Üldmetsakasvatus I osa mõisted (0)

Üldmetsakasvatus I osa mõisted
1) Metsakasvatus ­ esindab bioloogilist suunda metsanduses. Metsakasvatust võime defineerida, kui tegevust metsas toimuvate bioloogiliste protsesside mõjutamiseks, eesmärgiga kasvatada majanduslikult väärtuslikke puistuid. Metsakasvatuse valdkonda kuuluvad sellised distsipliinid nagu dendroloogia , metsataimekasvatus, hooldusraied, metsakultiveerimine, metsakaitse , metsaselektsioon, puhkemetsandus jne. Tegeletakse probleemidega, mis on seotud uue metsapõlvkonna rajamisega, olemasolevate metsade hooldamise ning kaitsmisega. 2) Metsakorraldus ­ esindab ökonoomilist suunda metsanduses. Selle valdkonna tegevussuundadeks on metsade inventeerimine ja mõõtmine, metsaressursi arvestamine , metsanduslike tegevuste planeerimine , metsadele majanduskavade koostamine jne. Siia valdkonda kuuluvad sellise õppeained nagu metsatakseerimine , metsakorraldus, kaugseire , geoinfosüsteemid, puidukaubandus, metsamajanduse ökonoomika jne. 3) Metsatööstus ­ esindab tehnilist ja tehnoloogilist suunda metsanduses. Tegeletakse küsimustega, mis on seotud puidu varumise ja töötlemisega. Uuritakse, milliste tehnoloogiate ja meetoditega on kõige keskkonnasäästlikum ja ökonoomsem teostada raieid ja töödelda saadud puitu. Peamisteks uurimisobjektideks on mitmesugused metsamasinad ja tehnoloogiad . Siia kuuluvad distsipliinid: raietöödetehnoloogia, metsamasinad, metsakeemia, metsa (puidu) kõrvalsaaduste tootmine ja töötlemine, saetööstuse tehnoloogiad jne.
Eesti metsade liigiline koosseis on mitmekesine , kõige levinum puuliik Eestis on mänd ­ 34% (enamuspuuliigiti metsade pindalast), teisel kohal on kask ­ 31%; ja kolmandal kohal kuusk ­ 16%. Hall- lepikute osakaal meie metsade koosseisust on 8%, haab ja sanglepp moodustavad vastavalt 5,3% ja 3%.
Vääriselupaik (võtmebiotoop) - Vääriselupaik on kuni seitsme hektari suuruse pindalaga kaitset vajav ala väljaspool kaitstavat loodusobjekti , kus kitsalt kohastunud , ohustatud, ohualdiste või haruldaste liikide esinemise tõenäosus on suur. Vääriselupaiga klassifikaatori ja valiku juhendi (ehk vääriselupaiga tunnused) kehtestab keskkonnaminister määrusega. Selleks võivad olla väikeste veekogude ja allikate lähiümbrus, väikesed lodud, põlendikud ja soosaared, liigirikkad metsalagendikud, metsa kasvanud kunagised aiad, metsaservad, astangud, põlismetsa osad jne.
Euroopa pindalast on metsaga kaetud ligikaudu kolmandik (30%, ca 370 milj. ha). Metsa osatähtsus on riigiti väga kõikuv (1%-74%). Kõige suurem on metsaressurss Põhjamaades (Rootsis, Soomes 75%) ja väiksem Maltal 1,1% Islandil 1,4%, Iirimaal 6,6%, Taanis 10% ja mägipiirkondades. Umbes pooled Euroopa metsadest on okaspuumetsad, 1/3 lehtpuumetsad ja 15% segametsad.
Looduse seaduspärasuse tulemusena on mets tekkinud taimkatte evolutsiooni käigus, kindlates keskkonnatingimustes (erinevad ökoloogilised tegurid) ning tänapäeval käsitletakse metsa, kui kõigi tema koostisosade tervikut . Mets pole mitte vaid hulk puid ühel kasvukohal, vaid iseloomuliku taimestiku , loomastiku ja mikrokliimaga ökosüsteem. Metsa defineeritakse kui maastiku osa ja taimekooslust, mis on kujunenud puude koos kasvades, kus ilmneb puude vastastikune mõju üksteisele ja puude vastastikune seos kasvukoha ja ümbritsevate keskkonnateguritega ( mullastik , õhkkond, rohttaimestik , loomastik).
Sellest definitsioonist tulenevad peamised tunnused, mille alusel võib mingit puudekogumit nimetada metsaks:
- puude omavaheline vastastikune mõju
- mõju ümbritsevale keskkonnale.
Esinevad erinevused vabalt kasvava ja metsas kasvavate puude vahel:
- Vabalt kasvava puu võra on tunduvalt suurem, liigist olenevalt kas kerakujuline, püramiidjas, kooniline vms. Laiuv võra ulatub peaaegu maani, kusjuures oksad on jämedad. Metsas kasvaval puul on suurem osa tüvest oksavaba; võra algab tavaliselt 1/2...3/4 tüve kõrguselt, puude tiheda asetuse korral veel kõrgemalt. Võra on tunduvalt kitsam, oksad lühemad ja peenemad.
- Erinevused ilmnevad ka tüve kujus: üksikult kasvava puu tüvi on ühesuguse vanuse ja mullastiku korral alati madalam, kuid tüve alumine osa on jämedam. Tüve läbimõõt alusest ladva poole väheneb vabalt kasvaval puul kiiresti: tüvi on selgelt koonusekujuline. Metsas kasvava puu läbimõõt väheneb aeglaselt: tüvi läheneb oma kujult rohkem silindrile, tüvi on nn. täistüveline. Tüve vormiarv (tüve mahu ning puu diameetrile ja kõrgusele vastava silindri mahu suhe) on metsas kasvaval puul suurem.
- Erinevused kajastuvad samuti puude viljakandvuses: üksikult kasvav puu viljub varem ja annab rikkalikumalt seemneid kui metsas kasvav puu.
- Ka juurestik on vabalt kasvaval puul paremini arenenud, kui puistus kasvanud puul.
Erinevusi põhjustab asjaolu, et metsas kasvavate puude võrad moodustavad üldise v õ r a s t i k u, mistõttu ökoloogilised tingimused muutuvad. Asjaolu, et puud paiknevad üksteise lähedal, loob nende kasvuks teistsugused tingimused kui vabalt kasvavatel puudel. Puud varjavad üksteist külgedelt ja sunnivad seega teineteist kasvama kõrgusse. Võrastik laseb läbi vähe valgust. Teatud kohtades on valgust nii vähe, et assimilatsiooniorganid (lehed, okkad) surevad ja kuivavad, see toob kaasa ka neid kandvate okste kuivamise. Millise valgustatuse juures see toimub, oleneb kõige rohkem puuliigist, aga ka mullastikutingimustest. Valgusnõudlikel puuliikidel (kask, lehis, mänd) toimub see kiiremini, kui varjusallivatel liikidel (kuusk, nulg ). Lõpuks kuivanud oksad kõdunevad, langevad maha ja moodustub oksavaba tüvi. Sellist looduslikku okste suremise protsessi puistus nimetatakse tüve laasumiseks.
Maa-ala, millel puud asuvad nii hõredalt, et nende võrad pole liitunud ja metsale omast keskkonda ei teki, nimetatakse harvikuks, harvik ei ole mets.
Metsa väiksemaks looduslikuks klassifitseerimise ühikuks on puistu . Puistuks nim. ühesuguse kasvukohaga piirnevat metsaosa, mis on kogu ulatuses ühtlase struktuuriga ning erineb naabermetsaosadest (koosseisu, vanuse, täiuse, kõrguse, rinnasdiameetri, tagavara jne poolest). Puistute eraldamisel lähtutakse bioloogilistest, ökoloogilistest ja metsamajanduslikest tingimustest (lähemalt käsitletakse neid kriteeriume takseerimise peatükis).
PUISTU KOOSTISOSAD
Vastavalt taimede eluvormile ja kõrgusele jaguneb puistu vertikaalsuunas mitmeks allosaks. Kõige kõrgema, ülemise osa puistust moodustavad puud, seda nim. puurindeks, mis omakorda võib koosneda 1-3 rindest, mis erinevad üksteisest võrastikutasapindade poolest. Kõige ülemist, kõrgetest puudest moodustunud rinnet nim. I rindeks e. ülarindeks, alumisi II või III rindeks e. alarindeks. Olenevalt mulla viljakusest ja puude valgusnõudlikkusest on puistus 1-2 rinnet. Reeglina kasvavad väheviljakatel muldadel üherindelised, viljakatel muldadel kaherindelised puistud .
Puistu on üherindeline e. lihtpuistu kui puudel on enamvähem ühesugune kõrgus ja nad moodustavad ligikaudu ühtlase võrastikutasapinna. Kui aga puistus esineb majanduslikult olulisi puid, mis moodustavad madalamaid võrastikutasapindu, siis on tegemist mitmerindelise puistuga e. liitpuistuga. II rindes kasvavad harilikult varjutaluvad puuliigid (Eestis on selleks reeglina kuusk, harvemini võivad viljakates salumetsades teise rinde moodustada ka pärn, vaher , jalakalised). II rinne eristatakse kui seal kasvavate puude kõrgus jääb vahemikku 0,25 kuni 0,75 (25-75%) I rinde kõrgusest. Minimaalne teise rinda puude kõrgus on 4m.
Puistuelement ­ tekkeviisilt ühesuguse puuliigi põlvkond puistu konkreetses rindes. Üherindeline, üheealine puhtpustu on selline, mis langeb kokku puistuelemendi mõistega. Kaherindeline segapuistu koosneb nii mitmest elemendist, kui mitu erinevate puuliikide põlvkonda on selles puistus.
Järelkasv ­ so. noor metsapõlvkond vana metsa turbe all, mis võib edaspidi vana metsa asendada . Järelkasv koosneb seega majanduslikult väärtuslikust puuliigist (kuusk, harvem mänd) ning ta kõrgus on alla 1/4 I rinde kõrgusest.
Alusmets - põõsad ja madalamad mittemajandusliku tähtsusega puud puurinde (rinnete) all. Kui alusmets koosneb peamiselt põõsastest, siis nim. seda ka põõsarindeks. Alusmets parandab metsamulla omadusi ja metsa mikrokliimat, loob soodsaid elamisvõimalusi lindudele ja loomadele. Alusmetsa liigilise koosseisu ja hulga järgi saab hinnata ka metsakasvutingimusi.
Alustaimestik ­ metsas kasvavate samblike, sammalde, rohttaimede ja puhmaste kogum. Alustaimestik iseloomustab indikaatorina kasvukohatingimusi. Mida rohkem on alustaimestikus rohttaimi, seda viljakam on reeglina kasvukoht.
Kõik puistu koostisosad on omavahel tihedas vastastikuses seoses ja mõjutavad üksteist.
Puistud jagatakse I rinde liigilise koosseisu järgi puhtpuistuteks, kui nad koosnevad ühest liigist ning segapuistuteks, kui nad koosnevad mitmest liigist. Segapuistu koosseisus olevad puuliigid jagatakse majandusliku tähtsuse järgi peapuuliigiks ja kaaspuuliigiks või ­liikideks (vt. mõisteid).
MÕNED OLULISEMAD MÕISTED Peapuuliik on selline puuliik, mis kõige paremini vastab antud kasvukohale, s.o. annab pinnaühikult suurema koguse kvaliteetset puitu või täidab antud kasvutingimustes metsa muud funktsiooni kõige paremini. Vastab kõige paremini püstitatud majanduslikule eesmärgile.
I rindes tagavara poolest esikohal olevat puuliiki nim. enamuspuuliigiks. Üldiselt langevad puistu pea- ja enamuspuuliik ühte ( erand näit. kuivendatud sookaasik, rekonstrueeritud hall-lepik).
Puistu tagavara on puistu puurinnete tüvemahtude summa (m3 ha-1, tm/ha).
Puistu boniteet e. puistu boniteediklass (ld. keeles bonitas - headus väärtus) - puistu tootlikkuse näitaja (majanduslikus mõttes) või kasvukoha sobivuse (viljakuse) näitaja vastavale puuliigile (ökoloogilises mõttes). Seega, boniteediklass iseloomustab puude kõrguskasvu kiirust, kuid ka kasvukoha viljakust ja puuliigi sobivust antud kasvukohale. Boniteediklasse on seitse ja neid tähistatakse rooma numbritega Ia, I, II, III, IV, V, Va. Kõige kiirema kasvuga puistud kuuluvad Ia boniteediklassi, kõige aeglasema kasvuga Va boniteediklassi. Boniteediklassi määramiseks on vaja teada puistu vanust ja keskmist kõrgust.
Metsa korraldamine on tegevus, mille käigus kogutakse andmeid metsa pindala, tagavara ja muude iseloomulike näitajate kohta, koostatakse metsa majandamise kava või soovitused metsa majandamiseks. Metsa korraldamine koosneb metsa inventeerimisest ja metsamajandamiskava või metsa majandamise soovituste koostamisest.
SMI- Statistiline metsainventuur - on valikuuring , mille abil saab teavet metsade kohta. Põhineb proovitükkide võrgustikul, mis paikneb üle Eesti. Alustati 1999. a. Enne seda kasutati eranditult lausmetsakorraldust. SMI põhjal saadud metsade tagavara ja tootlikkus on keskmiselt 15-20% suurem lausmetsakorralduse käigus leitust, samuti on boniteet kõrgem.
Metsa majandamine seisneb metsa uuendamises, metsa kasvatamises, metsa kasutamises ja metsa kaitses.
Metsa uuendamine on tegevus, mille eesmärgiks on mingi oma ülesandeid mitte täitva või halvasti täitva metsa asendamine uue ja paremaga. Need tegevused on uuendusraie, maapinna ettevalmistamine, puutaimede hooldamine. Metsa uuendamisest räägitakse üksnes siis, kui tegu on ajutiselt metsata jäänud metsamaaga (raiesmik, põlendik vm). Mittemetsamaale (põllu- või heinamaale, ammendatud karjääri vm) metsa rajamisel on tegu metsastamisega.
Mets loetakse uuenenuks, kui alal, kus mets hukkus või maha raiuti, kasvab ülepinnaliselt paiknevaid metsakasvukohatüübile sobiva liigi puid, mille mõõtmed ja kogus tagavad uue metsapõlve tekke.
Metsa kõrvalkasutuse all mõeldakse üldjuhul muid, mittepuidulisi saadusi metsast , näit. metsast marjade, seente, ravimtaimede, ning nende osade korjamine, metsa kasutamine mesilaste korjemaana jne. Metsa kõrvalkasutuse tähtsus võib teatud piirkondades olla olulisem, kui metsast saadav puit. See sunnib metsaomanikke rakendama sääraseid metsa majandamise võtteid, mis ei kahjusta kõrvalsaaduste varusid. Kõrvalkasutus võib kujuneda metsaomanikule oluliseks sissetulekuallikaks, sest teatud tingimustel võib ta selle eest tasu nõuda. PUUDE DIFERENTSEERUMINE JA ISEHÕRENEMINE, KASVUKLASSID
Metsa võivad moodustavad puud, mis kuuluvad ühte liiki ja on ühevanuselised, kuid kasvavad erinevalt. Erinevused puude vahel ilmnevad nende kõrguses, tüve diameetris, võra suuruses, tüve kujus ja vormis, okste asetuses ja suuruses. Nii, nagu kunagi ei leia kahte absoluutselt sarnast inimest, nii ei leia metsast ka kahte täiesti sarnast puud. Erinevused puude vahel võivad avalduda nende kõikides tunnustes, suuremal või väiksemal määral. Erinevuste teket samavanuseliste ja samaliigiliste puude vahel puistus nimetatakse puude diferentseerumiseks. Puude diferentseerumisel metsas on kaks peamist põhjust:
1. Puude pärilikud omadused (genotüübid) on erinevad. Ka ühe puu generatiivsed järglased on pärilikult erinevate omadustega (geneetiliselt heterogeensed), tänu risttolmlemisele. Üks puu on pärilikult kiirema, teine aeglasema kasvuga, ühel on kalduvus moodustada kitsas , teisel laiuv võra, üks on külmakindlam kui teine, mõni vajab kasvuks rohkem niiskust ja valgust või on haigustele vastuvõtlikum jne. Looduslikus olelusvõitluses jäävad alles need genotüübid, mis paremini sobivad antud keskkonnatingimustesse.
2. Puud satuvad erisugustesse kasvutingimustesse ( keskkonnatingimused on erinevad). Mikroreljeef , mullastiku-, niiskus- jm. tingimused ei ole isegi väikestel aladel ühesugused. Erinevad on ka tõusmete ja seemikute kasvutingimused: osa kannatab kahjurputukate või metsloomade tegevuse läbi, osa lämmatatakse rohttaimede poolt jne. Seega kujunevad erinevused välja juba puude esimestel eluaastatel. Puu, mis on pärilikult kiirema kasvuga ja on sattunud ka soodsamatesse tingimustesse, omab teiste ees eeliseid ja jõuab kasvus teistest ette. Kasvus mahajäänud puude seisukord muutub aga järjest kehvemaks ja lõpuks nad langevad puistu koosseisust välja (surevad).
Puude vananedes nende mõõtmed suurenevad, kasvus mahajäänud puud saavad vähem valgust ja ka nende toitumistingimused halvenevad, sest nende juured ja võrad on kehvemini arenenud. Niisugused puud hakkavad kiratsema ja lõpuks hukkuvad, mille tagajärjel puude arv pinnaühikul väheneb, seda protsessi nimetatakse puistu iseharvenemiseks e. looduslikuks hõrenemiseks. Ehkki puude väljalangemine toimub kogu puistu eluea vältel, on see eriti intensiivne just noores eas: kiirekasvulistel lehtpuudel vanuses 10-15 aastat ja okaspuudel vanuses 20-30 (40) aastat. Puude arvu vähenemise intensiivsus oleneb kõige rohkem puuliigist ja kasvukohast. Mida valgusenõudlikum ja kiirekasvulisem on liik, seda intensiivsem ja kiirem on puude väljalangemine. Ka on väljalangemine intensiivsem viljakates kasvukohtades , kuna soodsates tingimustes toimuvad kõik puistu arenguga seatud protsessid (sh. iseharvenemine) kiiremini.
Lähtudes puude diferentseerumisest puistus on metsateadlased püüdnud neid klassifitseerida. Eestis kasutatakse saksa metsateadlase G. Krafti klassifikatsioon , mille järgi puud puistus jagatakse 5 klassi.
I klass ­ ülevalitsevad Kõige kõrgemad puud puistus, enamasti ühtlasi jämeda tüve ja pika laiuva võraga. Nende latv ulatub kõrgemale üldisest võrastiku tasapinnast. Eriti tugeva kasvuga puud, sageli okslikud ja puit madala kvaliteediga. Raieküpses puistus moodustavad sellised puud 20- 25% tagavarast. Sellised puud võivad sageli olla nn. "metsa hundid ". Kuid I kasvuklassi puud võivad olla ka väga kvaliteetsed, sellisel juhul on nad väärtuslik materjal metsaaretuses ja neid valitakse nn. plusspuudeks. NB. Kõik "metsa hundid" on esimese kasvuklassi puud, kuid kõik I kasvuklassi puud ei ole metsahundid!
II klass- valitsevad, tugeva kasvuga puud, mille tüvi ja võra on hästi arenenud. Enamasti moodustab nende puude kõrgus kuni 90% I Krafti klassi puude tagavarast. Moodustavad 40-45% puistu koosseisust. Majanduslikust seisukohast kõige hinnatumad puud puistus.
III klass - kaasvalitsevad, keskmise kasvuga puud. Nõrgemalt arenenud tüvi ja väiksem võra, kuid võra tipp ulatub veel ülemiste puude võrastikku. Moodustavad tavaliselt kuni 20% puistu tagavarast. Kui puistu on veel noor, lõplikult välja kujunemata ja diferentseerumine pole lõppenud, siis III kasvuklassi puud langevad aja jooksul välja. Kui aga tegemist on vana, väljakujunenud puistuga, jäävad III kasvuklassi puud alles.
Järgmised kaks klassi asuvad allpool puistu üldist võrastiku tasapinda:
IV klass - allajäänud puud, kitsaste ja hõredate võradega puud. Jaotatakse kahte alamklassi: IVA ­ enam-vähem ühtlaselt paiknevate okstega
IVB - ühepoolse võraga
V klass - rõhutud puud, tervikuna üldise võrastiku alla jäänud puud, jaotatakse kahte alaklassi: VA - surevad
VB - surnud puud
I,II,III klass kuuluvad puistus ülarindesse ja IV,V klass alarindesse.
METS JA KESKKOND: METS JA VALGUS
Kogu kiirgus jaotatakse kolme ossa :
¤ nähtav kiirgus 400...750 nm,
¤ infrapunane kiirgus >750 nm.
Erinevad puuliigid vajavad orgaanilise aine sünteesimiseks valgusenergiat erinevalt. Valgusnõudlikkuse järgi jaotatakse puittaimed valgus- ja varjutaimedeks e. Valgusnõudlikeks ja varjutaluvateks. Varju taluvatel puudel on klorofüllisisaldus assimilatsiooniorganites (okkad, lehed) suurem kui valgustaimedel. Samas võivad erinevate valgustingimustega olla kohanenud ka ühe ja sellesama puu lehed või okkad. Nii on võra sisemuses olevate lehtede klorofüllisisaldus kuni 2x suurem kui välimises osas kasvavatel lehtedel. Puude juurdekasv oleneb (arvestades vaid valgust, kui olulist keskkonnategurit):
1. Valgustatusest- valguse intensiivsuse suurenemisega suureneb ka fotosünteesi intensiivsus puittaimedel, kuid seda teatud valgustatuseni;:
varjutaimed küllastuvad valgusest umbes 1/4 Päikese täisvalgusest, valgustaimed umbes 1/2 täisvalgusest. St. sellest suurem valguse hulk fotosünteesi intensiivsust ja seega puude juurdekasvu enam ei mõjuta.
2. fotosünteesi intensiivsusest- fotosünteesi intensiivsus lehe- või okkamassi kohta sõltub suuresti puuliigist ja puu kasvuklassist (on allajäänud puudel puistus suurem kui valitsevatel puudel).
3. lehtede, okaste pinnast ­ suuremate, valitsevate puude kõrgem produktsioon on tingitud nende suuremast lehtede, okaste massist (pinnast). Mida rohkem lehti või okkaid, seda suurem fotosünteesiv mass. Nii on meie peamiste lehtpuude (kased, lepad) lehepinnaindeks (LAI, näitab mitu m2 lehepind on 1m2 kasvupinna kohta) vahemikus 3-5 m2/m2, siis kuusikutes võib see ulatuda ca 15 m2/m2.
Näiteks, kuigi kuusel toimub fotosüntees umbes 5 korda väiksema intensiivsusega kui kasel , on nende kuivaine juurdekasv peaaegu võrdne. See on tingitud kuuseokaste palju suuremast assimilatsioonipinnast ja pikemast vegetatsiooniperioodist.
4. fotosünteesi kestusest ­ mida kauem fotosüntees kestab, seda rohkem orgaanilist ainet produtseeritakse.
Mitte kogu puudele (metsale) langenud valgust ei kasutata fotosünteesiks, osa puudele jõudnud valgusest peegeldub tagasi. Arvu, mis näitab, kui suure osa moodustab tagasipeegeldunud valgusvoog pinnale langenud summaarsest valgusest, nimetatakse a l b e e d o ks. Selle väärtus sõltub pinna iseloomust, Päikese kõrgusest jt. teguritest. Metsa albeedo oleneb puistu liigilisest koosseisust, tihedusest ja arengufaasist. Näiteks liitunud kaasik peegeldab tagasi umbes 30%, kuusik 18%, põllukultuurid 10-35% (kuiv muld peegeldab tagasi 18-24%, märg muld 11-16%, liiv 18-40%, lumi 30-95% temale langevast valguskiirguse hulgast).
Metsas neeldunud valgus jaguneb omakorda kaheks osaks:
¤ neeldub võrades
¤ tungib võradest läbi.
Võradest läbi tunginud kiirguse neelavad alusmets, järelkasv ja alustaimestik.
Valgusnõudlikud - e. valguslembesed puud (lehis, kask, mänd, haab).
Varjutaluvad - e. varjusallivad puud (kuusk, nulg, pärn, pöök, jugapuu ). Vahepealse varjutaluvusega liigid on poolvarju taluvad (hall lepp , sanglepp, toomingas ).
Puud võib valgusnõudlikkust arvestades reastada järgmiselt:
1. lehis 7. hall lepp 13. kuusk 2. arukask 8. sanglepp 14. pöök 3. mänd 9. jalakalised 15. nulg 4. haab 10. vaher 16. jugapuu 5. tamm 11. pärn 6. saar 12. valgepöök
Valgusnõudlikkuse üle otsustamisel saab lähtuda järgmistest välistunnustest:
1. Võrade tihedus. Mida tihedam on võra, seda varjutaluvam on puu. Austria füsioloog I. Wiesner määras suhtelise valguse intensiivsuse (võrreldes täisvalgusega), mille juures lehed hukkusid valgusepuuduse tõttu ja selle järgi koostas ta varjutaluvuse skaala.
Näiteks lehisel on minimaalne valguse intensiivsus 1/5, kasel 1/9, valgepöögil 1/56 täisvalgusest jne. Arvestada tuleb puude kasvukohta - puistuna või üksikpuuna. Näit. pöögil moodustavad lehed puistus valgustatusel 1/60 täisvalgusest, üksikpuul on aga valgustatuse miinimum 1/85. Valgustatuse miinimum oleneb ka mullast: näit. sarapuul viljakal mullal 1/50-1/60, väheviljakal mullal - 1/18-1/32.
2. Tüvede laasumine algab valgusnõudlikel liikidel varem ja kulgeb intensiivsemalt kui varjutaluvatel liikidel.
3. Puistu tihedus ja puistu loodusliku harvenemise kiirus: mida valgusnõudlikum liik, seda kiiremini puistu hõreneb ja muudes võrdsetes tingimustes on puude arv pinnaühikul väiksem.
4. Järelkasvu areng puistu all. Valgusnõudlikel liikidel võib küll metsa all tekkida arvukalt tõusmeid, kuid valguse puudusel hukkuvad need kiiresti. Varjutaluvate liikide järelkasv peab vastu pikka aega.
Varjutaluvatel liikidel (kuusk, nulg) pidurdub tugeva varju korral ladvakasv, külgokste kasv ületab ladvakasvu ja moodustub nn. vihmavarjutaoline võra, mis kasutab efektiivsemalt vähest valgust. Sellise võrakujuga kuuski vana metsa turbe all nimetatakse ,,vihmavarju" kuuskedeks ja neid ei loeta mitte järelkasvuks vaid alusmetsaks. Järsul valgustingimuste muutusel ( raied , tormikahjustus) võivad need taimed hukkuda, sest varjuokkad ei ole kohastunud suure valguse hulga ja kõrgema temperatuuriga.
METS JA TEMPERATUUR
Temperatuuri mõju vegetatsiooniperioodi algusele ja seemnete idanemisele: Mitmel puuliigil algab elutegevus kevadel varakult. Näiteks lepad ja sarapuu õitsevad märtsi lõpus- aprillis , kui keskmine õhutemperatuur on ca 2º C. Kasemahl hakkab jooksma kevadel, kui õhu temperatuur on 2-3º C ja mulla temperatuur 0,1-0,2º C. Ka mitme puuliigi seemned hakkavad idanema, kui temperatuur on vaevalt üle 0º C. Nii võib idanevaid vahtraseemneid näha juba sulaval lumel . Enamikul puuliikidel hakkavad seemned idanema aga +5º C juures ja maksimaalne idanemistemperatuur on umbes 35º C. Seemnete idanemine oleneb oluliselt temperatuurist. Optimaalsel temperatuuril hakkavad seemned idanema varem ja idanevad kiiremini.
Temperatuuri mõju fotosünteesile: Fotosüntees toimub temperatuurivahemikus 0-40(50)º C, kusjuures optimaalne on enamasti 15-25º C. Optimumtemperatuur oleneb puu liigist. Harilikul tammel suureneb assimilatsioon veel 25 ºC juures, kuusel aga sellel temperatuuril assimilatsioon peaaegu lakkab.
Hingamine : algab puudel suhteliselt madalal (alla 0º C) temperatuuril. Optimaalne temperatuur hingamisel on tunduvalt kõrgem kui fotosünteesil, tavaliselt 36-40º C. Hingamine lakkab temperatuuril üle 50 ºC. Puud hingavad nii päeval kui öösel.
Fotosünteesiks kulutab mets 2-3 ja transpiratsiooniks 1,4-1,5 korda rohkem soojuskiirgust, kui kulutavad rohttaimedega kaetud alad. Vähem kulub metsas energiat füüsikalisele auramisele ja turbulentsele soojusvahetusele. Seega kasutab mets soojusenergiat ratsionaalsemalt kui rohttaimestik.
Soojanõudlikkuse ja külmakindluse järgi võib meil enamtuntud puuliigid jaotada järgmistesse rühmadesse:
I - vähese soojanõudlikkusega, täiesti külmakindlad liigid, taluvad temp. langust kuni -50 oC ja isegi madalamale, (harilik mänd, harilik kadakas , soo- ja arukask, hall lepp, harilik kuusk, harilik haab, siberi nulg).
II - keskmise soojanõudlikkusega, e. külmakindlad liigid, taluvad temp. langust kuni -35 oC: har. pihlakas , har. toomingas, must lepp, har. tamm, har. pärn, har. vaher, har. saar, har. jalakas ja künnapuu, sarapuu, har. elupuu .
III - soojanõudlikud, e. mõõdukalt külmakindlad liigid, taluvad temp. langust kuni -25 oC: har. jugapuu, har. robiinia , valgepöök, har. pöök.
IV - väga soojanõudlikud, külmahellad liigid, taluvad temp. langust kuni -15 oC: ranniksekvoia, mammutipuu, virsikupuu, har. pukspuu , küpressid.
V Troopikaliigid
Metsakasvatuses omavad tähtsust madalad (alla 0º C) temperatuurid ja väga kõrged temperatuurid vegetatsiooniperioodil ning tugevad talvekülmad.
Äärmustemperatuuride mõju metsale:
Eesti looduslikult kasvavad metsapuuliigid on enamasti külmakindlad ja tavalised talved neid reeglina ei kahjusta. Puittaimede talvekindlus oleneb liigi omadustest, taimede vanusest ja keskkonnatingimustest , eeskätt ilmastikust, vee- ja toiterezìimist ning mulla omadustest. Talvekindluse omandavad puittaimed sügisel ja talve algul, mil nende elutegevus kohaneb kasvuperioodilt ümber puhkeperioodile (talvetingimustele). Puittaimede talveks ettevalmistumisele avaldavad välistingimustest mõju õhu- ja mulla temperatuur, niiskus ja päikesekiirgus. Eriti oluline on mulla veevaru suvel ja sügisel, sest see soodustab suvel puude arengut ja kasvu aga ka talvekindlust.
Puittaimedel võib esineda peamiselt kahesuguseid külmakahjustusi: külmumine talvel ja vahelduvast temperatuurist tingitud kahjustused kevadtalvel. Ära võivad talvel külmuda, (eriti kui suvi on olnud ebasobiv, põuane), mitmed võõrpuuliigid. Temperatuuri langemisel - 40º C-ni võivad kannatada tamm ja saar. Temperatuuri aeglasel langemisel võivad meie puuliigid taluda väga madalaid külmakraade, ohtlikum on järsk temperatuurilangus. Külmad talved on meie kohalikest puuliikidest kahjustanud, kuuske, saart ja kohati musta leppa. Noortele seemikutele (eriti tamm, saar) on ohtlik madal temperatuur lumikatte puudumisel. Kuiva mulla tõttu võivad külmuda nii juured kui ka võrsed.
Madalama temperatuuri tõttu tõmbub puit tüve välimistes kihtides kokku, sisemine osa kokku ei tõmbu ja tüve pealispinnal tekivad pinged , mis põhjustavad tüvedel pikilõhede nn. külmalõhede tekkimist. Külmalõhed tekivad peamiselt lehtpuudel - tammel, saarel, jalakal, haaval. Lõhed võivad olla üsna sügavad ja ehkki puu moodustab haavakoe (kalluse) nende kinnikasvatamiseks, võivad nad järgmisel aastal uuesti tekkida. Sellised külmalõhed on sageli ka seenhaiguste nakkuskoldeks.
Suuremat kahju võib põhjustada madal temperatuur vegetatsiooniperioodil. Sel ajal esinevad külmad jaotatakse nende esinemise ajast olenevalt hiliskülmadeks (mai, juuni) ja varakülmadeks (august, september). Külma tekkimise viisi järgi jaotatakse nad veel advektiivseteks ja radiatsioonilisteks. Advektiivsed öökülmad on tingitud mujalt sissetunginud külmadest õhumassidest ning võivad püsida suhteliselt pikka aega ja üsna suurel alal. Radiatsiooniline külm tekib selgetel vaiksetel öödel. Maapinnalt ja taimedelt kiirgub siis intensiivselt soojust, mille tagajärjel pinnalähedase õhukihi temperatuur tugevasti langeb. Selline külm esineb tavaliselt varahommikul lühikest aega, harilikult väikesel alal, kus tingimused temperatuuri langemiseks on soodsad. Vahel esinevad mõlemad külmaliigid samaaegselt. Niisugused segakülmad on kõige ohtlikumad , sest temperatuur võib siis langeda väga madalale. Külmade tekkimine oleneb ka pilvisusest, õhuniiskusest ja tuulest. Pilved takistavad soojuse kiirgumist ja seega väheneb külma tekkimise oht; samalaadselt mõjub õhuniiskus. Tugev põhjakaarte tuul soodustab advektiivsete külmade tekkimist. Radiatsioonilise külma tekkimist tuul takistab, sest ta segab õhumasse ja ühtlustab nende temperatuuri.
Oluliselt mõjutab külmakahjustuste tekkimist reljeef: külm õhk on tihedam ja raskem ning koguneb reljeefi madalamatele osadele. Oluline on ka mulla niiskus, kui muld on väga niiske, kulub suur osa päikeseenergiast vee aurumisele, temperatuur jääb madalaks ning külmaoht suureneb. Öökülmade oht on eriti suur metsaga piiratud väikestel lagendikel, kus õhk ei liigu ning tiheda metsaserva tõttu puudub ka õhuvahetus metsa ja lageda ala vahel.
Varakülmad e. sügiskülmad on ohtlikud augusti lõpus ja septembris lõunapoolt, eriti Kaug-Idast pärinevatele liikidele, sest pika vegetatsiooniperioodiga liikidel ei jõua võrsed õigeks ajaks puituda, seda soodustab ka pikk ja soe sügis. Kahjustused on suuremad kui külmad saabuvad järsku.
Külmakahjustuste hulka kuulub ka külmakergitus ehk külmakohrutus. Mullavesi paisub jäätudes ja külmunud mullaga koos kerkivad üles ka taimed. Sulades langeb muld tagasi, taimed jäävad aga kõrgemale. Kui selline sulamine-külmumine kordub, võivad juured katkeda ja taimed kerkida mullapinnale. Külmakohrutust esineb tavaliselt rasketel liigniisketel muldadel. Külmakohrutus kahjustab tõusmeid ning 1-2 aasta vanuseid seemikuid. Nõrga juurestiku ja raske lõimisega kasvukohtade tõttu kannatab külmakohrutuse all kõige enam harilik kuusk. Õhukestel muldadel (näit. loopealsed) võib esineda külmakohrutust peaaegu kõikidel puuliikidel.
Varjutaluvaid õhukesekoorelisi liike (kuusk, nulg, pöök) võib kahjustada koore kuumapõletik, eriti kui raietega avatakse metsaserv päikesekiirgusele, mille mõjul temperatuur tüve pinnal tõuseb kõrgele. Koorealune kambiumikiht sureb , koor kuivab ja langeb maha. Hiljem hakkab puu küll vigastatud kohta kinni kasvatama, kuid tüvi jääb rikutuks, ka võib vigastatud koht kujuneda nakkuskoldeks seenhaigustele. Vigastuse tagajärjel nõrgenenud puid aga asustavad omakorda sekundaarsed kahjurid .
METSA MÕJU ÕHU JA MULLA TEMPERATUURILE
Puistu mõju päikesekiirgusele oleneb Päikese kõrgusest, aastaajast , puuvõrade liitusest, puuliigist ja puistu vanusest. Mida varjutaluvam on puuliik, seda tihedamad on puuvõrad ja seda tugevam on puistu mõju kiirgusele. Mida enam on võrad liitunud, seda suurem on ka puistu mõju kiirgusele. Kõige enam väheneb päikesekiirgus täiesti liitunud puistus vanuses, mil aastane juurdekasv on suurim.
Metsas on temperatuuri ööpäevane ja aastane amplituud tunduvalt väiksem kui metsata alal, seega mets avaldab temperatuuri käigule tasandavat mõju. Metsa tasandav mõju temperatuurile on eriti suur suvel. Suvel on metsas temperatuur madalam kui metsata alal, kusjuures metsa mõju oleneb teguritest, mis avaldavad mõju kiirgusbilansile (võrade liitus, tihedus).
Talvel on metsamuld soojem ning külmub tunduvalt hiljem ja õhemalt, kui muld metsata alal. Metsamuld külmub vähem järgmistel põhjustel:
1) võrastik takistab soojuse kiirgumist mullast, st. jahtumist,
2) sammalkate ja metsakõdu juhivad halvasti soojust ja takistavad samuti mulla jahtumist,
3) lumikate on metsa all kohevam ja sageli sulab varem külmunud muld paksu lume all alumistes mullakihtidest tuleva soojuse mõjul üles
Vahel võib täheldada ka vastupidist nähtust: metsamuld on enam külmunud kui metsata alal. Nii võib juhtuda siis, kui muld metsata alal on kaetud lumega, metsa all aga lumikate puudub, sest lumi on jäänud võradesse.
transpiratsioon ­ füsioloogiliselt reguleeritud protsess, mille käigus taimed (puud) omastavad juurte kaudu mullast vee, mööda tüve transporditakse vesi okastesse/lehtedesse ja läbi neis asuvate õhulõhede aurub vesi atmosfääri. Transpiratsioon soodustab toitainete liikumist juurtest assimilatsiooniorganitese (lehed, okkad) ja vähendab lehtede/okaste temperatuuri.
Vee tähtsus puittaimedele: - Kõik taimed, sh. ka metsapuud sisaldavad vett suures koguses, taimede koostises on vett tavaliselt 60-85%. Normaalse elutegevuse tagamiseks peab veesisaldus puudes olema optimaalne.
- Taimed omastavad mineraaltoitaineid mullast nõrkade vesilahustena. Vee defitsiidi puhul on häiritud puude juurtoitumine .
- Vesi on vajalik komponent fotosünteesiprotsessis, kus CO2 redutseeritakse vee vesiniku abil. Oma elutegevuseks vajavad taimed vett suures koguses, millest vaid väike osa (0,2%) läheb orgaanilise aine moodustamiseks ja rakkude normaalse veesisalduse tagamiseks.
- Suur osa puude poolt omastatud veest transpireeritakse. Ühe tonni kuivaine moodustamiseks kasutavad puittaimed 170-340 tonni vett (põllumajanduskultuurid 300-900 tonni). Ühe tonni tüvepuidu (kuivaines) moodustamiseks kulub vett 900-1100 tonni.
Puude jaotus niiskusreziimi järgi:
1) hügrofüüdid ­ need puuliigid suudavad kasvavad märgadel, liigniisketel kasvukohtadel. Kõige tüüpilisemad hügrofüüdid on Eestis harilik mänd ning sookask. Sellesse rühma kuuluvad veel ka sanglepp, hariliku saare lodumuldade ökotüüp nn. luhasaar ja mitmed pajuliigid (lapi-, tuhkur -, kõrvpaju jt.). Kusjuures sanglepp kasvab küll kõrge, kuid liikuva põhjaveega kasvukohtades (lodud), sellistel aladel on liigniiskus " viljakat " tüüpi (vesi on liikuv, hapniku- ja toitaineterikas).
2) mesofüüdid -kasvavad parasniisketel kasvukohtadel. Reeglina nad ei talu liigniiskust ega kestvat põuda. Siia rühma kuulub enamus Eesti metsapuid ja -põõsaid (arukask, haab, hall lepp, tamm, vaher, pärn, kuusk,).
3) kserofüüdid - on kohastunud kasvamiseks kuivadel, põuastel kasvukohtadel (Eestis näit. nõmme- ja loometsad). Tüüpilised kserofüüdid on harilik mänd (h. mänd on üldse väga laia ökoloogilise amplituudiga puuliik) ja harik kadakas. Kserofüütide juurestik on hästi arenenud, enamusel neist on võimas sammasjuur , mõnel liigil on hästi arenenud pindmisem juurestik ning nad on võimelised kasutama ka raskesti omastatavat vett.
Lumi võib põhjustada kahjustusi puudel. Tuntud on lumemurd (lume raskuse all puu murdub) ja lume vaalimine (lumi painutab puu maha (looka)). Neid kahjustusi esineb sageli sügistalvel, kui sajab sulalund, mis kleepub puudele. Puud ei suuda võradesse akumuleerunud lume raskusele vastu panna ja lumi painutab või murrab puu. Ulatuslikumad võivad olla kahjustused nooremates puistutes (20-40 a.), mil puud intensiivse kasvu tõttu on suhteliselt peenikese tüvega. Eriti ohtlik on, kui tihedat ja varem hooldamata puistut on tugevalt harvendatud. Tihedas liituses kasvanud puud vajavad uute kasvutingimustega kohanemiseks aega ja seni on nad kergesti mõjutatavad nii lume-, kui tormi poolt. Kannatavad tavaliselt okaspuud (eriti mänd). Lehtpuude kahjustused on suuremad siis, kui puud on lehes. Kahjustusi võib esineda ka vanematel puudel (latvade ja okste murdumine ).