Üldmetsakasvatuse iseseisvad tööd (0)

EESTI MAAÜLIKOOL
Põllumajandus- ja keskkonnainstituut
--- -------, AR2
Üldmetsakasvatuse iseseisvad ülesanded Ülesanded aines 'üldmetsakasvatus'
Tartu 2011 SISUKORD
Ülesanne 1: Puude diferentseerumine ja puistu iseharvenemine .................................................... 3 Ülesanne 2: Puuliikide valgusnõudlikkus ....................................................................................... 7 Ülesanne 3:aastane temperatuuri dünaamika .................................................................................. 7 Ülesanne 4: ööpäevane temperatuuri dünaamika ........................................................................... 9 Ülesanne 5: metsa veereziim ........................................................................................................ 11 Ülesanne 6: lumikatte tüsedus metsas ja lagedal .......................................................................... 13
2 ÜLESANNE 1: PUUDE DIFERENTSEERUMINE JA PUISTU ISEHARVENEMINE
Leidsin tabelis puuduvad andmed, kasutades selleks valemeid F=1000/N puude toitepinna leidmiseks ning L= puistu hõreduse arvutamiseks.
Tabel 1. Puistute puude arv aastate lõikes, toitepind, hõredus
Puude arv N (ha -1) 10 aastaga kasvavad väljalangenud Puistu % % perioodi toitepind F Vanus A tk tk hõredus L esialgsetest algarvust (m2) (m) 1 2 3 4 5 6 7 Männikud I boniteet 10 11349 100,00 0 0,00 0,09 0,30 20 4620 40,71 6729 59,29 0,22 0,47 30 3421 30,14 1199 25,95 0,29 0,54 40 2552 22,49 869 25,40 0,39 0,63 50 1765 15,55 787 30,84 0,57 0,75 60 1179 10,39 586 33,20 0,85 0,92 70 875 7,71 304 25,78 1,14 1,07 80 676 5,96 199 22,74 1,48 1,22 90 593 5,23 83 12,28 1,69 1,30 100 520 4,58 73 12,31 1,92 1,39 110 464 4,09 56 10,77 2,16 1,47 Männikud IV boniteet 10 11739 100,00 0 0,00 0,09 0,29 20 6833 58,21 4906 41,79 0,15 0,38 30 5149 43,86 1684 24,65 0,19 0,44 40 3832 32,64 1317 25,58 0,26 0,51 50 2734 23,29 1098 28,65 0,37 0,60 60 2076 17,68 658 24,07 0,48 0,69
3 70 1618 13,78 458 22,06 0,62 0,79 80 1297 11,05 321 19,84 0,77 0,88 90 1051 8,95 246 18,97 0,95 0,98 100 922 7,85 129 12,27 1,08 1,04 110 831 7,08 91 9,87 1,20 1,10 Kuusikud I boniteet 10 8354 100,00 0 0,00 0,12 0,35 20 4109 49,19 4245 50,81 0,24 0,49 30 2242 26,84 1867 45,44 0,45 0,67 40 1512 18,10 730 32,56 0,66 0,81 50 1124 13,45 388 25,66 0,89 0,94 60 897 10,74 227 20,20 1,11 1,06 70 756 9,05 141 15,72 1,32 1,15 80 661 7,91 95 12,57 1,51 1,23 90 594 7,11 67 10,14 1,68 1,30 100 548 6,56 46 7,74 1,82 1,35 110 512 6,13 36 6,57 1,95 1,40 Kuusikud IV boniteet 10 8794 100,00 0 0,00 0,11 0,34 20 8014 91,13 780 8,87 0,12 0,35 30 5689 64,69 2325 29,01 0,18 0,42 40 3716 42,26 1973 34,68 0,27 0,52 50 2551 29,01 1165 31,35 0,39 0,63 60 1910 21,72 641 25,13 0,52 0,72 70 1508 17,15 402 21,05 0,66 0,81 80 1252 14,24 256 16,98 0,80 0,89 90 1032 11,74 220 17,57 0,97 0,98 100 867 9,86 165 15,99 1,15 1,07 110 813 9,24 54 6,23 1,23 1,11 120 374 4,25 439 54,00 2,67 1,64
4 12000
10000
8000 Puude arv
6000
4000
2000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Puude vanus Männiku I boniteet Männiku IV boniteet Kuusiku I boniteet Kuusiku IV boniteet
Joonis 1. Puude arvu muutumine vanuse suurenemisel männiku I ja IV ning kuusiku I ja IV boniteedi põhjal
2.50
2.00 Toitepind
1.50
1.00
0.50
0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Puude vanus
Männikud I boniteet Männikud IV boniteet Kuusikud I boniteet Kuusikud IV boniteet
Joonis 2. Puude toitepinna muutus puistus vanuse suurenedes
5 1.80 1.60 1.40 Puistu hõredus
1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Puude vanus
Männikud I boniteet Männikud IV boniteet Kuusikud I boniteet Kuusikud IV boniteet
Joonis 3. Puudevahelise kauguse (puistu hõreduse) muutus sõltuvalt vanusest männiku I ja IV ning kuusiku I ja IV boniteedi põhjal
Küsimused ja vastused:
a) Millisel vanuseperioodil on puude väljalangemine puistus kõige suurem? Puude väljalangemine puistus on kõige suurem just puistu esimeses kolmandikus joonise 1 järgi. b) Millises boniteediklassis saabub väljalangemise maksimum varem ning toimub intensiivsemalt? Miks? Väljalangemine toimub intensiivsemalt männiku boniteediklasside puhul, millest intensiivsem on I boniteediklassi väljalangemine, kuna mänd on valgusnõudlikum kui kuusk , seega ka kiirema kasvuga ning varju jäämine mõjub hukutavalt, mistõttu kogu protsess toimubki kiiremini. c) Millal väljalangemine järsult aeglustub? Joonise 1 algusel väljalangemine aeglustub järsult olenevalt puuliigist 40-50 aasta vanuses puistus. d) Nimeta põhjuseid, mis kutsuvad esile puistus puude diferentseerumist ja väljalangemist? Peamine väljalangemise põhjus on puudevaheline konkurents (olelusvõitlus). Diferentseerumise põhjused on seemnete pärilikud omadused, seemnete sattumine erinevatesse kasvutingimustesse ­ loodusliku valiku protsess. Viljakal mullal loeb puu kasvukiirus, ekstreemsemates tingimustes on edukamad need puud, kes on suudavad kohastuda ebasoodsate tingimustega. e) Kuidas mõjutab puhtpuistu hõreduse muutust puuliigi varjutaluvus? Varjutaluvamad liigid suudavad varju jäädes kauem puistus vastu pidada ning seetõttu on väljalangemine aeglasem kui valgusnõudlikumate puuliikidega puistus.
6 ÜLESANNE 2: PUULIIKIDE VALGUSNÕUDLIKKUS
Erinevate puuliikide 1-aastaseid seemikuid kasvatati taimlas peenardel. Igat liiki kasvatati kahes variandis: täisvalguses ja 50% valgustatuse juures (peenra kohale asetati vari). Vegetatsiooniperioodi lõpus määrati kõikide taimede kuivmass. Hindasin saadud masside järgi puuliikide valgusnõudlikkust ja reastasin nad varjutaluvuse järgi (valgusnõudlikkuse järgi), st.kõige varjutaluvam on nr 1, kõige valgusnõudlikum on nr 13 (tabel 2).
Tabel 2. Puuliikide jaotus valgusnõudlikkuse järgi
100 istiku kuivaine Juurdekasvu aastane juurdekasv (g) vähenemine järjestus Puuliik valgustatuse juures % 100% 50% Siberi lehis 83,2 37,2 55,29 12 Arukask 246,1 142,8 41,97 11 Harilik mänd 175,4 112 36,15 10 harilik pöök 408,4 398,2 2,50 2 siberi nulg 64,9 64,4 0,77 1 hall lepp 107,8 82,1 23,84 5 harilik tamm 374,9 247,3 34,04 8 euroopa lehis 84,2 36,2 57,01 13 harilik pärn 240,1 220,8 8,04 3 harilik kuusk 212,2 191 9,99 4 harilik saar 184 124,2 32,50 7 sanglepp 287 195 32,06 6 harilik haab 313,4 201,4 35,74 9
ÜLESANNE 3:AASTANE TEMPERATUURI DÜNAAMIKA
Antud tabelis (tabel 3) on esitatud kuu keskmised õhutemperatuurid lagedal alal ja kahes erineva puuliigi puistus. Puistud on sama vanusega ja kasvavad lageda ala kõrval. Koostasin antud andmete põhjal joonise nr.4.
7 Tabel 3. Algandmed
Kuu lage ala männik kuusik jaanuar -8,3 -6,5 -4,5 veebruar -11,4 -9,6 -7,6 märts -3,6 -1,8 0,2 aprill 6 7,8 9,8 mai 11,9 10,4 9,7 juuni 15,1 13,7 11,8 juuli 18 16,4 14,9 august 9 8,3 7,7 september 7,2 7,8 8,1 oktoober 4 5,8 7,8 november -6,2 -4,4 -2,4 detsember 4,8 6,6 8,6
Küsimused ja vastused:
a) Millise puuliigi puistu mõjutab aastast õhutemperatuuri dünaamikat enam ja miks? Kõige enam mõjutab aastast õhutemperatuuri dünaamikat kuusik, kuna tegu on varjutaluva puuliigiga, ei ole kuuse võra laasunud nagu männil ning seetõttu pääseb maapinnale männikuga võrreldes vähem valgust maapinda soojendama, lisaks takistab tihe võrastik soojuse kiirgumist mullast, mis muudabki aastase õhtutemperatuuri muutuse stabiilsemaks. b) Miks on suvel, soojal aastaajal metsas kuu keskmine temperatuur madalam, kui samal ajal lagedal? Metsas on jahedam, kuna seal on tekkinud puistu tõttu mikrokliima , mille põhjused on sarnased eespool vastatud küsimusele. Üheks põhjuseks võib olla ka metsapuude transpiratsioon kuumadel suvepäevadel. c) Kas puuliikide valgusnõudlikkus määrab puistu mõju temperatuuridünaamikale? Puuliikide valgusnõudlikkus määrab puistu mõju temperatuuridünaammikale kindlasti, kuna valgusnõudlikumad puud on hõredama võraga (laasuvad alt), varjutaluvamad puuliigid on tihedama võraga.
8 20
15
10 Temperatuur
5
0
-5
-10
-15
lage ala männik kuusik
Joonis 4. Õhutemperatuuri seos puuasustusega
ÜLESANNE 4: ÖÖPÄEVANE TEMPERATUURI DÜNAAMIKA
Etteantud tabelis (tabel 4) on esitatud andmed õhutemperatuuri ööpäevasest dünaamikast juunikuu esimesel dekaadil kahes erinevas kasvukohas: raiesmikul ja selle kõrval kasvavas 70- aastases kuusikus. Temperatuuri mõõdeti 5 cm kõrgusel maapinnast . Koostasin etteantud andmete põhjal graafiku ( joonis 5) temperatuuri ööpäevasest dünaamikast.
Tabel 4. Kuusiku ja raiesmiku temperatuurid päeva lõikes
kellaaeg raiesmik kuusik 1.00 0 3,9 2.00 -2,2 2,2 3.00 -4,1 1,1 4.00 -4,8 0,4 5.00 -5,1 -0,2
9 6.00 -4,9 -0,6 7.00 -2,6 0,6 8.00 1,1 2,6 9.00 6,1 6,1 10.00 10,1 7,8 11.00 12,6 9,1 12.00 15,1 10,5 13.00 16,1 13,1 14.00 15,6 12,9 15.00 14,6 12,6 16.00 14,1 12,6 17.00 13,6 12,5 18.00 12,1 12,4 19.00 11,6 12,1 20.00 10,1 11,3 21.00 6,9 10,1 22.00 6,1 8,8 23.00 4,1 7,1 24.00 2,1 5,2
20
15
10 temperatuur
5
0
-5
-10
raiesmik kuusik
Joonis 5. Õhutemperatuuri muutus päeva lõikes kuusikus võrreldes raiesmikuga
10 Küsimused ja vastused:
a) Miks on temperatuuri ööpäevane käik metsas väiksema amplituudiga kui lagedal? Temperatuuri ööpäevane käik on metsas väiksema amplituudiga kui lagedal kuna mets n-ö silub temperatuuri käiku nii aasta kui ka päeva lõikes. Põhjused on sarnased temperatuuri mõjule aasta lõikes (vt.ülesanne 3 vastus a). b) Miks uueneb mets väikestel raiesmikel ja vana metsa läheduses paremini? Mets uueneb väikestel raiesmikel ja vana metsa läheduses paremini, kuna sellisel juhul on metsapiir lähedal ning seetõttu levivad seemned kiiremini (tuule mõjul näiteks). Lisaks generatiivsele paljunemisele levivad osad puud ka vegetatiivsel teel (näiteks juurevõsust). c) Miks esineb vana metsa turbe all kasvavatel kuuskedel hiliskülmakahjustusi harvem, kui raiesmikul kasvavatel kuuskedel? Põhjus on see, et mets stabiliseerib ööpäevast (ja ka aastast) temperatuuri käiku, mistõttu vana metsa turbe all kasvavad kuused ei saa tunda nii madalat temperatuuri kui näiteks lagendikul kasvavad kuused. d) Millised metsapuuliigid on Eestis hiliskülmakartlikud? Kannatada saavad enamasti harilik kuusk, harilik tamm, harilik saar, harvem sanglepp. e) Millistel Eesti metsapuuliikidel ei esine kindlasti hiliskülmakahjustusi? Külmakindlamad on valgusenõudlikud liigid, sest nad on enam kohanenud tingimustega lagedal ­ arukask, harilik mänd, harilik haab.
ÜLESANNE 5: METSA VEEREZIIM
Etteantud tabelis (tabel 5) on esitatud kolme puistu andmed aastase võrastiku poolt kinni peetud sademete hulga kohta. Aastane sademete hulk nimetatud piirkonnas oli 543 mm/a. Koostasin antud andmete alusel joonise (joonis 6).
Tabel 5. Puistu vanuse ja sademete kinni pidamise seos
puuliik ja aastane puistu vanus (a) sademete hulk näitaja 20 40 60 80 100 120 140 160 (mm/a) võrade liitus 1,00 0,90 0,85 0,75 0,73 0,59 sademete kinni- 196 184 173 162 142 131 kuusk pidamine (mm/a) Kinni peetud 36,1 33,9 31,9 29,8 26,2 24,1 sademete % võrade liitus 0,90 0,87 0,80 0,75 0,70 0,68 0,62 0,60
11 sademete kinni- 74 104 135 132 131 121 112 108 mänd pidamine (mm/a) Kinni peetud 13,6 19,2 24,9 24,3 24,1 22,3 20,6 19,9 sademete % võrade liitus 1,00 0,90 0,85 0,80 0,75 sademete kinni- 61 57 52 44 38 kask pidamine (mm/a) Kinni peetud 11,2 10,5 9,6 8,1 7,0 sademete %
40.0
35.0
30.0 kinni peetud sademete %
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0 20 40 60 80 100 120 140 160 puistu vanus
kuusk mänd kask
Joonis 6. Võrastiku poolt kinni peetud sademete hulk
Küsimused ja vastused:
1. Iseloomustage, kuidas muutub kinni peetud sademete hulk seoses puistu vanusega? Üldine seaduspärasus on, et nooremas puistus on võrastiku poolt kinni peetud sademete hulk suurem kui vanemas puistus ­ põhjuseks puistu vananemisel kaasnevad protsessid nagu näiteks puistu iseharvenemine. Seega on noorem puistu tihedam kui vanem puistu. 2. a) millises vanuses on puistu sademete kinnipidamisvõime maksimaalne ja millises minimaalne? Millega sellist dünaamikat seletada? Lähtudes joonisest 6, on puistu
12 sademete kinnipidamisvõime maksimaalne 60-aastases männikus, 20-aastases kuusikus ning 20-aastases kaasikus, minimaalne aga 100-aastases kaasikus, 20-aastases männikus, 120-aastases kuusikus. Seletada saab seda sarnaselt antud küsimustebloki esimese küsimusega ­ kõik on sõltuv puu ja puistu iseloomust. Vanemates puistudes tekib puistu iseharvenemine, mis toob kaasa puistu harvenemise, millega kaasneb ka sademete kinnipidamisvõime vähenemine puistu kohta. Männiku maksimaalne kinnipidamisvõime 60-aastases puistus on seletatav sellega, et nooremas eas männipuud on veel liiga hõredad ja nirud ning ei toimi veel kinnipidava mehhanismina, 60-aastane puu on aga saavutanud piisava tiheduse võra ülemises osas. Sellest punktist hiljem aga hakkab toimuma eelpool mainitud puistu isehõrenemine puudevahelise konkurentsi tõttu, mis toob endaga kaasa kinnipidamisvõime vähenemise. b) Kas vahel on erinevusi sademete kinnipidamises okaspuude ja lehtpuude vahel? Missugused? Millist on see tingitud? Puistu aastane sademete kinnipidamisvõime on sõltuv puuliigist ­ lehtpuud heitlehised, okaspuud aga 12 kuud aktiivsed, st.et okaspuud püüavad terve aasta vältel sademeid kinni, lehtpuud aga mitte. c) Kas on erinevusi sademete kinnipidamises valgusnõudlike ja varjutaluvate liikide vahel? Missugused need on? Miks see nii on? Valgusnõudlikud taimed kasvavad kiiremini kui varjutaluvad liigid ning neil on suurem lehemass, et tingimustes ellu jääda ning paremini konkureerida valguse pärast liigikaaslaste ja teiste liikidega. Suurem rohemass (tihedam võrasik, suurem lehemass) tähendab seda, et nende puude sademete kinnipidamisvõime on suurem.
ÜLESANNE 6: LUMIKATTE TÜSEDUS METSAS JA LAGEDAL
Rajati uurimistransekt, mis läbis erinevaid maastikuelemente (lagedad alad, puistud). Iga 10 meetri järel mõõdeti lumikatte tüsedust, maapinna külmumissügavust ja lume tihedust . Tabelis 6 esitatud andmete põhjal koostasin joonise 7, kuhu on märgitud kaugus alguspunktist (m), maastikuelement, lume tüsedus (cm), maapinna külmumissügavus (cm).
Tabel 6. Uurimistransekti kogutud andmed
maapinna kaugus lume lumikatte külmumis- algpunktist tüsedus (cm) sügavus (cm) tihedus t/m3 0 28 43 avamaa 10 30 42 0,29 20 31 43 männik 30 47 27 0,2
13 40 79 12 50 102 2 60 106 1 70 49 8 80 44 9 90 42 11 100 42 11 110 43 11 120 24 130 25 kuusik 0,22 140 23 150 23 160 52 170 67 metsalagendik 0,24 180 62 190 60 200 44 210 28 kuusik 0,22 220 26 230 27 240 52 250 54 kaasik 0,25 260 55 270 53 280 60 290 60 metsalagendik 0,27 300 59 310 56
14 Maastikuelement
120 0.35
100 0.3 80 0.25
Lumikatte tihedus (t/m3) 60 Maapinna külmumis- Lume tüsedus (cm)
0.2 sügavus (cm)
40
20 0.15 0 0.1 -20 0.05 -40
-60 0 Kaugus alguspunktist (m)
lume tüsedus cm maapinna külmumissügavus cm lumikatte tihedus t/m3
Joonis 7. Maastikuelementide seos lumikatte tiheduse, lume tüseduse ja maapinna külmumissügavusega.
Küsimused ja vastused:
a) Millega seletada lumikatte tüseduse erinevusi lagedal alal ja eri puuliigi puistutes, mis on ühesuguse vanuse ja liitusega? Lumikatte tüsedus sõltub välja palju antud ala iseloomust ning seal kasvavatest puuliikidest ­ näiteks lehtpuumetsades on lumikate oluliselt tihedam kui okaspuumetsades. Sageli mängib lume paksuse tekkel rolli ka tuul ­ metsalagendike ääres on sageli teiste aladega võrreldes sügavam lumi (tuule kuhjav mõju) ning suurem lume kogus metsas, võrreldes lageda alaga, võib olla tingitud sellest, et metsast ei saa tuul lund ära kanda. b) Miks on kuusikus väikesel lagendikul lumi sügavam kui samalaadsel lagendikul kaasikus? Metsa servades on lumikate paksem , kuna tuul kannab lagedalt lund metsa, metsa servas aga tuule kiirus väheneb ning seetõttu lumi kuhjubki servaaladele ­ tihedama puistu (antud juhul kuusiku) puhul rohkem kui hõredama (antud juhul kaasiku) puhul.
15 c) Millega seletada lume erinevat tihedust avamaal , puistus ja metsalagendikul? Lund koguneb üldiselt rohkem metsata alale , kui metsa ning hõredasse puistusse rohkem kui tihedasse. Viimane on seoses ka puistu enampuuliigiga ­ kui tegu on lehtpuumetsaga, siis sinna koguneb oluliselt rohkem lund kui okaspuumetsa , kuna osa lund jääb okaspuude võrasse kinni. d) Kas on seost lume tüseduse ja maapinna külmumissügavuse vahel? On küll. Kuna lumi on kehvade soojusjuhtivate omadustega, siis väldib kohev lumikate maapinna külmumist.
16