Lasy Państwowe
Logo Encyklopedii Leśnej

Dział

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

Ilość znalezionych haseł: 15

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

biologiczny koszt nabywania odporności

(ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), drzewa, podobnie jak inne organizmy, reagując na stresy środowiskowe uruchamiają mechanizmy obronne zmierzające do osłabienia lub wręcz usunięcia zakłóceń we wzroście i rozwoju, dzięki czemu możliwe jest osiągnięcie przez nie dojrzałości i wydanie potomstwa. Uruchomienie tych mechanizmów jest jednak nieuchronnie związane ze zużyciem pewnej ilości energii i asymilatów, ograniczeniem produkcji biomasy i niekorzystną jej alokacją oraz ograniczeniem rozmnażania. W niekorzystnych warunkach pogodowych (susza, niska temperatura) drzewa zatrzymują najpierw wzrost pędu. Nadal trwa jednak wzrost korzenia i gromadzenie w nim substancji zapasowych. W ten sposób wytwarza się odporność na mróz i usychanie. Broniąc się przed patogenami, owadami i innymi zagrażającymi mu zwierzętami drzewa wchodzą w symbiozy z ich antagonistami, wytwarzają specyficzne struktury (np. kanały żywiczne) oraz produkują substancje hamujące ich rozwój i zmniejszające atrakcyjność igliwia. Są to m. in. antybiotyki, fenole, terpeny, żywice, taniny i alkaloidy. W stresowych warunkach siedliskowych organizmowi brakuje często energii i asymilatów na produkcję substancji unieszkodliwiających patogeny i pasożyty, bo zostają one w całości zużyte na pokonanie stresów abiotycznych. Na wyprodukowanie 1 grama suchej masy taniny rośliny zużywają około 1,6g glukozy, tej samej ilości alkaloidów: 2,8 - 3,3g glukozy, zaś monoterpenoidów: 2,8 - 3,5g glukozy. Wydaje się że bardziej opłaca się drzewom zainwestować część asymilatów w obronę prze stresami, niż na skutek silnych uszkodzeń być zmuszonym do wydatkowania znacznie większej ilości metabolitów na regenerację. Słaba obrona oznacza również ryzyko całkowitego zniszczenia organizmu. Eliminacja osobników, których mechanizmy obronne (homeostatyczne) okazują się w warunkach danego środowiska nie wystarczające jest zresztą w pewnym sensie wkalkulowana w strategię przetrwania i ekspansji gatunku. Adaptacja gatunku polega zwykle na tym, że im środowisko jest bardziej zdominowane przez stresy, tym osobniki przystosowanej do niego populacji odznaczają się wolniejszym wzrostem i mniejszymi rozmiarami. Strategia produkcji zastąpiona zostaje w tych warunkach strategią przetrwania.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

choroby grzybowe

(ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), spośród sprawców chorób drzew na uwagę zasługują przede wszystkim grzyby. Bardzo podatne na infekcje grzybowe są siewki drzew. Pączki atakowane są przez grzyby rzadko, natomiast częste są infekcje igieł, liści i pędów, prowadzące niekiedy do znacznych strat przyrostu i wypadów. Mogą być infekowane również owoce i nasiona, zwłaszcza przy dużej wilgotności otoczenia. Infekcje kory, wprawdzie dość częste nie są na ogół groźne. Do najpoważniejszych należą choroby korzeni oraz zgnilizny pnia. Korzenie drzew najczęściej atakowane są przez opieńkę miodową (Armillariella mellea). Szczególnie podatne są drzewa osłabione przez suszę, źle odżywione, na glebach niezbyt kwaśnych. Znacznie spada odporność u drzew traktowanych herbicydami, które ponadto stymulują rozwój rizomorf opieńki. Poważne uszkodzenia korzeni drzew powodowane są również przez hubę korzeni (Heterobasidion annosum), jednak w pierwszym rzędzie atakuje ona pnie drzew (zarówno przez korzenie i twardziel, jak i przez rany na pniu) powodując ich zgniliznę. Jej rozwojowi sprzyja wysoka wilgotność względna powietrza. Zarodniki roznoszone są przez wiatr na duże odległości. Idealnymi wrotami infekcji są pniaki pozostające po trzebieży. Od nich zakażane są korzenie pozostałych na pniu drzew, które z kolei mogą infekować sąsiednie drzewa. Zakażenie korzeni może się odbywać również bezpośrednio przez zarodniki wmywane do gleby przez wodę opadową.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

nadmiar wody

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), nadmiar wody, wynikający czy to z podniesienia poziomu wody gruntowej czy też zalania terenu przez wody powierzchniowe, działa szkodliwie zarówno na glebę, jak i na drzewa. Głównym mechanizmem zamierania drzew w tych warunkach jest niedotlenienie (hipoksja), które wywołuje rodzaj suszy fizjologicznej. Korzenie bowiem nie mogą oddychać z braku tlenu, w następstwie czego nie wytwarzają energii niezbędnej do pobierania wody. Paradoksalnie więc, z nadmiaru wody drzewa stopniowo usychają. W warunkach niedotlenienia powstają również w glebie substancje działające toksycznie na korzenie oraz uaktywniają się niektóre patogeny, zwłaszcza grzyby z rodzaju Phytophthora. W następstwie tego system korzeniowy drzewa podlega stopniowej redukcji i degeneracji. Obserwuje się zakłócenia fotosyntezy, odżywiania mineralnego i aktywności hormonalnej. Zostaje zahamowany rozwój organów generatywnych i wegetatywnych. Jeśli stan taki trwa dłużej - drzewo ginie. Bardzo młode i bardzo stare drzewa są wrażliwsze niż drzewa w średnim wieku. Najbardziej szkodliwie działa na drzewa zalanie ich systemów korzeniowych przez wodę stagnującą. Nie ma gatunku drzewa, który by zniósł takie zalanie przez czas dłuższy niż kilka tygodni. Woda przepływająca zawiera więcej tlenu i z tego względu przez niektóre gatunki drzewiaste jest tolerowana.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

niedobór wody

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), susze letnie wynikają z ujemnego bilansu wodnego gleby, przez co jej wilgotność zmniejsza się poniżej krytycznej - około 30% zawartości wody w odniesieniu do suchej masy gleby. Tej krytycznej wilgotność gleby odpowiada jej potencjał wodny rzędu -0,2 MPa. Głównymi przyczynami suszy glebowej są zbyt małe opady i zbyt szybki odpływ wody z jednej strony, a zbyt intensywne parowanie z drugiej. Glebę osusza zarówno parowanie bierne (ewaporacja), jak i parowanie czynne (transpiracja). Drzewa pobudzane do intensywnej transpiracji w czasie suszy nie znajdują dostatecznej ilości wody w glebie, co z kolei wywołuje deficyt wodny w ich tkankach. Stres wywołany suszą zaczyna się u większości naszych drzew już przy utracie 5% wody tkankowej. Szparki zamykają się gdy deficyt wysycenia tkanek wodą zbliża się do 18%. Przy jego wzroście do około 33% występują subletalne zmiany odwracalne. Powyżej tego progu zmiany są już nieodwracalne, a przy około 65% deficytu następuje śmierć tkanek. Rekcje fizjologiczne u drzew w czasie suszy polegają m. in. na: zamykaniu aparatów szparkowych, zmniejszeniu intensywność wymiany gazowej, spadku aktywności peroksydazy i wzroście zawartości proliny w komórkach oraz znacznym wzroście wydzielania proliny i węglowodanów z korzeni. Deficyt wodny w tkankach roślinnych prowadzi do zmniejszenia objętości komórek, zwiększenia koncentracji soków komórkowych i stopniowej dehydratacji protoplazmy. Właściwie zmniejszenie potencjału wodnego (zawartości wody) ma wpływ na wszystkie procesy życiowe w komórkach. Między innymi zatrzymany zostaje wzrost komórek i synteza białek, rozpoczyna się proces więdnięcia. Wzrastająca w czasie więdnięcia koncentracja roztworów komórkowych powoduje zahamowanie procesów fotosyntezy i oddychania. Centralna wakuola rozpada się na liczne drobne. Naruszeniu ulega struktura błon komórkowych. Z tego stadium możliwy jest jeszcze powrót do normalnego funkcjonowania komórek, szczególnie w przypadku stosunkowo odpornych komórek zarodkowych. Silne uszkodzenie (dezintegracja) błon powoduje jednak nieodwracalne zmiany i śmierć komórek. Stres suszy przyśpiesza m. in. opadanie liści i igieł oraz dojrzałość generatywną i starzenie się drzew. Wśród mechanizmów obronnych uruchamianych przez drzewa w czasie suszy, a prowadzących do obniżenia krytycznej granicy dehydratacji protoplazmy, na szczególną uwagę zasługują: regulacja transpiracji, wzrost ciśnienia osmotycznego oraz intensyfikacja metabolizmu azotu. Zamykanie aparatów szparkowych, (najpierw częściowo, potem całkowicie) jest niezmiernie ważnym mechanizmem obronnym. Ograniczeniu transpiracji towarzyszy wzrost zawartości ABA (kwasu abscyzynowego) w aparacie asymilacyjnym i drewnie. Przy dłużej utrzymującej się suszy szparki są stale zamknięte, a transpiracja odbywa się tylko poprzez kutikulę. Wzrost ciśnienia osmotycznego w komórkach drzew wynika nie tylko z ubytku wody w tkankach, leczy także z syntezy osmotycznie czynnych substancji (zwłaszcza cukrów), pełniących jednocześnie funkcje ochronne. Wzrost ciśnienia osmotycznego zwiększa zdolność pobierania i utrzymania wody w tkankach, co przez pewien czas pozwala na utrzymanie normalnych funkcji życiowych. Jednakże przy nasileniu suszy wzrost ustaje, a okres wegetacyjny ulega skróceniu. Kiedy turgor komórek spada, w pędach i korzeniach drzew uruchamiana jest synteza związków azotowych, niezbędnych do produkcji licznych związków, chroniących je przed zbyt szybkim uszkodzeniem protoplazmy i błon komórkowych. Mróz powoduje dehydratację (odwodnienie) plazmy podobnie jak susza atmosferyczna i glebowa. W czasie długotrwałych mrozów drzewa nie mogą pobierać wody z zamarzniętej gleby. Przez jakiś czas mogą wprawdzie korzystać z wody zawartej w pniu i gałęziach, jednak kiedy i ona zamarznie wówczas nawet dobrze wykształcone igły i młode pędy są narażone na usychanie. Na suszę fizjologiczną wynikającą z zamarzania gruntu narażone są między innymi drzewa rosnące na obrzeżu cieków i zbiorników wodnych, odznaczające się ponad przeciętnymi wymaganiami względem wody. Susze mrozoweg nękają drzewa iglaste zwłaszcza na północnej i górnej granicy lasu, gdzie wskutek zbyt krótkiego okresu wegetacyjnego nie ma on dość czasu na prawidłowe wykształcenie skórki i kutikuli na igłach, a korowiny na pędach. W konsekwencji zimowa transpiracja jest zbyt intensywna, co przy ograniczonym pobieraniu wody prowadzi do usychania igieł, pędów i całych drzew.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

niska temperatura

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), wrażliwość na niskie temperatury zmienia się u drzew cyklicznie w ciągu roku. Jeśli mają one dość czasu, aby zakończyć okres wegetacyjny zgodnie ze swoją fenologią i zahartowane wejść w okres spoczynku, wówczas znoszą temperatury zimowe rzędu -40°C i niższe (modrzew dahurski na Syberii znosi nawet temperatury rzędu -60°C). Na podkreślenie zasługuje duże zróżnicowanie odporności na niskie temperatury poszczególnych organów tej samej rośliny. Na przykład u jodły pąki znoszą zimą -25, igły -36, drewno -35, korowina -80, a korzenie -17°C. Mechanizm uszkodzenia wrażliwych komórek drzew na skutek ochłodzenia obejmuje kilka stadiów. Najpierw lipidy znajdujące się w błonach komórkowych przechodzą ze stanu ciekło-krystalicznego w stan żelu. Na skutek tak zmienionej struktury błony komórkowe wykazują m. in. wzrost przepuszczalności i zredukowaną selektywność. W konsekwencji następuje wypływ jonów przez błony protoplazmatyczne oraz zakłócenie aktywnego transportu. W chloroplastach następuje m. in. zahamowanie procesów fotosyntetycznych, a w mitochondriach wzrost intensywności oddychania. Te procesy prowadzą z kolei m. in. do deficytu węglowodanów, zakłócenia bilansu jonów i zachwiania równowagi metabolizmu. W efekcie dochodzi do nagromadzenia w komórce trujących substancji oraz uszkodzenia i zabicia komórek. Najważniejszym destrukcyjnym czynnikiem w przypadku oddziaływania niskich temperatur na drzewa leśne strefy umiarkowanej jest powstawanie lodu w tkankach roślinnych. Formowanie się lodu przebiega stosunkowo szybko w wiązkach naczyniowych, natomiast jest utrudnione w tkankach z dużą ilością poprzecznych ścian komórkowych. Jeśli komórki roślinne są silnie uwodnione i zupełnie nie zahartowane, wówczas następuje gwałtowne zamarzanie wewnątrzkomórkowe, podczas którego cytoplazma oraz błony komórkowe, a w następstwie całe tkanki i organy ulegają zniszczeniu. Dość często jednak kryształy lodu powstają najpierw w przestrzeniach międzykomórkowych, a następnie między ścianą komórkową i protoplastem. W takim przypadku następuje dehydratacja (odwodnienie) i skurczenie protoplazmy. Prężność pary wodnej nad powstającym lodem jest mniejsza niż nad przechłodzoną plazmą, co daje podobny efekt jak działanie suchego powietrza. W czasie dehydratacji protoplazmy dochodzi do znacznego zwiększenia koncentracji jonów soli oraz kwasów organicznych, które działają trująco i powodują inaktywację enzymów. W tych warunkach lipidy błon komórkowych ulegają uszkodzeniu i następuje dysocjacja białek. Ostatecznie, po przekroczeniu pewnego progu dehydratacji struktura protoplazmy zostaje nieodwracalnie zniszczona. Niekiedy dochodzi zimą u drzew do pękania pni. Dzieje się tak przy bardzo dużych amplitudach dobowych (słoneczny dzień, mroźna noc), szczególnie po okresach ocieplenia pobudzających aktywność fizjologiczną drzew. Pęknięcia pni, a w następstwie listwy mrozowe i infekcje występują częściej u osobników odznaczających się szerokimi słojami rocznymi. Drzewa narażone na działanie niskich temperatur wykształcają specyficzne mechanizmy obronne, dzięki którym zamarzanie tkanek może być opóźnione, albo też zażegnane. Po zakończeniu sezonu wegetacyjnego, kiedy następuje ochłodzenie (do -3 °C) w komórkach roślin drzewiastych zmniejsza się zawartość wody, a duża centralna wakuola rozpada się na wiele małych. Wzrasta koncentracja alkoholi polihydrycznych i rozpuszczalnych cukrów (kosztem skrobi), dzięki czemu podnosi się ciśnienie osmotyczne. Cukry pełnią również ochronną rolę względem białek wchodząc z nimi w połączenia węglowodanowo-białkowe (glikoproteidy). Gwałtownie wzrasta zawartość rozpuszczalnych protein, kwasu rybonukleinowego i lipidów. Rosnącej odporności na mróz towarzyszy silny spadek zawartości chlorofilu i skrobi w chloroplastach. Następna faza indukowana jest temperaturami od -3 do -5 °C. W tej fazie modyfikowane są enzymy, a przede wszystkim następują strukturalne zmiany błon (m. in. wbudowanie lipidów), tak że komórki mogą tolerować utratę wody oraz inne zjawiska towarzyszące poza tkankowemu zamarzaniu wody. Najwyższy stopień odporności jest osiągany przez drzewa podczas nieprzerwanego działania niskich temperatur w zakresie od -5 do -15 °C i związany jest ze zjawiskiem przechłodzenia wody w tkankach. Kiedy w wodzie brakuje jąder krystalizacji (podobnie jak jąder kondensacji przy skraplaniu), wówczas krzepnie ona dopiero w temperaturze około -40 do -50 °C. Przechłodzenie wody tkankowej jest podstawowym mechanizmem, dzięki któremu merystemy pąków i tkanki pędów drzew osiągają wysoką tolerancję na stres niskich temperatur. Tak zatem kolejne spadki temperatury i indukowane przez nie zjawiska fizjologiczne powodują coraz lepsze zahartowanie drzew. Orientacyjnie można przyjąć, że wzrost stężenia roztworów komórkowych daje odporność na temperatury do -5 °C, w połączeniu z modyfikacją błon i enzymów - do koło -15 °C, a w połączeniu z przechłodzeniem wody komórkowej - do około -40 °C. Odporność drzew wyprzedza niejako spadki temperatury o 10 - 20°C; zatem temperatura rzędu -10°C indukuje odporność na mróz od -20 do -30°C. W okresach ociepleń następuje cofnięcie do niższych poziomów zahartowania, a w okresach nasilenia mrozu - powrót do poziomów wyższych. Zmiany te następują zwykle w ciągu kilku dni. Z chwilą rozpoczęcia okresu wegetacyjnego tolerancja na niskie temperatury gwałtownie spada. W okresie wegetacyjnym nawet niewielkie spadki poniżej 0°C bywają u drzew przyczyną poważnych uszkodzeń aparatu asymilacyjnego i tegorocznych, niezdrewniałych pędów. Szczególnie niebezpieczne są adwekcyjne przymrozki wiosenne, kiedy zaczynają one pędzenie. Rodzime ekotypy są lepiej przystosowane do lokalnych warunków klimatycznych i pędzą zazwyczaj po przejściu wiosennych przymrozków adwekcyjnych. Przez przymrozki jesienne uszkadzane są przede wszystkim przeniesione na północ ekotypy południowe lub przeniesione do górnego regla ekotypy z niższych położeń. Przystosowane do zawiązywania pąków i wchodzenia w stan spoczynku dopiero gdy noc jest długa - zaskakiwane są przez mrozy, które rozpoczynają się tam, gdy noc jest jeszcze stosunkowo krótka, a więc o wiele za wcześnie w stosunku do ich fenologii.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

okiść

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), okiść można określić jako stan oblepienia (obciążenia) gałęzi i całych koron drzew przez śnieg, szadź lub gołoledź. Najbardziej niebezpieczne są opady mokrego śniegu w temperaturze około 0°C. Mokry śnieg lub deszcz padający na wyziębione gałęzie przymarza warstwami do ich powierzchni, powodując stopniowo przeciążenie koron i ich wychylenie od pionu. Przy silnym wychyleniu i przekroczeniu mechanicznej wytrzymałości drewna następuje łamanie pni, na różnych wysokościach - od wierzchołka po odziomek. Krytyczne obciążenie koron drzew iglastych przez śnieg wynosi około 50 kg/m2. Do zwiększenia stabilności drzewostanów przyczyniają się intensywne trzebieże w młodszych klasach wieku, pozwalające utrzymać drzewom, rosnącym w rozluźnionym zwarciu dłuższe korony a tym samym bardziej zbieżyste pnie. Udział złamanych pni w takich drzewostanach jest kilkakrotnie mniejszy niż w drzewostanach wyrosłych w pełnym zwarciu. Złamaniu ulegają wtedy głównie wierzchołki, co daje drzewom szansę regeneracji. Na przykład świerki o długich koronach, rosnące w górnym reglu Sudetów i Karpat, wykazują wybitną zdolność regeneracji. W starszych drzewostanach większość drzew ma zastępcze wierzchołki, a u wielu widać ślady wielokrotnych złamań, z których za każdym razem potrafiły się jednak zregenerować.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

presja zwierząt

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), straty powodowane w drzewostanach przez zwierzęta są znacznie większe niż szkody powodowane przez choroby grzybowe, ale jednocześnie znacznie mniejsze niż szkody powodowane przez czynniki abiotyczne. Szkody powodowane przez gryzonie oraz ptaki są stosunkowo niewielkie. Największe straty w drzewostanach powodują owady i zwierzyna, głównie sarna i jeleń. Lokalnie spore szkody wyrządzają daniele, łosie i żubry. Coraz bardziej nasilają się szkody wyrządzane przez bobra, w miarę jego rozprzestrzeniania się na terenie kraju. Podatność drzew na atak owadów jest ściśle związana z warunkami siedliskowymi i drzewostanowymi. Czynnikami wyzwalającymi klęski owadzie są np. susze lub wiatrołomy, a także imisje przemysłowe. O wystąpieniu poważniejszych uszkodzeń decyduje też liczebność owadów zasiedlających drzewa. Mniej liczebne populacje owadów są powstrzymywane przez wytwarzanie tkanki kalusowej oraz wydzielanie żywicy, monoterpenów i innych substancji unieszkodliwiających, na których wyprodukowanie drzewa potrzebują jednak sporej ilości asymilatów. Dlatego gorsze warunki odżywiania zmniejszają szansę obrony. Po przekroczeniu krytycznej liczebności i przezwyciężeniu obronnych reakcji, drzewa zostają zasiedlone przez owady, które następnie żerują na rożnych ich organach: nasionach, szyszkach, pąkach, igłach, młodych pędach, korowinie, miazdze czy drewnie. Ptaki spożywające nasiona drzew nie wyrządzają większych szkód. Bardziej szkodliwe jest wyjadanie (np. przez gołębie czy zięby) kiełkujących nasion i siewek na zagonach w szkółkach. Ogólnie jednak szkody powodowane przez ptaki są niewielkie. Nieco większe szkody powodują gryzonie, zwłaszcza myszy, które na uprawach obgryzają pąki oraz korowinę na gałązkach i pniach. Drzewka obrączkowane przez myszy usychają. Króliki i zające, spałujące i zgryzające młode drzewa, przy obecnej niewielkiej liczebności powodują szkody tylko lokalnie. Spośród zwierząt łownych największe szkody w lasach powodują sarna i jeleń. Sarna - głównie przez zgryzanie pędów wierzchołkowych młodych drzew i czemchanie na uprawach , jeleń - przede wszystkim przez spałowanie młodników i tyczkowin. Oprócz bezpośredniego uszkodzenia kory i pnia, spałowanie jest częstą przyczyną infekcji grzybowych. W miejscu infekcji drzewa, na skutek murszenia drewna dochodzi często do złamań. Nasilenie szkód powodowanych przez zwierzynę łowną wynika w oczywisty sposób z jej zagęszczenia. Przy braku dużych drapieżników rola regulowania liczebności zwierzyny spoczywa na myśliwych. Często jednak pojemność łowisk jest przekraczana, co pociąga za sobą znaczne szkody w drzewostanach. Rośliny mogą się bronić przed presją ze strony roślinożerców dwoma sposobami: 1) chemicznie - poprzez wytwarzanie trujących lub niejadalnych substancji chemicznych, 2) poprzez wykształcanie obronnych przystosowań strukturalnych. W świecie roślin występuje niezwykłe bogactwo różnorodnych „broni chemicznych” stosowanych do obrony przed zgryzaniem przez roślinożerców, a także przed atakami pasożytów. Metabolity wtórne spełniające funkcje obronne u roślin mogą być toksyczne lub ich obecność może tylko pogarszać jakość rośliny jako potencjalnego pokarmu, na przykład poprzez zmniejszanie przyswajalności białek roślinnych w przewodzie pokarmowym zwierzęcia. Struktury obronne u roślin bywają bardzo różnorodne, począwszy od maleńkich włosków na powierzchni liści chroniących je przed owadami i innymi drobnymi bezkręgowcami, a skończywszy na wielkich kolcach skutecznie chroniących rośliny przed dużymi ssakami roślinożernymi. Pojawienie się obydwu mechanizmów obronnych (obrony chemicznej i strukturalnej) może być u roślin indukowane defoliacją.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

silne wiatry

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), chroniczne wiatry o prędkości powyżej 3 m/s oddziałują wprawdzie niekorzystnie na fizjologię i morfologię drzew, nie zagrażają jednak ich egzystencji. Jedynie na granicy zasięgu stają się jednym z czynników ograniczających ich występowanie. Egzystencji drzew i całych drzewostanów zagrażają natomiast silne i porywiste wiatry huraganowe. Nie rzadko przybierają one rozmiary klęski żywiołowej. Na szkody huraganowe podatne są wysokie drzewa o smukłych pniach i szerokich koronach. Bardziej odporne są drzewa rosnące od młodości w luźnej więźbie, co pozwala na wykształcenie silniejszego systemu korzeniowego oraz zbieżystej strzały z elastycznym wierzchołkiem i długą koroną. Drzewa taki mają nisko osadzony środek ciężkości (co zmniejsza moment gnący), ich pień w odziomku jest bardzo mocny, a wierzchołek odchyla się pod naporem wiatru. Natomiast silnie narażone są drzewa rosnące od wczesnej młodości w niepielęgnowanych drzewostanach o dużym zagęszczeniu, z koronami wysoko osadzonymi na smukłych strzałach. Silne trzebieże powinny być wykonane w młodym wieku, ponieważ rozluźnianie zwarcia w starszych drzewostanach mocno je osłabia. Spośród czynników siedliskowych decydujących o podatności drzew na szkody huraganowe na jednym z pierwszych miejsc należy postawić warunki glebowe. Od gleby zależy bowiem rozległość i głębokość systemu korzeniowego, a więc siła zakotwiczenia drzew. Bardzo ważny jest też stan wysycenia gleby wodą. Po obfitych opadach deszczu, kiedy gleba jest rozmiękczona, nawet głęboko zakorzenione drzewa są narażone na wywracanie. Interesujący jest mechanizm wywalania i łamania drzew. Do wywrócenia drzewa dochodzi po jego rozkołysaniu przez wiatr o prędkości powyżej 15 m/s. Kołysanie takie trwa niekiedy wiele godzin. Jeśli drzewo wychyli się wreszcie poza krytyczny punkt, jego korzenie od strony nawietrznej pękają i zaczyna się ono przewracać. Na twardszych glebach muszą przedtem ulec złamaniu także korzenie podpierające drzewo od strony zawietrznej. Groźne są zwłaszcza silne podmuchy, których rytm zgodny jest z ruchami rozkołysanego drzewa. Zazwyczaj drzewa nie ulegają pierwszemu wichrowi. Jednak kolejne wichury powodują stopniowe obrywanie korzeni i ich infekcję. Osłabione drzewo zostaje wreszcie wywrócone. Łamane są natomiast drzewa silniej zakorzenione, zwłaszcza gatunków o słabszym drewnie. W tym wypadku drzewo również jest przeginane przez wiatr i wprawiane w rytmiczne drgania (kołysanie). Kołysze się jednak głównie strzała, natomiast system korzeniowy pozostaje prawie nieruchomy. Gdy w momencie podmuchu drzewo jest wychylone na nawietrzną i zaczyna się odchylać razem z wiatrem, wówczas ich przyśpieszenia się sumują. Prowadzi to zazwyczaj do przekroczenia krytycznego momentu gnącego (zależącego od elastyczności i mechanicznej wytrzymałości drewna) i drzewo się łamie. Złamania następują na różnych wysokościach, najrzadziej jednak w odziomku. Przeważnie dochodzi do złamań w czasie porywistych wiatrów, wiejących przez dłuższy czas. Jednak przy bardzo gwałtownych wiatrach burzowych i trąbach powietrznych wystarcza niekiedy jeden silny podmuch.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

stres

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), słowo „stres” pochodzi od łacińskiego słowa „stringere” – oznaczającego wymuszanie reakcji. W ogólnym ujęciu (w oparciu o prawo Shelforda) można zdefiniować stres jako: wymuszanie reakcji organizmu przez czynniki środowiskowe znajdujące się poza optymalnym przedziałem ich natężenia. Ponieważ czynników środowiskowych jest bardzo wiele, trudno więc sobie wyobrazić, aby wszystkie znajdowały się jednocześnie w optimum. Żywe organizmy muszą zatem cały czas na coś reagować – są w stresie. Im więcej czynników znajduje się poza optymalnym przedziałem i im dalsze od optymalnego jest ich natężenie, tym silniejszy stres. Każdy czynnik przekraczający granice tolerancji organizmu (minimum lub maksimum odporności) prowadzi do jego nieodwracalnego uszkodzenia i śmierci. Stres może być wywołany zarówno przez czynniki nieożywione, jak i ożywione. Można też mówić o stresie fizjologicznym lub mechanicznym, przy czym ten ostatni w gruncie rzeczy powoduje skutki o charakterze fizjologicznym. Na przykład obłamanie gałęzi przez wiatr zmniejsza wydajność fotosyntezy i obniża przyrost drzewa, co może zadecydować o jego wydzieleniu z drzewostanu. Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów mogą wynikać z oddziaływania m. in. następujących czynników stresowych: za niskie lub za wysokie natężenie promieniowania świetlnego, podwyższone natężenie promieniowania UV, zbyt niska lub zbyt wysoka temperatura, niedobór lub nadmiar wody, niedobór tlenu, okiść śnieżna i lodowa, silne wiatry, szkodliwe imisje, konkurencja innych roślin, choroby grzybowe, presja zwierząt. Drzewa, podobnie jak inne organizmy, reagując na stresy środowiskowe uruchamiają liczne mechanizmy obronne. Nabywanie odporności na stresy pociąga jednak za sobą określone koszty biologiczne.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

szkodliwe imisje

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), imisje zanieczyszczające powietrze i glebę oddziałują na drzewa bezpośrednio i pośrednio. Bezpośrednie oddziaływanie imisji polega np. na uszkadzaniu przez nie igieł, liści i korzeni. Pośrednio zanieczyszczenia środowiskowe oddziałują zmieniając warunki glebowe (pH, edafon) i klimatyczne (efekt cieplarniany, dziura ozonowa). Zanieczyszczenia powietrza powodują w nadziemnych organach drzew różnorakie uszkodzenia anatomiczne i fizjologiczne, ściśle powiązane z uszkodzeniami biochemicznymi. Anatomiczne uszkodzenia igieł i liści polegają m. in. na ilościowych, strukturalnych i jakościowych zmianach ochronnej warstwy wosku, przez co są one gorzej zabezpieczone przed niekorzystnymi wpływami czynników atmosferycznych oraz przed patogenami i owadami. W drewnie drzew znajdujących się pod wpływem szkodliwych imisji zaobserwowano zmniejszanie się liczby rzędów komórek drewna późnego, a także częściowy (klinowaty) lub nawet całkowity zanik słojów rocznych. Zanieczyszczenia atmosferyczne wywołują zakłócenia wymiany gazowej i gospodarki wodnej drzew, między innymi poprzez zapychanie (pyły, wosk) i paraliżowanie aparatów szparkowych. Na poziomie biochemicznym szkodliwe imisje atmosferyczne wywołują w igłach i liściach m. in. zmniejszenie zawartości chlorofilu a zwiększenie zawartości fenoli oraz aktywności enzymów odpowiedzialnych za odtruwanie komórek. Ponadto powodują zmniejszenie zawartości gibereliny, a zwiększenie zawartości kwasu abscyzynowego w organach drzew. Dla korzeni drzew szczególnie szkodliwe jest silne zakwaszenie gleby (wywoływane głównie imisją SO2) prowadzące przy pH poniżej 4,2 do uwalniania jonów glinu (Al3+) oraz nagromadzenie w niej metali ciężkich (rtęć, ołów, kadm, cynk). Powodują one obumieranie włośników i drobnych korzeni oraz zahamowania we wzroście i rozwoju całego systemu korzeniowego. Zakwaszenie gleby przyczynia się do wypłukiwania wapnia, magnezu, potasu i innych ważnych dla drzew pierwiastków. Te same szkodliwe czynniki wpływają niekorzystnie na aktywność edafonu i procesy próchnicowania. Szczególnie dotkliwe dla drzew jest w tych warunkach ograniczenie rozwoju grzybów mikoryzowych, prowadzące nawet do wytworzenia się w miejsce symbiozy zachowań pasożytniczych grzyba. Uszkodzenia struktur i zahamowania funkcji życiowych, jakie wywołują szkodliwe imisje, zmniejszają odporność drzew na różnorodne stresy abiotyczne. Osłabione, drzewa stają się łatwym łupem patogenów grzybowych, owadów i innych szkodników. Przestają przyrastać, chorują i masowo zamierają. Zjawisko to, obserwowane na większą skalę od siedemdziesiątych lat ubiegłego wieku, określa się jako zamieranie lasów.

Zobacz więcej...

Środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów

wysoka temperatura

(Ekologia lasu, środowiskowe zagrożenia drzew i drzewostanów), Zagrożenie drzew przez wysokie temperatury jest w ich naturalnym środowisku zdecydowanie mniejsze niż przez temperatury poniżej 0°C. Najczęściej uszkadzane są młode igły i niezdrewniałe pędy. Rzadko dochodzi do zabicia całych drzew. Dość często na odsłoniętych powierzchniach dochodzi do zgorzeli siewek, która polega na oparzeniu szyjki korzeniowej na styku z rozgrzaną powierzchnią gleby, której temperatura przekracza nieraz 65°C. Niebezpieczne dla młodych drzew są również nie klimatyzowane, przegrzewające się szklarnie, czy tunele foliowe. Niekiedy dochodzi również do śmiertelnego przegrzania korzeni sadzonek w balotach lub kontenerach, jeśli nie chroni się ich przed bezpośrednią insolacją. Siewki większości naszych drzew znoszą temperaturę 45°C przez około 3 godziny, natomiast w temperaturze 55°C giną już po 10 minutach. Na ogół, aktywne tkanki drzew przez temperatury powyżej 50°C są dość szybko zabijane. Częściowo odwodnione tkanki (np. w pączkach) odznaczają się większą odpornością na wysokie temperatury. Nabieranie odporności w odpowiedzi na stres wysokiej temperatury (zazwyczaj już powyżej 35°C) przebiega bardzo szybko - w ciągu zaledwie kilku godzin. W upalne dni odporność na wysokie temperatury jest wyższa wieczorem niż z rana. Proces utraty tak nabytej odporności po nastaniu niższych temperatur przebiega wolniej - w ciągu kilku dni. Wzrost temperatury powyżej krytycznej (zazwyczaj 40°C) powoduje zahamowanie normalnej syntezy białek i zastąpienie jej gwałtowną syntezą charakterystycznego zestawu “białek szoku wysokiej temperatury” (ang. skrót HSP), które pozwalają (przez pewien czas) utrzymać funkcjonowanie struktur komórkowych. Dalszy wzrost temperatury prowadzi do uszkodzenia chloroplastów i zaniku fotosyntezy, inaktywacji termolabilnych enzymów, przerwania metabolizmu białek i kwasów nukleinowych, dezintegracji błon komórkowych i w konsekwencji ustania selektywnego transportu membranowego oraz oddychania mitochondrialnego. W następstwie tych zjawisk komórki i całe tkanki obumierają. Jeśli drzewa rosnące wewnątrz drzewostanu, odznaczające się cienką korowiną zostaną na wystawach południowych i południowo-zachodnich nagle odsłonięte (i eksponowane na silne promieniowanie), wówczas dochodzi u nich do zabicia miazgi i odpadania kory (zgorzel kory). Rozległe uszkodzenia miazgi bywają również powodem zabicia drzew podczas pożarów. Spalone igły, liście i pędy mogą się regenerować z pączków śpiących, ponieważ znajdująca się w stanie spoczynku, pozbawiona wodniczek tkanka merystematyczna jest dużo bardziej wytrzymała na wysoką temperaturę niż aktywne komórki.

Zobacz więcej...
Kontakt

Szybki kontakt