Oliver Merce Teză de doctorat [301745]

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ A BANATULUI „REGELE MIHAI I AL ROMÂNIEI” DIN TIMIȘOARA

ȘCOALA DOCTORALĂ

INGINERIA RESURSELOR VEGETALE ȘI ANIMALE

ing. Oliver MERCE

TEZĂ DE DOCTORAT

Conducător științific:

Prof. dr. ing. Gheorghe Florian BORLEA

Timișoara, 2016

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ A BANATULUI „REGELE MIHAI I AL ROMÂNIEI” DIN TIMIȘOARA

ȘCOALA DOCTORALĂ

INGINERIA RESURSELOR VEGETALE ȘI ANIMALE

ing. Oliver MERCE

CERCETĂRI PRIVIND DIVERSITATEA STRUCTURALĂ A ARBORETELOR DIN CADRUL REZERVAȚIEI NATURALE “RUNCU – GROȘI”

Conducător științific:

Prof. dr. ing. Gheorghe Florian BORLEA

Timișoara, 2016

CUPRINS

Prefață………………………………………………………………………………

Introducere ……………………………………………………………………………………………………………………

Partea I. Aspecte generale și metodologice

Capitolul 1. Stadiul actual al cunoștințelor privind diversitatea structurala a ecosistemelor din padurile naturale…………………………………………………………….

[anonimizat], concepte ……………………………………………………………………..

1.2. Istoricul cercetărilor privind ecosistemelor forestiere naturale…………………………………….

1.3. Definiții de bază ale pădurilor naturale…………………………………….

1.4. Caracteristicile ecosistemelor forestiere naturale………………………………………………………

Capitolul 2. Scopul și obiectivele cercetărilor ………………………………………………

2.1. Scopul general al cercetărilor …………………………………………………………………………………

2.2. Obiectivele urmărite ………………………………………………………………………………………………

Capitolul 3. [anonimizat] – geografice ale zonei studiate ………………………………….

3.1. Date generale privind localizarea cercetărilor………………………………………………..

3.2. Condiții staționale ………………………………………………………………………………………………….

3.2.1. Așezarea geografică ……………………………………………………………………………………….

3.2.2. Condiții geologice și geomorfologice ……………………………………………………………….

3.2.3. Condiții climatice și hidrologice ……………………………………………………………………..

3.2.4. Condiții edafice ………………………………………………………………………………………………

3.2.5. Tipuri de stațiuni forestiere ……………………………………………………………………………

3.2.6. Tipuri de pădure ……………………………………………………………………………………

Capitolul 4. Material și metodă de cercetare ………………………………………………………………….

4.1. Materialul de cercetare …………………………………………………………………………………………..

4.2. Metode de cercetare ……………………………………………………………………………………………….

Partea II. Rezultatele cercetărilor

Capitolul 5. Cercetări privind structura a arboretelor…………………………………………

5.1. Indici biometrici și de biodiversitate………………………………………

5.1.1. Numărul de arbori și indici de biodiversitate………………………………

5.1.2. Diametrele arborilor………………………………………………………………………………

5.1.3. Desimea de arbori groși la hectar…………………………………………………………………..

5.1.4. Înălțimile arborilor……………………………………………………………………………………

5.1.5. Indicatori statistici ai diametrelor și înălțimilor arborilor…………………………………

5.1.6. Relația dintre înălțimi și diametre…………………………………………………………………

5.1.7. Indici de zletețe……………………………………………………………

5.1.8. Volumul de lemn viu……………………………………………………………

5.2. Starea de vegetație…………………………………………………………………………

5.3. Regenerarea………………………………………………………………………………….

5.4. Echivalarea tipurilor de pădure din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși” cu tipurile de habitate de importanță comunitară……………………………………

Capitolul 6. Cercetări privind volumul de lemnul mort…………………………………………

6.1. Parametri cantitativi ai lemnului mort…………………………………….

6.1.1. Lemnul mort în picioare………………………………………………………..

6.1.2. Lemnul mort la sol…………………………………………………………

6.2. Parametri calitativi ai lemnului mort…………………………………………

6.3. Determinarea unor corelații între volumul de lemn viu și volumul de lemn mort…..

6.4. Lemnul mort și biodiversitatea………………………………

6.4.1. Nișe ecologice (microhabitate)………………………………………………………

6.4.2. Ciupercile descompunătoare și lemnul mort……………………………………….

6.4.3. Coleopterele și lemnul mort………………………………………………………

Capitolul 7. Cercetări privind emisiile de gaze cu efect de seră din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși”…………………………………………………………

Capitolul 8. Concluzii………………………………………………………………..

Capitolul 9. Contribuții originale………………………………………………………

Bibliografie ………………………………………………………………………………………………………..

Rezumat în engleză …………………………………………………………………………………………

Anexe…………………………………………………………………………..

Prefață

Lucrarea de față a fost elaborată sub îndrumarea științifică a prof. dr. ing. Gheorghe-Florian Borlea, titularul disciplinelor de Protecția Naturii și Conservarea Biodiversității, Economie forestieră și Marketing forestier din cadrul Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară a Banatului „Regele Mihai I al României” din Timișoara, căruia îi mulțumesc pentru sprijinul, încurajările și sfaturile acordate de-a lungul perioadei de pregătire și elaborare a tezei.

Mulțumiri sincere adresez de asemenea corpului didactic al Facultății de Horticultură și Silvicultură și al Facultății de Agricultură din cadrul Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară a Banatului „Regele Mihai I al României” din Timișoara pentru sfaturile, recomandările și îndrumările deosebit de utile pe care mi le-au transmis de-a lungul perioadei de pregătire a lucrării.

Doresc să exprim întreaga gratitudine domnului dr. ing. Iovu Adrian Biriș pentru cooptarea mea în proiecte naționale și internaționale privind studiul pădurilor virgine românești, pentru sprijinul neîncetat și îndumările acordate de-a lungul carierei mele profesionale în cadrul Institutului Național de Cercetare Dezvoltare “Marin Drăcea”, precum și pentru sfaturile și îndrumările acordate pentru pregătirea acestei teze.

Gratitudine deosebită datorez colegului dr. ing. Olivier Bouriaud, pentru sfaturile și îndrumările acordate, în special pentru partea de prelucrare a datelor și de redactare a tezei.

Multe și calde mulțumiri adresez colegilor de la Institutul Național de Cercetare Dezvoltare “Marin Drăcea” – Stațiunea de Cercetare – Dezvoltare și Experimentare – Producție Timișoara, dr. ing. Daniel-Ond Turcu, dr. ing. Ilie-Cosmin Cântar, drd. ing. Nicolae Cadar, dr. ing. Radu Brad, dr. ing. Ion Chisăliță, dr. ing. Ioan Adam, tehn. Adrian Mircu pentru sprijinul, înțelegerea și încurajările acordate de-a lungul perioadei de pregătire și elaborare a tezei.

Nu în ultimul rând, mulțumesc familiei mele pentru încurajări, pentru încredere, sprijin și înțelegere totale de-a lungul perioadei de elaborare a lucrării și nu numai.

Partea I. Aspecte generale și metodologice

Capitolul 1. Introducere

Conservarea biodiversității a devenit o preocupare de bază pentru managementul pădurilor,
atât în țările în ​​curs de dezvoltare cât mai ales în țările dezvoltate. Acest lucru se reflectă printr-o gamă de inițiative naționale și internaționale stabilite ca urmare a Convenției ONU privind diversitatea biologică ce a avut loc la Rio de Janeiro în 1992 (Grayson și Maynard 1997, citat de McElhinny, C., 2002). Prin aceste inițiative, guvernele s-au angajat la actiuni care au ca scop menținerea biodiversității prin gestionarea durabilă a ecosistemelor forestiere (McElhinny, C., 2002).

În vederea îndeplinirii acestor angajamente este nevoie de metode clare și practice de definire și măsurare a biodiversității (Noss 1990, citat de McElhinny, C., 2002). Pe baza faptului că biodiversitatea se referă la diversitatea formelor de viață (Hunter 1999, citat de McElhinny, C., 2002), o abordare comună a constat în a descrie biodiversitatea ca o formă de diversitate a speciilor (Gove 1996, Magurran 1988, citat de McElhinny, C., 2002). Acest lucru s-a dovedit problematic din cauza varietății metodelor folosite, datorită inexistenței unui acord comun de utilizare a unei anumite metode (Hurlbert 1971, citat de McElhinny, C., 2002), datorită imposibilității de a înregistra toate speciile (Van Den Meersschaut și Vandekerkhove 1998, citat de McElhinny, C., 2002), precum și datorită faptului că înregistrarea prezenței și a abundenței de specii diferite nu furnizează în mod necesar o perspectivă clară cu privire la modul de îmbunătățire a managementului (Stone și Porter 1998, citat de McElhinny, C., 2002).

Pentru evaluarea biodiversității, în practică, cel mai des folosit indicator este numărul de specii. În timp ce bogăția speciilor este un indicator important și ușor de înțeles al biodiversității, în nici un caz nu este singurul. Pentru cei mai mulți oameni, diferitele specii dintr-o pădure nu sunt de importanță egală, considerentele sunt însă întotdeauna contextuale. Speciile mari, rare și amenințate sunt considerate de multe ori mult mai valoroase decât speciile mici, comune, răspândite la scară largă. În plus, noțiunea de biodiversitate merge mult dincolo de diversitatea organismului (Wilson 1992, citat de Duelli, P., et al., 2005). Pentru o evaluare a importanței pădurilor virgine din punct de vedere al biodiversității, trebuie luate în considerare cele mai importante sisteme de valori antropocentrice implicate în evaluarea biodiversității pădurilor (Duelli, P., et al., 2005).

Evaluarea și monitorizarea biodiversității ecosistemelor este o activitate de mare actualitate ce trebuie desfășurată în vederea protecției naturii. Pentru acest lucru trebuie să se dezvolte și metodologii de evaluare și monitorizare (Borlea, G., F., 2006).

O abordare alternativă este de a utiliza indicatori sau surogate măsurabile, pentru a
descrie și a monitoriza biodiversitatea (Ferris și Humphrey 1999, Noss 1990, citați de McElhinny, C., 2002). În general, indicatorii biodiversității pot fi plasați într-una din două categorii, cea bazată pe identificarea speciilor cheie și cea bazată pe identificarea structurilor cheie (Lindenmayer colab. 2000a, citat de McElhinny, C., 2002). Utilizarea speciilor cheie s-a dovedit a fi problematică deoarece nu au putut fi bine stabilite relații solide între potențialele specii indicatoare sau grupuri de specii și biodiversitatea totală (Van Den Meersschaut și Vandekerkhove 1998, Lindenmayer și Cunningham 1997, citați de McElhinny, C., 2002).

Pe de altă parte, indicatorii bazați pe structura pădurii generează un interes considerabil, atât în ​​rolul lor de surogate practice pentru biodiversitate (Uuttera colab. 2000, Lahde colab. 1999, Koop colab. 1994, Buongiorno et al 1994, citați de McElhinny, C., 2002) dar și ca o cheie pentru înțelegerea surselor de biodiversitate în ecosistemele forestiere (Spies 1998, Franklin 1988, Franklin et al. 1981, citați de McElhinny, C., 2002). O pădure cu o varietate structurală crescută a componentelor este considerată capabilă de a avea o varietate de resurse și de specii care utilizează aceste resurse (Tanabe et al. 2001, Brokaw 1999, Pretzsch 1997, Williams și Woinarski 1997, citați de McElhinny, C., 2002). În consecință, există adesea o corelație pozitivă între biodiversitate, varietate și/sau complexitatea ansamblului componentelor structurale în cadrul unui ecosistem (MacNally și colab. 2001, citați de McElhinny, C., 2002).

Cele mai complexe ecosisteme forestiere, atât din punct de vedere funcțional cât și din punct de vedere al informațiilor oferite sunt ecosistemele întâlnite în pădurile cu grad ridicat de naturalitate, denumite de către diverși autori “păduri virgine”. Aceste pot fi considerate un adevărat ghid de gospodărire durabilă a pădurilor incluse în circuitul de producție.

Conform inventarierii din perioada 2001-2004, în România se găsesc cca. 218500 ha de păduri virgine, 10% dintre acestea fiind făgete pure sau amestecate din zona de deal (Radu, S., et al., 2004).

Istoricul cercetărilor privind ecosistemelor forestiere naturale

Relativ recent, interesul în gestionarea durabilă a pădurilor în legătură cu biodiversitatea
și conservarea naturii, a crescut rapid. Un număr mare de diferite organizații
științifice și de cercetare au subliniat importanța regiunilor și a ecosistemelor nealterate din diferite părți ale lumii. Pădurile virgine, în special, au primit o atenție deosebită. Gradul înalt de biodiversitate, potențialul de variabilitate genetică, naturalețea și unicitatea acestor zone au

fost, de asemenea, subiecte de discuții politice și publice (Schuck, A., et al, 1994).

Cercetările tradiționale asupra pădurilor virgine s-au realizat în mare parte studiind structura și dinamica acestora. Rezultatele acestor studii sunt foarte valoroase datorită faptului că suprafețele de probă permanente au fost observate pe perioade de mai multe decenii. Un gol în cercetarea tradițională constă în abordarea subiectelor referitoare la biodiversitate, acest subiect fiind considerat de o importanță minoră în ultimele decenii. Metodologia utilizată în legătură cu aceste studii este foarte avansată și, prin urmare, de mare interes pentru descrierea unor indicatori ai biodiversității în pădurile neafectate de activități umane (Schuck, A., et al, 1994).

Arborii și structura arboretului sunt în strânsă interacțiune cu alte componente ale ecosistemului forestier, cum ar fi acoperirea solului cu vegetație sau cu faună. Din această cauză, structura, dinamica și dezvoltarea arboretelor ar putea juca un rol cheie în descrierea indicatorilor biodiversității atât în păduri naturale cât și în pădurile incluse în circuitul productiv din Europa (Schuck, A., et al, 1994).

Activitățile de cercetare ale pădurilor virgine pot fi împărțite în trei faze diferite. Primele studii și cercetări în pădurile virgine din Europa au fost concentrate pe descrierea structurii lor. În toate aceste studii timpurii, principalele obiective au fost de a se îmbogăți cunoștințele în ceea ce privește structura originală a pădurilor naturale. În plus, pădurile naturale ar trebui să funcționeze ca un refugiu pentru speciile pe cale de dispariție, specii care nu ar putea supraviețui în păduri gestionate într-un alt mod (Hesmer 1934, citat de Schuck, A., et al, 1994). Unele dintre primele articole care au tratat pădurile naturale au fost o descriere a pădurii virgine din "Schattawa" – Boemia (Engler 1904, citat de Schuck, A., et al, 1994), și un raport privind constituirea unei rezervatii forestiere în Spessart, Germania, formata din arborete naturale de stejar (Dingler, 1908, citat de Schuck, A., et al, 1994) (Schuck, A., et al, 1994).

În Finlanda au început să se facă cercetări în pădurile neafectate de om încă de la începutul anilor 1900. Ilvessalo (1920, 1937) și Cajander (1926) au făcut cercetări de pionierat în special în domeniul structurii, creșterii și productivității în arboretele naturale. În același timp, a fost stabilit un număr mare de suprafețe de probă permanente și măsuratorile continuă în ele chiar și astăzi. O altă abordare în ceea ce privește cercetarea în pădurile neafectate de om a fost de a crea suprafețe de control în tipuri de păduri similare dar supuse unui management silvic pentru a compara rezultatele obținute. Acesta a avut drept scop dobândirea de cunoștințe necesare îmbunătățirii metodelor silviculturale de gospodărire existente. Acest lucru a fost făcut încă din 1920 în Finlanda de către Ilvessalo (1920) și în alte țări europene, de exemplu, Austria, Elveția și Germania (Schuck, A., et al, 1994).

Morosow a fost primul care a avut ca preocupări efectuarea de studii cu privire la dinamica și dezvoltarea pădurilor, în special în zona boreală, încă din 1914. El este considerat ca fiind fondatorul cercetării ecosistemului forestier (Schuck, A., et al, 1994).

În trecutul nu prea îndepartat, o abordare orientată spre ecosistem și-a găsit o atenție deosebită în cercetarea pădurilor. Caracteristicile tipice sunt abordarea interdisciplinară și combinarea rezultatelor din diferite domenii de lucru, cum ar fi știința solului, fluxul de substanțe nutritive și sănătatea pădurilor (efectele poluării aerului și influența schimbărilor climatice). Datorită presiunii tot mai mari asupra ecosistemelor forestiere cauzate de intervenția umană și de poluarea mediului, au fost inițate o serie de programe, cum ar fi Programul de cooperare internațională privind evaluarea și monitorizarea efectelor poluării atmosferice asupra pădurilor (IMP) (UN-ECE, 1989) (Schuck, A., et al, 1994).

Activitățile de cercetare din America de Nord asupra pădurilor virgine sunt în mare parte interdisciplinare. Acestea se concentrează pe cercetarea solului, studii privind necromasa precum și aspecte legate de zoologie. Eforturi sustinute sunt depuse în domeniile cercetării modelării și studiului dinamicii golurilor din plafonul superior al arboretelor (Runkle, 1990; Shugart et al, 1981;. Shugart, 1986 citați de Schuck, A., et al, 1994). Combinarea muncii de teren cu cea de laborator este foarte comună în America de Nord, dovedindu-se a fi o abordare foarte bună. Unul dintre principalele grupuri din cercetare a pădurilor virgine este condus de Tom Spiess (Corvallis, Oregon), care este în același timp, șeful grupului național de cercetare al SUA. El este în strânsă legatură cu Henk Koop (Wageningen, Olanda), care este liderul grupului european de cercetare (Schuck, A., et al, 1994).

Leibundgut a subliniat necesitatea cercetării pădurilor virgine după al doilea război mondial. El a promovat importanța studierii acestor ecosisteme forestiere naturale. Ca urmare, în 1971 a fost fondat de către IUFRO Grupul de lucru de cercetare a pădurilor virgine, prezidat de Leibundgut. Sarcina principală a fost de a intensifica cercetarea în pădurile virgine și de a promova acest obiectiv la nivel mondial. În paralel cu activitățile acestui grup de lucru, rețeaua a fost îmbogățită prin diferite tipuri de rezervații, cum ar fi pădurile neincluse în circuitul economic, păduri semi-naturale sau chiar pădurile cu rol de producție. Dezvoltarea a fost sprijinită de către IUFRO care în același timp a promovat studiul pădurilor virgine. Din păcate, cercetarea pădurilor virgine nu a fost coordonată la nivel mondial și prin urmare fluxurile de cercetare au evoluat foarte diferit. Cercetarea pădurilor în rezervațiile naturale europene, în special în Europa Centrală, se bazează pe structura biomasei, regenerarea naturală și structura arboretului. Pedologia, flora și fauna, componente și ele ale pădurilor virgine au fost rareori integrate în cadrul studiilor (Schuck, A., et al, 1994).

Liniile directoare pentru cercetarea și colectarea datelor din pădurile virgine au fost accentuate de Leibundgut (1978, 1982) și, prin urmare, acesta a avut o influență puternică asupra metodologiei europene de cercetare. Principalele criterii pentru examinarea arboretelor naturale au fost:

• Utilizarea de suprafețe de probă permanente,

• Analiza stadiilor de dezvoltare,

• Descrierea structurii arboretelor (Schuck, A., et al, 1994).

În Romania a existat un interes științific pentru cunoașterea pădurilor virgine încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea când silvicultorul francey G. Hüffel descrie pădurea virgină Piscul Câinelui din cadrul Ocolului Silvic Sinaia, același autor descriind pădurile virgine din Romania într-o revistă franceză (Giurgiu, V., et al. 2001).

P. Antonescu alături de A. Nedelcovici realizează în anul 1911 o inventariere a pădurilor virgine din Ocolului Silvic Sinaia. Contribuții remarcabile sunt aduse si de J. Fröhlich (1925, 1930, 1937, 1940, 1954). I. Popescu – Zeletin, L. Petrescu și M. Stănescu identifică în 1943 și amplasează în 1949 cinci suprafețe pentru studiul dinamicii pădurilor virgine din Carpații de Sud – Est. C. Costea (1957) face o analiză a pădurilor virgine situate în bazinul superior al Văii Prahovei. O analiză detaliată a structurii arboretelor virgine de fag din Munții Făgăraș se găsește în lucrări publicate de Leahu și Disescu, iar date privind structura și regenerarea pădurilor virgine de fag din Munții Parâng se regăsesc în teza de doctorat elaborată de D. Târziu. În 1989 V. Giurgiu studiază caracteristicile structurale ale pădurilor din Parcul Național Retezat (Giurgiu, V., et al. 2001).

Smejkal et. all (1995) ca autori ai carții “Pădurea seculară – Cercetări ecologice în Banat” prezintă numeroase date din pădurile virgine situate în sud estul României. În anul 1999, C. Iacob analizează structura și fazele de dezvoltare în păduri cvasivirgine de fag și brad situate în Munții Bucegi și Piatra Craiului (Giurgiu, V., et al. 2001).

Demnă de remarcat este și monografia “Pădurile virgine din România” în care sunt prezentate aspecte istorice, taxonomice, ecologice, dendrometrice și structurale, precum și descierea unui număr de 12 păduri virgine considerate reprezentative pentru țara noastră (Giurgiu, V., et al. 2001).

Fig. 1. Distribuția pădurilor virgine din România (xxx, 2004)

1.3. Definiții de bază ale pădurilor virgine, cvasivirgine și naturale

Pentru a avea o bază comună de discuții asupra pădurilor naturale, termenii și definițiile trebuie să fie descrise într-un context internațional. Dezvoltarea istorică diferită a pădurilor, utilizarea lor, localizarea și diversitatea ecosistemelor forestiere generează clasificări naționale variate. Pentru o comparație la nivel internațional este util a se clasifica termenii în funcție de lucrurile asupra cărora aceștia se concentrează, asupra originii și dezvoltării, asupra influenței umane și în funcție de managementul pădurilor (Parviainen, J., 2005).

Conceptul de "naturalitate" se referă la cât de naturală este o pădure. Naturalitatea unui ecosistem forestier sau a vegetației poate fi definită ca măsura în care compoziția speciilor ce aparțin vegetației existente corespunde cu potențialul natural al vegetației din același sit (Naturnähe Österreichischer Walder 1997). Termenul "hemerobie" este adesea utilizat în scopul de a defini gradul de influență umană asupra pădurilor. Hemerobia include toate influențele antropice, cum ar fi managementul, impactul pășunatului vitelor, al vânătorii, turismului și a altor tipuri de impact uman. Gradul de naturalitate poate varia de la "pădure virgină" (grad extrem de ridicat de naturalitate) până la plantațiile de specii exotice (grad foarte scăzut de naturalitate). Austria a fost prima țară din Europa care a efectuat un inventar pe parcursul anului 1990 asupra naturalității pădurilor sale (Grabherr et al. 1998, citat de Parviainen, J., 2005). Din datele curente și istorice cu privire la structura pădurilor, este clar că majoritatea pădurilor din Europa Centrală și de Est au fost modificate de către oameni (Peterken 1993, 1997 citat de Parviainen, J., 2005) (Parviainen, J., 2005).

"Pădurea virgină" poate fi definită după cum urmează: are o structură originală, s-a dezvoltat fără a fi influențată de om, în condiții naturale. Pădurile virgine nu se limitează numai la stadiul de climax, deși majoritatea pădurilor virgine sunt păduri bătrâne. Termenul ​​"pădure primară" este adesea folosit alternativ cu termenul "pădure virgină" (Schuck et al. 1994 citat de Parviainen, J., 2005) (Parviainen, J., 2005).

Există, de asemenea, și alte definiții pentru pădurile virgine. Fröhlich (1954) definea pădurea virgină drept “o pădure compusă din toate clasele de diametre și vârste, care a luat naștere pe cale naturală, fără intervenția omului și care nu a fost supusă în mod sistematic regulilor de gospodărire silvică. Caracteristici sunt arborii doborâți (de vânt, zăpadă, bătrânețe sau alte cauze), căzuți la sol, nefolosibili, în stare de putrefacție” (Radu, S., et al. 2004).

Negulescu, Stănescu, Florescu, Târziu (1975) au definit pădurea virgină “ca un produs al evoluției multimilenare a vegetației forestiere care s-a dezvoltat si restructurat continuu numai sub actiunea directă a forțelor naturii. Ea reprezintă, de regulă, un amestec de arbori, aparținând uneia sau mai multor specii și de cele mai diferite vârste și dimensiuni, neregulat grupați și repartizați pe întreaga suprafață. Este un biosistem natural, rezultat al unui îndelungat proces de organizare, funcționare și perfecționare a relațiilor trofice și a schimbărilor de substanță și energie, dispunând în mod obișnuit de o intensă capacitate de autoreglare și echilibrare dinamică.” (Radu, S., et al. 2004).

Probabil cea mai completă definiție este cea emisă de Fanta (2002) (Universitatea Wageningen, Olanda): „[Pădurea virgină este] o pădure naturală, în care speciile de arbori și arbuști se găsesc în diferite etape ale ciclului lor de viață (sub formă de puieți, tineret, codrișor sau codru bătrân) și în care lemnul mort (în picioare sau căzut la sol) se află în diferite stadii de putrezire, astfel încât arboretul să prezinte structuri verticale și orizontale mai mult sau mai puțin complexe, ca rezultat al unui proces dinamic, care permite comunității naturale de arbori să dăinuiască continuu și fără limită în timp, pe teritoriul respectiv. În pădurile virgine, dinamica proprie sistemelor vii este strâns legată de însușirile ecologice ale speciilor de arbori dominanți (inclusiv de longevitatea acestora), de impactul altor organisme (exemplu, atacurile insectelor) și de impactul factorilor abiotici legați de substrat, climat, de complexul topografic și nivelul apelor (cum sunt viiturile, zăpezile abundente, inundațiile). O secvență a acestei dinamici o constituie apariția temporară a golurilor (ochiurilor) în arboretul respectiv, sau a stadiilor lipsite de arbori pe suprafețe mai mari. În cadrul zonei fitogeografice respective, pădurile virgine diferă, ele formând tipuri specifice de comunități forestiere cu compoziție, structură spațială, dinamică și diversitate globală caracteristică, determinate de altitudine, topografie, macroclimat, de resursele nutritive și de apă. Pădurile virgine reflectă, în felul acesta, armonia naturală dintre comunitatea forestieră și condițiile abiotice, pe deplin consolidată în decursul unei dezvoltări milenare, continuă din Holocen” (Radu, S., et al. 2004).

Pădurile primare sunt în mod obișnuit zone constituite din păduri bătrâne și care au ajuns păduri virgine fără o intervenție umană (UNCED, 1992). O definiție dată de Mayer și Brünig (1980) descriu pădurile primare ca păduri naturale cu o structură naturală, lipsite de influențe antropice din trecut și până în prezent, ele fiind asezate la același nivel cu pădurile virgine. Mayer și Brünig (1980) disting, de asemenea, păduri virgine secundare. Acestea sunt pădurile aflate într-o stare naturală (sau aproape naturală) care nu prezintă în momentul de față nicio influență antropică evidentă sau prezintă o astfel de influență doar într-o măsură minimă. De multe ori, ele s-au dezvoltat din păduri supuse tăierilor rase sau din pădurile supuse pășunatului dar acum prezintă caracteristici care sunt tipice pentru pădurile virgine (comparabile cu pădurea naturală). Este foarte important să se țină cont de faptul că termenul de pădure virgină nu se referă neapărat la stadiul final de dezvoltare, ci la toate etapele de dezvoltare (Schuck, A., et al, 1994).

Termenul "pădure neafectată de om" a fost recomandat, în special, de FAO și de Conferința Ministerială privind Protecția Pădurilor în Europa MCPFE (1993) și acest termen este văzut adesea ca un sinonim pentru pădure virgină. Definiția de pădure neafectată de om este, totuși, mai puțin strictă decât definiția de pădure virgină. "Pădurea neafectată de om" este supusă dinamicii pădurilor naturale, iar zona este suficient de mare pentru a menține caracteristicile sale naturale. Mai mult decât atât, nu a existat nicio intervenție umană semnificativă cunoscută, sau ultima intervenție umană a fost cu destul de mult timp în urmă pentru a fi permis proceselor și speciilor naturale să se restabilească. Ministerul Mediului și Agenția Națională a Pădurilor și Naturii din Danemarca (1994) definește termenul ca "pădure neinfluențată de activități de management pentru un anumit timp". Această definiție implică faptul că o zonă împădurită a fost gospodărita în trecut, dar prin abandonarea executării lucrărilor silviculturale aceste păduri se vor dezvolta în mod natural si vor prezenta caracteristicile tipice ale padurilor virgine (lemn mort, nișe pentru anumite specii de floră și faună) (Parviainen, J., 2005). Această definiție este influențată de contextul actual din Europa de Vest unde practic influența antropică a modificat probabil ireversibil ecosistemul forestier.

În ceea ce privește termenul “pădure seculară”, acesta este folosit mai ales în America de Nord și, în general, se referă la pădurile care sunt în totalitate naturale sau au rămas neafectate de oameni pentru câteva sute de ani (Dudley, 1992). Conform Kaufmann et al. (1992), pădurile seculare sunt definite ca: "Ecosisteme distincte alcătuite din arbori bătrâni care prezintă caracteristicile structurale specifice ultimelor faze de dezvoltare a arboretelor și dezvoltării succesionale ale acestora. Acestea diferă de structura pe care o are arboretul în fazele inițiale, de compoziția și funcția acestuia" (Schuck, A., et al, 1994).

USDA (1992) a depus un mare efort în definirea cât mai detaliată a unor atribute care să descrie pădurile seculare. Principalele componente sunt:

• arbori mari, arbori rupți și mari cantități de material lemnos căzut la sol,

• o dispunere multietajată a coroanelor arborilor și prezența golurilor din coronament,

• prezența arbuștilor și a speciilor ierboase (Schuck, A., et al, 1994).

În această definiție nu avem nicio referire la speciile de animale, sau la alte specii din ecosistem, probabil deoarece aceste specii au dispărut ireversibil în contextul socio-istoric.

Atributele suplimentare ale pădurilor seculare sunt arboretele care conțin un procent destul de mare de arbori bătrâni de peste 200-250 de ani, multe epifite, arbori cu forme individuale, coroane neregulate si mari, ramuri mari (Franklin et al. 1981, citat de Schuck, A., et al, 1994). Caracteristicile arboretelor seculare, de obicei, nu au fost găsite în etapele anterioare de dezvoltare ale acestora (Kaufmann et al., 1992, citat de Schuck, A., et al, 1994).

Cu toate acestea, definiția "pădurilor seculare" tinde să difere foarte mult în funcție de tipul de habitat, localizare, etc. Acest lucru face dificilă o caracterizare clară de pădurii seculare. Există diferențe între țări, în special în cazul țărilor din Europa și din America de Nord (Schuck, A., et al, 1994).

Termenul de “pădurea naturală” este foarte controversat și definițiile se bazează pe factori diversi (Ibero, 1994, citat de Schuck, A., et al, 1994). Nu a fost încă găsit un consens și pentru acest motiv exista o serie de definiții, enumerate mai jos (Schuck, A., et al, 1994). Subiectivitatea autorilor ce au tratat într-un fel sau altul această problemă este strâns legată de contextul studiat și de imposibilitatea de a cuprinde într-o definiție diversitatea extraordinară a pădurilor naturale de pe glob.

"Pădurile naturale" se dezvoltă și se regenerează prin succesiune naturală, dar pot prezenta influențe antropice din trecut (Schuck et al. 1994). Diferența dintre "pădurile virgine" și pădurile "naturale" constă în influențele umane din trecut. Termenul de pădure naturală este mult mai relevant în practică, deoarece unele tipuri de influențe umane pot fi aproape întotdeauna găsite în pădurile europene (Parviainen, J., 2005).

Leibundgut (1987) definește pădurile naturale ca "pădurile care au evoluat ca o secvență de succesiune naturală și care prezintă de multe ori influențele antropice din trecut sau care s-au dezvoltat pe pășuni negospodărite sau pe terenuri necultivate". Acest lucru se stabilește la un nivel similar și pentru pădurile virgine sau secundare. Pădurile de acest tip sunt adesea găsite în Finlanda, Karelia rusă și centrul Suediei (Heikinheimo, 1915; Parviainen, 1993) (Schuck, A., et al, 1994).

Mayer și Brunig (1980) definesc pădurile naturale diferit: "Dezvoltarea pădurilor neafectate de intervenția umană; structura pădurii are legătură cu stadiul climax de dezvoltare, în cazul în care procesele de dezvoltare naturală nu sunt afectate de catastrofe naturale, cum ar fi foc, vânt, zăpadă sau insecte". Această definiție apropie pădurile naturale de pădurile virgine punând accentul în principal pe stadiul climax de dezvoltare al arboretului (Schuck, A., et al, 1994).

Ministerul Mediului și Agenția Națională a Pădurilor și Naturii din Danemarca (1994) oferă următoarea definiție pentru pădurile naturale: "Pădurea naturală provine din fostele păduri, de exemplu o pădure ce a luat naștere în mod natural. Pădurea naturală este, astfel, o pădure care s-a generat spontan într-un anumit loc și care are în compozitie specii de arbori caracteristice tipului natural fundamental. Pădurile naturale pot fi mai mult sau mai puțin influențate de practicile silviculturale, de exemplu, prin tehnici de exploatare forestieră sau de regenerare, dar pădurile trebuie să nu fi fost regenerate prin însămânțare sau plantare". Succesiunile naturale, procesele de dezvoltare spontane, dar si influențele antropice caracterizează definiția daneză a pădurilor naturale (Schuck, A., et al, 1994), dar succesiunile nu au ajuns până astăzi, nicăieri în Europa de Vest la un stadiu de climax. Pe de altă parte, procesul de poluare a solului, aerului și apei nu mai permit, cel puțin pe termen scurt, revenirea la tipul natural fundamental al pădurilor în Europa de Vest.

"Pădurile ancestrale" și "pădurile semi-naturale" sunt termenii cei mai frecvent utilizați în Marea Britanie și sunt uneori găsiți în literatura de specialitate din alte țări europene.
"Pădurile ancestrale" se referă la siturile care au fost acoperite în mod continuu cu păduri de câteva sute de ani sau cel puțin din momentul realizării primei hărți. Unele ar putea fi rămășițele pădurilor preistorice în timp ce altele apar ca păduri secundare pe terenurile de pe care au fost eliminate la un moment dat în trecut (Peterken 1993, Comisia pentru Silvicultură, 1994, citați de Parviainen, J., 2005). Aceste păduri pot fi de peste 400 de ani, dar nu înseamnă în același timp că arborii actuali sunt la fel de bătrâni, deși acest lucru poate fi posibil (Peterken, 1987, Autoritatea Forestieră, 1994) (Schuck, A., et al, 1994). Conform lui Peterken, în Marea Britanie nu mai găsim deloc păduri naturale.

"Pădurile semi-naturale" sunt afectate de influența umană, dar nici compoziția si nici structura arboretului nu a fost modificată în mod direct sau indirect. Arboretele sunt compuse în principal din specii native de arbori, de origine locală. Ele sunt rezultatul regenerării naturale, sau a tratamentelor silviculturale aplicate, în unele cazuri rezultând chiar din plantații (Schuck et al 1994; Comisia pentru Silvicultură, 1994 citați de Parviainen, J., 2005). Termenul "pădurea semi-naturală" a fost folosit prima dată de către Tansley (1939) și a fost preluat în literatura de specialitate din alte țări deoarece aproape toate pădurile din Europa au fost gospodarite într-o oarecare măsură, în ultimele secole (Schuck, A., et al, 1994).

Compoziția naturală garantează un spectru larg de floră și faună indigene. Dacă pădurile semi-naturale sunt suficient de mari în întindere, ele sunt de mare valoare și asigură variabilitatea pe termen lung a populațiilor de plante și animale (Comisia de Silvicultură 1990 citat de Schuck, A., et al, 1994). Referitor la întindere, aceste păduri trebuie să fie suficient de mari ca să includă arealul speciilor (de exemplu carnivorele mari necesită suprafețe întinse și liniște pentru reproducere și pentru a avea o dezvoltare durabilă în timp, lucru greu de realizat datorită fragmentării arealului în special de rețelele de transport actuale). O altă posibilitate a originii pădurilor semi-naturale este că ele s-au dezvoltat treptat sau accidental, deoarece zona în care ele au crescut nu a fost potrivită pentru exploatarea intensivă sau pentru managementul orientat spre producție. Acest tip de impact redus al managementului este tipic pentru regiunile montane (Schuck, A., et al, 1994).

Pădurile care au fost plantate sau semănate după secolul al XVII-lea sunt numite păduri recente (Watkins, 1990). Acești termeni sunt un exemplu pentru expresiile folosite pentru alte tipuri de păduri similare din Europa și arată dificultățile și varietatea criteriilor folosite pentru a le caracteriza. În zonele unde pădurile au fost mai putin gospodărite, cum ar fi America de Nord și Australia "Old growt – păduri seculare" are un înțeles diferit, referindu-se la păduri neperturbate pe perioade lungi de timp (Dudley 1992 citat de Schuck, A., et al, 1994) (Schuck, A., et al, 1994).

Wilderness Society din Statele Unite ale Americii a folosit și redefinit definițiile descrise mai sus pentru propriile studii. Ei au definit 20 categorii de păduri ce constau în trei grupe principale (Morrison, 1991):

• păduri bătrâne"clasice"

• păduri bătrâne "timpurii"

• arborete "mature" (Schuck, A., et al, 1994).

Pădurile virgine și naturale sunt rămășițe importante ale ecosistemelor forestiere valoroase și rare. Ele constituie o bază pentru cercetările și aplicațiile silviculturale “aproape-de-natură”, pentru planificarea rețelei naționale de păduri protejate. Este general acceptat faptul că pădurile naturale sunt un model de bază pentru realizarea unei silviculturi aproape-de-natură. În rezervațile forestiere stricte, urmărirea modului în care pădurile naturale se dezvoltă și evoluează poate fi observat, elucidat și analizat, iar rezultatele ulterioare pot fi „imitate” în pădurile multifuncționale. Gestionarea pădurilor se bazează în general pe o combinație de informații obținute din cercetări asupra pădurilor naturale și din experimente silvice în zonele forestiere convenționale (Schutz 1992, Parviainen, et al. 2000b) (Parviainen, J., 2005).

Completarea rețelei disponibile de păduri protejate, este unul dintre obiectivele principale ale politicilor forestiere curente. Cu toate acestea, nu există nici măcar un singur obiectiv, convenit la nivel internațional în ceea ce privește proporția de păduri strict protejate pe care ar trebui să le dețină o țară (de exemplu, 5% sau 10%). Pădurile rare și vulnerabile, în special resturi de păduri virgine, pot fi protejate doar prin intermediul unor rezervații forestiere de dimensiuni medii sau mari. Pentru a garanta o varietate de habitate și de etape de dezvoltare a pădurilor protejate, este necesar să se păstreze cât mai bine pădurile tinere valoroase. Protejarea sau menținerea în general a biodiversității, ar trebui să fie văzută ca un proces dinamic necesar pentru a asigura evoluția dinamică a diferitelor specii și ecosisteme în paralel cu ciclul de dezvoltare al pădurii (Parviainen, J., 2005). Rețeaua Natura 2000, așa cum este ea definită actual, asigură doar parțial evoluția durabilă a speciilor.

Menținerea biodiversității în zonele împădurite poate fi realizată având o rețea adecvată de arii protejate și prin implementarea la scară largă a unor măsuri silviculturale de gospodărire “aproape-de-natură” care să integreze conservarea, producția și funcțiile non-productive (Conferința Ministerială privind protecția pădurilor în Europa, 1993). Pădurile multifuncționale au cea mai mare importanță pentru conservarea organismelor vii deoarece aceste păduri reprezintă 80-90% din suprafața împădurită în majoritatea țărilor europene. Silvicultura “aproape de natura” produce într-un mod economic și eficient lemn și în același timp oferă protecție și conservare pe scară largă prin îmbogățirea biodiversității la toate nivelurile spațiale creând premisele pe termen lung pentru dezvoltarea durabilă a speciilor din ecosistemul respectiv. (Parviainen, J., 2005)

Potrivit lui Mayer și Brunig (1980) “pădurile secundare” provin ca urmare a proceselor de succesiune naturală, fie ca urmare a dispariției pădurii naturale sau secundare existente, ce a fost eliminată de om sau distrusă de catastrofe naturale (de exemplu incendii sau atacuri de insecte) (Schuck, A., et al, 1994).

Se presupune că pădurile regenerate în mod natural după dispariția speciilor pioniere sunt primele care formează noul fond forestier. Succesiunea poate fi, de asemenea, controlată prin intervenția omului. În ambele cazuri, cu toate acestea, pădurile sunt clasificate ca fiind secundare, fiind în curs de dezvoltare către o pădure naturală sau către o pădure cu rol de producție. În diferite țări europene, pășunile neadministrate sunt lăsate sub influența succesiunilor naturale. În astfel de zone, pădurile secundare se pot dezvolta nestingherit fără intervenție umană (Schuck, A., et al, 1994).

Câteva exemple de comunități non-fragmentate de păduri virgine din Europa Centrală, de Est și Europa de Sud-Est sunt prezentate mai jos (Schmidt-Vogt 1991; Leibundgut 1982, 1993; Korpel 1989, 1995; Diaci 1999; Parviainen colab. 1999, citați de Parviainen, J., 2005):

– Pădurea "Perucica" din Parcul National Sutjeska, Bosnia-Herțegovina – amestecuri de molid-brad-fag;
– Pădurea "Slătiora" din Suceava, România – amestecuri de molid-brad-fag;

– Pădurea "Rajhenavski Rog" din Koãevje Rog, Slovenia – amestecuri de brad-fag;

– Rezervația Naturală "Kubany" din Boubín, Republica Cehă – amestecuri molid-brad-fag;

– Pădurea "Scatlé / Brigels", Graubünden, Elveția – pădure de molid;

– Pădurea "Dobroc", Slovacia – amestecuri de molid-brad-fag;

– Pădurea de fag "Uholka", din Rezervația Biosferei Carpați, Ucraina

– Pădurile din Parcul Național Bialowieza, Polonia.

Aceste păduri se găsesc în general în zone actuale, sau foste, de frontiere, unde intervenția antropică a fost minimală.

1.4. Caracteristicile ecosistemelor forestiere naturale

Ecosistemele sunt adesea caracterizate în termeni de specie și compoziție genetică
(Hunter 1999), chiar dacă această abordare ignoră procesele ecologice (de exemplu, disturbanțe naturale, resturile descompuse de materiale lemnoase, ciclul nutrienților, etc), care sunt critice pentru menținerea biodiversității (Noss 1990). O abordare alternativă, sugerată pentru prima dată cu mai bine de două decenii în urmă (Franklin et al. 1981) este de a descrie ecosistemelor forestiere în funcție de caracteristicile care fac referire la structura și funcția lor spre deosebire de cele care descriu doar compoziția (Franklin et al. 2002, Noss 1990 Franklin 1988) (McElhinny, C., 2002).

Pădurea virgină și cvasivirgină prezintă următoarele caracteristici structurale:

• are un volum mare de biomasă;

• prezintă exemplare de mari dimensiuni, cu vârste inaintate, exemplare ce pot atinge potențialul maxim de dezvoltare al speciei;

• prezintă volume insemnate de lemn mort în diverse stadii de descompunere;

• prezintă o structură heterogenă, cu o repartizare mozaicată a componentelor (Radu, S., et al., 2004).

Prin urmare:

• Structura se referă la aranjamentul spațial al diferitelor componente ale ecosistemului, cum ar dispunerea pe verticală a coroanelor și spațierea arborilor;

• Funcția se referă la modul în care variază diverse procese ecologice, cum ar fi producerea materiei organice, modul de realizare a acestor procese și care sunt ratele de apariție ale acestora;

• Compoziția se referă la identitatea și varietate elementelor, caracterizate prin bogăția și abundența speciilor (McElhinny, C., 2002).

În urma numeroaselor cercetări științifice s-a reușit elaborarea doar a unor concluzii realiste în ceea ce privește structura și dinamica pădurilor cu grad ridicat de naturalitate fără a fi făcute referiri la dimensiunile minime ale unei păduri de acest tip.

Atributele structurale, funcționale și de compoziție ale arboretului sunt de multe ori
interdependente, astfel încât atributele dintr-un grup pot fi, de asemenea, un surogat pentru atributele unui alt grup (Franklin et al. 2002, Ferris și Humphrey 1999, Noss 1990). De exemplu, un atribut structural cum ar fi lemnul mort, poate fi un bun indicator de atribut functional pentru descompunere și procesele ciclice ale nutrienților (McElhinny, C., 2002). Lemnul mort, provenit din arbori ce și-au sfârșit ciclul de viață natural, a devenit principalul indicator pentru includerea unui arboret într-o categorie sau alta. Arborii, sunt aici specii umbrelă, longevitatea lor ridicată dându-le acest atribut.

Bicenoza forestieră este structurată în fitocenoză și zoocenoză; la rândul ei, fitocenoza forestieră este caracterizată printr-o dispunere stratificată a speciilor de plante, atât în spațiul aerian cât și în cel edafic, în următoarele etaje de vegetație (Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996):

Etajul arborilor – arboretul;

Etajul arbuștilor – subarboretul;

Etajul semințișului;

Etajul păturii ierbacee.

În afară de aceste etaje de vegetație se mai disting microfitocenoza forestieră și litiera sau pătura moartă. Termenul de „structură” a pădurii desemnează în mod curent structura arboretului. Se folosesc de asemenea termenii de structură orizontală și structură verticală a arboretului (Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996).

Structura orizontală

În pădurea virgină, structura orizontală este foarte variată, fiind caracterizată prin parametri cum ar fi compoziția arboretului, consistența, diametrul mediu, suprafața de bază, proiecțiile coroanelor, etc. Pentru a caracteriza arboretele virgine din punct de vedere al structurii orizontale, R. Cenușă (1996, citat de Radu, S., et al., 2004) a definit termenul de „textură a arboretelor”, aceasta fiind „o structurare în grupe mai mult sau mai puțin distincte de arbori, relativ omogene ca vârstă, dimensiuni și fază de dezvoltare ontologică, neregulat dispuse la suprafața solului, alternativ sau amestecat cu grupe de alte dimensiuni și fazial diferite”. Dacă aceste grupe de arbori ocupă suprafețe mici – de câteva zeci sau sute de m2 – textura este considerată fină, iar dacă suprafețele ocupate sunt mari, de ordinul hectarelor, distinct conturate și relativ omogene, având un aspect echienizat pentru fiecare astfel de grupă, textura este definită ca fiind grosieră (Radu, S., et al., 2004). Textura arboretelor naturale este, pe termen lung, răspunsul speciilor la diversitatea condițiilor locale actuale.

Textura arboretelor, pe termen scurt, depinde de fazele de dezvoltare naturală parcurse de arboret, dar și de suprafața ocupată de fiecare din aceste faze în ansamblul pădurii. După H. Leibundgut (1959), citat de Giurgiu et al., 2001 și Radu et al., 2004, aceste faze sunt:

Faza de regenerare;

Faza de tinerețe – faza inițială;

Faza de maturitate – faza optimală;

Faza de bătrânețe – faza terminală;

Faza de dezagregare.

Compoziția arboretelor

Pădurile virgine, în funcție de condițiile staționale locale, pot fi constituite atât din arborete pure, cât și din arborete amestecate. Arboretele virgine pure sunt întâlnite atât în cazul stațiunilor care prezintă condiții extreme – stâncării, soluri grele, silvostepă, lunci, etc. – cât și în cazul stațiunilor cu potențial ecologic ridicat. Pădurile virgine amestecate se găsesc în stațiuni de bonitate mijlocie și superioară, unde sunt satisfăcute exigențele ecologice ale mai multor specii de arbori, dar și la limita arealului unor specii (Radu, S., et al., 2004).

Consistența

În pădurile virgine, consistența arboretelor este de regulă plină sau aproape plină (0,8 – 1,0), cu excepția pădurilor de limită. Consistența este o caracteristică dinamică în timp, în pădurea virgină ea reglându-se prin procesele interne de eliminare naturală a unor arbori, dar și de creștere și dezvoltare a coroanelor arborilor remanenți și prin integrarea în etajul arboretului a unor arbori tineri (Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996).

Desimea / Densitatea

Indicele de desime este de regulă mai ridicat în pădurile virgine decât în cele cultivate. Volumul la hectar – cât și îndicele de densitate – sunt în general mai mari în pădurile virgine, unii autori indicând până la 1500 m3/ha. Sunt însă și păduri cultivate (amestecuri brad-molid-duglas-fag în Munții Pădurea Neagră) cu volume mai mari de 1200 m3/ha. De regulă, volumul variază între 300 și 1200 m3/ha, acesta depinzând de potențialul stațional și de speciile de arbori care îl valorifică. Datorită faptului că volumul pe picior este relativ mare și că la realizarea acestui volum participă un număr mai mare de arbori decât în pădurea cultivată, fie ea și plurienă/grădinărită, indicele de desime este mai ridicat în pădurile virgine (Giurgiu, V., et al., 2001).

Structura verticală

Structurarea în plan vertical redă o stratificare evidentă a fitocenozei (etajele de vegetație amintite mai sus), dar și o poziționare diferită a arborilor în coronament, conform dimensiunilor și vârstei fiecărui arbore, precum și speciei căreia îi aparține. Aceste stratificări – a fitocenozei în general și a arboretului – sunt caracteristice oricărei păduri, dar în pădurile virgine diferențierile verticale sunt maxime, datorită coexistenței simultane a exemplarelor de diferite vârste și dimensiuni, respectiv înălțimi, care dau coronamentului un aspect neregulat. Amestecul intim sau în mici grupe de arbori de toate dimensiunile (înălțimile) din pădurea virgină fac dificilă deosebirea unor etaje de vegetație distincte (Radu, S., et al., 2004).

Caracteristicile arboretului în structura verticală sunt: etajarea arboretului, profilul arboretului, închiderea arboretului, înălțimile medii ale arboretului, lungimea medie a coroanelor, etc. (Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996).

În pădurile virgine, de regulă arboretele sunt monoetajate; totuși, pot exista și arborete bietajate, cum ar fi șleaurile, la care etajul dominant e format din stejari iar etajul dominat e format din carpen, jugastru, etc.

Profilul arboretelor indică alura pe care o prezintă suprafața superioară a coronamentelor; structurile întâlnite în pădurea virgină, priv te ca peisaj, pot fi încadrate în următoarele categorii (Radu, S., et al., 2004):

Profil ondulat în adâncime – coronament compact la mare înălțime de la sol, puternic denivelat;

Profil dantelat – când speciile se separă după înălțime, ca de exemplu în cazul amestecului de brad și fag;

Profil stratificat – la amestecurile de tip șleau la care participă specii de talie diferită;

Profil în trepte – pe stâncării și grohotișuri;

Profil dispers-grupat – în stațiuni de limită climatică pentru arbori.

Închiderea arboretului se poate realiza pe orizontală, pe verticală și în trepte (Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996). Având în vedere că pădurile virgine prezintă structuri complexe, închiderea arboretului se realizează în majoritatea cazurilor pe verticală sau în trepte.

Structura de vârstă a pădurii este de regulă percepută în mod dihotomic – o pădure poate fi echienă sau plurienă. Există însă și o a treia structură, așa-numita structură a pădurii seculare (Bândiu et al., 1995), care, spre deosebire de tipul plurien obișnuit, este de forma unei exponențiale modulate, în care generațiile succesive de arbori ocupă o serie de curbe secundare, de mărime și extindere din ce în ce mai mică, până la dispariție (de regulă, la vârste peste 200 de ani) (Bândiu et al., 1995). Autorii numesc aceste generații „unde de vârstă”.

X

Structura arboretului poate fi definită prin intermediul a două componente: nivelul atributelor structurale ale arboretului și complexitatea structurală a acestuia.

Nivelul atributelor structurale poate include (McElhinny, C., 2002):

• abundența – de exemplu densitatea de arbori de mari dimensiuni (Acker et al. 1998), volumul de lemn mort (Wickstrom și Erickson 2000);

• abundența relativă – de exemplu diversitatea diametrelor (Gove 1996, Buongiorno et al. 1994),

suprafața de bază a speciilor de foioase (Spies și Franklin 1991).

• bogatia – de exemplu bogăția speciilor din etajele superioare ale arboretului (Munks et al. 1996), bogăția speciilor arbustive (Seddon et al.2001);

• variația dimensională – de exemplu abaterea standard a diametrului (Spies și Franklin 1991);
• variația spațială – de exemplu coeficientul de variație a distanței până la cel mai apropiat arbore invecinat (Franklin et al 1981.);

Atributele care cuantifică variația sunt deosebit de importante deoarece acestea pot
descrie heterogenitatea habitatului la nivelul arboretului.

Complexitatea structurală a arboretului este în esență, o măsură a numărului de diferite
atribute prezente și abundența relativă a fiecăruia dintre aceste atribute. Complexitatea structurală implică, prin urmare, interacțiunea unui număr de diferite variabile (atribute), astfel încât efectuarea unor comparații cantitative între arborete poate necesita o complexă analiză multivariată (Spies și Franklin 1991, citați de McElhinny, C., 2002). Ca răspuns la această problemă, au fost concepuți o varietate de indici, vizând expres complexitatea structurală și facilitând astfel comparații între arborete (Koop et al. 1994, Newsome și Catling 1979 citați de McElhinny, C., 2002).

Construirea unui indice de complexitate structurală implică luarea unei decizii cu privire la tipul și număr de atribute necesare a fi folosite și ponderea acestora în calcularea
indicelui. Pentru a pune în lumina modul în care acest lucru ar putea fi făcut este nevoie de:

a) Identificarea gamei de atribute la nivel de arboret care au fost folosite pentru a
caracteriza biodiversitatea;

b) Analiza indicilor de complexitate structurală existenți (McElhinny, C., 2002).

O mare varietate de atribute este folosită în literatura internațională pentru a caracteriza structura arboretului.

Atribute folosite pentru caracterizarea structurii arboretului (după McElhinny, C., 2002)

tabel nr. 1

Pentru îndeplinirea scopului cercetărilor, vor fi studiate următoarele atribute structurale:

a. Diametrul arborilor

Diametrul este măsura cea mai prezentă dintre toate dimensiunile unui arbore ce apare în literatura de specialitate și care caracterizează structura unui păduri. El este de obicei cuantificat în termeni ca: diamterul la 1,3 m, deviația standard a diametrului la 1,3 m și numărul de arbori care depășesc un anumit prag al diametrului (de exemplu, numărul de arbori groșii) (McElhinny, C., 2002).

Diametrul crește odată cu vârsta arboretului și poate fi folosit pentru a se diferenția stadiile succesionale în pădurile de foioase, sau a se stabili diferente între pădurile din circuitul economic și cele virgine sau cu un inalt grad de naturalitate (McElhinny, C., 2002).

Suprafața de bază a arboretului este un atribut care este direct legat de diametrul la 1,3 m. De asemenea, ea este un indicator pentru volumul și biomasa arboretului. Abaterea standard a diametrului arborilor este o măsură a variabilității mărimii arborilor și este considerată un indicator al diversității microhabitatelor într-un arboret (Acker et al. 1998, Van Den Meerschautt și Vandekerkhove 1998). Este un atribut simplu cu ajutorul căruia se pot face cuantificări și se poate compara cu alte atribute și indici complecși cum ar fi descriptorii de structură ai arboretului (Neumann și Starlinger 2001). Zenner (2000) a descoperit că indicele de complexitate structurală bazat pe un model tridimensional al structurii pădurii a fost semnificativ corelat cu deviația standard a diametrului, iar Neumann și colab. (2001) a constatat că abaterea standard a diametrului a fost corelată in mod semnificativ cu 7 indici de complexitate structurală testați. Numărul de arbori mari indică numărul potențial de arbori scorburoși, de arbori doborâți,
toți aceștia furnizând importante habitate pentru artropode, păsări și mamifere (Acker et al. 1998). Arborii mari au fost asociați, de asemenea, cu patru atribute structurale cheie distincte:
1. Arbori bătrâni de mari dimensiuni cu diametrul > 100 cm;

2. Arbori mari, morți pe picior;

3. Arbori de mari dimensiuni căzuți la sol;

4. Bușteni de mari dimensiuni în curs de descompunere (McElhinny, C., 2002).

Pragul utilizat pentru a defini un arbore ca fiind de mari dimensiuni variază în diferite studii, de la un diametru > 70 cm în cazul Tyrrell și Crow (1994) până la un diametru > 100 cm în cazul Spies și Franklin (1991). Bazele ecologice pentru aceste praguri nu sunt clare, deși ele reflectă probabil potențialul de cretere într-un interval de timp necesar pentru ca un arbore individual să deveni matur și bătrân nu reflectă gradul în care arborii și-au încheiat ciclul de viață natural (McElhinny, C., 2002).

Unul dintre dezavantajele de a folosi distribuția diametrelor ca atribut structural al pădurii constă în complexitatea comparării distribuțiilor diferitelor arborete. Un număr de autori au folosit prin urmare indicele Shannon-Weiner pentru a rezuma distribuția diametrelor dintr-un arboret într-un singur indice (H'), unde H' = -Σ (pi lnpi) unde pi este proporția arborilor din clasa de diametre i (Wikstrom și Erickson 2000, Gove 1996, Buongiorno et al. 1994). Această măsură permite comparații directe între distribuția diametrelor și oferă, de asemenea, un atribut simplu care poate fi modelat sub strategii de management diferite (McElhinny, C., 2002). De asemenea, e un fapt dovedit că în pădurea naturală, la arborii din etajele inferioare, distribuția diametrelor nu este corelată pozitiv cu vârsta (Turcu, D., O., 2012).

b. Înălțimea arborilor

Relațiile cantitative dintre înălțimea și diametrul arborilor sunt bine stabilite în literatură (Martin și Flewelling 1998), astfel încât într-o anumită măsură, atributele structurale asociate cu diametrul sunt în strânsă legătură cu atributele asociate cu înălțimea arborelui (Buongiorno et al. 1994). Cu toate acestea, deoarece relația dintre înălțime și diametru nu este una liniară, adesea este mai indicat să se utilizeze atribute asociate direct cu înălțimea atunci când se caracterizează elementele verticale ale structurii. De exemplu, abaterea standard a înălțimii arborilor va fi mai elocventă în ceea ce privește stratificarea verticală a frunzișului decât abaterea standard a diametrului (Zenner 2000) (McElhinny, C., 2002).

Cel mai simplu atribut asociat cu înălțimea este înălțimea etajului dominant. Este un atribut ușor de obținut din datele de teledetecție (Bebi et al. 2001), și care indică stadiile succesionale (Kappelle et al. 1996), numărul de etaje prezente într-un arboret (Spies 1998) și biomasa arboretului (Means et al 1999) (McElhinny, C., 2002).

Variația în înălțime a arborilor este considerată un atribut important al structurii, deoarece arboretele conțin o varietate de arbori de înălțimi diferite, o varietate de arbori de vârste și specii diferite care oferă astfel o diversitate de micro-habitate pentru fauna sălbatică (Zenner 2000). Sullivan et al. (2001) au cuantificat acest tip de variație într-un termen simplu numit bogăția structurală, care se bazează pe un număr de clase de înălțime ale arborilor dintr-un arboret (McElhinny, C., 2002).

Zenner (2000), Svensson și Jeglum (2001) indică faptul că variația în înălțime a arborilor este mult mai complexă decât bogăția structurală, deoarece aceasta depinde de dispunerea orizontală a arborilor, precum înălțimea lor. Prin urmare, Zenner (2000) a folosit un model tridimensional al poziției arborilor pentru a descrie variația în înălțime a arborilor în funcție de un indice de diversitate structurală (McElhinny, C., 2002).

c. Consistența

În contrast cu abordarea lui Zenner (2000), o serie de autori au utilizat distribuția pe orizontală a arborilor ca un atribut structural de sine stătător. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este de a utiliza numărul de arbori pe hectar ca o măsură a distanței medii dintre arbori (McElhinny, C., 2002).

O abordare mai complexă este de a descrie consistența în termeni de variație mai degrabă decât în termeni dimensionali. Acest lucru este probabil mai semnificativ deoarece indică mărimea și distribuția golurilor din arboret, și acestea sunt critice pentru unele procese, cum ar fi regenerarea, concurența și mortalitatea (Svensson și Jeglum 2001citați de McElhinny, C., 2002). De obicei, variația în consistență este descrisă de un indice de agregare care cuantifică gradul de grupare în aranjamentul orizontal al arborilor (Neumann și Starlinger 2001 citați de McElhinny, C., 2002).

Un indice comun utilizat în acest scop este indicele de agregare Evans Clark (Pretzsch 1997). Acest indice descrie raportul dintre distanța medie observată de la un arbore la cel mai apropiat vecin și distanța medie așteptată pentru o distribuție aleatorie a arborilor. Valorile de agregare sub 1 indică o tendința spre grupare, valorile apropiate de 1 indică o distribuție aleatorie și valori mai mari decât 1 indică o distribuție din ce în ce mai regulată (Clark și Evans 1954). Principala problemă cu aplicarea acest indice este că necesită ca distanța până la cel mai apropiat vecin să fie determinată pentru fiecare arbore din suprafața de probă (McElhinny, C., 2002).

Indicele de agregare Cox abordează această problemă prin cuantificarea varianței ca raport al numărului de arbori din sub–ploturi egale, mai degrabă decât folosind distanțele cele mai apropiate dintre vecini (Cox 1971 citat în Neumann et al. 2001). O variație prin care raportul are valoarea 1 indică o distribuție aleatorie, valori mai mici de 1 indică o distribuți regulată și valori mai mari decât 1 indică o distributie cu tendințe de grupare (McElhinny, C., 2002).

d. Speciile de arbori

Multe dintre atributele care au fost descrise anterior pot fi legate într-un anumit grad de prezența unei varietăți de specii de arbori. De exemplu, prezența unui amestec de specii de arbori toleranți sau intoleranți la umbră este de natură să producă un coronament multi-etajat, o mare varietate de diametre și înălțimi ale trunchiurilor arborilor, dar și un aranjament orizontal complex al tulpinilor (Spies și Franklin 1991). Prin urmare, nu este surprinzător că literatura conține un număr de studii prin care măsurarea bogăției în specii de arbori și/sau diversitatea lor au fost utilizate pentru a caracteriza structura arboretului (Sullivan et al. 2001, Maltamo 1997, Uuttera et al. 1997) (McElhinny, C., 2002).

Bogăția de specii și diversitatea sunt atribute deosebit de importante ale pădurii tropicale, iar în unele cazuri sunt mai importante (și pot fi folosite pentru a se face distincția între păduri primare și secundare) decât alte atribute, cum ar fi diametrul sau numarul mediu de arbori (Uuttera et al. 2000, Ferreira et al. 1999). Acest lucru contrastează cu ceea ce se întâmplă în unele păduri temperate unde abundența relativă a speciilor de arbori cheie sau a grupelor de specii este mai importantă decât bogăția de specii care se disting în stadiile succesionale. Spies și Franklin (1991) au constatat că densitatea speciilor de arbori intoleranți la umbră a fost cea mai semnificativă variabilă într-o regresie multiplă referitoare vârsta arboretului pentru o serie de atribute structurale (McElhinny, C., 2002).

e. Regenerarea

Procesul de regenerare în pădurile virgine este periodic și discontinuu, fapt datorat periodicității fructificației arborilor, dar și fazelor de dezvoltare ale arboretelor. Arboretele cu structură absolut plurienă, în componența cărora să existe arbori de toate vârstele în mod real, sunt cazuri rare și izolate. De obicei, arboretele sunt constituite din arbori aparținând câtorva generații, apărute în urma fructificațiilor succesive ale arboretului matur aflat în fazele de dezagregare / regenerare sau, pe suprafețe restrânse, în urma apariției golurilor (Giurgiu, V., et al., 2001).

Regenerarea poate fi uniformă doar în cazul unor catastrofe care distrug arboretul matur; acestea apar însă doar în cazul speciilor anemochore, cum ar fi molidul, pinul, laricele, care pot reocupa suprafața afectată foarte ușor. În alte cazuri însă, când regenerarea speciilor originare nu se produce imediat, pot apărea și succesiuni mai lungi, cu faze succesionale bazate pe specii pioniere. În pădurile virgine tipic amestecate pot apărea chiar și alternanțe între specii (succesiuni locale reversibile) (Giurgiu, V., et al., 2001).

f. Lemnul mort

Spre deosebire de elementele din etajul inferior al arboretului, lemnul mort apare în literatura de specialitate ca un element structural comparabil ca importanță cu arborii din etajul superior. Franklin et al. (1981) concluzionează că, "Într-o mare măsură, succesul în gospodărirea pădurilor bătrâne depinde de învățarea de a gestiona materia organică moartă (cioate, bușteni și litieră) într-un mod la fel de inteligent ca și gospodărirea arborilor vii". Ei au atribuit caracteristicilor distinctive ale pădurilor bătrâne patru elemente structurale, dintre care trei legate de lemnul mort sub formă de:

• arbori de mari dimensiuni morți pe picior;

• busteni mari căzuți la sol;

• bușteni mari descompuși (McElhinny, C., 2002).

Aceste elemente au dovedit că pot juca un rol-cheie în furnizarea de habitate pentru faună.

Arborii morți pe picior

Importanța arborilor morți pe picior, ca atribut structural a fost confirmat în studiile ulterioare într-o varietate de tipuri de pădure (Bachofen și Zingg 2001, Svennson și Jeglum 2001, Sullivan et al. 2001, Van Den Meersschaut și Vandekerkhove anul 1998, Tyrell și Crow anul 1994, Spies și Franklin 1991). Cu toate acestea, există un consens scăzut cu privire la modul cum ar trebui să fie cuantificați arborii morți pe picior. Franklin et al. (1981) au cuantificat arborii morti pe picior din pădurile bătrâne în termeni de număr la ha și diamterul măsurat la 1,3 m, și i-au descris, dar nu au aplicat un sistem sugerat de Cline (1980) pentru clasificarea lor în 5 clase de descompunere. Franklin et al. (1981) au considerat clasele de descompunere a fi un atribut important, deoarece diferite vertebrate utilizează lemnul mort aflat în diferite stadii de descompunere (McElhinny, C., 2002).

Ulterior, Spies și Franklin (1991) au folosit un set mai elaborat de atribute pentru a descrie lemnul mort pe picior. Aceste descrieri au inclus numărul de arbori morți pe picior per ha pe două clase de înălțime și două categorii de diametre, volumul pe 5 clase de descompunere, volumul total și coeficientul de variație al volumului total (McElhinny, C., 2002).

Tyrrell și Crow (1994) au cuantificat, de asemenea, în detaliu lemnul mort pe picior. Ei l-au descris din punct de vedere al speciei, al diametrului la 1,3 m, 4 clase de înaltime, 3 clase de descompunere, suprafață de bază și volum total. Cel mai util atribut dintre acestea a fost suprafața de bază care a crescut liniar cu vârsta arboretului. Van Den Meersschaut și Vandekerkhove (1998) au evaluat lemnul mort pe picior prin intermediul a trei atribute simple:

• Suprafața de bază – pentru a indica volumul de lemn mort;

• Număr arbori de dimensiuni mari morti pe picior (diametrul > 40cm) – pentru a indica potențialul de scorburi;

• Abaterea standard a diametrului – pentru a indica variația în mărime a lemnului mort și
pentru a asocia scorburile cu diversitatea faunei (McElhinny, C., 2002).

Buștenii căzuți la sol

Arborilor morți în picioare sunt o sursă primară de bușteni, așa că într-o anumită măsură,
indicatorii care cuantifică lemnul mort pe picior pot fi, de asemenea, indicatori pentru sursa potențială de bușteni. Cu toate acestea o serie de studii care au cuantificat lemnul mort au tratat bușteanii separat arborii morți pe picior. În acest scop au fost utilizate o mare varietate de atribute, inclusiv volumul total al buștenilor, volumul sau densitatea buștenilor pe clase de diametru și de descompunere, și coeficienții de variație a acestor atribute (de exemplu, Tyrrell și Crow 1994, Spies și Franklin 1991). Cele mai utile dintre acestea par a fi atributele care descriu abundența de bușteni mari și variația numărului și mărimii buștenilor (McElhinny, C., 2002).

Capitolul 2. Scopul, obiectivele și localizarea cercetărilor

2.1. Scopul general al cercetărilor

Scopul cercetărilor este de a completa informațiile referitoare la pădurile cu grad ridicat de naturalitate și de a prezenta o imagine clară asupra structurii și biomasei, a relației dintre aceste două componente, precum și a regenerării.

2.2. Obiectivele urmărite

Obiectivul general al cercetărilor constă în analiza diversității structurale și determinarea relației dintre biomasă și diversitate la amestecuri de fag cu gorun din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși”.

Obiectivele specifice ale cercetărilor sunt următoarele:

Analiza caracteristicilor structurale la o scară largă, urmând a se calcula principalii indicatori biometrici pentru arborii vii (număr de arbori/ha, număr de exemplare/plot/specie, volum/ha, distribuția arborilor pe categorii de diametre și înălțimi, relația dintre diametre și înălțimi), indici statistici, determinarea caracteristicilor semințișului indici de zveltețe, starea de vegetație;

Determinarea relației dintre biomasă și diversitate prin intermediul indicilor de diversitate structurală;

Echivalarea tipurilor de pădure din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși” cu tipurile de habitate de importanță comunitară;

Determinarea volumului de lemn mort pe specii și pe clase de descompunere din cadrul ecosistemelor forestiere ale Rezervației Naturale Runcu Groși.

determinarea unor parametri cantitativi ai lemnului mort (pe picior sau căzut la sol) în ecosistemele forestiere (cvasi)virgine (volum/ha, volum/specie, număr de piese de lemn mort/plot/specie);

determinarea unor parametri calitativi ai lemnului mort (grad de descompunere, volum/clase de descompunere);

Stabilirea unor corelații între volumul de lemn mort și volumul de lemn viu în funcție de cantitatea de masă lemnoasă pe picior a celor două specii principale (fagul și gorunul) prezente în compoziția arboretelor;

Evidențierea unor aspecte privind diversitatea biologică (altele decât cea structurală – ciuperci, insecte) a arboretelor din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși”

Capitolul 3. Localizarea cercetărilor – condiții fizico – geografice ale zonei studiate

3.1. Date generale privind localizarea cercetărilor

Rezervația Naturală Runcu – Groși face parte din unitatea de producție IV Groși și aparține de Ocolul Silvic Bârzava, Direcția Silvică Arad, fiind situată în partea estică a acestuia și este localizată în bazinul inferior al râului Mureș, pe versantul drept, ocupând bazinul văii Groși. Limitele Rezervației Runcu – Groși sunt naturale. Ea are o suprafață de 260,9 ha, coordonatele geografice fiind 46011’ latitudine nordică și 22007’ longitudine estică (Giurgiu, V., et al, 2001).

Fig. 2 – Poziționarea Rezervației Naturale Runcu – Groși Fig. 3 – Amplasarea suprefețelor (sursa: http://natura2000.eea.europa.eu) de probă

3.2. Condiții staționale

3.2.1. Așezarea geografică

Din punct de vedere fizico-geografic, rezervația face parte din Ținutul Carpaților Occidentali, Subținutul Munților Apuseni și Districtul Munților Zărandului, localizându-se în partea central-sudică a piemonturilor vestice ale Munților Zarandului, ce fac parte din Munții Apuseni.

3.2.2. Condiții geologice și geomorfologice

Relieful este caracteristic munților scunzi și dealurilor, predominând versanții cu înclinări diverse. Expozițiile predominante sunt însorite și parțial însorite, altitudinea fiind cuprinsă între 340 m și 660 m. Prin urmare, arboretele se găsesc în zona dealurilor, fiind cuprinse în etajele fitoclimatice FD2 (Amenajamentul U.P. IV Groși) .

Din punct de vedere geologic, substratul geologic este relativ variat, format din roci provenite din jurasicul superior și cretacicul inferior. Acesta este reprezentat de gresii, șisturi argiloase, conglomerate, andezite, calcarenite, marnocalcare, bazalte, pietrișuri și nisipuri.

Solurile formate pe aceste substrate sunt în general bine structurate, oferind în general condiții bune pentru dezvoltarea vegetației forestiere. (Amenajamentul U.P. IV Groși).

3.2.3. Condiții climatice și hidrologice

După sistemul de clasificare climatică Koppen, zona se situează în provincia climatică Cfbx, respectiv un climat continental-temperat (C), cu precipitații suficiente în tot cursul anului (f), cu temperatura medie a lunii celei mai calde sub 22 0C, dar cel puțin, timp de patru luni ea depășeste 10 0C (b), cu maxima pluviometrică la începutul verii și minima la începutul iernii (x). După “Monografia geografică a R.P.R.”, teritoriul Rezervației Naturale Runcu – Groși se găsește în zona de climat continental moderat (I), ținutul climatic de dealuri (B), districtul climatic al piemonturilor vestice (p), subdistrictul central (2).

Temperatura medie anuală este cuprinsă între 8 – 11 0C, luna cea mai caldă este august cu 16 – 20 0C iar luna cea mai rece este ianuarie cu temperaturi încadrate între –20C și –30C. Prin urmare, din punct de vedere al regimului termic, vegetația forestieră beneficiază de condiții optime de dezvoltare, fiind afectată doar de înghețurile târzii care pot duce la diminuarea creșterilor anuale și la apariția gelivurilor.

Precipitațiile anuale sunt cuprinse între 700 – 1000 mm. Luna cea mai uscată este februarie cu 40 – 60 mm, iar cea mai umedă este iunie cu 100 – 140 mm. Precipitațiile din sezonul de vegetație totalizează 420 – 500 mm.

Apa freatică este de adâncime, scurgerea medie multianuală variind între 100 – 300 mm, umezeala atmosferică este de 82 – 87% anual iar evapotranspirația totală medie este de 400 – 500 mm. Zona are o umiditate variabilă (R = 0.8 – 1.2). Regimul de umiditate este U2-1 estivală și U5-4 vernală.

Regimul eolian este normal, cu vânturi slabe la mijlocii, fără un pericol deosebit pentru vegetația forestieră. Până în prezent nu s-au înregistrat doborâturi de vânt în masă ci doar arbori izolați sau pe suprafețe restrânse (Amenajamentul U.P. IV Groși).

Ca localizare hidrografică, Rezervația Naturală Runcu – Groși se găsește în bazinul mijlociu al râului Mureș, situându-se pe versantul drept, ocupând bazinul văii Groșilor, afluent de dreapta al Mureșului.

Rețeaua hidrografică este bine reprezentată, cu debite relativ ridicate în toate anotimpurile anului. Pe lânga valea principală amintită mai sus, există o serie de văi și pâraie secundare cu debit mai mult sau mai puțin permanent.

Regimul hidrologic este din clasa H1, tipul C – percolativ. Datorită vegetației forestiere care și-a păstrat caracterul natural fundamental (ce asigură echilibrul hidrolologic), în cadrul rezervației nu se manifestă fenomene de eroziune și torențialitate (Amenajamentul U.P. IV Groși).

3.2.4. Condiții edafice

În cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși se întâlnesc două tipuri de soluri. Tipul predominant este preluvosol molic (clasa luvisoluri), urmat de eutricambosol molic (clasa cambisoluri). În concluzie, se poate spune că marea majoritate a suprafeței rezervației este acoperită cu soluri evoluate, de bonitate mijlocie spre superioară pentru speciile naturale de bază, fapt reflectat și prin productivitatea ridicată a arboretelor (Amenajamentul U.P. IV Groși).

3.2.5. Tipuri de stațiuni forestiere

În raport cu principalii factori fizico-geografici, cu solul și cu vegetația forestieră existentă, și ținând cont de rezultanta lor ecologică, în Rezervația Naturală Runcu – Groși au fost identificate trei tipuri de stațiuni forestiere încadrate în etajul deluros de cvercete (FD3).

Aceste tipuri de stațiuni, în ordinea răspândirii lor sunt următoarele:

Deluros de gorunete Ps, brun edafic mare cu Asarum – Stellaria,

Deluros de făgete Ps , brun edafic mare cu Asperula – Asarum,

Deluros de gorunete Pm , brun slab – mediu podzolit, edafic mijlociu.

Se poate concluziona că stațiunile identificate în cuprinsul rezervației oferă condiții bune și foarte bune dezvoltării vegetației forestiere locale (Amenajamentul U.P. IV Groși).

3.2.6. Tipuri de pădure

In urma analizei vegetației din zonă, au fost identificate patru tipuri de pădure, redate mai jos, în ordinea răspândirii lor:

Gorunet normal cu floră de mull (s) (formația forestieră “ Gorunete pure”),

Făget de deal cu floră de mull (s) (formația forestieră “ Făgete pure de dealuri”),

Goruneto-făget cu floră de mull (s) (formația forestieră “ Goruneto-făgete”),

Gorunet cu floră de mull de productivitate mijlocie (m) (formația forestieră “Gorunete pure”).

În același timp, productivitatea tipurilor de pădure reflectă în cea mai mare măsură bonitatea stațiunilor (Amenajamentul U.P. IV Groși).

Capitolul 4. Material și metodă de cercetare

4.1. Materialul de cercetare

În ceea ce privește tehnicile de studiere a structurii, una dintre cele mai comune este determinarea profilului vertical al arboretului. “Desenarea” profilului arboretului oferă informatii de bază asupra structurii arboretului, a speciilor, a localizării fiecărui arbore, a diametrului, a înălțimii, a vitalității, cantității și a tipului de lemn mort.

Modalitatea de inventariere a Rezervației Naturale “Runcu – Groși” are la bază metoda de studiu perfectată de cercetătorii europeni pentru pădurile incluse în rezervații naturale, în cadrul Acțiunii COST E4 (Hochbichler et al., 2000).

Materialul de cercetare este consituit din arboretele cvasivirgine de la Runcu – Groși, protejate în Rezervația Naturală cu același nume. Pentru atingerea obiectivelor cercetării a fost necesară amplasarea unor suprafețe de probă circulare distribuite pe întreg cuprinsul rezervației.

În cadrul rezervatiei s-a amplasat o rețea de suprafețe de probă circulare, având aria de 1000m2 pentru a reliefa aspectele privind structura pe verticală și orizontală a arboretului (fig. 3). Suprafețele au fost amplasate într-o rețea rectangulară cu distanța dintre ele de 200 de metri pe rând și 150 metri între rânduri, materializate în teren prin intermediul unor țăruși metalici vopsiți în culoarea galbenă.

Pentru amplasarea suprafețelor de probă, a fost parcurs sistematic teritoriul rezervației. Au fost materializate 134 de suprafețe de probă. S-a reușit inventarierea a 41 suprafețe de probă (4,1 ha). La alegerea celor 41 suprafețe de probă s-a urmărit ca acestea să prezinte o influență umană minimă și totodată să surprindă într-un mod cât mai reprezentativ toate caracteristicile structurale ale arboretelor din cuprinsul rezervației.

Datele brute (baza de date FieldMap precum și datele înregistrate pe fișele de teren) au fost colectate în cadrul proiectelor “Evaluarea biodiversității în arii protejate forestiere (APF) representative, ca reper pentru o gestionare silviculturală durabilă a arboretelor cultivate” (2009 – 2011) și „Structura și dinamica ecosistemelor forestiere naturale, suport pentru fundamentarea de măsuri silviculturale apropiate de natură și pentru o gestionare durabilă a pădurilor (NATFORMAN)” (2006 – 2008), datele fiind prelucrate independent în cadrul tezei față de prelucrările realizate în cadrul acestor proiecte.

Elementele consemnate au fost:

poziția exactă a arborilor (vii și morți) în interiorul suprafeței circulare – preluată cu ajutorul dispozitivului FieldMap;

specia;

diametrul – prin măsurarea cu clupa a două diametre perpendiculare (minim 6 cm);

înălțimea totală, înălțimea la care se află prima ramură uscată și înălțimea la care se află prima ramura verde – prin măsurarea cu dispozitivul FieldMap și VERTEX a acestor elemente pentru fiecare arbore;

starea de vegetație;

eventuale vătămări ale arborelui;

alte observații privitoare la eventuale caracteristici individuale;

Fig. 4 – Țăruș metalic pentru materializarea Fig. 5 – Echipamentul FieldMap

în teren a suprafeței de probă

Dispozitivul FieldMap (www.field-map.com), este compus dintr-un calculator de teren tip TabletPC, un echipament laser pentru măsurarea distanțelor către un reflector și a unghiurilor verticale, precum și o busolă electronică pentru măsurarea unghiurilor orizontale. Pentru colectarea datelor din teren, a fost folosit pachetul software specific FieldMap 5 și 6 (FieldMap DataCollector, FieldMap ProjectManager, FieldMap ProjectAssistant (www.ifer.cz , www.field-map.com).

4.2. Metode de cercetare

Pentru îndeplinirea obiectivului I – analiza unor indici biometrici și de biodiversitate ai arboretelor s-au utilizat datele culese în teren din cele 41 suprafețe de probă ce au fost prelucrate prin intermediul Microsoft Excel dar și a softurilor R și R Studio.

Structura arboretului s-a analizat din punctul de vedere al distribuției arborilor pe specii, categorii de diametre, clase de înălțimi, clase de volum, stare de vegetație.

Referitor la înălțimi și diametre, au fost studiate și relațiile dintre aceste două elemente. De asemenea, s-au calculat o serie de indicatori statistici (media arirmetică, varianța, abaterea standard, coeficientul de variație, amplitudinea, intervalele de siguranță), precum și coeficientul de corelație pentru a analiza corelația între diverse caracteristici cantitative ale arboretelor.

Pentru calculul indicilor statistici s-au folosit următoarele formule (Cighi, V., 2011):

media aritmetică: = unde,

– suma valorilor seriei de date,

n – numărul de subiecți ai eșantionului;

varianța: s2 = unde,

– suma pătratelor caracteristicilor măsurate,

– pătratul sumei caractertisticilor măsurate,

n – numărul de subiecți ai eșantionului;

abaterea standard: unde,

s2 – varianța probei

n – numărul de observatii sau variante

coeficientul de variație: V% = * 100 unde,

s – abaterea standard,

– media aritmetică;

amplitudinea: A= Xmax. – Xmin.

Xmax. – valoarea maximă a șirului statistic,

Xmin. – valoarea minimă a șirului statistic;

intervalul de siguranță, în care:

– valoarea tabelară a lui „t”, pentru intervalul de siguranță (I.S.) dorit și pentru gradele de libertate ale probei inițiale (proba de control),

– eroarea mijlocie a mediei: ,

GL – gradele de libertate: GL = n – 1

d – abaterea de la medie în cadrul intervalului de siguranță:

, prin urmare

Pentru calcularea coeficientului de corelație Pearson a fost utilizată următoarea formulă:

r = unde,

Mx, My – mediile celor două variabile,

Sx, Sy – abaterile standard ale celor două variabile,

N – numărul de subiecți ai eșantionului;

Coeficientul de zveltețe dendrometric se calculează cu formula (Grudnicki, F., 2004):

z (m·cm-1) unde:

h – înălțimea arborilor (m);

d – diametrul arborilor la 1,3m (cm).

Metodologia de prelevare a datelor de teren a presupus și înregistrarea stării de vegetație a arborilor. A fost folosită o scară cu 3 categorii, făcându-se o apreciere vizuală și individuală a arborilor, acolo unde este cazul precizându-se și defectele de formă și de structură:

starea de vegetație 1 – arbore sănătos

starea de vegetație 2 – arbore vătămat

starea de vegetație 3 – arbore mort.

De asemenea, au fost culese și date care să ofere informații despre regenerare. Colectarea lor s-a făcut în fiecare suprafață de probă, fiind amplasate 4 suprafețe circulare cu aria de 3,14m2, situate la 9 metri de centrul suprafeței – pe direcția nord, est, sud și vest. Datele privind regenerarea au fost culese pe specii și categorii de înălțime ale puieților.

Pentru îndeplinirea celui de-al II-lea obiectiv al cercetărilor – determinarea relației dintre biomasă și diversitate prin intermediul indicilor de diversitate structurală s-au calculat o serie de indici de biodiversitate (Indicele Simpson, Indicele Shannon-Weaver, echitatea, Indicele Margalef, Indicele Menhinick și Coeficientul Glisson) cu următoarele formule (Doniță, N., 1998, Târziu, D., 2003):

Indicele Simpson (D) unde,

pi = ni /N

pi – proporția de reprezentare a speciei

ni – numărul de indivizi ai unei specii

N – numărul total de indivizi din perimetrul analizat

Indicele Shannon-Weaver (H) unde,

pi = ni /N

S – numărul de specii

pi – proporția de reprezentare a speciei

ni – numărul de indivizi ai unei specii

N – numărul total de indivizi din perimetrul analizat

Echitatea (E) E = unde,

H – Indicele Shannon-Weaver

S – numărul de specii

Indicele Margalef (DMg) DMg = unde,

S – numărul de specii

N – numărul total de indivizi din perimetrul analizat

Indicele Menhinick (DMn) DMn = unde,

S – numărul de specii

N – numărul total de indivizi din perimetrul analizat

Coeficientul Glisson (Kgl) Kgl = unde,

Ni – numărul total de indivizi,

Nt – numărul speciilor

Pentru îndeplinirea obiectivului III au fost folosite o serie de lucrări cu caracter științific: “Interpretation Manual of European Union Habitats” (EUR 27, 2007), “Manual de interpretare a habitatelor Natura 2000 din Romania” (coordonatori: Gafta D. și Mountford O., 2008), “Habitatele din Romania” (autori: Doniță et al., 2005, 2007), “Tipuri de ecosisteme forestiere din Romania” (coordonatori: Doniță N., Chiriță C., Stănescu V., 1990), “Tipuri de pădure din Romania” (autori: Pașcovchi S. și Leandru V., 1958) și “Lista de referință a tipurilor de habitate și a speciilor de interes comunitar pentru care au fost declarate siturile de importanță comunitară” forestieră românească. Realizarea hărții distribuției habitatelor forestiere Natura 2000 s-a realizat prin intermediul softului ArcGIS 9.

Datele privitoare la lemnul mort (obiectivul IV) au constat în determinarea poziției exacte, lungimea (minim 1 m) – prin măsurarea cu dispozitivul FieldMap, diametrul fiecărui capăt, măsurat cu clupa (diametrul la capătul gros minim 10 cm) în cazul trunchiurilor și crengilor căzute, respectiv poziția, înălțimea, diametrul la bază și superior pentru cioate. Au fost înregistrate date privitoare la stadiul de descompunere.

Fig. 6 – Reprezentarea grafică a suprafeței de probă nr. 97, măsurată cu sistemul FieldMap

În cadrul acestui studiu, au fost utilizate 5 clase de descompunere (dupa Maser et al.) : clasa 1 – lemn proaspăt, neputrezit, clasa 2 – lemn cu început de putrezire, clasa 3 – lemn cu coaja parțial căzută, clasa 4 – lemn putrezit, fără coajă și clasa 5 – lemn putrezit, se sfărâmă ușor cu piciorul (Maser et al., 1979, fig. 7). Toate datele care nu au fost preluate cu ajutorul dispozitivului FieldMap au fost trecute în fișa de teren (Anexa I).

Fig. 7 – Clasele de descompunere ale lemnului mort căzut la sol (după Maser et al., 1979)

Volumul de lemn mort căzut la sol a fost preluat pe baza calculului automat facut de dispozitivului FieldMap. Pentru calculul volumului de lemn pe picior (viu si mort) s-a folosit următoarea ecuație de regresie dublu logaritmică:

Log V = a0 + a1*log(D) + a2*log2(D) + a3*log(H) + a4*log2(H)

unde :

D – diametrul (cm) la 1.3 m,

H – înălțimea totală (m)

a0, a1, a2, a3, a4 – coeficienți de regresie pentru diferite specii stabiliți de Giurgiu si Draghiciu (2004)

Pentru îndeplinirea obiectivului V, și anume compararea volumelor de lemn pe picior și de lemn mort din cele 41 de suprafețe de probă, în funcție de specia a cărui volum este predominant, s-a utilizat testul statistic „t – student”. Prin urmare, s-au stabilit 3 variante, prima variantă cu 16 repetiții (volumul de lemn viu este dat preponderent de gorun), a doua cu 17 repetiții (în care volumul de lemn viu este dat preponderent de fag), respectiv a treia cu 8 repetiții (în care volumul de lemn viu este dat doar de fag).

Testul proriu-zis se calculează cu relația (Cighi, V., 2011):

unde,

– media probelor

sb – abaterea standard care se calculează cu formula

s2 – varianța probei

n – numărul de observatii sau variante

Pentru îndeplinirea obiectivului VI s-a recurs la o documentare bibliografică, respectiv culegerea informațiior, pe cât posibil exhaustivă, din toate sursele posibile.

Partea II. Rezultatele cercetărilor

Capitolul 5. Cercetări privind structura a arboretelor

5.1. Indici biometrici și de biodiversitate

5.1.1. Numărul de arbori și indici de biodiversitate

Fagul este specia cu constanța spațială cea mai ridicată (1770 exemplare), fiind urmată de gorun (262 exemplare), carpen (199 exemplare), cireș (25 exemplare), cer (22 exemplare), jugastru (16 exemplare), paltin de munte (10 exemplare). Aportul celorlalte specii (gârniță, tei, sorb, paltin de câmp, păr pădureț și ulm) în număr de exemplare este destul de redus (sub 10 exemplare /specie).

Fagul este prezent cu 432 arbori/ha și un coeficient de variație de 4,48% spre deosebire de gorun care are o reprezentare mai modestă (64 exemplare/ha) și o răspândire mai neuniformă (coeficient de variație de 46,16%) și de carpen cu 49 exemplare/ha si un coeficient de variatie de 60,82%. Celelalte specii au o prezență sporadică.

Referitor la numărul de arbori/suprafața de probă se contată o variație mare a acestora, datorat fie stadiilor de dezvoltare diferite ale arboretelor, fie disturbanțelor. Prin urmare s-a trecut la o analiză a numărului de arbori la hectar. După inventarierea celor 41 suprafețe de probă, a rezultat un numar de 2327 exemplare de lemn viu (567 exemplare/ha). Numărul maxim de exemplare a fost întâlnit în suprafața de probă nr. 105 (101 exemplare), iar numărul minim a fost întâlnit în suprafața de probă nr. 23 (26 exemplare).

În ceea ce privește diversitatea, o biocenoză are diversitatea cu atât mai mare cu cât numărul populațiilor ce o compun și diversitatea lor genetică este mai mare. Cel mai simplu mod de exprimare a diversității, dat de numărul de populații la unitatea de suprafață nu este edificator. Diversitatea se caracterizează și prin relația dintre numărul de populații și efectivul cu care acestea sunt reprezentate în biocenoză. (Doniță, 1998).

Prin urmare, pentru exprimarea biodiversității, au fost folosiți o serie de indici de diversitate, unii bazați pe bogăția de specii (Indicele Margalef, Indicele Menhinick, Coeficientul Glisson), alții bazați pe abundența proporționala a speciilor, derivati din teoria informației (Indicele Shannon-Weaver, Indicele Simpson). (Târziu, D., 2003)

Indici statistici Indici de biodiversitate

(arbori/suprafață de probă)

tabel nr. 2 tabel nr. 3

Fig. 8 și 9 – Aspecte privind compoziția arboretelor din cadrul Rezervației Naturale

“Runcu – Groși”

Fig. 10 – Distribuția numărului de arbori pe picior (vii) pe specii și pe suprafețe de probă

5.1.2. Diametrele arborilor

Unul dintre principalele atribute ale arboretelor prin care se caracterizează structura orizontală a acestora este distribuția numărului de arbori pe categorii de diametre. Arboretele naturale prezință o distribuție diferită a acestota în comparație cu arboretele echiene. Prin urmare, au fost consituite astfel de distribuții atât pentru totalitatea arborilor inventariați cât și pentru principalele specii (fag, gorun, carpen) ce participă cu un număr semnificativ de arbori în cadrul arboretelor Rezervației Naturale “Runcu – Groși”.

Modelarea matematică a acestor distribuții s-a făcut prin intermediul unor ecuații polinomiale de gradul 5 (pentru a descrie cât mai bine aceste distribuții multimodulare), după cum urmează:

pentru totalitatea arborilor: y = -0,0019×5 + 0,1507×4 – 4,5556×3 + 64,313×2 – 421,62x + 1083,5; R² = 0,9934;

pentru fag: y = -0,0015×5 + 0,1212×4 – 3,6487×3 + 51,836×2 – 346,36x + 900,78; R² = 0,9903;

pentru gorun: y = -1E-04×5 + 0,0102×4 – 0,3475×3 + 4,7696×2 – 24,249x + 45,374; R² = 0,7952;

pentru carpen: y = -0,0077×5 + 0,303×4 – 4,5151×3 + 31,767×2 – 108,52x + 161,56; R² = 0,9749.

În urma analizării acestor distribuții se poate observa, în general, o descreștere a numărului de arbori pe măsură ce diametrele cresc. În cazul numărului total de arbori inventariați, precum și la fag, se poate observa că distribuția tinde către o formă bimodală datorită apariției unui maxim secundar în intervalul de diametre 40 – 60 cm (iar la fag în intervalul de diametre 56 – 64 cm). Acest fapt este mult mai evident în cazul gorunului, unde apare un etaj dominant foarte bine conturat (în intervalul de diametre 36 – 68 cm) reprezentat de arbori groși care sunt dominanți și în plan vertical.

Fig. 11 – Distribuția numărului total de arbori pe Fig. 12 – Distribuția numărului de exemplare de fag pe

categorii de diametre categorii de diametre

Fig. 13 – Distribuția numărului de exemplare de gorun Fig. 14 – Distribuția numărului de exemplare de carpen

pe categorii de diametre pe categorii de diametre

5.1.3. Desimea de arbori groși la hectar

Arborii cu diametre mari (definiți în cazul de față ca fiind arbori cu diametrul mai mare sau egal cu 60 cm) contribuie la o buna funcționalitate a ecosistemelor forestiere, ei fiind componente esențiale în ceea ce privește menținerea acumulării de biomasă, stocarea carbonului, heterogenității structurale, biodiversității și integrității pădurii. De asemenea, ei reglează procesele de filtrare biotică, dominând structura, dinamica și funcțiile multor păduri din zonele temperate (Lutz, J., et al., 2013 și Fichtner, A., et al., 2015)

Astfel de arbori mai sunt numiți și “arbori habitat”, ei furnizând, sau putând furniza datorită dimensiunilor lor, nișe ecologice. Abundența și diversitatea microhabitatelor pe care aceștia le oferă sunt în strânsă legătură cu diametrul (cu cât diametrul este mai mare cu atât oferă mai multe microhabitate). În astfel de arbori exista 4 tipuri specifice de microhabitate:

Cavitățile – se disting patru tipuri în funție de originea și morfologia lor:

Cavități generate de ciocănitori;

Cavități generate de procesul de descompunere;

Cavități umplute temporar sau permanent cu apă;

Cavități de mari dimensiuni ce pornesc de la colet și avansează în trunchi;

Scoarța desprinsă parțial sau în totalitate;

Corpurile de fructificație ale ciupercilor saprofite;

Alte microhabitate (Bütler, R., et al., 2013).

În urma inventarierii celor 41 de suprafețe de probă a rezultat un număr de 180 de arbori groși (44 arbori groși/ha). Dintre aceștia 172 sunt vii, iar restul de 8 sunt morți. În ceea ce privește repartiția pe specii, fagul se clasează pe primul loc cu un număr de 112 arbori (27 arbori groși/ha), dintre care 109 vii și 3 morți. Următoarea specie este gorunul cu 58 de arbori (14 arbori groși/ha), 53 dintre ei fiind vii iar restul de 5 fiind morți. Cu un număr mic de exemplare mai apare cerul (9 arbori vii de mari dimensiuni) și teiul cu un singur exemplar de arbore viu de mari dimensiuni. În urma analizării datelor se constată că există doar 3 arbori vii cu diametrul mai mare sau egal cu 100 cm, 28 de arbori vii cu diametrul cuprins între 80 cm și 100 cm, iar restul de 141 sunt arbori vii cu diametrul cuprins între 60 cm și 80cm.

În pădurile bătrâne ale Europei centrale, dominate de fag, s-a înregistrat un număr de aproximativ 30 de arbori vii groși/ha cu un diametru mai mare de 70 cm. Tot în aceste păduri, desimea arborilor vii cu un diametru mai mare de 80 cm variază între 10 – 17 piese/ha. Arborii de mari dimensiuni, morți pe picior, se regăsesc într-un număr mai mic comparativ cu cei vii. În pădurile bătrâne europene numărul acestor arbori, cu un diamtru mai mare de 70 cm variază între 1 – 8 piese/ha (Nilsson, S., et al., 2003).

Fig. 15 – Distribuția arborilor groși (vii) pe categorii de diametre

Fig. 16 – Distribuția arborilor groși (morți pe picior) pe categorii de diametre

Fig. 17 – Distribuția arborilor groși (vii) groși pe categorii de diametre, pe specii și pe suprafețe de probă

5.1.4. Înălțimile arborilor

Pentru caracterizarea structurii verticale a arboretelor, în mod obișnuit se folosește distribuția numărului de arbori pe categorii de înălțimi. Distribuția înălțimilor oferă o imagine mai bună asupra relațiilor ce se stabilesc în interiorul arboretului.Așadar, au fost consituite astfel de distribuții atât pentru totalitatea arborilor inventariați cât și pentru principalele specii (fag, gorun și carpen). Modelarea matematică a acestor distribuții s-a făcut prin intermediul unor ecuații polinomiale de gradul 5, mai puțin pentru numărul total de arbori, în acest caz modelarea s-a făcut cu ajutorul unei ecuații polinomiale de gradul 3 pentru a descrie cât mai bine aceste distribuții multimodulare:

pentru totalitatea arborilor: y = 0.0027×5 – 0.1966×4 + 5.2655×3 – 63.19×2 + 310.54x – 252.23; R² = 0.9372;

pentru fag: y = 0,002×5 – 0,1511×4 + 4,1315×3 – 50,458×2 + 249,04x – 194,63
R² = 0,951;

pentru gorun: y = 0,0008×5 – 0,0465×4 + 0,9291×3 – 7,7861×2 + 26,536x – 17,56
R² = 0,773;

pentru carpen: y = 0,0013×5 – 0,067×4 + 1,2859×3 – 11,544×2 + 44,302x – 29,759
R² = 0,9385.

Analizând graficele și distribuțiile se poate constata, atât în cazul tuturor arborilor cât și în cazul fagului și carpenului o descreștere a numărului de arbori pe măsură ce înălțimile arborilor cresc. La fel ca și în cazul diametrelor, fagul înregistrează dimensiuni superioare și în cazul inaltimii (peste 50 m), prezentând totodată și cea mai mare variabilitate structurală. În cazul numărului total de arbori se poate constata o concentare a numărului total de arbori în cadrul categoriilor de înălțimi 8 – 10 m și 10 – 12 m. Apare o mică fluctuație (o ușoară creștere a numărului de arbori) în ceea ce privește distribuția înălțimilor în cadrul categotiilor 26 – 28 m și 28 – 30 m (datorita influenței gorunului).

Acest lucru nu este valabil și în cazul gorunului unde distribuția arborilor pe categorii de înălțimi este bimodală cu asimetrie de dreapta, arborii înalți (din intervalul de înălțimi 26 – 40 m) având o frecvență mai ridicată comparativ cu arborii de înălțimi mai mici.

Fig. 18 – Distribuția numărului total de arbori inventariați pe Fig. 19 – Distribuția numărului de exemplare de fag pe

categorii de înălțimi categorii de înălțimi

Fig. 20 – Distribuția numărului de exemplare de gorun Fig. 21 – Distribuția numărului de exemplare de carpen

pe categorii de înălțimi pe categorii de înălțimi

5.1.5. Indicatori statistici ai diametrelor și înălțimilor arborilor

Pentru a pune în evidență structura populației de arbori din cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși s-au calculat o serie de indicatori statistici prin intermediul cărora să se poată face o caracterizare a acestei populații. Acești indicatori au fost calculați atât pentru numărul total de arbori inventariați cât și pentru fiecare specie care participă la constituirea arboretelor, indiferent de numărul de exemplare.

De asemenea, s-au calculat și intervalul de siguranță și abaterea față de media populației pentru speciile de arbori (fag, gorun, carpen) care participă cu un număr semnificativ de arbori în compoziția arboretelor din cuprinsul rezervației. Calculul acestor parametri are rolul de a confirma sau infirma acoperirea statistică pentru caracteristicile biometrice măsurate (diametru și înălțime) în cazul speciilor mai sus enumerate. Valorile calculate pentru intervalele de siguranță corespunzătoare și a abaterilor de la media populației, în cazul înălțimii și a diametrelor pentru fag, gorun și carpen se regăsesc în tabelul nr. 6.

Indicatori statistici pentru diametrele și înălțimile tuturor arborilor inventariați

tabel nr. 4

Indicatori statistici pentru diametrele și înălțimile arborilor inventariați

în funcție de specie

tabel nr. 5

Determinarea intervalului de siguranță și a abaterii de la media înălțimii și diametrului pentru principalele specii de arbori din cafrul Rezervației Naturale Runcu – Groși

tabel nr. 6

Fig. 22 – Intervalele de siguranță Fig. 23 – Intervalele de siguranță

pentru diametru (cm) pe specii pentru înălțimi (m) pe specii

În calcule a fost utilizată pentru „t” valoarea tabelară pentru coeficientul de siguranță 0,05. Prin analiza datelor din tabelul nr. 6 pragul de siguranță de 95% este respectat în cazul unei abateri maxime de la media populației de 1,08 m în înălțime și 2,17 cm în diametru la gorun, 0,87 m în înălțime și 1,23 cm în diametru la carpen și 0,44 m în înălțime și 0,84 cm în diametru pentru fag.

5.1.6. Relația dintre înălțimi și diametre

Se cunoaște faptul că între diametre și înălțimi există relații bine stabilite. Reprezentarea grafică a acestor relații oferă perspective noi asupra structurii arboretului. Astfel, a fost construită curba înălțimilor per total și pentru principalele specii prezente în compoziția arboretelor, precizându-se ecuația de regresie și coeficientul de corelație.

Modelarea matematică a acestor distribuții s-a făcut prin intermediul unor ecuații logaritmice:

pentru totalitatea arborilor: y = 11.203ln(x) – 12.789; R² = 0.8463 ;

pentru fag: y = 11.47ln(x) – 13.429; R² = 0.8475;

pentru gorun: y = 11.529ln(x) – 14.073; R² = 0.7541;

pentru carpen: y = 8.8526ln(x) – 6.7554; R² = 0.6697 ;

pentru cer : y = y = 11.603ln(x) – 15.66; R² = 0.619 ;

pentru cireș : y = y = 10.82ln(x) – 12.393; R² = 0.8138.

Se poate observa că R are valori cuprinse intre 0,8475 în cazul fagului și 0,619 în cazul cerului. Valorile mai reduse în cazul gorunului, carpenului și cerului se explică prin faptul că multe exemplare sunt uscate pe picior, fiind rupte din diverse cauze abiotice.

Fig. 24 – Relația dintre înălțimi și diametre pentru toți arborii inventariați

Fig. 25 – Relația dintre înălțimi și diametre pentru fag

Fig. 26 – Relația dintre înălțimi și diametre pentru gorun Fig. 27 – Relația dintre înălțimi și diametre pentru carpen

Fig. 28 – Relația dintre înălțimi și diametre pentru cer Fig. 29 – Relația dintre înălțimi și diametre pentru cireș

5.1.7. Indici de zletețe

Conform literaturii de specialitate, se cunosc două tipuri de coeficienți de zveltețe: dendrometric și mecanic. Coeficientul de zveltețe mecanic se calculează ca raport dintre lungimea de flambaj a fusului și raza de girație a secțiunii transversale. Coeficientul de

zveltețe dendrometric (z) este exprimat prin raportul dintre înălțimea arborilor h (m) și diametrul de bază d (cm) (Grudnicki, F., 2004).

Acest coeficient variază în limite destul de mari, în funcție de specie, structura arboretelor, desimea acestora, vârsta, etc. În arboretele dese, arborii prezintă înălțimi mari și diametre mici, prin urmare acest coeficient poate ajunge la valori mari (peste 100 sau chiar mai mari). Se consideră că o desime este satisfăcătoare atunci când acest coeficient are valori cuprinse între 60 și 90 în arboretele preexploatabile (Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996).

În cazul arboretelor din cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși, ce au o structură plurienă, acești coeficienți variază în limite foarte mari. În cazuri excepționale, unii arbori tineri prezintă coeficienți de zveltețe ce se apropie de valoarea 300, datorită competiției pentru lumină aceștia încearcă să pătrundă în plafonul superior al arboretului dezvoltând înălțimi foarte mari comparativ cu diametrul.

În figurile de mai jos (30 – 35) sunt redați sub formă grafică indicii de zveltețe, atât pentru totalitatea arborilor inventariați din suprafețele de probă, cât și pentru principalele specii întâlnite în cadrul acestor suprafețe

Fig. 30 – Indici de zveltețe pentru totalitatea arborilor inventariați Fig. 31 – Indici de zveltețe pentru fag

Fig. 32 – Indici de zveltețe pentru gorun Fig. 33 – Indici de zveltețe pentru carpen

Fig. 34 – Indici de zveltețe pentru totalitatea cer Fig. 35 – Indici de zveltețe pentru cireș

5.1.8. Volumul de lemn viu

Volumul de lemn viu în cele 41 de suprafețe de probă inventariate este de 2580,698 m3 (629 m3/ha). Cel mai mare volum de lemn viu a fost înregistrat în piața de probă nr. 127 (105,689 m3) iar cel mai mic volum în piața de probă nr. 24 (24,895 m3). Fagul însumeaza cel mai mare volum în cele 41 suprafete de proba (1596,38 m3), fiind urmat de gorun (811,885 m3), cer (84,747 m3), carpen (47,113 m3) și gârniță (13,828 m3). Volumele celorlalte specii sunt sub 10 m3.

Fig. 36 – Distribuția volumului de lemn viu pe specii

Deși fagul are o proporție de participare de 76% (din numărul total de arbori inventariați) în comparație cu gorunul care are doar 11% (din numărul total de arbori inventariați), se poate observa că volumele nu urmează aceiași tendință (fagul participă cu 62% din volumul total iar gorunul cu 31%). Acest lucru se datorează faptului că în cadrul rezervației numărul exemplarelor de gorun a început să se reducă, dar cele rămase au dimensiuni mari și foarte mari.

O altă diferență semnificativă se remarcă și între proporția de participare a cerului (1% din numărul total de arbori inventariați) și a carpenului (9% din numărul total de arbori inventariați) și volumele înregistrate de aceste două specii (cerul participă cu 3% din volumul total iar carpenul cu doar 2%), explicația fiind aceiași ca și în cazul fagului și al gorunului.

5.2. Starea de vegetație

Pădurile virgine se disting printr-o serie de caracteristici distincte, unele dintre ele constând în prezența în cadrul acestora a arborilor cu trunchiuri rupte, deformate, cu diverse defecte de formă și de structură, acești arbori nefiind înlăturați din structura pădurii prin tăieri de igienă, la fel cum se procedează în cazul pădurilor aflate în circuitul economic.

În cadrul Rezervației Naturale Runcu Groși 81% din numărul total al arborilor pe picior sunt sănătoși, neavând niciun fel de vătămare, 14% suferă de diverse tipuri de vătămări iar 5% sunt arbori morți pe picior.

Fig. 37 – Structura în raport cu starea de sănătate a arborilor inventariați

În ceea ce privește distribuția pe specii a arborilor vătămați, cei mai mulți aparțin fagului (266 exemplare; 14% din numărul de exemplare ale acestei specii sunt vătămate), urmează gorunul (36 exemplare; 11% din numărul de exemplare ale acestei specii sunt vătămate) și carpenul (26 exemplare; 13% din numărul de exemplare ale acestei specii sunt vătămate). Și în ceea ce privește numărul de arbori morți pe picior distribuția este oarecum similară, cei mai mulți apartinâd fagului (72 exemplare; 4% din numărul de exemplare ale acestei specii fiind moarte pe picior), urmează gorunul (54 exemplare; 17% din numărul de exemplare ale acestei specii fiind moarte pe picior) și carpenul (3 exemplare; 1% din numărul de exemplare ale acestei specii fiind moarte pe picior).

Fig. 38 – Structura pe specii a stării de sănătate a arborilor

Fig. 39 – Tipuri de vătămări

Vătămările cele mai numeroase sunt reprezentate de rănile ce au o cauză mecanică – 27% (rezultate în principal prin zdrelirea scoarței datorită impactului dintre aceasta si arbori dezrădăcinați/rupți sau părți ale acestora). 16% dintre arborii vătămați sunt aplecați iar 15% au putregai în timp de 13% sunt rupți. Restul vătămărilor (arbori cu vârful uscat sau rupt, cu gelivuri, gâlme, cancere, bifurcări, lăbărțări, fibră torsă, noduri, crengi uscate) sunt mai putin frecvente.

5.3. Regenerarea

În urma inventarierii celor 41 suprafețe de probă au rezultat 1110 puieti apartinând următoarelor specii: fag, gorun, carpen, cer, sorb, tei, jugastru, gârniță, cireș și ulm de munte. Numărul mediu de puieți la hectar, pentru toate suprafețele de probă a fost de 270.

Cele mai multe exemplare aparțin fagului (659 puieți, ceea ce înseamnă 59% din numărul total al puieților inventariați), urmat de gorun (382 puieți, ceea ce înseamnă 34% din numărul total al puieților inventariați), de de cer (41 puieți, adică 4% din numarul total al puietilor inventariati) și de carpen (17 puieți, ceea ce înseamnă 2% din numarul total al puieților inventariați). Semințișul aparținând celorlalte specii este slab reprezentat, numărul de exmplare variind între 1 și 3/specie (fig. 40).

Fig. 40 – Distribuția numărului de exemplare de semințiș pe specii

Fară a ține cont de specie și de orientarea suprefețelor circulare în cadrul suprafeței de probă, se constată că 94% dintre puieti (1046 exemplare) se încadrează în categoria de înălțime < 1,3 m, 2% (21 exemplare) se încadrează în categoria de înălțime 1,3 – 2 m, 3% (38 exemplare) se încadrează în categoria de înălțime 2 – 4 m iar 1% (5 exemplare) se încadrează în categoria de înălțime 4 – 6 m.

Fig. 41 – Distribuția numărului de exemplare de semințiș de fag pe categorii de înălțimi și pe cele patru puncte cardinale

Și în cazul fagului, marea majoritate a exemplarelor (91%) se găsesc în categoria de înălțime < 1,3 m, 3% se încadrează în categoria de înălțime 1,3 – 2 m, 5% se încadrează în categoria de înălțime 2 – 4 m iar 1% se încadrează în categoria de înălțime 4 – 6 m (fig. 41). În ceea ce privește repartizarea semințișului de fag pe cele patru puncte cardinale, 30% din acesta îl întâlnim în suprafețele cu orientare vestică, 27% în cele cu orientare estică, 24% în suprafețele cu orientare nordică și 19% în cele cu orientare sudică.

Fig. 42 – Distribuția numărului de exemplare de semințiș de gorun pe categorii de înălțimi și pe cele patru puncte cardinale

Atât în cazul gorunului cât și al carpenului, semințișul este distribuit doar în 2 clase de înălțime (< 1,3 m si 2 – 4 m). Astfel, 99% dintre puieții de gorun și 88% dintre puieții de carpen sunt încadrați în clasa I de înălțime, restul fiind încadrați în clasa a III-a.

Cea mai mare parte a semințișului de gorun este distribuit în suprafețele cu orientare estică (39%), fiind urmat de semințișul din suprafetele cu orientare sudică (32%) și de semințișul din suprafețele cu orientare vestică (23%). Semințișul ce se găsește în suprafețele cu orientare nordică însumeaza doar 6% (fig. 42). Cel mai mare număr de exemplare de carpen (47%) îl găsim în suprafețele cu orientare vestică, fiind urmat de semințișul instalat în suprafețele cu orientare estică (35%). În suprafețele cu orientare nordică întâlnim 12% din semințișul de carpen, iar în suprafețele cu orientare sudică doar 6% (fig. 43).

Fig. 43 – Distribuția numărului de exemplare de semințiș de carpen pe categorii de înălțimi și pe cele patru puncte cardinale

În cazul speciei cer, semințișul este distribuit doar în suprafețe cu orientare sudică (98%) și cu orientare estică (2%) (fig. 44).

Fig. 44 – Distribuția numărului de exemplare de semințiș de cer pe pe categorii de înălțimi și pe cele patru puncte cardinale

5.4. Echivalarea tipurilor de pădure din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși” cu tipurile de habitate de importanță comunitară

Pădurile sunt o componentă importantă a naturii europene. Ele reprezintă habitatul pentru cel mai mare număr de specii de pe continent. Caracterul distinctiv al ecosistemelor forestiere europene se caracterizează prin faptul că numeroase specii de arbori, plante sau animale sunt limitate la nivelul continentului Europa (conform The N2K Group European Economic Interest Group, 2012, citat de Biriș, I., A., Merce, O., 2012).

Rețeaua Natura 2000 nu este un sistem de rezervații naturale în care activitățile umane sunt excluse sistematic. Ea se bazează pe principiul dezvoltării durabile, activitățile umane, în cadrul Natura 2000, sunt efectuate într-un mod care protejează speciile și tipurile de habitate pentru care site-ul a fost desemnat (conform The N2K Group European Economic Interest Group, 2012, citat de Biriș, I., A., Merce, O., 2012).

Rezervația Naturală Runcu – Groși face parte din cadrul sitului de importanță comunitară ROSCI0070 Drocea. Tipurile de habitate de interes comunitar au un caracter mai general iar unitățile tipologice de la noi sunt mai detaliate, ceea ce face ca, de regulă, echivalarea să nu fie de 1:1 (unui tip de habitat de interes comunitar îi corespund unul sau mai multe tipuri de păduri) (Biriș, I., A., Merce, O., 2012).

În cadrul rezervației mai sus menționate, în urma acestei echivalări au fost întâlnite trei tipuri de habitate de interes comunitar: 9130 – Păduri de fag de tip Asperulo-Fagetum, 9170 – Păduri de stejar cu carpen de tip Galio-Carpinetum și 91Y0 – Păduri dacice de stejar și carpen. Starea de conservare a acestor habítate este considerată a fi favorabilă deoarece regenerarea se face pe cale naturală (din sămânță), arboretele au în compoziție speciilor autohtone corespunzătoare tipurilor naturale fundamentale de pădure (nu există arborete degradate sau derivate), există cantitați mari de lemn mort ceea ce favorizează menținerea unei biodiversități ridicate, nu se execută lucrări de exploatare a masei lemnoase, în cadrul rezervației nu se execută lucrări de construcție care să deterioreze habitatele.

Echivalarea habitatelor forestiere de interes comunitar cu habitatele din România și cu tipurile de pădure utilizate în tipologia forestieră românească întâlnite în cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși” (după Biriș, I., A., Merce, O., 2012)

tabel nr. 7

Fig. 45 – Harta tipurilor de habitate forestiere Natura 2000 din cadrul

Rezervației Naturale “Runcu – Groși”

Capitolul 6. Cercetări privind volumul de lemnul mort

6.1. Parametri cantitativi ai lemnului mort

Lemnul mort nu este un habitat unic, dar este în schimb un complex de microhabitate diferite care se schimbă și evoluează în timp. Calitatea lemnului mort și multiplele utilizări pe care le conferă diferitelor specii depind de lungimea ciclului de descompunere și, de asemenea, de speciile de arbori, vârsta la care arborele a murit, cauza morții, poziția (în picioare, căzut, etc.), mărimea, precum și de condițiile climatic (Dudley, N., Vallauri, D., 2004).

Cercetările au arătat că buștenii mici și ramurile nu se descompun la fel ca și trunchiurile mari. Procesele de reciclare a lemnului mort pot uneori ajunge la sute de ani pentru a fi complete, ele incluzând trei faze principale:

o scurtă fază de colonizare pe parcursul căreia lemnul este invadat de organisme saprofite primare, chiar de gândaci și ciuperci care atacă lemnul ce este încă tare;

o lungă fază de descompunere pe parcursul căreia organisme sapofite primare intră în legatură și sunt înlocuite cu organisme saprofite secundare care se hrănesc cu materialul aflat în descompunere, devenind viitorii colonizatori sau prădătorii organismelor primare;

o lungă fază de humificare (formarea de humus) în care organismele saprofite sunt inlocuite progresiv cu organisme ce incorporează rezidurile lemnoase în pământ, ele fiind suficient transformate pe parcursul fazei de descompunere (Dudley, N., Vallauri, D., 2004).

Fig. 46 – Ciclul simplificat al lemnului mort (dupa Gilg, O., 2004)

Mortalitate

Fragmentare

Îngropare

Frunze-ramuri

Descompunere

Transformare internă

6.1.1. Lemnul mort în picioare

În urma inventarierii celor 41 de suprafețe de probă au rezultat 133 piese de lemn mort pe picior din speciile : fag, gorun, gârniță, ulm de munte, carpen, salcie căprească, jugastru și sorb. Cele mai multe exemplare de lemn mort pe picior au fost din specia fag (72 piese), urmată de gorun (54 piese), în cazul celorlalte specii, numărul de piese de lemn mort pe picior variind între 1 și 2. Cel mai mare număr de arbori morți pe picior s-a inregistrat în piața de probă numărul 71 (10 exemplare), în piețele de probă 24, 25, 33 si 101 găsindu-se câte 8 exemplare/plot. Cantitatea totală de lemn mort pe picior a fost de 134, 292 m3 (32,754 m3/ha).

Fig. 47 – Distribuția numărului de exemplare de lemn mort pe picior în cadrul

suprafețelor de probă

Fig. 48 – Distribuția pieselor de lemn mort pe picior pe suprafețe de probă și pe

categorii de diametre – specia fag

În urma analizei datelor colectate, se constată că cel mai mare număr de exemplare de fag se încadrează în clasa de diametre 6 -10 cm (39 exemplare), urmată de clasa 10 – 14 cm (12 exemplare). În cazul gorunului, după analiza datelor colectate, se observă că cel mai mare număr de exemplare se încadrează în categoria de diametre 42 – 46 cm (11 exemplare), urmată de categoria de diametre 46 – 50 cm (8 exemplare). Piesele de lemn mort aparținând celorlalte specii (carpen, salcie, ulm, jugastru și gârniță) au o pondere foarte redusă (5%) din numărul total de piese de lemn mort pe picior.

Fig. 49 – Distribuția pieselor de lemn mort pe picior pe suprafețe de probă și pe

categorii de diametre – speciile carpen, salcie, ulm, jugastru și gârniță

Fig. 50 – Distribuția pieselor de lemn mort pe picior pe suprafețe de probă și pe

categorii de diametre – specia gorun

Deși cele mai multe piese de lemn mort pe picior aparțin fagului, volumul cel mai mare este dat de gorun, în cazul acestuia exemplarele uscate pe picior fiind de mari dimensiuni (atât ca înălțime cât și ca diametru).

Distribuția volumului de lemn mort pe picior pe specii

tabel nr. 8

Fig. 51 – Distribuția volumului și a numărului de exemplare de lemn mort pe picior în cadrul suprafețelor de probă

În urma calculării coeficientului de corelație Pearson (între volumul și numărul de exemplare de lemn mort pe picior în cadrul suprafețelor de probă) a rezultat valoarea 0,4868. Prin urmare, există o relație moderată între aceste două caracteristici structurale ale arboretului din urmatoarele cauze:

există piețe de probă cu un numar crescut de piese de lemn mort pe picior provenite însă din exemplare de mici dimensiuni, atât din punct de vedere al înălțimii cât și al diametrului (unde găsim exemplare tinere de fag sau carpen, uscate datorită umbririi arborilor adulți), sau din exemplare cu diametre mari dar cu înălțimi reduse (este cazul arborilor adulți care au trunchiurile rupte datorită vântului sau zăpezii). Aceste situații sunt întâlnite în cadrul piețelor de probă 24, 25, 33;

există piețe de probă cu un număr redus de piese de lemn mort pe picior provenite din exemplare de mari dimensiuni, atât din punct de vedere al înalțimii cât și al diametrului (este cazul exemplarelor de gorun care se usucă pe picior, unde se constată că volumul lemnului mort pe picior provenit de la gorun este de 5,4 ori mai mare decât volumul provenit de la fag). Această situație este întâlnită în cadrul piețelor de probă 73, 108, 116, 119.

6.1.2. Lemnul mort la sol

În urma inventarierii celor 41 de suprafețe de probă au rezultat 1070 piese de lemn mort la sol, acestea făcând parte din următoarele specii : carpen, cireș, fag, gorun, cer, gârniță, sorb. Cantitatea totală de lemn mort căzut la sol a fost de 383,96m3 (93,65 m3/ha). Cele mai multe piese de lemn mort aparțin speciei gorun (649 bucati), aceasta furnizând și cea mai mare cantitate de lemn mort căzut la sol (253,37 m3). Dimensiunile mari ale arborilor de gorun și înrădăcinarea puțin profundă a acestora, precum și dezvoltarea coroanelor în treimea superioară sau cel mult până la jumătatea trunchiului fac ca aceștia să fie usor dezrădăcinați de către vânturile violente (Giurgiu et al, 2001).

Fig. 52 și 53 – Lemn mort căzut la sol în cadrul Rezervației Naturale Runcu Groși

Fagul participă cu 378 de piese, ce au un volum de 121,26 m3. Aportul celorlalte specii, atât ca număr de piese cât și ca volum este redus. În urma calculării coeficientului de corelatie Pearson (între volumul și numărul de exemplare de lemn mort căzute la sol în cadrul suprafețelor de probă) a rezultat valoarea 0,9927. Prin urmare, există o relație foarte puternică între aceste două caracteristici structurale ale arboretului.

Distribuția numărului de piese de lemn mort căzut la sol

pe specii și pe suprafețe de probă

tabel nr. 9

Fig. 54 – Distribuția volumului de lemn mort căzut la sol pe

suprafețe de probă

6.2. Parametri calitativi ai lemnului mort

În urma analizării datelor colectate se poate constata că există o distribuție a lemnului mort în toate cele cinci clase de descompunere, volumul cel mai mare regăsindu-se în clasa a IV-a (203,01 m3), fiind urmat de lemnul mort inclus în clasele a -a (66,32 m3), a V-a (50,35 m3), a II-a (48,54 m3) si I (15,74 m3).

În clasele de descompunere a III-a, a V-a și în special a IV-a, aportul cel mai însemnat la volumul total de lemn mort căzut la sol este adus de către gorun. Astfel, volumul de lemn mort din clasa a IV-a aparținând speciei gorun este de 163,92 m3, cel din clasa a III-a de 39,23 m3, cel din clasa a V-a de 37,51 m3, cel din clasa a II-a de 11,08 m3, iar cel din clasa I de 2,13 m3. Fagul participă la rândul său cu diverse cantități de lemn mort în toate cele cinci clase de descompunere (clasa I – 10,76 m3, clasa a II-a – 34,24 m3, clasa a III-a – 25,96 m3, clasa a IV-a – 37,80 m3 și clasa a V-a – 12,50 m3). Lemnul mort aparținând speciilor carpen și cireș se regăsește doar în primele trei clase de descompunere (I, II, și III) iar în cazul gârniței doar în ultimele trei clase de descompunere (III, IV și V). Pentru specia cer, întreaga cantitate de lemn mort se găsește în clasa a IV-a de descompunere, iar pentru sorb în clasa a II-a.

Fig. 55 – Distribuția volumului de lemn mort căzut la sol pe clase de descompunere

Fig. 56 – Distribuția volumului de lemn mort căzut la sol pe specii și pe clase de descompunere

6.3. Determinarea unor corelații între volumul de lemn viu și volumul de lemn mort

Pentru stabilirea unor corelații între volumul de lemn viu și volumul de lemn mort din cele 41 de suprafețe de probă constituite s-a utilizat testul statistic „t – student”.

Prin urmare, în funcție de specia a cărui volum este predominant s-au stabilit 3 variante, prima variantă cu 16 repetiții (volumul de lemn viu este dat preponderent de gorun – suprafețele de probă 43, 72, 81, 82, 92, 93, 96, 97, 101, 106, 116, 117, 119, 121, 124, 128), a doua cu 17 repetiții (în care volumul de lemn viu este dat preponderent de fag – suprafețele de probă 12, 17, 23, 24, 25, 50, 71, 73, 86, 91, 95, 105, 108, 115, 118, 122, 127), respectiv a treia cu 8 repetiții (în care volumul de lemn viu este dat doar de fag – suprafețele de proba 10, 11, 18, 33, 61, 83, 107, 112). Astfel, comparând variantele în care volumul de lemn viu este dat preponderent de gorun cu variantele în care volumul de lemn viu este dat în totalitate de fag am obtinut diferențe semnificative în ceea ce privește volumul de lemn mort. Același rezultat a fost obținut și în cazul în care au fost comparate variantele în care volumul de lemn viu este dat preponderent de fag cu variantele în care volumul de lemn viu este dat în totalitate de fag. În cazul în care au fost comparate variantele în care volumul de lemn viu este dat preponderent de fag cu variantele în care volumul de lemn viu este dat preponderent de gorun, diferențele au fost nesemnificative în ceea ce privește volumul de lemn mort.

Testul ‘t’

tabel nr. 10

V1 – Volumul predominant al arborilor vii este dat de gorun

V2 – Volumul predominant al arborilor vii este dat de fag

V3 – Volumul arborilor vii este dat de fag

6.4. Lemnul mort și biodiversitatea

6.4.1. Nișe ecologice (microhabitate)

După cum se știe, biocenozele forestiere prin intermediul populațiilor care o compun, realizează un circuit complet al materiei organice, de la sinteză și până la descompunere. Un arbore mort suferă o serie de transformări fizice și chimice până la descompunerea sa totală și transformarea în humus. Pe parcusul acestor etape, componentele sale (crengile, scoarța, rădăcinile, trunchiul, etc.) oferă microhabitate diverselor tipuri de populații (consumatoare și descompunătoare) care formează numeroase lanțuri trofice (după Merce, O.; Turcu, D. O., 2005-2006).

În ordinea descrescătoare a prezenței microhabitatelor în cadrul Rezervației Naturale Runcu-Groși, se poate observa că litiera și resturile fine de lemn (crengi subțiri, rămurele) au fost întâlnite în cadul tuturor piețelor de probă studiate. Cu un procent de 93% urmează crengile moarte căzute pe sol , numărul crescut al acestora datorându-se atât acțiunii vântului sau zăpezii care au rupt crengile vii cât și concurenței intra și interspecifice pentru lumină, o parte din crengile arborilor uscându-se și căzând. Urmează arborii morți căzuti pe sol (bușteni) cu 83 %, care alături de arborii morți de dimensiuni mari, doborâti (rupți) de furtună sau de căderea unui alt arbore cu 74% sunt reprezentați în cea mai mare parte de arbori din specia gorun. Cu 50% se regăsesc arborii morți în picioare datorită concurenței în fazele inițiale, arbori reprezentați în principal de fag și de puține exemplare de carpen. Celelalte tipuri de microhabitate întâlnite au o frecvență sub 50% (după Merce, O.; Turcu, D. O., 2005-2006).

Fig. 57 – Frecvența microhabitatelor în cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși (după Merce, O.; Turcu, D. O., 2005-2006)

6.4.2. Ciupercile descompunătoare și lemnul mort

Speciile de ciuperci descompunătoare sunt cunoscute prin faptul că manifestă preferințe pentru diverse stadii de descompunere a lemnului. Speciile se succed una alteia în secvențe caracteristice pe parcursul perioadei de descompunere a lemnului, alterând structura fizică, umiditatea, aciditatea și conținutul de nutrienți ai lemnului. Ordinea succesională distinctă a speciilor care se dezvoltă pe trunchiuri aflate în descompunere arată că basidiomicetele lignicole diferă într-o mare masură de la o specie la alta în functie de cerințele față de substrat, de abilitățile lor competitive și de diferitele stadii de descompunere (Renval, 2003).

Caracteristicile arborilor – gazdă și a microclimatul locului de creștere guvernează dezvoltarea comunităților de ciuperci descompunătoare. Oricum, primele stadii de descompunere ale trunchiului arborelui se află într-o strânsă legatură cu modul în care arborele a murit. Descompunătorii primari distrug structură și chimismul lemnului și pe această cale modifică indirect comunitățile de ciuperci aflate în ultimele stadii ale succesiunii (Renval, 2003).

Fiecare stadiu de descompunere are o compoziție de specii specifice, ceea ce înseamnă că, în fiecare stadiu de descompunere, buștenii găzduiesc specii care nu se găsesc în alte stadii de descompunere. Trunchiurile aflate în stadii intermediare și finale de descompunere mențin combinații diverse specii și de aceea au o importanță crucială în conservarea ciupercilor lignicole (Renval, 2003).

Fig. 58 – 61 – Ciuperci specifice lemnului mort în cadrul Rezervației Naturale Runcu-Groși

Evoluția atacului de ciuperci precede căderii arborelui. Scoarța afectează microclimatul din interiorul lemnului prin reducerea evaporării, ea fiind un factor care influiențează umiditatea în trunchiurile căzute pe sol (Renval, 2003).

Lista ciupercilor observate în cadrul Rezervației Naturale Runcu-Groși

(după Berducou, C., et al., 2006 citați de Merce, O.; Turcu, D. O., 2005-2006)

tabel nr. 11

Perioada de observare a ciupercilor în cadrul Rezervației Naturale Runcu Groși a fost precoce, în special pentru o pădure relativ termofilă din zona de dealuri. În consecință, au fost observate puține specii, în ciuda umidității crescute datorită ploilor ce au precedat deplasarea în teren. Au fost observate mai ales Fomes fomentarius, Ganoderma lipsiense, Pleurotus ostreatus, Stereum insignitum, a cărui abundență a carpoforilor observați este probabil strâns legată de calitatea habitatului (abundența substratului și continuitatea resursei) (Berducou, C., et al, 2006).

O specie precoce remarcabilă, aservită stejarului, a fost observată totuși în cea mai bună formă, o specie foarte rară și amenințată: Buglossoporus quercinus (Schrad.) Kotlaba & Pouzar, fără îndoială cea mai rară specie observată în timpul acestui studiu. Această ciupercă pare a fi puternic legată de pădurile bătrâne de câmpie și deal cu volum foarte mare de lemn mort, în special atunci când stejarii depășesc stadiul de maturitate, trecând în stadiul de deperisare naturală în picioare, favorabilă instalării speciei Polyporus squamosus, care a fost observată în pădurea Fontainebleu din Franța (Berducou, C., et al, 2006).

6.4.3. Coleopterele și lemnul mort

Studiul insectelor forestiere furnizează o mulțime de informații dar este dificil de implementat : specialiștii sunt putini, cărtile de referință sunt rare, ecologia insectelor forestiere nu este încă prea bine cunoscută, metoda de capturare (omorârea insectei) contravine regulilor pădurii, etc. Din această cauză, studiile se axează în principal pe cea mai cunoscută familie : Coleoptera.

În completarea faptului că este destul de bine cunoscută, Coleoptera prezintă avantajul de a fi un ordin numeros (atât ca specii cât și ca indivizi) și bine reprezentat în păduri (de exemplu jumătate din cele 10000 de specii de coleoptere ce se întâlnesc în Franța se găsesc în pădure) (Gilg, O., 2005).

Unele specii sunt foarte bine răspândite și se găsesc aproape în toate pădurile, altele au nevoie de buturugi mari, putrezite ăi din această cauză sunt mai ușor de localizat. Cei mai remarcabili și mai caracteristici pentru pădurile bătrâne sunt gândacii saprofiți care contribuie la descompunerea lemnului. Diversitatea lor ridicată este combinată cu un înalt grad de specializare. Fiecare nișa ecologică (scorburi putrezite, lemn humificat, lemn descompus, arbori care au suferit diverse atacuri, etc.) are propria comunitate de gândaci saprofiți localizată în puncte diferite ale lanțului trofic (xilofagi, micofagi, prădători, etc.) (Gilg, O., 2005).

S-a estimat ca aproximativ 20% din nevertebratele care își au originea în pădurile eurpopene sunt saprofite. Anumite specii sunt asociate cu piese mici de lemn mort sau cu fazele inițiale de descompunere a lemnului (insectele xilofage pioniere). Dar multe dintre ele au devenit tot mai puține în prezent, exceptând pădurile bătrâne unde ele mai pot fi întâlnite sub forma de relicte sau de populații izolate. Acesta este și cazul speciilor pentru care o parte a ciclului lor de viață (de exemplu stadiul larval) are loc în piese mari de lemn mort în stadii avansate de descompunere, habitate care au disparut din pădurile aflate în circuitul economic (Gilg, O., 2005).

Stadiul de descompunere a lemnului mort este o particularitate importantă pentru studiul speciilor saprofite. Fiecare stadiu de descompunere găzduiește comunități specifice, așa cum au arătat numeroasele studii care au fost făcute, această succesiune de specii fiind posibilă de observat de-a lungul perioadei de descompunere.

Astfel, pot fi distinse patru stadii principale de descompunere (cu anumite variații ce depind de pozitia arborelui – în picioare sau doborât, de specie – rășinoase sau foioase, etc) (Birtele, D., 2003) :

primul stadiu – colonizarea cu Coleoptera (Scolitydae, Curculionidae și Cerambicidae) : începutul morții arborilor și ultimii 1-2 ani de viață. Prin colonizarea lemnului mort, Scolytidele aduc alte specii saprofite cu ele. Zona cambială este rapid colonizată datorită galeriilor excavate de aceste coleoptere.

al II-lea stadiu – pe parcursul următorului an după moartea arborelui și se poate prelungi pe o perioada de 5-10 ani. Speciile se vor hrăni cu floemul rămas, vor apare asociații de specii ce se vor dezvolta sub scoarță și pe suprafața lemnului. Apar și primele fructificații ale poliporilor.

al III-lea stadiu – floemul a fost consumat iar habitatele de sub scoarță au dispărut datorită căderii scoarței. Stadiul se caracterizează prin specii micofage, prin paraziții și prin prădătorii lor. Fiecare specie poliporă găzduiește o comunitate specifică și uneori chiar specii specifice.

al IV-lea stadiu – începe când majoritatea lemnului situat la periferia trunchiului (ce se află dedesubtul cambiului) este consumat și duramenul începe să se descompună. Speciile saprofite devin tot mai rare și sunt înlocuite de nevertebratele din litieră, care folosesc trunchiul pentru adăposturi (moluștele), vânătoare sau mușuroaie (furnicile).

Lista coleopterelor observate în cadrul Rezervației Naturale Runcu-Groși

(după Berducou, C., et al., 2006 citați de Merce, O.; Turcu, D. O., 2005-2006)

tabel nr. 12

Observațiile entomologice au fost foarte impresionante prin abundențele determinate, prin bogăția specifică și mai ales în raritatea taxonilor saprofiți: Corticus diabolicus (comun în Balcani), multe specii din familiile Erotylidae, Mycetophagidae, etc., și mai ales Sphindidae, Tenebrionidae și Rhysodidae cu Ommoglymnius germari (sinonim Rhysodes americanus). Captura eucnemidei Thambus frivaldskyi este de interes european. Pentru un entomolog, această populație pare a fi o populație naturală în curs de maturare. Fertilitatea și abundența acesteia se explică fără îndoială prin abundența lemnului mort (arbori dominați și arbori doborâți de vânt) chiar dacă faza de declin pare departe încă. Speciile prezente indică existența unui „refugiu” datorită unei îndelungate continuități a pădurii (Berducou, C., et al, 2006).

Capitolul 8. Concluzii

Concluzii generale

Odată cu epoca industrializării, suprafața pădurilor europene s-a redus tot mai mult datorită presiunilor generate de creșterea și urbanizarea populației dar și datorită dezvoltării industriei. Un alt efect al civilizației a constat în modificarea semnificativă a structurii naturale a pădurilor.

Comparativ cu celelalte țări europene, țara noastră are cea mai mare suprafață acoperită de făgete (peste 10 % din făgetele europene) (Biriș, I., A., 2014).

Conform inventarierii din perioada 2001-2004 (Veen și Biriș 2004), România deține peste 218500 ha de păduri virgine (40 % din din suprafață fiind ocupată cu formații de făgete sau făgete amestecate).

În epoca modernă, rolul unei păduri trece dincolo de statutul tradițional al aceteia și anume ca fiind un simplu producător de lemn. Aceste adevărate“depozite de biodiversitate” au un rol multiplu: de conservare in situ a biodiversității sub toate formele ei, de stocare a carbonului, dar pot servi în același timp ca model de gospodărire a pădurilor incluse în circuitul economic sau al ariilor naturale protejate forestiere a căror structură se abate de la cea naturală. Prin urmare, studiul pădurilor cu grad ridicat de naturalitate a devenit o preocupare atât pentru silvicultori cât si pentru biologi, sau pentru cercetători din alte domenii de activitate.

În cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși au fost întreprinse cercetări cu privire la structura arboretelor prin intermediul a 41 suprafețe de probă, fiecare având o suprafață de 1000 m2, în alegerea acestora urmărindu-se ca acestea să prezinte o influență umană minimă și totodată să surprindă într-un mod cât mai reprezentativ toate caracteristicile structurale ale arboretelor din cuprinsul rezervației. Pentru realizarea măsurătorilor și descrierea structurii arboretelor a fost folosit echipamentul FieldMap.

Varietatea structurală deosebită a acestei rezervații naturale a fost reliefată prin analiza detaliată a mai multor atribute structurale ale arboretelor, atribute folosite frecvent în studiile de specialitate. Cercetările s-au orientat atât spre analizarea biomasei cât și a necromasei. Astfel, rezultatele obținute au pus în evidență principalii indicatori biometrici pentru arborii vii (număr de arbori/ha, număr de exemplare/plot/specie, volum/ha, distribuția arborilor pe categorii de diametre și înălțimi, relația dintre diametre și înălțimi, indici de zveltețe, starea de vegetație), caracteristicile regenerării, au oferit informații în ceea ce privește lemnul mort (parametrii cantitativi și calitativi ai acestuia – volum/ha, volum/specie, număr de piese de lemn mort/plot/specie, grad de descompunere, volum/clase de descompunere), precum și corelațiile existente între volumul de lemn mort și volumul de lemn viu. Determinarea relației dintre biomasă și diversitate s-a realizat prin intermediul indicilor de diversitate structurală.

Analiza structurii arboretelor

Compoziția arboretelor

În ceea pe priveste compoziția arboretelor, se întâlnesc două specii principale: fagul și gorunul. Rezervația Naturală Runcu Groși este dominată de arborete de fag (20% din suprafețele de probă inventariate conțin doar fag, 41% au volumul de masă lemnoasă dat în principal de fag, această specie regăsindu-se în toate suprafețele de probă inventariate). În 39% din suprafețele de probă inventariate, volumul de masă lemnoasă este dat în principal de gorun. Pe lângă speciile mai sus enumerate, întâlnim carpenul, cerul, cireșul, gârnița, teiul, jugastrul, paltinul de munte și de câmp, sorbul, părul pădureț și ulmul de munte. Se poate constata că bogăția de specii lemnoase are o valoare crescută.

Regenerarea slabă a gorunului (în clasele superioare de înălțimi acesta lipsind cu desăvârșire) corelată cu mortalitatea ridicată înregistrată în cazul acestei specii denotă o restrângere a participării gorunului în compoziția arboretelor în detrimentul fagului.

Numărul de arbori la hectar

După inventarierea celor 41 suprafețe de probă, a rezultat un numar de 2327 exemplare de lemn viu (567 exemplare/ha). 76% din exemplare aparțin fagului, 11% aparțin gorunului, 9% carpenului, restul speciilor însumând 4%. În cadrul suprafețelor de probă, numărul de arbori a variat între un minim de 26 exemplare și un maxim de 101 exemplare. Se poate constata o amplitudine foarte mare, ceasta putând fi pusă pe seama stadiilor de dezvoltare diferite surprinse în cadrul celor 41 suprafețe de probă, a compoziției arboretului, dar și a unor factori abiotici și biotici disturbatori.

Indici de diversitate

Prin analiza indicilor de biodiversitate se constată că acestia au valori mari, ceea ce confirmă existenta unei biocenoze evoluate, cu o bună continuitate în timp. Spre exemplu, indicele Shannon-Weaver are o valoare apropiată de 1. În cazul în care toate exemplarele aflate în compoziția arboretelor ar fi aparținut unei singure specii, valoarea acestui indice ar fi fost 0. Datorită acestei diversități ridicate se poate concluziona că și mediul de viața este unul complex, factorii staționali din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Grosi” având un rol esențial în diversificarea biocenozelor.

Distribuția numărului de arbori pe categorii de diametre

În cazul numărului total de arbori această distribuție este dată de o ecuație polinomială, această distribuția tinzând spre o formă bimodală. Se poate observa un număr maxim de arbori în categoria de diametre 4 – 8 cm după care numărul de arbori scade odată cu creșterea diametrului, o ușoară creștere fiind observată în intervalul de diametre 40 – 60 cm. Această creștere poate fi pusă pe seama gorunului, în cazul acestei specii apărând un etaj dominant foarte bine conturat în intervalul de diametre 40 – 60 cm, distribuția numărului de arbori pe categorii de diametre având o formă bimodală evidentă. Și în cazul fagului, distribuția arborilor pe categorii de diametre este oarecum similară cu cea a numărului total de arbori, un al doilea maxim înregistrându-se în intervalul de diamtre 56 – 64 cm.

În urma analizării datelor de teren se constată existența unui număr mare de arbori groși (3 arbori cu diametrul mai mare sau egal cu 100 cm, 28 arbori cu diametrul cuprins între 80 – 100 cm și 141 arbori cu diametrul cuprins între 60 – 80 cm). Valorile găsite sunt comparabile cu cele întâlnite în Europa în alte păduri batrâne unde fagul este specia dominantă.

Distribuția numărului de arbori pe categorii de înălțimi

Se poate observa că distribuția arborilor pe categorii de înălțimi este bimodală cu asimetrie de stânga atât pentru numărul total de arbori cât și pentru fag, cea mai mare concentrație de arbori înregistrându-se în intervalul de înălțimi 8 – 12 m, frecvențe ușor mai ridicate înregistrându-se pentru categoria de înălțimi 34 – 36 m, aceasta indicând apariția unui etaj dominant. În cazul gorunului, distribuția este bimodală cu asimetrie de dreapta, maximul fiind înregistrat pentru categoria de înălțimi 28 – 30 m. Acest fapt semnalează, în cazul gorunului, existența unui etaj dominant foarte bine consolidat. Acest fapt poate fi pus si pe seama temperamentului de lumină al gorunului, acesta nesuportând umbrirea fagului, prin urmare multe exemplare sunt înlăturate încă din tinerețe datorită competiției interspecifice pentru lumină.

Indici de zveltețe

Acest coeficient prezintă variații mari pentru arboretele din cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși. Majoritatea arborilor, indiferent de specie, prezintă valori ale acestui indice cuprinse între 50 și 100. Apar însă și excepții în cazul unor exemplare de arbori tineri, datorită competiției pentru lumină aceștia încercând să ajungă în plafonul superior al arboretului. Se poate constata o amplitudine largă a acestor indici în cazul diametrelor mici (sub 10 cm) și o îngustare a amplitudinii la diametre mari ale arborilor.

Relația dintre diametre și înălțimi

Realația dintre diametre și înălțimi a fost modelată prin intermediul ecuațiilor de regresie logaritmică. Prin analizarea graficelor care redau această relație, atât în cazul numărului total de arbori cât și în cazul principalelor specii care participă în compoziția arboretelor din cadrul rezervației, se poate observa că există o variație a înălțimilor în cadrul aceleiași categorii de diametre fapt relevat și prin intermediul indicilor de zveltețe. Arbori cu același diametru pot avea înălțimi foarte diferite datorită concurentei pentru lumina în care sunt angrenați.

Volumul de lemn viu la hectar

S-a înregistrat un volum mediu de 629 m3/ha. Volumul mediu de lemn viu variază între 621 m3/ha în suprafețele de probă dominate de gorun și 647 m3/ha în suprafețele de probă unde este prezent doar fagul. Acest volum este apropiat de volumele înregistrate în alte rezervații naturale ce au în compoziție foioase. În urma inventarierilor făcute în cele 41 suprafețe de probă se constată că 62% din volumul de lemn viu aparține fagului, 31% aparține gorunului, 2% carpenului și 3% cerului. Volumul însumat al masei lemnoase pentru celelalte specii este de 2%.

Se poate observa că volumele de lemn viu nu urmează tendința dată de proporția de participare (fagul participă cu 76% din numărul total de arbori inventariați în comparație cu gorunul care are doar 11% din numărul total de arbori inventariați iar cerul participă cu 1% din numărul total de arbori inventariați în comparație cu carpenul care are 9% din numărul total de arbori inventariați). Acest lucru se datorează faptului că în cadrul rezervației numărul exemplarelor de gorun și cer au început să se reducă, dar cele rămase au dimensiuni mari și foarte mari.

Starea de vegetație

Marea majoritate a arborilor inventariați (81%) sunt sănătoși, 5% sunt morți pe picior iar restul de 14% au diverse tipuri de vătămări de formă sau de structură. În cazul fagului (82% arbori sănătoși, 13% arbori vătămați, 4% arbori morți) situația este aproape similară cu cea întâlnită la nivelul întregii rezervații. Gorunul vegetează si el relativ bine în această zonă, 72% din arbori fiind încadrați în starea 1 de vegetație. Trebuie precizat însă faptul că în cazul acestei specii se înregistrează cea mai ridicată frecvență a arborilor morti (17%), fenomenul de uscare a arborilor de mari dimensiuni având în cadrul acestei specii cea mai mare amploare.

Cele mai frecvente tipuri de vătămări sunt rănile care au o cauză mecanică, putregaiurile și arborii aplecați.

Regenerarea

În cazul Rezervatiei Naturale “Runcu – Groși”, regenerarea are loc numai din sămânță, fără vreo intervenție antropică. Ecosistemele acestei rezervații oferă condiții favorabile pentru instalarea semințișului, continuitatea lor fiind foarte rar amenințată de factori disturbanți. Semințișul inventariat aparține speciilor: fag, gorun, carpen, cer, sorb, tei, jugastru, gârniță, cireș și ulm de munte, compoziția lui reflectând într-o mare măsură compoziția arboretului matur (fagul, gorunul, cerul și carpenul fiind speciile preponderente).

Fagul este specia cea mai bine reprezentată în cadrul regenerării fiind caracterizată și de o relativ mare uniformitate în spațiu, această specie dispunând de un potențial biologic mai mare în comparație cu gorunul sau carpenul. Apoi, prin strategiile sale adaptative, dar și printr-o putere mare de instalare, fagul deține primul loc în cadrul regenerării. Gorunul, la nivelul regenerării este mai neuniform răspândit față de fag. Chiar dacă în prima fază de dezvoltare a puieților ritmul de creștere este relativ susținut, în categoriile superioare de înălțimi acesastă specie nu se mai regăsește.

În ceea ce privește distribuția pe cele patru puncte cardinale, la fel ca și în cazul fagului, distribuția carpenului este similară. Acest lucru poate fi pus pe seama temperamentului oarecum similar al celor două specii, fagul având un temperament de umbră iar carpenul de semiumbră. Analizând distribuția pe categorii de înălțime, se constată în cazul gorunului și al cerului lipsa aproape totală a semințișului în clategoriile a II-a, a III-a și a IV-a. Acest lucru poate fi pus tot pe seama temperamentului celor două specii, ambele fiind specii de lumină. Chiar dacă există un număr destul de mare de puieți în categoria I, acest semințiș este de cele mai multe ori unul provizoriu, el dispărând în câțiva ani de la instalare datorită incapacității de a suporta umbrirea produsă de arboretul matur, în special de fag.

Tipurile de habitate de importanță comunitară

În cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși” au fost întâlnite trei tipuri de habitate de interes comunitar: 9130 – Păduri de fag de tip Asperulo-Fagetum, 9170 – Păduri de stejar cu carpen de tip Galio-Carpinetum și 91Y0 – Păduri dacice de stejar și carpen. Starea de conservare a acestor habítate este considerată ca fiind favorabilă.

Volumul total de lemn mort

Volumul de lemn mort variază foarte mult în cadrul suprafețelor de probă inventariate în funcție de tipul de pădure, de compoziția arboretului, de stadiile de dezvoltare dar și în funcție de volumul de lemn viu. În cadrul Rezervației Naturale Runcu Groși, volumul mediu de lemn mort a fost de 125 m3/ha, cantitatea variind de la 143 m3/ha în suprafețele de probă a căror volum este dat preponderent de gorun până la 64 m3/ha în suprafețele de probă a căror volum este dat doar de fag. Aceste valori se încadrează în media valorilor raportate într-o serie de rezervații naturale de fag din Europa (o medie de 130 m3/ha, valorile variind de la cativa m3/ha la 550 m3/ha – Christensen et al., 2005 sau de 142 m3/ha în cazul amestecurilor de cvercinee cu fag – Mountford, 2002). În pădurile virgine de stejar din Slovacia și Polonia au fost raportate valori cuprinse între 70 m3/ha și 160 m3/ha (Bobiec, 2002).

Volumul de lemn mort pe picior

Procentul de lemn mort pe picior din cantitatea totală de lemn mort este de 26%. Acest procent variază între 9% în cadrul suprafețelor de probă a căror volum este dat doar de fag și 30% în cadrul suprafețelor de probă a căror volum este dat preponderent de fag (în suprafețele de probă a căror volum este dat preponderent de gorun procentul este de 26%). După cum se poate observa, în suprafețele de probă a căror volum este dat preponderent de fag și de gorun, valorile procentelor sunt destul de apropiate, aceasta datorându-se faptului că în compoziția acestor arborete apare gorunul (uneori și gârnița), multe exemplare de mari dimensiuni din aceste specii uscându-se pe picior datorită atacurilor de ciuperci și insecte și căzând la sol mai târziu datorită factorilor abiotici (furtuni, vânturi puternice, etc.). În schimb, în cazul fagului, puține exemplare de mari dimensiuni se usucă pe picior, marea majoritate fiind exemplare de mici dimensiuni afectate de uscare datorită umbririi arborilor maturi. Tot la fag se mai pot înregistra cazuri în care exemplare de mari dimensiuni sunt rupte de furtună sau vânturi puternice. În urma analizării rezultatelor obținute se poate constata o tendință de reduce a proporției gorunului în compoziția arboretelor.

Volumul de lemn mort pe picior are o pondere scăzută, el însumând doar 4,9% din volumul total de lemn pe picior (viu și mort) înregistrat în cele 41 de suprafețe de probă inventariate. Procentul însă variază destul ce mult, de la 0,9% în cadrul suprafețelor de probă a căror volum este dat doar de fag pâna la 6% în cadrul suprafețelor de probă a căror volum este dat preponderent de gorun.

Volumul de lemn mort căzut la sol

Din cantitatea totală de lemn mort căzut la sol, 66% aparține speciei gorun (65% din lemnul mort căzut la sol dat de gorun fiind în clasa a – IV a de descompunere). O explicație pentru această cantitate mare se poate datora procesului lent de descompunere care afectează gorunul comparativ cu fagul (Vandekerhove et al., 2009). Toate aceste aceste procente sunt raportate la momentul măsurătorilor, ele evoluând în timp.

Repartizarea volumului de lemn mort pe clase de descompunere

Se poate constata că există o distribuție a lemnului mort în toate cele cinci clase de descompunere, volumul cel mai mare regăsindu-se în clasa a IV-a, fiind urmat de lemnul mort inclus în clasele a III-a, a V-a, a II-a și I-a. În clasele de descompunere a III-a, a V-a și în special a IV-a, aportul cel mai însemnat la volumul total de lemn mort căzut la sol este adus de către gorun. Fagul participă la rândul său cu diverse cantități de lemn mort în toate cele cinci clase de descompunere.

Analiza legăturii dintre volumul de lemn viu si volumul de lemn mort

În cazul variantei V1 (suprafețe de probă în care volumul de lemn viu este dat preponderent de gorun) se înregistrează cantități mari de lemn mort provenit în proportie covârșitoare de la arborii de gorun doborâți la sol, piesele de lemn mort având dimensiuni mari. O situație asemănătoare se înregistrează și în cazul variantei V2 (suprafețe de probă în care volumul de lemn viu este dat preponderent de fag). Și în acest caz întâlnim mari cantități de lemn mort, dat de această dată atât de catre gorun cât și de către fag. În cazul variantei V3 (suprafețe de probă în care volumul de lemn viu este dat doar de către fag) cantitatea de lemn mort este semnificativ mai mică decât în cazul primelor două variante, ea fiind dată în principal de fag (doar o cantitate redusă fiind dată de către gorun). Se poate concluziona că prezența gorunului în compozitia arboretelor influențează în mod direct și cantitatea de lemn mort din aceste arborete.

Capitolul 9. Contribuții originale

A fost pusă în evidență pentru amestecurile cvasivirgine de fag cu gorun existența unui maxim secundar al distribuției numărului de arbori pe categorii de diametre, maxim format de arborii groși, cu diametrul apropiat de 50 cm, ceea ce indică conturarea unui etaj dominant distinct al arboretului. Acest tip de structură este specific arboretelor naturale.

A fost pusă în evidență pentru amestecurile cvasivirgine de fag cu gorun structura verticală complexă a arboretelor, ce prezintă distribuții cu forme apropiate de curbe bimodale ale numărului de arbori pe categorii de înălțimi, conturând de asemenea un etaj dominant al arboretului (format din arborii cei mai mari – arborii cei mai înalți și mai groși).

S-au calculat în premieră pentru amestecurile cvasivirgine de fag cu gorun indicii de zveltețe, fiind pusă în evidență amplitudinea mare a acestor indici în cazul diametrelor sub 10 cm.

Punerea în evidență a arborilor groși și foarte groși, supranumiți și “arbori habitat”, reprezintă o contribuție originală, acești arbori fiind considerați adevărate indicatoare de naturalitate a pădurilor, unii dintre acești arbori având diamtre ce depășesc 100 cm.

A fost evidențiată în premieră pentru amestecurile cvasivirgine de fag cu gorun regenerarea slabă a gorunului care corelată cu mortalitatea ridicată a acestei specii generează o restrângere a participării gorunului în compoziția arboretelor în detrimentul fagului care are o capacitate regenerativă mult mai bună.

S-a realizat în premieră pentru arboretele din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși” o evaluare a stării de sănătate a acestora, evidențiindu-se totodată și tipurile de vătămări care afectează arborii.

Au fost studiate în premieră pentru amestecurile cvasivirgine de fag cu gorun caracteristicile cantitative și calitative ale lemnului mort, acesta în cantități mari (cum este și cazul Rezervației Naturale “Runcu – Groși”) fiind un element distinctiv al pădurilor cu grad ridicat de naturalitate.

Un inedit al cercetărilor efectuate îl reprezintă studiul legăturii dintre volumul de lemn viu și volumul de lemn mort în funcție de compoziția arboretelor.

S-a efectuat pentru prima dată echivalarea tipurilor de pădure cu tipurile de habitate forestiere Natura 2000 și s-a realizat o hărtă a distribuției acestor habitate întâlnite în cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși”, toate aceastea fiind utile administratorului, custodelui, Agenției de Protecția Mediului sau altor factori interesați de această distribuție sau de starea de conservare a arboretelor întâlnite în această rezervație (Rezervația Naturală “Runcu – Groși” facând parte din situl de importanță comunitară ROSCI0070 Drocea).

Bibliografie

Acker, S.A., Sabin, T.E., Ganio, L.M. & McKee, W.A., 1998 – Development of old-growth structure and timber volume growth trends in maturing Douglas-fir stands, Forest Ecology and Management, vol. 104, pp. 265- 280.

Bândiu, C. ; Smejkal, G. M. ; Vișoiu – Smejkal, D. , 1995 – Pădurea seculară. Cercetări ecologice în Banat. Editura Mirton, Timișoara, 160 pag.

Berducon, C., Brustel, H., Corriol, G., Larrieu, L., Larrieu, S., Prud’ homme, F., 2006 – Compte rendu de l’expedition naturaliste du Groupe d’ Etude des Vielles Forets Pyrenneenes, dans quelque forets protegees des Carpates roumaines, GEVFP ;

Biriș, I.A., et al., 2006 – 2008 – Structura și dinamica ecosistemelor forestiere naturale, suport pentru fundamentarea de măsuri silviculturale apropiate de natură și pentru o gestiune durabilă a pădurilor / The structure and the dynamics of the natural forest ecosystems, base for the development of close to nature sylvicultural measures and a sustainable management of the forest ecosystems, (NATFORMAN) – CEEX -2006 .

Biriș, I.A., et al., 2009 – 2011 – Evaluarea biodiversitatii in arii protejate forestiere (APF) representative,ca reper pentru o gestionare silviculturala durabila a arboretelor cultivate (FORBIODIV), PN 09460203;

Biriș, I., A., Merce, O., 2012 – Stabilirea măsurilor de management pentru habitatele forestiere de interes comunitar incluse în sit-urile Natura 2000, Referat științific, București.

Biriș, I., A., 2014 – Făgetele primare din România, o contribuție la Patrimoniul Mondial UNESCO, Bucovina forestieră 14(1): 77-85

Birtele, D., 2003 – The succession of saproxylic insects in dead wood: a new research method, Proceeding of the International Symposium “Dead wood: a key to biodiversity”, Mantova;

Bobiec, A., 2002 – Living stands and dead wood in the Bialowieza Forest: suggestion for restoration management. Forest Ecology and Management 165.

Borlea, G., F., 2006 – Protecția naturii și conservarea biodiversității, Editura Eurobit, Timișoara, 188 pag.

Buongiorno, J., Dahir, S., Lu, H. & Lin, C., 1994 – Tree size diversity and economic returns in uneven-aged forest stands, Forest Science, vol. 40, no. 1, pp. 83-103.

Bütler, R., Lachat, T., Larrieu, L., Paillet, Y., 2013 – Habitat trees: key elements for forest biodiversity – capitol din Integrative approaches as an opportunity for the conservation of forest biodiversity, EFI report;

Crăciunescu, A., Țigan, T., Trăușan, T., 2013 – Rezervașia Naturală de tip forestier Runcu – Groși.

Cighi, V., 2011 – Tehnica experimentală. Editura Risoprint, Cluj – Napoca.

Commarmot, Brigitte, Bachofen, H.; Bundziak, Y., Burgi, A., Ramp, B., Shparyk, Y., Sukhariuk, D., Viter, R., Zingg, A., 2005 – Structures of virgin and managed forests in Uholka (Ukraine) and Sihlwald (Switzerland): a comparative study, Forest, Snow and Landscape Research 79, 1/2:45-56.

Diaci, J., Wijdeven, S., Meyer, P., Winter, S., Vrska, T., 2005 – Dead wood in European beech (Fagus sylvatica) forest reserves. Forest Ecology and Management 210.

Doniță, N., 1998 – Ecologie generală și forestieră, Academia Universitară Atheneum. Note de curs.

Doniță et al. 2005 – Habitatele din Romania, Editura Tehnica Silvica, Bucuresti.

Doniță, N., Borlea, G., F., Turcu, D., O., 2006 – Cultura pădurilor (Silvicultura în sens restrâns: Note de curs, Editura EUROBIT, Timișoara, 367 p.

Drăgoi, M., 2004 – Amenajarea pădurilor, Editura Universității Suceava, 258 p.

Dudley, N., Vallauri, D., 2004 – Dead wood – living forests. WWF Report

Duelli, P., Chumak, V., Obrist, M., K., Wirz, P., 2005 – The biodiversity values of European virgin forests, Forest, Snow and Landscape Research, 79, 1, 91 – 99 pp.

Ellenberg, H., Mayer, R., Schauermann, J., 1986 – Okosystemforschung – Ergebnisse des Sollingprojekts 1966 – 1986, Stuttgart.

Fichtner, A., Forrester, D., I., Härdtle, W., Sturm, K., von Oheimb, G., 2015 – Facilitative-Competitive Interactions in an Old-Growth Forest: The Importance of Large-Diameter Trees as Benefactors and Stimulators for Forest Community Assembly, Plos One;

Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1996 – Silvicultura, vol. I. Editura Lux Libris, Brașov, 210 pp.

Florescu, I. I. ; Nicolescu, N. V., 1998 – Silvicultura, vol. II. Editura Universității “Transilvania” Brașov, 194 pp.

Franklin, J., F., Cromack, K., J., Denison, W., McKee, A., Maser, C., Sedell, J., Swanson, F., Juday, G., 1981 – Ecological characteristics of old-growth Douglas-fir forests, General Technical Report, USDA Forest Service, Portland, PNW-118.

Franklin, J., F., Spies, T., A., Van Pelt, R., Carey, A., B., Thornburgh, D., A., Berg, D., R., Lindenmayer, D., B., Harmon, M., E., Keeton, W., S., Shaw, D., C., Bible, K., Chen, J., 2002 – Disturbances and structural development of natural forest ecosystems with silvicultural implications, using Douglas- Fir forests as an example, Forest Ecology and Management, vol. 155, pp. 399-423.

Gafta D,. Mountford O. 2008 – Manual de interpretare a habitatelor Natura 2000 din Romania, Editura Risoprint, Cluj Napoca.

Gilg, O., 2005 – Old-growth forests: characteristics, conservation and monitoring, Technical Report 74 bis, ATEN, Montpellier, 96 pp.

Giurgiu, V., Doniță, N., Bândiu, C., Radu, S., Cenușă, R., Dissescu, R., Stoiculescu, C., Biriș, I. A., 2001 – Les forets vierges de Roumanie / Pădurile virgine din România. Edite par l’ASBL Foret Wallone, 206 pag.

Giurgiu, V., Drăghiciu, D., 2004 – Modele matematico-auxologice și tabele de producție pentru arborete. Editura Ceres, București.

Grudnicki, F., 2004 – Coeficientul de zveltețe și stabilitatea individuală a arborilor de molid. Bucovina Forestieră, Volumul 12(1-2).

Hochbichler, E., O’Sullivan, A., van Hees. A., Vandekerkhove, K., 2000 – Recommendations for data collection in forest reserves, with an emphasis on regeneration and stand structure. European community, directorate general for research 2000: Forest reserves research network COST action E4. EUR 19550.

Kucbel, S., Saniga, M., Jaloviar, P., Vencurik, J., 2012 – Stand structure and temporal variability in old-growth beech-dominated forests of the northwestern Carpathians: A 40-years perspective, Forest Ecology and Management 264 (2012) 125-133.

Lin, Y., Hulting, M. L., Augspurger, C. K., 2004 – Causes of spatial patterns of dead trees in forest fragments in Illinois, Plant Ecology 170: 15-27.

Lutz, J., A., Larson, A., J, Freund J., A., Swanson, M., E., Bible, K., J., 2013 – The Importance of Large-Diameter Trees to Forest Structural Heterogeneity, Plos One, vol. 8, Issue 12;

Maser, C., Anderson, R., G., Cromack, K. Jr., Williams, J., T., Martin, R., E., 1979 – Dead and down woody material. ‘Wildlife Habitats in Managed Forests: the Blue Mountains of Oregon and Washington’. (Ed. JW Thomas) USDA Forest Service, Agricultural Handbook Number 553.

McElhinny, C., 2002 – Forest and woodland structure as an index of biodiversity: a review, Department of Forestry, Australian National University

Merce, O., Turcu, D., O., 2005 – 2006: Cercetări privind rolul ecologic al lemnului mort în ecosisteme forestiere cvasivirgine / Researces concerning the ecological role of the dead wood in quasi-virgin forest ecosystems, ICAS technical report, 62+55 pp.

Merce O., Turcu D., Brad R., Cadar N., Mircu A., 2006 – A study concerning the deadwood in Runcu-Grosi Natural Reserve (western Romania), IUFRO – International Conference “Beech Silviculture in Europe’s largest beech country”, 04 – 08.09, Poiana Brasov, Romania;

Merce, O., Cantar, I., Turcu, D. O., 2009 – Evaluarea biodiversității în ariile forestiere protejate reprezentative pentru gestionarea durabilă a pădurii cultivate, Institutul de Cercetări și Amenajări Silvice, Raport Științific, Timisoara;

Merce O., Turcu D., Cantar I., 2012 – The structure of a natural mixed beech – sessile oak forest in Runcu Grosi Natural Reserve”, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 16, pp 131 – 138.

Merce, O., Borlea, Gh. F., Turcu, D. O., 2014 – Definitions and structural attributes of the ecosystems from natural forest – short review”, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 18, (2) pp 114 – 120.

Merce, O., 2015 – Characteristics of the seedlings layer from the “Runcu – Groși” Nature Reserve, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 19, (2) pp 140 – 145.

Merce, O., Borlea, G., F., Turcu, D., O., Cantar I., C., Biris, I., A., 2015 – Dead wood volume and its correlation with living standing volume in the Runcu Grosi Nature Reserve, 15th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM, Vol. II, Albena, Bulgaria, pp. 447 – 454.

Mountford E., P., 2002 – Fallen dedad wood levels in the near – natural beech forest at La Tillaie reserve, Fontainebleau, France. Forestry, nr. 2, vol. 75.

Munks, S.A., Corkrey, R. & Foley, W.J., 1996, – Characteristics of arboreal marsupial habitat in the semi-arid woodlands of northern Queensland, Wildlife Research, vol. 23, pp. 185-195.

Negulescu, E. G., Stănescu, V., Florescu, I., I., Târziu, D., R., 1973 – Silvicultura. Vol. I și II. Editura CERES București.

Nicolescu, V., N., 2011 – Silvicultură Vol.I. Biologia pădurii, Editura Aldus, Brașov, 193 pp.

Nilsson, S., G., Niklasson, M., Hedin, J., Aronsson, G., Gutowski, J., M., Linder, P., Ljungberg, H., Mikusinski, G., Ranius, T., 2003 – Erratum to ‘‘Densities of large living and dead trees in old-growth temperate and boreal forests’’, Forest Ecology and Management 178 (2003) 355–370.

Oliver, C., Larson, B., 1996 – Forest stand dynamics, Update edition, John Wiley and Sons, Inc., 520 pp.

Parviainen, J., 2005 – Virgin and natural forests in the temperate zone of Europe, Forest Snow and Landscape Research 79, 10 pag.

Pașcovschi, S., Leandru, V. 1958 – Tipuri de pãdure din R.P.R., Editura Agro-Silvicã de Stat, București.

Petrițan, A., M., Biriș, I., A., Merce, O., Ungureanu, L., Turcu, D., Petrițan, I., C., 2011 – Influence of beech participation in stands composition on the tree and herb layer diversity, International conference "Functions and Services of Biodiversity", 20-22.06 , University Goettingen, Germany.

Petrițan, I., C., Robu, D., Merce, O., Biriș, I., A., Petrițan, A., M., Turcu, D.O., 2011 – Spatial patterns and competition in a natural mixed beech-sessile oak forest in Runcu Nature Reserve (western Romania). The 9th international beech symposium. 12-17.09, Dresden, Germany.

Petrițan,  A., M., Biriș,  I., A., Merce, O., Turcu, D., O., Petrițan, I., C., 2012 – Structure and diversity of a natural temperate sessile oak (Quercus petraea L.) – European Beech (Fagus sylvatica L.) forest, Forest Ecology and Management, Volume 280, pp 140-149.

Petrițan,  A., M., Biriș,  I., A., Merce, O., Turcu, D., O., Petrițan, I., C., 2012 – Diversity patterns linked to the proportion of the dominant tree species in the canopy layer of a natural beech – sessile oak, Forest and sustainable development, 19 – 20.10, Faculty of Silviculture and Forest Engineering, Brasov.

Pommering, A., 2002 – Approaches to quantifying forest structures, Forestry, Vol. 75, no. 3:305-324.

Popescu-Zeletin, I., Petrescu L., 1956 – Contribuții la cunoașterea arboretelor virgine din Penteleu. Studii și cercetări biologice, 16,5 p., pp. 365-386.

Popescu-Zeletin, I., 2008 – Opere alese. Dendrometrie, auxologie forestieră, amenajarea pădurilor și ecologie forestieră, sub redacția: Victor Giurgiu, Editura Academiei Române, 435 p.

Pretzsch, H., 2009 – Forest Dynamics, Growth and Yield – From Measurement to Model. Springer-Verlag Berlin.

Radu, S., Bândiu, C., Coandă, Corina., Doniță, N., Biriș, I. A., Teodorescu, Maria-Elena, 2004 – Conservarea pădurilor virgine (suport de curs) / Conservation of the virgin forests (University course), Editura Geea, București, 66 pp.

Renvall, P., 2003 – Community dynamics and conservation of boreal wood decay fungi, Proceeding of the International Symposium “Dead wood: a key to biodiversity”, Mantova;

Rubin, B., Manion, P., Faber-Langendoen, D., 2006 – Diameter distributions and structural sustainability in forests, Forest Ecology and Management 222 (2006) 427-438.

Schuck, A., Parviainen, J., Bücking, W., 1994 – A Review of Approaches to Forestry Research on Structure, Succession and Biodiversity of Undisturbed and Semi-natural Forests and Woodlands in Europe, Europen Forest Institute, Working Paper 3, 64 pag.

Seddon, J.A., Briggs, S.V. & Doyle, S.J. 2001 – Birds In Woodland Remnants Of The Central Wheat/Sheep Belt Of NSW, Natural Heritage Trust, NSW National Parks And Wildlife Service, Sydney, AA 1373.97.

Spies, T., A., Franklin, J., F., 1991 – The structure of natural young, mature, and old-growth Douglas-Fir forests in Oregon and Washington, Wildlife and Vegetation of Unmanaged Douglas-Fir Forests, eds. K. B. Aubry, et al., USDA Forest Service, Portland, Oregon, pp. 91-109.

Stănescu, V., Șofletea, N., Popescu, Oana., 1997 – Flora forestieră lemnoasă a României. Editura Ceres, București.

Târziu, D., 2003 – Ecologie generală și forestieră.  Vasile Goldiș University Press, Arad.

Teodosiu, M., Bouriaud, O., 2012 – Deadwood specific density and its influential factors: A case study from a pure Norway spruce old-growth forest in the Eastern Carpathians, Forest Ecology and Management 283.

Tomescu, R.; Târziu, D.; Gancz, V.; Petrila, M.; Teodosiu, M.; Turcu, D. O.; Brad, R.; Stetca, I., 2004-2006. Studiul factorilor de stabilitate in ecosistemele forestiere naturale. Evaluarea posibilităților de ameliorare a practicilor silvice în vederea gospodăririi durabile a pădurilor / A Study of the Stability Factors in Natural Forest Ecosystems. Evaluation of the Possibilities to Ameliorate the Silvicultural Practices for the Sustainable Management of the Forests, Forest Research and Management Institute (ICAS) Bucharest, The Ministry Of Agriculture, Forests and Rural Development, 3 volumes.

Topoliantz, S., Ponge, J., F., 2000 – Influence of site conditions on the survival of Fagus sylvatica seedlings in an old-growth beech forest. Journal of Vegetation Science 11.

Turcu, D., O., 2012 – Cercetări privind dinamica structurii făgetelor virgine și a mortalității arborilor din Rezervația Naturală „Izvoarele Nerei”. Universitatea “Transilvania” Brașov. Teză de doctorat.

Turcu, D. O., Merce O., Cântar I. C., Cadar N., 2014 –Investigating forest canopies using modern field – based methods, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 18 (3).

Turcu, D., O., Merce, O., Bouriaud, O., Tomescu, R., Ponette, Q., 2015 – Densities of large trees in natural forests – a key structural characteristics. Case study from Izvoarele Nerei Nature Reserve, SW Romania, 15th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM, Vol. II, Albena, Bulgaria, pp. 455 – 461.

Vandekerkhove, K., De Keersmaeker, L., Menke, N., Meyer, P., Verschelde, P., 2009 – When nature takes over from man: Dead wood accumulation in previously managed oak and beech woodlands in North-western and Central Europe. Forest Ecology and Management 258.

van Hees, A., Veerkamp, M., van Dort, K., 2004 – Vascular plants, bryophytes, and fungi growing on dead wood of beech in the Netherlands. NatMan Working Report.

Veen, P., Biriș, I., A., (eds.), 2004 – Inventory and strategy for sustainable management and protection of virgin forests in Romania – PINMATRA project, co-financed by the Dutch Royal Society for Nature Conservation, KNNV.

Zenner, E., K., 2000 – Do residual trees increase structural complexity in Pacific Northwest coniferous forests?, Ecological Applications, vol. 10, no. 3, pp. 800-810.

xxx, 2004: ”Inventory and strategy for sustainable management and protection of virgin forests in Romania” – PINMATRA project, co-financed by the Dutch Royal Society for Nature Conservation, KNNV.

xxx – Amenajamentul Unității de Producție IV Groși.

xxx – The 2K Group European Economic Interest Group, 2012. Scoping document on forests and Natura 2000.

www.field-map.com

www.ifer.cz

http://natura2000.eea.europa.eu/

https://www.r-project.org/

https://www.rstudio.com/products/rstudio/

Cercetări privind diversitatea structurală a arboretelor din cadrul Rezervației Naturale “Runcu – Groși”

rezumat –

Conform inventarierii din perioada 2001-2004, în România se găsesc cca 218500 ha de păduri virgine, 10% dintre acestea fiind făgete pure sau amestecate din zona de deal. Cu o suprafață de 262,6 ha, Rezervația Naturală “Runcu – Groși” contribuie și ea la suprafața mai sus menționată. Rezervația este situată pe teritoriul localității Groșii Noi, județul Arad. Ea este administrată de Ocolul Silvic Bârzava și face parte din Unitatea de Producție IV – Groși. Coordonatele sale geografice sunt 46o11’ latitudine nordică și 22o07’ longitudine estică.

Una din trăsăturile definitorii ale biocenozei forestiere ca sistem se referă la structura (organizarea) acesteia. Cunoașterea modului în care componentele biocenozei sunt distribuite pe orizontală și pe verticală, cantitatea și calitatea biomasei, toate acestea corelate cu monitorizarea fluxului gazelor cu efect de seră ne ajută să înțelegem mai bine modul în care funcționează acest ansamblu complex și ne oferă detalii legate de diversitatea Rezervației Naturale “Runcu – Groși. Această diversitate (structurală), poate fi evaluată pe baza calculului unor indicatori ai structurii arboretelor, parametrul cel mai ușor cuantificabil, respectiv manipulabil prin tehnici silvice.

Scopul general al acestei teze este de a completa informațiile referitoare la pădurile cu grad ridicat de naturalitate și de a prezenta o imagine clară asupra structurii și biomasei, a relației dintre aceste două componente (dar și a relației dintre structură și emisiile de gaze cu efect de seră), precum și a regenerării în raport cu diferiți factori biotici și abiotici. Principalele obiective ale studiului au constat în calculul principalilor indicatori biometrici pentru arborii vii, determinarea unor parametri cantitativi și calitativi ai lemnului mort, determinarea caracteristicilor semințișului, găsirea unor corelații între volumul de lemn mort și volumul de lemn viu, măsurarea fluxului gazelor cu efect de seră și găsirea unor corelații între acestea și caracteristicile structurale ale arboretului.

Pentru măsurătorile legate se structura arboretelor s-a folosit sistemul FieldMap (hardware and software), precum și alte echipamente caracteristice forestiere. Au fost materializate 134 de suprafețe de probă. Datorită perioadei relative scurte de cercetare corelate cu lipsa unui personal numeros de teren, au fost inventariate 41 suprafețe de probă (4,1 ha). La alegerea celor 41 suprafețe de probă s-a urmărit ca acestea să prezinte o influență umană minimă și totodată să surprindă într-un mod cât mai reprezentativ toate caracteristicile structurale ale arboretelor din cuprinsul rezervației.

Structura orizontală și verticală a arboretelor

În ceea pe priveste compoziția arboretelor, se întâlnesc două specii principale: fagul și gorunul. Aportul celorlalte specii (carpenul, cerul, cireșul, gârnița, teiul, jugastrul, paltinul de munte și de câmp, sorbul, părul pădureț și ulmul de munte) în număr de exemplare este destul de redus. În urma inventarierii a rezultat un număr de 567 exemplare/ha. În cazul fagului, distribuția arborilor pe categorii de diametre este oarecum similară cu cea a numărului total de arbori, tinzând spre o formă bimodală. În cazul gorunului apărare un etaj dominant foarte bine conturat în intervalul de diametre 40 – 60 cm, distribuția numărului de arbori pe categorii de diametre având o formă bimodală evidentă. În urma analizării datelor de teren se constată existența unui număr mare de arbori groși (3 arbori cu diametrul mai mare sau egal cu 100 cm, 28 arbori cu diametrul între 80 – 100 cm și 141 arbori cu diametrul între 60 – 80 cm). În ceea ce privește distribuția arborilor pe categorii de înălțimi, aceasta este bimodală cu asimetrie de stânga atât pentru numărul total de arbori cât și pentru fag. În cazul gorunului, distribuția este bimodală cu asimetrie de dreapta.

Indicii de zveltețe prezintă variații mari, majoritatea arborilor, indiferent de specie, prezintă valori ale acestui indice cuprinse între 50 și 100. Prin analizarea graficelor care redau relația dintre diametre și înălțimi, atât în cazul numărului total de arbori cât și în cazul principalelor specii care participă în compoziția arboretelor din cadrul rezervației, se poate observa că există o variație a înălțimilor în cadrul aceleiași categorii de diametre. S-a înregistrat un volum mediu de 629 m3/ha. Volumul mediu de lemn viu variază între 621 m3/ha în suprafețele de probă dominate de gorun și 647 m3/ha în suprafețele de probă unde este prezent doar fagul.

Prin analiza indicilor de biodiversitate se constată că acestia au valori mari, ceea ce confirmă existenta unei biocenoze evoluate, cu o bună continuitate în timp.

Alte aspecte structurale

În ceea ce privește starea de vegetație, marea majoritate a arborilor inventariați (81%) sunt sănătoși, 5% sunt morți pe picior iar restul de 14% au diverse tipuri de vătămări de formă sau de structură. Referitor la regenerare, aceasta are loc numai din sămânță, fără vreo intervenție antropică. Fagul este specia cea mai bine reprezentată în cadrul regenerării fiind caracterizată și de o relativ mare uniformitate în spațiu, el fiind prezent în toate categoriile de înălțime spre deosebire de gorun care este distribuit doar în 2 clase de înălțime.

Volumul de lemnul mort și corelația acestuia cu volumul de lemn viu

Volumul mediu de lemn mort a fost de 125 m3/ha, cantitatea variind de la 143 m3/ha în suprafețele de probă a căror volum este dat preponderent de gorun până la 64 m3/ha în suprafețele de probă a căror volum este dat doar de fag. Cantitatea totală de lemn mort pe picior a fost de 134, 292 m3 (32,754 m3/ha). Cantitatea totală de lemn mort căzut la sol a fost de 383,96m3 (93,65 m3/ha). Se constată că există o distribuție a lemnului mort în toate cele cinci clase de descompunere, volumul cel mai mare regăsindu-se în clasa a IV-a.

Pentru stabilirea unei corelații între volumul de lemn mort și volumul de lemn viu s-au utilizat trei variante. Se poate concluziona că prezența gorunului în compozitia arboretelor influențează în mod direct și cantitatea de lemn mort din aceste arborete.

Tipurile de habitate de importanță comunitară

În cadrul Rezervației Naturale Runcu – Groși au fost întâlnite trei tipuri de habitate de interes comunitar: 9130 – Păduri de fag de tip Asperulo-Fagetum, 9170 – Păduri de stejar cu carpen de tip Galio-Carpinetum și 91Y0 – Păduri dacice de stejar și carpen.

Această lucrare aduce noi informații cu privire la caracteristicile structurale ale pădurilor cu grad ridicat de naturalitate (amestecuri de fag cu gorun) și asupra lemnului mort.

CURRICULUM VITAE

DATE PERSONALE

Nume și prenume: Merce Oliver

Data și locul nașterii: 28.02.1977, Ștei, România

Telefon: +40 744 665 884; e-mail: oliver_merce@yahoo.com

STUDII

Octombrie 1996 – Iunie 2001 – Universitatea „Transilvania” Brașov, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere;

16 – 27 mai 2005 – Curs intensiv „INNO-FOREST: Integrating Innovations and Entrepreneurship in Higher Forestry Education” Savonia Polytechnic, Iisalmi, Finlanda.

ACTIVITATE ȘTIINȚIFICĂ

13 articole elaborate ca autor principal (din care 1 articol ISI);

23 articole elaborate ca și coautor (din care 3 articole ISI);

5 comunicări științifice.

ACTIVITATE PROFESIONALĂ

Mai 2002 – prezent – Institutul Național de Cercetare și Dezvoltare în Silvicultură „Marin Drăcea” – Stațiunea Timișoara, Laboratorul de Ecologie Forestieră: 2002 –2008 – inginer silvic (cercetare); 2008 – 2012 – cercetător științific; 2012 – prezent – Cercetător științific grd. III.

LISTA LUCRĂRILOR PUBLICATE (în legătură cu teza)

1. Merce, O., Turcu, D., Brad, R., Cadar, N., Mircu, A., 2006 – “A study concerning the deadwood in Runcu-Grosi Natural Reserve (western Romania)”, IUFRO – International Conference “Beech Silviculture in Europe’s largest beech country”, 04 – 08.09, Poiana Brasov, Romania;

2. Petrițan, I., C., Robu, D., Merce, O., Biris, I., A., Petrițan, A., M., Turcu, D., O., 2011 – “Spatial patterns and competition in a natural mixed beech-sessile oak forest in Runcu Nature Reserve (western Romania)”. The 9th international beech symposium. 12-17.09, Dresden, Germany.

3. Merce, O., Turcu, D., Cantar, I., 2012 – “The structure of a natural mixed beech – sessile oak forest in Runcu Grosi Natural Reserve”, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 16, pp 131 – 138.

4. Petrițan,  A. M., Biriș,  I. A., Merce, O., Turcu, D. O., Petrițan, I., C., 2012 – “Structure and diversity of a natural temperate sessile oak (Quercus petraea L.) – European Beech (Fagus sylvatica L.) forest”, Forest Ecology and Management, Volume 280, pp 140-149.

5. Petrițan,  A. M., Biriș,  I. A., Merce, O., Turcu, D. O., Petrițan, I., C., 2012 – “Diversity patterns linked to the proportion of the dominant tree species in the canopy layer of a natural beech – sessile oak “, Forest and sustainable development, 19 – 20.10, Faculty of Silviculture and Forest Engineering, Brasov.

6. Merce, O., Borlea, Gh. F., Turcu, D. O., 2014 – “Definitions and structural attributes of the ecosystems from natural forest – short review”, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 18, (2) pp 114 – 120.

7. Merce, O., 2015 – Characteristics of the seedlings layer from the “Runcu – Groși” Nature Reserve, JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, Volume 19, (2) pp 140 – 145.

8. Merce, O., Borlea, G., F., Turcu, D., O., Cantar I., C., Biris, I., A., 2015 – Dead wood volume and its correlation with living standing volume in the Runcu Grosi Nature Reserve, 15th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM, Vol. II, Albena, Bulgaria, pp. 447 – 454.

LIMBI STĂINE CUNOSCUTE: Engleză: bine;

ANEXE

Anexa nr. I

Modelul fișei de teren pentru măsurători legate de structura arboretului

Număr suprafață de probă…

tabel nr. 13

tabel nr. 14

Anexa nr. II

Distribuția numărului de arbori pe picior pe specii în cadrul suprafețelor de probă

Anexa nr. III

Reprezentarea grafică a suprafețelor pe probă inventariate (amplasarea spațială a arborilor și a pieselor de lemn mort)

Fig. 62 – Suprafața de probă nr. 10 Fig. 63 – Suprafața de probă nr. 11 Fig. 64 – Suprafața de probă nr. 12

Fig. 65 – Suprafața de probă nr. 17 Fig. 66 – Suprafața de probă nr. 18 Fig. 67 – Suprafața de probă nr. 23

Fig. 68 – Suprafața de probă nr. 24 Fig. 69 – Suprafața de probă nr. 25 Fig. 70 – Suprafața de probă nr. 33

Fig. 71 – Suprafața de probă nr. 43 Fig. 72 – Suprafața de probă nr. 50 Fig. 73 – Suprafața de probă nr. 61

Fig. 74 – Suprafața de probă nr. 71 Fig. 75 – Suprafața de probă nr. 72 Fig. 76 – Suprafața de probă nr. 73

Fig. 77 – Suprafața de probă nr. 81 Fig. 78 – Suprafața de probă nr. 82 Fig. 79 – Suprafața de probă nr. 83

Fig. 80 – Suprafața de probă nr. 86 Fig. 81 – Suprafața de probă nr. 91 Fig. 82 – Suprafața de probă nr. 92

Fig. 83 – Suprafața de probă nr. 93 Fig. 84 – Suprafața de probă nr. 95 Fig. 85 – Suprafața de probă nr. 96

Fig. 86 – Suprafața de probă nr. 97 Fig. 87 – Suprafața de probă nr. 101 Fig. 88 – Suprafața de probă nr. 105

Fig. 89 – Suprafața de probă nr. 106 Fig. 90 – Suprafața de probă nr. 107 Fig. 91 – Suprafața de probă nr. 108

Fig. 92 – Suprafața de probă nr. 112 Fig. 93 – Suprafața de probă nr. 115 Fig. 94 – Suprafața de probă nr. 116

Fig. 95 – Suprafața de probă nr. 117 Fig. 96 – Suprafața de probă nr. 118 Fig. 97 – Suprafața de probă nr. 119

Fig. 98 – Suprafața de probă nr. 121 Fig. 99 – Suprafața de probă nr. 122 Fig. 100 – Suprafața de probă nr. 124

Fig. 101 – Suprafața de probă nr. 127 Fig. 102 – Suprafața de probă nr. 128