D e p a r t a m e n t u l d e G e o g r a f i e [307581]

[anonimizat], Geografie

D e p a r t a m e n t u l d e G e o g r a f i e

Specializarea: Geografie

LUCRARE DE LICENȚĂ

Coordonator științific:

Prof. Univ. Dr. Habil. Mircea VOICULESCU

Absolvent: [anonimizat]2016-

[anonimizat], Geografie

D e p a r t a m e n t u l d e G e o g r a f i e

Specializarea: Geografie

Evaluarea procesului de eroziune de-a [anonimizat].

Studiu de caz: [anonimizat] –

Coordonator științific:

Prof. Univ. Dr. Habil. Mircea VOICULESCU

Absolvent: [anonimizat]2016-

CUPRINS

I. INTRODUCERE…………………………………………………………………………………………5

1.1. Motivația, scopul și obiectivele lucrării……………………………………………………..5

1.2. Încadrarea geografică a arealului de studiu…………………………………………………6

II. CARACTERIZAREA AREALULUI DE STUDIU…………………………………………………8

2.1. Geomorfologia………………………………………………………………………………………..8

2.1.1. Altitudinea………………………………………………………………………………..8

2.1.2. Geodeclivitatea………………………………………………………………………..10

2.1.3. Expoziția versanților…………………………………………………………………12

2.2. Climatul……………………………………………………………………………………………….14

2.3. Turismul………………………………………………………………………………………………17

III. ISTORICUL CERCETĂRILOR………………………………………………………………………..19

3.1. Dendrocronologia………………………………………………………………………………….19

3.1.1. Scurt istoric al dendrocronologiei………………………………………………20

3.2. Dendrogeomorfologia și aplicațiile sale……………………………………………………21

3.3. Dendrogeomorfologia în determinarea eroziunii……………………………………….22

3.3.1. Dendrogeomorfologia în determinarea eroziunii potecilor turistice..23

IV. CADRUL CONCEPTUAL ȘI METODOLOGIC………………………………………………..24

4.1. Lemnul și structura sa…………………………………………………………………………….24

4.2. Molidul (Picea abies)…………………………………………………………………………….26

4.3. Principii generale de cercetare utilizate în dendrocronologie………………………27

4.4. Metode de cercetare specifice dendrogeomorfologiei…………………………………30

4.5. Aplicarea metodei pentru determinarea eroziunii potecilor turistice…………….31

4.6. Materiale utilizate în cercetare………………………………………………………………..34

4.7. Modul de lucru……………………………………………………………………………………..35

4.7.1. Prelevarea probelor…………………………………………………………………..35

4.7.2. Interpretarea probelor……………………………………………………………….38

4.8. Limitări ale studiilor de dendrogeomorfologie………………………………………….39

4.8.1. Ce spune literatura de specialitate………………………………………………39

4.8.2. Experiența personală………………………………………………………………..40

V. REZULTATELE CERCETĂRII………………………………………………………………………….41

5.1. Rezultatele cercetării pe traseul Cabana Bâlea Cascadă – Cascada Bâlea……..41

5.2. Rezeultatele cercetării pe traseul Cabana Bâlea Cascadă – Cabana Paltinu….

VI. CONCLUZII ȘI PERSPECTIVE….

BIBLIOGRAFIE…….

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

Motivația, scopul și obiectivele lucrării

Masivul Făgăraș este o unitate etalon a Carpaților Meridionali, fiind deosebit de importantă și în cadrul întregului lanț carpatic. Acesta dispune de o ”importantă energie de relief, altitudine mare și etajare geoecologică altitudinală” (Schweizer, 1984, citat de Jeanneret, 1999, p. 10 în Voiculescu, 2002, a, p. 13). Aici întâlnim cel mai înalt vârf muntos de pe teritoriul României (Vf. Moldoveanu – 2544m), lacuri glaciare precum Bâlea, Capra, etc., lacuri de baraj precum L. Vidraru, spectaculoasa șosea Transfăgărășan, dar și numeroase poteci turistice destinate drumețiilor montane. Toate aceste atuuri, de factură atât naturală cât și antropică ale peisajului local, atrag numeroși turiști atât din România cât și din străinătate. Aceștia, prin parcurgerea potecilor turistice, accentuează procesele de eroziune în lungul acestora, ceea ce duce la expunerea treptată a rădăcinilor copacilor din proximitate și afectează respectivii copaci prin călcarea pe rădăcinile acestora (Pelfini et. Santilli, 2006 ; Rubiales et. al., 2008).

Ca geograf, dar și ca un pasionat al drumețiilor pe cărările de munte, mi-au suscitat interesul procesele de eroziune, procese care reprezintă una dintre cauzele degradării mediului natural. Astfel, la sugestia conducătorului meu științific, Prof. Univ. Dr. Habil. Mircea Voiculescu, am ales prezentul studiu ca temă de licență. Acesta are drept suport principal articolul ”Analiză dendrogeomorfologică asupra rădăcinilor expuse în lungul a două poteci din Alpii Centrali Italieni” al Manuelei Pelfini și al lui Maurizio Santilli, publicat în anul 2006 în revista Geografiska Annaler, precum și alte studii de specialitate în care este utilizată această metodă pentru stabilirea ratei de eroziune a potecilor turistice.

Scopul studiului îl reprezintă adaptarea și aplicarea metodei dendrogeomorfologice în vederea analizării ratei de eroziune a potecilor turistice din Valea Bâlea – Masivul Făgăraș. Studiul de față aduce un grad de noutate în studiile geografice asupra spațiului carpatic românesc, metoda dendrogeomorfologică nemaifiind aplicată în acest scop pe teritoriul României.

Obiectivele fixate pentru atingerea scopului acestui studiu sunt:

Aplicarea metodei dendrogeomorfologice pentru determinarea ratei de eroziune a potecilor turistice din Valea Bâlea – Masivul Făgăraș;

Identificarea efectelor eroziunii asupra dezvoltării rădăcinilor;

Identificarea și cuantificarea efectelor asupra rădăcinilor a călcării acestora în picioare de către turiști;

Compararea rezultatelor obținute cu cele reliefate de alte studii similare.

Încadrarea geografică a arealului de studiu

Masivul Făgăraș este poziționat aproximativ în centrul României, la intersecția paralelei de 45°30’ cu meridianul de 24°30’. Caracteristica sa este ”desfășurarea sub forma unei întinse custuri glaciare, lungă de circa 70 km, pe direcția E-V” (Voiculescu, 2002, b, p.19).

Arealul de studiu propriu-zis (vezi fig. 1.1.) este reprezentat de două poteci turistice situate în cadrul Văii Bâlea (vale aflată pe versantul nordic (transilvan) al Masivului Făgăraș, în partea central-vestică a acestuia, și traversată în sens longitudinal de către șoseaua Transfăgărășan) în amonte față de confluența cu Pârâul Doamnei. În acest sector, valea este de formă alungită pe direcția S-N.

Valea Bâlea este încadrată de Valea Arpășel la est, Valea Doamnei în vest, iar limita sudică este dată de Șaua Caprei.

Cele două poteci turistice studiate sunt:

Cabana Bâlea Cascadă (1234m) ↔ Cascada Bâlea (1559m) (marcaj punct roșu);

Cabana Bâlea Cascadă (1234m) ↔ Cabana Paltinu (2050m) prin Valea Bâlei (marcaj triunghi albastru) – sectorul împădurit, situat sub zona de gol alpin.

Coordonatele geografice sunt:

Cabana Paltinu: 45°36'14,5” lat. N și 24°36'53,81” long. E;

Cabana Bâlea Cascadă: 45°38'11,04” lat. N și 24°36'24,56” long. E.

Din punct de vedere administrativ – teritorial, arealul studiat se încadrează în sud-estul județului Sibiu, pe teritoriul comunei Cârțișoara. (http://www.balea-turism.ro)

Fig. 1.1.: Localizarea geografică a arealului de studiu

CAPITOLUL II

CARACTERIZAREA AREALULUI DE STUDIU

2.1. Geomorfologia

Relieful joacă un rol deosebit de important în analiza unui anumit areal. Acesta are un caracter dual. Pe de o parte are rol de suport, iar pe de altă parte are capacitatea de a structura elementele peisajului datorită proprietăților sale morfometrice. Dintre acestea, pentru Valea Bâlea, sectorul din amonte de confluența cu Pârâul Doamnei, vom prezenta în continuare altitudinea, geodeclivitatea și expoziția versanților.

Analiza se bazează pe un model numeric al terenului (MNT), iar prin operații matematice asupra sa cu ajutorul programului ArcMap 10.2.1 s-au obținut hărțile pantelor și expoziției versanților.

2.1.1. Altitudinea

Altitudinea este cea mai importantă caracteristică morfometrică a reliefului. Aceasta determină atât o etajare climatică pe versanți, cât și, derivat de aici, o etajare a speciilor vegetale. După cum se poate observa din figura 2.1., altitudinea crește de la nord spre sud, respectiv din zona axului central al văii, resprezentat de Râul Bâlea, atât spre est cât și spre vest. Predomină altitudinile mari, 70% din areal fiind dominat de altitudini de peste 1500m. Clasa altitudinală predominantă este, conform histogramei din figura 2.1., 1500m – 1750m cu 24.2%, urmată de clasa 1750m – 2000m cu 23.6%. Altitudinea maximă din arealul studiat este de 2507m în Vârful Vânătarea lui Buteanu, situat la est de Lacul Bâlea.

Câteva repere altitudinale specifice arealului studiat sunt: Cabana Bâlea Cascadă – 1234m, Cascada Bâlea – 1559m, Lacul Bâlea – 2034m, Cabana Paltinu – 2050m, Vf. Vânătarea lui Buteanu – 2507m. (http://www.balea-turism.ro)

Caracteristicile altitudinale prezentate mai sus relevă un peisaj montan înalt, specific Masivului Făgăraș.

Fig. 2.1.: Modelul digital al treptelor hipsometrice din Valea Bâlea – Masivul Făgăraș

2.1.2. Geodeclivitatea

Înclinarea versanților (panta) oferă o multitudine de informații care reflectă specificul și condițiile de modelare ale reliefului local. Aceasta condiționează cantitatea de radiație solară recepționată pe suprafața terestră și influențează semnificativ peisajul geografic local, punându-și amprenta și în diferențierea tipurilor de vegetație. (Cliveț, 2012)

În arealul studiat, versanții au o înclinare mare, de până la 47.5°. Din acest motiv am optat pentru un număr de 6 clase de pantă, conform indicațiilor pe site-ul web al West Virginia University (http://anr.ext.wvu.edu/soil/homesite-soilsite-review), astfel:

– Suprafețe plane sau foarte slab înclinate: < 3°;

– Suprafețe ușor înclinate: 3° – 8°;

– Suprafețe cu înclinare moderată: 8° – 15°;

– Suprafețe puternic înclinate: 15° – 25°;

– Suprafețe abrupte: 25° – 35°;

– Suprafețe foarte abrupte: > 35°.

Pentru Valea Bâlea, modelul digital al geodeclivității este prezentat în figura 2.2.

Histograma claselor de pantă atașată figurii 2.2. evidențiază predominanța suprafețelor abrupte (32.1%) și foarte abrupte (29.8%), împreună acoperind peste 60% din arealul reprezentat. Acestea se desfășoară sub forma a două benzi longitudinale reprezentând versanții estic și vestic ai Văii Bâlea, completate de o a treia bandă, transversală, în extremitatea sudică (Șaua Caprei). Pante mici și moderate se întâlnesc în zona Căldării Glaciare Bâlea, căldare ce adăpostește lacul omonim, în proximitatea căruia se află și câteva construcții (cabanele turistice Paltinu și Bâlea Lac, refugiul Salvamont Sibiu și stația meteo Bâlea Lac).

Un aspect interesant de menționat îl reprezintă ruptura de pantă de la baza Circului Glaciar Bâlea, loc în care s-a format Cascada Bâlea, care, cu a sa cădere de 60 m este cea mai mare cascadă în trepte din România. (http://www.sibiu-turism.ro)

Aspectele reliefate de figura 2.2. sunt caracteristice văilor glaciare din zonele montane înalte, cum este și cazul Văii Bâlea. (Voiculescu, 2002, a)

Fig. 2.2.: Modelul digital al geodeclivității din Valea Bâlea – Masivul Făgăraș

2.1.3. Expoziția versanților

Expoziția versanților aduce la rândul său un aport important în analiza reliefului. Aceasta influențează distribuția radiaței solare pe suprafața terestră, mai precis durata insolației, și, împreună cu geodeclivitatea, influențează umiditatea solului, având rol climatogen și determinând astfel diverse topoclimate. (Cliveț, 2012 ; Voiculescu, 2002, a)

În natură, versanții se prezintă sub diverse forme: concav, convex și mixt. Dacă formei îi adăugăm parametrii legați de pantă și de expoziție, efectul climatic resimțit în teren va consta în reducerea amplitudinii diurne a temperaturii aerului pe suprafețele convexe, față de cele concave. (Cliveț, 2012)

Expoziția suprafețelor înclinate este determinată în raport cu punctele cardinale, și poate fi clasificată astfel:

– Însorită: S și SV;

– Semiînsorită: SE și V;

– Semiumbrită: E și NV;

– Umbrită: N și NE. (Cliveț, 2012)

Pentru Valea Bâlea, modelul digital al claselor de expoziție este prezentat în figura 2.3. Din histograma atașată figurii 2.3. se poate observa predominanța expoziției vestice (44.4%), urmată de expoziția nord-estică (18.2%). În sudul arealului, în zona Lacului Bâlea, predomină expozițiile nordică și nord-vestică.

Conform clasificării de mai sus, rezultă că un procent de aproximativ 45% din areal este semiînsorit, 27% este umbrit, 22% este semiumbrit, și doar 6% din suprafața analizată prezintă versanți însoriți.

Versanții umbriți înregistrează o valoare mai redusă a temperaturii și a radiației solare, favorizând prezența în cadrul pădurilor al etajului coniferelor (foto 2.1.).

Foto. 2.1.: Pădure de conifere – peisaj specific Văii Bâlea (Ianăș, A., 2016)

Fig. 2.3.: Modelul digital al claselor de expoziție din Valea Bâlea – Masivul Făgăraș

2.2. Climatul

Poziționarea geografică a Văii Bâlea în zona înaltă a Masivului Făgăraș impune o serie de caracteristici pentru climatul local, caracteristici ce sunt prezentate în continuare cu ajutorul câtorva dintre principalii parametri climatici.

Datorită faptului că arealul de studiu ocupă suprafețe reduse, caracteristicile climatice nu pot fi particularizate ca în cazul diferențierilor latitudinale.

Informațiile prezentate provin din datele colectate la Stația Meteorologică Bâlea – Lac, înființată în anul 1979, situată în Circul Glaciar Bâlea, la o altitudine de 2038m, în domeniul subalpin, pe un versant cu expoziție nordică, având coordonatele geografice: 45°36’ lat. N și 24°37’ long. E. Acestea au fost prelucrate după cele prezentate în Bilanțul Nivologic al sezonului de iarnă 2010 – 2011 al Administrației Naționale de Meteorologie, fiind vorba despre medii multianuale pentru un interval considerat reprezentativ de 16 ani (1995 – 2011), de când stația meteorologică funcționează pe amplasamentul actual. Schimbarea amplasamentului stației meteorologice s-a datorat unui incendiu care a afectat-o în vara anului 1995, când pentru o scurtă perioadă și-a întrerupt activitatea.

În figura 2.4. sunt prezentate media lunară a temperaturilor maxime, media lunară a temperaturilor minime și media lunară a temperaturilor medii zilnice pentru intervalul de timp sus-menționat.

Fig. 2.4.:Regimul de temperatură la stația meteorologică Bâlea – Lac

(după http://www.inmh.ro/images/meteorologie/nivo/Bilant-nivometeorologic.pdf, cu modificări)

Temperatura medie multianuală calculată din datele prezentate în figura 2.4. este de 0.8°C, semnificativ mai mare decât valoarea de 0.2°C calculată pentru intervalul 1979 – 1996 (Voiculescu, 2002, a), ceea ce confirmă tendința generală de încălzire a climei la nivel global.

Gradientul termic vertical valabil pentru arealul acestei stații meteorologice este de 0.63 m/100 m. (Voiculescu, 2002, a)

Se poate observa din figura 2.4. că maximul de temperatură se produce în luna august (15.7 °C), iar minimul în luna decembrie (-11.1 °C), urmat de un al doilea minim în februarie (-10.9 °C). Climatul montan înalt, aspru, specific acestui areal, se poate observa și prin analizarea temperaturilor medii zilnice, care iarna se situează sub -7 °C, iar în luna august abia ating 12.1 °C.

De mare utilitate în analiza climatului sunt și valorile umidității relative a aerului, respectiv valorile precipitațiilor atmosferice.

Umiditatea relativă a aerului este influențată de dinamica maselor de aer, respectiv de specificul suprafeței active locale. Vegetația forestieră crește gradul de umiditate datorită evapotranspirației. Valoarea medie anuală a umidității relative a aerului variază cu 1-1.5%/100 m. (Voiculescu, 2002, a)

În arealul stației Bâlea – Lac, valoarea anuală a acestui parametru se situează în jurul valorii de 83%. (Voiculescu, 2002, a)

Precipitațiile atmosferice, deși foarte variabile, sunt condiționate altitudinal, fiind sursa multor pârâuri și râuri din Masivul Făgăraș. Repartiția lor spațială este determinată de poziția versanților în raport cu influențele climatice. În Valea Bâlea, situată pe flancul nordic al Masivului Făgăraș, cantitatea de precipitații este influențată de către masele de aer de origine oceanică, foarte bogate în umiditate. (Voiculescu, 2002, a)

”Pe baza unor relații matematice între valoarea medie a precipitațiilor și altitudinea posturilor pluviometrice, s-a constatat că gradientul vertical de variație al precipitațiilor nu are un caracter constant pentru întregul spațiu al Masivului Făgăraș” (Zăvoianu și colab., 1995, în Voiculescu, 2002, a, p. 99).

Valorile cantităților lunare de precipitații, calculate ca medie pentru intervalul 1995-2011 la stația meteorologică Bâlea – Lac (vezi fig. 2.5.), relevă valori considerabile, cuprinse între 69.1 mm în luna februarie și 190.9 mm în luna iulie. Valoarea totală anuală a precipitațiilor, calculată conform acestor date pentru intervalul de mai sus este de 1301.9 mm. Se mai poate observa că în intervalul octombrie – aprilie valorile precipitațiilor se situează sub 100 mm, acest prag fiind depășit doar în lunile de vară.

Fig. 2.5.: Regimul precipitațiilor medii lunare multianuale la stația meteorologică Bâlea – Lac

(după http://www.inmh.ro/images/meteorologie/nivo/Bilant-nivometeorologic.pdf, cu modificări)

Fiind vorba despre unul dintre arealele montane cele mai înalte din România, cu temperaturi medii negative 6 luni pe an și precipitații foarte bogate, un alt aspect ce trebuie considerat în analiza climatică este numărul de zile în care solul este acoperit cu zăpadă. Acest ultim aspect este prezentat în figura 2.6.

Fig. 2.6.: Numărul mediu lunar al zilelor cu sol acoperit cu zăpadă

(după http://www.inmh.ro/images/meteorologie/nivo/Bilant-nivometeorologic.pdf, cu modificări)

Din analiza figurii 2.6. rezultă că în arealul analizat precipitațiile cad sub formă solidă (zăpadă), timp de 10 luni/an, dintre care în intervalul decembrie – aprilie procentul lunar al zilelor cu sol acoperit de zăpadă este de 100%. Singurele luni fără sol acoperit cu zăpadă din an sunt iulie și august, însă și atunci există un procent probabil al acestui fenomen de 1.3%, respectiv 0.3%, conform datelor din Bilanțul Nivologic al sezonului de iarnă 2010-2011 al Administrației Naționale de Meteorologie.

2.3. Turismul

Turismul în Masivul Făgăraș a început ca activitate de masă în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Acesta a fost practicat sub diverse forme precum drumeții, excursii sau ascensiuni pe vârfurile cele mai înalte/impunătoare. În încercarea de zonare a arealelor cu valoare turistică, Masivul Făgăraș a fost inclus în categoria acelor areale de interes național. Acest masiv a fost dintotdeauna un areal montan căutat și apreciat datorită componentelor cadrului său natural, fiecare componentă fiind o resursă turistică. (Iancu, 1969, citat de Erdeli, Istrate, 1996, în Voiculescu, 2002, a)

Turiștii sunt atrași în Valea Bâlea îndeosebi de peisajele pitorești alpine și subalpine (vezi foto. 2.1., p. 12), de cascadele spectaculoase precum Cascada Bâlea (vezi foto. 2.2.), de posibilitatea plimbării și relaxării pe potecile montane, dar și de parcurgerea uneia dintre cele mai spectaculoase șosele din țară, DN7C (Transfăgărășan), toate promovate atât prin intermediul diverselor site-uri web turistice cât și în reviste turistice de specialitate. Cateva exemple în acest sens sunt: http://www.sibiu-turism.ro, http://www.balea-turism.ro, http://www.ghiduri-turistice.info, etc.

Îndreptarea atenției turiștilor asupra Văii Bâlea ca destinație de vacanță este cu atât mai mare cu cât aici există o infrastructură adecvată turismului, resprezentată de șoseaua Transfăgărășan (cale de acces dar și obiectiv turistic), existența unei telecabine în sectorul Bâlea Cascadă – Bâlea Lac, existența potecilor turistice (printre care și cele două analizate în prezenta lucrare), și nu în ultimul rând, de o mare importanță, existența spațiilor de cazare situate în perimetrul Lacului Bâlea (vezi foto. 2.3.), materializate prin Cabana Paltinu, Cabana Bâlea Lac și Cabana Salvamont Sibiu. Acestora li se adaugă spațiile de campare, Cabana Bâlea Cascadă, dar și alte cabane și pensiuni turistice situate în apropiere dar în afara arealului de studiu, precum cele din Comuna Cârțișoara, respectiv de pe versantul sudic (argeșan) al Masivului Făgăraș.

Sectorul Văii Bâlea analizat în cuprinsul acestei lucrări face parte din Rezervația Naturală Golul alpin Bâlea. (http://sibiu.rosilva.ro)

Foto. 2.2.: Cascada Bâlea Foto. 2.3.: Vedere asupra Lacului Bâlea și a facilităților turistice

(Ianăș, A., 2016) (http://www.ghiduri-turistice.info)

O estimare recentă a numărului de turiști din Valea Bâlea arată că, în anul 2011 aici s-au cazat un număr total de 6950 de turiști, iar în anul următor, 2012, această valoare a crescut la 7548 de turiști. Numărul turiștilor atinge valori mari vara, între iunie și septembrie, fiind însă cel mai ridicat în iulie și august când a însumat 2541 de vizitatori în anul 2011, respectiv 2871 de vizitatori în anul 2012. (Pop, 2013)

Se constată așadar o creștere a numărului de vizitatori, fapt ce impune o presiune antropică destul de ridicată și vizibilă asupra arealului studiat în sensul degradării peisajului, a accentuării proceselor de eroziune și a distrugerii biodiversității. (Pop, 2013)

Consider drept necesar să menționez că numărul de vizitatori estimat mai sus este mult mai mic decât numărul real de vizitatori, în studiul menționat fiind considerați doar turiștii cazați la cabanele și în campingul din apropierea Lacului Bâlea. Numărul real îi include însă și pe cei cazați la Cabana Bâlea Cascadă, la pensiunile din Comuna Cârțișoara, respectiv la pensiunile de pe versantul sudic al Masivului Făgăraș. Nu în ultimul rând, trebuiesc incluși și turiștii aflați doar în tranzit pe șoseaua Transfăgărășan, dar care poposesc pentru câteva ore în zona Cabanei Bâlea Cascadă și fac o scurtă plimbare pe poteca turistică ce duce la Cascada Bâlea, contribuind prin trecerea lor la procesele erozionale din lungul acesteia.

CAPITOLUL III

ISTORICUL CERCETĂRILOR

3.1. Dendrocronologia

”Dendrocronologia (din grecescul dendron = lemn, chronos = timp, logos = știință) poate fi definită drept știința care utilizează inelul anual, datat la anul exact al formării sale, în analiza temporală și spațială a proceselor din științele fizice și culturale.” (Grissino – Mayer, 2003 în Popa, 2004, p.15)

”Dendrocronologia este știința care investighează evenimentele din trecut păstrate în structura inelelor copacilor, respectiv evenimentele ce pot fi datate cu ajutorul acestor inele.” (Speer, 2010, p. 1)

Obiectul de studiu al dendrocronologiei este inelul anual / inelul de creștere, evidențiat în cazul copacilor din zonele temperate și subarctice. Acest lucru se datorează faptului că, în aceste zone, copacii cresc doar în perioada caldă, iar stoparea / încetinirea creșterii din anotimpul rece este marcată printr-o nuanță mai inchisă a lemnului – așa numitul inel anual / inel de creștere. (Butler, 1987 ; http://dendrouvt.blogspot.ro)

Prin studierea și corelarea caracteristicilor inelelor de creștere, se obțin o varietate de indici cu ajutorul cărora pot fi studiați diverși factori de mediu care au afectat (direct sau indirect) procesul de creștere al respectivilor copaci de-a lungul anilor. Mai mult decât atât, lemnul copacilor relicți poate fi utilizat pentru extinderea cronologiilor cu mult în trecut și datarea în acest fel a diferitelor evenimente. (Speer, 2010)

Datorită celor prezentate mai sus, dendrocronologia este utilizată astăzi într-o serie de domenii științifice, dezvoltându-se astfel mai multe subdomenii strict specializate ale acestei științe: dendroecologia (studiază factorii care influențează ecosistemele), dendroclimatologia (reconstituie climatul prezent și trecut), dendroentocronologia (studiază populațiile de insecte), dendrogeomorfologia (vezi cap. 3.2.), dendroglaciologia (datează și reconstituie dinamica ghețarilor), dendrohidrologia (reconstituie dinamica resurselor de apă), dendropirocronologia (datează incendiile care au afectat pădurile respective), dendroarheologia (datează lemnul diverselor construcții / obiecte) și dendrochimia (măsoară concentrația elementelor chimice din inele pentru a estima disponibilitatea/repartiția în timp a acestora). (Popa, 2004 ; Speer, 2010)

3.1.1. Scurt istoric al dendrocronologiei

Începuturile acestei științe datează din secolul al XV – lea, când naturaliștii vremii, printre care și Leonardo da Vinci (foto. 3.1.), au descris formarea inelelor anuale și au sugerat că există o corelație între creșterea inelelor și factorii de mediu. (Stallings, 1937, citat de Sarton, 1954 și Corona, 1986, în Speer, 2010)

În 1737, naturaliștii francezi Henri Louis Duhamel du Monceau și George Louis Leclerc de Buffon au descoperit un inel bine evidențiat dar afectat de îngheț, vechi de 29 de ani, prezent în scoarța mai multor copaci din Franța. Astfel s-a putut înregistra inelul – marker corespunzător anului1709, folosit mai apoi ca reper în timp de diverși dendrocronologi din Europa. (Speer, 2010)

La începutul anilor 1900, A. E. Douglass (foto. 3.2.) a fost primul cercetător care a folosit principiul interdatării în studii de amploare, fiind astfel numit ”părintele dendrocronologiei”. (Schweingruber, 1988, în Speer, 2010, p. 37) Datorită cercetărilor sale dar și ale altor dendrocronologi de valoare, dendrocronologia s-a dezvoltat mult în anii următori, în special după decada anilor ’50, cercetarea dendrocronologică fiind sprijinită și de diverse organizații, cea mai veche fiind ”The Tree – Ring Society”, fondată chiar de către A. E. Douglass în anul 1935. (Speer, 2010)

Foto. 3.1.: Leonardo da Vinci – portret Foto. 3.2.: A. E. Douglass în laboratorul său de dendrocronologie

(http://www.leonardodavinci.net) (http://speccoll.library.arizona.edu/exhibits)

În România, cercetările dendrocronologice s-au axat mai ales pe subdomeniul dendroecologiei, mai precis pe studierea impactului degradării mediului asupra sănătății pădurilor. De asemenea, au fost efectuate și studii de dendroarheologie, precum cele ce vizau, de exemplu, datarea bisericilor de lemn din Maramureș. (Popa, 2004)

La ora actuală, un aport important în cercetarea dendrocronologică îl au cercetătorii precum Ionel Popa de la Stația Experimentală de Cultura Molidului Câmpulung Moldovenesc, specializați pe studii dendroclimatologice și dendroecologice.

Primul studiu de dendrogeomorfologie din România a fost realizat în Masivul Retezat de către profesorul P. Urdea de la Universitatea de Vest din Timișoara. (Urdea, 1998) Acest lucru a fost urmat de amenajarea Laboratorului de Dendrocronologie din cadrul Universității de Vest din Timișoara, unde metoda dendrogeomorfologică este utilizată pentru studierea culoarelor de avalanșă, ale proceselor de versant, datarea unor evenimente precum avalanșe de mare amplitudine, reconstrucția climatică a unor areale (http://dendrouvt.blogspot.ro), iar prin intermediul prezentului studiu și pentru evaluarea eroziunii potecilor turistice.

Preocupări de dendrogeomorfologie mai există și în cadrul unor colective de cercetare de la Universitatea București – Facultatea de Geografie, respectiv de la Universitatea Babeș – Bolyai din Cluj – Napoca. (http://dendrouvt.blogspot.ro)

3.2. Dendrogeomorfologia și aplicațiile sale

Datarea inelelor de creștere ale copacilor este cunoscută drept dendrocronologie.

Dendrogeomorfologia este ramura acesteia care studiază ”aplicațiile ecologiei plantelor și ale dendrocronologiei în scopul studierii geomorfologiei morfocronologice” (Alestalo, 1971, p.7 în Butler, 1987, p. 64).

Până în prezent, metoda dendrogeomorfologică a fost folosită în următoarele scopuri: evaluarea frecvenței avalanșelor (Butler și Malanson, 1985, în Butler, 1987), studiul dinamicii ghețarilor de pietre (Urdea, 1998), reconstrucția și stabilirea frecvenței curgerilor de debris (Baumann și Kaiser, 1999 ; Bollschweiler și Stoffel, 2007 ; Strunk, 1991, în Stoffel și Bollschweiler, 2009), datarea cutremurelor (Jacoby et. al., 1997, în Stoffel și Bollschweiler, 2009), reconstituirea mișcării ghețarilor (dendroglaciologie) (Luckman, 1995, 1998, 2000, Smith și Lewis, 2007, în Stoffel și Bollschweiler, 2009), încercarea de a corela alunecările de teren cu ploile de vară pe pante instabile (Fantucci și McCord, 1995, în Stoffel și Bollschweiler, 2009), datarea erupțiilor vulcanice (Yamaguchi, 1983, în Wiles, et. al., 1996).

Metodele dendrogeomorfologice au mai fost folosite recent și pentru reconstruirea alunecărilor de teren, în acest caz utilizându-se excentricitatea inelelor copacilor (Ireneusz și Malgorzata, 2012), metodă care nu este însă una nouă, ea fiind descrisă într-o notă tehnică de către Braam et. al. în 1987.

Alți autori au utilizat în studiile lor dendrogeomorfologia pentru analizarea căderilor de pietre pe perioade lungi de timp (multiseculare) în areale protejate. (Stoffel, et. al., 2005). În aceeași categorie se înscrie și lucrarea lui (Chiroiu, 2013), care analizează procesele de versant (căderi de pietre, curgeri de debris, alunecări de teren și avalanșe) folosindu-se de răspunsul copacilor la aceste evenimente, mai precis de rândurile / conductele tangențiale de rășină produsă de unele specii de conifere (Larix decidua, Picea abies și uneori și Abies alba), produse la doar câteva zile după ce copacul a fost afectat de evenimentul studiat. (Chiroiu, 2013)

O altă utilizare de actualitate a dendrogeomorfologiei se referă la stabilirea ratei de eroziune. Acest lucru face și obiectul prezentului studiu, astfel că această utilizare este prezentată pe larg în continuare, în subcapitolul 3.3.

3.3. Dendrogeomorfologia în determinarea eroziunii

Cele două cele mai vechi și ample procese de modelare a suprafeței Terrei, responsabile pentru relieful actual, sunt eroziunea și sedimentarea. Eroziunea solului poate fi definită ca fiind suma proceselor de desprindere, antrenare în mișcare, transport și depozitare, al particulelor de sol și a altor materiale terigene, datorită diferiților agenți erozionali. Datorită răspândirii sale spațio – temporale, eroziunea reprezintă una dintre problemele majore de mediu la nivel global, de unde și importanța studierii ei. (Toy, et. al., 2002)

Dendrogeomorfologia a fost utilizată pentru determinarea ratei de eroziune în cazul unor pârâuri de munte din Elveția, folosind ca suport al cercetării rădăcinile de frasin (Fraxinus excelsior L.) (Hitz, et. al., 2008).

Begin, et. al., au studiat în articolul lor din 1991 degradarea pădurilor de coastă din estuarul Fluviului Sf. Laurențiu (Canada) cauzată de eroziunea produsă cu precădere în timpul fluxului. (Begin, et. al., 1991, în Stoffel și Bollschweiler, 2009)

Alte exemple de utilizare a dendrogeomorfologiei în studierea eroziunii includ: utilizarea rădăcinilor expuse ale arbuștilor din nord – estul Patagoniei (Chartier, et. al., 2009), cercetarea rădăcinilor de eucalipt din Podișul Tibet (Sun, et. al., 2014), respectiv analizarea schimbărilor structurale apărute în timpul dezvoltării rădăcinilor expuse de larice (zadă) (Larix decidua) (Gartner, et. al., 2001).

Un caz particular în cadrul studierii proceselor erozionale îl reprezintă studierea eroziunii potecilor turistice, tratată în continuare.

3.3.1. Dendrogeomorfologia în determinarea eroziunii potecilor turistice

Această aplicație a dendrogeomorfologiei face obiectul mai multor studii de specialitate. Menționăm în acest sens studiul lui (Rubiales, et. al., 2008), care au analizat răspunsul de creștere al rădăcinilor de Pinus sylvestris expuse de-a lungul unei poteci turistice din Sierra de Guadarrama, situată în centrul Spaniei. Alte studii similare au fost conduse pe potecile din Alpii Centrali Italieni (Pelfini și Santilli, 2006), pe cele ale Masivului Babia Gora din Carpații de Vest, în sudul Poloniei (Buchwal, 2008), în Parcul Național Great Smoky Mountains, Tennessee, S. U. A. (Bratton, et. al., 1979), respectiv în Munții Qilian din nordvestul Chinei utilizând rădăcinile de Picea wilsonii (Zhou, et. al., 2013).

O tehnică de evaluare a riscului de eroziune asupra potecilor de munte, aflată însă în fază incipentă / experimentală, care ține cont de factorii erozionali principali (cantitatea de precipitații, natura solului și structura covorului vegetal) este prezentată în studiul lui Garland, 1990.

Eroziunea potecilor turistice a suscitat și interesul altor cercetători, aceștia dezvoltând însă metode diferite decât cea dendrogeomorfologică pentru studierea acestui fenomen (Yoda și Watanabe, 2000 ; Jewell și Hammitt, 2000).

CAPITOLUL IV

CADRUL CONCEPTUAL ȘI METODOLOGIC

4.1. Lemnul și structura sa

”Cunoașterea structurii lemnului este necesară pentru construirea și interpretarea modelelor privind legătura dintre variația factorilor de mediu și creșterea radială a arborilor, exprimată prin lățimea inelului anual, sau prin intermediul altor caracteristici ale acestuia (densitate, structură etc.).” (Fritts, 1976, în Popa, 2004, p. 9)

Lemnul este format din țesuturi cu pereți lignificați în urma funcționării spre interior a cambiului, adică a acelei zone care îl generează, și care apare în fascicolul primar al tulpinii. Acesta este format dintr-un strat unic de celule care se divid, formând lemnul. (Popa, 2004)

Structura lemnoasă (vezi fig. 4.1.) este rezultatul acumulării de straturi de celule lemnoase, diferite ca mărime, însă dispuse sub formă organizată formând inelele anuale de creștere. Caracteristicile fiecărui inel de creștere în parte reprezintă rezultatul combinării elementelor celulare, ceea ce oglindește condițiile de creștere din sezonul de vegetație.

Coniferele au o structură lemnoasă simplă și relativ uniformă, lipsind fibrele lemnoase (vezi fig. 4.2.). În cazul lor, lemnul de primăvară este format din traheide cu lumenul mai mare și cu membrane mai subțiri, iar cel de toamnă din traheide cu lumen mai mic și cu pereți celulari îngroșați. La molid (Picea abies), trecerea de la lemnul timpuriu la cel târziu se face treptat. (Popa, 2004)

Atât creșterea arborilor cât și structura lemnului depind mult de factorul genetic. Acesta influențează calitatea generală lemnului, dar și modul de dispunere al celulelor sale. Urmează apoi factorii de mediu, care influențează activitatea cambiului dar și caracteristicile inelelor de creștere din punct de vedere dimensional, dar și al densității. (Popa, 2004)

Fig, 4.1.: Structura lemnului (după Fritts, 1976, în Popa, 2004)

Fig. 4.2.: Structura lemnului de pin (după Marocico, 1994, în Popa, 2004)

4.2. Molidul (Picea abies)

Datorită faptului că studiul de față utilizează molidul ca specie – suport pentru evaluarea procesului de eroziune, în continuare sunt prezentate succint câteva aspecte privitoare la această specie.

Molidul (Picea abies) (vezi foto. 4.1.) reprezintă o specie de arbori din categoria coniferelor, cu următoarele caracteristici: este întotdeauna verde, frunzele sale sunt aciforme și au o culoare verde – închis, înălțimea sa poate depăși 50 m, coroana sa este de tip piramidal – conică, acesta fiind cultivat de obicei sub umbra mestecenilor sau a plopilor. Forma specifică a coroanei molidului (piramidal – conică) se explică prin creșterea din ce în ce mai scurtă a crengilor arborelui, de la bază către vârf, astfel că molizii bătrâni își pierd crengile de la bază prin fenomenul de elagaj natural, din cauză că lumina nu mai pătrunde la baza arborelui, iar coroana, în consecință, va urca spre mijlocul tulpinii. (Vasaitis et al, 2012; Forrester et al, 2014)

Molidul (Picea abies) aparține familiei Pinacee – specie care prezintă mai multe varietăți în flora spontană din țara noastră. Două dintre acestea sunt cele mai frecvent întâlnite, și anume Picea abies var. Erytrocarpa, respectiv Picea abies var. Chlorocarpa.

Acest tip de arbore este o specie cu o răspândire boreală, arealul său ocupând nordul Europei, Peninsula Scandinavă și, de asemenea, etajele înalte ale munților Carpați și Alpi. Analizele dinamicii creșterii molizilor au relevat faptul că maximele dezvoltării la inelele anuale au loc în anii care sunt reci și ploioși, iar cele minime, în anii calzi și secetoși.

Molidul se întinde pe întreg lanțul Carpatic cu excepția Munților Banatului. Creșterea sa este lentă în primii cinci ani, însă după această perioadă, aceasta devine una activă, lujerii săi depășind un metru pe an.

În ceea ce privește pădurile de molid, în Carpați acestea se instalează între 1200m – 1700m altitudine, limitele altitudinale fiind depedente de orientarea versantului, impactul antropic (care a dus la modificarea compoziției naturale a pădurilor), microclimatul local și poziționarea latitudinală mai nordică sau mai sudică. În partea mijlocie a acestui palier, se păstrează puritatea molidișurilor în mod natural, alte specii de arbori apărând către limitele inferioare și superioare. Spre deosebire de alte tipuri de vegetație, molidișurile sunt caracterizate prin uniformitate, cu predominarea molidului.

În zona Făgărașului, se disting mai multe areale care sunt condiționate de diversitatea climatică și geomorfologică – muntele și depresiunea, ca forme de relief caracteristice, ce accentuează contrastele de vegetație. Din toată gama de arbori, care este deosebit de variată, deosebim în această zonă molidul, a cărui monotonie este punctată din loc în loc de poieni destinate pășunatului. (Chiroiu et al, 2015)

Foto. 4.1.: Molizi în Valea Bâlea – Masivul Făgăraș (Ianăș, A., 2016)

4.3. Principii generale de cercetare utilizate în dendrocronologie

Principiile și conceptele utilizate în cercetarea dendrocronologică sunt în număr de nouă, fiind vorba despre următoarele: principiul uniformității, principiul interdatării, principiul factorilor limitativi, principiul modelului agragat de creștere al arborilor, conceptul autocorelării, principiul amplitudinii ecologice, principiul selecției locului, principiul repetabilității și conceptul standardizării. (Speer, 2010) Dintre acestea, pe câteva le vom detalia în continuare:

a) Principiul uniformității

Acest principiu poate fi definit pe scurt astfel: ”Prezentul este cheia către trecut” – James Hutton (geolog), 1785. Aceleași procese care afectează astăzi suprafața pământului au afectat-o și în trecut, iar prin intermediul acestui principiu se presupune că procesele rămân relativ constante ca intensitate, în timp. În practică, făcând spre exemplu măsurători ale eroziunii pentru o anumită perioadă de timp, putem la final extrapola datele obținute pentru a afla care va fi situația peste un număr dat de ani, sau, dimpotrivă, care a fost situația în trecut. Dacă acest principiu nu este îndeplinit, condluziile privind evenimentele istorice pot fi eronate. (Speer, 2010 ; Popa, 2004)

Acest principiu este intens utilizat mai ales în dendroclimatologie, deoarece copacii răspund schimbărilor din mediul înconjurător pe măsură ce cresc. (Speer, 2010)

b) Principiul interdatării

Este poate cel mai important principiu al dendrocronologiei, fiind ”unealta” cu ajutorul căreia putem determina anul exact al fiecărui inel de creștere. În acest fel putem determina anul exact al producerii unui eveniment, sau anul în care o construcție / un obiect artizanal a fost realizat din lemnul respectiv. În caz contrar, o simplă numărătoare a inelelor anuale este pasibilă de a produce erori datorită posibilității existenței unor inele suplimentare (false), sau, dimpotrivă, a lipsei altora. Erorile produse din această cauză pot fi de aproximativ 1 – 2 ani. Din acest motiv aplicarea interdatării este imperios necesară atunci când trebuiesc datate cu exactitate numite evenimente precum unele fenomene meteorologice. (Speer, 2010)

Interdatarea mai poate fi privită și dintr-o altă perspectivă, aceea de metodă de cercetare în știința dendrocronologică. (Popa, 2004)

O reprezentare schematică sugestivă a acestui principiu esteprezentată în figura 4.3.

Fig. 4.3.: Principiul interdatării (http://www.cybis.se/dendro/dendrochronology-and-history)

Metodologia de bază pentru a se putea face interdatări a fost formulată de către A. E. Douglass în 1904, fiind denumită ”skeleton plot” (fig. 4.4.). Aceasta atribuie fiecărui an de creștere (reprezentat printr-un inel) câte o linie pe o hârtie milimetrică. Lungimea liniei reprezintă importanța acelui inel în cadrul întregii cronologii. Astfel, inelele înguste sunt mai importante deoarece relevă existența unor factori de mediu care au limitat dezvoltarea copacului respectiv. În consecință, cu cât mai îngust este inelul analizat, cu atât mai lungă va fi linia care îl reprezintă pe graficul skeleton plot. (Speer, 2010)

Deoarece fiecare copac se dezvoltă diferit în timp, lățimea relativă a unui anumit inel va fi stabilită printr-un proces numit standardizare mentală. În acest sens, lățimea relativă a inelului studiat va fi comparată cu cea a următoarelor trei inele situate de o parte și de alta a celui în cauză. Prin urmare, sunt comparate doar câte șapte inele deodată, lățimea celui mai mic fiind trecută pe graficul skeleton plot. (Speer, 2010)

Prin însumarea graficelor individuale, se poate construi o cronologie de ansamblu. Pentru ca un inel să poată fi reprezentat pe aceasta, el trebuie să apară pe cel puțin 50% dintre graficele skeleton plot ale fiecărei mostre de lemn. Cronologia de ansamblu va fi desenată invers decât celelalte, astfel încât să se poată identifica ușor anii de pe fiecare cronologie individuală în raport cu aceasta. Astfel, inelele prezente pe majoritatea mostrelor devin inele – marker pe graficul cronologic de ansamblu. (Speer, 2010)

Fig. 4.4.: Metoda skeleton plot (http://www.pbs.org/time-team/experience-archaeology/dendrochronology)

O altă metodă de interdatare este metoda listei, mai rapidă și poate chiar mai eficientă dacă este folosită pe perobe cu inelele clar evidențiate. (Speer, 2010)

4.4. Metode de cercetare specifice dendrogeomorfologiei

Abordarea dendrogeomorfologică presupune că procesele geomorfologice generează o serie de evenimente care afectează copacii, iar aceștia la rândul lor reacționează la stimulii exteriori și produc o serie de răspunsuri specifice (vezi fig. 4.5.).

Evenimentele precum corziunea (abraziune în urma căreia scoarța a fost înlăturată), ruperea / tăierea unor rădăcini sau bucăți din trunchi, expunerea parțială sau totală a rădăcinilor, respectiv inundațiile prelungite produc stres arborilor, afectându-i in sensul că în anul respectiv aceștia vor produce inele foarte înguste (supresie). (Butler, 1987)

Dimpotrivă, la încetarea evenimentelor ce suprimă dezvoltarea copacilor sau atunci când desimea suprafeței împădurite scade, aceștia vor produce inele mai groase, fenomen numit eliberare. (Butler, 1987)

Este necesar să se consulte datele climatice disponibile pentru perioada studiată deoarece și factorii climatici au efecte similare asupra copacilor. Astfel se evită interpretarea greșită a unui răspuns de creștere. (Fritts, 1971 în Butler, 1987)

În cazul îndepărtării scoarței prin coraziune se produce o rană ce trebuie vindecată. Acest lucru se întâmplă prin acoperirea locului respectiv cu un strat de țesut îngroșat, asemenea unei cicatrici. Prin datarea acesteia se poate identifica anul în care a avut loc evenimentul care a dus la îndepărtarea scoarței. Uneori poate fi datat chiar și sezonul, dacă cicatricea a apărut în timpul sezonului de creștere. (Butler, 1987)

În cazul rădăcinilor expuse care au terminația rădăcinii îngropată, rădăcina va continua să crească și să își îndeplinească funcțiile, însă va suferi modificări în zona expusă în sensul că se vor forma inele similare celor din trunchi. Localizarea acestei schimbări în cadrul carotei duce la determinarea momentului expunerii. Datorită faptului că rădăcinile sunt dezvelite de învelișul de sol în mod gradual, este de asemenea posibil să se determine astfel ratele de eroziune. (Hitz, et. al., 2008)

Fig. 4.5.: Conceptul ”proces – eveniment – răspuns”

(adaptat după Shroder, 1978, în Stoffel și Bollschweiler, 2009)

4.5. Aplicarea metodei pentru determinarea eroziunii potecilor turistice

Studiul de față se axează pe calculul ratei de eroziune în arealul studiat. Această valoare se poate obținme, în general, măsurând cu cât crește distanța dintre stratul de sol și un punct fix referință care poate fi datat. O astfel de referință fixă poate fi reprezentată de rădăcinile expuse ale copacilor, fiind o alternativă mai ieftină și mai la îndemână comparativ cu instalarea unor dispozitive de măsurare. (Lawler, 2005, în Hitz, et. al., 2008)

Mai mult, prin utilizarea rădăcinilor în defavoarea altor soluții tehnice, rata eroziunii poate fi cuantificată atât la nivel spațial cât și temporal, obținând valori anuale ale acesteia. (Bodoque, et. al., 2005 în Rubiales, et. al., 2008)

În acest studiu, rata de eroziune (E) a fost calculată prin împărțirea distanței dintre stratul de sol și coletul rădăcinii (D1) la vârsta copacului (V), conform relației:

E =

(Alestalo, 1971 ; Hupp și Carey, 1990 în Pelfini și Santilli, 2006)

Vârsta copacului a fost determinată prin numărarea inelelor anuale de creștere, având ca punct de pornire anul 2016, anul colectării probelor, corespunzător ultimului inel format în dreptul scoarței, iar ca an terminus inelul central.

O altă metodă de calcul a presupus măsurarea distanței dintre stratul de sol și rădăcina expusă (D’), respectiv a distanței aproximative dintre rădăcină și suprafața topografică inițială (D”), respectând valoarea pantei (vezi fig. 4.6.). Calculul ratei de eroziune în acest caz (E’), a fost efectuat prin împărțirea distanței totale dintre stratul de sol și suprafața topografică inițială (D = D’ + D”) la vârsta rădăcinilor (V’), determinată similar vârstei copacului, conform relației:

E’ =

(Pelfini și Santilli, 2006)

Momentul în care a avut loc expunerea rădăcinilor pentru prima dată poate fi identificat prin analiza microscopică a celulelor acestora. Astfel, (Gartner 2002) a observat o reducere a dimensiunii celulelor lemnoase ale lemnului tânăr cu cel puțin 50%. Această micșorare bruscă a dimensiunii celulelor a fost observată numai la rădăcinile expuse, fiind limitată la zona expusă a respectivelor rădăcini.

Ținând cont de cele stipulate mai sus, similar cu (Pelfini și Santilli, 2006), am aplicat și în cazul probelor mele, acolo unde am putut identifica anul expunerii, o modalitate paralelă de calcul a ratei de eroziune (E”), prin împărțirea distanței dintre stratul de sol și rădăcina expusă (D’) la numărul de ani câți au trecut de când rădăcina a ieșit la suprafață (V”), conform relației:

E” =

(Pelfini și Santilli, 2006)

De asemenea, prin prelevarea de probe din cicatricile rădăcinilor (cicatrici cauzate, printre altele, și de călcarea în picioare a rădăcinilor, fiind vorba despre o potecă turistică), am încercat datarea acestora prin comparație cu probele luate dintr-o zonă neafectată a aceleiași rădăcini, deoarece prin datarea cicatricilor poate fi datat anul expunerii la suprafață a acestora (Carrara și Carrol, 1979, în Pelfini și Santilli, 2006).

Fig. 4.6.: Măsurarea distanțelor pe teren (Pelfini și Santilli, 2006, cu modificări)

Printr-o analiză microscopică a rădăcinilor expuse de molid (Picea abies), pe baza modificărilor suferite de către acestea la nivel celular, (Buchwal, 2008) a pus în evidență anul expunerii acestora (vezi fig. 4.7.). Din analiza figurii 4.7. reiese existența a patru zone pe cuprinsul rădăcinii, astfel: A – creștere specifică unei rădăcini aflate în pământ ; B – modificare a creșterii specifică zonei situate imediat sub stratul de sol, aproape de interfața sol – aer ; C – inelul prin care se poate data anul expunerii acelei rădăcini, datorită prezenței unui rând de capilare conținând rășină, orientate tangențial; D – model de creștere specific unei rădăcini aeriene, expuse pe traseul unei poteci turistice. (Buchwal, 2008)

A B C D

Fig. 4.7.: Secțiune printr-o rădăcină expusă pe o potecă turistică (Buchwal, 2008)

4.6. Materiale utilizate în cercetare

Studiul de față a presupus două etape majore de cercetare:

Cercetare pe teren, în Valea Bâlea – Masivul Făgăraș, în vederea prelevării de probe dendrologice și a măsurării distanțelor necesare calculării ratei de eroziune;

Cercetare în laborator.

Pentru etapa (1) au fost utilizate următoarele instrumente și materiale: două Burghie Pressler (foto. 4.2.) cu φ ≈ 5 mm și L = 300 mm și 400 mm, paie pentru transportul și păstrarea probelor până la prelucrare, bandă de scotch, etichete, pix, caiet de notițe, metru și ruletă pentru măsurarea diametrului copacilor și pentru măsurarea distanțelor sol – rădăcină expusă – suprafață topografică inițială (neerodată), aparat GPS.

Foto. 4.2.: Burghiu Pressler (www.gavimex.ro) Foto. 4.3.: Microscop Motic (www.motic.com)

Pentru etapa (2) s-au folosit următoarele instrumente și materiale: suporți din lemn pentru probe, adeziv (prenadez) pentru lipirea probelor pe suporți, hârtii abrazive (pentru șlefuire și finisare) cu granulațiile P240, P400 și P800, microscop digital Motic tip DM-39C-N9GO (vezi foto. 4.3.) cu o amplificare de 2X și 4X, microscop Olympus BX51 cu o amplificare de 10X, creion, marker, computer pentru calcularea ratei eroziunii.

4.7. Modul de lucru

4.7.1.Prelevarea probelor

În prelevarea probelor de rădăcină din acest studiu am respectat indicațiile din literatura de specialitate, prelevându-le la o distanță de minimum 50 cm față de trunchi, pentru a evita posibilele perturbații în succesiunea și lățimea inelelor acestora datorate apropierii față de trunchi. (Gartner, 2002) În cazul probelor prelevate din trunchi, acestea au fost prelevate de la baza arborelui.

Ca în cazul oricărui alt studiu de dendrogeomorfologie, mi-am pus la rândul meu întrebările formulate de (Butler, 1987): ”Câți copaci trebuiesc selectați pentru studiul meu?” și ”Care este numărul minim de copaci responsivi pentru ca rezultatele obținute să fie credibile?”. În consecință, am consultat cu atenție atât articolul – suport (Pelfini și Santilli, 2006) al studiului meu cât și celelalte studii similare citate în capitolul 3.3.1., iar în cadrul cercetării de teren, sub atenta îndrumare a conducătorului meu, am selectat 21 de molizi cu rădăcini expuse situați pe cărarea Cabana Bâlea Cascadă ↔ Cascada Bâlea (vezi foto. 4.4 – 4.6.), și 11 molizi cu rădăcini expuse situați pe cărarea Cabana Bâlea Cascadă ↔ Cabana Paltinu (prin Valea Bâlei)(vezi foto. 4.7.). Numărul redus de probe de pe cea de a doua cărare se datorează, pe de o parte, vremii nefavorabile de la momentul prelevării acestora (mai 2016), iar pe de altă parte stării precare a arborilor de pe acest traseu, aceștia fiind foarte bătrâni și mulți cu lemnul putrezit, ceea ce a ridicat probleme atât la prelevare cât și în momentul interpretării.

Din fiecare molid selectat au fost prelevate în vederea analizării, cu ajutorul Burghiului Pressler, câte trei probe astfel: o probă din trunchi și câte două probe de rădăcină, din rădăcinile care intersectează sub diferite unghiuri potecile turistice respective. Dintre cele două probe de rădăcină, una a fost prelevată dintr-o zonă neafectată a rădăcinii, iar cealaltă dintr-o zonă lovită a acesteia, în scopul determinării anului expunerii.

Dispunerea arborilor selectați în lungul celor două poteci turistice este reprezentată în figura 4.8.

Foto. 4.4. (stânga): Rădăcini expuse și afectate pe poteca spre Cascada Bâlea (Ianăș, A., 2016)

Foto. 4.5. (dreapta): Rădăcini expuse și afectate pe poteca spre Cascada Bâlea (Ianăș, A., 2016)

Foto. 4.6. (stânga): Rădăcini expuse și afectate pe poteca spre Cascada Bâlea (Ianăș, A., 2016)

Foto. 4.7. (dreapta): Rădăcini expuse și afectate pe poteca spre Cabana Paltinu (Ianăș, A., 2016)

Fig. 4.8.: Localizarea arborilor selectați în cadrul arealului supus analizei

4.7.2. Interpretarea probelor

Probele au fost culese din teren în urma a două deplasări, în lunile mai 2016 și iulie 2016, și au fost prelucrate astfel: au fost lăsate la uscat, în mod natural, la aer, timp de o săptămână, apoi au fost lipite cu adeziv tip prenadez pe suporți de lemn, ca în fotografia 4.8. Fiecare suport de lemn reprezintă câte unul din arborii selectați, și în consecință conține cele trei probe prelevate din acesta. Notațiile de pe suporți reprezintă indicativul potecii turistice și al copacului (EBC1 → EBC21 pentru probele prelevate de pe poteca spre Cascada Bâlea, și E2 → E9 respectiv EBL1 → EBL4 pentru probele prelevate de pe poteca spre la Cabana Paltinu), iar pe margini, (E) reprezintă proba de rădăcină prelevată din locul unde aceasta prezintă o cicatrice, iar (R) este proba de rădăcină neafectată, prelevată de pe aceeași rădăcină a copacului respectiv, din apropierea cicatricii. În cazul mostrelor prelevate de pe poteca turistică spre Cabana Paltinu am atribuit două indicative, (E respectiv EBL) pentru a putea mai ușor deosebi arborii selectați cu ocazia ieșirii de teren din mai 2016 (E) de cei selectați cu ocazia celei din iulie 2016 (EBL). Probele prelevate de pe poteca dintre Cabana Bâlea Cascadă și Cascada Bâlea au toate indicativul (EBC), fiind culese cu ocazia activității de teren din iulie, 2016.

După etapa de lipire și după uscarea adezivului, toate probele au fost șlefuite și finisate cu hârtie abrazivă, folosind granulații tot mai fine: P240, P400 și P800. În acest fel, inelele anuale de creștere, elementul – cheie al studiilor de dendrocronologie, au putut fi evidențiate clar, în scopul analizării lor ulterioare.

Analiza propriu – zisă a constat din:

Studierea cu atenție și transpunerea în format electronic a observațiilor făcute pe teren;

Numărarea inelelor de creștere, vizual și pe alocuri cu ajutorul microscopului digital Motic tip DM-39C-N9GO , în vederea stabilirii vârstei arborelui și a rădăcinilor acestuia;

Datarea cicatricilor (unde a fost posibil) din probele de rădăcină expusă și afectată, prin comparație cu probele neafectate;

Încercarea de a data anul primei expuneri a rădăcinilor, cu ajutorul microscopului Olympus BX51, urmărind modificările apărute în structura celulară a probelor, conform celor prezentate în capitolul 4.5.;

Calculul ratei de eroziune, din datele culese, cu ajutorul relațiilor prezentate în capitolul 4.5.;

Observarea structurii lemnoase, cu ajutorul ambelor microscoape, pentru a putea pune în evidență diverse aspecte particulare ale probelor analizate;

Interpretarea și prezentarea rezultatelor obținute în urma acestui studiu.

Foto. 4.8.: Pregătirea probelor dendrologice pentru interpretare (Jula, M., 2016)

4.8. Limitări ale studiilor de dendrogeomorfologie

4.8.1. Ce spune literatura de specialitate

Literatura de specialitate descrie următoarele probleme ca fiind posibil să fie întâmpinate în interpretarea dendrogeomorfologică: prezența inelelor dublate (false), sau, dimpotrivă, absența unor inele de creștere. Inelele false pot fi rezultatul unei traume produse în timpul creșterii, ca de exemplu inundațiile, înghețurile și alunecările de teren. Aceste probleme pot fi rezolvate prin aplicarea cu atenție a metodei interdatării. (Schroder, 1978, în Butler, 1987 ; Speer, 2010)

Studiile de dendrogeomorfologie mai pot întâmpina și alte restricții, mai dificil de corectat, precum prelevarea de probe, în cazul rădăcinilor, prea aproape de trunchi, ratând centrul rădăcinii, ceea ce duce la subestimarea vârstei acelei rădăcini. (McCarthy, et. al., 1991, în Speer, 2010)

Nu în ultimul rând, în cazul evenimentelor care produc suprimarea creșterii, este dificil de atribuit cu siguranță evenimentul cauzator. Din acest motiv datele climatice trebuiesc atent examinate. (Speer, 2010)

4.8.2. Experiența personală

Din experiența personală în interpretarea datelor culese din teren am întâmpinat următoarele dificultăți:

Fragilitatea excesivă a probelor culese de pe poteca spre Cabana Paltinu;

Probabilitatea strecurării unor erori date de măsurarea aproximativă, în natură, a distanțelor dintre sol – rădăcini – suprafața topografică inițială, respectiv erori în estimarea vârstei copacilor, prin numărarea inelelor de creștere, datorită posibilității de a întâlni inele false sau, dimpotrivă, inele lipsă. Totuși, fiind vormba despre o valoare a ratei eroziunii calculată la nivel de potecă, deci o medie a valorilor obținute prin analizarea fiecărei probe, probabilitatea de obține valori eronate scade;

Fiind vorba despre arbori cu rădăcini expuse care intersectează potecile turistice, în multe cazuri (datorită și numărului mare de turiști) aceeași rădăcină prezintă mai multe cicatrici. Este astfel dificil de spus care cicatrice ar putea fi mai utilă în decelarea ratei de eroziune. Literatura de specialitate este de asemenea vagă privitor la acest aspect;

Nu în ultimul rând, datorită multitudinii de procese care produc același răspuns sau răspunsuri apropiate din partea arborilor (revezi fig. 4.5., cap. 4.4.), respectiv a faptului că probele analizate în acest studiu provin din rădăcini expuse, afectate de diverse procese, este dificil ca rezultatele analizei microscopice să poată fi atribuite cu certitudine unui fenomen sau eveniment anume.

CAPITOLUL V

REZULTATELE CERCETĂRII

În urma prelucrării, prin metodele specifice descrise în capitolele anterioare, a datelor culese din terens-au constatat

BIBLIOGRAFIE

Braam, R. R., et. al., (1987), Dendrogeomorphological analysis of mass movement. A technical note on the research method, Catena, Vol. 14: 585 – 589.

Bratton, S. P., et. al., (1979), Trail Erosion Patterns in Great Smoky Mountains National Park, Environmental Management, Vol. 3, Nr. 5: 431 – 445.

Buchwal, A., (2008), în Kaczka, R., et. al., editori, (2009), TRACE – Tree Rings in Archaeology, Climatology and Ecology, Vol. 7: Proceedings of the DENDROSYMPOSIUM 2008, Zakopane, Polonia, p. 166 – 170.

Butler, D. R., (1987), Teaching General Principles and Applications of Dendrogeomorphology, Journal of Geological Education, v.35: 64 – 70.

Chartier, M. P., et. al., (2009), Soil erosion rates in rangelands of northeastern Patagonia: A dendrogeomorphological analysis using exposed shrub roots, Geomorphology, 106: 344 – 351.

Chiroiu, P., (2013), Geomorphological studies of slope processes by the analysis of tree – rings, Central European Regional Policy and Human Geography, anul III, 1: 93 – 105.

Chiroiu, P., et. al., (2015), Testing dendrogeomorphic approaches and thresholds to reconstruct snow avalanche activity in the Făgăraș Mountains (Romanian Carpathians), Quaternary Geochronology, 27: 1 – 10.

Cliveț , C. L., (2012), Bazinul Șieului. Studiu de geomorfologie aplicată, Universitatea Babeș – Bolyai, Facultatea de Geografie, Cluj – Napoca, Rezumat teză de doctorat.

Forrester, D., Albrecht, A. T., (2014), Light absorption and light – use efficiency in mixtures of Abies alba and Picea abies along a productivity gradient, Forest Ecology and Management, 328: 94 – 102.

Garland, G. G., (1990), Technique for Assessing Erosion Risk from Mountain Footpaths, Environmental Management, Vol. 14, Nr. 6: 793 – 798.

Gartner, H., et. al., (2001), Determination of erosion rates by analyzing structural changes in the growth pattern of exposed roots, Dendrochronologia, 19 (1): 81 – 91.

Gartner, H., (2002), The applicability of roots in Dendrogeomorphology, în Schleser, G., et. al., editori, (2003), TRACE – Tree Rings in Archaeology, Climatology and Ecology, Vol. 1: Proceedings of the DENDROSYMPOSIUM 2002, Bonn, Germania, Reihe Umwelt, Vol. 33: 120 – 124.

Hitz, O. M., et. al., (2008), Application of ash (Fraxinus excelsior L.) roots to determine erosion rates in mountain torrents, Catena, 72: 248 – 258.

Ireneusz, M., Malgorzata, W., (2012), Dendrochronological methods for reconstructing mass movements – an example of landslide activity analysis using tree – ring eccentricity, Geochronometria, 39 (3): 180 – 196.

Jewell, M. C., Hammitt, W. E., (2000), Assessing Soil Erosion on Trails: A Comparison of Techniques, USDA Forest Service Proceedings, Vol. 5: 133 – 140.

Pelfini, M., Santilli, M., (2006), Dendrogeomorphological analyses on exposed roots along two mountain hiking trails in the Central Italian Alps, Geografiska Annaler, 88A (3): 223-236.

Pop, A. I., (2013), Evaluarea impactului și riscului antropic în perimetrul unor lacuri glaciare din Carpații Românești, Universitatea Babeș – Bolyai, Facultatea de Știința și Ingineria Mediului, Cluj – Napoca, Rezumat teză de doctorat.

Popa, I., (2004), Fundamente metodologice și aplicații de dendrocronologie, Editura Tehnică Silvică, Câmpulung Moldovenesc, 200p.

Rubiales, J. M., et. al., (2008), Response of Pinus sylvestris roots to sheet-erosion exposure: an anatomical approach, Natural Hazards and Earth System Sciences, 8: 223-231.

Speer, J. H., (2010), Fundamentals of tree-ring research, University of Arizona Press, Tucson, S.U.A., 335p.

Stoffel, M., et. al., (2005), Analyzing rockfall activity (1600 – 2002) in a protection forest – a case study using dendrogeomorphology, Geomorphology, 68: 224 – 241.

Stoffel, M., Bollschweiler, M., (2009), What Tree Rings Can Tell About Earth – Surface Processes: Teaching the Principles of Dendrogeomorphology, Geography Compass, 3/3: 1013 – 1037.

Sun, L., et. al., (2014), Response of anatomical structures in tree roots to an erosion event on the southeastern Tibetan Plateau, Geomorphology, 204: 617 – 624.

Toy, T. J., et. al., (2002), Soil erosion: processes, prediction, measurement and control, John Wiley & Sons, Inc., New York, S. U. A., 352p.

Urdea, P., (1998), Considerații dendrogeomorfologice preliminare asupra unor forme periglaciare din Munții Retezat, Analele Universității din Craiova, Seria Geografie, Volumul I: 23 – 29.

Vasaitis, R., et. al., (2012), Wound occlusion and decay in Picea abies stems, European Journal of Forest Research, 131: 1211 – 1216.

Voiculescu, M., (2002, a), Studiul potențialului geoecologic al Masivului Făgăraș și protecția mediului înconjurător, Editura Mirton, Timișoara, 376p.

Voiculescu, M., (2002, b) , Fenomene geografice de risc în Masivul Făgăraș, Editura Brumar, Timișoara, 232p.

Wiles, G. C., et. al., (1996), Tree – ring analysis and Quaternary geology: Principles and recent applications, Geomorphology, 16: 259 – 272.

Yoda, A., Watanabe, T., (2000), Erosion of Mountain Hiking Trail Over a Seven – Year Period in Daisetsuzan National Park, Central Hokkaido, Japan, USDA Forest Service Proceedings, Vol. 5: 172 – 178.

Zhou, F., et. al., (2013), Application of Picea wilsonii roots to determine erosion rates in eastern Qilian Mountains, Northwest China, Trees, 27: 371 – 378.

Webografie

http://anr.ext.wvu.edu/soil/homesite-soilsite-review – accesat în 30.07.2016

http://www.balea-turism.ro – accesat în 17.08.2016

http://dendrouvt.blogspot.ro – accesat în 31.07.2016

http://www.ghiduri-turistice.info – accesat în 17.08.2016

http://www.inmh.ro/images/meteorologie/nivo/Bilant-nivometeorologic.pdf – accesat în 18.08.2016

http://sibiu.rosilva.ro – accesat în 17.08.2016

http://www.sibiu-turism.ro – accesat în 17.08.2016