaloga in vitalnost sestoja (Ruel, 1995).
Ruel (1995) je opredelil naslednje sklope ključnih dejavnikov za ranljivost dreves zaradi vetroloma.
2.1.1.1 Klimatski dejavniki
Vpliv vetra opisujemo s povprečno hitrostjo, hitrostjo sunkov, smerjo vetra, trajanjem vpliva in frekvenco pojavljanja (Ruel, 1995). Vpliv je odvisen predvsem od hitrosti sunkov (Smith in sod., 1987; Quine in sod., 1995) in smeri vetra (Robertson, 1987). Posledica turbulenc so lahko tudi vertikalni sunki vetra (ang. downburst), ki lahko dosegajo izredno visoke hitrosti in so lahko zelo uničujoči (Quine in sod., 1995).
Avtorji navajajo tudi povezavo med količino padavin (Busby, 1965; Kamimura in sod., 2011), temperaturo tal in vrsto poškodb. Namočenost tal oslabi, zmrznjenost tal pa krepi stojnost dreves. Večja hitrost vetrov v kombinaciji z zmrznjenimi tlemi povzroča prelome (Peltola in sod., 2000; Saad in sod., 2017). Sneg v krošnjah povečuje vpliv vetra (Stathers in sod., 1994; Quine in sod., 1995).
2.1.1.2 Topografija
Topografija vpliva na smer in hitrost vetra. Hitrost vetra narašča s splošno razgibanostjo terena (Klopčič in sod., 2009), preko vrhov vzpetin, z naraščanjem nadmorske višine, na dnu ožjih dolin (Venturijev efekt), na rebrih pobočij, sedlih in za grebeni (turbulence) (Stathers in sod., 1994; Quine in sod., 1995; Ruel, 1995; Klopčič in sod., 2009). Študije poročajo o večjem vplivu vetra na privetrnih straneh (Schütz in sod., 2006; Klopčič in sod., 2013). Vpliv vetra na privetrni oz. zavetni strani je odvisen tudi od jakosti vetra (pri močnejših vetrovih je več škode na privetrnih straneh) (Stathers in sod., 1994; Schütz in sod., 2006; Klopčič in sod., 2009).
2.1.1.3 Lastnosti tal in koreninskega sistema
Dovzetnost sestojev za vpliv vetra je odvisna od globine, odcednosti in strukturnih lastnosti tal (strukture, gostote, teksture in kamnitosti), ki vplivajo na razvoj koreninskega sistema (Mergen, 1954; Stathers in sod., 1994). Korenine preprečujejo prevrnitev s podpiranjem drevesa in zadrževanjem količine zemljine (nižanje težišča) (Ruel, 1995). Globoki koreninski sistemi ponujajo višjo stabilnost v primerjavi s krožnikastimi koreninskimi sistemi. Iz strukturnega vidika peščena tla ponujajo do dvakrat več opore kot pa glinena (Busby, 1965; Coutts, 1983; Stathers in sod., 1994). Na stabilnost močno vpliva tudi prisotnost srčne korenine (Hintikka, 1972).
2.1.1.4 Sestojni dejavniki
Med ključne sestojne lastnosti, ki vplivajo na dovzetnost sestojev, spadata vrstna sestava in struktura sestoja (Stathers in sod., 1994; Ruel, 1995). Nižja gostota in posledično nižje dimenzijsko razmerje, globlje krošnje, širši koreninski sistem ter nižje težišče zmanjšujejo verjetnost vetrolomov (Cremer in sod., 1982). V gostejših sestojih se sile razporejajo med drevesi preko prepletenih koreninskih sistemov in ob stikih krošenj (Stathers in sod., 1994).
Več študij navaja večjo stabilnost raznomernih sestojev (Busby, 1965; Stathers in sod., 1994;
Mason, 2002; Klopčič in sod., 2009; Klopčič in sod., 2013; Mitchell, 2013). Bolj ogroženi so tudi starejši sestoji z večjo lesno zalogo (Ruel, 1995; Klopčič in sod., 2009) ter sestoji z večjim deležem vrzeli (Ruel, 1995; Ogris in sod., 2004; Klopčič in sod., 2009). Načeloma velja, da so sestoji z večjim deležem listavcev v lesni zalogi bolj odporni v primerjavi s sestoji, ki imajo večji delež iglavcev (Quine in sod., 1995; Stathers in sod., 1994; Klopčič in sod., 2013).
2.1.1.5 Dejavniki povezani z gospodarjenjem
Spreminjanje sestave in strukture sestoja zaradi gospodarjenja lahko vpliva na ranljivost sestojev. Spremembe v sestojnem sklepu lahko vplivajo na pogostost pojavljanja vetrolomov zaradi povečanja intenzitete turbulenc (Zhu in sod., 2004b), nastanka novih gozdnih robov (Mitchell, 2013; Donis in sod., 2018). Sestoji z večjim deležem vrzeli so bolj ranljivi (Ogris in sod., 2004; Klopčič in sod., 2009). Kljub temu, da se škode pogosteje pojavljajo v raznomernih gozdovih, so le te v primerjavi z enomernimi sestoji bolj enakomerno razporejene in navadno manjšega obsega (Ruel, 1995; Klopčič in sod., 2009; Mitchell, 2013). Izvajanje sečnje, redčenj in delovanje motenj v zadnjih petih letih značilno vplivajo na verjetnost vpliva motenj (Dobbertin, 2002; Ogris in sod., 2004; Klopčič in sod., 2009;
Donis in sod., 2018).
Naravno osnovani sestoji so navadno odpornejši v primerjavi z umetno osnovanimi sestoji z večjo stopnjo spremenjenosti. Tipičen primer tega so zasmrečeni sestoji Srednje Evrope (Dobbertin, 2002; Schütz in sod., 2006; Klopčič in sod., 2013; Mitchell, 2013; Donis in sod., 2018). Na stabilnost pomembno vplivata nega gošče in letvenjaka, saj znižujeta dimenzijsko razmerje dreves v odraslih sestojih (Stathers in sod., 1994; Ruel, 1995).
2.1.2 Podlubniki
Podlubniki so skupina žuželk, ki večino življenja preživijo pod skorjo dreves, se tam prehranjujejo in razmnožujejo (Kirkendall in sod., 2015). Življenjski cikel večine vrst je odvisen od odmrle drevnine, nekatere vrste pa so odporne na obrambo živih dreves in se navadno razvijajo na drevesih, ki so manj vitalna ali v stresu. Vrste (kot npr. veliki smrekov lubadar - Ips typographus) navadno napadajo oslabljene osebke in povzročajo manjše
gradacije (Hlásny in sod., 2019). Do močnih povečanj lahko pride, če se spremeni vpliv dejavnikov, ki pospešujejo razvoj vrste oz. se poveča število dreves z manjšo vitalnostjo (Hlásny in sod., 2019). Obsežne gradacije lahko z odmrtjem velikega deleža dreves v ekosistemu privedejo do velikih sprememb v kroženju hranil, snovi in energije v ekosistemu.
Med drugim lahko vplivajo na vodni krog, kvaliteto vode, trajanje snežne odeje, količino vezanega ogljika v ekosistemu, kemijo tal itd. (Edburg in sod., 2012; Mikkelson in sod., 2013).
Med najpogosteje razširjene vrste v Evropi spadajo Ips typographus (osmerozobi smrekov lubadar), Pityogenes chalcographus (mali smrekov lubadar), Pityokteines spinidens (ostrozobi jelov lubadar), Cryphalus piceae (zrnati jelov lubadar), Tomicus piniperda (veliki borov strženar) in Tomicus minor (mali borov strženar) (Ogris, 2010). Po škodah močno prevladuje Ips typographus (Vité, 1989; Marini in sod., 2012; Hlásny in Turčáni, 2013;
Bentz in sod., 2019; Hlásny in sod., 2019).
2.1.2.1 Podnebni dejavniki
Spremembe v temperaturi in količini padavin pomembno vplivajo tako na hitrost razvoja populacij podlubnikov kot tudi na vitalnost dreves (Hicks Jr., 2018). Oba dejavnika delujeta povezano in vplivata na pojav suše, ki igra ključno vlogo (Bentz in sod., 2009; Marini in sod., 2017; de Groot in Ogris, 2019). Določene študije poročajo o povezavi med količino padavin, časovno razporeditvijo le-teh ter vplivom podlubnikov (Hicks Jr., 2018; de Groot in Ogris, 2019). Temperatura poleg pospeševanja evapotranspiracije, ki povečuje verjetnost nastanka sušnega stresa, direktno vpliva tudi na preživetje podlubnikov preko zime (Marini in sod., 2017). Dinamika razvoja populacij je značilno povezana z razponom in trajanjem temperatur v okolju (Lombardero in sod., 2000; Bentz in sod., 2009). Poleg suše tudi drugi moteči vremenski dejavniki (npr. veter, sneg in žled) značilno vplivajo na vpliv podlubnikov (Klopčič in sod., 2009; Marini in sod., 2017; Hicks Jr., 2018; de Groot in Ogris, 2019).
2.1.2.2 Rastiščni dejavniki
Študije navajajo vpliv ekspozicije (Jurc in sod., 2006; de Groot in Ogris, 2019), nadmorske višine (Williams in sod., 2008; Bentz in sod., 2010) in naklona terena (Pérez-Camacho in sod., 2013; de Groot in Ogris, 2019). Vsi ti dejavniki v povezavi z razlikami v sončnem obsevanju, odtekanju vode in razlikah v temperaturi vplivajo na dostopnost vode, vitalnost dreves, izpostavljenost za delovanje motečih vremenskih dejavnikov in posledično možnost razvoja populacije žuželk (predvsem povezava med zniževanje temperature z nadmorsko višino) (Netherer in sod., 2019). Naklon na primer vpliva na to, koliko vode tla sprejemajo, kako hitro voda odteka, kako hitro se izpirajo hranila, kako občutljiva so tla za erozijo itd.
(Pérez-Camacho in sod., 2013; Scholten in sod., 2017). V splošnem velja povezava, da so
tla na rastiščih z nižjim naklonom bolj rodovitna (López-López, 2004; Scholten in sod., 2017), več avtorjev pa omenja povezavo med rodovitnostjo in odpornostjo sestojev na napade podlubnikov (Hicks Jr., 2018; Ogris, 2010; Pérez-Camacho in sod., 2013;
Stereńczak in sod., 2020). Kljub temu, da večina študij povezuje boljšo oskrbo z vodo in hranili z večjo odpornostjo, pa določene študije kronično pomanjkanje le-teh povezujejo z večjo odpornostjo na akutne dogodke, ki posledično dobro preskrbljenim sestojem predstavljajo večji stres (Netherer in sod., 2019).
2.1.2.3 Sestojni dejavniki
Na dovzetnost sestoja vplivajo predvsem starost in vitalnost, lesna zaloga (posledično tudi višina in temeljnica), gostota, zmes in globina krošnje (Bentz in sod., 2009; Klopčič in sod., 2009; Raffa in sod., 2015; Hicks Jr., 2018; Morris in sod., 2018; Hlásny in sod., 2019;
Forzieri in sod., 2021). Starejši, gostejši, enomerni sestoji z večjo lesno zalogo so pogosto manj vitalni in zato bolj ranljivi (Bentz in sod., 2009; Klopčič in sod., 2009; Morris in sod., 2018). Gostota vpliva tudi na konkurenco med drevesi in hitrost širjenja podlubnikov (Chisholm in sod., 2021). Ker je večina vrst podlubnikov specializirana za razvoj na različnih vrstah iz družine Pinaceae (Raffa in sod., 2015), je za dovzetnost sestojev pomemben tudi delež iglavcev. Večja gostota gostiteljev omogoča hitrejše širjenje in potencialno večje škode (Hlásny in sod., 2019; Chisholm in sod., 2021). Glede strukture sestojev večina študij navaja večjo dovzetnost enomernih sestojev (Raffa in sod., 2015;
Biedermann in sod., 2019), delež krošnje pa korelira zaradi povezave z gostoto sestoja (Chisholm in sod., 2021).
2.1.2.4 Gospodarjenje
Vpliv ukrepov, predvsem redčenj, je odvisen od intenzitete in izvedbe samega ukrepa. Več avtorjev zagovarja pozitiven vpliv redčenj na zmanjšanje dovzetnosti sestojev za napade podlubnikov (zmanjšanje gostote, konkurence in posledično večja dostopnost virov) (Fettig in sod., 2007; Morris in sod., 2018). Isti avtorji obenem opozarjajo na potrebno načrtovano in primerno izvedbo ukrepov, ki lahko v primeru nepravilne izvedbe privedejo do razvoja bolezni, povečane dovzetnosti za druge motnje in posledični razvoj podlubnikov. Nekateri avtorji (Klopčič in sod., 2009; de Groot in Ogris, 2019) navajajo pomembno povezavo med količino sanitarnega poseka v preteklosti in verjetnostjo namnožitve podlubnikov, kar nakazuje na povezano delovanje različnih motečih dejavnikov in dejstvo, da najrazličnejši, še tako intenzivni ukrepi, pogosto ne zadostujejo (Grodzki in sod., 2006; Sproull in sod., 2017).
2.1.3 Patogeni dejavniki s poudarkom na jesenovem ožigu (Chalara fraxinea)
Patogene dejavnike delimo na abiotske in biotske. Abiotski patogeni dejavniki so bolezenska stanja, ki nastajajo zaradi prisotnosti neugodnih okoljskih dejavnikov (npr. prisotnost strupenih snovi v zraku, tleh ali vodi, spremembe v oskrbi z vodo itd.) (Teshome in sod., 2020). Biotski nastanejo kot posledica delovanja različnih vrst organizmov, ki jih delimo na glive, bakterije, viruse, parazitske cvetnice, ogorčice in druge mikroorganizme (Kautz in sod., 2017). Biotski patogeni lahko napadajo eno ali več vrst gostiteljev (Frankel in sod., 2012) in enega ali več delov gostitelja (krošnjo, korenine, deblo itd.) (Santini in sod., 2013).
Njihov vpliv je močno povezan z delovanjem abiotskih faktorjev, ki oslabijo drevesa. Insekti pogosto predstavljajo vektor prenosa biotskih patogenih dejavnikov (Frankel in sod., 2012).
Biotski patogeni lahko drevo zgolj oslabijo (in povečajo njegovo ranljivost za delovanje drugih motečih dejavnikov) ali pa povzročijo odmrtje gostitelja (Desprez-Loustau in sod., 2006).
Med najbolj škodljive biotske patogene dejavnike v Evropi štejemo predvsem Ophiostomo- novo ulmi (holandsko brestovo bolezen), Burzaphelenchus xylophilus (borovo ogorčico), Chalaro fraxineo (jesenov ožig), Heterobasidion annosum (rdečo trohnobo), in Cryphonectria parasitica (kostanjev rak) (Turbé in sod., 2012). Za namen naše raziskave bomo podrobneje opisali vrsto Chalara fraxinea.
V 90-ih letih 20. stoletja se je predvsem v severni Evropi začel pojavljati trend hitrega odmiranja vrste Fraxinus excelsior (veliki jesen), ki se je kasneje razširil po celotni Evropi (Bakys in sod., 2009). Zaradi prvotnega povezovanja z različnimi drugimi patogenimi dejavniki (npr. Armillaria spp.) (Hauptman, 2011) je bila vrsta prvič opisana šele leta 2006 na Poljskem (Kowalski, 2006), še istega leta pa so jo prvič zaznali tudi v Sloveniji (Ogris, 2008a). Vrsta je trenutno razširjena po celotni državi in povzroča hitro odmiranje velikega (Fraxinus excelsior) in poljskega jesena (Fraxinus angustifolia) (Hauptman, 2011). Izvora vrste še niso potrdili (Turbé in sod., 2012).
Jesenov ožig se lahko širi z askosporami, ki jih prenaša veter in te okužijo liste (Kraj in sod., 2012), obstajajo pa tudi domneve o prenosu preko lenticel na deblu (Husson in sod., 2012) ali micelija v tleh (Fones in sod., 2016). Jesenov ožig prizadene osebke vseh starosti in povzroči hitro odmiranje. Simptomi okužbe so venenje in odpadanje listja, nekroze listja, listnih pecljev in skorje, odmiranje in sušenje poganjkov ter nastanek rakavih ran na poganjkih in vejah (Hauptman, 2011). Deluje v povezavi z različnimi drugimi patogenimi dejavniki, predvsem mraznico (Armillaria spp.) in jesenovimi podlubniki, ki prevzemajo predvsem vlogo sekundarnih škodljivcev (Turbé in sod., 2012; Hauptman, 2014). Osebki gostiteljskih dreves se zaradi genetskih razlik razlikujejo v dovzetnosti za napade in poškodbe s strani jesenovega ožiga. Medtem ko so določeni genotipi zelo dovzetni, pa drugi kažejo popolno odpornost (Turbé in sod., 2012; Enderle, 2019).
Na razvoj in širjenje bolezni vplivajo različni klimatski, rastiščni in sestojni dejavniki. Med ključne klimatske dejavnike spada temperatura (Hauptman, 2014; Enderle, 2019). Razvoj vrste Chalara fraxinea je namreč pri temperaturah nad 30C močno oviran (Hauptman, 2020). Toplejšim poletjem, ki so značilna za naš prostor, zato pripisujejo zaslugo za nižje škode v primerjavi z izvornimi lokacijami na severu (Hauptman, 2020).
Med rastiščnimi dejavniki sta najpomembnejša vlaga (Hauptman, 2014; Skovsgaard in sod., 2017; Enderle, 2019), zasenčenost (Ogris, 2008b) in talna podlaga (Skovsgaard in sod., 2017). Načeloma velja, da najmanj poškodb utrpijo sestoji na sušnih, toplih in osončenih karbonatnih legah (Hauptman, 2020), ki prej brstijo (Bakys in sod., 2013).
Med sestojnimi dejavniki so študije pokazale vpliv starosti osebkov (pri starejših osebkih bolezen napreduje počasneje) (Skovsgaard in sod., 2017), razmerja med spoli (ženski osebki so bolj dovzetni) (Enderle, 2019) in drevesne sestave (okužba se širi hitreje v sestojih z večjim deležem jesena) (Skovsgaard in sod., 2017).
2.2 VPLIV PODNEBNIH SPREMEMB NA MOTNJE
Znanstveniki predvidevajo, da bodo podnebne spremembe imele raznolik vpliv na procese v gozdnih ekosistemih. Medtem ko se na eni strani pričakuje povečanje produkcijske sposobnosti nekaterih ekosistemov (Nabuurs in sod., 2002; Boisvenue in Running, 2006), pa se v drugih pričakuje spremembe, ki utegnejo negativno vplivati na vitalnost, strukturo in produktivnost ekosistemov (Spathelf in sod., 2014). Določene študije že potrjujejo vpliv podnebnih sprememb na intenziteto in pogostost pojavljanja motenj (Seidl in sod., 2011;
Forzieri in sod., 2021). Seidl in sodelavci (2014) ocenjujejo, da se vpliv motenj v Evropi na letni ravni povečuje za 0.91·106 m3 lesa. To bi utegnilo močno vplivati na potencialno količino ogljika, ki ga lahko vežejo gozdni ekosistemi, kar bi lahko še dodatno vplivalo na potek razvoja podnebnih sprememb (Zhang in sod., 2015).
V naslednjih sklopih smo povzeli glavne ugotovitve o tem, kako utegnejo podnebne spremembe vplivati na delovanje abiotskih in biotskih motenj v prihodnje (Dale in sod., 2009). Posvetili smo se predvsem vplivu vetra, podlubnikov in jesenovega ožiga.
2.2.1 Vpliv na pojav abiotskih motenj
Predvideva se, da utegnejo podnebne spremembe na vrste vplivati predvsem na robu njihovega areala (Dale in sod., 2009). Dvigovanje temperature bo imelo vpliv na kroženje vode v okolju in povečanje intenzitete ekstremnih vremenskih pojavov. Možno je pričakovati pogostejše in intenzivnejše motnje, povezane predvsem s spremenjenim režimom padavin (poplave, suše in požari) in pojavljanjem visokoenergetskih vremenskih pojavov (orkani, vetrolomi, tornadi, snežni viharji, poplave itd.) (Overpeck in sod., 1990;
Subramanian in sod., 2019). Študije poudarjajo pomembnost vpliva genetske pestrosti in spremenjenosti sestojev na njihovo odpornost (Spittlehouse in Stewart, 2003; Koch in sod., 2009; Jinl in sod., 2019), zasledimo pa lahko tudi študije, ki napovedujejo spremembe v smeri manjših intenzitet in nižje frekvence pojavljanja motečih dejavnikov (npr. napovedi redkejših požarov in manjših verjetnosti vetrolomov) (Flannigan in sod., 1998; Takano in sod., 2016).
Pri preučevanju vetrolomov več študij napoveduje največje spremembe na območjih, ki imajo nižjo temperaturo in višjo nadmorsko višino (Wohlgemuth in sod., 2008; Klaus in sod., 2011). Študije napovedujejo povečanje ranljivosti sestojev, katerih stabilnost je trenutno odvisna od trajanja zamrznjenosti tal (Peltola in sod., 2000; Saad in sod., 2017)ini povečanje ranljivosti zaradi povišanja hitrosti vetra, pogostejšega pojavljanja močnejših vetrov (Blennow in Olofsson, 2008; Cheng in sod., 2014) in večje količine padavin (Seidl in sod., 2017; Forzieri in sod., 2021). Glede vpliva hitrosti vetra si študije niso enotne (Saad in sod., 2017; Seidl in sod., 2017).
2.2.2 Vpliv na pojav biotskih motenj
Študije kot ključni faktor za povečanje vpliva biotskih dejavnikov omenjajo povišanje temperatur in zmanjšanje količine padavin (Bentz in Jönsson, 2015). Višje temperature v zimskem času utegnejo povečati verjetnost prezimitve osebkov (Lombardero in sod., 2000;
Maroschek in sod., 2009; Goodsman in sod., 2018), višje temperature in manjša količina padavin v času rastne dobe pa utegnejo vplivati na hitrejše razmnoževanje in zmanjšane sposobnosti obrambe gostiteljev (Bentz in Jönsson, 2015; Biedermann in sod., 2019) in širitev vrst, ki povzročajo motnje v višje lege (Maroschek in sod., 2009; Bentz in sod., 2010;
Cudmore in sod., 2010; Jactel in sod., 2019).
V primerjavi s podlubniki utegneta zvišanje temperature in nižja količina padavin v poletnem času zmanjšati problematiko odmiranja sestojev zaradi jesenovega ožiga, saj višje temperature in nižja vlažnost vrsti Chalara fraxinea ne ustrezajo (Hauptman, 2014;
Grosdidier in sod., 2018; Enderle, 2019).
2.3 VPLIV MOTENJ NA GOSPODARJENJE
Veter po celotni Evropi trenutno močno ogroža predvsem zasmrečene sestoje z visoko lesno zalogo, rastoče na tleh, ki zadržujejo večji delež vode (glinena in glejna tla) ter talnih podlagah, ki iz kateregakoli razloga onemogočajo razvoj globljega koreninskega sistema (Dhubháin in Farrelly, 2018). Ker je delež tovrstnih sestojev v Evropi zelo visok (Honkaniemi in sod., 2020), se bo tovrsten vpliv vetra na gospodarjenje v prihodnje verjetno stopnjeval. Pri gospodarjenju se bo potrebno izogibati ustvarjanju ostrih gozdnih robov, pravokotnih na smer vetra in zamujenim redčenjem (Mitchell, 1995). Gozdni upravljalci se
bodo v prihodnosti verjetno vse pogosteje soočali tudi z vprašanjem uspešnosti sanacije škod s pomočjo sanitarnih sečenj (Kärhä in sod., 2018). Ker že trenutni dogodki pogosto presegajo kapaciteto proizvodnih sposobnosti (npr. primerno usposobljenih, kvalitetnih izvajalcev) (Odenthal-Kahabka, 2020), bodo morali upravljalci v prihodnje vse pogosteje odločati o tem, katera območja bodo sanirali prioritetno, katera kasneje in katera prepustili naravnemu razvoju. Tako sanitarni posek kot tudi prepustitev gozda naravnemu razvoju predstavljata odmik od optimalnega gospodarjenja iz ekonomskega vidika (Kärhä in sod., 2018), ne bo pa to nujno vplivalo na ostale funkcije kot sta na primer varovalna funkcija in funkcija ohranjanja biotske raznovrstnosti (Waldron in sod., 2013; Thorn in sod., 2014; Wohlgemuth in sod., 2017). Pomembo vlogo pri načrtovanju gospodarjenja bo igralo tudi predvidevanje poteka prihodnjih dogodkov in priprava strategij za soočanje z njimi (Stathers in sod., 1994).
V ta namen so že nastali mnogi modeli, ki nam pomagajo predvideti ogroženost različnih območij (Miller, 1985; Quine in White, 1992; Mitchell, 1995; Ruel in sod., 1997).
Tako kot v primeru vetrolomov tudi pri podlubnikih sanitarna sečnja predstavlja enega najpogosteje uporabljenih ukrepov za preprečevanje širjenja negativnih posledic motnje (Thorn in sod., 2014; Wohlgemuth in sod., 2017; Leverkus in sod., 2021). Kljub njeni široki uporabi določene študije kažejo, da nepopolno izvajanje (ki pa je vprašljivo tudi iz ekološkega vidika) (Lindenmayer in Noss, 2006; Thorn in sod., 2018) ne zagotavlja uspeha pri zaustavitvi širjenja podlubnikov (Dobor in sod., 2020a). Študije glede ekološkega vpliva sanitarnih sečenj niso enotne, potrebno pa je poudariti, da sanitarne sečnje predstavljajo pomemben dejavnik ohranjanja ekonomskega donosa in način za blaženje finančnih posledic motenj za družbo (Kärhä in sod., 2018).
Tako v primeru podlubnikov kot tudi vetrolomov večina študij nakazuje na pomen prihodnjega spreminjanja drevesne sestave k bolj naravni (manjši delež iglavcev, predvsem smreke; nižje lesne zaloge, manjše gostote in višine sestojev).Bolj naravna drevesna sestava se nakazuje kot ključni dejavnik, ki bo vplival na zmanjševanje ogroženosti sestojev (Schütz in sod., 2006; Dobor in sod., 2020b; Honkaniemi in sod., 2020).
Jesenov ožig močno vpliva na gospodarjenje s sestoji jesena, saj je na določenih lokacijah prišlo celo do odmrtja 60 odstotkov vseh jesenovih sestojev (Ogris, 2008a). Pri jesenovem ožigu je preprečevanje širjenja praktično nemogoče (Turbé in sod., 2012). Smiselno je zgolj spodbujanje odpornih osebkov, ki poskrbijo za nadaljnjo reprodukcijo (Hauptman, 2014). V prihodnosti pa bodo pomembno vlogo pri gospodarjenju igrale tudi metode, namenjene prepoznavanju odpornih osebkov (npr. PCR) (Bakys in sod., 2009; Turbé in sod., 2012).
3 MATERIALI IN METODE
3.1 OPIS RAZISKOVALNEGA OBMOČJA
Raziskavo smo izvedli na območju, ki se nahaja v SZ delu Slovenije (Slika 1), na območju s površino 37.209 ha. Raziskovalno območje je obsegalo dve najbolj severni gozdnogospodarski enoti Tolminskega gozdnogospodarskega območja: GGE Soča-Trenta (15.760 ha) in GGE Bovec (21.448 ha). V tem poglavju bomo predstavili glavne reliefne, podnebne, hidrološke in talne značilnosti preučevanega območja ter glavne značilnosti gozdov in gospodarjenja z njimi. Podatke smo povzeli iz gozdnogospodarskih načrtov za GGE Soča-Trenta in GGE Bovec (ZGS, 2014, 2017).
Slika 1: Prikaz raziskovalnega območja (GGE Bovec in GGE Soča-Trenta) (Vir: ZGS, 2021a)
3.1.1 Relief
Enoti obsegata celotno občino Bovec in manjši del občine Kobarid. Gre za geografsko izredno razgibano območje. Minimalna nadmorska višina znaša 320 m, maksimalna pa 2864 m (vrh Triglava). Razpon med najnižjo in najvišjo točko je tako največji v Sloveniji (2544 m). Za raziskovalno območje je značilna velika razčlenjenost reliefa. Večino površine predstavljajo gorski grebeni, ki jih prepredajo širše ledeniške in ozke rečne doline, na dnu katerih tečejo hudourniške reke in potoki. Vodotoki se združujejo na skrajnih točkah edine večje uravnave v območju, Bovške kotline. Pobočja, ki obdajajo doline, se večinoma začnejo
S
z manjšimi nakloni. Kasneje se nakloni močno povečajo, vsebujejo prepadna in previsna območja, v višjih legah pa se ponovno zmanjšajo. Prevladujejo južna in severna pobočja.
Severna pobočja imajo v primerjavi z južnimi večje naklone. Tako kot v dolinah je tudi v visokogorju mogoče najti zelo malo izravnav. Večji izjemi sta zakraseli planoti Rombona in Kanina.
3.1.2 Podnebje in hidrologija
Na preučevanem območju se meša vpliv submediteranske in alpske klime. Vpliv submediterana slabi od JZ proti SV in z naraščanjem nadmorske višine, so pa povprečne temperature glede na nadmorsko višino precej višje v primerjavi z alpskimi in predalpskimi območji Gorenjske. Vpliv submediterana dosega vsa območja z izjemo visokogorja, ki ima ostro alpsko klimo in je izpostavljeno ekstremnim vremenskim nihanjem in pojavom.
Vpliv submediterana se odraža v toplem in vlažnem zraku, ki prihaja iz jugozahoda in prispeva k izjemni skupni letni količini padavin. Skupna letna količina lahko mestoma presega 3.000 mm (Predel: 2.215 mm, Žaga: 3.016 mm, Kanin: 3.500 mm). Skupna količina padavin se zmanjšuje od JZ proti SV. Večina padavin pade v jesenskih mesecih, v poletnem času pa so pogoste poletne nevihte. Lege nad 1000 m prejmejo velike količine snežnih padavin (Kanin 5+ m). Določene lege so pokrite s snegom več kot pol leta. Velika količina snežnih padavin vpliva tudi na velik rečni pretok in oskrbo dolin z vodo. V dolinah najdemo veliko večjih in manjših vodotokov (glavni vodotok je Soča), ki se napajajo iz kraških izvirov, le-ti pa se polnijo preko kraških jamskih sistemov v pogorjih. V primerjavi z dolino je zaradi karbonatne podlage na pobočjih in v visokogorju mogoče najti izredno omejene količine tekoče vode, kar močno vpliva na produktivnost rastišč. Stoječe vode najdemo zgolj v obliki ene umetne akumulacije in šestih manjših visokogorskih jezer. Količina in letni razpored padavin, temperaturna nihanja in relief vplivajo na pogostost in intenziteto pojavljanja erozijskih pojavov in pobočnih procesov kot so snežni in zemeljski plazovi, drobirski tokovi in skalni podori.
Med vetrovi prevladujeta severovzhodni veter (burja) in zahodnik/jugozahodnik. Oba lahko dosegata velike hitrosti, je pa glavni vzrok za večino vetrolomov predvsem zahodnik/jugozahodnik. Gre za toplejši, sunkovit veter, ki prinaša velike količine padavin, ki povzročajo namočenost tal.
Vegetacijska doba v preučevanem območju se močno razlikuje glede na nadmorsko višino, v povprečju pa znaša med 100 in 120 dnevi letno.
3.1.3 Tla
Večino območja pokrivajo karbonatne matične podlage (apnenci, dolomiti, rečni nanosi, pobočni grušč, morenski nanosi), na vznožjih določenih hribov pa lahko najdemo tudi silikatne podlage, na katerih so se razvila bolj kisla tla (fliš, lapor, skrilavec). Tla na karbonatnih podlagah se razlikujejo po globini, skalovitosti in rodovitnosti, od nerazvitih obrečnih tal, srednje globokih rjavih pokarbonatnih tal in plitvih rendzin na strmih pobočjih.
V primerjavi z rjavimi tlemi, ki se razvijajo na flišu in ostalih silikatnih kamninah, so precej plitvejša, bolj skalovita, sušna in manj rodovitna.
3.1.4 Značilnost gozdov
Gozdovi prekrivajo 54 % površine preučevanega območja. Med gozdnimi tipi prevladujejo Ilirski bukovi gozdovi (Fagus sylvatica (Aremonio-Fagion)) (66 %), termofilna rastišča bukovij in bukovja na rendzinah (8 %), ruševje z vrstama Pinus mugo in Rhododendron hirsutum (6 %) in rastišča jelke in bukve (3 %).
Povprečna lesna zaloga v območju znaša 237 m3/ha (GGE Soča-Trenta: 227 m3/ha, GGE Bovec 245 m3/ha). V prvem debelinskem razredu je 14 %, v drugem 23 %, v tretjem 22 %, v četrtem 21 %, v petem pa 20 % lesne zaloge. V GGE Soča-Trenta je delež zelo debelega drevja (V debelinski razred) precej večji (26 %) v primerjavi z GGE Bovec (16 %) (Preglednica 1). Delež vrst v lesni zalogi je predstavljen v Preglednici 2.
Preglednica 1: Porazdelitev lesne zaloge po debelinskih razredih glede na GGE
GGE
Debelinski razredi (v % od LZ) Skupaj
I II III IV V m3/ha
Soča-Trenta 14,4 22,4 19,5 18,2 25,5 227
Bovec 14,4 23,3 23,1 22,9 16,3 245
Skupaj 14 23 22 21 20 237
Preglednica 2: Porazdelitev lesne zaloge po drevesnih vrstah glede na GGE Drevesna vrsta Delež v LZ (m3/ha)
GGE Soča-Trenta GGE Bovec Skupaj
Smreka 45,2 18,1 36,3
Jelka 0,8 1,3 1,1
Bori 0,4 3,2 2,1
Macesen 5,4 1,7 3,1
Bukev 42,8 59,7 53,1
Hrasti 0 0,1 0,1
Plemeniti listavci 0,3 4,1 2,6
Drugi trdi listavci 4,9 10,3 8,2
Mehki listavci 0,2 1,5 1,0
Iglavci 51,9 24,4 35,1
Listavci 48,1 75,6 64,9
Opomba: Sestava skupin drevesnih vrst je naslednja: BORI (rdeči, črni); HRASTI (graden, dob); PL.
LISTAVCI (gorski in ostrolistni javor, veliki jesen, gorski brest, lipa in lipovec, oreh, češnja);
DR.TR.LISTAVCI (beli in črni gaber, kostanj, robinija, maklen, mokovec, mali jesen); MEHKI LISTAVCI (črna in siva jelša, trepetlika, topol, breza, vrbe, jerebika, nagnoj).
Povprečni prirastek je v GGE Soča-Trenta znašal 4,8 m3/ha, v GGE Bovec pa 4,7 m3/ha.
Razmerje razvojnih faz po GGE in skupaj za celotno raziskovalno območje je prikazano v Preglednici 3.
Preglednica 3: Razmerje razvojnih faz po GGE
Razvojna faza Delež v LZ (m3/ha)
GGE Soča-Trenta GGE Bovec Skupaj
Mladovje 1,5 0,4 0,8
Drogovnjak 7,1 11,6 9,8
Debeljak 14,4 26,5 21,8
Sestoj v obnovi 6,4 3,7 4,8
Raznomeren gozd 57,6 36,4 44,7
Panjevec 0 6,1 3,7
Grmičav gozd 7,4 8,8 8,3
Pionirski gozd z grmišči 5,6 6,5 6,1
3.1.5 Značilnosti gospodarjenja
V preteklosti so bili gozdovi preučevanega območja izpostavljeni izrednim pritiskom zaradi različnih rab. Gozdovi so se izkrčevali za namen pridobivanja gradbenega materiala in energenta, predvsem pa za namene kmetijstva. Krčitve so se izvajale tudi z uporabo ognja.
Najbolj so bili na udaru gozdovi ob vznožju hribov (kmetijska raba) in pod vrhovi (planinska paša). V vmesnem pasu so se izkoriščali za namene pridobivanja drv, močno pa je nanje vplivala tudi gozdna paša koz (Rutar, 1972). Naravno stanje so zato ohranili zgolj sestoji na odročnih in nedostopnih legah in gozdovi, s katerimi se je načrtno gospodarilo (npr. državni gozdovi, ki jih je slovaški gozdar Franz Flameck vključil tudi v prvi gozdnogospodarski načrt na področju današnje Slovenije) (Bončina in sod., 2014). Gozdove je v začetku dvajsetega stoletja dodatno prizadela še Soška fronta, ki je še povečala potrebe po lesu, artilerija pa je poškodovala večino gozdov v bližini prve bojne linije (Klavora, 2000).
Človekov pritisk na gozdove je povzročil veliko spremenjenost večine gozdov, pogostejše pojavljanje erozijskih pojavov in zmanjšano produkcijo rastišč. Človekov vpliv se je zmanjšal šele po drugi svetovni vojni, ko se je zaradi zaposlovanja v industriji vloga kmetijstva in posledično njen pritisk na okolje pričela zmanjševati. V povojnem obdobju poseki niso dosegali etata, na prelomu tisočletja pa je gospodarjenje v znatnem deležu gozdov za obdobje skoraj desetih let zaustavila še denacionalizacija. Po zaključenem postopku se je vzpostavila trenutna lastniška struktura (Preglednica 4). Občina Bovec (59,5
%) in različne agrarne skupnosti predstavlja največje zasebne lastnike, večino državnih gozdov pa je mogoče najti v GGE Soča-Trenta. Doline so pretežno v zasebni lastni, gozdne posesti so razdrobljene, število solastnikov se povečuje, interes lastnikov za gospodarjenje z gozdovi pa je nizek. Lastniška struktura, neenakomerna odprtost z gozdnimi prometnicami, zahtevne razmere za sečnjo in spravilo ter zahtevna gradnja novih prometnic prispevajo k delnemu doseganju gozdnogospodarskih ciljev. Nezadostna odprtost z gozdnimi prometnicami vpliva tudi na ohranjanje velikega deleža nizko produktivnih gozdov na nekdanjih kmetijskih zemljiščih, ter povečujoč delež zastaranih sestojev (pogosto z visokim deležem smreke). Slednji se pogosto nahajajo na težje dostopnih legah in v katerih se povečuje nevarnost za pojavljanje naravnih motenj (ZGS, 2017, 2014).
Preglednica 4: Lastniška struktura po GGE
Lastništvo Delež gozdov (%)
GGE Soča-Trenta GGE Bovec Skupaj
Zasebni gozdovi 28,4 33,0 31,2
Državni gozdovi 14,1 6,3 9,3
Gozdovi lokalnih skupnosti 57,5 60,7 59,5
3.2 PRIDOBIVANJE IN OBDELAVA PODATKOV
3.2.1 Zbirka podatkov o poseku po odsekih v obdobju 1995–2020
Zbirka podatkov o poseku po odsekih v obdobju 1995-2020 je temeljila na bazi podatkov o izvedenem poseku Timber, ki smo jo pridobili s strani Odseka za gozdnogospodarsko načrtovanje OE Tolmin (ZGS, 2021b). Zbirka je vsebovala seznam izvedenih sečenj, za katere je bila opredeljena lokacija (odsek), čas in vrsta sečnje, količina in vrstna sestava posekanega lesa.
Od Odseka za ukrepe v gozdovih OE Tolmin smo prejeli tudi podatke o količini obroda na semenskih sestojih v Sloveniji za obdobje med letoma 2011 in 2020. Povzeli smo podatke o intenziteti obroda smreke in bukve v najbližjih semenskih sestojih znotraj OE Tolmin.
Najbližji semenski sestoj bukve se je nahajal v Čezsoči (GGE Bovec), najbližji smrekov sestoj pa v Idriji na Pevcu (GGE Idrija 1).
Iz arhiva meteoroloških meritev Agencije RS za okolje (ARSO, 2021) smo pridobili tudi podatke o mesečni količini padavin za obdobje med januarjem 1995 in decembrom 2020.
Izračunali smo vsoto padavin po četrtletjih in v vegetacijski dobi. Povprečna vegetacijska doba se prične konec maja in zaključi začetek septembra. Zaradi velikih razlik v nadmorski višini in ekspoziciji prihaja do velikih razlik, v povprečju pa traja 110 dni (ZGS, 2017).
3.2.2 Zbirka podatkov o lokacijah, poškodovanih zaradi vpliva vetra
Zbirka podatkov je vključevala 26 primerov vetrolomov (Slika 2), za katere smo poleg točne lokacije poznali tudi točen čas nastanka. Vetrolomi so nastali kot posledica pet časovno ločenih izrednih vremenskih dogodkov, ki so se dogajali med letoma 2008 in 2020. Nabor lokacij smo oblikovali na podlagi poročanj lokalnih predstavnikov javne gozdarske službe ter na podlagi lastnih terenskih opazovanj. Lokacije smo izbirali na podlagi minimalnega kriterija velikosti vrzeli in deleža poškodovanosti. Lokacije, ki smo jih analizirali, so imele minimalni premer vrzeli večji od 33 m, delež mortalitete pa je znašal več kot 25 % dreves v strehi sestoja (Mitchell in Rodney, 2001). Predvsem drugi kriterij je večina lokacij presegala z več kot dvakratno vrednostjo. Med posameznimi primeri vetrolomov, ki so se nahajali v medsebojni bližini, smo razločevali, če so se diskretno ločene lokacije (medsebojna razdalja vsaj treh sestojnih višin ali približno 100 m) med seboj razlikovale v lastnostih rastišča (ključni kriterij je predstavljala ekspozicija) in sestoja (npr. druga razvojna faza).
Slika 2: Lokacije vetrolomov na raziskovalnem območju.
Vseh 26 lokacij smo si ogledali in popisali podatke o lokaciji, rastišču in sestoju (Preglednica 5). Podatke smo si zabeležili v vnaprej pripravljen obrazec in jih nato vnesli v digitalno bazo.
Bazo smo dopolnili z meteorološkimi podatki na dan pojava vetroloma. Podatke smo pridobili na spletni strani Agencije Republike Slovenije za okolje (ARSO, 2021).
Preglednica 5: Spremenljivke, zbrane na lokacijah vetrolomov
Sklop Spremenljivka Tip Vir Enota
Lokacija Koordinate Zvezna Terenske meritve X,Y koordinati Nadmorska višina Zvezna Terenske meritve Metri nad morjem Ekspozicija Zvezna Terenske meritve Stopinje azimuta
Naklon Zvezna Terenske meritve Stopinje
Lega Diskretna-
nominalna
Terenske meritve Dolina, vznožje, pobočje
Se nadaljuje
Nadaljevanje Preglednice 5
Sklop Spremenljivka Tip Vir Enota
Lokacija Relief (površje) Diskretna- nominalna
Terenske meritve Dolina, rebro, valovito, razgibano, konveksni prelom, konkavni prelom Relativna lega Diskretna-
nominalna
Terenske meritve Topla, zmerna, hladna lega
Rastišče Kamnitost Zvezna Terenske meritve Odstotek
Skalovitost Zvezna Terenske meritve Odstotek Matična podlaga Diskretna-
nominalna
Terenske meritve Karbonatna, silikatna podlaga Sestoj Rastiščno gojitveni
razred (RGR)
Diskretna- nominalna
Pregledovalnik ZGS
Ime
Razvojna faza Diskretna- nominalna
Terenske meritve Drogovnjaki, mlajši debeljaki, starejši debeljaki, raznomerni sestoji
Sklep Diskretna-
nominalna
Terenske meritve Tesen, normalen, rahel vrzelast sklep Prevladujoče vrste Zvezna Terenske meritve Odstotek Ocena LZ Zvezna Terenske meritve Kubični metri Delež iglavcev Zvezna Terenske meritve Odstotek Pretekla motnja Diskretna -
dihotomna
Terenske meritve 1,0 Pretekli posek Diskretna -
dihotomna
Terenske meritve 1,0
Se nadaljuje
Nadaljevanje Preglednice 5
Sklop Spremenljivka Tip Vir Enota
Vreme Maksimalna hitrost vetra Bovec
Zvezna Arhiv ARSO Metrov na sekundo
Maksimalna hitrost vetra Kredarica
Zvezna Arhiv ARSO Metrov na sekundo Smer vetra Bovec Zvezna Arhiv ARSO Stopinje azimuta Smer vetra Kredarica Zvezna Arhiv ARSO Stopinje azimuta Skupna količina
padavin v 24 ur do 7:00 na dan dogodka
Zvezna Arhiv ARSO Milimetrov
Skupna količina padavin v 24 ur po 7:00 na dan dogodka
Zvezna Arhiv ARSO Milimetrov
Skupna količina padavin 120 ur do 7:00 dan po dogodku
Zvezna Arhiv ARSO Milimetrov
Opombe: Arhiv ARSO - Arhiv meritev Republike Slovenije za Okolje (ARSO, 2021), Pregledovalnik ZGS (ZGS, 2021a)
Podatke, ki jih nismo uspeli izmeriti in popisati na terenu, smo dopolnili s pomočjo podatkov iz zbirk Zavoda za gozdove Slovenije, do katerih smo dostopali preko spletnega Pregledovalnika podatkov o gozdovih (ZGS, 2021a). Ocena relativne lege je bila izdelana na podlagi terenskega ogleda, na podlagi vrstne sestave (delež svetloljubnih in sencozdržnih vrst), zastrtosti lege (zasenčenost s strani topografskih ovir) in vlažnosti rastišča. Podatke o prisotnosti preteklih motenj smo pridobili na podlagi pregleda lokacij in na podlagi sledi vpliva preteklih motečih dejavnikov (npr. odmrla podrta drevesa, posekani izruvani panji, vidne poškodbe na bližnjem sestoju). Ker ima topografija kompleksen vpliv na smer, hitrost in vpliv vetrov (Ruel in sod., 1998), smo zbrali podatke o smeri in hitrosti vetra z meteorološke postaje Bovec, ki leži v dolini, in visokogorske meteorološke postaje Kredarica. Podatke o padavinah smo povzeli po najbližji delujoči padavinski postaji, ki se nahaja v vasi Soča (GKY: 397686, GKX: 133979).
3.2.3 Zbirka podatkov o odsekih, poškodovanih zaradi vpliva podlubnikov
Podatkovna zbirka je vključevala 26 odsekov, ki so bili znatno poškodovani s strani podlubnikov (Slika 3). Odseke smo izbirali na podlagi minimalne velikosti največjega aktivnega jedra (tj. dela sestoja z vidnim napadom podlubnikov), ki je moralo izpolnjevati enake pogoje kot v primeru vetrolomov (minimalni premer 33 m, poškodovanih vsaj 25 % dreves v strehi sestoja). Ker mej območja pod vplivom podlubnikov ni bilo mogoče določati tako jasno kot v primeru vetrolomov in ker so podlubniki v določeni meri razširjeni praktično
v vseh sestojih z določenim deležem smreke, smo se pri izbiri območja omejili na odseke.
Prav tako v primeru podlubnikov zaradi postopnega nastanka in širitve poškodovanega dela sestoja določitev točnega časa nastanka motnje ni bila mogoča. Izbiro smo omejili na žarišča, ki so bila aktivna v zadnjih treh letih.
Slika 3: Lokacije odsekov, poškodovanih zaradi podlubnikov.
Odseke, v katerih je bila evidentirana sanitarna sečnja smreke zaradi podlubnikov, smo izbrali na podlagi poročanj predstavnikov javne gozdarske službe na KE ZGS Bovec in na podlagi lastnih terenskih opažanj. Podatke o lokaciji, rastišču in sestojih znotraj odsekov (Preglednica 6) smo zbrali iz Pregledovalnika podatkov o gozdovih (ZGS, 2021a) in terenskega ogleda vseh odsekov.
